新疆南天山阿沙哇义金矿床的成因与找矿启示:来自流体和硫化物成分的限定

阿沙哇义金矿位于中国新疆南天山造山带,属于著名的中亚南天山锑-汞-金成矿带的东延部分。该矿床严格受断裂所控制,以浸染状黄铁矿化、毒砂化为特征。矿化可分为三个阶段:早期无矿或贫矿石英阶段,中期石英多金属硫化物阶段,晚期石英-碳酸盐阶段。其中,中期是主要成矿阶段。成矿流体气相成分以H_2O为主,摩尔含量为75%～93%,其次为CO_2,摩尔含量为6%～25%,其余为CH_4、C_2H_6、H_2S、N_2和Ar;液相成分阳离子以Na~+为主,含少量K~+、Ca~(2+)离子,阴离子以Cl~-为主,SO~(2-)次之;矿石的Au含量与其流体的CO_2含量呈反相关,与K~+含量呈正相关。硫化物成分分析结果表明:(1)围岩地层和矿石中的黄铁矿和毒砂是重要的载金矿物,黄铁矿Au含量为0～0. 09%,平均值0. 03%;毒砂Au含量为0～0. 28%,平均值0. 07%;(2)黄铁矿和毒砂Au含量与其自形程度没有明显的相关性;(3)环带状黄铁矿较均质结构黄铁矿具有更高的Au含量;(4)岩体中的黄铁矿几乎不含Au。在成矿构造环境、成矿流体特征及演化、金矿富集机制、成矿温压条件等方面,该矿床与世界上大多数造山型金矿显示出一致性,成矿类型应属于剥蚀程度较浅的造山型金矿。断层阀作用控制的断层愈合-破裂导致的流体不混溶作用是本区金富集、沉淀的最重要机制,但流体混合机制对金的富集沉淀也发挥了作用。黄铁矿、毒砂发育及较多的含炭物质三者共存是本区寻找富矿的关键标志。     

胶东金翅岭金矿床黄铁矿原位微量元素和硫同位素特征及对矿床成因的指示

位于招远-莱州金成矿带中西部的金翅岭金矿床是胶东地区典型的石英脉型高品位金矿,但其成矿流体来源和矿床成因一直存在争议.在详细的矿相学和黄铁矿显微结构研究基础上,利用LA-ICP-MS技术原位分析与成矿有关黄铁矿的微量元素特征,结合原位硫同位素分析成矿流体来源,为进一步认识矿床成因提供制约.成矿阶段的黄铁矿划分为2种类型（PyI和PyII）,PyI产在石英-黄铁矿阶段,PyII产在石英-多金属硫化物阶段,伴随大量可见金的出现.根据背散射的核-边结构,PyII可细分为含有较多硫化物的核部PyIIa和表面较为干净的边部PyIIb,但二者有明显溶蚀结构.LA-ICP-MS分析结果显示PyI含有一定量的Au（< 0.015×10-6~2.18×10-6,均值0.62×10-6）和As（78.98×10-6~857×10-6,均值542×10-6）,但Pb、Zn等其他元素含量较低.核部PyIIa和PyI微量元素分布特征较为相似,但Au（< 0.015×10-6~0.59×10-6,均值0.11×10-6）和As（0.62×10-6~198×10-6,均值35.81×10-6）的含量相对下降.边部PyIIb较核部PyIIa明显富集Au（< 0.015×10-6~19.71×10-6,均值5.91×10-6）和As（399×10-6~18 153×10-6,均值6 412×10-6）,且Au与As表现出良好的正相关性.PyI和核部PyIIa原位δ34S的分布范围较为一致,集中在3.0‰~4.9‰;而边部PyIIb的原位δ34S值较高（5.2‰~6.6‰）.根据黄铁矿结构、微量元素和硫同位素特征,推断在主成矿期富34S和富Au-As的热液流体加入形成了边部PyIIb且与核部的PyIIa发生了交代作用,同时大量可见金直接从热液中沉淀形成.该研究表明多期次富Au-As成矿流体的注入可能是高品位石英脉矿床形成的主要机制.      

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理*

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。     

水热条件下黄铁矿片、板状晶体的微结构

利用透射电子显微镜(TEM)系统观测了黄铁矿片、板状晶体的微结构,发现在水热条件下生成的黄铁矿片、板状晶体具有正方形、矩形等多种形貌。其中,正方形较多,矩形次之,另可见到一些其他不规则形状。黄铁矿片、板状晶生长完好,未见缺陷。经测定多数四边形片状黄铁矿的两组边分别平行(010)和(100),其生长晶面为(001);个别四边形片状黄铁矿的两组边分别平行(010)和(101),其生长晶面为(101),矩形片状黄铁矿长轴生长方向为001。在水热条件下黄铁矿以多形貌出现,黄铁矿的片、板状晶体多数是沿(001)面生长的结果,(001)为黄铁矿片、板状晶体的主要二维生长面,并沿001方向扩展,构成了二维晶体。     

胶东金青顶金矿床成矿流体来源的黄铁矿微量元素及He-Ar同位素证据

金青顶金矿床是目前国内最大的石英单脉型金矿,其金储量超过50 t,规模为大型。对该矿床成矿流体性质和来源的研究十分必要。笔者通过Ⅱ号矿体主要载金矿物黄铁矿微量元素的研究发现,其Co/Ni为2.317～11.734(平均7.17),显示主要为热液成因;高场强元素(HFSE)特征显示,成矿早期以富F流体为主,主成矿期以富Cl流体为主;稀土配分模式显示成矿物质并不是直接来源于围岩昆嵛山二长花岗岩。对黄铁矿流体包裹体He、Ar同位素特征的研究表明,3He/4He、40Ar/36Ar分别为0.1～2.2 Ra(平均值0.60 Ra),462.7～1 507.5(平均值831),显示成矿流体主要源自地壳,并与深部幔源流体发生了不同程度的混合,且上升过程中有少量大气降水加入。     

广西大厂矿田大福楼锡多金属矿床矿化特征

大福楼矿床位于我国著名的丹池成矿带的东带,矿床类型以锡多金属矿为主,矿区内主要产出顺层矿体(21、22号矿体)以及穿层矿体(0号矿体)两种类型,主要的金属元素包括锡、铅、锌、锑、铜、钨等,目前以采锡矿为主。本次根据22号水平似层状矿体最新揭露的地质现象以及     

山东招远—掖县地区金矿床的矿物分带

根据控矿构造与主矿化阶段的矿物共主组合及其在金矿床空间上的分布规律,可将招掖地区金矿床的矿物分带分为正向垂直分带和逆向分带。金矿床中的黄铁矿晶体特征具有明显的分带。     

原始黄铁矿莓体的发现与研究

用扫描电子显微镜研究晋东南太原组下部黄铁矿矿石和煤岩中的黄铁矿,发现许多原始莓体保留着形成时的特征。这些特征反映出原始莓体大多数为硫磺细菌化石,少数由胶体形成。本文对莓体的成因、特征、形成环境等进行了论述。     

胶西北新城金矿床硫同位素地球化学

新城金矿床是胶西北金矿集区中典型的破碎带蚀变岩型金矿床,其热液成矿作用可划分为四个阶段:黄铁矿-石英-绢云母阶段(I)、石英-黄铁矿阶段(II)、石英-多金属硫化物阶段(III)和石英-方解石阶段(IV),其中金主要赋存于II和III阶段的黄铁矿内。该矿床赋矿围岩为郭家岭岩体,岩性为石英二长岩和二长花岗岩,主要为胶东群变质基底经部分熔融形成。胶东群变粒岩硫同位素较为均一(δ34S值介于6.9‰~9.4‰,均值为8.0‰);郭家岭岩体的δ34S值介于6.0‰~16.0‰,均值为8.6‰,反映了其硫同位素组成总体上继承了变粒岩的硫同位素特征;长英质脉岩的δ34S值变化范围为0.8‰~8.5‰(均值为6.7‰),其中4件样品的δ34S值变化范围为7.4‰~8.5‰,反映了其硫主要源自于郭家岭岩体,变粒岩可能提供了部分硫源;而其中1件样品的δ34S值仅为0.8‰,符合岩浆硫来源特征,表明深部岩浆可能也提供了部分硫源。新城金矿床矿石中硫化物δ34S值变化范围较大(4.3‰~10.6‰,均值为8.3‰),表明矿石硫可能源于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩,最终主要来源于胶东群变质基底。I阶段黄铁矿颗粒较小(5~600μm),晶形主要为立方体,反映其处于温度较高(300~350℃)、成矿流体的过饱和度较低、低氧逸度和硫逸度、冷却快速、物质供应不足的成矿环境;黄铁矿δ34S值变化范围为8.4‰~10.6‰,均值为9.7‰,反映了矿石硫可能源自于δ34S值较高的郭家岭岩体和变粒岩。II和III阶段黄铁矿粒径变化较大(3μm~2.5mm),晶形主要为五角十二面体,反映其处于中-低温度(200~300℃)、成矿流体过饱和度高、高氧逸度和硫逸度、缓慢冷却同时物质供应充分的成矿环境。其中,II阶段黄铁矿δ34S值变化范围为7.7‰~9.7‰,均值为8.7‰,表明矿石硫源除郭家岭岩体和变粒岩外,δ34S值较低的长英质脉岩可能也提供了部分硫源。III阶段硫化物δ34S值变化范围较大(4.3‰~9.4‰,均值为7.1‰),闪锌矿-方铅矿硫同位素热力学平衡温度范围为180~282℃,氧逸度约为10-37.3~10-36.8,反映了矿石硫源自于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩,硫化物δ34S值变化范围较大可能是硫同位素分馏达到平衡的结果。IV阶段黄铁矿粒径最小(1~5μm),为晶形完好、表面光滑的立方体晶形,表明其处于较低温度(200℃),成矿流体的过饱和度较低、氧逸度和硫逸度较低、物质供应不足的成矿环境。     

杂质对黄铁矿电子性质及可浮性影响的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对含天然杂质黄铁矿的电子结构和Mulliken布居进行计算,讨论了Cu、Ni、Cu、Au、Pb和Zn等6种天然杂质对黄铁矿可浮性的影响。结果表明:黄铁矿中杂质取代产生了主要由其d轨道贡献的杂质能级,使其整体态密度向低能方向移动;当黄铁矿中含有Co、Cu、Zn、Au杂质时,Fe原子电荷升高,有利于捕收剂(阴离子)的吸附。另外,根据前线轨道计算,除Pb外,其余5种杂质都使得黄药分子与黄铁矿之间的│ΔE│值降低,增强了黄铁矿与黄药分子相互作用,与实际情况相符。