硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪——以水银洞卡林型隐伏金矿体为例.pdf
《硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪——以水银洞卡林型隐伏金矿体为例.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪——以水银洞卡林型隐伏金矿体为例.pdf(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 第 47 卷第 4 期物 探 与 化 探Vol.47,No.4 2023 年 8 月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Aug.,2023doi:10.11720/wtyht.2023.1215袁玉婷,刘雪敏,王学求,等.硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪 以水银洞卡林型隐伏金矿体为例J.物探与化探,2023,47(4):1083-1097.http:/doi.org/10.11720/wtyht.2023.1215Yuan Y T,Liu X M,Wang X Q,et al.Sulfur-lead isotopes based trac
2、ing of the metal element anomalies identified in the total metal measurement of surface fine-grained soils:A case study of the Shuiyindong Carlin-type concealed gold depositJ.Geophysical and Geochemical Exploration,2023,47(4):1083-1097.http:/doi.org/10.11720/wtyht.2023.1215硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪
3、以水银洞卡林型隐伏金矿体为例袁玉婷1,刘雪敏1,王学求2,谭亲平3(1.成都理工大学 地学核技术四川省重点实验室,四川 成都 610059;2.中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所,河北 廊坊 065000;3.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,贵州 贵阳 550081)摘 要:在覆盖区寻找隐伏矿床是解决目前资源困境的重要途径之一。国内外所发展的深穿透地球化学方法对已知隐伏矿床开展了大量试验研究,取得了较好的效果。由于无法确定地表金属元素异常是否直接来自深部矿体,使上述方法未在未知覆盖区开展广泛的找矿工作,因此急需发展地表异常示踪技术。贵州水银洞金矿是我国超大型全隐伏
4、的卡林型金矿床,成矿流体富含 S、Au、As、Sb、Hg 等元素。本文以该矿床为研究对象,采集地表微细粒土壤样品,分析 5 种微量元素(Au、As、Cu、Sb、Hg)的含量,以验证微细粒土壤全量测量技术在该矿床的找矿效果,并用 S、Pb 同位素识别地表土壤异常来源。研究发现:微细粒土壤测量技术在该矿区的指示效果好,Au-As-Sb-Hg高异常区与隐伏矿体和断层的分布较为吻合,其中 Hg 对隐伏矿体的指示效果最好;隐伏矿体及断层上方土壤中34S 值、放射成因的 w(207Pb)/w(204Pb)和 w(206Pb)/w(204Pb)显著高于围岩区土壤,可有效示踪地表微细粒土壤中的异常来自于深部的
5、隐伏矿体。该研究为在同类型覆盖区用微细粒土壤全量测量技术寻找隐伏卡林型金矿提供了理论依据。关键词:硫、铅同位素;土壤微细粒全量测量;异常源示踪;水银洞金矿中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2023)04-1083-15收稿日期:2022-04-24;修回日期:2022-10-19基金项目:国家重点研发计划项目“覆盖区地球化学异常源示踪与判别”(2016YFC0600604)第一作者:袁玉婷(1998-),女,硕士,2021 年毕业于成都理工大学地球化学专业,主要从事穿透性地球化学勘查技术学习与研究工作。Email:578631493 通讯作者:刘雪敏(1987
6、-),女,博士,主要从事勘查地球化学与矿床地球化学研究工作。Email:451245437 0 引言新中国成立以来,经过半个多世纪的矿产开采,地表或浅地表矿产资源越来越少,找矿方向开始不断向地球深部延伸1。目前国内外的勘查地球化学家致力于研究能探测更大深度的、可获取直接信息的地球化学找矿方法,如瑞典 Kristiansson 等提出的地气法、前苏联的电地球化学方法、美国 Clark 等提出的酶提取方法、澳大利亚 Mann 等提出的活动金属离子法,以及我国提出的土壤微细粒全量测量和金属活动态法2-7。这些方法主要通过研究成矿元素或伴生元素从深部隐伏矿向地表的迁移机理和分散模式,测量穿透覆盖层到达
7、地表的元素含量,从而发现与隐伏矿有关的地表地球化学异常,达到寻找深部隐伏矿的目的,因此统称为深穿透地球化学方法8。目前这些方法主要在已知隐伏矿区开展试验研究,阻碍它们在未知覆盖区开展系统找矿的重要原因是:如果在地表介质中发现了金属异常,如何判断这些异常就是来自深部的隐伏矿体?因此急需发展地表异常示踪技术。近年来,伴随高分辨电感耦合等离子体质谱仪物 探 与 化 探47 卷(ICP-MS)等技术的发展,同位素分析成本逐渐降低,可以借助同位素示踪技术探究地表地球化学异常信息的来源。基本方法为:采集覆盖区地表介质(如土壤、水、地气),分析其同位素组成,并与矿石、围岩中同位素组成特征进行对比,示踪地表地
8、球化学异常的来源9。如刘雪敏等10通过 Pb、S 同位素对新疆金窝子金矿床、内蒙古拜仁达坝维拉斯托多金属矿床不同介质中的异常物质来源示踪,提出采用偏提取的方法,测量活动态中的 Pb、S 同位素组成更为合理。李建亭等9等通过 S、Pb 同位素对罗卜岭隐伏铜钼矿中异常物质来源示踪,发现表层铅同位素继承了深部矿体的同位素特征,为微细粒级土壤全量测量技术在覆盖区找矿提供了证据。徐洋等11利用 Pb 同位素示踪了山东邹平王家庄斑岩型铜矿区的地气物质来源于深部矿体,为地气在覆盖区矿产勘查提供了可靠的理论基础。卡林型金矿是产于未经区域性变质的细碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩中的微细浸染型中低温热液金矿床12,因
9、20 世纪 60 年代初在美国西部内华达州的卡林镇首次发现而得名13。20 世纪70 年代末在我国板其发现同类型矿床14-15,随后陆续在滇黔桂地区发现了一系列具有类似地质特征的卡林型金矿。滇黔桂“金三角”是我国著名的卡林型金矿带16,其中水银洞金矿是该区重要的金矿之一。水银洞金矿位于贵州省贞丰县城北西 20 km 处,是中国通过成矿预测发现的第一个勘探类型卡林型金矿床17。近年来随着贵州贞丰普安金矿国家级整装勘查为代表的项目实施及系列研究课题的开展,已查明水银洞金矿金资源达 290 t,埋藏深度达1501 400 m,为典型的隐伏金矿18。本文采集水银洞金矿纳秧段隐伏矿体上方、围岩上方的土壤
10、样品,分析微细粒土壤样品中 5 种微量元素(Au、As、Cu、Sb、Hg)的含量,检验土壤微细粒全量测量技术在该类型隐伏矿床的找矿效果;同时分析土壤中 S、Pb 同位素组成特征,收集前人已获得的矿石、围岩的 S、Pb 同位素组成数据,查明地表异常与深部隐伏矿体的关系,示踪地表地球化学异常的来源。1 研究区概况水银洞金矿位处扬子陆块与华南陆块接合部位19,由水银洞、雄黄岩、簸箕田、纳秧 4 个矿段组成(图 1)20。矿区钻遇地层从下至上依次有二叠系中统茅口组(P2m),二叠系上统龙潭组(P3l)、长兴组(P3c)和大隆组(P3d),三叠系下统夜郎组(T1y)和永宁镇组(T1yn)(图 2)21,
11、其中在 P2m 和P3l 沉积间断面 不整合界面附近,由区域性构造作 用 和 热 液 蚀 变,形 成 了 一 套 构 造 蚀 变 体(SBT)22,金矿赋存于 P3l 地层和 SBT 中23。灰家堡背斜是水银洞矿区的主干构造,为近EW 向区域性宽缓的短轴背斜,背斜东段南北翼分别发育了一条近 EW 向的逆断层(F105、F101,如图 1所示)。F105断层为一条倾向南的逆断层,在簸箕田和纳秧矿段内发育不明显;F101断层为一条倾向北的逆断层,贯穿整个水银洞金矿区。垂直于 EW 向的背斜和逆断层,发育了一组近 SN 或 NE 向的断层(如 F107、F201和 F109断 层),断层斜切或横切背
12、斜1永宁镇组;2长兴至大隆组;3夜郎组;4龙潭组;5逆断层及其编号;6正断层及其编号;7性质不明断层及其编号;8灰家堡背斜;9矿段;10A-B 剖面线1Yongningzhen formation;2Changxing-Dalong formation;3Yelang formation;4Longtan formation;5reverse fault and its No.;6normal fault and its No.;7unclassified faulti and its No.;8anticlinal axis;9deposit;10A-B profile line图 1 水银
13、洞卡林型金矿地质简图(修改自文献20)Fig.1 Geological sketch of the Shuiyindong Carlin-type gold deposit(modified from reference20)4801 4 期袁玉婷等:硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪 以水银洞卡林型隐伏金矿体为例1夜郎组第三段;2夜郎组第二段;3夜郎组第一段;4大隆组;5长兴组;6龙潭组第三段;7龙潭组第二段;8龙潭组第一段;9构造蚀变体;10茅口组;11钻孔;12断层;13矿体1the third unit of the Yelang formation;2the seco
14、nd unit of the Ye-lang formation;3the first unit of the Yelang formation;4Dalong for-mation;5Changxing formation;6the third unit of the Longtan forma-tion;7the second unit of the Longtan formation;8the first unit of the Longtan formation;9unconformity(SBT);10Maokou formation;11drill hole;12fault;13o
15、rebody图 2 水银洞卡林型金矿纳秧矿段剖面地质图(剖面 A-B 位置见图 1)Fig.2 Geological cross-section A-B through the Nayang section of the Shuiyindong Carlin-type gold deposit(the position of A-B is shown in Fig.1)轴,多为正断层兼具右行或左行剪切特征,东部纳秧一带局部表现为逆断层性质20。谭亲平等24总结了灰家堡背斜的构造模式,认为 P3l 及其之上地层卷入灰家堡背斜构造,且沿 P3l、P2m 之间不整合面顺层滑动,产生横向缩短、纵向加厚
16、的现象,为调整不同地段之间横向缩短的位移差而形成垂直于背斜轴向的走滑(撕裂)断层,并把背斜切割成若干块体;顺层滑脱断层在背斜近核部受阻或应力集中,转化为切层逆冲后发育平行于背斜轴的逆冲断层。水银洞金矿体受上述构造蚀变体、灰家堡背斜和相关逆断层的联合控制,主要包括“层控型”和“断控型”两种矿体25-26。“层控型”为主要产出类型,矿体呈层状、似层状产于灰家堡背斜核部(以背斜轴为中线向两翼延伸 300 m 范围内)的 P3l 中,产状与岩层产状一致,走向上为波状起伏,空间上具有多个矿体上下重叠,并且沿背斜轴向东逐渐消失的特点;“断控型”分布在受背斜近轴部的低角度逆冲断层(如 F101断层)控制的浅
17、部,产状与断层产状基本一致27-29。水银洞金矿矿石矿物以黄铁矿、毒砂为主,以及少量的辉锑矿、辰砂、雄(雌)黄;脉石矿物主要为石英、白云石、方解石、萤石,及少量高岭石、伊利石、绢云母、海绿石等30。热液蚀变类型主要为黄铁矿化、白云石化、硅化、毒砂化、雄(雌)黄化、方解石化、辉锑矿化、萤石化、滑石化、辰砂化等31,其中硅化、白云石化、黄铁矿化是成矿的必备条件32。金主要以不可见金的形式赋存于砷黄铁矿和毒砂中33。水银洞金矿详细的成矿背景、地层、构造、矿体特征见文献34-39。2 样品采集与实验室分析2.1 样品采集在水银洞卡林型金矿纳秧段上方近 SN 方向的A-B 勘探线(垂直矿体走向)布设 2
18、0 个地表土壤采样点(图 3),其中已知矿体上方 8 个(编号 613),围岩区 12 个(编号 15、1420)。采样点间距 50100 m,每个采样点周围布置 3 个子采样点,子采样点相距1.52 m,在每个子采样点铲除地表土壤后,采集 1030 cm 深的土壤,混合均匀为该采样点的土壤样品。每件样品采集 1.52 kg。图 3 水银洞卡林型金矿纳秧段采样点分布(奥维互动地图投影)Fig.3 Distribution map of sampling sites in the Nayang section of the Shuiyindong Carlin-type deposit(Ovi
19、interactive map projection)2.2 样品处理和分析土壤样品自然风干、捏碎后,直接过 200 目(74 m)孔径的筛子,仅取微细粒级土壤成分进行研究。5801物 探 与 化 探47 卷 每件土壤样品分为两份,一份送至河南省岩石矿物测试中心分析微量元素 Au、As、Cu、Sb、Hg 的含量,检测方法依据、主要检测仪器和标样信息见表 1,所有样品的数据均高于检出限,报出率均为 100%,用标准样品的分析结果计算的相对标准偏差(RSD)也满足数据质量控制要求。另一份土壤样品送至核工业北京地质研究院分析测试研究中心分析 Pb、S 同表 1 各元素分析的检测方法依据、主要检测仪器
20、和标样信息Table 1 Analytical methods,instruments and standards of elements检测项目检测依据检测仪器标准样品AuDZ/T 0279.42016CuGB/T 14506.302010As、SbDZ/T 0279.132016HgNY/T 1121.102006XSERIES2 电感耦合等离子体质谱仪AFS-8330 双道原子荧光光度计GAu-9、GAu-11GSS-19、GSS-23S 同位素DZ/T 0184.151997Deltavplus 气体同位素质谱计IAEA-SO-5、IAEA-SO-6、NBS-127Pb 同位素DZ/T
21、 0184.121997Phoenix 热表面电离质谱仪NBS981位素组成(表 1)。所有测试用实验室重复样和标准样品来监控数据的准确度和精确度,分析结果可靠。3 分析结果3.1 地表微细粒土壤微量元素组成特征水银洞卡林型金矿纳秧段采集的 20 件微细粒土壤样品的微量元素 Au、As、Cu、Sb、Hg 统计参数见表 2。总土壤样品中 Au、Cu 的变异系数小于 50%,样品间含量差异小;而 As、Sb、Hg 的变异系数较大,分别为 112%、138%、136%,表明这 3 种元素样品间的含量差异较大。隐伏矿体上方土壤中 Au、As、Sb、Hg(除 Cu 外)的中位数、算术平均值和几何平均值均
22、高于围岩区上方的土壤,特别是 As、Sb 和 Hg。其中 As 的中位数(可代表背景值40)在隐伏矿体上方土壤中的值是围岩区土壤的 2.91 倍,Hg 为 4.01倍,Sb 为 5.11 倍;As 的算术平均值是围岩区的2.84 倍,Hg 为 5.47 倍,Sb 为 2.68 倍。Cu 在隐伏矿体上方土壤中的含量低于围岩上方土壤,围岩区算术平均值达 80.4610-6,而隐伏矿体上方算术平均值仅为 60.0410-6。表 2 水银洞卡林型金矿纳秧段微细粒级土壤 5 种微量元素统计参数Table 2 Statistical parameters of five trace elements in
23、 fine-grained soils in the Nayang section of the Shuiyindong Carlin-type deposit元素位置最小值中位数最大值算术平均值几何平均值标准偏差变异系数/%Au总矿段0.932.615.552.842.601.2444围岩区上方0.932.203.152.212.110.6730矿体上方1.803.815.553.793.561.3335矿体/围岩区上方1.731.711.69Cu总矿段31.9674.66103.0072.2969.0719.9128围岩区上方58.8782.47103.0080.4679.1814.701
24、8矿体上方31.9669.2585.0660.0456.2721.2235矿体/围岩区上方0.840.750.71As总矿段8.1049.21325.0983.1349.5493.21112围岩区上方8.1029.01224.0047.9430.2859.53124矿体上方42.4684.32325.09135.92103.63112.7183矿体/围岩区上方2.912.843.42Sb总矿段0.7511.4198.9016.947.7823.30138围岩区上方0.752.9150.2710.134.2015.25151矿体上方11.3314.8498.9027.1519.6030.1511
25、1矿体/围岩区上方5.112.684.66Hg总矿段0.2171.15711.8842.4831.2473.372136围岩区上方0.2170.8202.6560.8910.6260.76185矿体上方1.1893.29211.8844.8723.5054.36990矿体/围岩区上方4.015.475.60 注:Au 的含量单位为 10-9,其他元素为 10-6;总样品数为 20 件,其中围岩区上方 12 件,深部隐伏矿体上方 8 件;变异系数=(标准偏差/算术平均值)100%;矿体/围岩区上方=矿体上方土壤的中位数、算术平均值或几何平均值除以围岩区上方土壤的中位数、算术平均值或几何平均值。6
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 同位素 地表 土壤 微细 金属 测量 异常 水银 洞卡林型 隐伏 金矿
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。