陕西旬阳地区小河金矿硫铅同位素组成及地质意义

小河金矿是近年来在南秦岭中带发现的中型金矿床,矿石类型为微细浸染型,矿床受地层和构造双重控制。在野外工作基础上,根据矿物组合及穿插关系划分了4个成矿阶段:Ⅰ,成矿早期少硫化物石英脉成矿阶段;Ⅱ,石英脉、黄铁矿、毒砂成矿主阶段;Ⅲ,石英脉-多金属硫化物成矿主阶段;Ⅳ,方解石、石英脉成矿晚阶段。其中Ⅱ、Ⅲ阶段是主要金矿化阶段。不同阶段样品的原位硫同位素结果显示:成矿早阶段石英脉期的黄铁矿δ³⁴S值为20.80‰~25.77‰,均值为23.59‰;主成矿期II阶段中黄铁矿、毒砂δ³⁴S值为15.46‰~19.12‰,均值为17.5‰;主成矿期Ⅲ阶段中方铅矿、闪锌矿δ³⁴S值为11.35‰~16.78‰,均值为13.88‰。硫同位素特征指示硫以沉积硫为主,成矿过程可能存在低δ³⁴S值热液的持续加入。金属硫化物Pb同位素测试结果显示²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.882 1~18.367 4,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.614 0~15.674 1,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.016 3~38.934 2,指示小河金矿铅主要源于地壳,同时伴随幔源铅的混入。综合矿床地质特征及硫、铅同位素地球化学特征,认为小河金矿成矿过程可能存在流体混合作用。     

西藏则不吓铅锌矿床硫、铅同位素组成及对成矿物质来源的指示

西藏则不吓铅锌矿床位于冈底斯成矿带北缘西部,矿体主要赋存于古近系林子宗群典中组火山碎屑岩中。在分析成矿地质条件的基础上,系统地研究该矿床矿石硫、铅同位素组成特征,探讨其成矿物质来源。结果表明,则不吓铅锌矿床金属硫化物样品的δ³⁴S值变化于-0.6‰~2.7‰之间,变化范围较窄,具有明显的塔式分布特征,显示硫来源较单一,具有岩浆硫的特征,可能与区内花岗斑岩及深部相关的隐伏岩体有关。矿石铅的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb同位素比值十分稳定,变化范围较小,具正常铅特征;根据铅同位素μ值(9.61~10.0)和构造演化模式图投图结果,反映该矿床矿石铅主要来自于上地壳物质。结合区域成岩成矿事件和矿区地质特征,认为该矿床成矿物质很可能来源于印亚大陆主碰撞时期上地壳部分熔融形成的中酸性岩浆。     

内蒙古大井铜锡多金属矿床矿石中Cu-S同位素特征及成矿预测

内蒙古大井铜锡多金属矿床是大兴安岭成矿带代表性矿床之一,矿区位于内蒙古东部林西县境内,成矿地质条件良好。矿床矿石中同位素特征及与成矿的关系研究薄弱。本文通过对矿体中黄铜矿Cu同位素,黄铜矿、黄铁矿S同位素和Pb同位素的研究表明:黄铜矿δ⁶⁵Cu 值总体范围为 -0.46‰+0.32‰,平均值为0 ‰,2σ误差平均值约为0.03‰;黄铜矿、黄铁矿δ³⁴S值总体范围为 +0.076 ‰+3.00‰,平均值为+1.83‰,且δ³⁴S值分散程度也较小,整体较均一,属于岩浆硫的同位素特征;Pb同位素数据整体变化很小,具体为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.29118.353,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb =15.50115.574,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb =38.05138.265。结合区域前人的研究表明,大井矿Cu同位素的变化是由于硫化物-岩浆分异过程导致,大井矿矿石黄铜矿δ⁶⁵Cu的变化可能指示了矿化阶段成矿硫化物的演化方向,δ⁶⁵Cu逐渐降低的方向可能存在隐伏矿体,研究区域东部生产区域与外围预测未生产区域具有一致的Cu同位素特征,Cu同位素证据表明大井矿外围预测区可能存在深部隐伏矿体。     

新疆伽师砂岩型铜矿床地质及S、Pb同位素地球化学

西南天山新生代山前盆地中的伽师铜矿是新疆近年发现和开发的一个重要的砂岩型铜矿,矿体产于古近系灰白色含岩屑钙质细砂岩中,呈与地层整合的板状、层状。矿石中硫化物主要为辉铜矿,矿体深部出现斑铜矿,极少量黄铁矿、闪锌矿等,硫化物多交代砂岩中胶结物或碎屑颗粒形成胶结结构,矿石发育稀疏浸染状、团块状、结核状等多种构造。矿石的硫同位素δ³⁴S_V-CDT在-33.4‰~-24.6‰之间。矿石的铅同位素组成²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.376~18.607、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.612~15.655、 ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.475~38.747。铜的硫化物矿化表现为含铜盆地流体(地下水)交代砂岩而沉淀,铜矿体形成于古近系细砂岩成岩晚期,矿石硫来源于细菌还原硫酸盐,矿石铅同位素组成指示成矿金属元素来自沉积盆地周围的蚀源区。     

辽宁省桃源铅锌矿床成矿物质来源——硫、铅同位素组成特征

桃源铅锌矿床是辽东青城子矿集区中部新发现的一个中型铅锌矿床,矿体赋存于古元古界辽河群大石桥组,受地层和断裂控制明显。目前缺乏针对该矿床的成矿物质来源研究,导致对矿床成因认识不清。本文在详细野外调研和室内镜下观察的基础上,系统地研究了桃源铅锌矿床的硫、铅同位素特征。分析结果显示：桃源铅锌矿床中硫化物的δ³⁴S值区间为3.5‰~8.9‰,平均为5.5‰,显示了具有幔源硫的特征;铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为17.969~18.309（均值为18.076）、15.572~15.669（均值为15.617）和38.222~38.371（均值为38.312）,μ值变化范围为9.46~9.62（均值为9.55）,绝大多数低于地壳正常值。在铅同位素判别图解上位于上地壳与地幔铅同位素演化线之间,显示了具有壳幔混合的特点。桃源铅锌矿床的硫、铅同位素组成与青城子铅锌-金银矿集区和印支期岩体类似,成矿热液来自深部岩浆,与辽河群围岩的硫、铅同位素分布有明显的不同。因此,初步认为桃源铅锌矿床是与深部岩浆流体活动有关的岩浆热液型铅锌矿床。     

闽中梅仙铅锌多金属矿区S、Pb同位素组成及对成矿物质的示踪:以丁家山和峰岩铅锌多金属矿为例

闽中梅仙铅锌多金属矿产于中—新元古代“变质基底天窗”绿片岩系中,目前对其成矿物质来源、矿床成因认识不一。对该矿区的丁家山和峰岩铅锌多金属矿床主成矿期的闪锌矿和方铅矿等金属硫化物进行S、Pb同位素分析,结果表明:丁家山和峰岩矿床的硫、铅同位素组成基本一致,其金属硫化物的δ³⁴S值分别为0.4‰~5.0‰和1.8‰~4.2‰,平均值则分别为2.66‰和2.88‰,表明硫为幔源硫。金属硫化物的铅同位素组成²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值则分别为18.326~18.496和18.378~18.646、15.658~15.817和15.619~15.746、38.724~39.257和38.365~39.009,平均值则分别为18.388和18.447、15.705和15.700、38.880和38.823,表明2矿床铅均为壳幔混合源铅。综合硫、铅同位素分析结果,认为丁家山和峰岩铅锌多金属矿床成矿物质主要来自燕山期花岗(斑)岩。结合矿床、矿体地质特征分析,丁家山和峰岩铅锌多金属矿的形成主要与燕山期花岗(斑)岩侵入接触交代作用有关。     

黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带科洛金矿床成因:来自黄铁矿化学成分及He-Ar、S、Pb同位素证据

科洛金矿床位于黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带中,为一正在勘查的中型金矿床。前人研究认为该矿床为一中温、富水、低盐度的韧性剪切带型金矿床。但随着勘查工作的持续开展,新发现了大量含多金属硫化物的石英脉型矿石。为进一步明确该矿床成因,对科洛金矿床内韧性变形和浸染状-团块状两种不同产状黄铁矿进行了系统的成分标型及稳定同位素特征研究。结果表明:韧性变形黄铁矿较浸染-团块状黄铁矿的S/Fe值低,Au、Ag、Co含量高,As含量低,总体显示韧性变形黄铁矿相对贫硫;黄铁矿微量元素显示两类黄铁矿REE具有相似的地球化学特征,整体呈轻稀土富集、重稀土亏损的“右倾”式稀土配分模式。稀土元素总量为17.00×10^-6~66.95×10^-6,韧性变形黄铁矿含量明显偏低,LREE/HREE值为5.25~12.50,相对较稳定。Y/Ho值与地幔和地壳重合范围较多,Zr/Hf值、Nb/Ta值变化范围较大,显示成矿环境不稳定;黄铁矿³He含量为2.405×10^-13~10.811×10^-13,⁴He含量为3.35×10^-7~4.99×10^-7,³He-⁴He图和R/R_a-⁴⁰Ar/³⁶Ar图显示成矿流体有以地幔为主的壳幔混源特征,成矿过程应有大气降水的参与;黄铁矿δ³⁴S变化范围小,集中在+2.3‰~+7.6‰(韧性变形黄铁矿δ³⁴S平均值偏低),稍正向偏离陨石硫特征;黄铁矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.157~18.211;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.542~15.594;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.032~38.218(韧性变形黄铁矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb平均值偏低),均显示与造山作用关系密切。利用黄铁矿化学成分特征元素Co/Ni值及Co-Ni成因判别图解认为科洛金矿有热液成因矿床特征;利用w(Fe+S)-w(As)图解和Co-Ni-As含量图解显示石英脉型矿石反映浅成低温热液型金矿特征。综合区域变质变形事件、典型矿床特征及矿区内已取得的年龄、流体包裹体等相关数据认为,科洛金矿床应存在两期矿化:三叠纪形成的韧性剪切带型金矿床和白垩纪形成的浅成低温热液型金矿床。建议在今后的矿产勘查中注意寻找真正的韧性剪切带型金矿。     

内蒙古东乌旗阿尔哈达铅-锌-银矿床硫和铅同位素研究

阿尔哈达铅-锌-银矿床是近年来在内蒙古东乌珠穆沁旗境内发现的一处大型铅-锌-银矿床,其产出环境和形成机理为国内外矿床学家所关注。对该矿床代表性岩（矿）石样品进行了硫和铅同位素分析,并对其变化规律和成因意义进行了讨论。研究结果表明,围岩和矿石中硫化物δ³⁴S值变化范围为1.2‰～8.6‰,具有混源硫特征。根据共生硫化物对所确定的温度表明,该矿床的形成可划分为高温和中-低温两个阶段。17件矿石硫化物样品²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值变化范围分别为18.153~18.431,15.370~15.602和37.653~38.213,其平均值分别为18.271、15.464和37.873;3件围岩硫化物样品²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值变化范围分别为18.281~18.293,15.470~15.484和37.874~37.909,平均值分别为18.288、15.477和37.893。硫和铅同位素研究结果表明,阿尔哈达铅-锌-银矿床成矿物质分别来自泥盆系火山-沉积岩和印支期花岗岩。     

南天山沙里塔什铅锌矿床地质特征及S、Pb同位素特征研究

沙里塔什铅锌矿床是新疆南天山多金属成矿带内重要的铅锌矿床。矿床位于南天山造山带迈丹-阔克萨勒古生代陆缘盆地,含矿层位为中泥盆世托格买提组,单个矿体呈透镜状、巢状和筒状分布在白云岩构造破碎带内,围岩蚀变较弱。矿石中金属矿物以闪锌矿、方铅矿为主。矿石金属硫化物的δ34S=-3.6‰~-12.0‰,指示硫主要来自海相硫酸盐的还原作用。矿石金属硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值范围为17.8979~17.9625,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.5981~15.6023,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.1863~38.1971,结合矿石、围岩的微量及稀土元素特征判断,铅主要来自古生代沉积盆地高金属背景值的中泥盆世托格买提组。综合沙里塔什铅锌矿床的地质、地球化学特征,判定其为MVT型铅锌矿床。     

山西梨园金矿黄铁矿微量元素及S-Pb-He-Ar同位素地球化学特征及其地质意义

山西梨园金矿是近年华北克拉通内部金矿找矿的新进展,其矿化样式多,具有较高的研究价值。梨园金矿赋存于太古宙阜平群片麻岩和混合岩化花岗岩中,受区内北北东向断裂控制,主要由爆破角砾岩型的1号矿体和石英脉型的2号矿体组成。矿石矿物主要为黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等,脉石矿物主要为石英、绢云母、钾长石等,蚀变类型主要为硅化、钾长石化、绢云母化、绿泥石化等。黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿δ³⁴S值为0.9‰~4.3‰,平均值为3.0‰,说明硫源主要来自岩浆;方铅矿δ³⁴S值为-12.8‰~1.4‰,平均值为-4.2‰,pH值升高可能是造成方铅矿高负δ³⁴S值的原因。金属硫化物Pb同位素变化范围较小,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为16.697~16.890,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.239~15.267,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为42.186~45.334,均落入下地壳演化线附近,表明成矿流体运移过程中可能淋滤了富Th的下地壳物质。黄铁矿的³He/⁴He为0.27~1.04 R_a,⁴⁰Ar/³⁶Ar为1 194.61~5 488.80,³⁸Ar/³⁶Ar为0.204~0.218,表明成矿流体主要来源于地壳,部分来源于地幔流体,具有壳幔混合的岩浆流体特点。微量元素特征显示黄铁矿具有岩浆热液型黄铁矿的特点,辉绿岩脉和石英斑岩的部分物质可能加入了成矿过程。文章认为梨园金矿为与浅成岩浆侵入作用相关的岩浆热液型金矿床,爆破角砾岩型和石英脉型矿体不同的沉淀机制和矿物结晶过程是导致二者REE含量、S-Pb-He-Ar同位素等方面存在差异的主要原因。梨园金矿深部具有寻找细脉浸染型矿体的可能,其成矿作用是太行山中部地区燕山期构造岩浆活动的又一具体表现。     

内蒙古阿扎哈达铜铋矿床流体包裹体和碳-氧-硫-铅同位素地球化学研究

阿扎哈达石英脉型铜铋矿床位于二连—东乌旗多金属成矿带中段。铜铋热液矿化过程从早到晚可以分为3个阶段,分别为石英-黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-黄铜矿-辉铜矿-辉铋矿-自然铋-萤石阶段(Ⅱ)和晚期石英-方解石阶段(Ⅲ)。铜铋矿化主要产于Ⅱ阶段石英脉中。流体包裹体类型主要为气液两相包裹体。测温结果显示Ⅰ阶段富气相包裹体均一温度变化范围为224~427 ℃,盐度(w(NaCl_eq)为16.0%~22.4%;富液相包裹体均一温度为229~410 ℃,盐度为9.2%~22.2%。Ⅱ阶段富气相包裹体均一温度为245~343 ℃,盐度为17.8%~20.5%;富液相包裹体均一温度为180~361 ℃,盐度为10.5%~21.3%。Ⅲ阶段富液相包裹体均一温度为132~262 ℃,盐度为3.4%~19.4%。成矿热液整体上属于中温、中等盐度流体。单个包裹体激光拉曼分析表明气液相成分主要是H₂O,含少量CH₄,指示成矿流体属于NaCl-H₂O±CH₄体系。C-O同位素数据(δ¹³C_V-PDB值范围为-6.7‰~-1.4‰,δ¹⁸O_V-SMOW值为-2.4‰~+11.5‰)表明成矿流体主要来源于岩浆水,晚阶段有大气降水的混入。黄铁矿S同位素组成(1.3‰~9.5‰)指示成矿物质主要来源于岩浆热液,并有部分地层物质加入。黄铁矿Pb同位素组成²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值变化范围分别为38.081~38.229、15.561~15.602和18.270~18.383,所有数据点均落在造山带铅范围内,表明成矿物质主要来源于侵位的花岗岩,同时地层提供了部分成矿物质。结合流体包裹体和同位素地球化学研究,文章认为温度下降及水岩反应是导致矿质沉淀的重要机制。     

甘肃两当湘潭子金矿床地质特征及成因

甘肃两当湘潭子金矿位于西秦岭造山带东段,金矿体主要受北西西向断裂控制,与区内发育的中酸性岩脉空间关系密切。显微观察和电子探针分析表明,Au主要赋存在黄铁矿和毒砂中,矿体中黄铁矿Co/Ni特征显示黄铁矿的成因与岩浆作用有关。通过稀土元素分析发现,矿石的稀土元素特征与岩体的稀土元素特征基本一致,而与地层围岩有明显差异。对矿石中的黄铁矿进行硫同位素测试,硫化物δ³⁴S值介于-5.7‰~2.0‰之间,均值为0.38‰,δ³⁴S值频数分布比较集中,具有以近零为中心的塔式分布特征,表明矿石中硫的来源与岩浆作用有关。通过氢氧同位素分析,湘潭子金矿区矿石的δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O}}}$值介于3.44‰~9.65‰之间,均值为6.29‰,δD介于-120.10‰~-79.00‰之间,均值为-100.47‰,表明本区成矿流体主要来自岩浆水。铅同位素特征显示湘潭子金矿区铅的演化与岩浆作用和造山运动关系密切。通过对比研究可知湘潭子金矿的主成矿时代为印支晚期。湘潭子金矿是印支晚期含成矿物质和流体的岩浆上侵,受浅部断裂系统控制的脉状矿体。湘潭子金矿的发现及成因研究对西秦岭地区找矿方向具有重要的意义。     

南秦岭柞水—山阳矿集区夏家店金矿床黄铁矿微量元素和氢、氧、硫同位素对矿床成因的制约

为了研究柞水—山阳矿集区夏家店金矿床成因,采用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS技术分析夏家店金矿床矿体及围岩样品中黄铁矿原位微量元素及氢、氧、硫同位素组成特征。结果表明,该矿床黄铁矿的Co/Ni 比值为0.11~0.76,说明其与沉积作用有关。矿石中黄铁矿的δ³⁴S值(-9.40‰~7.16‰)与围岩碳质板岩的δ³⁴S值(-8.84‰~10.64‰)接近,黄铁矿的δ³⁴S均值(2.47‰)基本落在岩浆硫的范围内,指示矿石硫可能由地层硫和岩浆硫混合而成。氢、氧同位素测试结果表明,夏家店矿床成矿流体可能主要来自岩浆水,成矿后期有大气降水的加入。综合矿床地质特征、成矿温度、金赋存状态等特征和黄铁矿微量元素、硫同位素组成可知,夏家店金矿床属于卡林型金矿,其成矿流体主要来自岩浆水,成矿后期有大气降水加入;其成矿物质是由深部岩浆与地层混合而成。     

老挝班康姆铜金矿成矿流体及成矿物质来源：H- O- He- Ar- C- S- Pb同位素证据

老挝班康姆矿床是近年来在琅勃拉邦-黎府成矿带新发现的一个大型铜金矿床。该矿床矽卡岩与矿体主要赋存在安山岩中且缺乏矽卡岩分带,与典型矽卡岩矿床的地质特征存在一定的差别。因此,厘清班康姆铜金矿床的成矿流体、成矿物质来源及矿床成因机制是后续开展琅勃拉邦-黎府成矿带大型铜金矿床找矿勘探的基础。该矿床矿化阶段石英流体包裹体δD分布于-110‰~-90‰,δ¹⁸O分布于-1.5‰~7.1‰,其中低δD的样品具有相对高的δ¹⁸O值;黄铁矿流体包裹体的3He/4He为0.41~3.43Ra(大部分<1Ra),⁴⁰Ar/³⁶Ar为314.8~362.4。H-O及He-Ar同位素结果表明,班康姆矿床成矿流体来源于岩浆流体(至少部分来自地幔)与低δD的大气雨水的混合,雨水占更大的比例,且某些矿化流体的雨水端元在混合前经历了明显的水岩作用。除一件样品(BK64)的黄铁矿具有高的δ³⁴S(8.1‰)外,其余硫化物的δ³⁴S分布于-0.9‰~1.5‰,位于地幔硫的范围。共生硫化物对的硫同位素平衡分馏计算以及动力学分馏不支持高δ³⁴S(8.1‰)黄铁矿的硫来自从热液流体,可能来自围岩。热液方解石的δ¹³C范围为-3.1‰~2.5‰,δ¹⁸O变化于26.0‰~28.4‰,指示其碳来自矿区灰岩,而灰岩的溶解为热液摄取围岩的重硫提供了可能。矿石黄铁矿Pb同位素组成(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb:17.9284~18.7756;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb:15.5336~15.6651;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb:37.9125~38.8090)位于黎府褶皱带和长山褶皱带晚二叠世—中三叠世大陆弧岩浆岩的Pb同位素范围,介于印支地块玄武岩和泰国-老挝S-型花岗岩及相关矿床的Pb同位素组成之间,指示班康姆矿床的Pb来自壳幔混合源。本文S-Pb-He-Ar同位素结果及区域Cu-Au成矿过程的岩石地化研究,表明班康姆矿床Cu、Au主要来自地幔。与典型矽卡岩Cu-Au矿床的S-Pb-H-O同位素及矽卡岩矿物流体包裹体盐度特征的对比,结合前人的火山气热液交代火山岩形成矽卡岩的实验结果,认为班康姆矽卡岩型Cu-Au矿床的形成机制为深部出溶的气相为主的含矿岩浆流体沿断裂上升到浅部交代安山岩或大理岩并经历了流体混合、沸腾及矿石沉淀等过程。