Antimony isotope fractionation in stibnite – constraints from δ123Sb values and infrared microthermometric data of stibnite-hosted fluid inclusions“Antifrac”
辉锑矿中锑同位素分馏â来自δ123Sb值和辉锑矿流体包裹体红外显微测温数据的限制âAntifracâ
基本信息
- 批准号:521623684
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- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Priority Programmes
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- 资助国家:德国
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项目摘要
Antimony (Sb) is a “critical” element. As Stibnite (Sb2S3), Sb is highly concentrated in different types of deposits: - Low-sulfidation epithermal vein-type - hot spring deposits, some porphyry and molybdenum - parts of orogenic gold or sediment-hosted Carlin-type gold - sediment-hosted hydrothermal quartz-stibnite veins - some SEDEX-type - or massive metasomatic carbonate replacement In some deposits, stibnite mineralization is also associated with considerable concentrations of gold, mercury, silver, tin, tungsten, or base metals (e.g., Gumiel and Arribas 1987; Dill 1998; Peng et al. 2002; Wagner and Boyce 2003; Hagemann and Lüders 2003; Yang et al. 2006; Buchholz et al. 2007; Bortnikov et al. 2010; Voudouris et al. 2019; Pohl, 2020). The source(s) of Sb in hydrothermal ore deposits are often not well constrained and still a matter of debate. The average abundance of Sb in the Earth´s crust is 0.2 ppm (Taylor and McLennan 1995). Higher average Sb concentrations of about 5 ppm are reported from black shales (Ketris and Yudovich 2009) and thus, alteration of black shales may constitute a potential source for Sb in hydrothermal quartz-stibnite deposits (e.g. Wagner and Boyes 2003, Sośnicka et al. 2021). Stibnite deposits are also associated with felsic magmatic rocks. In this case is not always clear whether Sb enrichment is directly related to magmatic fluids or hydrothermal alteration processes (Krolop et al. 2018). Previous studies of isotope compositions of stibnite have shown that the 123Sb/121Sb ratios in stibnite from various occurrences may provide a means to decipher the source(s) of stibnite deposits (Zhai et al. 2021 and references therein). However, most of the conclusions about Sb isotope fractionation that are drawn so far are based on observed shifts of some δ123Sb values within a deposit or ore types, and experimentally data on Sb(III) Sb(V) redox reactions (e.g. Lobo et al. 2012; Dillis et al. 2019). The transport of Sb (III) in hydrothermal fluids at high temperatures is dependent on ph and the sulfide concentration in the fluid and occurs in from of HS- or OH- complexes (e.g. Krupp 1988; Olsen et al. 2019) whilst Sb chloride complexes are only stable in strong saline acidic fluids (e.g. Obolensky et al. 2007). However, the dependence of Sb isotope fractionation in stibnites that precipitated from either brines or low-salinity fluids at different temperatures has not been studied so far. Since stibnite shows extremely good transparency in near IR light (Lüders 2017) fluid inclusions hosted in stibnite can be studied routinely when using IR microthermometry and information about T-x of the stibnite-forming fluids can be obtained. Studying Sb isotopic systematics in stibnite in detail in selected ore deposits in combination with microthermometric data of stibnite-hosted fluid inclusions will provide new insights for the applicability of the Sb isotope system for questions related to ore deposit research.
锑 (Sb) 是一种“关键”元素。作为辉锑矿 (Sb2S3),锑高度集中在不同类型的矿床中: - 低硫化浅成热液脉型 - 温泉矿床、一些斑岩和钼 - 部分造山金或沉积物中的卡林型金 - 沉积物中的热液石英辉锑矿脉 - 一些 SEDEX 型 - 或块状交代碳酸盐 在一些矿床中,辉锑矿矿化还与相当浓度的金、汞、银、锡、钨或贱金属有关(例如,Gumiel 和 Arribas 1987;Dill 1998;Peng 等人 2002;Wagner 和 Boyce 2003;Hagemann 和 Lüders 2003;Yang 等人 2006;Buchholz 等人 2002 年)。博尔特尼科夫等,2007; 等人。 2010;沃杜里斯等人。 2019;波尔,2020)。热液矿床中锑的来源通常没有得到很好的限制,并且仍然是一个有争议的问题。地壳中锑的平均丰度为 0.2 ppm(Taylor 和 McLennan 1995)。据报道,黑色页岩的平均锑浓度较高,约为 5 ppm(Ketris 和 Yudovich,2009 年),因此,黑色页岩的蚀变可能构成热液石英辉锑矿矿床中锑的潜在来源(例如,Wagner 和 Boyes,2003 年;Sośnicka 等人,2021 年)。辉锑矿矿床还与长英质岩浆岩有关。在这种情况下,并不总是清楚锑富集是否与岩浆流体或热液蚀变过程直接相关(Krolop 等人,2018)。先前对辉锑矿同位素组成的研究表明,不同产地的辉锑矿中的 123Sb/121Sb 比率可能提供一种破译辉锑矿矿床来源的方法(Zhai 等人,2021 年及其中的参考文献)。然而,迄今为止得出的关于 Sb 同位素分馏的大多数结论都是基于观察到的矿床或矿石类型中某些 δ123Sb 值的变化,以及 Sb(III) Sb(V) 氧化还原反应的实验数据(例如 Lobo 等人,2012 年;Dillis 等人,2019 年)。 高温热液中 Sb (III) 的传输取决于流体中的 pH 值和硫化物浓度,并以 HS- 或 OH- 络合物形式出现(例如 Krupp 1988;Olsen 等人,2019),而氯化锑络合物仅在强盐酸性流体中稳定(例如 Obolensky 等人,2007)。然而,迄今为止,尚未研究从盐水或低盐度流体中在不同温度下沉淀的辉锑矿中锑同位素分馏的依赖性。由于辉锑矿在近红外光下表现出极好的透明度(Lüders 2017),因此在使用红外显微测温法时可以对辉锑矿中的流体包裹体进行常规研究,并可以获得有关辉锑矿形成流体的 T-x 信息。结合辉锑矿流体包裹体的显微测温数据,详细研究选定矿床中辉锑矿的锑同位素系统学,将为锑同位素系统在矿床研究相关问题中的适用性提供新的见解。
项目成果
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