西天山阿希金矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测试及其指示意义
《微波溶样—icpms测定铁矿石中有害元素砷、铬、镉、铅、汞》编制说明
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《微波溶样—ICP-MS测定铁矿石中有害元素砷、铬、镉、铅、汞》编制说明一、项目概况1、标准来源本标准制订工作是按照2009年国家出入境检验检疫行业标准制(修)订项目——《微波溶样—ICP-MS测定铁矿石中有害元素砷、铬、镉、铅、汞》(计划编2009B653)执行的。
由吉林出入境检验检疫局和宁波出入境检验检疫局承担研究起草。
2、目的和意义我国铁矿资源丰富,但大多数都是贫铁矿。
铁矿石按照矿物组分、结构、构造和采、选、冶及工艺流程等特点,可将铁矿石分为自然类型和工业类型两大类。
自然类型包括1)根据含铁矿物种类可分为:磁铁矿石、赤铁矿石、假象或半假象赤铁矿石、钒钛磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石以及由其中两种或两种以上含铁矿物组成的混合矿石。
2)按有害杂质(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni、Sn、F、As)含量的高低,可分为高硫铁矿石、低硫铁矿石、高磷铁矿石、低磷铁矿石等。
3)按结构、构造可分为浸染状矿石、网脉浸染状矿石、条纹状矿石、条带状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石,以及鲕状、豆状、肾状、蜂窝状、粉状、土状矿石等。
4)按脉石矿物可分为石英型、闪石型、辉石型、斜长石型、绢云母绿泥石型、夕卡岩型、阳起石型、蛇纹石型、铁白云石型和碧玉型铁矿石等。
而工业类型包括1)工业上能利用的铁矿石,即表内铁矿石,包括炼钢用铁矿石、炼铁用铁矿石、需选铁矿石。
2)工业上暂不能利用的铁矿石,即表外铁矿石,矿石含铁量介于最低工业品位与边界品位之间。
随着中国经济的不断持续的增长,中国铁矿石需求量也不断加大,铁矿石的需求量主要取决于炼铁的铁矿石消耗以及生铁的产量。
吨铁的铁矿石消耗量在逐年降低, 近年来稳定在217~219t 之间。
而生铁产量在逐年升高。
近几年来生铁的产量呈快速增长的态势, 也使得中国成为世界上头号的铁矿石消费大国。
中国是世界铁矿石生产的第一大国, 由于铁矿石资源不足、贫矿多、开采条件差、成本高, 钢铁工业的发展越来越多地依靠进口铁矿石。
新疆西天山查岗诺尔铁矿床稳定同位素特征及其地质意义
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2012年 12月 December2012岩 矿 测 试 ROCKANDMINERALANALYSIS文章编号:0254 5357(2012)06 1077 11Vol.31,No.6 1077~1087新疆西天山查岗诺尔铁矿床稳定同位素特征及其地质意义洪 为1,张作衡1 ,李凤鸣2,3,刘兴忠4(1.国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037; 2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083; 3.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局,新疆 乌鲁木齐 830000; 4.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第三地质大队,新疆 库尔勒 841000)摘要:查岗诺尔铁矿是西天山阿吾拉勒铁成矿带的一大型磁铁矿床,赋存于石炭系大哈拉军山组火山 -沉积岩系,根据矿石组构和矿物组合特征,可以划分为岩浆期和热液期(包括矽卡岩亚期)两个成矿期。
该矿的矿床地球化学研究比较薄弱,本文针对不同成矿阶段的磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和方解石,利用同位素质谱测试方法,开展 C、O、S等稳定同位素特征研究。
结果表明:从岩浆期到矽卡岩期,磁铁矿的δ18OSMOW主要表 现出岩浆热液的特征,但呈降低的趋势(2.4‰ ~1.9‰),指示围岩蚀变等热液活动对成矿流体的改变;岩浆成矿期和矽卡岩期 δ34SV-CDT主要显示岩浆来源(0.8‰ ~7.3‰),但岩浆期可能有少量地层硫或海水硫的混 入(δ34SV-CDT>10‰);成矿晚期阶段的方解石 δ13CPDB -δ18OSMOW呈正相关,指示可能存在不同类型 NaCl浓度 混合或流体 -围岩之间的水岩反应,大理岩为成矿作用提供了部分的成矿物质。
研究认为成矿早期以岩浆流体的结晶分异作用为主,而晚期阶段矽卡岩化及其退蚀变作用是铁富集成矿的主导因素。
关键词:铁矿;西天山;查岗诺尔;稳定同位素;成矿物质来源中图分类号:P578.12;P612文献标识码:AStableIsotopicCharacteristicsoftheChagangnuoerIronDepositin WesternTianshan,XinjiangandItsGeologicalSignificanceHONGWei1,ZHANGZuoheng1 ,LIFengming2,3,LIUXingzhong4(1.KeyLaboratoryofMetallogenyandMineralAssessment,MinistryofLandandResources,Instituteof MineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing 100037,China;2.FacultyofEarthScienceandResources,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing), Beijing 100083,China;3.XinjiangBureauofGeologyandMineralResources,Urumqi 830000,China; 4.No.3GeologicalUnity,XinjiangBureauofGeologyandMineralResources,Korla 841000,China)Abstract:SituatedintheAwulalemetallogenicbeltofWesternTianshan,thelargesizedChagangnuoermagnetite depositiscontainedwithinvolcanicsedimentaryrocksoftheCarboniferousDahalajunshanFormation.Accordingto orefabricsandmineralassemblages,themineralizationeventsofthisdepositweredividedintothemagmaticstage andthehydrothermalstage(includingtheprogradesubstage).Duetothelack ofstudiesin oredeposit geochemistryforthisdeposit,thispaperaimedtoconductsystematicstableisotopeanalysesofC,O andSby isotopemassspectrometrymethodformineralsofmagnetite,pyrite,chalcopyriteandcalcitechosenfrom various收稿日期:2012-06-12;接受日期:2012-09-05 基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB416803);国家科技支撑计划项目(2011BAB06B02-05);中国地质调查局地质矿产调查评价项目(1212011085060) 作者简介:洪为,博士研究生,矿物学、岩石学、矿床学专业。
ICP—MS等离子体质谱法测定稀散元素矿石中重金属元素含量
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ICP—MS等离子体质谱法测定稀散元素矿石中重金属元素含量作者:陈国娟来源:《当代化工》2017年第03期摘要:稀散元素矿石经HCl-HNO3-HF-HClO4消解后,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定重金属元素Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi的含量。
该方法检出限为0.004~0.51 µg·g-1,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.08%~4.67%,分析结果准确可靠,是测定稀散元素矿石中重金属含量的一种较好的分析方法。
关键词:稀散元素;ICP-MS;重金属;测定中图分类号:O 657 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2017)03-0563-03Abstract: After the scattered elements ore was digested by HCl-HNO3-HF-HClO4 process,heavy metal elements including Ni,Cu,Zn,Cd,Sb,Pb and Bi were determined by ICP-MS. The method's detection limit was 0.004~0.51 µg·g-1, the relative standard deviation (RSD=6)was 1.08%~4.67%, The analysis result is quite accurate and reliable, and it is a good method for determination of heavy metal elements in scattered elements ore.Key words: Scattered elements; ICP-MS; Heavy metal; Determination稀散元素是指在地壳中分布量较少的(一般为10-9),主要以分散状态存在的化学元素[1]。
新疆东准噶尔二台西辉石闪长岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb定年及构造意义
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新疆东准噶尔二台西辉石闪长岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb定年及构造意义本文对二台西辉石闪长岩体进行了元素-同位素地球化学研究。
锆石U-Pb年龄表明,二台西辉石闪长岩体(388.7±4.9Ma)形成于中泥盆世。
二台西辉石闪长岩体的形成不仅证实了东准噶尔存在着早泥盆世岩浆活动,其形成于活动大陆边缘岛弧环境,与晚古生代额尔齐斯洋向南的俯冲作用有关。
标签:二台西辉石闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年东准噶尔[中圖分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-62-21区域地质概况新疆北部东准噶尔地区晚古生代岩浆岩活动强烈,除了大量发育的碱性花岗岩以外,沿乌伦古-斋桑泊断裂一带还发育有准铝质-过铝质晚古生代花岗岩体,二台西辉石闪长岩体就是其中一个。
辉石闪长岩主要出露于二台西南结勒德哈拉套山北侧,呈不规则条带状、岩枝状,与区域构造线一致。
顺层或斜交层理侵入于下泥盆统托让库都克组(D1t)(图1)中,围岩蚀变不明显,仅有轻微的褪色化或硅化现象。
2岩石地球化学特征(1)SiO2含量介于52.01%~55.35%之间,平均值为53.98%。
(2)富钠贫钾,K2O含量为0.83%~1.26%,Na2O/K2O 介于3.67~4.56之间。
(3)碱钙质,Na2O+K2O含量为 5.36%~5.88%,;钙碱指数(MALI)为﹣0.70~﹣0.16。
(4)准铝质,Al2O3含量变化于16.27%~17.38%之间,平均值为16.92%;铝饱和指数(ASI)变化于0.84~0.90之间。
(5)镁质,MgO含量相对较高(3.95%~4.23%),对应的Mg#值(Mg#=100×Mg2+/(Mg2++FeT))的变化于46.79~49.30之间。
综上述,辉石闪长属于富钠贫钾,准铝、碱钙质的镁质花岗岩类。
3分析方法对样品进行了LA-ICP-MS锆石U一Pb测年。
新疆阿希低硫型金矿稀有气体同位素地球化学及其成矿意义
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6! 样品及分析测试方法
用于研究 的 样 品 采 自 阿 希 金 矿 露 天 采 场 及 地 下 采 场 />1=+ O /A17+ 中 段, 岩性为含硫化物的石英脉或碳酸盐 石英脉。采用重砂方法分离出含金矿石中的黄铁矿单矿物, 并手工挑选至纯度大于 00N 。惰性气体同位素分析在中国 科学院兰州地质研究所气体地球化学实验室完成, 测试仪器 为英国 T*;&,+5.. 公司生产的 TT7A== 型气体质谱仪, 实验 条件:发射电流 U3A V 1== !%, U3A= V 6== !%, 高压为 0M ===<W。 实验流程:将样品称重 ( 约 =M 6F ) 后用铝箔包好置于样品台 中, 随后密封抽真空, 当压力达 / X /= C 7 Y5 时, 加热样品到 />=S 并烘烤 /=Z 以上, 以除去样品表面吸附和次生包裹体 中的气体, 后用电阻炉加热熔样坩锅中样品至 /2==S , 释放 出的气体被吸入超真空气体净化系统, 在液氮温度下用活性 碳阱将隋性气体分离为 "# [ $# 和 %& [ ’# [ (# 两部分, 然 后分别送进气体质谱仪测定其同位素组成。TT7A== 型气体
阿希金矿床赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组陆相安山质 火山岩和火山岩碎屑岩, 矿体呈脉状产于古破火山口外围的 环形断裂中, 为一典型的冰长石—绢云母型 ( 低硫型) 浅成低 温热液金矿床。矿石类型为石英脉型和其两侧的蚀变岩型, 主要金属矿物有自然金、 黄铁矿、 白铁矿、 毒砂、 赤铁矿、 褐铁 矿以及微量的闪锌矿、 黄铜矿、 方铅矿、 浓红银矿、 硒银矿等, 硫化物多呈自形的浸染状或以集合体呈叶片状产出;脉石 矿物主要有石英、 玉髓状石英、 绢云母、 方解石、 菱铁矿、 白云 石、 冰长石、 高岭石等。石英中发育有原生液相水溶液包裹 体、 富液相气液两相水溶液包裹体和富气相水溶液包裹体, 成矿流 体 盐 度 为 =M A1N O >M 87P3N $5QI#R, 平 均 /M 17P3N $5QI #R , 流体包裹体均一温度为 /6/ O >>7S , 平均 6=0S 。在 矿区东北部下石炭统阿恰勒河组呈角度不整合覆盖在大哈 拉军山组地层及矿体之上, 且在阿恰勒河组底部发育由阿希 金矿石 英 脉 型 矿 石 组 成 的 底 砾 岩 型 矿 石 ( 翟 伟 等, /001 , 6==25, 6==2B) 。
ICP-MS在地矿高低含量稀土元素测定中的应用
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我国是稀土矿藏储量和产量丰富的大国,98%以上的稀土资源总量被分布于江西、四川及内蒙古一带。
随着近年稀土矿产资源的开采和应用,稀土元素逐渐减少,并且带给生物循环和生态环境以负面影响。
传统分析稀土元素经常采取重量法、滴定法、荧光光度法和发射光谱法等[1],随着我国现代技术的发展,ICP-MS 可准确测定地矿高低含量稀土元素,表现出突出优势。
1 ICP-MS 法电感耦和等离子体质谱法(ICP-MS )是在20世纪80年代中期发展得到的新型分析技术,电感耦和等离子体质谱法有较高的灵敏度,其成形范围较宽、干扰小及多元素同时测定等优点突出,在90年代以来,ICP-MS 技术广泛在稀土元素的测定分析中得到应用,且取得较好效果。
在稀土广泛应用到工农业生产中的情况下,进入环境中的稀土越来越多,在对稀土在环境及动物植物体内的含量和具体分布情况进行研究分析的基础上得出准确实施植物体内的稀土含量对稀土的环境分析评价所具有的重要作用和积极影响。
在实施ICP-MS 法测定稀土元素的时候,植物体中稀土含量相对比较低,且属于轻稀土,而不同植物稀土含量差异明显,且稀土的分布规模也各不相同,一些植物对一种稀土存在着比较显著的吸收作用,而对其他稀土也不具有显著影响。
在我国已初步确定食物中的稀土允许量及对人体的无作用剂量研究的时候,可以显著得出在稀土检测的时候,能够使用ICP-MS 分析技术对稀土含量及主要分布加以分析。
一般情况下,稀土物种集中于大分子蛋白组分中,并且和免疫蛋白及血清白蛋白等之间能够产生相互碰撞的作用,其中所具有的运铁蛋白结合稀土量较多。
ICP-MS 技术不仅能够应用于自然环境和动植物体内稀土元素的含量测定,也可以有效应用到稀土的高纯度分析的过程中,利用ICP-MS 技术可满足99.99%~99.999 9%Y 2O 3及HO 2O 3、Tm 2O 2稀土杂质直接测定处理,且在使用双聚焦高分辩ICP-MS 的时候,使用稀土元素的双电荷离子作为测量信号能够充分测定Gd 2O 3中所包含着的14 种稀土杂质,在使用基体匹配和选择Er 基体同位素162Er 为内标的基础上,有效应用ICP-MS 可以测量得出99.999%Er 2O 3中14种稀土杂质的含量,且可以直接进行高纯CeO 2中11种稀土杂质的含量测定处理,使用电感耦合等离子体质谱法在进行高纯氧化铈中的14种稀土杂质分析的时候,能够得到提高仪器分辨率可显著降低140Ce 对139La 及141Pr 所产生的干扰影响。
阿尔泰小土尔根铜矿区岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地质意义
![阿尔泰小土尔根铜矿区岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地质意义](https://img.taocdn.com/s3/m/3efc823953ea551810a6f524ccbff121dc36c54b.png)
质意义阿尔泰小土尔根铜矿区位于内蒙古自治区西北部的阿尔泰山脉南部,是一个大型的矿床。
本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,进行了该地区的岩体年代学研究,并分析了其地质意义。
岩体样品是来自小土尔根铜矿东南侧花岗闪长岩体和西北侧大理岩中的锆石。
通过化学分析,锆石样品的化学性质符合锆石的特征,同时,锆石的颜色鲜艳,晶体结构良好,痕迹元素含量较低,基本保证了定年精度。
经过测量和处理,得到小土尔根铜矿区东南侧花岗闪长岩体和西北侧大理岩中的锆石U-Pb定年结果为191±2 Ma和228±3 Ma,推断花岗闪长岩体和大理岩是晚三叠世至早侏罗世的产物。
根据研究结果,花岗闪长岩体和大理岩并排分布,并不具有同样的地层特征。
大理岩是区域构造演化的产物,属于古生代晚期琥珀多片岩套系。
而花岗闪长岩体是伫立于鲜菇川期中新世的岩体,是由于印度亚大陆向欧亚大陆的冲撞和压缩所形成的。
由此,得出了该区的地质演化特征和构造演化分析。
该岩体的定年分析为该区域古地理环境演化的研究提供了重要的年代学数据,同时还开启了该区域岩石学和地质演化的研究。
通过不断的研究,我们可以对该区域的构造演化和规律有更加深入的理解,为该区域的矿产资源的开发和利用提供一定的参析提供了花岗闪长岩体和大理岩的形成时间。
其中,花岗闪长岩体的定年结果为191±2 Ma,而大理岩的定年结果为228±3 Ma。
通过对这些数据的分析,可以得到如下结论:首先,花岗闪长岩体和大理岩都形成于晚三叠世至早侏罗世的时期。
这说明阿尔泰小土尔根铜矿区在这一时期以前已经存在了一定的地质构造基础,并积累了一定的岩石基础。
这其实是地球演化过程中的一个重要的节点。
同时,这个时期的区域构造和岩石成因都与当时世界范围内的构造和成因有关。
其次,大理岩和花岗闪长岩体的形成有一定的差异。
大理岩属于古生代晚期琥珀多片岩套系的产物,是古大陆板块演化的结果。
而花岗闪长岩体是伫立于鲜菇川期中新世的岩体,是由于印度亚大陆向欧亚大陆的冲撞和压缩所形成的。
LA-ICPMS原位微区面扫描分析技术及其矿床学应用实例
![LA-ICPMS原位微区面扫描分析技术及其矿床学应用实例](https://img.taocdn.com/s3/m/9adb0a36a1c7aa00b42acb9b.png)
密闭消解-ICP-MS法测定地质样品中稀有、稀土、稀散元素
![密闭消解-ICP-MS法测定地质样品中稀有、稀土、稀散元素](https://img.taocdn.com/s3/m/2d4dfe5f580216fc710afd37.png)
2018年新疆有色金属密闭消解-ICP-MS法测定地质样品中稀有、稀土、稀散元素任丽(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000)摘要采用水热合成反应釜消解处理地质样品,建立了电感耦合等离子体质谱法同时测定地质样品中锂、铍、钛、铷、铯、铌、钽、锆、铪、锶、镓、锗、镉、铊、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪等29种稀有、稀散、稀土元素的方法。
样品用HNO3、HF、HC⁃lO4、H2SO4混酸使用水热合成反应釜进行消解,选择103Rh元素及185Re作为内标校正基体干扰和信号漂移,采用四级杆及干扰校正方程消除质谱干扰,优化仪器工作条件。
待测元素标准曲线相关系数为0.9970~1.0000,方法检出限为0.0003~1.0800μg/L,加标回收率为95%~105%,相对标准偏差为,该方法前处理简单,检测快速,数据准确可靠,可用于地质实验室三稀元素的测定。
关键词三稀元素电感耦合等离子体质谱仪水热合成反应釜地质样品1前言“三稀”元素所指的稀有元素、稀土元素及稀散元素对公众来说并不陌生,就像邓小平同志的名言“中东有石油,中国有稀土”,可见很早以前在国家领导人的心目中稀土就占有很高的地位。
稀散元素:主要包括镓、锗、铟、镉、铊、铼、硒、碲8个元素,通常也称为分散元素。
稀散元素在地壳中的丰度要明显低于稀有、稀土元素,但其具有极为重要的用途,是当代高科技新材料的重要物质基础,广泛应用于航天、军事、工业、医药等领域。
稀有元素:主要包括锂、铍、铌、钽、锆、铪、铷、铯、锶等。
稀有元素常用来制造特种金属材料,如特种钢、合金等,是飞机、火箭、原子能等工业领域的关键性材料。
稀土元素:为化学元素周期表中镧系元素及与镧系元素密切相关的钇和钪等17中元素。
其中又分为轻稀土(镧、铈、镨、钕);中稀土(钐、铕、钆、铽、镝、钬);重稀土(铒、铥、镱、镥、钇)。
稀土元素可广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环保、农业等领域。
新疆阿希低硫型金矿稀有气体同位素地球化学及其成矿意义
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( 编号: W=$>$=#> ) ! 国家自然科学基金资助项目 第一作者简介:翟伟,男, !?A< 年生,博士,高级工程师,从事矿床地球化学与流体地球化学研究工作, 5JN0+C: **EUIa N0+C; EGE:; *8:; H3;UM0+I*+!??a !A$; H1N
翟伟等:新疆阿希低硫型金矿稀有气体同位素地球化学及其成矿意义
阿希金矿床赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组陆相安山质 火山岩和火山岩碎屑岩, 矿体呈脉状产于古破火山口外围的 环形断裂中, 为一典型的冰长石—绢云母型 ( 低硫型) 浅成低 温热液金矿床。矿石类型为石英脉型和其两侧的蚀变岩型, 主要金属矿物有自然金、 黄铁矿、 白铁矿、 毒砂、 赤铁矿、 褐铁 矿以及微量的闪锌矿、 黄铜矿、 方铅矿、 浓红银矿、 硒银矿等, 硫化物多呈自形的浸染状或以集合体呈叶片状产出;脉石 矿物主要有石英、 玉髓状石英、 绢云母、 方解石、 菱铁矿、 白云 石、 冰长石、 高岭石等。石英中发育有原生液相水溶液包裹 体、 富液相气液两相水溶液包裹体和富气相水溶液包裹体, 成矿流 体 盐 度 为 =M A1N O >M 87P3N $5QI#R, 平 均 /M 17P3N $5QI #R , 流体包裹体均一温度为 /6/ O >>7S , 平均 6=0S 。在 矿区东北部下石炭统阿恰勒河组呈角度不整合覆盖在大哈 拉军山组地层及矿体之上, 且在阿恰勒河组底部发育由阿希 金矿石 英 脉 型 矿 石 组 成 的 底 砾 岩 型 矿 石 ( 翟 伟 等, /001 , 6==25, 6==2B) 。
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新疆西天山阿希金矿石英组构及电子探针成分分析的指示意义
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新疆西天山阿希金矿石英组构及电子探针成分分析 的指示意义
李 羚,彭义伟,田秦珠
(成都理工大学,四川 成都 610059)
摘 要 :我国新疆西天山吐拉苏地区产出的阿希金矿是典型的浅成低温热液矿床。本文拟从石英组构出发,结合石英阴极发光
和电子探针成分探讨阿希金矿中不同类型石英的形成及它们与金成矿的耦合关系,为同类型矿床的找矿工作提供更精细的指
图 2 阿希金矿 A-A’勘探线剖面图 [17]
图 3 阿希金矿矿石组构 a- 皮壳状矿石 ;b- 白云石穿插皮壳状石英 ;c- 白云石胶结烟灰色石英角砾 ;d- 梳状石英和皮壳状石英 ;e- 自形粗粒石英晶界发育羽毛状石英 ;f- 他形自然金。
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M 管理及其他 anagement and other
阿希金矿床是新疆西天山大型低硫型浅成低温热液矿床, 其巨大储量和成矿的特殊性引发了众多学者的研究,包括地质 特征 [1,2] 地球化学特征 [3,4]、成因意义 [5,6]、成矿作用类型 [7] 以及 找矿远景 [8] 等。石英是浅成低温热液金矿床中主要的脉石矿物 和载金矿物,其形态结构、化学成分和物化性质等特征可能反映 了矿床发育过程中热液条件的变化,包括有利于金矿化的热液 条件 [9]。因此,石英及其集合体的形态、化学组分、阴极发光等 特征,对找矿有很好的指示作用。石英阴极发光是研究石英的一 种手段,它能很好的显示出石英在光学显微镜下难以观察区分 的各种原生结构和次生结构,如生长环带、显微裂隙等,具有很 大的应用价值 。 [10,11]
矿石主要金属矿物有黄铁矿、白铁矿、毒砂、自然金、黝铜 矿、闪锌矿,有少量的黄铜矿、方铅矿、深红银矿。脉石矿物以 石英为主,还有少量绢云母、菱铁矿、白云石、方解石等。矿石 构造主要有星散浸染状构造(图 3f)、细脉浸染状构造、皮壳状 构造(图 3d)、脉状构造(图 3b)、网脉状构造、角砾状构造(图 3c)、条带状构造(图 3b)、梳状构造(图 3b)、晶洞状构造、火焰
ICP-MS分析在矿产中金属元素的定量检测
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38化学化工C hemical EngineeringICP-MS 分析在矿产中金属元素的定量检测钟红梅江西省地质局第七地质大队赣南中心实验,江西 赣州 341000摘 要:为确定金属矿产资源是否值得开发利用,应当使用科学合理的金属元素定量检测方法。
不同金属矿产资源所存储的地质环境不同,导致金属元素含量存在一定的差异性,就算相同矿产资源的金属元素含量上也存在不同,这就需要更为精确的定量检测方法。
而ICP-MS是可以针对复杂性元素的分析技术,体现出元素含量测定快的特点,使其广泛应用在金属矿产资源中的金属元素测定工作,从而对明确矿产资源品质提供依据。
因此,在矿产资源金属元素定量检测中,应该加大对ICP-MS分析方法的使用,有利于掌握矿产资源的金属元素含量,更好为矿产资源开发企业带来经济效益。
本文通过对ICP-MS概述,阐述了ICP-MS分析在矿产中金属元素的应用,也对相应实例分析,为ICP-MS分析在矿产中金属元素的定量检测提供参考。
关键词:ICP-MS分析;矿产;金属元素;定量检测中图分类号:P618.11 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2024)03-0038-3ICP-MS analysis for quantitative detection of metallic elements in mineralsZHONG Hong-meiGannan Center Experiment, 7th Geological Brigade, Jiangxi Geological Bureau, Ganzhou 341000, ChinaAbstract: To determine whether metal mineral resources are worth developing and utilizing, scientific and reasonable quantitative detection methods for metal elements should be used. Different metal mineral resources store different geological environments, resulting in certain differences in metal element content. Even the same mineral resources have different metal element contents, which requires more accurate quantitative detection methods. ICP-MS is an analytical technique that can target complex elements, reflecting the fast determination of element content, making it widely used in the determination of metal elements in metallic mineral resources, thereby providing a basis for clarifying the quality of mineral resources. Therefore, in the quantitative detection of metal elements in mineral resources, the use of ICP-MS analysis method should be increased, which is conducive to mastering the metal element content of mineral resources and better bringing economic benefits to mineral resource development enterprises. This article provides an overview of ICP-MS and explains the application of ICP-MS analysis in the quantitative detection of metal elements in minerals. Corresponding examples are also analyzed to provide reference for ICP-MS analysis in the quantitative detection of metal elements in minerals.Keywords: ICP-MS analysis; Minerals; Metallic elements; Quantitative detection收稿日期:2023-12作者简介:钟红梅,女,生于1981年,江西赣州人,本科,工程师,研究方向:实验测试。
新疆阿希金矿床黄铁矿热电性特征及其对矿体延深的指示意义
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新 疆 有 色 金 属
1 5
新疆阿希金矿床黄铁矿热电性特征及其
对 矿体延深 的指示 意义
韩建 民
( 西部黄金伊犁有 限责任公 司 伊宁8 3 5 0 0 0 )
摘 要 新疆阿希金矿床为西天山一典 型的形成于晚卉生代的与火山岩有关 的大型浅成热液金矿床 。通过对矿 区不 同空间部位黄铁
2 矿 区地质特征
矿区出露地层主要为下石炭统大哈拉军山组第五
成矿 环境 和不 同部位 中均 具有 差异 性 , 因此 黄铁 矿 热
一
电性特 征可 以作为判 断矿体 的延伸 深度 的有 效指标 之 岩} 生 段( c 。 d ) 和下石炭统阿晗 勒河组第一岩『 生 段( c 。 a ) ,
矿的热 电性参数进行测试 、 统计 、 分析 , 得出矿 区内的黄铁矿热电性系数变化范围为 一2 7 7 . 0一 一 + 5 2 0 o一+ 4 o o V / ℃, 热电
导型 以P 型( 空穴型 , Ⅱ> 0 ) 为主; 黄铁矿热 电系数 自 矿 区深部 向浅部逐渐增大 , 热电导型在深部 ( 标高 1 3 3 5 m) 以P — N混合型为主, 浅部 ( 标高 1 3 3 5 m以上 ) 以P 型为主 ; 矿区北段矿体 的总延伸深度可达4 8 8 m左右 , 尖灭标 高约在 9 9 2 m, 与矿体实际尖灭标高基本吻合 , 表明黄铁矿热电性特
碳 酸盐岩 建造或 碳酸盐 岩复陆 屑建造 。盆地盖层 主要 自矿体下盘 至上盘 可分为黄铁 绢英岩化带 一强硅化 带
为晚古 生 代火 山 一沉 积岩 , 其下 伏地 层 为上 泥盆 统 吐 一 脉状 、 网脉状硅化 带一 脉状 、 网脉状石英 一碳酸盐 化
小营盘金矿床黄铁矿LA-ICP-MS原位微区元素测定及其对矿床成因的指示意义
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小营盘金矿床黄铁矿
(a)自型黄铁矿 (b)胶状黄铁矿
(c)自型环状黄铁矿
(d)中部自型外部多孔黄铁矿
(e)方铅矿交代黄铁矿呈现交代残余结构
(f)碎裂黄铁矿
图1 小营盘金矿不同类型黄铁矿矿相学特征
试验结果及分析
PyⅠ以富集Co、Ni、Mo、Pb为特征。
相对于Ⅰ,PyⅡ更加富集Co、Mo、Pb元素,Ni含量相
认为
式存在,另一种可能赋存在含铋的矿物包体中
与
锑银矿)存在方铅矿中;Bi
指示硫银铋以固溶体或包裹体形式存在方铅矿中
Co、Ni
进行对比,
一个点落在热液区,一个点落在岩浆区;Py
Ni
验证
浆区,其中
火山成因;Ⅱ.热液成因区;Ⅲ.沉积成因;Ⅳ.浆成因
2 小营盘金矿黄铁矿Ni-Co成因图解(底图据
Bajwah)
黄铁矿中的微量元素包括两部分:一是以类质同象替代形式进入黄铁矿晶格中,例如,Co、Ni Fe,As、Se、Te替代S;二是以机械混入物形式存在黄铁矿中,如Cu、Pb、Zn。
“不可见金”的赋存形式有两种:一种是以包裹体金的形式存在;另一种是以“固溶体”(晶格金)形式存在。
综合分析认为,小营盘金矿成矿物质主要来自地幔,幔枝构造在深部物质上升过程中起主要作用,成矿流体为以岩浆来源
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黄铁矿原位LA-ICP-MS微量元素分析在金矿床中应用,叶甜概要
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万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据黄铁矿原位LA-ICP-MS微量元素分析在金矿床中应用作者:叶甜, 李诺, Ye Tian, Li Nuo作者单位:叶甜,Ye Tian(中国科学院新疆生态与地理研究所矿产资源研究中心 乌鲁木齐830011;新疆矿产资源与数字地质实验室 乌鲁木齐830011;中国科学院大学 北京 100049), 李诺,Li Nuo(中国科学院新疆生态与地理研究所矿产资源研究中心 乌鲁木齐830011;新疆矿产资源与数字地质实验室 乌鲁木齐830011)刊名:地质科学英文刊名:Chinese Journal of Geology年,卷(期):2015,50(4)参考文献(118条)1.艾国栋,戴塔根,陈明辉金矿床中黄铁矿-毒砂-辉锑矿标型及金的赋存状态--以湖南省金矿床为例[期刊论文]-地质与资源 2010(02)2.曹晓峰,Mohamed Lamine Salifou Sanogo,吕新彪,何谋春,陈超,朱江,唐然坤,刘智,张彬甘肃枣子沟金矿床成矿过程分析--来自矿床地质特征、金的赋存状态及稳定同位素证据[期刊论文]-吉林大学学报(地球科学版) 2012(04)3.陈炳翰,王中亮,李海林,李金奎,李京濂,王国强胶东台上金矿床成矿流体演化:载金黄铁矿稀土元素和微量元素组成约束[期刊论文]-岩石学报 2014(09)4.陈光远,孙岱生,殷辉安等.1987.成因矿物学与找矿矿物学.重庆:重庆出版社.1-870.Chen Guangyuan, Sun Daisheng, Yin Huian et al.1987.Genetic Mineralogy and Prospecting Mineralogy.Chongqing:Chongqing Press.1-870. 19875.陈娟,李和平硫化物矿物的主微(痕)量元素分析进展[期刊论文]-矿物学报 2013(03)6.陈衍景,倪培,范宏瑞,F Pirajno,赖勇,苏文超,张辉不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征[期刊论文]-岩石学报 2007(09)7.胡受奚,王鹤年,王德滋等.1998.中国东部金矿地质学及地球化学.北京:科学出版社.1-343.Hu Shouxi, Wang Henian, Wang Dezi et 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四川天宝山铅锌矿床硫化物微量元素组成:LA-ICPMS研究
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四川天宝山铅锌矿床硫化物微量元素组成:LA-ICPMS研究叶霖;李珍立;胡宇思;黄智龙;周家喜;樊海峰;DANYUSHEVSKIY Leonid【摘要】“川滇黔接壤铅锌矿集区”是我国西南大面积低温成矿域的重要组成部分,对于其中铅锌矿床是否属于MVT型矿床存在较大争议.本文以该矿集区中代表性矿床——四川天宝山矿床为例,通过LA-ICPMS原位元素分析,结合元素Mapping,以认识该矿床中闪锌矿和方铅矿微量元素组成特征及其赋存状态.研究表明,矿床中闪锌矿以富集Cd、Ge贫Fe、Mn、In、Sn、Co为特征,这些元素均以类质同象形式赋存于闪锌矿中,但含量变化范围较大,这可能与其成矿流体属于低温混合流体有关,这类盆地卤水流体在长期和长距离运移过程中,流经不同基底地层,活化出其中不同微量元素,因此成分变化较大,但以低温元素为主.此外,矿床中闪锌矿Ge和Cu呈现较好正相关关系,暗示其与Zn置换方式为:nCu2++Ge2+(←→)(n+1)Zn2,这可能是该矿床富集Ge的重要原因之一;矿床中方铅矿以富集Ag、Sb贫Bi为特征,含微量Cd和T1,类质同象是这些元素主要赋存形式,其置换方式为(Ag)1+(Sb)3+(←→)2Pb2+;矿床中Ge主要赋存于闪锌矿中,而方铅矿中不含Ge.总体上,本矿床硫化物微量元素组成与MVT型矿床基本一致,明显有别于喷流沉积型矿床、岩浆热液型矿床和远源夕卡岩型矿床,其成矿温度属于低温范围,成矿流体运移方向可能为深部→浅部.结合其矿床地质地球化学特征,本文认为天宝山铅锌矿床属于MVT型矿床,但其中闪锌矿中富集Cu,而方铅矿中富集Ag,可能暗示其形成具有一定特殊性.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2016(032)011【总页数】17页(P3377-3393)【关键词】天宝山铅锌矿床;硫化物;微量元素;LA-ICPMS;Mapping;MVT型矿床【作者】叶霖;李珍立;胡宇思;黄智龙;周家喜;樊海峰;DANYUSHEVSKIY Leonid 【作者单位】中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;CODES, University of Tasmania, Hobart, Tas.7001【正文语种】中文【中图分类】P595;P618.42;P618.432016-05-01 收稿, 2016-08-07 改回.“川滇黔接壤铅锌矿集区”是我国西南大面积低温成矿域的重要组成部分,也是我国重要的Pb、Zn、Ag及多种分散元素生产基地之一(Hu and Zhou,2012;Zhang et al.,2015; Zhou et al.,2013a;涂光炽等,2003),该区铅锌矿床(点)成群分布,各矿床赋矿地层时代虽有所差异(其赋矿地层包括了二叠系至震旦系,以震旦系和石炭系地层为主),但矿床后生成因特征明显,并具有许多相似的地质地球化学特征,在矿化类型、赋矿地层岩性、矿物组合、围岩蚀变等方面与典型MVT型矿床基本一致(Han et al.,2007;Zhang et al.,2015;金中国,2008;吴越,2013;张长青,2008)。
泥堡金矿床载金含砷黄铁矿的微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的指示意义
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泥堡金矿床载金含砷黄铁矿的微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的指示意义张锦让;侯林;邹志超;朱斯豹;吴松洋【期刊名称】《岩石矿物学杂志》【年(卷),期】2016(035)003【摘要】泥堡金矿床为黔西南地区新近发现的又一个重要的卡林型金矿床,显微镜下观察和电子探针分析显示,含砷黄铁矿是其主要的载金矿物.在详细的野外调研和室内观察的基础上,将该矿床中的载金含砷黄铁矿分为3种类型,即环带状含砷黄铁矿(PyⅠ)、胶状含砷黄铁矿(PyⅡ)和生物结构状含砷黄铁矿(PyⅢ).电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素测定结果显示,PyⅠ明显存在继承核和增生环带,内核富S、Fe,贫Au、As、Ag 、Cu等中低温成矿元素,为沉积成因或成矿前热液成因黄铁矿;增生环带则相对贫S、Fe,富Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素,为主成矿期热液成因黄铁矿.PyⅡ和PyⅢ均为均质结构,具有富Au、As、Ag、Cu等中低温成矿元素及贫S、Fe的特点,类似PyⅠ的增生环带,应与PyⅠ的增生环带为同一成因类型,可能是同期形成的.毒砂中普遍富As,而贫Au、Ag、Hg、Cu等元素,应为成矿热液晚期的结晶产物.综合分析认为,泥堡金矿床载金矿物的结晶顺序为:贫砷的沉积成因或早阶段热液成因黄铁矿(PvⅠ内核)→含砷黄铁矿颗粒+含砷黄铁矿环带(PyⅠ增生环带)→毒砂.矿床中Au、Ag、As、Cu等成矿物质主要来自于燕山晚期的岩浆热液系统.【总页数】13页(P493-505)【作者】张锦让;侯林;邹志超;朱斯豹;吴松洋【作者单位】成都地质调查中心,四川成都 610081;成都地质调查中心,四川成都610081;成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059;成都地质调查中心,四川成都 610081;成都地质调查中心,四川成都 610081【正文语种】中文【中图分类】P578.2+92;P618;P611【相关文献】1.西天山阿希金矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测试及其指示意义 [J], 毛先成;魏清峰;三金柱;潘敏;刘占坤;汪凡云;邓浩;韩建民;樊红喜;夏芳;肖飞2.安徽铜陵新桥Cu-Au-S矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的制约 [J], 周涛发;张乐骏;袁峰;范裕;David R.Cooke3.小营盘金矿床黄铁矿LA-ICP-MS原位微区元素测定及其对矿床成因的指示意义[J], 付芳芳; 昝敏杰; 赵禹喆; 张双燕; 郭鹏4.上黑龙江盆地虎拉林金矿床黄铁矿LA-ICP-MS原位测试及其对矿床成因的制约[J], 巩鑫;魏小勇;赵元艺;刘春花;水新芳;杜蔺;宋小军;衮民汕;谭伟5.小秦岭地区车仓峪钼矿中黄铁矿微量元素原位LA-ICP-MS分析及其对矿床成因的指示意义 [J], 赵海香;蒋少涌;Frimmel H E;戴宝章因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
ICP-MS法测定罗布泊湖盆沉积物中微量元素含量
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ICP-MS法测定罗布泊湖盆沉积物中微量元素含量胡鑫;安登第;迪丽努尔·马力克;李疆;刘玉祥;吉恒莹;朱艳蕾【摘要】Twenty eight trace elements in the sediment of Lop Nur in different latitude and longitude were tested by ICP-MS. The results showed that the metal contents in the soil profile followed a growing trend from the surface to the bottom. And the essential element P for living body in each sample was very low, and was the lowest on the surface, while was matched in the other four layers. The results will help to understand the ecosystem evolution of Lop Nur drying up after the sediment deposition.%采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法系统测定罗布泊地区不同经纬度土壤样品中28种微量元素的含量.结果发现各金属元素含量在土壤剖面上表现出由表层向底层逐渐增加的趋势;生命体必需元素P的含量在各个样品中含量非常低,其中表层含量最低,其他四个层位含量相当.研究结果将有助于了解罗布泊地区干涸后沉积生态系统演变过程.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】3页(P1674-1676)【关键词】ICP-MS;罗布泊;微量元素【作者】胡鑫;安登第;迪丽努尔·马力克;李疆;刘玉祥;吉恒莹;朱艳蕾【作者单位】新疆师范大学化学化工学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学生命科学学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学化学化工学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学化学化工学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学化学化工学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学化学化工学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学生命科学学院,新疆乌鲁木齐830054【正文语种】中文【中图分类】O657.6自20世纪90年代以来,土壤元素的空间异质性一直是生态学研究的重点问题[1-3]。
新疆西天山喇嘛苏外围铜矿床花岗质岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及地质意义
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新疆西天山喇嘛苏外围铜矿床花岗质岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及地质意义展新忠;岳建华;陈川;杨勇;张河瑞;张博文【摘要】喇嘛苏外围铜矿床产于花岗闪长斑岩、花岗斑岩内及外接触带矽卡岩中.文章利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年法,获得矿区花岗闪长斑岩和花岗斑岩的206Pb/238U年龄,分别为385.9±1.2Ma和387.6±1.3Ma,表明它们是中泥盆世岩浆活动的产物.锆石Lu-Hf同位素具有较高的176Hf/177Hf(0.282 53~0.282 72)值,εHf (t)值为-0.38~6.38,变化大且绝大多数为正值(-0.38、-0.15和-0.05除外),二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化于971~1 401Ma(平均1 203.8Ma).上述特征表明,喇嘛苏外围铜矿区花岗质岩石为同源岩浆演化的产物,岩浆起源于亏损地幔并有新生壳源部分熔融物质的加入,形成于北天山洋向南部的伊犁地块俯冲的构造背景.【期刊名称】《新疆大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】9页(P272-280)【关键词】锆石U-Pb年龄;Hf同位素;花岗质岩;新疆西天山【作者】展新忠;岳建华;陈川;杨勇;张河瑞;张博文【作者单位】中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;新疆大学地质与矿业工程学院,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室,新疆乌鲁木齐830047;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;新疆大学地质与矿业工程学院,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室,新疆乌鲁木齐830047;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;新疆大学地质与矿业工程学院,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室,新疆乌鲁木齐830047【正文语种】中文【中图分类】P581新疆西天山地区的喇嘛苏外围铜矿床毗邻于喇嘛苏铜矿床,产于花岗闪长斑岩、花岗斑岩内及外接触带矽卡岩中,其赋矿地层为蓟县纪库松木切克群碳酸盐岩、硅质岩和碱性火山岩建造.矿床以含有斑岩型和矽卡岩型矿体而备受关注,前人对喇嘛苏铜矿床的研究成果[1−12]表明,与铜矿床相关的花岗质岩石形成的地球动力学背景、时代及岩浆源区问题存在争议,关键是与铜矿床形成关系密切的花岗质岩浆岩特征不够清楚.因此,喇嘛苏外围铜矿区侵入岩的详细研究直接影响到该矿床成因类型及区域构造环境的重新认识.鉴于此,本文对矿区出露的与成矿关系密切的花岗质岩开展锆石U-Pb、Hf同位素研究,旨在厘定其形成时代,探讨岩浆来源及大地构造背景,为该矿床成因和成矿环境研究提供依据,同时也为西天山地区晚古生代岩浆作用特征研究提供重要信息.1 矿床地质特征喇嘛苏外围铜矿床位于赛里木湖西北侧,隶属新疆博尔塔拉蒙古自治州管辖,距博乐市西南90 km,温泉县南35 km.构造上属于天山构造带的西北部,哈萨克斯坦板块的巴尔喀什准噶尔微板块之巴尔喀什南缘活动陆缘的赛里木地块,东北部为温泉汗吉尕弧前盆地、南部为别珍套科古琴岛弧带、博罗科努弧后盆地及伊犁地块[13],毗邻于赛里木湖西北侧.矿区出露地层为中元古界蓟县系库松木切克群碳酸盐岩、硅质岩和碱性火山岩建造,中石炭统东图津河群杂色、紫红色砾岩和沉火山砾岩夹少量砂岩不整合覆盖其上.泥盆系时因北天山洋向南侧的伊犁地块俯冲,导致花岗质侵入岩产生,以海西早期花岗斑岩、花岗闪长斑岩、闪长玢岩和辉绿玢岩为主,喇嘛苏外围铜矿床即产于此花岗质侵入岩与元古宙碳酸盐岩接触带内[14].2 样品岩相学特征样品取自与成矿关系密切的花岗闪长斑岩和花岗斑岩,其岩相学特征如下:花岗闪长斑岩灰白色,斑状结构,块状构造(图1a).自形半自形斑晶含量50%左右,主要为0.3~3mm长的斜长石(30%~40%)、0.1~0.2 mm长的黑云母(5%)及石英(5%~7%),少量柱状透辉石,无色至淡绿色,正高突起.基质它形粒状以钾长石、石英、斜长石为主,少量为呈细鳞片状的黑云母.副矿物有榍石、锆石,偶见细小柱状磷灰石(图1c).图1 喇嘛苏外围铜矿床成矿岩体岩相学特征(a)灰白色花岗闪长斑岩;(b)黄褐色的花岗斑岩(c)花岗闪长斑岩中长石绢云母化,见碳酸盐化细脉,角闪石绿泥石化,呈墨水蓝干涉色,正交偏光;(d)花岗斑岩中长石具有环带结构,长石绢云母化,基质为微粒结构,正交偏光.Q石英,Carb-碳酸盐化,Amp-角闪石,Fsp-长石.花岗斑岩,呈黄褐色,斑状聚斑状结构,块状构造(图1b).自形半自形斑晶含量50%~60%,主要为0.3~3 mm长的斜长石(50%~55%),少量黑褐色黑云母(<5%),偶见石英、透辉石.基质含量约40%~50%,以斜长石(15%~20%)、石英(1%~15%)、钾长石(<5%)为主,少量呈细小片状的黑云母,其中斜长石为板状,突起略高于斑晶斜长石,属更长石;石英和钾长石均呈它形粒状.副矿物以榍石为主,偶见锆石和硅灰石(图1d).3 分析方法样品经手标本蚀变剔除和显微镜观察后,挑选无氧化和蚀变影响的样品,送廊坊市河北区域地质矿产调查研究所实验室,进行锆石分选、制靶.锆石利用标准重矿物分离技术分选完成,在双目镜下仔细挑选晶形好、表面平整光洁且无包体、裂隙的干净透明锆石,将其粘在双面胶上,用无色透明环氧树脂固定,并抛光至锆石内部.对待测锆石进行透反射CL图像分析,选定表面无裂纹、内部干净、环带发育的锆石及测试部位.分析测试在北京燕都中实测试技术有限公司进行,锆石U-Pb同位素定年利用LA-ICP-MS分析完成,激光剥蚀系统为New Wave Up213,ICP-MS为布鲁克M90,激光剥蚀束斑直径选择30µm,以He作为载气、Ar为补偿气以调节灵敏度,二者在进入ICP之前通过一个Y型接头混合,每个时间分辨分析数据包括约20~30 s的空白信号和50 s的样品信号.锆石年龄以国际标准锆石91500作外标,锆石微量元素含量以NIST SRM610作多外标,Si作内标进行定量计算,每分析5~10个样品,分析两次标准锆石91500、一次SRM610和Si,以保证测试的精确度.详细过程和分析原理见文献[15].同位素比值及元素含量计算采用ICP-MSDATECAL4.3程序[16,17];年龄计算及谐和图绘制采用Isoplot程序[18]处理,分析结果见表1.锆石原位Lu-Hf同位素分析在西北大学大陆动力学国家重点实验室的双聚焦多接收等离子质谱仪Nu PlasmaⅡMC-ICPMS上完成,激光剥蚀脉冲频率为10Hz,激光束斑直径为43µm,激光能量为90 MJ,国际标准锆石样品91500和Mudtank为监控样品,每8个样品插入一组国际标样(两个91500和一个Mudtank),数据采集模式为TRA模式,积分时间为0.2s,背景采集时间为30s,样品积分时间为50s,吹扫时间为40s,详细分析方法见文献[19].Lu-Hf同位素分馏校正采用指数法则计算,采用176Lu/175Lu=0.026 56和176Yb/173Yb=0.78696比值扣除176Lu和176Yb对176Hf的干扰,获得准确的176Hf信号值.Hf和Lu同位素比值采用179Hf/177Hf=0.732 5进行仪器质量歧视效应校正,Yb同位素比值采用173Yb/171Yb=1.123 46进行仪器质量歧视效应校正,分析结果见表2.4 分解结果4.1 锆石U-Pb年代学用于定年的锆石晶形较好,呈半自形自形柱状及双锥状,晶棱及晶面清晰,晶体大小变化不大(图2a、2c),锆石长50~130µm不等,长短轴比为0.6:1~2:1,具典型的振荡环带.对两件样品的43粒锆石进行LA-ICPMS年龄测定,分析点位于环带上.花岗闪长斑岩(Lw1)的22粒锆石分析点232Th和238U的值分别为11422~44309,114.22~1129.02,Th/U的值为0.26~0.61,表明锆石为岩浆锆石.22个测点的206Pb/238U年龄值介于384.2±2.8Ma~3 889±3.6Ma,协和年龄为386.6±0.54Ma(MSWD=25)(图2b),加权年龄为385.9±1.2Ma (MSWD=0.16)(图2b),该年龄为花岗闪长斑岩的侵位年龄,属中泥盆世,海西早期.花岗斑岩(Lw2)的21粒锆石分析点232Th和238U的值分别为16 964~48 752,36 720~829.16,Th/U的值为0.29~0.59,表明锆石为岩浆锆石.21个测点的206Pb/238U年龄值介于3 822±3.0Ma~3 955±3.2Ma,协和年龄为386.9±0.58Ma(MSWD=2.3)(图2d),加权平均年龄为387.6±1.3Ma (MSWD=113)(图2d),该年龄为花岗斑岩的侵位年龄,属于中泥盆世,海西早期.4.2 Lu-Hf同位素特征对花岗质岩的锆石进行了原位Lu-Hf同位素分析(表2).Lw1锆石的20个测点的176Yb/177Hf比值为0.041 96~0.074 73,176Lu/177Hf比值为0.001 31~0.002 07,176Lu/177Hf除两个点(Lw1-9、Lw1-19)的值大于0.002(分别为0.002 04和0.002 07),其余均值均小于0.002,显示锆石在形成后基本没有放射性成因Hf的积累.因此所分析的176Hf/177Hf比值可以代表其形成时的Hf同位素组成[20].176Hf/177Hf比值相对比较集中,介于0.282 53~0.282 72之间,相应的εHf(t)值为-0.38~6.38,平均为3.43,fLu/Hf变化于-0.96~-0.94之间;单阶段Hf模式年龄(tDM1)为758Ma~1 033Ma,平均为793.07Ma;两阶段Hf模式年龄(tDM2)为971Ma~1 401Ma,平均为1 160.33Ma,远大于锆石的形成年龄.表1 喇嘛苏外围铜矿床花岗质岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果测点号含量(×10−6)Th U同位素比值同位素年龄(Ma)207Pb 232Th 238U207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ208 Pb232Th1σLw1花岗闪长斑岩Lw1-1 40.354 294.386 539.702 0.546 0.0550.0007 0.473 0.009 0.0618 0.0005 393.30 4.72 386.78 3.17 395.94 5.90 Lw1-2 54.135 320.257 730.944 0.438 0.054 0.0006 0.456 0.006 0.0616 0.0004 381.81 3.99 385.45 2.65 395.54 5.85 Lw1-3 45.710 343.479 617.096 0.557 0.054 0.0006 0.466 0.006 0.0620 0.0005 388.47 4.00 387.98 3.25 394.585.48 Lw1-4 56.193 375.682 781.308 0.481 0.055 0.0005 0.466 0.005 0.0615 0.0005 388.54 3.71 384.99 2.99 390.99 5.42 Lw1-5 71.180 272.540 1046.138 0.261 0.055 0.0005 0.471 0.005 0.0617 0.0005 392.12 3.59 385.82 2.82 387.14 5.49 Lw1-6 34.529 269.163 465.659 0.578 0.055 0.0007 0.470 0.007 0.0620 0.0006 391.14 4.53 387.89 3.64 393.07 6.60 Lw1-7 42.279 331.666 573.253 0.579 0.054 0.0006 0.463 0.005 0.0616 0.0004 386.36 3.82 385.68 2.61 378.79 5.97 Lw1-8 43.517 259.719 605.190 0.429 0.054 0.0007 0.464 0.007 0.0617 0.0005 387.14 4.70 385.76 2.99 382.07 6.72 Lw1-9 45.533 310.236 610.502 0.508 0.054 0.0007 0.465 0.006 0.0620 0.0005 387.97 4.40387.72 3.33 389.54 6.73 Lw1-10 30.790 152.090 435.328 0.349 0.055 0.0007 0.470 0.007 0.0622 0.0006 391.37 4.83 388.89 3.63 380.99 7.52 Lw1-11 44.586 302.691 598.852 0.505 0.054 0.0006 0.464 0.006 0.0616 0.0005 386.75 3.93 385.40 2.78 393.79 6.19 Lw1-12 58.825 443.089 780.017 0.568 0.055 0.0006 0.465 0.005 0.0615 0.0004 388.00 3.81 384.65 2.70 386.44 5.24 Lw1-13 26.393 114.215 373.052 0.306 0.055 0.0007 0.468 0.007 0.0616 0.0005 390.01 4.51 385.63 2.88 398.75 6.81 Lw1-14 43.498 241.372 601.585 0.401 0.054 0.0006 0.460 0.006 0.0616 0.0005 384.56 4.01 385.19 3.02 393.68 5.59 Lw1-15 49.824 239.572 706.374 0.339 0.054 0.0006 0.459 0.005 0.0617 0.0005 383.69 3.80 386.09 3.03 387.64 5.78 Lw1-16 35.782 291.604 474.312 0.615 0.055 0.0006 0.468 0.006 0.0620 0.0005 389.71 4.32 388.19 3.29 397.67 6.31 Lw1-17 47.160 292.643 639.803 0.457 0.055 0.0006 0.467 0.006 0.0616 0.0005 388.96 3.97 385.28 2.97 392.39 5.72 Lw1-18 49.146 306.213 668.580 0.458 0.055 0.0006 0.465 0.006 0.0614 0.0004 387.50 3.89 384.14 2.78 390.83 5.39 Lw1-19 37.950 151.427 538.789 0.281 0.054 0.0006 0.460 0.006 0.0617 0.0005 384.42 4.38 385.79 3.16 401.15 6.59 Lw1-20 28.124 191.874 374.125 0.513 0.054 0.0006 0.461 0.006 0.0616 0.0005 384.63 4.25 385.35 2.91 407.56 5.93 Lw1-21 82.228 423.967 1129.018 0.376 0.055 0.0005 0.469 0.005 0.0617 0.0004 390.40 3.59 386.11 2.64 405.19 5.38 Lw1-22 59.627 442.252 795.449 0.556 0.054 0.0006 0.461 0.006 0.0615 0.0005 385.14 3.85 385.00 3.02 384.96 5.47 Lw2花岗斑岩Lw2-1 56.123 379.608 739.458 0.513 0.054 0.0006 0.474 0.006 0.0633 0.0005 394.12 4.06 395.45 3.23 368.93 5.49 Lw2-2 40.483 226.032 549.713 0.411 0.054 0.0007 0.462 0.006 0.0618 0.0005 385.45 4.34 386.72 2.88 393.12 6.33 Lw2-358.319 298.426 802.736 0.372 0.053 0.0006 0.457 0.006 0.0619 0.0004 382.05 3.83 386.90 2.75 388.13 5.79 Lw2-4 35.510 266.445 475.568 0.560 0.054 0.0007 0.456 0.006 0.0611 0.0005 381.41 4.31 382.20 2.99 380.59 5.83 Lw2-5 63.871 487.515 823.574 0.592 0.054 0.0006 0.470 0.006 0.0629 0.0005 391.49 3.84 393.06 2.95 379.09 5.74 Lw2-6 40.178 191.668 563.981 0.340 0.054 0.0006 0.463 0.006 0.0621 0.0005 386.30 4.36 387.78 3.10 401.75 6.51 Lw2-7 32.370 226.685 430.829 0.526 0.055 0.0008 0.468 0.007 0.0617 0.0005 389.64 4.65 385.78 3.08 383.89 6.55 Lw2-8 38.714 198.979 528.316 0.377 0.055 0.0007 0.473 0.007 0.0626 0.0006 393.46 4.80 391.40 3.67 408.65 7.35 Lw2-9 47.322 238.086 652.375 0.365 0.053 0.0007 0.457 0.006 0.0621 0.0005 382.37 4.44 388.29 3.10 390.16 7.12 Lw2-10 30.352 169.641 412.758 0.411 0.054 0.0007 0.462 0.007 0.0621 0.0006 385.86 4.74 388.22 3.43 394.96 7.41 Lw2-11 47.312 328.621 630.904 0.521 0.054 0.0006 0.463 0.006 0.0617 0.0005 386.43 4.34 386.24 3.13 375.94 6.05 Lw2-12 48.399 194.611 662.522 0.294 0.053 0.0006 0.466 0.006 0.0630 0.0005 388.31 4.13 394.06 3.20 398.70 6.39 Lw2-13 42.323 190.856 591.114 0.323 0.053 0.0006 0.457 0.007 0.0622 0.0006 381.91 4.62 388.71 3.56 374.95 6.28 Lw2-14 38.002 210.121 521.169 0.402 0.054 0.0007 0.458 0.007 0.0615 0.0005 382.96 4.66 384.94 3.02 386.50 6.31 Lw2-15 59.366 287.520 829.157 0.347 0.054 0.0006 0.468 0.006 0.0621 0.0005 389.66 4.42 388.30 3.24 355.81 5.91 Lw2-16 48.531 377.263 642.713 0.587 0.053 0.0006 0.453 0.006 0.0614 0.0005 379.36 4.06 384.18 3.21 370.48 5.24 Lw2-17 42.312 242.748 580.132 0.418 0.055 0.0007 0.466 0.007 0.0614 0.0005 388.15 4.72 384.04 3.34 391.64 6.28 Lw2-18 34.500 232.740 463.669 0.502 0.053 0.0007 0.4550.006 0.0617 0.0004 380.82 4.49 385.81 2.60 387.33 5.99 Lw2-19 49.111 264.458 681.557 0.388 0.054 0.0006 0.457 0.006 0.0618 0.0005 382.42 4.09 386.55 2.89 385.68 6.01 Lw2-20 38.436 215.463 532.616 0.405 0.054 0.0007 0.462 0.007 0.0616 0.0006 385.99 4.95 385.64 3.39 409.85 7.22 Lw2-21 27.953 211.816 367.199 0.577 0.054 0.0008 0.458 0.007 0.0619 0.0005 382.67 4.71 387.37 3.25 390.01 7.82表2 喇嘛苏外围铜矿床花岗质岩的锆石Hf同位素组成点号 Age 176Yb177Hf2σ176Lu177Hf2σ176Hf177Hf2σεHf(0)εHf(t)TDM1T DM2fLu/HfLw1花岗闪长斑岩Lw1.1 387.9 0.05659 0.00012 0.00166 0.000002 0.282620.00002 -5.22 2.88 905.2 1196.8 -0.95 Lw1.2 384.9 0.06134 0.00012 0.00188 0.000002 0.28265 0.00003 -4.17 3.81 867.8 1135.4 -0.94 Lw1.3 385.80.07474 0.00007 0.00198 0.000004 0.28265 0.00002 -4.26 3.72 873.9 1142.2 -0.94 Lw1.4 387.8 0.05365 0.00021 0.00155 0.000004 0.28266 0.00002 -3.95 4.18 851.4 1114.6 -0.95 Lw1.5 385.6 0.05474 0.00050 0.00170 0.000014 0.28265 0.00003 -4.37 3.67 871.8 1145.1 -0.95 Lw1.6 385.7 0.04326 0.00029 0.00132 0.000006 0.28259 0.00002 -6.40 1.74 944.5 1267.4 -0.96 Lw1.7 387.7 0.05437 0.00062 0.00162 0.000016 0.28268 0.00002 -3.11 5.00 818.8 1062.5 -0.95 Lw1.8 388.8 0.04196 0.00023 0.00139 0.000010 0.282610.00002 -5.60 2.59 914.3 1216.2 -0.96 Lw1.9 385.4 0.06778 0.00106 0.00204 0.000030 0.28264 0.00003 -4.76 3.19 896.1 1175.5 -0.94 Lw1.10 384.60.05762 0.00005 0.00172 0.000003 0.28270 0.00002 -2.58 5.44 799.5 1032.1 -0.95 Lw1.11 385.6 0.05603 0.00004 0.00132 0.000008 0.28272 0.00003 -1.77 6.38 758.1 973.3 -0.96 Lw1.12 385.1 0.05300 0.00027 0.001570.000009 0.28268 0.00002 -3.12 4.95 818.1 1063.6 -0.95 Lw1.13 3860.04931 0.00010 0.00149 0.000004 0.28265 0.00002 -4.42 3.69 868.7 1144.2 -0.96 Lw1.14 388.1 0.06072 0.00030 0.00181 0.000007 0.28273 0.00002 -1.63 6.44 762.5 971.0 -0.95 Lw1.15 385.2 0.07150 0.00017 0.001810.000008 0.28256 0.00004 -7.60 0.41 1005.7 1351.4 -0.95 Lw1.16 384.10.05255 0.00011 0.00159 0.000002 0.28253 0.00002 -8.42 -0.38 1033.2 1400.7 -0.95 Lw1.17 385.7 0.05387 0.00079 0.00160 0.000024 0.282650.00002 -4.22 3.86 863.1 1133.3 -0.95 Lw1.18 385.3 0.05777 0.000190.00174 0.000006 0.28262 0.00002 -5.35 2.67 912.8 1208.2 -0.95 Lw1.19 386.1 0.06457 0.00014 0.00208 0.000017 0.28262 0.00002 -5.22 2.74 915.5 1204.4 -0.94 Lw1.20 385.0 0.05986 0.00027 0.00186 0.000004 0.282590.00002 -6.28 1.71 953.5 1269.0 -0.94 Lw2花岗斑岩Lw2.1 386.7 0.06176 0.00032 0.00185 0.000023 0.28256 0.00003 -7.62 0.40 1007.9 1352.8 -0.94 Lw2.2 386.9 0.04819 0.00013 0.00145 0.000004 0.28260 0.00002 -6.23 1.90 941.1 1258.3 -0.96 Lw2.3 382.2 0.05380 0.00058 0.00164 0.000014 0.28265 0.00002 -4.49 3.49 875.4 1153.6 -0.95 Lw2.4 393 0.06671 0.00015 0.00195 0.000005 0.28254 0.00002 -8.28 -0.15 1037.3 1392.3 -0.94 Lw2.5 387.70.05656 0.00016 0.00188 0.000007 0.28255 0.00003 -7.75 0.29 1013.9 1360.8 -0.94 Lw2.6 385.7 0.05537 0.00039 0.00169 0.000015 0.282540.00002 -8.09 -0.05 1022.7 1380.7 -0.95 Lw2.7 391.4 0.04335 0.000140.00130 0.000004 0.28265 0.00002 -4.16 4.11 854.0 1121.8 -0.96 Lw2.8 388.2 0.06383 0.00039 0.00207 0.000018 0.28255 0.00002 -7.73 0.27 1018.4 1362.6 -0.94 Lw2.9 388.2 0.04585 0.00005 0.00138 0.000002 0.282650.00002 -4.34 3.85 862.8 1135.9 -0.96 Lw2.10 386.2 0.04742 0.000050.00138 0.000002 0.28258 0.00002 -6.74 1.40 959.8 1289.7 -0.96 Lw2.11394 0.05185 0.00043 0.00114 0.000002 0.28265 0.00001 -4.46 3.91 862.2 1136.3 -0.97 Lw2.12 388.7 0.07521 0.00020 0.00184 0.000011 0.282650.00003 -4.28 3.80 871.1 1139.3 -0.94 Lw2.13 384.9 0.05925 0.000420.00183 0.000016 0.28263 0.00002 -5.02 2.98 901.4 1188.5 -0.94 Lw2.14 388.3 0.06712 0.00009 0.00211 0.000011 0.28255 0.00003 -7.80 0.19 1022.5 1367.6 -0.94 Lw2.15 384.1 0.05033 0.00007 0.00153 0.000008 0.282580.00002 -6.87 1.18 969.1 1301.9 -0.95 Lw2.16 384.0 0.06069 0.000370.00184 0.000005 0.28256 0.00002 -7.58 0.39 1005.9 1351.4 -0.94 Lw2.17 385.8 0.05396 0.00064 0.00166 0.000017 0.28259 0.00003 -6.55 1.51 959.0 1282.0 -0.95 Lw2.18 386.5 0.06118 0.00032 0.00182 0.000008 0.282670.00002 -3.72 4.31 848.3 1105.3 -0.95 Lw2.19 385.6 0.06036 0.001040.00197 0.000029 0.28264 0.00004 -4.69 3.28 891.5 1169.8 -0.94 Lw2.20 387.3 0.07053 0.00017 0.00194 0.000009 0.28267 0.00002 -3.53 4.49 843.1 1094.5 -0.94图2 花岗闪长斑岩和花岗斑岩中锆石阴极发光图像及锆石U-Pb年龄协和图Lw2锆石的20个测点的176Yb/177Hf比值为0.043 34~0.075 21,176Lu/177Hf比值为0.001 14~0.002 11,(除测点Lw2.20的176Lu/177Hf=0.002 14外),176Lu/177Hf值仅两个点(Lw2-8和Lw2-14)大于0.002(0.002 06和0.002 11)外,其余均小于0.002,显示锆石在形成后很少有放射性成因Hf的积累.因此所分析的176Hf/177 Hf比值可以代表其形成时的Hf同位素组成[20].176Hf/177Hf比值相对比较集中,介于0.282 53~0.282 67之间,相应的εHf(t)值为-0.15~4.49,平均为2.08,fLu/Hf变化于-0.97~-0.94之间;单阶段Hf模式年龄(tDM)为843 Ma~1 037Ma,平均为938Ma;两阶段Hf模式年龄(tDM2)为1 094Ma~1 392Ma,平均为1 247Ma,远大于锆石的形成年龄.5 讨论5.1 年代学及意义前人对喇嘛苏及邻区莱历思高尔、博罗科努等岩体做了大量研究工作,取得了一定的年代学成果.唐功建等[11]运用LA-ICP-MS定年法获得喇嘛苏岩体花岗闪长斑岩锆石年龄为366.3Ma±1.9Ma,认为喇嘛苏岩体形成于晚泥盆世;解洪晶等[9]获得喇嘛苏岩体的石英二长闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为394.8Ma±4.9Ma、花岗闪长斑岩和英云闪长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为380.9Ma±3.9Ma,认为该岩体形成于晚泥盆世巴尔喀什准噶尔残余洋盆向伊犁中天山地块俯冲阶段;Zhang et al.[8]获得喇嘛苏铜矿区花岗斑岩的SHRIMP锆石年龄为390.5Ma±7.7Ma;张东阳等[21]获得莱历思高尔岩体二长闪长斑岩锆石U-PbLA-ICPMS年龄为346Ma±1.2Ma,认为莱历思高尔岩体形成于早石炭世;王博等[22]运用锆石U-Pb LA-ICP-MS定年法获得博罗科努岩体的辉石闪长岩的年龄为301Ma±7Ma、黑云母花岗岩的年龄范围为294Ma±7Ma~285Ma±7Ma、黑云母钾长花岗岩形成于280Ma±5Ma~266Ma±6Ma;朱志新等[23]获得博罗科努岩体的闪长岩的锆石SHIRMP U-Pb年龄为308.2Ma±5.4Ma,认为该岩体为晚石炭世岩浆活动的产物.前人年代学成果表明,该区从早中泥盆世至中二叠世期间一直存在岩浆活动.本文采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年法,获得与该矿床成矿关系密切的花岗闪长斑岩和花岗斑岩的年龄分别为385.9±1.2Ma、387.6±1.3Ma,锆石阴极发光图像(图2a、2c)显示岩浆振荡生长环带明显,Th/U比值介于0.26~0.61之间,平均为0.45,表明为岩浆成因锆石,所测定年龄能代表岩体结晶年龄,属中泥盆世,海西早期岩浆活动的产物.该年龄与前人获得的喇嘛苏岩体的年龄(366.3Ma±1.9Ma~394.8Ma±4.9Ma)在误差范围内一致,与邻区莱历思高尔岩体(346Ma±1.2Ma)、博罗科努岩体(301Ma±7Ma、308.2Ma±5.4Ma)及阿希一带的大哈拉军山组安山岩、流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄363.2Ma±5.7Ma[24]、386.4Ma±9.3Ma[25]一致,表明该岩体与莱历思高尔岩体、博罗科努岩体、大哈拉军山组安山岩和流纹岩为同时代岩浆活动的产物.结合西天山研究成果,该区古生代岩浆活动由从西向东演变的趋势,更多年龄支持,有待进一步研究.因此,该年龄对研究西天山地区及北天山洋的构造演化和岩浆活动具有重要意义.5.2 源区讨论目前,关于I型花岗岩的源区主要有以下几种观点:(1)俯冲洋壳(增生楔内的沉积物)的部分熔融[26−28];(2)富水玄武质岩浆的分离结晶[29−31];(3)拆沉下地壳熔融[32,33];(4)地幔岩浆与地壳岩浆的混合作用[34,35];(5)增厚下地壳的部分熔融[36]等.本文通过对矿区花岗质岩锆石Lu-Hf同位素及U-Pb年龄研究认为本区花岗质岩的源区可能为亏损地幔的玄武质岩浆,并有俯冲到上地幔的新生壳源部分熔融物质的加入.首先,具有低的176Hf/177Hf及εHf(t)值暗示花岗岩源区可能为古老地壳的深熔或重熔[37,38];具有较高的176Hf/177Hf及εHf(t)值则指示花岗岩源区可能为新生地壳的再循环或大陆地壳中新生地幔物质的加入[39−41].样品εHf(t)的值介于-0.38~6.38,只有三个点为负值(-0.38、-0.15和-0.05),在176Hf/177Hf和εHf(t)与U-Pb年龄图中(图3),所有样品落在亏损地幔下侧靠近球粒陨石演化线处,表明花岗质岩的源岩为亏损地幔的玄武质岩浆,可能有壳源物质的加入,推测为新生地壳的部分熔融成分[20],与大陆地壳的俯冲增生有关[42−44].其次,有研究者认为,西天山地区在晚古生代(泥盆早石炭世晚期)>320Ma时,处于俯冲阶段[45−49],样品的锆石U-Pb年龄为385.9±1.2Ma、387.6±1.3Ma,为中泥盆世,海西早期岩浆活动的产物.图3 喇嘛苏外围铜矿床花岗质岩锆石Hf同位素组成及其演化图综上所述,喇嘛苏外围铜矿区花岗质岩具有I型花岗岩和壳幔混合源区的特点,其源岩可能来自亏损地幔的玄武质岩浆,岩浆在上升的过程中,有俯冲到上地幔的新生壳源部分熔融物质的加入.6 结论(1)喇嘛苏外围铜矿床与成矿关系密切的花岗质岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,花岗闪长斑岩和花岗斑岩的年龄分别为385.9±1.2Ma、387.6±1.3Ma,形成于中泥盆统,是海西早期岩浆活动的产物.(2)花岗质岩属I型花岗岩,锆石Lu-Hf同位素研究表明,其源区为亏损地幔,εHf(t)值基本上全部为正值(除-0.38、-0.15和-0.05外),反映其源区有新生洋壳部分熔融物质的加入.(3)喇嘛苏外围铜矿区花岗质岩形成环境表明本区在中泥盆统时期处于俯冲背景下,应与北天山洋向南部的伊犁地块之下俯冲引起的构造岩浆作用有关.参考文献:【相关文献】[1]关明珍,曾宪仁,戴玉林,等.喇嘛苏铜多金属地区地物化综合研究及靶区优选[R].乌鲁木齐:三〇五项目报告,1990.[2]杨军臣,崔彬,李天福.新疆博乐喇嘛苏铜矿床地质特征和成因研究[J].地质论评,1998,44(1):23-30.[3]赖健清,彭省临.喇嘛苏铜多金属矿床成矿作用研究[J].有色金属矿产与勘查,1999,18(6):662-663.[4]王核.西天山北部地区铜、金等多金属成矿学研究及矿床定位预测[D].长沙:中南工业大学,2001.[5]廖启林,赖建清.新疆北部喇嘛苏铜矿区有关岩石的稀土元素地球化学[J].地质找矿论丛,2002,17(3):145-151.[6]赖健清,彭省临,王核,等.喇嘛苏铜矿区铅同位素特征及其意义-铅同位素年龄计算的一种新思路[J].中南工业大学学报(自然科学版),1999,30(4):37-40.[7]Tang G J,Wang Q,Wyman D A,et al.Geochronology and geochemistry of Late Paleozoicmagmatic rocks in the Lamasu-Dabate area,northwestern Tianshan(west China):Evidence for a tectonic transition from arc to post-collisional setting[J].Lithos,2010,119:393-411. 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第49卷第5期中南大学学报(自然科学版) V ol.49No. 5 2018年5月Journal of Central South University (Science and Technology)May 2018 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2018.05.017西天山阿希金矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测试及其指示意义毛先成1, 2,潘敏1, 2,刘占坤1, 2,汪凡云1, 2,邓浩1, 2,韩建民3,樊红喜3,夏芳1, 2,肖飞3,魏清峰3,三金柱3(1. 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室,湖南长沙,410083;2. 中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙,410083;3. 新疆有色金属工业(集团)有限责任公司,新疆乌鲁木齐,830000)摘要:阿希金矿床是新疆西天山地区典型的低硫型浅成低温热液矿床。
以阿希金矿床中的黄铁矿作为研究对象,在黄铁矿显微结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS对黄铁矿的微量元素进行原位分析。
研究结果表明:阿希金矿床的黄铁矿从早到晚依次划分为4个世代,分别是中粗粒压碎状黄铁矿(PyⅠ)、中细粒自形黄铁矿(PyⅡ)、中粗粒锯齿状黄铁矿(PyⅢ)和细粒黄铁矿(PyⅣ);该矿床黄铁矿具富As,Sb和Ni,贫Te和Se的特点,Co与Ni 的质量分数之比即w(Co)/w(Ni)绝大多数小于1,反映出矿床的成矿温度较低;黄铁矿中As,Sb,Co和Ni多以类质同象的形式存在;Au和Ag在PyⅡ中多以银金矿包裹体的形式存在,PyⅢ中则多以自然金和自然银的形式存在;Pb,Cu和Zn则多以包裹体的形式存在。
推测PyⅠ可能形成于早期火山热液与大气降水流体叠加改造的热液环境,而PyⅡ和PyⅢ形成于以大气降水为主的热液环境。
关键词:LA-ICP-MS;黄铁矿;微量元素;阿希金矿;浅成低温热液中图分类号:P578. 292;P618.51 文献标志码:A 文章编号:1672−7207(2018)05−1148−12LA-ICP-MS trace element analysis of pyrite fromAxi gold deposit in western Tianshan and its significanceMAO Xiancheng1, 2, PAN Min1, 2, LIU Zhankun1, 2, WANG Fanyun1, 2, DENG Hao1, 2,HAN Jianmin3, FAN Hongxi3, XIA Fang1, 2, XIAO Fei3, WEI Qingfeng3, SAN Jinzhu3(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring,Central South University, Changsha 410083, China;2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;3. Xingjiang Nonferrous Metal Industry (Group) Co. Ltd., Urumqi 830000, China)Abstract:The Axi gold deposit in the western Tianshan is a typical low-sulfidation epithermal deposit. Based on the study of pyrite microstructure, the trace elements of the pyrite were analyzed by LA-ICP-MS. The results show that pyrite is divided into four generations in succession, i.e. coarse crushing like pyrite (PyⅠ), fine-grained euhedral pyrite (PyⅡ), coarse serrated pyrite (PyⅢ) and fine-grained pyrite (PyⅣ). The pyrite is rich in As, Sb and Ni, and is poor in Te and Se, and the majority of w(Co)/w(Ni) is less than 1,which reflects the low metallogenic temperature of the deposit. As, Sb, Co and Ni in the pyrite are mostly in the form of homo-isomorphs, Au and Ag probably occur as electrum inclusions in the收稿日期:2017−06−10;修回日期:2017−08−12基金项目(Foundation item):国家自然科学基金资助项目(41472301);中南大学“创新驱动计划”项目(2015CX008) (Project(41472301) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2015CX008) supported by the Innovation Driven Program of Central South University) 通信作者:毛先成,教授,博士生导师,从事隐伏矿床预测和地学信息技术研究;E-mail: xcmao@第5期毛先成,等:西天山阿希金矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测试及其指示意义1149 PyII. However, Au and Ag occur as the microscopic-gold and free-silver in the PyⅢ, and Pb, Cu and Zn are mostly in the form of inclusions. PyⅠoriginates from the common action of the hydrothermal fluids and the meteoric water fluids, while PyⅡand PyⅢ form in the process of circulating meteoric water fluids.Key words: LA-ICP-MS; pyrite; trace element; Axi gold deposit; epithermal阿希金矿床是新疆西天山地区大型的低硫型浅成低温热液矿床,人们在其外围同一地层中发现了恰布坎卓它、京希、伊尔曼得等10多处浅成低温热液型金矿[1−2],为在古生代火山岩区中寻找同类型的金矿床提供了有益借鉴。
前人对于阿希金矿床成矿地质背景、成矿时代、地球化学、成矿流体、成矿物质来源、控矿因素、成矿规律及找矿标志等方面进行了大量研究[1, 3−6],这些研究成果对于探讨矿床成因、指导找矿勘探等具有重要意义。
然而,对于该矿床成矿机制研究仍不够深入,特别是关于成矿流体的来源及演化存在争议,主要有以下3种观点:阿希金矿的成矿流体以大气水为主,并有少量岩浆水参与[1, 7];成矿流体早期为火山热液,后期有大气降水加入[6];成矿流体主要为低盐度的循环大气降水[2]。
黄铁矿作为各类热液金矿床中最普遍的矿物,其形成几乎贯穿于热液成矿全过程,蕴含丰富的成因信息[8−9],黄铁矿中微量元素质量分数可以示踪成矿温度、成矿环境、成矿流体来源等许多重要的地质信息[10−11]。
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)作为一种微区分析新技术,以其灵敏度高、检出限低、抗干扰能力强等优势受到人们的广泛关注。
本文作者在野外观察和镜下鉴定基础上,采用LA-ICP-MS对阿希金矿不同期次的黄铁矿进行原位微区定量分析,通过分析黄铁矿的微量元素质量分数及组合特征,结合LA-ICP-MS信号图及元素的相关性分析等,研究黄铁矿中元素的赋存状态和黄铁矿的成因,对比不同阶段黄铁矿的微量元素特征,探讨成矿流体的物理化学条件和演化过程,旨在从黄铁矿微量元素特征方面为新疆阿希金矿床成矿流体的特征及来源提供新的证据。
1地质特征1.1区域地质背景阿希金矿产于伊犁—中天山地块北缘早古生代吐拉苏断陷火山盆地内,南、北分别以NWW向伊犁盆地北缘深大断裂和科古琴山南坡深大断裂为界(见图1(a)和1(b)[12])。
盆地基底下部为中元古界蓟县系灰岩、钙质砂岩等浅海相碳酸盐岩;上部为中奥陶—中志留统滨海—浅海相碎屑岩夹中酸性火山碎屑岩。
盆地盖层为下石炭统大哈拉军山组和阿恰勒河组,前者由中性、中酸性火山碎火山屑岩和火山熔岩组成,朱永峰等[13]认为其属于岛弧环境的产物。
而夏林圻等[14−15]认为与裂谷火山岩有关,为砂岩、泥岩和生物灰岩等滨海—浅海相碎屑岩。
1.2矿床地质特征阿希金矿床产于下石炭统大哈拉军山组第五岩性段火山岩中,矿床总体受火山机构及相关断裂控制,其中F2断裂为区内最重要的控矿构造(图2(a))。
阿希金矿床共8个矿体,近平行排列,其中Ⅰ号矿体规模最大(见图2(b)),总体呈南北方向脉状延伸,延走向长逾 1 km,受F2断裂控制,倾向近东西,倾角为50°~80°,延深达450 m,最大厚度为35 m,平均品位约5.58×10−6,具有膨大狭缩的波状起伏特征[15]。
矿石类型分为石英脉型、蚀变岩型2种,以石英脉型为主,蚀变岩型矿石多发育在石英脉两侧。
矿石矿物主要为银金矿、黄铁矿、毒砂,其次为闪锌矿、方铅矿等;脉石矿物主要为石英、方解石、绢云母、绿泥石,其次为浊沸石、重晶石等。
矿石主要结构有粒状结构、交代残余结构、填隙结构、压碎结构、包含结构、环带结构等,矿石构造主要为脉状、网脉状、浸染状、角砾状和块状构造等。
蚀变类型主要有硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化、绿泥石化、黏土化等,其中硅化和黄铁绢英岩化与金矿化关系最密切。
阿希金矿床热液期可划分为4 个阶段,即石英—绢云母阶段(Ⅰ)、石英—黄铁矿—金阶段(Ⅱ)、石英—多金属硫化物—金阶段(Ⅲ)及重晶石—碳酸盐阶段(Ⅳ)。