湖南栗山铅锌铜多金属矿床闪锌矿微量元素特征及成矿指示意义

位于江南造山带中段的湘东北地区是我国华南重要的金铅锌铜钴多金属矿产地之一,栗山铅锌铜多金属矿床是该区近年来找矿勘查新发现的一大型矿床。该矿床位于晚侏罗世—早白垩世幕阜山岩体南缘,矿体主要赋存于岩体及其与地层接触带的构造破碎带内,空间上与岩体关系密切,然而目前关于该矿床的研究十分薄弱。本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪开展了闪锌矿的原位微区微量元素分析。微量元素组成分析结果表明,闪锌矿以富集Co、Ga而贫Fe、Cd、Ge为特征,其中Fe、Mn、Cd、Co、Ga等元素以类质同象形式产出,而Cu、Pb、Ag和Sn等元素则还以包裹体形式赋存于闪锌矿中。根据不同微量元素间的相关关系,认为闪锌矿中可能存在Zn²⁺↔Fe²⁺、4 Zn²⁺↔2 Fe²⁺+Ge⁴⁺+□(其中□表示空位)、3 Zn²⁺↔2 Cu⁺+Ge⁴⁺、2 Zn²⁺↔Ag⁺+Sb³⁺等简单和复杂替代关系。闪锌矿的Zn/Fe、Ga/Ge、Ge/In、Ga/In比值和Fe温度计等指示闪锌矿形成于中低温(240~250 ℃)、低硫逸度(lgf(S₂)=-13.3~-9.6)环境。栗山矿区闪锌矿的微量元素组成特征有别于金顶砂岩型、SEDEX型、VMS型、MVT型和夕卡岩型铅锌矿,结合低的Cd/Fe(0.03~0.14,平均0.06)、Cd/Mn(1.54~6.30,平均2.91)比值和Ge含量,暗示该矿床成矿作用与岩浆活动有关。综合矿区地质特征和区域构造-岩浆演化,认为该矿床是在太平洋板块俯冲后撤引起的伸展构造背景下形成的与燕山期幕阜山岩体有关的中低温岩浆热液充填交代型矿床。该类型矿床闪锌矿具有鲜明的微量元素组成特征,可为判别具相似地质特征的矿床成因提供借鉴。     

黔中猫场杨家洞矿段铝土矿中富钴黄铁矿的发现与意义

铝土矿中伴生有Li、Ga、V、Cr、REE、Sc、Co、Ni、Nb、Zr、W等关键金属.黔中猫场铝土矿是我国最大的隐伏铝土矿矿床,已发现伴生有镓、钪和锂等关键矿产资源,然而对硫铁矿中可能伴生的关键金属尚未引起足够的重视,本文系统开展了猫场杨家洞矿段中不同类型含矿岩系及矿石中黄铁矿的精细矿物学工作.结果表明,杨家洞矿段黄铁矿具有复杂的结构和成因,可分为沉积黄铁矿(PyⅠ)和热液黄铁矿(PyⅡ)等2大成因.前者以草莓状或细粒结构为特征;后者从早到晚进一步划分为3个世代:PyⅡ-1、PyⅡ-2和PyⅡ-3,其中PyⅡ-2呈不规则状交代或增生于PyⅡ-1颗粒的边部,PyⅡ-3呈脉状或网脉状切穿早期的黄铁矿.电子探针分析结果表明,PyⅡ-2具有明显高于其他世代黄铁矿的Co和As含量,分别高达9.31％和2.98％,揭示猫场硫铁矿中钴元素的富集与后期热液活动密切相关.Co与Fe明显的负相关性反映Co主要以类质同象的方式赋存于黄铁矿晶格内,PyⅡ-2和PyⅡ-1截然的接触界线和不同的化学成分暗示富钴黄铁矿PyⅡ-2主要由耦合的溶解-再沉淀作用形成.猫场铝土矿中富钴黄铁矿的发现为猫场矿区硫铁矿的综合回收利用乃至黔中地区铝土矿中伴生关键金属类型找矿提供了新的方向.     

湘东北横洞钴矿床钴的富集机制: 来自黄铁矿的微区结构、成分和硫同位素证据

世界上典型热液脉型钴矿床, 如五元素(Ag-Bi-Co-Ni-As±U)矿床, 因其高的钴品位(高达8%)而具有重要的经济价值和研究意义, 该类矿床以自然元素和砷化物组合为特征。不同于五元素矿床, 湘东北横洞热液脉型钴矿床(中型, 品位约0.04%)的矿石矿物组合为黄铁矿+黄铜矿+闪锌矿+方铅矿+磁黄铁矿, 目前对该矿床中含钴矿物的特征及钴的富集机制尚不清楚。本文在详细的矿相学工作基础上, 采用EPMA、EBSD、LA-ICPMS和LA-MC-ICPMS等多种分析方法, 对其黄铁矿开展了精细结构、成分和硫同位素分析。将黄铁矿划分为PyI、PyII和PyIII三个世代。其中, PyII是Co的重要载体, 常呈丝带状、不规则状或韵律环带交代PyI或呈细粒状产出, 其Co含量高达52141×10^-6, 明显高于其他世代黄铁矿。黄铁矿中Co与Fe具有较好的负相关性, 表明Co主要呈类质同象的形式置换Fe存于黄铁矿晶格中。而黄铁矿中高的Co/Ni比值(1.05~393)和Se含量(10.69×10^-6~129×10^-6)则暗示了其热液成因。此外, PyII与PyI之间具有不规则港湾状接触界面、突变的化学成分以及相近的晶体取向, 这些暗示了富钴的PyII系含钴流体与围岩及早阶段黄铁矿快速反应的产物, 溶解再沉淀的动力学过程是控制PyII的形成机制。不同世代黄铁矿的δ³⁴S_V-CDT值接近, 变化范围为-13.12‰~-8.70‰, 与围岩地层的硫同位素特征接近。结合湘东北结晶基底高的Co含量(30.4×10^-6~72.3×10^-6)和以往流体包裹体显微测温结果, 认为在晚侏罗世-早白垩世期间, NE-ENE向的长沙-平江断裂带走滑剪切活动使得深源热液流体从结晶基底连云山岩群活化萃取了金属钴, 富钴热液沿走滑断裂向上运移至成矿部位, 再因压力周期性变化引起流体发生不混溶作用进而分离, 导致钴金属络合物失稳, 最后钴沉淀富集成矿。通过与世界上典型热液脉型钴矿床成矿特征的对比, 提出流体低的盐度和低砷、高硫的特征是造成横洞钴矿床矿物组合简单的主要控制因素。