新疆西准噶尔包古图金矿中的自然砷及其矿床成因意义

自然砷是一种较罕见的矿物, 新疆西准噶尔包古图金矿中大量发育自然砷, 呈它形粒状与梳状石英和辉锑矿共生. 自然砷中As含量为98 wt%~98.7 wt%, 是包古图金矿主要的载金矿物. 银金矿为包古图金矿中最主要的含金矿物, 呈显微粒状存在于自然砷中或与自然砷, 辉锑矿和梳状石英共生. 包古图金矿的热液成矿期可划分为3个阶段, 自然砷仅形成于主要金矿化阶段(阶段Ⅱ), 该阶段形成的主要矿物组合为自然砷-辉锑矿-银金矿-毒砂-辉锑银矿-银黝铜矿-磁黄铁矿-黄铁矿. 根据自然砷及其共生矿物组合推断包古图金矿主要金矿化阶段的温度为230~170℃, logfO₂为−42~ −56.5, log f S2为−13.3 ~ −16.6. 从成矿早期(阶段Ⅰ)到主要金矿化阶段(阶段Ⅱ), 成矿流体的温度和硫逸度明显降低, 伴随S²⁻浓度降低, 砷浓度升高. 包古图金矿中的银金矿与自然砷共生, 且含As (0.5 wt%~1.3 wt%), 说明成矿热液中S²⁻浓度降低时, 其中溶解的砷增大了金的溶解度. 自然砷结晶促使热液体系中的金沉淀形成包古图金矿.     

山东省玲珑金矿田成矿深度的研究与测算

作者在“构造作用力影响成岩成矿静水压力”理论研究基础上,逐步形成成矿深度研究新的观念和测算方法;就是要先从成岩成矿测算压力中消除掉构造附加静水压力,然后再对上覆岩石厚度进行推算.现将对山东省玲珑金矿田成矿深度的主要研究测算成果概述如下.1 玲珑金矿田基本构造岩相带轮廓及其地质特征玲珑金矿田是国内外著名的黄金生产矿山(图1).该矿田包括九曲、玲珑-大开头、108     

低温热液中金-硅络合作用的实验标定

许多类型的金矿化,从中低温含金石英脉和与变质作用有关的金矿化到低温卡林型金矿床都伴随有SiO_2的活动。卡林型金矿中金矿化与硅化的关系尤为密切。一般认为这是由于金与SiO_2沉淀的条件相似,或者是因为SiO_2沉淀引起热液物理化学条件变化而促发金的沉淀,忽视了两者的内在联系。我们的实验研究表明,Si与Au在低温(200℃)Au—HCl—SiO_2体系中有明显的络合作用,为深化金成矿机制的研究提供了实验和理论依据。     

胶东地区玲珑金矿矿石和载金矿物Rb-Sr等时线年龄与成矿时代

采用亚样品(sub-sample)取样及载金矿物-黄铁矿直接定年技术,研究胶东地区典型矿床玲珑金矿主成矿期载金矿物(黄铁矿)的形成时代.黄铁矿亚样品Rb-Sr同位素年龄为(121.6± 8.1) Ma,矿石(黄铁矿石英脉)及矿石-矿物的Rb-Sr同位素年龄却集中在120.0~122.5 Ma和110.0~111.7 Ma两个年龄段之间.结合矿床地质特征和矿石矿物学特征认为,矿石和矿石-矿物的同位素年龄是混合线,121.6 Ma应当为玲珑金矿主成矿期——含金黄铁石英脉阶段的成矿时代. 研究表明,利用亚样品取样技术直接测定载金矿物黄铁矿的Rb-Sr同位素年龄用于确定热液成因石英脉型金矿床的成矿时代是可行的.     

三元系Tl—Hg—S和赝二元系Tl2S—HgS 200℃相图

铊是典型的低温成矿金属元素。在成矿地球化学过程中,它与贵金属Au,Ag以及Hg,As,Sb元素和有机质有着密切的联系,尤其在低温热液浸染型金矿中(如美国卡林金矿、麦克劳林金矿,以及我国西南滇、黔、桂及其邻省地区产出的金矿)普遍含有较高的Tl,Hg,As,Sb等元素的富集异常。电子探针分析表明,黔西南单矿物辰矿中铊含量可达质量分数为0.617(6170×10~(-6)),局部地段见有铊汞硫盐矿物及与汞矿共生的富铊矿体产出。研究表明Tl,Hg,As,Sb等元素的共存特征及其相应的矿物组合是寻找勘探浸染型贵金属矿床的最佳指示标志。因此加强Hg,Tl,As,Sb体系的矿物学和地球化学行为的基础研究,具有十分重要的现实意义。     

微细浸染型金矿激光微区40Ar/ 39Ar等时年龄测定:以长坑大型金矿为例

采用激光微区40Ar/39Ar定年技术, 对粤中长坑微细浸染型金矿主成矿期热液蚀变黏土矿物进行了测定, 得出该矿金的主成矿年龄为109.9±1.4 ～ 110.1±1.3 Ma, 较银的主成矿年龄早30～50 Ma.金和银的成矿均与该区隐伏花岗岩体无关, 而可能都是沉积盆地演化的产物.研究表明激光微区40Ar/39Ar定年方法十分适用于微细浸染型金矿成矿时代的厘定.     

大陆地壳多震层成因与一个新的地壳断层带模式

在不同范围温度和围压条件实验研究的基础上，重点对于围压１．５ ＧＰａ，温度２５～６５０℃、应变速率２×１０~（－６）次／ｓ条件下实验变形万成花岗岩开展了系统的力学与显微构造分析，阐述了大陆地壳岩石圈内不同条件下变形岩石及其主要组成矿物内的脆性破裂到晶质塑性显微构造组合，提出脆－韧性转变域内脆性破裂机制和晶质塑性机制同时出现、互相制约和依存．脆性破裂机制与晶质塑性机制之间的叠加与抑制作用导致岩石强度具有异常变化，并合理地解释了大陆地壳多震层的成因与中、上地壳强震发震机理．在此基础上建立了新的地壳断层带模式。     

胶东地区玲珑金矿矿石和载金矿物Rb-Sr等时线年龄与成矿时代

采用亚样品（ｓｕｂ－ｓａｍｐｌｅ）取样及载金矿物－黄铁矿直接定年技术，研究胶东地区典型矿床玲珑金矿主成矿期载金矿物（黄铁矿）的形成时代．黄铁矿亚样品 Ｒｂ－Ｓｒ同位素年龄为（１２１．６±８．１） Ｍａ，矿石（黄铁矿石英脉）及矿石－矿物的 Ｒｂ－Ｓｒ同位素年龄却集中在 １２０．０～１２２．５ Ｍａ和 １１０．０～１１１．７ Ｍａ两个年龄段之间．结合矿床地质特征和矿石矿物学特征认为，矿石和矿石－矿物的同位素年龄是混合线， １２１．６ Ｍａ应当为玲珑金矿主成矿期──含金黄铁石英脉阶段的成矿时代．研究表明，利用亚样品取样技术直接测定载金矿物黄铁矿的Ｒｂ－Ｓｒ同位素年龄用于确定热液成因石英脉型金矿床的成矿时代是可行的．     

大陆俯冲带流体活动和元素迁移:大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的研究

大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的岩石学及地球化学研究表明,在大陆俯冲带流体-岩石反应过程中,伴随着显著的元素迁移和同位素分馏.大别-苏鲁造山带高压脉中单矿物(如金红石和多硅白云母)具有明显的生长环带,指示变质脉是流体-岩石相互作用的结果.较高的流体/岩石比和强烈的二者相互作用是导致Nb-Ta迁移和分异的主导因素.对中国大陆科学钻探主孔石榴橄榄岩、榴辉岩和变质脉的Li和B同位素地球化学研究,表明在陆壳深俯冲和折返过程中Li和B发生了明显的分馏且表现出不同的地球化学行为.富集Si,Al,Na,LILE(如Rb,Ba和Sr)和HFSE(如Nb,Ta和Ti)的高压变质脉的存在以及不同岩性接触带高度变化的地球化学特征指示,在峰期超高压变质条件下可能形成了超临界流体,它对微量元素的迁移起到了非常重要的作用.     

同步辐射X-射线荧光法在新疆哈图金矿研究中的应用

本课题组用同步辐射x-射线荧光法对哈图金矿矿石进行亚毫米束二维分析,旨在查明矿床中Au元素的赋存状态及其同有关微量元素的相关性,在此基础上亦对检测到的Pt,Pd,Ru,Rh及其它有关共生元素给予一定的讨论。哈图金矿(包括齐依求1-2号两矿床)为新疆西准噶尔地区重要的大型金矿。经研究认为该矿床为一受古火山机构断裂系与区域构造断裂系联合控制的热液矿床,将矿物成因组合,亦可将其归之于黄铁矿-毒砂-自然金-石英型。通     

微细浸染型金矿激光微区40Ar/39Ar等时年龄测定:以长坑大型金矿为例

采用激光微区⁴⁰Ar/³⁹Ar定年技术, 对粤中长坑微细浸染型金矿主成矿期热液蚀变黏土矿物进行了测定, 得出该矿金的主成矿年龄为109.9±1.4 ~ 110.1±1.3 Ma, 较银的主成矿年龄早30~50 Ma. 金和银的成矿均与该区隐伏花岗岩体无关, 而可能都是沉积盆地演化的产物. 研究表明激光微区40Ar/39Ar定年方法十分适用于微细浸染型金矿成矿时代的厘定.     

超高压岩石中矿物显微出溶结构研究进展、面临问题与挑战

造山带岩石中一些矿物显微出溶结构的深入研究, 不仅成为识别其赋存岩石是否经历超高压变质的标志之一, 而且在了解超高压岩石俯冲深度及其动力学演化过程等研究方面发挥着重要作用. 然而, 如何区分认定某些矿物的显微结构是“出溶结构”还是“非出溶结构”, 并准确解析这些显微结构的地质内涵是目前超高压研究亟待解决的科学难题之一. 从矿物出溶作用的基本概念出发, 依据前人关于超高压与超深地幔岩石中一些矿物出溶结构的研究成果, 本文强调应从出溶矿物精细的几何学特征以及出溶前后矿物之间化学成分是否一致两个方面的研究, 综合分析判别一些矿物的显微结构是“出溶结构”还是“非出溶结构”; 进一步强调提出解析矿物出溶结构能否作为超高压变质的标志及其指示的温压环境等地质内涵的关键, 是要加强对出溶母体矿物在高温高压条件下的晶体化学行为及其分解与变化规律的全面深入的了解; 同时提出: 把高温高压实验与天然岩石样品中的显微结构观察以及多种矿物微区分析测试手段有机结合, 深入开展对造山带岩石中发现的各种矿物的显微出溶结构的研究, 不仅对深化超高压变质作用以及大陆深俯冲研究提供重要信息和关键性的约束条件, 而且有望对陆壳深俯冲以及引发的壳幔交换作用等固体地球科学重要问题提供新认识.     

黔西南卡林型金矿成因的实验研究

用水解还原法配制含纳米级（×10~（-9））金单质的溶液,经电子显微镜观测金的粒度为（2～20）×10~（-9）。在溶液中置入不同类型的矿物与岩石后,结果表明,硫化物矿物、自然铜及炭质岩石明显的吸附了纳米金粒子。这一实验结果与实际地质现象一致,从而较好的解释了卡林型金矿的成因。     

石英位错墙中金的发现及其意义

在韧性剪切带型金矿中,剪切带中的次级裂面、平行的透入性节理面(Penetrative joints)以及R面(Riedel shear plane)方位的构造裂隙(Structure crack)常被当作与金矿成因有关的构造。但这些构造都不是剪切带韧性变形阶段的产物,其形成不仅晚于剪切带中石英等矿物的动态重结晶,而且晚于糜棱面理的发育。哪么在剪切带韧性变形阶段,在不存在任何规则裂面的情况下,金元素是怎样从围岩单向迁移进入剪切带,并提高剪切带含金总量的呢?     

1～5GPa压力下蛇纹石脱水反应温度的确定——电导率方法

含水矿物脱水反应的P-T条件对于探讨成岩作用、岩浆成因、变质演化以及俯冲带的地球化学过程具有重要意义.高温高压下含水矿物的脱水温度主要通过平衡实验、高压差热分析(HP-DTA)、分子动力学(MD)计算和热力学计算等确定.蛇纹石是超镁铁质岩中一种重要的含水矿物,广泛存在于大洋板块中.目前对蛇纹石及其相体系在高压下脱水温度的确定主要是基于平衡实验的方法,也已进行过蛇纹石脱水反应的电导率测量,但是均在小于200MPa压力下.高温高压下,通过测量不同压力下蛇纹石的电导随温度的变化,发现脱水反应发生时其电导的变化非常明显,可以通过电导的变化准确地确定其脱水温度.     

热液管状蠕虫的早期矿化机制及微生物在矿化过程中的作用

热液喷口动物群是现代海底热液体系的重要组成部分, 它们依赖于热液无机环境生存, 与无机环境之间存在着密切的相互作用, 并可参与现代热液点的成矿过程. 热液喷口动物群(特别是Vestimentiferan和Polychaete管状蠕虫)矿化后的产物常以化石的形式保存于各时代的地质体中. 开展热液大型动物的早期矿化过程研究, 对于理解热液环境中矿物与生物的相互作用以及地质化石的形成和保存机制具有重要的意义. 以胡安·德富卡洋脊热液场中采集的管状蠕虫Vestimentiferan Ridgeia piscesae为对象, 对它的早期生物矿化特征和机制进行了研究. 研究表明, 大量的丝状微生物不均匀地分布在Ridgeia piscesae管状蠕虫的内壁表面和壁内空隙层中, 并在一些部位形成微生物薄层. 微生物细胞表面和降解后的产物在管状蠕虫矿化早期起着重要的作用. 在矿化程度较低的管状蠕虫管壁, 普遍发现有半透明的含硫有机质薄层和球粒状颗粒硫的存在. 这种含硫有机薄层的降解产物在管状蠕虫早期矿化过程中的作用可能同样不容忽视. 微区化学分析表明, 管状蠕虫管壁对成矿元素的富集具有选择性, 主要从周围热液环境中富集Fe, P, Ca和Si等元素, Fe与P, Ca和Si等元素具有共变关系. 由于S主要来源于管状蠕虫组织体中共生微生物对H₂S的生物氧化的作用, 它可作为研究管状蠕虫管壁矿化过程的一种很好的生物标志物. 根据不同矿化程度管状蠕虫的矿化特征, 提出管状蠕虫的早期矿化过程主要受微生物诱导生物矿化作用和管壁降解生物矿化作用控制.     

氯化物溶液中金转移到石英表面的实验研究

石英是热液石英脉型金矿床中常见的脉石矿物,研究这类金矿的形成自然要涉及到石英和含金热液的性质以及它们之间的相互关系。随着这方面研究的深入,石英和含金热液之间的界面作用越来越受到注意。和曾研究AU(Ⅲ)-Cl络合物在二氧化硅上的等温吸附;Jean和Brancroft用X-射线光电子能谱仪(XPS)研究了常温下金在石英表面的吸附沉淀;等曾在80—200℃时研究金在石英表面的沉淀和结晶。本实验拟在前人工作的基础上对金从溶液中转移到石英表面过程的细节和影响因素进行研究。     

大别山榴辉岩中超高压硬柱石脱水分解及其对俯冲带深部流体活动的制约

硬柱石在基性岩石中通常稳定在低温-(超)高压的条件下.它是控制俯冲板片吸水/脱水、俯冲带流体演化和微量元素迁移的关键矿物.目前对大陆俯冲带榴辉岩中硬柱石分解过程和相关流体-元素活动的研究还很有限.大别山超高压变质带港河地区含硬柱石假象榴辉岩及内部发育的绿辉石-绿帘石脉体是进行该项研究的理想样品.通过矿物化学分析、相平衡模拟和质量平衡分析,证实港河榴辉岩中早期存在过超高压硬柱石.硬柱石在650-680℃/2.8-3.0GPa的条件下发生分解,释放大量超高压富水流体.脱水过程导致榴辉岩体积收缩和局部水压破裂,形成大量裂隙.富水流体汇聚进入裂隙,溶解裂隙(脉体)周围榴辉岩中绿帘石、蓝晶石、石英、金红石和磷灰石等矿物,同时导致靠近流体榴辉岩中主微量元素发生不同程度地迁移.逐渐靠近流体,水/岩比增大,溶解的强度和元素迁移的程度逐渐越大.富集硅酸盐组分和微量元素的超高压流体在榴辉岩折返过程中结晶成绿辉石-绿帘石脉体,残余的高压流体此后渗透进入榴辉岩,形成晚期的多硅白云母和冻蓝闪石等富集水溶性元素的变斑晶含水矿物.     

黑龙江三道湾子金矿Au-Ag-Te矿物交生结构对成矿条件的指示

黑龙江省三道湾子金矿为国内外首例独立的碲化物型金矿床,其中90%以上是碲化物金.经显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射分析对该矿床碲化物矿物的研究,发现普遍存在Au-Ag-Te矿物交生结构现象,主要有碲银矿(主晶)-针碲金银矿(客晶)和碲金银矿(主晶)-碲银矿(客晶)的交生.主晶和客晶矿物的物相和化学成分稳定,客晶矿物呈边界较为平直的蠕虫状和带状较为定向地均匀分布于主晶矿物内部,认为该结构为出溶结构.结合碲金银矿合成实验矿物相转变温度,Au-Ag-Te矿物出溶结构显示,三道湾子金矿金银碲化物阶段脉状碲化物(针碲金银矿、碲金银矿、碲银矿、碲金矿)形成温度150～220℃.金银碲化物成矿阶段早期浸染状碲化物(碲银矿、针碲金银矿、碲金银矿)形成环境logf(Te2)为-13.6～-7.8,logf(S2)为-11.7～-7.6;后期脉状碲化物形成环境logf(Te2)范围为-11.2～-9.7,logf(S2)范围为-16.8～-12.2.     

辽东五龙金矿区成矿期构造过程与岩脉就位机制

五龙金矿是华北克拉通东部辽东矿集区的典型代表,属于石英脉型金矿.但是,对于其构造控矿机制长期没有明确的认识.本次构造与年代学研究表明,该区在早白垩世初经历了近南北向挤压,形成了多条北东走向左行平移断裂,及其派生的共轭剪破裂.在随后的早白垩世期间(约131～113Ma),该区遭受了西北西-东南东向拉张,形成了北东至北北东走向正断层,并且使得前期构造复活.在此早白垩世伸展期,五龙金矿区南部侵位了三股流岩体(131～120 Ma),北部侵位了五龙背岩体(127～126 Ma),而矿区内侵位了一系列闪长岩脉、花岗岩脉、花岗伟晶岩脉、煌斑岩脉、辉绿岩脉等,前两者与含金石英脉紧密伴生.本次锆石U-Pb定年,指示区内闪长岩脉与花岗岩脉的侵位时间为127～113Ma,属于伸展活动中的同构造侵位岩脉.这些早白垩世岩脉,一方面沿着新生的北东至北北东向张裂面就位,另一方面沿着复活的早期构造就位,从而导致了区内多方位岩脉的共生现象.五龙金矿含金石英脉与这些同期岩脉具有类似的形成机制,两者常呈伴生关系,推断区内金成矿发生127～113Ma期间,属于华北克拉通破坏峰期形成的金矿.但是,五龙金矿具体成矿时间还需矿石矿物直接定年的证据.