贵州水银洞卡林型金矿床含金硫化物地球化学与金的赋存状态研究

　　以沉积岩为主要容矿岩石的卡林型金矿，是目前世界上储量最大的金矿类型之一，金“不可见”或其颗粒极细（纳米级）是该类型金矿最重要的特点之一。国内外大量研究已经证实，金主要赋存在含砷黄铁矿中，但金的赋存形式仍然是目前争论的焦点和研究的热点。贵州水银洞金矿床位于灰家堡背斜Au-Hg-Tl矿田的东段，是黔西南地区发现较晚、品位较富（6～18 g/t）的大型（55 t）隐伏卡林型金矿床，并已大规模开采利用，结束了我国卡林型金矿原生矿石不能开发利用的历史。 　　本次研究在系统显微岩相学研究的基础上，采用电子探针（EMPA）背散射电子图像（BSE）、波谱（WDS）和能谱（EDS）分析技术，对水银洞卡林型金矿床原生富矿石中不同类型含砷黄铁矿和毒砂的矿物学、地球化学以及金的赋存状态等进行了较系统的研究，取得的主要认识如下： 1. 水银洞金矿床原生矿石具有去碳酸盐化（Decarbonation）、硅化、硫化物化（Sulfidation）等典型卡林型金矿的热液蚀变特征。原生矿石中的主要载金矿物为含砷黄铁矿，其次为毒砂。 2. 根据含砷黄铁矿和毒砂的形态和结构特征，将含砷黄铁矿分为生物碎屑状含砷黄铁矿、细粒含砷黄铁矿、环带状含砷黄铁矿和细脉状含砷黄铁矿四种类型；毒砂分为板状毒砂和针状毒砂两种类型。毒砂晚于含砷黄铁矿的形成。 3. 电子探针分析表明，含砷黄铁矿中含有较高的Au，一般为300×10-6～3800×10-6，含有As 0.65～14.11 wt%、Sb 0.03～0.12 wt%、Co 0.03～0.08 wt%等元素。毒砂含Au较低，一般为300×10-6～1500 ×10-6。 4. 研究表明，含砷黄铁矿中的As与S含量具有明显的负相关关系，认为As替代S进入含砷黄铁矿和毒砂的结构；Au与As之间不是一种简单的线形正相关关系，而是分布在一个的楔形空间。结合前人的研究结果，认为含砷黄铁矿中的“不可见金”，可能主要以化学结合态金（Au1+）的形式进入含砷黄铁矿和毒砂结构。 5. 金的赋存状态研究表明，水银洞卡林型金矿床发现有两种金的赋存形式：（1）“不可见金”，主要赋存在黄铁矿的含砷环带之中；（2）次显微—显微自然金颗粒（0.1～6μm），主要见于含砷黄铁矿细脉或其集合体。这些自然金颗粒也有两种赋存形式：① 粗粒自然金颗粒（1～6μm），主要分布于早世代粗粒含砷黄铁矿颗粒的表面或晚世代细粒含砷黄铁矿颗粒的边缘，偶见于含Fe碳酸盐矿物的溶蚀空洞中，被解释为热液中的Au局部过饱和的产物；②细粒自然金颗粒（0.1～0.2μm），偶见于早世代粗粒含砷黄铁矿的含砷环带或其溶蚀空洞的边缘，被解释为黄铁矿含砷环带中的Au再溶解过饱和沉淀的产物。 6. 根据原生矿石显微岩相学结构、含砷黄铁矿矿物学与地球化学特征，探讨了含金—砷黄铁矿的形成过程，认为含砷黄铁矿中的Fe，可能主要来源于赋矿围岩中的含Fe碳酸盐矿物（方解石和白云石）溶解而释放的Fe，溶解Fe的硫化物化过程是水银洞卡林型金矿富集成矿的重要机制之一。 7. 结合野外地质观察，认为含Fe碳酸盐赋矿围岩是形成高品位、大型卡林型金矿床最有利的岩性，并提出了与去碳酸盐化有关的碳酸盐脉，是寻找深部隐伏卡林型金矿体的重要找矿标志之一。

陕西旬阳公馆-青铜沟汞锑矿床地球化学与矿床成因研究

陕西旬阳公馆和青铜沟汞锑矿床位于南秦岭东部的旬阳陆缘拗陷带中，是汞锑共生的大型和超大型矿床，是秦岭-中亚汞锑矿带中具代表意义的矿床。矿床成因一直存在争议，有沉积-改造、沉积-再造、岩浆热液、多源热液成因等不同看法。本次研究着手于区域地质、矿床地质和矿床地球化学特征，来探讨矿床成因。 本文在比较详细的野外调查基础上，利用流体包裹体测温、稳定同位素分析、以及等离子体质谱（ICP-MS）等方法，研究了矿床中矿石的包裹体特征和地球化学特征，认为公馆-青铜沟汞锑矿床的形成与中生代陆陆碰撞造山作用有关。在前人的研究基础上，获得了如下几点认识： ① 公馆-青铜沟汞锑矿床赋存于泥盆系白云岩中，与断裂紧密伴生，矿体呈脉状，矿石主要由辉锑矿、辰砂、石英、方解石等矿物组成，矿石类型有汞－锑型和单汞型两种。 ② 包裹体研究表明，石英和方解石中主要以富液包裹体为主。石英中包裹体均一温度为136～274℃，盐度变化范围为1.57～11.34%NaClequiv.，方解石中包裹体均一温度180～272℃，盐度为1.23～8.81% NaClequiv.。计算出的流体密度在变化范围在0.38～0.58 g/cm3之间。与国内其他一些同类矿床（如锡矿山锑矿、铜仁-凤凰汞矿带中的汞矿床、广西大厂锑矿床、晴隆大厂锑矿床、南秦岭十里坪锑矿床、沃溪金锑钨矿床等）相比成矿流体具有中低温、低盐度、低密度的特点，属于改造热液。 ③ 稀土元素研究表明：方解石的稀土配分模式和白云岩的相似，均为轻稀土富集型。 ④ 稳定同位素研究显示：辉锑矿的δ34S值为2.0～9.4‰，辰砂的δ34S值为3.3～11.6‰，与地层黄铁矿的δ34S值3.4～8.6‰一致，硫主要来源于赋矿地层；氢氧同位素研究也表明成矿流体属于改造热液，成矿期流体是经过深部循环了的地层建造水，成矿末期以大气水为主；碳氧同位素研究也表明，方解石来源于碳酸盐岩的溶解，形成过程中受到了地层有机碳的影响。 ⑤ 通过对前人的Sr同位素进一步分析研究表明：矿石样品的87Sr/86Sr值大于白云岩的值，且其87Sr/86Sr值和Hg、Sb含量呈正的线性相关关系，表明部分成矿物质Hg、Sb与Sr是同一来源的。辉锑矿中的铅有正常普通铅的特征，而白云岩的铅以异常铅为主。推断矿石中的铅主要来源于基底地层。 ⑥ 矿床成矿地球动力学背景为碰撞造山体制。在碰撞的增温增压期间，形成Ⅰ阶段矿化，即以白云石为脉石的微弱汞矿化；在挤压向伸展转变期间，形成Ⅱ阶段锑矿化和Ⅲ阶段汞矿化，是成矿的主要时期，脉石矿物主要为石英，其次为方解石；到了伸展减压降温阶段，形成Ⅳ阶段矿化，以发育微弱汞锑矿化或无矿化的粗大的方解石脉为特征。

东准噶尔卡拉麦里金矿带典型金矿床-双泉金矿的成因研究

双泉金矿床是地质工作者最近在东准噶尔地区金矿勘探中的一个新突破，地质研究和勘探程度低导致其成因还不清楚。本文通过对双泉金矿床的控矿特征、矿石矿物组成和结构构造、不同矿化阶段的矿物组合及变形特征、矿石稀土元素、氢氧同位素地球化学特征等方面的研究，探讨了双泉金矿床地质地球化学特征及成矿时代、成矿流体、成矿物质来源等，提出了该矿床的矿床成因，取得如下认识： 双泉金矿床产于下石炭统南明水组地层中，并受控于清水-苏吉泉韧性剪切带。矿石中金矿物主要以显微 (0.2mm～0.2μm)和次显微 (<0.2μm)的裂隙金、晶隙金等形式存在。矿化阶段划分为三阶段，第Ⅰ阶段黄铁矿-毒砂，第Ⅱ阶段金-石英-毒砂-黄铁矿为主要矿化阶段，第Ⅲ阶段矿化弱。利用金矿化相关的热液矿物稳定范围和毒砂的主要成分含量，通过相图得出第Ⅰ和第Ⅱ阶段温度范围分别为330～450℃和300～430℃。对矿石及近矿围岩亲硫元素组合的相关性分析和R类聚类分析得出成矿元素组合为Au-Ag-As-Sb。 卡拉麦里强应变构造带基本控制了金矿带的分布，而其中韧-脆性剪切部位控制了双泉金矿床、矿脉、矿体的产出。韧性剪切带的后两期走滑脆-韧性、脆性剪切变形控制了第Ⅰ、Ⅱ矿化阶段的金矿化。最早于中石炭世开始的区域走滑脆-韧性变形和区域最新赋矿地层主要为石炭系大致限定了双泉金矿床成矿时代为晚石炭世。 双泉金矿床成矿流体的δD为-86～-99(‰)，第Ⅰ、Ⅱ矿化阶段的δ18O值随温度降低而降低，根据水岩反应模拟计算得出初始水为变质水。两种矿石稀土元素球粒陨石配分模式呈右缓倾斜型，轻重稀土属弱分离型，δEu弱负异常，与矿区围岩(南明水组地层)基本一致。矿石轻重稀土分异程度介于围岩与蛇绿岩之间，以及热液中有大量与镁铁质、超镁铁质有关的Co、Ni、Cr、Zr、V 等组份，显示成矿流体对蛇绿岩的淋滤迁移和对围岩的叠加改造。这些反映了成矿物质来源与蛇绿岩体与围岩变质有关。 双泉金矿床形成于晚石炭世，是与韧性剪切带有关的，中高温的变质热液型金矿床。

矿物中REE扩散作用的理论研究——兼论白钨矿Sm-Nd定年方法的可靠性

元素在矿物中的扩散作用，对其在地质体中的配布有着重要影响，被越来越多的用来解决地球化学动力学方面的问题。稀土元素（REE）能反映重要的地球化学信息，作为地球化学的示踪剂被广泛应用于探讨各类岩石成因和矿床成因。因此，查明REE在矿物中的扩散行为对于地学研究具有重要意义。 前人对元素（如O、Ar等）在不同矿物中扩散行为的理论研究，大多采用的是矿物晶格单独制约扩散速率的模型，由于稀土元素的离子半径各不相同，用此类模型来探讨其在不同矿物中的扩散行为是不合适的。为了寻求获取矿物中稀土元素扩散参数的简捷途径，本博士论文通过对前人关于矿物中REE扩散作用研究的实验结果进行分析归纳，探讨了扩散体系不同因素对扩散行为的控制规律。在此基础上，使用多元统计分析方法建立了预测REE在不同矿物中扩散参数的多变量模型，由此模型计算的1atm、无水环境下REE的扩散参数与实验测定结果在实验误差范围内相当吻合。与前人的模型相比，多变量模型能更全面地反映扩散体系各因素对扩散速率的制约。 此外，为了检验白钨矿Sm-Nd同位素定年方法的可靠性，本论文从不同角度进行了研究： （一） 理论验证 矿物内部的微量元素信息能否有效保存，在很大程度上取决于其扩散速率，因此本文从扩散动力学角度对白钨矿Sm-Nd同位素体系的封闭性进行了探讨。通过理论计算并结合实验模拟验证的方式获得了白钨矿中Sm、Nd的扩散参数，得出在1atm、无水环境下Sm和Nd的扩散方程为： Nd：D＝4.00exp（－438kJmol-1/RT）cm2/s Sm：D＝1.85exp（－427kJmol-1/RT）cm2/s 借助这些扩散数据，对白钨矿中Sm-Nd信息受扩散作用的影响程度做了分析。结果表明，在大多数地质环境下，Sm、Nd在白钨矿晶体中的扩散速率很低，同位素体系容易保持封闭不受热力学作用的影响。 （二） 地质验证 以湘西沃溪Au-Sb-W矿床为研究对象，通过对不同矿体的白钨矿进行Sm-Nd同位素年龄测定，将其结果与其它同位素方法得到的年龄数据以及野外地质关系、区域构造演化等进行了对比。结果表明，沃溪Au-Sb-W矿床的白钨矿Sm-Nd年龄结果与Ar-Ar年龄是一致的，与野外地质关系及区域构造演化特征等也相当吻合。 通过本论文的工作，得出以下主要成果和认识： （1）首次建立了适合于计算REE在不同矿物中扩散参数的理论模型，为研究矿物中REE的扩散行为提供了可靠的理论方法。 （2）首次获得了白钨矿中Sm-Nd的扩散参数，探讨了白钨矿中REE的扩散性质，并建立了1atm、无水环境下Sm和Nd在此矿物中的扩散方程。 （3）通过扩散动力学研究，得出白钨矿中Sm-Nd同位素体系的封闭性较为理想，为评价Sm-Nd同位素方法是否适合于制约白钨矿的成矿年龄提供了理论依据。 （4）通过不同同位素定年结果的比较以及与野外地质关系、区域构造演化等的对比，得出白钨矿Sm-Nd同位素年龄结果是真实有效的，从矿床学角度为评价该同位素定年方法的可靠性提供了实践证据。

矿山环境中锑的表生地球化学研究—以贵州半坡锑矿区为例

锑(antimony，Sb)是一种典型的毒害重金属元素。我国作为世界上最主要的锑生产国，有关锑的表生地球化学及锑污染防治研究还很薄弱。贵州省位于我国西南低温成矿域中心，具有高Sb地球化学背景值，是我国重要的锑工业基地，境内分布着大量Sb矿床，锑矿储量居全国第四位。贵州又地处我国西南喀斯特中心区域，岩溶地貌极其发育，生态环境脆弱。由于大规模锑矿资源的开采利用，锑矿区土壤和水体中Sb污染十分突出，并通过水体或食物链对矿区及流域居民健康形成潜在威胁。因此，研究矿山环境中Sb的表生地球化学对于认识Sb污染的环境效应和寻求Sb污染修复方式具有至关重要的意义。 本文以贵州半坡大型锑矿区为研究对象，系统研究了Sb在矿区岩石、固体废弃物、土壤、水体和植物体等表生环境介质中的分布、迁移、富集规律与赋存机制，阐明了矿区Sb的表生地球化学过程规律，评价了矿区围岩、（废）矿石和尾矿砂等样品的产酸潜力，筛选出新的锑潜在超富集植物和超耐受性植物，并获得以下主要认识： （1） 独山半坡锑矿区是典型高锑地质地球化学背景区，不仅矿石中Sb含量很高，而且围岩中Sb含量也远高于上地壳Sb的平均含量。辉锑矿是锑的主要载体和释放源。 （2） 在固体废弃物中，冶炼废渣中Sb含量最高，其次为废石堆和尾砂库。废石中元素特征基本与围岩一致，继承了围岩的元素特征，而尾矿砂由于破碎、浮选过程的改造，其元素含量特征与围岩存在差异。尾砂砂中Sb以中层最富，底层和表层依次降低，与Fe、Al矿物的分布特征相似，这种分布模式主要受氧化还原条件、雨水淋滤、Fe/Al矿物吸附机制等因素控制。尾矿砂中不同相态的锑含量依次为残渣态>碳酸盐结合态>有机物结合态>可交换态>铁锰氧化物结合态，其中生物易利用态Sb的空间分布特征与总Sb分布特征一致。 （3） 所有的（废）矿石样品都具有潜在产酸能力，需要采取必要的措施抑制酸性矿山排水的产生。尾矿砂没有产酸潜力，这与矿石在选冶过程中加入石灰处理和S含量过低等原因有关，这种碱性环境可能有利于锑的表生地球化学活化和迁移。 （4） 研究区土壤受到严重锑污染，土壤中Sb含量高达51~7369 mg/kg，且随深度增加而逐渐降低，底层含量与对照区相近。这种高含量的Sb可能是与锑矿化有关的裸露岩石和土壤的自然风化淋滤过程和采矿、冶炼活动等造成的。研究区土壤中不同相态的Sb含量依次为残渣态>铁/锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>有机物/硫化物结合态>可交换态。土壤中Sb的生物有效性很低。土壤中Sb的迁移与As密切相关。 （5） 研究区水体为SO4/HCO3-Ca型，水体中的Sb以溶解态、悬浮态和沉积物形式存在，并通过吸附-解吸附和水流推移方式进行迁移。洪水期和枯水期水体中Sb的扩散迁移机制存在差异，洪水期研究区内水体对岔河下游水体污染危害更大。在枯水期，岔河水体中溶解态Sb含量和沉积物中Sb含量存在显著正相关关系，表明枯水期沉积物和水体界面间达到物质交换平衡。水体的氧化还原条件和pH值控制着水体中Sb的存在形态。沉积物中不同相态Sb含量依次为残渣态>碳酸盐结合态，铁锰氧化物结合态>可交换态，有机物/硫化物结合态。研究区水体中Sb主要受矿区采矿、选冶活动的强烈影响。水体中硫同位素示踪研究发现，岔河下游水体中59%的S来自于矿山硫源的贡献，表明矿山活动严重影响到岔河下游水体水质。 （6） 植物对土壤中Sb的吸收与植物部位和种类有关。大体上地下部分>地上部分，且根>叶片>茎。在农作物中，白菜>甘蓝>辣椒和稻谷。研究发现，土荆芥(Chenopodium ambrosioides Linn.)是新的Sb潜在超富集植物，鬼针草(Bidens pilosa Linn.)、一年蓬(Erigeron annuus (Linn.) Pers.)、佛甲草(Sedum lineare Thun)、凹叶景天(Sedum emarginatum Migo)、灰灰菜(Chenopodium album Linn.)和鼠麹草(Gnaphalium affine D. Don)也能大量富集Sb，并有很强耐受性。 （7） 研究区这种特殊的高Sb地质环境和人为活动的影响，导致表生环境中Sb的高度富集，造成农作物、水体中Sb含量极高，通过食物链和水体严重影响当地居民的身体健康。

上芒岗金矿床成矿作用过程研究

上芒岗金矿床位于三江褶皱系怒江大断裂西南段，龙陵～瑞丽大断裂(F_1)南东盘，上芒岗次级断裂(F_4)之中。赋矿地层为下二叠统沙子坡组(P_(1s))和中侏罗统勐嘎组(J_(2m))。矿石主要有两种类型，硅质矿石和粘土质矿石；前者主要由石英和少量黄铁矿所组成，金品位平均为2 * 10~(-6)；后者主要由伊利石、高岭石和黄铁矿所组成，金品位一般为2 * 10~(-6) ～ 4 * 10~(-6)。矿石中金星次显微状态，主要元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Ba。矿床以强烈的黄铁粘土岩化为特征，热液蚀变作用过程即是金矿化作用过程。根据热液蚀变的矿物共生组合及其生成序次，将金矿化作用过程分为五个阶段：黄铁矿-石英阶段(I)；镁贝得-白云石阶段(II)；辉锑矿-石英阶段(IlI)：黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)；网脉状石英阶段(V)。其中黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)是金矿化的主成矿阶段。该矿床属于卡林型金矿床。由石英流体包裹体获得不同成矿阶段的温度为，成矿阶段I：210～170 ℃、成矿阶段III：190～160 ℃、成矿阶段V：173～144 ℃。伊利石-水氢同位素温度计测得成矿阶段IV的温度为165 ℃。石英流体包裹体液相成分以K~+、Na~+和Cl~- (F~-)为主，其次为Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-，由早到晚K~+、Na~+和Cl~-降低，而Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-升高；气相组分以C0_2为主。石英流体包裹体成分富F，其含量高达8.03 * 10~(-3) mol／kg，正是由于成矿热液富含F，Al才可以与F形成络合物进入热液迁移，即Al成为活动组份，从而形成该矿床所独特的强烈粘土岩化蚀变。稀土元素特征方面，矿石和赋矿地层下二叠统沙子坡以及中侏罗统勐嘎组岩石的稀土配分曲线十分相似，均为右倾型，但是两者的稀土元素总量不同，前者的相对较高。矿石和蚀变岩具有相似的稀土元素配分曲线，但是矿石的稀土元素总量相对较高。与勐嘎组泥岩相比，粘土质蚀变岩和矿石更加富集轻稀土元素，并且更富Eu。这些特征表明，粘土质蚀变岩和矿石是由热液作用形成的，而不是风化作用的产物；矿石与赋矿地层在物质来源上有亲缘关系。不同矿段、不同阶段和不同类型矿石和蚀变岩的Au、Ag、As以及Sb的含量同步变化，这表明在整个成矿作用过程中，成矿流体来源统一，且在成矿体系起主导作用。不同类型的矿石及蚀变岩中Au与Al_20_3，和TFe的含量呈正相关，表明黄铁粘土岩化与成矿关系最为密切。矿石铅同位素~(208)Pb／~(204)Pb、~(207)Pb／~(204)Pb和~(206)Pb/~(204)Pb比值分别为39.12～39.54、15.85～15.95、19.75～20.33；沙子坡组(P_(1s))岩石铅同位素比值分别为:38.407～37.868、15.921～15.589、22.685～22.367;孟嘎组(J_(2m))岩石铅同位素比值分别为：39.499～39.222，15.821～15.772、19.207～18.709。在铅同位素组成相关图中矿石与地层铅的投影点分别集中成群分布。矿石铅与地层铅呈线性分布，而且矿石铅的集中区位于沙子坡组铅集中区和勐嘎组铅集中区之间。这些特征表明矿石铅系由沙子坡组铅和勐嘎组铅混合而成。成矿热液的δ~(18)O由早到晚逐渐升高，I、III、IV、V阶段流体的δ~(18)O值分别为-4.2‰，+0.59‰；+0.76‰，+1.98‰，表现出明显的漂移特征；而δD则表现出高度的一致性，变化范围为-82.5 ～ 79.48‰。由此认为成矿热液系大气降水起源。成矿热液氢、氧同位素组成的这种规律性变化还说明，成矿热液的演化具有继承性和连续性。应用CHILLERR软件包，对上芒岗金矿床的成矿作用过程进行化学反应途径数字模拟。所展示的成矿作用过程为：大气降水沿断裂带下渗，加热循环，获取成矿物质(但不排除有深源成矿物质加入的可能性)；形成起始成矿热液：T = 200℃ P = 228.8bar；pH = 4.4；fs_2 = 10~(-9.89); fo_2 = 10~(-41.28)；aAu(HS)_2~- = 10~(-9.64)，aAuCl_2~- = 10~(-17.86);富含F、Al和Au，贫As、Hg、Zn、Cu和Pb。成矿热液在构造作用的驱动下，上升进入上芒岗断裂上部含水构造破碎带，并与下渗雨水混合而淬冷，形成沿上芒岗断裂呈线状分布的早期硅化石英岩(成矿阶段I)，成矿热液与下渗雨水之比为16:l(成矿阶段I)；继而热液扩散进入下盘破碎带，与白云岩反应，形成矿体下盘的白云石化，水:岩比为193:l(成矿阶段II)。此后成矿热液上升充填裂隙空间，由于热传导而缓慢冷却，成矿体系的温度由189 ℃降为165 ℃，形成含辉锑矿的梳状石英脉(成矿阶段1II)。成矿热液继续上升进入上盘碎屑岩破碎带，停积于构造揉皱的泥质岩，并与之反应，形成上芒岗矿床金矿化的主体—粘占土质矿石，水:岩比为29:1(成矿阶段IV)。最后成矿残液逐渐冷却, 同时伴随C0_2的起泡，形成晚期石英网脉(成矿阶段V)，至此热液金矿化过程结束。由上述可见上芒岗金矿床的成矿作用过程经历了：(初始)成矿热液与下渗大气降水混合(I) → 成矿热液与沙子坡组白云岩反应(II) → 成矿热液缓慢冷却(III) → 成矿热液与勐嘎组泥质岩石反应(IV) → 成矿热液冷却沸腾(V)等5个演化阶段。模拟结果进一步证实了上芒岗金矿床的热液成因。上芒岗金矿床成作用过程化学反应途径数字模拟与地质事实高度吻合，与地球化学研究结果相互印证，再现了上芒岗金矿床的成矿作用过程。由矿床的地质地球化学特征及成矿作用过程化学反应途径模拟结果，归纳出上芒岗金矿床成矿作用过程模型。

扬子地块西南缘卡林型金矿床成矿流体地球化学研究

扬子地块西南缘是中国甚至世界上独特的、大面积分布的低温热液矿床矿集区,广泛发育Au、Ag、Hg、Sb、As、U、Cu、Pb-Zn以及重晶石、萤石、冰洲石等低温热液矿床,其中不少矿床属大型-超大型矿床规模.以沉积岩为容矿岩石的卡林型金矿(又称微细浸染型金矿),则是该区重要的矿产类型.目前已发现烂泥沟、紫木凼、戈塘、金牙、高龙等大、中型卡林型金矿床6个,小型矿床、矿点(矿化点)近200余处.主要集中分布在黔西南、滇东南和桂西北的交界地区,周边被深(大)断裂带所限,大体呈三角形,俗称"金三角".首先对该区众多的基性-超基性岩浆岩的同位素年代学及其反映的地质背景进行了较系统的研究,选择革挡和八渡(D)、纳哥(P)、烂泥沟和丫他(T)等代表性金矿床,进行了系统的流体包裹体岩相学、显微测温学、单个包裹体的激光Raman、流体包裹体群中的微量元素以及Rb-Sr、He-Ar、同位素组成等研究,获得了大量数据,并拍摄了大量包裹体照片(约400张).该次对该区卡林型金矿成矿流体地球化学的研究,作者认为在以下方面取得一定进展:(1)发现(或证实)了该区卡林型金矿富含C0<,2>相包裹体,并且种类众多,提出了卡林型金矿的成矿作用,经历了流体不混溶的过程(沸腾作用):(2)进一步证实了有机质参与卡林型金矿的成矿过程:(3)证实了盆地超压流体的存在,并提出了卡林型金矿的大规模成矿作用是"盆地超压流体-矿源岩-盆地伸展"耦合的观点.

扬子地块周边C、P硅岩建造中硒的富集机理对比研究-以渔塘坝、紫阳富硒区为例

在自然界中存在一套由硅质岩、泥质岩／页岩或板岩、碳酸盐岩和粉砂岩组成的沉积建造，并以富含有机质和菌藻微生物等为特征，沉积厚度较大，岩石类型以硅岩为主，称之为“硅岩建造”。硅岩建造中的硅质岩不仅是许多重要矿种（如金、硒、铀、钒、磷、锰、铂族元素、重晶石和黄铁矿等）的赋存层和含矿岩系的重要岩类，而且由于它形成于特定的地球化学条件下，能够反映出某些沉积相带特殊的地质背景，另外，硅质岩本身就是一种生物岩，对探讨生物成岩、成矿作用有重要意义。所以对硅岩建造及其内硅质岩研究具有十分重要的理论意义和实用价值。因此，本论文选择扬子地块周边寒武系（南秦岭紫阳硒富集区）、二叠系（湖北恩施双河渔塘坝硒矿床）富硒硅岩建造为研究对象。通过岩石地球化学、同位素地球化学、矿物学以及流体包裹体等方法从含硒规律、岩石成因、沉积环境、成矿流体性质等方面，分别对对两个不同时代或不同层位的富硒硅岩建造开展了系统的地球化学对比研究；并从矿物学、包裹体成分及物理化学条件等方面对渔塘坝硒矿床的成因作了探讨。通过研究，取得了以下主要认识：1渔塘坝硒矿区和紫阳硒富集区富硒硅岩建造岩石以硅质岩为主，硅质岩中5102含量范围分别为64.2％-95.84％和63.62％-95.24％。同时包括部分碳质硅质岩丫碳质页岩 和碳、硅板岩及含腐泥层的石煤；渔塘坝硒矿床硅质岩中Se含量大于80ug/g的样品均采自下二叠统茅口组的硅质岩段内，紫阳下寒武统硒富集体中硅质岩中硒的含量最高（可达278ppm）。2微量元素研究表明，两地区富硒硅质岩中均含有较高的Cu，Ni、V、As、Sb、Cr，且U／Th＞1。在U-Th、Zr-Cr和P2O5-Y相关图以及Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）三角图上，两研究区内硅质岩样品点均落于热水沉积区。渔塘坝硒矿区硅质岩的REE总量较低，平均为38.9×10-6，紫阳硒富集区硅质岩REE总量除个别较高（达110×10-6以上）外，总体也较低（12.0-37.6）×l0-6；另外，从稀土元素配分模式看，两地区硅质岩均有较明显的Ce负异常，且Eu从无明显Eu异常到出现正Eu异常。都反映出热水沉积硅质岩的特征。从si和O同位素组成来看，两个地区硅质岩的δ3051和δ18O值也总体位于热水成因硅质岩区域内。根据隧石一水的氧同位素分馏方程计算得知，两研究区硅质岩的形成温度分别为46℃-72℃和78.6℃-126.20℃。地球化学特征表明，两地区富硒硅质岩均来自热水沉积作用。另外，渔塘坝硒矿区硅质岩中Cr含量较高，且存在腕足类生物化石；紫阳硒富集区硅质岩中Ba及有机质含量较高，且存在叶琳生物标志化合物。结合两地区碳同位素组成特征（渔塘坝地区δ13c为正值，可能和上扬子区早、晚二叠世之间多期次喷发的火山活动，造成地球史上二叠纪生物大灭绝有关；紫阳地区δ13C为负值，说明碳同位素来源于沉积有机物质），暗示两地区硅质岩的成因可能与火山沉积作用有关，且在成岩过程中有部分生物的参与。3渔塘坝赋矿硅质岩硫同位素组成具有较高的负值，表明矿床形成于缺氧的海盆内：紫阳硒富集区形成黄铁矿的硫主要来自海水硫酸盐。4系统研究了渔塘坝硒矿区硒的矿物学，显示硒以自然硒、独立矿物、类质同像及有机吸附四种形式赋存于矿床中。废弃石煤堆中的自然硒矿物，是自然因素和人为活动共同干预的结果，并非石煤的缓慢自燃的结果。5对研究区成矿流体中包裹体均一温度、盐度和密度进行了系统研究，结果显示：两地区的流体包裹体以原生包裹体为主，数量较多且形态复杂；研究区（渔塘坝硒矿和紫阳硒富集区）成矿流体处于中一低温（ 190-250）℃和（120-155）℃条件。渔塘坝硒矿区石英和方解石包裹体内的流体盐度分别为（5.9-10.l）B％和（3.9-4.5）WB％，紫阳硒富集区流体盐度为（1.2-2.8）WB％，后者流体盐度明显低于前者。流体密度经计算分别为0.79-0.79／cm3和0.69-0.969／cm3。重点对渔塘坝硒矿区的石英和方解石包裹体进行了拉曼光谱成分测试，结果显示：包裹体成分以H2O和N2为主，含少量 CH4、C2H4、C2H6、C3H5、C4H6、C4H4和C6H6等成分，说明成矿溶液介质主要为具有还原性质的水溶液，其成矿条件具还原性的特点。6渔塘坝硒矿区成矿物理化学条件的研究表明，即富硒成矿流体为中低温（190-250）℃、压力平均为60Mpa。成矿早期02、eZ相对较低，乃较高，且fS2/fSe2＞l，有利于硫化物沉淀在成矿主阶段，随着硫化物的沉淀，fS2和fSe2相应增大，且fO2较高。高的fO2阻止了硒进入硫化物，而有利于硒化物的形成。 7系统研究了富硒硅岩建造的沉积环境和构造环境特征，认为渔塘坝硒矿床中富硒硅质岩主要形成于浅海滞留的盆地沉积环境，紫阳下寒武统硅质岩沉积环境属于深水滞留沉积环境；渔塘坝硒矿床主要形成于拉张的断陷盆地中，紫阳硒富集体则形成于拉张的裂谷环境。

广西贺县龙水金矿床的同位素地球化学研究及成因探讨

广西贺县龙水金矿位于湘桂稳定区，桂粤交界山脉的北段，博白-茶陵深断裂的西侧，区内广泛发育加里东期到燕山期的花岗岩，出露的基底地层主要为震旦系到寒武系。本文主要研究龙水金矿II号矿化带。该带位于寒武系水口群清溪亚群和大宁花岗闪长岩体的接触带附近，围岩为寒武系的碳质板岩，矿脉为硫化物石英脉，主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和石英等矿物。金矿化与硫化物密切相关。主要的金矿物为银金矿，少许自然金。确定金矿床的成矿年龄一直是个比较刺手的问题。本文选择矿脉中信为是成矿期的石英作为Rb-Sr等时年龄测定的对象，是基于其纯净和其中的原生气液包体基本可代表成矿热液的特征。结果表明其Rb-Sr等时年龄为120.5Ma，并认为此年龄代表了成矿年龄。有石英Rb-Sr等时线的~(87)Sr/~(86)Sr初始比为0.732089, 与矿脉中碳酸相加矿物的Sr同位素比值（约为0.7337-0.7402）一起，表明Sr应是来自地壳的富Rb盐矿物的Sr源区。另外，为了与围岩的蚀变年龄对比，测定了近矿围岩的Rb、Sr同位素组成，结果形成两条等时线，年龄分别为245.9 Ma和173.6 Ma，表明成矿以前至少发生了两次地质事件，导致了Sr同位素的均一化。这两次地质事件分别与华南的东吴运动及燕山运动第一幕相对应。矿石Pb同位素的~(206)Pb/~(204)Pb、 ~(207)Pb/~(204)Pb 和~(208)Pb/~(204)Pb 分别在18.4-18.9、15.6-16.1和38.4-39.6的范围内，并在~(207)Pb/~(204)Pb vs ~(206)Pb/~(204)Pb坐标图上呈现出斜率为1左右的线性排布。只有个别数据点要以得出依据Doe模式的模式年龄，约为200 Ma。在Zart,am Pb构造模式中，矿石Pb同位素数据大部分位于上地壳Pb线以上，呈现出富放射性成因Pb的特征。为了解释异常Pb的成因，本文进行了定量计算。结果表明矿石Pb为古老的存留地壳Pb与少地幔源Pb的混合，即矿石Pb同位素经历了这样的演化过程：在39-29.8亿年间由地幔分异出的地壳 Pb，未参与壳幔循环作用，一直到燕山期，与少量幔源Pb混合，并加入成矿。混合μ值为9.85-10.22。矿石的地质情况及矿石Pb同位素的Δα-Δβ-Δγ示踪结果均支持这一结论。本文初次研究了脉石英中的U、Pb同位素组成。脉石英中Ｕ含量很低。Pb同位素组成基本可以划分为两组，一组为与方铅矿数据近似的普通Pb组成，另一组则较富放射性成因Pb，并向围岩的Pb同位素组成漂移，可能是随着热液的演化和大气降水的加入，受围岩Pb的影响所致。矿脉中硫化物样品的S同位素比值（加权平均为0.16‰）和碳酸盐矿物样品的C同位素比值（在-0.1～-4.1‰的范围内），表明其应为内生来源。根据脉石英的气液包体均一温度（180-250 ），计算与脉石英存在0同位素平衡的热液的同位素的同位素组成，结果为1.2～-4.8‰，表明有大气降水的参与。石英气液包体水溶液为弱碱性，其成分分析表明其中K_2O/Na_2和CaO/MgO（分别根据K~+/Na~+和Ca~(2+)/Mg~(2+)的换算）与围岩相差很大。另外，矿石中微量元素主要为Au、A2g、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、Bi、Ga、As、Sb、和Hg，而围岩中微量元素则主要为Cu、Ni、Mn、V、Zr、Ti、Cr和Ba。因此，热液中成矿元素主要不是来自围岩。黄铁矿的Co/Ni、S/Se/的比值可以指示热液化的来源。龙水金矿矿脉中黄铁矿的Co/Ni > 1，S/Se < 15000，均在与岩浆作用有关的热液范围内。因此，热液活动应主要与岩浆岩有关。矿石、围岩和花岗闪长岩的稀土配分模式相似，均呈现向右倾斜的V字型，并且类似于太古代后沉积岩。结合Pb、Sr同位素的研究，推测花岗闪长岩的源岩主要为古老的地壳物质。概括起来，龙水金矿床为约120.5 Ma形成的中低温热液矿床；热液中成矿物质主要来自花岗闪长岩。由于围岩与矿床紧密的空间联系及围岩中的高Au含量，围岩可能提供了一部分Au及其他成矿物质。

一种新类型铜矿床的地球化学研究

本文对云南兰坪－思茅盆地中若干典型脉状铜矿进行了详细的地质地球化学研究。通过野外和镜下观察讨论了矿石组构、矿物组合及其分带特征和生成序列；对作为本区脉状铜矿主要且特征矿石矿物的黝铜矿系列成分进行了分析，据此探讨了其时空分布特征：成矿带由南到北，砷黝铜矿逐渐向锑黝铜矿过渡；富Cu贫Ag的砷黝铜矿主要分布于矿床的深部，而富Ag贫Cu的锑黝铜矿则主要分布矿体的浅部；高Ag高Sb黝铜矿和低Ag低Sb黝铜矿有可能首先从溶液中结晶出来，这主要取决于初始溶液中As与sb的原子比(X_As/X_Sb)。脉石矿物组合、REE及包裹体的研究表明，成矿流体具热卤性质，为一种富重稀土，富含CO_2、CH_4、H_2S等挥发份，中到弱碱性、弱氧化到弱还原、中高盐度的中低温热水溶液。结合矿床的微量、REE及H.O.Pb.Sr.S.C稳定同位素研究，进一步揭示，成矿流体的水主要源自大气降水；成矿金属(Cu.Ag.Pb.Zn.As.Sb.Fe.REE)、有机炭（C）及CO_2.CH_4.H_2S等矿化剂主要源自深部。通过黝铜矿的溶解实验研究，提出了黝铜矿的沉淀机理模式，认识到成矿流体的温度（T）和酸碱度（PH）是Cu.Zn.Fe.As.Sb等成矿组分共同运移和沉淀的主要控制因素。在上述研究的基础上，并通过与海相热水沉积矿床的对比，提出了本区脉铜矿系陆相热水沉积成矿作用形成，为一新类型铜矿。通过本次论文工作还获得了以下两点重要且可能具普遍意义的意认识：1）地下浅部的脉状型矿床可能是陆相热水沉积矿床的一种主要表现形式，这一认识使我们有必要对大量产于陆相环境中的浅成（中）低温热液贵金属矿床及沉积－（强）改造矿床的成因进行重新考虑和统一。2）Cu.Zn.Fe.As.Sb等组分共同迁移所需的狭窄的物化条件（尤其是温度和PH范围）是导致黝铜矿多以次要组分出现在自然界热液矿床中的主要原因。

右江幔隆与金矿成矿关系

滇黔桂地区是微细浸染型金矿的主要产区之一。前人对滇黔桂地区微细浸染型金矿所作的大量地质地球化学工作，为进一步了解成矿规律判定了基础。目前研究中尚存在一些问题，如区域成矿规律是怎样的，找矿方向向何处扩展和成矿边界在哪里等等。从幔隆机制的观战出发，笔者较为详细地讨论了右江幔隆机构及其地质、地球化学和地球物理表现形式，和幔隆的时空演化史，探讨了它与微细浸染型金矿的内在联系。幔隆早期，地幔物质上涌，地壳拉张、变薄，大量幔源富金物质上升，奠定了该区矿源层的基础，形成右江大断裂及两侧的深断裂。幔隆发展晚期，转变为挤压环境，两侧深断裂重熔，形成酸性岩浆及后期多次活动表现为隐伏花岗岩体，为矿化提供了热源和部分成矿物质使矿源层中的金活化、转移，在有利的岩相地球环境和构造部位富集成矿。隐伏花岗岩带控制了微细浸染型金矿的分布。由此可见，幔隆从早期到晚期，控制了矿源层的初始富集及最终成矿，和微细浸染型金矿化存在密切的内在联系。笔者较为详细地对比了美国西部微细浸染型金矿及大盆地的地质、地球物理和地球化学特征，认为大盆地也是一幔隆机构，和各类金矿有密切的内在关系。这对滇黔桂地区找矿具有启发意义。笔者认为，右江幔隆金成带的成矿模式表现在水平方向上，随莫霍面等深线由南东向北西的倾没，岩体出露或隐伏深度不同，而表现出矿床组合有规律的演变；在垂直方向上，则体现为由上而下，为微细浸染型金矿 → 石英脉型金矿→矽岩型铜金矿→斑岩型铜金矿（尚未发现）的“多层楼”模式。桂西北地区则是寻找这种模式的希望地区。当前微细浸染型金矿的找矿方向应集中在两条隐伏花岗岩带上。重力异常+航磁异常+化探的Au、As、Sb异常是桂西北地区该类金矿最重要的找矿标志。根据幔隆机制可认为扬子地台周围地幔隆赵区是寻找该类金矿的远景区。

有机质在贵州晴隆大厂锑矿成矿过程中的作用

锑成矿中有机作用的研究国内外进行得极少，本文首先运用（有机）包裹体探讨了大厂锑成矿流体的一系列物理化学性质和主要成矿特征：1．成矿温度与盐度分别为150-180℃ 和10-12 Wt%，2．主成矿阶段水质类型属 F-SO_4Ca－K型，气相成份中甲烷含量较高(C_1/C_2～C_4 > 1)，3. 成矿介质水主要来自大气降水，δD＝-63～-66‰, δ~(18)O = -3.5～-0.6‰)。有机地球化学研究显示岭好组有机碳含量高（平均 Corg = 0.71% > 0.5%)，完全具备生油能力，是一重要的烃源层。有机质反射率（Ro）达1.87-2.93%，演化程序较高，热变沥青多呈充填状，具明显的运移特征。模拟实验证明石油对锑有较强的萃取能力，可作为 Sb 迁移的良好载体；且按萃取实验结果，有机迁移与无机迁移同等重要。对腐殖酸（质）和高硫原油作了较详细的讨论－－腐殖酸（质）在形成矿源层中有重要作用，高硫原油热裂解本身可以产生H_2S，提供部份硫；而辉锑矿的最终形成则缘于大气降水的加入，温度降低和氧化等因素综合作用的结构。总结不同阶段不同有机质的不同作用，提出了有机－无机综合成矿模式。

滇东北乐马厂独立银矿床成矿地球化学－－－兼论水－岩反应

研究滇东北乐马厂独立银矿床的成矿过程，建立成矿模式和找矿标志。对比国内外银矿床，揭示S－Ag－As－Sb－Hg－（Cu）－Pb元素组合是形成大型超大型银矿床的必要条件，也可能是银与铜铅锌分异的原因。根据δ~(18)O-REE-Sm-Nd同位素示踪，证实稀土发生活化的分异。定义真实水／岩比、表观水／岩比、真实流体／岩石比和表观流体／岩石比，阐明它们之间的关系及意义。改进前人的质量平衡论和方法，构建新的质量平衡方程和新的不活动元素判别图解。建立新的水－岩反应动力学方程。

Mapas da distribuição aproximada da fertilidade dos solos do Estado do Amazonas.

O objetivo deste trabalho foi mostrar, através de um mapeamento, a distribuição aproximada da fertilidade dos solos (pH, P, K, Ca, Mg, Ca + Mg, Al, H + Al, SB, CTC efetiva, m% e V%) no Estado do Amazonas, para que, futuramente, seja utilizado para um provável zoneamento agrícola do Estado.

Nowe metody wyznaczania parametru asymetrii tensora gradientu pola elektrycznego w spektroskopii NQR i ich zastosowanie do badania układów nieuporządkowanych

Wydział Fizyki