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卡林型金矿黄铁矿中金的赋存状态及微观富集机理:EPMA-NanoSIMS-FIB-SEM-(球差校正)TEM方法组合研究

批准号:
42073044
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
谢卓君
学科分类:
矿床与勘查地球化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢卓君

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
金主要以“不可见金”赋存于含砷黄铁矿中是卡林型金矿的标志性特征之一。然而由于黄铁矿颗粒细、多期次、多环带,而早期研究因技术限制未能原位-微区开展TEM分析,金究竟以晶格金还是纳米金为主一直存在争议,进而导致金的微观富集机理仍不清楚。最近发展起来的EPMA-NanoSIMS-FIB-SEM-(球差校正)TEM方法组合为解决上述争议和问题提供了契机。本项目以贵州水银洞和锦丰、美国Getchell金矿为研究对象,首先利用SEM、EPMA和NanoSIMS研究不同类型、不同环带黄铁矿在微米尺度下的结构、精确成分及其变化规律;然后利用FIB-SEM原位-微区制备TEM样品,并利用TEM和球差校正TEM分析黄铁矿在纳米-原子尺度下的成分及分布、结构、晶格参数、元素占位等,最终揭示不可见金的赋存状态及其微观富集机理。研究成果有助于阐明巨量不可见金的微观精细卸载过程和机制,并为卡林型金矿成因提供重要约束。
英文摘要
Invisible Au in arsenian pyrite is one of the symbolic characteristic of Carlin-type Au deposit. However, because the pyrite is fine grained, multi-stage and multi-band, and previous studies failed to conduct in-situ TEM analysis due to technical limitation, the occurrence of invisible Au in arsenian pyrite is still debated (lattice Au dominated or Au nanoparticle dominated?), and the microscopic enrichment mechanisms of inviable Au is poorly understood. Recent development of EPMA-NanoSIMS-FIB-SEM-(spherical aberration-corrected) TEM techniques combination provides an opportunity to address the above debate and problem. In this study, we will take the Shuiyindong and Jinfeng deposits in Guizhou, and the Getchell deposit in USA as example, and analyze samples to determine the texture, and precise chemistry and its variation of different pyrite types and different pyrite sub-bands at the micrometer scale using SEM, EPMA, and NanoSIMS. We will then use FIB-SEM techniques to prepare the site-specific TEM foil, and analyze the pyrite’s chemistry and element distribution, texture, lattice parameter, and element occupation at the nanometer-atomic scale using TEM and spherical aberration-corrected TEM, and ultimately uncover the occurrence of invisible Au and its microscopic enrichment mechanism. Achievements attained in this study will contribute to illuminate massive invisible Au precipitation process and mechanism, and also provide constraints on the genesis of the Carlin-type Au deposits.
大多数金矿类型中的金主要为可见自然金或与其它元素形成合金,然而,卡林型金矿中的金主要以不可见金赋存于含砷黄铁矿中。不可见金如何巨量富集成矿是卡林型金矿中的核心问题。由于载金黄铁矿具有多期、多环带以及受以往分析技术的限制,卡林型金矿中不可见金的赋存状态长期存在“晶格金”和“纳米金”的争论,其进入黄铁矿的关键制约因素亦不清楚,严重限制了对不可见金巨量富集成矿的认识。.本研究利用FIB-SEM-TEM-APT(聚焦离子束-扫描电镜-透射电镜-原子探针)等分析方法组合对内华达和贵州金矿中的黄铁矿开展了纳米-原子尺度精细矿物学和地球化学研究。取得了如下主要认识:(1)发现边部载金黄铁矿和核部成矿前黄铁矿具有一致的晶体学特征,揭示了载金黄铁矿是通过外延生长而形成;(2)纳米尺度下发现大量富金区域,APT分析表明金呈分散状态,证实不可见金主要以晶格金赋存于含砷黄铁矿中,AC-TEM分析进一步表明晶格金主要占据黄铁矿中铁的位置和空位;(3)发现少量纳米金颗粒及退火的重要证据,阐明了纳米金形成于后期退火过程;(4)发现纳米-原子尺度下金-砷耦合分布规律,论证了金进入黄铁矿晶格受控于黄铁矿中砷的含量,高砷促进金的进入。上述新发现表明卡林型金矿中的金最初以晶格金形式进入含砷黄铁矿,成矿流体中的金并没有发生饱和沉淀。进而提出“卡林型金矿不可见金是成矿流体在金未饱和状态下沉淀形成”的新认识,并认为当含砷黄铁矿快速结晶时,尽管成矿流体中的金没有达到饱和,然而由于砷对金的泵吸促进作用,金进入含砷黄铁矿晶格中,从而实现金未饱和状态沉淀成矿。新认识突破了热液金矿床中金饱和沉淀成矿的传统认识,为解译巨量不可见金富集成矿机理提供了新视角。.此外,对赋存于玄武岩中的架底和大麦地卡林型金矿进行了岩相学和蚀变特征的研究。厘清了两个金矿的矿物组成及矿物生成顺序,构建了找矿模型,并指明了找矿勘查新方向。
卡林型金矿黄铁矿中金的赋存状态及微观富集机理:EPMA-NanoSIMS-FIB-SEM-(球差校正)TEM方法组合研究
贵州卡林型金矿成矿期白云石的地球化学特征及其对金成矿的制约—以水银洞金矿床为例
  • 批准号:
    41703046
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    谢卓君
  • 依托单位:
国内基金
海外基金