湖南康家湾矿区铅锌与金共生分异机制研究 ——来自单个流体包裹体LA-ICP-MS原位分析的约束
批准号:
42102079
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
黄金川
依托单位:
学科分类:
矿床学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄金川
中文摘要
铅锌矿床常与金矿床共生或伴生,Pb-Zn-Au成矿元素组合在同一矿床中也较为常见,但这三种元素共生分异机制尚不清楚。石英及单个流体包裹体LA-ICP-MS成分分析技术能准确获取不同成矿阶段的流体组分,为示踪流体来源及演化过程,进而揭示元素共生分异机制提供了重要手段。本项目拟以铅锌金共生的大型金矿—湖南康家湾矿区为研究对象,在详细的野外调研和室内研究的基础上,系统地对不同成矿阶段的矿石矿物和脉石矿物开展单个流体包裹体LA-ICP-MS成分分析,同时辅以石英LA-ICP-MS微量元素分析、流体包裹体显微测温和稳定同位素分析,旨在查明成矿流体的性质和来源,精细刻画成矿流体演化过程及矿石沉淀机制。该项目的开展,对于进一步揭示该矿铅锌与金的共生分异机制,丰富铅锌金成矿理论,指导类似矿床的找矿,均具有十分重要的意义。
英文摘要
In spite of the intimate connections between the lead-zinc deposits and the gold deposits, the widely-recognized Pb-Zn-Au association in the same deposit, the paragenesis mechanisms between Pb-Zn and Au are still unclear. The chemical compositions of different-stage hydrothermal solutions can be precisely acquired by the LA-ICP-MS analysis on hydrothermal quartz and/or on the individual fluid inclusion hosted in various hydrothermal minerals, which can provide an effective tool for ascertaining the origin and the evolution of the ore-forming fluid, and further revealing the mechanism of element paragenesis and separation. The large-sized Kangjiawan Au deposit accompanying with the significant Pb-Zn mineralization, has been chosen as a studying target in this program. Based on the detailed field and indoor observation, the LA-ICP-MS analysis is systematically carried out on individual fluid inclusions hosted in different-stage ore and gangue minerals, in combination with the LA-ICP-MS analysis on quartz, and fluid and isotope researches, this study aims to reveal the characteristic of the ore-forming fluid, to trace the source of the ore-forming fluid, and to elaborately delineate the ore-forming process and the ore precipitation mechanism. This study will help to promote the further understandings for the paragenesis and separation mechanism between Pb-Zn and Au, and to enrich the metallogenic theory for the Pb-Zn mineralization and Au mineralization, and to provide theoretical guidance for the prospecting of similar deposits.
理论上,铅、锌是亲硫元素,具有强烈的亲硫性,而金是亲铁元素,两者应具有不同的球化学行为。然而近年来,在我国南秦岭、辽东地区、江西银山、湖南水口山等地,发现了大量铅锌矿床与金矿床在区域、矿田及矿床尺度上相互伴生或共生的现象。目前,关于铅锌和金共生分异机制的研究较为匮乏,这不仅严重制约了对铅锌和金成矿理论的深入认识,同时也不利于找矿勘查。针对这一科学问题,本项目以湖南康家湾Pb-Zn-Au矿床为研究对象,采用野外观察和室内研究相结合的研究方法,综合运用流体包裹体测温、LA-ICP-MS微量元素和S同位素分析、稀有气体同位素分析等技术手段,系统划分了矿床的成矿阶段,深入分析了成矿流体的性质和演化过程,并揭示了铅锌和金之间的共生分异机制。研究结果表明,从成矿早期到晚期,成矿流体的温度和盐度均呈逐渐降低的趋势。成矿流体主要来源于地壳,并伴有少量幔源氦的加入。早期硫化物的硫同位素组成具有明显的岩浆硫特征,而晚期硫化物则因大气降水加入而显著富集轻硫同位素。通过LA-ICP-MS面扫描和微量元素分析,研究揭示了不同阶段闪锌矿和黄铁矿中微量元素的赋存状态及其变化规律。研究表明,Pb、Zn、Au、Ag等元素趋于同一成矿流体(岩浆水和/或大气降水)共同运移,而流体沸腾是主成矿期Pb、Zn、Au沉淀的主要机制。随着温度降低,Pb、Au、Fe等元素逐渐从流体中卸载沉淀在成矿晚期,由于大气降水的加入,形成大量浅色闪锌矿。本研究发现,流体沸腾和大气降水的加入在不同成矿阶段对铅锌和金成矿过程中起到了关键作用。同时,这一过程引发的成矿流体成分、温度等物化条件的差异,是导致Pb-Zn和Au分异的主要控制因素。研究成果对发展与侵入岩有关的铅锌、金矿床的成矿理论和指导找矿勘查,具有十分重要意义。
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