氧、硫逸度對岫巖紅旗鉛鋅礦床礦物組合共生分異的制約
發(fā)布時間：2021-10-12 10:04
基于野外調(diào)查和鏡下鑒定,通過計算岫巖紅旗鉛鋅礦床主要礦物在不同溫度T下的氧逸度fO2和硫逸度fS2,繪制出Fe-Pb-Zn-Cu-O-S體系熱力學(xué)lgfO2-lgfS2參數(shù)狀態(tài)圖.研究該區(qū)礦物共生組合的控制因素及其形成的物理化學(xué)條件,為解決遼吉成礦帶同類型礦床成礦流體演化提供參考.結(jié)果表明,T,fo2,fs2是使成礦元素沉淀、金屬礦物組合共生分異的重要因素.fo2,fs2控制著礦物的穩(wěn)定區(qū)間,閃鋅礦較大的穩(wěn)定范圍,使它在方鉛礦、黃鐵礦沉淀之后仍可運(yùn)移沉淀;溫度降低使礦物形成所需的最低lgfo2,lgfs2減小,因此降溫更利于成礦;構(gòu)造破碎帶為流體提供了運(yùn)...
【文章來源】：東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
遼吉成礦帶區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[5-6]改)
該礦床礦石礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，少量礦物有毒砂、褐鐵礦、自然銅、磁鐵礦、銅藍(lán)、斑銅礦、黝銅礦等，脈石礦物多為石英、云母、長石、綠泥石、方解石等．礦石多呈致密塊狀、脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造，次之為浸染狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造．礦石結(jié)構(gòu)以自形粒狀、它形粒狀、碎裂、交代溶蝕、固溶體分離為主，次之有揉皺結(jié)構(gòu)、脈狀網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)等(圖2)．其成礦過程可分為熱液成礦期和表生期，熱液成礦期又可分為3個成礦階段(見表2):石英-黃鐵礦階段(Ⅰ)、石英-多金屬硫化物階段(Ⅱ)、石英-碳酸鹽階段(Ⅲ)．其中，石英-多金屬硫化物階段為礦床的主成礦階段．階段Ⅰ生成大量黃鐵礦，以它形粒狀和少量自形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，多呈碎裂結(jié)構(gòu)及碎斑結(jié)構(gòu)(圖2a,2b,2e)．階段Ⅱ形成以閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦為主的賤金屬硫化物，以它形粒狀為主，或沿早期形成的黃鐵礦、毒砂的裂隙充填或交代．同一階段的礦物之間也存在一定的交代關(guān)系，稍早形成的礦物被稍后形成的礦物穿插交代，常見港灣狀溶蝕邊、交代殘余現(xiàn)象(圖2b,2d,2f)．方鉛礦可形成揉皺結(jié)構(gòu)(圖2c)，黃銅礦多呈乳滴狀出溶于閃鋅礦中．由于該階段生成的礦物種類多，產(chǎn)量大，因此形成多種礦物的共生組合．階段Ⅲ為成礦作用晚期，多形成一些碳酸鹽礦物和顏色較渾濁的石英．表生期成礦發(fā)生在地表或近地表，是原生礦石被風(fēng)化作用的產(chǎn)物，以褐鐵礦為主，局部可見黝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、自然銅發(fā)育．礦相學(xué)特征表明，該礦床由Fe-Pb-Zn-CuO-S體系構(gòu)成，是熱液中攜帶的成礦物質(zhì)，在運(yùn)移過程中隨物理化學(xué)條件改變而發(fā)生沉淀，并造成礦石礦物的共生分異，從而形成不同礦物的共生組合．
在圖3a中，硫化物閃鋅礦最易形成，它所需的lgfs2僅為-49.78，遠(yuǎn)低于其他硫化物;黃鐵礦形成所需要的lgfs2最高，約為-16.90．在氧化物中，Zn與氧氣化合生成紅鋅礦所需要的lgfo2最小，為-66.92，遠(yuǎn)低于其他金屬氧化物，可能與Zn的化學(xué)性質(zhì)更為活潑有關(guān)．如圖所示，硫逸度從小到大排列依次為閃鋅礦<磁黃鐵礦<方鉛礦<輝銅礦<黃鐵礦，氧逸度從小到大排列順序為紅鋅礦<磁鐵礦<赤鐵礦<鉛黃<鉛丹<赤銅礦<黑銅礦<Pb O2．同一溫度下，lgfo2,lgfs2的不同限定了不同礦物和礦物組合的形成區(qū)域，即各種礦物均有各自穩(wěn)定存在的氧、硫逸度范圍，且存在包含關(guān)系．閃鋅礦形成范圍明顯大于方鉛礦和黃鐵礦，說明當(dāng)這兩種礦物析出沉淀后，閃鋅礦仍可以繼續(xù)遷移并沉淀．本文假定一條平行于lgfs2坐標(biāo)軸的直線(0<lgfo2<-66.92)，在這條直線的左邊，觀察lgfs2的變化對礦物共生組合的影響．當(dāng)lgfs2<-49.78時，為Fe,Pb,Zn,Cu的金屬單質(zhì)共生，-49.78<lgfs2<-28.30時，出現(xiàn)Fe,Pb,Cu與閃鋅礦的共生組合，同理，如果lgfs2>-16.90，則會出現(xiàn)閃鋅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、輝銅礦、黃鐵礦的共生組合．因此，鉛鋅礦床中閃鋅礦常與方鉛礦共生，出現(xiàn)閃鋅礦+方鉛礦+黃鐵礦的礦物組合就不足為奇了．根據(jù)lgfo2,lgfs2的大小可以判定氧化還原的程度．lgfo2,lgfs2越大，則說明氧化還原程度越高．對比來看，fo2控制的氧化還原程度要強(qiáng)于fs2所控制的氧化還原程度．比如流體中含有Zn元素，它僅需要-66.92的lgfo2就會變?yōu)榧t鋅礦，而需要-49.78的lgfs2才會生成閃鋅礦，即同等大小的氧逸度和硫逸度，元素更易與氧結(jié)合而生成氧化物．作者在岫巖紅旗鉛鋅礦床中發(fā)現(xiàn)被埋藏的礦體硫化物更多，只有接近淺層或者出露表面的硫化物多經(jīng)歷風(fēng)化作用，形成鐵帽礦化帶，說明成礦時流體具有深源的特點，屬于還原性流體，這與遼東青城子鉛鋅礦的成礦流體來源[7]相一致，更加說明岫巖紅旗鉛鋅礦是青城子鉛鋅礦的外延部位，與青城子礦集區(qū)具有相似的區(qū)域成礦條件[11].
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅旗鉛鋅礦流體包裹體特征研究[J]. 李建源,袁秋菊,王澤,李志江,常德良. 黑龍江科技信息. 2017(15)
[2]遼寧青城子鉛鋅礦成礦流體特征和成礦物質(zhì)來源示蹤[J]. 宋運(yùn)紅,楊鳳超,閆國磊,魏明輝,石紹山. 地質(zhì)與勘探. 2017(02)
[3]云南昭通鉛鋅礦pH-logfo2和pH-loga相圖對鉛鋅共生分異的制約[J]. 張艷,韓潤生,魏平堂,邱文龍. 中國地質(zhì). 2015(02)
[4]會澤型鉛鋅礦床鉛鋅共生分異的氧硫逸度制約——以滇東北昭通鉛鋅礦床為例[J]. 張艷,韓潤生,吳鵬,周高明,魏平堂,邱文龍. 大地構(gòu)造與成礦學(xué). 2014(04)
[5]遼吉古裂谷地質(zhì)演化與成礦[J]. 翟安民,沈保豐,楊春亮,胡小蝶,曹秀蘭,宮曉華. 地質(zhì)調(diào)查與研究. 2005(04)
[6]中國遼東地區(qū)超大型菱鎂礦礦床的地球化學(xué)特征和成因模式(英文)[J]. 蔣少涌,陳從喜,陳永權(quán),姜耀輝,戴寶章,倪培. 巖石學(xué)報. 2004(04)
[7]關(guān)于成礦流體地球化學(xué)研究的幾個問題[J]. 張德會. 地質(zhì)地球化學(xué). 1997(03)
碩士論文
[1]岫巖紅旗鉛鋅礦成礦模式與找礦模型研究[D]. 李建源.東北大學(xué) 2015
本文編號：3432365
【文章來源】：東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
遼吉成礦帶區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[5-6]改)
該礦床礦石礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，少量礦物有毒砂、褐鐵礦、自然銅、磁鐵礦、銅藍(lán)、斑銅礦、黝銅礦等，脈石礦物多為石英、云母、長石、綠泥石、方解石等．礦石多呈致密塊狀、脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造，次之為浸染狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造．礦石結(jié)構(gòu)以自形粒狀、它形粒狀、碎裂、交代溶蝕、固溶體分離為主，次之有揉皺結(jié)構(gòu)、脈狀網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)等(圖2)．其成礦過程可分為熱液成礦期和表生期，熱液成礦期又可分為3個成礦階段(見表2):石英-黃鐵礦階段(Ⅰ)、石英-多金屬硫化物階段(Ⅱ)、石英-碳酸鹽階段(Ⅲ)．其中，石英-多金屬硫化物階段為礦床的主成礦階段．階段Ⅰ生成大量黃鐵礦，以它形粒狀和少量自形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，多呈碎裂結(jié)構(gòu)及碎斑結(jié)構(gòu)(圖2a,2b,2e)．階段Ⅱ形成以閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦為主的賤金屬硫化物，以它形粒狀為主，或沿早期形成的黃鐵礦、毒砂的裂隙充填或交代．同一階段的礦物之間也存在一定的交代關(guān)系，稍早形成的礦物被稍后形成的礦物穿插交代，常見港灣狀溶蝕邊、交代殘余現(xiàn)象(圖2b,2d,2f)．方鉛礦可形成揉皺結(jié)構(gòu)(圖2c)，黃銅礦多呈乳滴狀出溶于閃鋅礦中．由于該階段生成的礦物種類多，產(chǎn)量大，因此形成多種礦物的共生組合．階段Ⅲ為成礦作用晚期，多形成一些碳酸鹽礦物和顏色較渾濁的石英．表生期成礦發(fā)生在地表或近地表，是原生礦石被風(fēng)化作用的產(chǎn)物，以褐鐵礦為主，局部可見黝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、自然銅發(fā)育．礦相學(xué)特征表明，該礦床由Fe-Pb-Zn-CuO-S體系構(gòu)成，是熱液中攜帶的成礦物質(zhì)，在運(yùn)移過程中隨物理化學(xué)條件改變而發(fā)生沉淀，并造成礦石礦物的共生分異，從而形成不同礦物的共生組合．
在圖3a中，硫化物閃鋅礦最易形成，它所需的lgfs2僅為-49.78，遠(yuǎn)低于其他硫化物;黃鐵礦形成所需要的lgfs2最高，約為-16.90．在氧化物中，Zn與氧氣化合生成紅鋅礦所需要的lgfo2最小，為-66.92，遠(yuǎn)低于其他金屬氧化物，可能與Zn的化學(xué)性質(zhì)更為活潑有關(guān)．如圖所示，硫逸度從小到大排列依次為閃鋅礦<磁黃鐵礦<方鉛礦<輝銅礦<黃鐵礦，氧逸度從小到大排列順序為紅鋅礦<磁鐵礦<赤鐵礦<鉛黃<鉛丹<赤銅礦<黑銅礦<Pb O2．同一溫度下，lgfo2,lgfs2的不同限定了不同礦物和礦物組合的形成區(qū)域，即各種礦物均有各自穩(wěn)定存在的氧、硫逸度范圍，且存在包含關(guān)系．閃鋅礦形成范圍明顯大于方鉛礦和黃鐵礦，說明當(dāng)這兩種礦物析出沉淀后，閃鋅礦仍可以繼續(xù)遷移并沉淀．本文假定一條平行于lgfs2坐標(biāo)軸的直線(0<lgfo2<-66.92)，在這條直線的左邊，觀察lgfs2的變化對礦物共生組合的影響．當(dāng)lgfs2<-49.78時，為Fe,Pb,Zn,Cu的金屬單質(zhì)共生，-49.78<lgfs2<-28.30時，出現(xiàn)Fe,Pb,Cu與閃鋅礦的共生組合，同理，如果lgfs2>-16.90，則會出現(xiàn)閃鋅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、輝銅礦、黃鐵礦的共生組合．因此，鉛鋅礦床中閃鋅礦常與方鉛礦共生，出現(xiàn)閃鋅礦+方鉛礦+黃鐵礦的礦物組合就不足為奇了．根據(jù)lgfo2,lgfs2的大小可以判定氧化還原的程度．lgfo2,lgfs2越大，則說明氧化還原程度越高．對比來看，fo2控制的氧化還原程度要強(qiáng)于fs2所控制的氧化還原程度．比如流體中含有Zn元素，它僅需要-66.92的lgfo2就會變?yōu)榧t鋅礦，而需要-49.78的lgfs2才會生成閃鋅礦，即同等大小的氧逸度和硫逸度，元素更易與氧結(jié)合而生成氧化物．作者在岫巖紅旗鉛鋅礦床中發(fā)現(xiàn)被埋藏的礦體硫化物更多，只有接近淺層或者出露表面的硫化物多經(jīng)歷風(fēng)化作用，形成鐵帽礦化帶，說明成礦時流體具有深源的特點，屬于還原性流體，這與遼東青城子鉛鋅礦的成礦流體來源[7]相一致，更加說明岫巖紅旗鉛鋅礦是青城子鉛鋅礦的外延部位，與青城子礦集區(qū)具有相似的區(qū)域成礦條件[11].
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅旗鉛鋅礦流體包裹體特征研究[J]. 李建源,袁秋菊,王澤,李志江,常德良. 黑龍江科技信息. 2017(15)
[2]遼寧青城子鉛鋅礦成礦流體特征和成礦物質(zhì)來源示蹤[J]. 宋運(yùn)紅,楊鳳超,閆國磊,魏明輝,石紹山. 地質(zhì)與勘探. 2017(02)
[3]云南昭通鉛鋅礦pH-logfo2和pH-loga相圖對鉛鋅共生分異的制約[J]. 張艷,韓潤生,魏平堂,邱文龍. 中國地質(zhì). 2015(02)
[4]會澤型鉛鋅礦床鉛鋅共生分異的氧硫逸度制約——以滇東北昭通鉛鋅礦床為例[J]. 張艷,韓潤生,吳鵬,周高明,魏平堂,邱文龍. 大地構(gòu)造與成礦學(xué). 2014(04)
[5]遼吉古裂谷地質(zhì)演化與成礦[J]. 翟安民,沈保豐,楊春亮,胡小蝶,曹秀蘭,宮曉華. 地質(zhì)調(diào)查與研究. 2005(04)
[6]中國遼東地區(qū)超大型菱鎂礦礦床的地球化學(xué)特征和成因模式(英文)[J]. 蔣少涌,陳從喜,陳永權(quán),姜耀輝,戴寶章,倪培. 巖石學(xué)報. 2004(04)
[7]關(guān)于成礦流體地球化學(xué)研究的幾個問題[J]. 張德會. 地質(zhì)地球化學(xué). 1997(03)
碩士論文
[1]岫巖紅旗鉛鋅礦成礦模式與找礦模型研究[D]. 李建源.東北大學(xué) 2015
本文編號：3432365
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