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硫同位素在地球化学异常成因判别中的应用

硫同位素在地球化学异常成因判别中的应用

作者：席明杰中国地质科学院

学位级别：硕士

地球化学异常成因研究是评价其成矿前景、矿化类型及部署勘查、勘探工作的前提,但是在以往地球化学勘查工作中很少涉及。本文借鉴稳定同位素示踪成矿物质来源的方法和原理,利用内蒙古自治区乌奴格吐山、星山、白乃庙试验区、江西城门山... 详细信息

地球化学异常成因研究是评价其成矿前景、矿化类型及部署勘查、勘探工作的前提,但是在以往地球化学勘查工作中很少涉及。本文借鉴稳定同位素示踪成矿物质来源的方法和原理,利用内蒙古自治区乌奴格吐山、星山、白乃庙试验区、江西城门山试验区硫同位素组成资料,尝试利用硫同位素组成特征来判断地球化学异常成因,取得了预期成果。乌奴格吐山试验区硫同位素组成为.1.3‰～+3.2‰;白乃庙试验区硫同位素组成-2.8‰～+13.8‰;城门山试验区硫同位素组成为-0.3‰～+5.7‰;垦山试验区硫同位素组成变化为+3.2‰～+4.3%0。通过各个试验区Cu矿化体、Cu异常地段硫同位素组成特征对比研究发现,在每个试验区内,与Cu矿化有关的矿化体和异常地段硫的来源基本一致,各试验区矿体及外围围岩中的成矿物质与异常物质组分来自同一源区。对在相同地质作用过程中形成的矿床和异常而言,与其共生的硫同位素组成基本是一致的,说明形成矿床的成矿物质和形成异常的异常组分物质来源基本是一致的,这为利用硫同位素组成特征判断地球化学异常成因提供了依据,同时也证实利用硫同位素组成特征探讨地球化学异常成因是可行的。乌奴格吐山试验区矿体、矿化围岩的成矿物质及外围同岩中异常的组分物质来自下地壳;白乃庙试验区矿体、蚀变带中的成矿物质及外围围岩中异常的组分物质的硫来自地壳深部,并受到了循环地壳和海水的混染;城门山试验区矿体、矿化围岩的成矿物质及外围围岩中异常的组分物质来自下地壳或上地幔;垦山试验区的异常组分物质来自下地壳,且受到后期热液作用的影响。研究发现,垦山试验区和乌奴格吐山、白乃庙、城门山试验区的硫同位素组成存在明显差异,根据该区硫同位素组成推断该试验区的Cu等多金属地球化学异常是由后期热液作用形成的,从而认为该区不具备形成斑岩型矿床的条件,此前有研究者推断此Cu异常的成因与斑岩矿化有关,由此针对该异常的地质找矿及工作部署应该围绕热液矿床进行,为该区下一步勘查工作部署提供了依据。本文通过对硫同位素组成特征的探讨,认为硫同位素作可以作为异常成因判断指标应用在矿产勘查阶段,为异常成矿前景评价提供依据,为异常区地质勘查工作部署提供指导,不仅拓展了硫同位素在地质学研究中的应用领域,更重要的是为地球化学异常成矿前景评价提供了有利证据,对提高地球化学勘查应用基础理论水平及找矿效果具有重要意义。

关键词： δ34S 地球化学异常成因乌奴格吐山白乃庙铜城门山垦山

西藏羊八井—宁中地区水系沉积物中分散元素地球化学特征及其对找矿的指示意义

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地球学报 2013年第6期34卷 702-712页

作者：席明杰马生明朱立新李冰中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质科学院北京100037 中国黄金集团地质有限公司北京100011

水系沉积物中元素地球化学特征研究是区域地球化学勘查找矿工作的基础,分散元素作为一类新型的地球化学勘查指标,已在勘查找矿工作中显示出显著的效用。西藏地区研究程度低,以往区域地球化学勘查工作中,多以主成矿元素及伴生有益元素研... 详细信息

水系沉积物中元素地球化学特征研究是区域地球化学勘查找矿工作的基础,分散元素作为一类新型的地球化学勘查指标,已在勘查找矿工作中显示出显著的效用。西藏地区研究程度低,以往区域地球化学勘查工作中,多以主成矿元素及伴生有益元素研究为主,一直缺乏对分散元素组成特征的研究。本文首次报道了西藏羊八井—宁中地区680件水系沉积物样品的分散元素地球化学特征。从区域上看,研究区内水系沉积物中强烈富集Cd、Se、Te元素,其它元素分布均匀,无富集。与羊八井—宁中地区水系沉积物中分散元素平均值相比,区内二叠系洛巴堆组地层中强烈富集Cd、In、Se、Te元素,Tl仅在第四系中富集,Cd、In、Se、Te元素的富集可能是由洛巴堆铅锌铜矿床中闪锌矿、方铅矿等金属硫化物的风化作用引起的,Tl元素的富集与羊八井—宁中一带地热资源的热水沉积作用有关;不同时代侵入岩区水系沉积物中分散元素含量接近研究区平均值,仅有In、Tl呈现弱的富集。Cd、In、Se、Te元素作为地球化学勘查指标,可指示铅锌矿化体的产出范围,为区内开展铅锌多金属矿产勘查工作提供了地球化学依据。

关键词：分散元素水系沉积物地球化学羊八井宁中

内蒙古准苏吉花铜钼矿床稀土元素特征及对成矿作用的约束

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中国稀土学报 2013年第4期31卷 503-512页

作者：席明杰马生明朱立新弓秋丽中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质科学院北京100037

准苏吉花高-中温热液脉型铜钼矿床是近年来中蒙边境新发现的众多中型铜钼矿床之一,矿体主要赋存在二叠纪花岗闪长岩中,仅少量产于宝力高庙组变质粉砂岩中,多呈透镜状产出,具尖灭再现现象。矿床稀土元素组成特征表明:花岗闪长岩和闪长岩... 详细信息

准苏吉花高-中温热液脉型铜钼矿床是近年来中蒙边境新发现的众多中型铜钼矿床之一,矿体主要赋存在二叠纪花岗闪长岩中,仅少量产于宝力高庙组变质粉砂岩中,多呈透镜状产出,具尖灭再现现象。矿床稀土元素组成特征表明:花岗闪长岩和闪长岩脉稀土配分模式相似,表现为强负Eu异常和极弱或无负Ce异常,为同源岩浆演化的产物。变质粉砂岩稀土组成与岩浆岩截然不同。辉钼矿矿石稀土元素组成大致可分为两组:一组矿石表现为明显的负Eu异常,Ce表现为由弱异常过渡为无异常的特征,与矿区花岗闪长岩稀土组成相似;另外一组矿石表现为弱负Eu异常和极弱负Ce异常,介于花岗闪长岩与变质粉砂岩稀土元素组成之间,暗示成矿过程中岩浆热液与地层之间发生了水/岩交换。说明区内成矿物质一部分来源于花岗闪长岩,另一部分来源于宝力高庙组变质粉砂岩。矿石δEu值指示矿石沉淀于高温、低氧的相对还原环境。

关键词：稀土元素成矿作用铜钼矿床准苏吉花

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安徽池州马头钼铜矿床成因与成矿模式

地质学报 2016年第9期90卷 2412-2426页

作者：席明杰艾金彪马生明朱立新中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质科学院研究生院北京100037 四川省冶金地质勘查院成都610051

马头钼铜矿床是长江中下游皖南地区新探明的一个中型多金属矿床,成矿受东西向古特提斯构造体系向北东向古太平洋构造体系转换机制制约。文章通过对矿床流体包裹体、稳定同位素地球化学特征进行研究,厘定了矿床成因,并构建了矿床成矿模... 详细信息

马头钼铜矿床是长江中下游皖南地区新探明的一个中型多金属矿床,成矿受东西向古特提斯构造体系向北东向古太平洋构造体系转换机制制约。文章通过对矿床流体包裹体、稳定同位素地球化学特征进行研究,厘定了矿床成因,并构建了矿床成矿模式。研究结果表明:矿区内石英脉中流体包裹体均一温度范围为91℃~398℃、盐度范围为0.88%~37.4%、密度范围为0.18g/cm3~1.10g/cm3,属中温、中等盐度、中低密度流体,成矿流体演化经历了钾长石化、石英-绢云母化和青磐岩化三个阶段,石英-绢云母化阶段成矿规模最大;矿石与围岩全岩Pb同位素组成均一,在^(208)Pb/^(204)Pb-^(206)Pb/^(204)Pb图中呈线性分布趋势,表明成矿物质具有多源性,花岗闪长斑岩参与成矿的特征更为显著;黄铁矿中硫同位素组成介于-1.00‰^+7.00‰,近似塔型分布,辉钼矿硫同位素组成高于黄铁矿,表明矿石矿物中硫同位素组成均一且达到平衡,硫主要来源于深部地幔,并受到地壳物质的混染;无矿、含矿两类石英脉氧同位素组成范围为9.80‰~13.0‰,二者为同源热液作用的产物,流体中δ18 O水值为-1.21‰^+1.99‰,接近大气降水值,推测在成矿过程中原始含矿热液受到不同程度大气降水的混合。马头钼铜矿床为一具有斑岩型矿床围岩蚀变分带特征的次火山-热液矿床,属斑岩成矿系统,花岗闪长斑岩是区内最主要的成矿母岩,粉砂岩也为成矿提供了一定的物质条件,但钾长花岗岩脉与成矿关系不大。

关键词：流体包裹体稳定同位素矿床成因成矿模式马头钼铜矿床

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安徽马头矿区热液成矿边界的地球化学标志

地学前缘 2015年第4期22卷 131-140页

作者：马生明朱立新席明杰唐世新苏磊中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质科学院北京100037

成矿系统具有时间和空间边界,确定热液成矿边界不仅具有重要的理论研究意义,而且对指明找矿方向、指导矿产勘查具有重要实用价值。但是,目前热液成矿边界如何确定尚缺乏研究。文章在地球化学勘查长期实践和理论方法探讨的基础上,在安徽... 详细信息

成矿系统具有时间和空间边界,确定热液成矿边界不仅具有重要的理论研究意义,而且对指明找矿方向、指导矿产勘查具有重要实用价值。但是,目前热液成矿边界如何确定尚缺乏研究。文章在地球化学勘查长期实践和理论方法探讨的基础上,在安徽马头热液成因金属矿区开展试验,提出了确定和判断热液成矿边界的地球化学标志。在勘探剖面上,斑岩型Mo、Cu矿分布在由带出作用形成的Na2O等元素负异常之内,含矿地段粉砂岩和花岗闪长斑岩中Na2O带出量大于80%,稀土元素Eu表现出明显的负异常;在地表条件下,矿化带产出在Na2O含量为0.1%-0.2%的负异常之内,δ34S值小于3.2‰,显著低于矿区外围花岗岩的δ34S值。由此认为,Na2O带出量大于80%,稀土元素Eu的负异常是确定马头斑岩型钼铜矿深部成矿边界的地球化学标志;Na2O含量为0.1%-0.2%的负异常、δ34S值小于3.2‰,是确定该矿床外围成矿边界的地球化学标志。本研究不仅为马头勘查区深部、外围找矿和成矿前景评价提供了成功案例,而且对其他勘查区热液成矿边界的研究和确定具有借鉴作用。

关键词：马头矿区斑岩型钼铜矿热液成矿边界地球化学标志

浙江江山—绍兴断裂带陈蔡群微量元素地球化学特征及其与成矿的关系

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现代地质 2016年第3期30卷 493-502页

作者：李景运马生明席明杰陈宏强中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

出露于江山—绍兴断裂带东南侧的陈蔡群是浙东南地区重要的赋矿地层之一,已发现有多处金、银、铜等多金属矿床。有关这些矿床的成因,特别是成矿物质来源一直是学者们关注的焦点,因此陈蔡群变质岩的元素地球化学特征也备受关注。以诸暨... 详细信息

出露于江山—绍兴断裂带东南侧的陈蔡群是浙东南地区重要的赋矿地层之一,已发现有多处金、银、铜等多金属矿床。有关这些矿床的成因,特别是成矿物质来源一直是学者们关注的焦点,因此陈蔡群变质岩的元素地球化学特征也备受关注。以诸暨地区新近发现的周家坞铜矿为研究对象,对陈蔡群变质岩及矿石的微量元素和稀土元素地球化学特征进行了系统分析,结果表明:陈蔡群变质岩中Au、Ag、Cu、Zn、S、Mo等元素具有较高的初始含量,为成矿提供了有利的物质条件;陈蔡群中矽卡岩与矿石之间的稀土配分曲线均表现为明显的右倾模式,一致性和继承性的特点明显,表明在周家坞铜矿中,元素的富集乃至成矿可能主要与陈蔡群变质岩中元素自身的活化迁移有关。通过以上研究,为认识陈蔡群在成矿中的作用提供了直接证据。

关键词：江山—绍兴断裂带陈蔡群周家坞铜矿微量及稀土元素成矿物质浙江

识别分散矿化的地球化学勘查方法探讨——以内蒙古垦山试验区为例

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地质与勘探 2011年第6期47卷 1124-1132页

作者：马生明朱立新席明杰胡树起中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质科学院北京100037

分散矿化的识别对提高地质找矿工作效率、适量控制资金投入具有重要意义,但是有关这方面的试验研究工作很不系统。文章以内蒙古垦山地区经钻孔验证未见矿的多元素组合异常为例,通过原生异常特征、矿石矿物化学计量关系、贫化元素指示作... 详细信息

分散矿化的识别对提高地质找矿工作效率、适量控制资金投入具有重要意义,但是有关这方面的试验研究工作很不系统。文章以内蒙古垦山地区经钻孔验证未见矿的多元素组合异常为例,通过原生异常特征、矿石矿物化学计量关系、贫化元素指示作用等方面的综合分析,对识别分散矿化的地球化学勘查方法进行了探讨。结果表明,原生异常分带及元素组合特征是区分矿致异常与分散矿化的有效手段之一,矿化过程中发生贫化元素的含量或异常状况,可以从与元素富集相对应的方面为判断异常成矿与否提供依据。

关键词：分散矿化地球化学勘查方法原生异常贫化元素

统计分析在土壤热磁组分测量异常解释中的应用

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物探化探计算技术 2013年第2期35卷 196-202,120页

作者：郭志娟马生明席明杰胡树起中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000

将因子分析和聚类分析应用在土壤热磁组分测量数据处理中,对准苏吉花试验区十四种元素的组合特征进行探讨分析。根据组合变量中元素间的相关性和因子得分来制作因子得分计量图,划分和圈定地球化学综合异常,分析每个因子对矿体的指示意... 详细信息

将因子分析和聚类分析应用在土壤热磁组分测量数据处理中,对准苏吉花试验区十四种元素的组合特征进行探讨分析。根据组合变量中元素间的相关性和因子得分来制作因子得分计量图,划分和圈定地球化学综合异常,分析每个因子对矿体的指示意义。结果显示,矿化指示元素组合可以划分为F1(Cu-Mo-Ag-W-Bi-Te)、F2(Pb-Sb-As-Mn-Fe)和F3(Zn-In-Cd),其中F1因子得分高值区与已知矿体具有很好的对应关系,F2因子组合则进一步佐证了土壤热磁组分对矿化指示元素的富集作用,为土壤热磁组分测量强化微弱矿化信息、识别有效异常提供了更深层次的依据。

关键词：聚类分析因子分析土壤热磁组分测量元素组合

念青唐古拉中基性侵入岩年代学、地球化学及岩石成因

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吉林大学学报（地球科学版） 2012年第1期42卷 112-125页

作者：陈晓锋朱立新马生明席明杰李冰滕学建中国地质科学院北京100037 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 天津地质矿产研究所天津300170

念青唐古拉早始新世中基性侵入岩由角闪辉长岩及二长闪长岩组成,其中角闪辉长岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄为(49.92±0.24)Ma。中基性侵入岩属于高钾钙碱系列至钾玄岩系列;稀土总量较高且轻稀土富集;富集大离子亲石元素(Rb,Th,K),亏损高... 详细信息

念青唐古拉早始新世中基性侵入岩由角闪辉长岩及二长闪长岩组成,其中角闪辉长岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄为(49.92±0.24)Ma。中基性侵入岩属于高钾钙碱系列至钾玄岩系列;稀土总量较高且轻稀土富集;富集大离子亲石元素(Rb,Th,K),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti),具有弧岩浆岩的微量元素特征。中基性侵入岩具有较高的初始锶((87Sr/86Sr)i为0.708 77～0.713 71)、低的εNd值(-6.9～-6.1)、古老的亏损地幔模式年龄(TDM为1 329～1 995Ma),以及εNd、Nb/La与MgO无明显相关性,表明其源区为受古老地壳交代的富集地幔。稀土元素模拟表明中基性侵入岩的成岩过程受地幔中轻程度部分熔融作用所控制。动力学背景分析表明其与新特提斯洋板片的断离及软流圈物质的上涌密切相关。

关键词：念青唐古拉中基性侵入岩富集地幔软流圈部分熔融地球化学