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四川力马河镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征及成岩成矿分析

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岩石学报 2007年第11期23卷 2785-2800页

作者：陶琰胡瑞忠漆亮罗泰义中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550002

四川会理力马河镍矿是峨眉山大火成岩省最重要的岩浆硫化物矿床之一,成矿岩体为一小型铗铁-超镁铁岩侵入体,由含斜长石的超镁铁岩(包括含长辉石橄榄岩和斜长橄榄辉石岩)和辉长岩类的镁铁质岩组成。矿床富含硫化物,成矿元素组合为铜、镍... 详细信息

四川会理力马河镍矿是峨眉山大火成岩省最重要的岩浆硫化物矿床之一,成矿岩体为一小型铗铁-超镁铁岩侵入体,由含斜长石的超镁铁岩(包括含长辉石橄榄岩和斜长橄榄辉石岩)和辉长岩类的镁铁质岩组成。矿床富含硫化物,成矿元素组合为铜、镍,铂族元素含量很低,没有铂族元素的工业富集,是峨眉山大火成岩省中富铜镍贫铂族元素的代表性岩浆硫化物矿床。本文对力马河镍矿成矿岩体的镁铁、超镁铁岩及矿床中各种硫化物矿石进行了主量元素、微量元素及铂族元素含量分析。分析结果表明,力马河岩体的镁铁、超镁铁岩属拉斑玄武岩成因系列,岩石特征微量元素比值大致与高钛的峨眉山玄武岩相当、与低钛的峨眉山玄武岩有明显区分,但估计原始岩浆强不相容微量元素绝对含量大大低于高钛玄武岩,因此,其成矿岩体不是与一般的低钛或高钛峨眉山玄武岩(不包括苦橄岩在内)直接对应的深成相。岩体超镁铁岩及矿石铂族元素组成特征表现为无钌亏损的型式,钯/铱比值较小、在5左右,也显著不同于一般的峨眉山玄武岩,而类似于峨眉山大火成岩省苦橄岩的铂族元素组成。运用岩石地球化学研究方法计算,原始岩浆为苦橄质成分:MgO含量约17%、SiO_2含量约48%。估计原始岩浆形成于130公里左右的深度,由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经19%左右的部分熔融形成。超镁铁岩及硫化物矿石铂族元素含量一般在10^(-9)～10^(-8)级,铂族元素相对铜镍强烈亏损,铜/钯比值高于原始地幔10～100倍,铜镍铂族元素组成的原始地幔标准化曲线呈铂族元素显著亏损的"U"型。模式分析说明,导致铂族元素亏损的原因是岩浆成矿演化过程中多阶段硫化物熔离作用造成的,早期熔离出来的硫化物被丢失并造成岩浆中铂族元素亏损,其铂族元素亏损后的岩浆(第)二次硫化物熔离富集形成铂族元素亏损的矿石。

关键词：岩浆硫化物矿床峨眉山大火成岩省力马河镍矿铂族元素镁铁-超镁铁岩

磷灰石化学组成研究进展:成岩成矿过程示踪及对矿产勘查的指示

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岩石学报 2022年第10期38卷 3067-3084,I0013-I0015页

作者：谭侯铭睿黄小文漆亮高剑峰孟郁苗谢欢中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

磷灰石广泛分布于各类岩石和矿床中,根据其F、OH以及Cl阴离子种类可分为氟磷灰石、氯磷灰石和羟基磷灰石。磷灰石对其自身结构的变形以及化学取代有良好的耐受性,一系列元素可以替代磷灰石中的Ca、P、F、Cl和OH,因此其化学组成复杂。磷... 详细信息

磷灰石广泛分布于各类岩石和矿床中,根据其F、OH以及Cl阴离子种类可分为氟磷灰石、氯磷灰石和羟基磷灰石。磷灰石对其自身结构的变形以及化学取代有良好的耐受性,一系列元素可以替代磷灰石中的Ca、P、F、Cl和OH,因此其化学组成复杂。磷灰石中Ca位存在两种不同的阳离子位置,影响不同元素在这两种位置取代的因素包括离子半径、价态以及磷灰石的种类等。岩浆过程中,稀土(REE)、Y、Sr是磷灰石中的相容元素,而F、Cl、OH的相容性随物理化学条件不同而变化。相较于元素在磷灰石与熔体相间的分配研究,目前对于元素在磷灰石与流体相间的分配研究较少。磷灰石化学组成可以判别母岩类型:如F、Cl、As、V含量可以区分I型与S型花岗岩;REE、Sr、Y、Mn、As、Th的含量、轻稀土(LREE)的富集程度和球粒陨石标准化稀土元素配分模式可以用于判别碳酸岩、二辉橄榄岩、镁铁质岩石等岩石类型。利用磷灰石的F、Cl和CO等挥发分的含量,并结合Sr-Nd同位素组成,可以识别地幔源区及其流体交代作用。磷灰石Sr/Th与La/Sm的变化可用于指示岩浆来自脱水板块或熔融沉积物。磷灰石的主微量元素(Mn、Eu)含量或元素比值(F/Cl)能够反映岩浆的分异程度,而且Ce/Pb和Th/U比值可以反映岩浆形成过程中流体参与程度。磷灰石中的变价元素如Eu、Ce、Ga和S含量及δEu和δCe可用于推断岩浆的氧化还原状态。由于磷灰石对热液交代作用非常敏感,所以磷灰石的结构和化学组成已广泛用于成矿过程研究。在与花岗岩有关的关键金属矿床中,磷灰石的主、微量元素含量和Sr-Nd同位素比值常常用于区分不同花岗质岩浆的源区特征,δCe、δEu也可以用于指示花岗质侵入体的氧化还原状态;斑岩有关的多金属矿床F、Cl、S、Mn含量以及F/Cl比值能够指示成矿岩浆-热液的来源及演化,δCe、δEu可以用于指示岩浆热液的氧逸度;铁氧化物-铜-金和铁氧化物-磷灰石矿床中磷灰石结构、共生稀土矿物结合Na、F、Cl以及REE含量能够反映与成矿有关的岩浆-流体作用以及流体性质。磷灰石中Mn、Fe、REE、Y、F、Cl、SO_(3)的含量或比值的差异可用于判别矿化与未矿化的岩石或者蚀变类型,并用于区分不同矿床类型等,对矿产勘查具有一定指示意义。磷灰石化学组成结合机器学习方法,可以更好地识别磷灰石的来源。综上所述,磷灰石作为一种新兴的指示矿物,除了在成岩和成矿过程示踪方面体现出独特优势,在矿产勘查应用方面也具有重要的应用前景。

关键词：磷灰石结晶结构分配系数岩石成因成矿示踪矿产勘查

四川天宝山铅锌矿床的锌-硫同位素组成及成矿物质来源

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岩石学报 2016年第11期32卷 3394-3406页

作者：何承真肖朝益温汉捷周汀朱传威樊海峰中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

四川天宝山铅锌矿床位于扬子板块西南缘,赋矿地层为上震旦统灯影组白云岩。尽管这个地区已有大量的科研工作,但其成矿物质来源仍然存在争议。本文主要测定了闪锌矿微区样品的锌和硫同位素组成,以及三个中段的闪锌矿单矿物、上震旦统灯... 详细信息

四川天宝山铅锌矿床位于扬子板块西南缘,赋矿地层为上震旦统灯影组白云岩。尽管这个地区已有大量的科研工作,但其成矿物质来源仍然存在争议。本文主要测定了闪锌矿微区样品的锌和硫同位素组成,以及三个中段的闪锌矿单矿物、上震旦统灯影组白云岩和会理群天宝山组砂岩的锌同位素组成。闪锌矿微区样品的δ^(66)Zn值介于0.39‰~0.52‰之间,平均值为0.46‰,δ^(34)SCDT值介于4.24‰~4.87‰之间,平均值为4.59‰。同一块手标本上闪锌矿微区样品具有均一的锌同位素组成表明小尺度上(10×10cm^2)热液流体具有均一的锌同位素组成。在大尺度上(矿体),三个中段的闪锌矿的锌同位素组成范围变化较大,其δ^(66)Zn值介于0.15‰~0.73‰之间。同一块手标本上早期阶段的闪锌矿具有更重的锌同位素组成表明早期阶段的成矿流体可能具有更重的锌同位素组成。三个中段闪锌矿的锌同位素组成变化主要受成矿流体中锌同位素组成和成矿流体的迁移就位途径控制。上震旦统灯影组白云岩的δ^(66)Zn值介于0.06‰~0.35‰之间,平均值为0.21‰,暗示热液淋滤控制了灯影组白云岩的锌同位素组成。会理群天宝山组砂岩的δ^(66)Zn值为0.62‰,可能代表了未经热液淋滤的沉积端元的锌同位素组成。本次研究表明天宝山铅锌矿床的锌主要来源于上震旦统灯影组白云岩,但不能排除白云岩之上的沉积盖层、基底和更深物质的贡献;硫主要来源于上震旦统灯影组地层中的蒸发岩(主要通过热化学还原作用形成还原硫)。

关键词：天宝山铅锌矿床闪锌矿锌同位素硫同位素物质来源

岩浆通道成矿核心内涵“两深一浅一通道”及其找矿意义

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地质学报 2024年第7期98卷 1941-1952页

作者：宋谢炎中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,... 详细信息

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,很好地解释了为什么很多含矿岩体围岩贫硫化物的现象。笔者将该模型的核心内涵概括为“两深一浅一通道”,“两深”指成矿物质来源于地幔、硫化物熔离发生在深部,“一浅”指硫化物的聚集成矿主要发生在较浅的岩浆房,“一通道”指较稳定的岩浆通道更有利于成大矿。结合对典型矿床和成矿带的分析,笔者提出侵位较浅的、规模相对较大的岩体,其成矿潜力好于深部的岩浆通道相。因此,认为地表矿化并不是唯一可靠的、甚至不能作为最重要的找矿标志,要提高找矿效率(特别是隐伏矿床),首先要全面分析成矿带岩浆通道系统在不同区域的埋藏、剥蚀和暴露状况,目标岩体地质产状及其与围岩时代差异等宏观地质要素,查明深部通道相与浅部岩体空间分布和形成深度的差异,在此基础上,判断浅部岩体的位置、合理部署重点勘查区域、选择有效的勘查技术、定位目标岩体,进行钻探验证。

关键词：岩浆铜镍硫化物矿床岩浆通道成矿模型含矿岩体产状侵位深度围岩时代

黔西北地区铅锌矿床流体包裹体与硫同位素地球化学研究

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岩石学报 2016年第11期32卷 3431-3440页

作者：朱路艳苏文超沈能平董文斗蔡佳丽张正伟赵海谢鹏中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

黔西北铅锌成矿区位于扬子地块西南缘,矿床产于不同时代的碳酸盐岩建造中,其矿物组合和热液蚀变特征类似于MVT型铅锌矿床。本文通过对该区部分铅锌矿床的矿石显微岩相学结构、矿物学与地球化学、脉石矿物和闪锌矿中流体包裹体岩相学与... 详细信息

黔西北铅锌成矿区位于扬子地块西南缘,矿床产于不同时代的碳酸盐岩建造中,其矿物组合和热液蚀变特征类似于MVT型铅锌矿床。本文通过对该区部分铅锌矿床的矿石显微岩相学结构、矿物学与地球化学、脉石矿物和闪锌矿中流体包裹体岩相学与显微测温学以及硫同位素地球化学等研究,确定了该类型矿床成矿流体的性质及其成矿过程。结果表明,黔西北地区不同赋矿层位铅锌矿床具有相似的成矿流体特征,为中低温(160~260℃)、较高盐度(10%~22%NaCleqv)、含有低密度的CO_2、CH_4和N_2的卤水,不同于MVT型铅锌矿床成矿流体特征;硫同位素地球化学研究揭示,这些铅锌矿床硫化物的δ^(34)S范围均落在对应赋矿地层时代蒸发岩中的硫酸盐和生物成因硫化物的δ^(34)S演化曲线上或其附近,表明这些铅锌矿床硫化物中的S可能主要来源于对应地层本身。结合地球化学热力学分析,认为Pb、Zn等成矿元素的Cl络合物是成矿元素的主要搬运形式,富含Pb、Zn的成矿流体与赋矿地层中富含H_2S还原性流体的混合是铅锌富集成矿的重要机制之一。

关键词：流体包裹体闪锌矿和石英硫同位素铅锌矿床黔西北地区

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滇东南安那金矿床成矿流体地球化学研究

岩石学报 2016年第11期32卷 3321-3330页

作者：董文斗沈能平苏文超蔡佳丽中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

云南安那金矿床位于右江盆地南缘,产于二叠纪辉绿岩侵入体之中,广泛发育乳白色石英网脉,蚀变辉绿岩体即为金矿体。与右江盆地以沉积岩为容矿岩石的卡林型金矿床类似,具有硅化、粘土化、碳酸盐化和硫化物化等热液蚀变特征。本文对安那金... 详细信息

云南安那金矿床位于右江盆地南缘,产于二叠纪辉绿岩侵入体之中,广泛发育乳白色石英网脉,蚀变辉绿岩体即为金矿体。与右江盆地以沉积岩为容矿岩石的卡林型金矿床类似,具有硅化、粘土化、碳酸盐化和硫化物化等热液蚀变特征。本文对安那金矿床石英中的流体包裹体岩相学、显微测温学、激光拉曼光谱以及氢氧同位素组成进行了分析,发现成矿期石英中的流体包裹体主要为富含CO_2气-液两相或三相流体包裹体,其均一温度范围为208~312℃(平均254℃),盐度很低,变化范围为0~2%Na Cleqv,成矿溶液的密度为0.88~0.98g/cm^3,表明形成安那金矿床的成矿流体属于中温、低盐度、中-低密度的流体。激光拉曼光谱分析显示,石英中包裹体的气相成分富含CO_2、N_2以及微量CH_4等挥发分。成矿流体的氢氧同位素组成显示变质流体成因,结合矿石显微岩相学结构,认为流体溶蚀交代辉绿岩中的含Ti-Fe辉石或者钛铁矿,溶解Fe的硫化作用过程是含Au黄铁矿和毒砂沉淀富集的重要机制。成矿作用可能与右江盆地南缘印支期造山事件有关。

关键词：流体包裹体氢氧同位素金矿床滇东南

贵州晴隆锑矿床成矿流体He-Ar同位素地球化学

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岩石学报 2016年第11期32卷 3312-3320页

作者：陈娴苏文超黄勇中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

晴隆锑矿床是华南中生代低温成矿域右江盆地Au-Sb-As-Hg矿集区内的大型锑矿床,成矿时代约150Ma。本文以该矿床矿石矿物辉锑矿中的流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He和Ar同位素地球化学。研究表明,成矿流体的~3He/~4He为0.13~0.46... 详细信息

晴隆锑矿床是华南中生代低温成矿域右江盆地Au-Sb-As-Hg矿集区内的大型锑矿床,成矿时代约150Ma。本文以该矿床矿石矿物辉锑矿中的流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He和Ar同位素地球化学。研究表明,成矿流体的~3He/~4He为0.13~0.46Ra(Ra为空气的3He/4He值,1.4×10^(-6)),^(40)Ar/^(36)Ar为305~327,He、Ar同位素组成具有一定程度的正相关;成矿流体由两个端元组成:一是含地壳He的低温饱和空气的雨水,二是含地幔He的高温流体。含地幔He的高温流体可能来自右江盆地下部的侏罗纪壳幔混合成因花岗岩浆,这种岩浆的形成机制与华夏地块侏罗纪与钨锡成矿有关的花岗岩具有相似性。晴隆锑矿床以大气降水为主的成矿流体的加热、循环并浸取矿床围岩"大厂层"下伏地层中的成矿元素而成矿,受深部壳幔混合成因花岗岩浆释放出的含幔源He和岩浆S的热流所驱动。

关键词：晴隆锑矿床辉锑矿流体包裹体 He和Ar同位素幔源He

四川乌斯河铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自原位S-Pb同位素证据

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岩石学报 2020年第12期36卷 3783-3796页

作者：韦晨叶霖李珍立胡宇思黄智龙刘玉平王皓宇中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

乌斯河铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔铅锌矿集区代表性大型铅锌矿床之一,估算资源量超过370万吨,Pb+Zn平均品位~15.7%。该矿床铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于震旦系灯影组的白云岩地层中,其围岩蚀变较弱,以白云石化和... 详细信息

乌斯河铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔铅锌矿集区代表性大型铅锌矿床之一,估算资源量超过370万吨,Pb+Zn平均品位~15.7%。该矿床铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于震旦系灯影组的白云岩地层中,其围岩蚀变较弱,以白云石化和方解石化为主。矿石类型主要包括块状、条带状、角砾状、脉状和浸染状等,其中矿物组成相对简单,以闪锌矿、方铅矿、白云石和方解石为主,含少量沥青和黄铁矿。该矿床地质地球化学研究程度相对较低,其成矿物质来源不清,致使该矿床存在热水沉积成因、喷流沉积-后期热液叠加改造以及MVT型等多种成因争议,难以建立统一成矿模式。本文对乌斯河铅锌矿床不同成矿阶段的硫化物(包括黄铁矿、闪锌矿和方铅矿),开展原位硫和铅同位素地球化学研究,以查明该矿床的成矿物质来源、还原硫的形成机制和示踪成矿过程,为认识该类矿床铅锌成矿作用提供新地球化学依据。原位S同位素分析结果显示,乌斯河铅锌矿床硫化物的还原硫存在不同硫来源,成矿早阶段硫化物δ34S值较低,介于+1.3‰^+14.2‰之间,暗示可能有来自于赋矿地层圈闭古油气系统中的H2S;主成矿阶段硫化物相对富集重硫同位素,δ34S值在+11.0‰^+23.3‰之间,表明其为赋矿地层的蒸发岩的热化学还原作用的产物。此外,硫化物的LA-MC-ICPMS原位Pb同位素组成分析显示,该矿床成矿金属元素主要来源于变质基底地层,水岩反应可能使赋矿地层贡献少量的成矿物质。综合矿区地质特征和已有的地球化学研究成果,本文认为乌斯河铅锌矿床属于MVT铅锌矿床,富Pb、Zn等成矿元素的流体与富H2S的流体混合是该矿床金属硫化物沉淀的主要机制。

关键词：川滇黔矿集区 LA-MC-ICPMS原位S-Pb同位素成矿物质来源铅锌成矿作用矿床成因成矿过程

幔源岩浆氧化还原状态及对岩浆矿床成矿的制约

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岩石学报 2019年第1期35卷 204-214页

作者：柏中杰钟宏朱维光中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术... 详细信息

岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术手段的快速发展使精确估算岩浆氧逸度成为可能。这有力地促进了对地幔源区成分、岩浆的部分熔融程度和熔融方式与分异演化历史,以及岩浆矿床的成因机制及成矿过程的研究。幔源岩浆的氧化还原状态复杂多变,不仅与构造背景有关,还与地幔深度(压力)、交代作用和部分熔融有着密切联系。而在岩浆到达浅部地壳后,结晶分异、岩浆去气和同化混染等过程也能不同程度地改变岩浆的氧逸度。因此,即使来自同一构造背景的幔源岩浆也呈现出明显的氧逸度不均一性。氧逸度的高低对源区部分熔融过程中金属元素的地球化学行为、岩浆的分异演化趋势、Fe-Ti-V氧化物饱和时间的早晚和S在岩浆中的溶解度具有明显的控制作用。因此,岩浆的氧逸度对钒钛磁铁矿矿床和汇聚板块边缘的岩浆硫化物矿床的成矿过程具有显著的影响。

关键词：氧化还原状态氧逸度钒钛磁铁矿矿床岩浆硫化物矿床