新疆小紅山銅礦黃鐵礦微量和稀土元素地球化學(xué)特征

鄭 杰，陳孝聰，梁孝偉，楊志鵬，李文杰

(1. 中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300；2. 中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘察院，新疆烏魯木齊 830063)

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新疆小紅山銅礦黃鐵礦微量和稀土元素地球化學(xué)特征

鄭 杰1，陳孝聰2，梁孝偉2，楊志鵬2，李文杰2

(1. 中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300；2. 中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘察院，新疆烏魯木齊 830063)

小紅山銅礦位于阿勒泰塔拉特-大東溝-莫尤勒特金屬成礦帶中，是與英安質(zhì)-流紋質(zhì)火山活動(dòng)相關(guān)的銅礦床。文章利用黃鐵礦中的稀土元素、微量元素組成示蹤了該礦床成礦物質(zhì)及成礦流體的來源和性質(zhì)。研究結(jié)果表明小紅山銅礦黃鐵礦和霏細(xì)巖稀土元素總量較高，黃鐵礦ΣREE總量均值為168.81×10-6，霏細(xì)巖略低，ΣREE總量均值為154.10×10-6；黃鐵礦和霏細(xì)巖樣品稀土配分模式均為明顯右傾的輕稀土富集模式，輕稀土分異較強(qiáng)、而重稀土元素分異較弱；黃鐵礦具明顯δEu負(fù)異常、而δCe無明顯異常，表明該礦床產(chǎn)出于具還原性的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，并在后期遭受變質(zhì)熱液的疊加改造。礦床黃鐵礦富集LREE,虧損HFSE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La比值小于1，推斷小紅山銅礦床成礦流體為富Cl流體。黃鐵礦雜質(zhì)元素Co/Ni比值表明，礦床成因以變質(zhì)熱液為主，礦床形成于中溫。Y/Ho比值示蹤成礦流體表明，礦床成礦流體與弧后盆地的成礦熱液相似，黃鐵礦與霏細(xì)巖Y/Ho比值的高度相似性也為圍巖(霏細(xì)巖)提供了部分成礦物質(zhì)或兩者都受到了相同成礦熱液的影響提供了新的證據(jù)。

地球化學(xué) 黃鐵礦 微量元素 成礦流體 阿勒泰南緣

Zheng Jie, Chen Xiao-cong, Liang Xiao-wei, Yang Zhi-peng, Li Wen-jie. REE composition and trace element features of pyrite in the Xihaohongshan copper deposit, Xinjiang[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(6):1096-1106.

新疆阿勒泰小紅山銅礦床位于阿勒泰造山帶南緣晚古生代大陸邊緣克蘭盆地中，小紅山一帶礦產(chǎn)主要集中在塔拉特-大東溝-莫尤勒特有色金屬成礦帶中(圖1)。克蘭盆地作為阿爾泰南緣大陸邊緣晚古生代最大的火山-沉積盆地，成礦作用多期，流體活動(dòng)復(fù)雜。目前已發(fā)現(xiàn)的鐵木爾特鉛鋅礦、大東溝鉛鋅礦、哈巴宮鐵礦、恰夏鐵礦等，含礦層位均產(chǎn)于下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組上亞組第二巖性段綠泥片巖、大理巖、變鈣質(zhì)粉砂巖內(nèi)，礦體受層位控制明顯，礦床多為塊狀硫化物礦床，成礦條件優(yōu)越，找礦潛力巨大(焦學(xué)軍等，2005)。

區(qū)內(nèi)也存在與英安質(zhì)-流紋質(zhì)火山活動(dòng)相關(guān)的銅礦，含礦層位為下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組上亞組第四巖性段。以往認(rèn)為(劉偉等，2013)康布鐵堡組流紋巖來自于多旋回風(fēng)化-剝蝕-搬運(yùn)-再沉積碎屑物質(zhì)的重熔，但無論重視程度和研究程度上都遠(yuǎn)不如區(qū)內(nèi)的塊狀硫化物礦床。新疆小紅山銅礦自2007年勘查以來，已開展大量工作，認(rèn)為具較好的銅成礦遠(yuǎn)景，經(jīng)濟(jì)價(jià)值很大。前人曾就該礦床特征、成礦機(jī)理以及成礦環(huán)境方面展開過研究(王長青，2001；李思強(qiáng)等，2006；李永等，2013)，但對與礦床成因有重要作用的成礦礦物稀土元素和微量元素地球化學(xué)缺少研究。以往研究(畢獻(xiàn)武等，2004；毛光周等，2006；鄭杰等，2010；龍漢生等，2011；黃小文等，2013)表明，熱液成因黃鐵礦是研究熱液礦床成礦流體最直接的樣品，其代表的稀土配分模式、微量元素比值可以瞬時(shí)反映成礦流體性質(zhì)及成礦物質(zhì)來源，小紅山銅礦大量產(chǎn)出的黃鐵礦對于研究礦床成因有著十分重要的幫助。介于此，筆者也試圖通過詳細(xì)研究礦床中黃鐵礦的稀土元素和微量元素的地球化學(xué)特征，來示蹤礦床成礦流體來源與性質(zhì)，探討礦床成因。

圖1 阿勒泰復(fù)向斜一帶主要礦床分布圖Fig.1 Map showing distribution of main deposits around composite syncline of Altay1-第四系；2-中泥盆統(tǒng)阿勒泰組；3-下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組；4-中上志留統(tǒng)松克木群；5-華力西期二長花崗巖；6-華力西期 正長花崗巖；7-華力西期混合巖；8-斷裂；9-地質(zhì)界線；10-礦床點(diǎn)；11-小紅山礦區(qū)范圍1-Quaternary;2-Middle Devonian series Altay Formation;3-Lower Devonian series Kangbutiebao Formation;4-Middle-Upper Silurian Songmu Group;5-Variscan monzonitic granite;6-Variscan Syenogranite;7-Variscan migmatite;8-fault;9-geological bounda- ries;10-deposits;11-mining area

圖2 小紅山銅礦地質(zhì)略圖Fig.2 Sketch geological map of Xiaohongshan copper deposit1-第四系；2-中泥盆統(tǒng)阿勒泰組；3-下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組；4-銅礦體；5-銅礦化體；6-石英脈；7-地質(zhì)界線；8-斷層；9-見礦 鉆孔；10-未見礦鉆孔；11-勘探線1-Quaternary; 2-Middle Devonian series Altay Formation;3-Lower Devonian series Kangbutiebao Formation;4-Copper orebody;5-Copper occurrences;6-Quartz vein;7-geological boundaries;8-fault;9-drilling hole of orebody founded;10-drilling hole of on orebody;11-exploration line

圖3 礦區(qū)銅礦化和蝕變Fig.3 Copper mineralization and alteration in the mining areaa-霏細(xì)巖中黃鐵礦化；b-霏細(xì)巖中的銅藍(lán)、孔雀石化；c-霏細(xì)巖中的螢石脈；d-強(qiáng)硅化的霏細(xì)巖；e-脈狀黃鐵礦化；f-樹枝 狀黃鐵礦化a-Pyritization in felsites;b-Malachites and covellite in felsites;c-Fluorite veins in felsites;d-High-silicified felsites;e-Pyritization vein;f-Dendriticpyritization

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

阿勒泰小紅山銅礦床位于中國新疆北部重要的銅、鐵、金和鉛鋅等多金屬成礦帶阿爾泰成礦帶南緣，大地構(gòu)造位置處于西伯利亞板塊和哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊結(jié)合部位。區(qū)域構(gòu)造主體呈NW向，其中阿巴宮和克因?qū)m斷裂控制了下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組地層的分布，鐵、鉛、鋅、銅礦化分布于受區(qū)域NW向斷裂和NE向基底橫斷層控制的火山洼地中(楊蕊等，2013)。

區(qū)域地層以下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組(D1k)和中泥盆統(tǒng)阿勒泰組(D2a)為主，分別構(gòu)成了阿勒泰復(fù)向斜的兩翼和核部。前者主要由中等變質(zhì)的海相中酸性火山巖、火山碎屑巖和碳酸鹽巖組成，而后者主要由淺-中等變質(zhì)的淺海及濱海相碎屑巖、基性火山巖和碳酸鹽巖組成。巖漿活動(dòng)以加里東期和華力西期中酸性侵入巖為主，并有印支期-燕山期侵入巖。

1.2 礦床地質(zhì)概況

小紅山銅礦位于阿勒泰造山帶南緣克蘭復(fù)向斜的次級構(gòu)造單元-阿勒泰復(fù)向斜的北東翼。礦區(qū)主要含礦地層為泥盆紀(jì)康布鐵堡組第四巖性段(D1k4)，分布于礦區(qū)北東部及北部，為詳查區(qū)的主體地層(圖2)，呈NW-SE向展布。其主要巖性有變霏細(xì)巖、變流紋質(zhì)晶屑凝灰熔巖、變流紋質(zhì)角礫晶屑凝灰熔巖、變集塊角礫熔巖等。

礦區(qū)控礦斷裂為一條NW向斷裂，分布在礦區(qū)中部，并延伸至礦區(qū)外，長度約1500m，走向約305°，傾向30°～37°，為NE-SW向擠壓作用下，伴隨褶皺構(gòu)造而形成的。在此斷裂兩側(cè)發(fā)育數(shù)條NE向斷裂和近SN向斷裂，但規(guī)模不大，少數(shù)切割NW向斷裂及巖層，NW向斷裂破碎帶多被切割呈菱形塊狀，對礦化蝕變帶的分布有一定影響。同時(shí)，礦區(qū)地層片理化發(fā)育明顯，整體走向NW-SE向。

小紅山銅礦在地表圈出四條銅礦化帶，編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。礦區(qū)圈定的銅礦體主要集中在Ⅰ、Ⅱ號礦化帶，其中在Ⅰ號礦化帶地表圈出五條銅礦體，深部圈定十一條隱伏銅礦體；在Ⅱ號礦化帶地表圈出二條銅礦體，深部圈定一條低品位隱伏礦體。目前已控制的礦體主要集中在4-12線附近，礦體主要呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與容礦地層產(chǎn)狀基本一致，受構(gòu)造控制明顯。

礦石結(jié)構(gòu)主要為它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等。主要構(gòu)造為網(wǎng)脈狀構(gòu)造、樹枝狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造(圖3e-3f)。礦石礦物主要有孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦、黃銅礦、黃鐵礦(圖3a、3b、圖4b、4c)，鏡下可見針鐵礦交代黃銅礦、褐鐵礦交代黃鐵礦成交代殘余結(jié)構(gòu)(圖4a、4d)；脈石礦物主要為螢石、石英、絹云母、鉀長石。圍巖蝕變以螢石化為主(圖3c)，也可見硅化蝕變(圖3d)。

2 樣品采集處理與分析方法

小紅山銅礦礦石礦物可見大量黃鐵礦出現(xiàn)，一部分呈星散浸染狀分布于變霏細(xì)巖中，一部分沿裂隙分布，地表大都氧化為褐鐵礦?；跇悠返拇硇?，測試樣品均采自鉆孔巖芯樣，樣品位置及特征見表1。礦石樣品每件約重2kg，黃鐵礦單礦物挑選由河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院實(shí)驗(yàn)室完成，獲得純度大于99%的單礦物，單礦物樣重在0.3g～5g不等。

圖4 礦石礦物顯微照片F(xiàn)ig.4 Micrograph of ore mineralsa-針鐵礦交代黃銅礦及呈微粒狀分布于針鐵礦中的銅藍(lán)；b-呈細(xì)脈狀充填于巖石裂隙中的藍(lán)銅礦；c-呈翠綠色、深藍(lán)色內(nèi)反射的孔雀石和藍(lán)銅礦；d-褐鐵礦交代黃鐵礦成交代殘余結(jié)構(gòu)；Cov-銅藍(lán)；Go-針鐵礦；Cp-黃銅礦；Lm-褐鐵礦；Az-藍(lán)銅礦；Mal-孔雀 石；Py-黃鐵礦a-Metasomatic relict chalcopyrite by goethite and Fine-grained covellites are distributed in goethite;b-Fine veins of azurites are filling in rock fractures;c-Malachite and azurite are featured in emerald green or dark blue under internal reflection mircroscope;d-Metasomatic rel- ict pyrite by limonite;Cov-Covellite;Go-Goethite;Cp-Chalcopyrite;Lm-Limonite;Az-Azurite;Mal-Malachite;Py-Pyrite

微量元素分析采用核工業(yè)北京地質(zhì)分析測試研究中心Elan DCR-e型等離子體質(zhì)譜分析儀測定，測試方法和依據(jù)為D Z/T 0223-2001電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)方法通則,本文不再冗述。測試樣品溫度20℃，相對濕度30%。

表1 小紅山銅礦采樣位置特征表Table 1 Description of sampling locations in Xiaohongshan copper deposit

3 分析結(jié)果與元素特征

3.1 稀土元素特征

由樣品稀土元素的分析結(jié)果(表2)及球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)代曲線(圖5)可以看出，小紅山銅礦霏細(xì)巖與黃鐵礦兩類樣品均為明顯的右傾型，輕稀土元素富集，輕稀土元素有較明顯的分餾，而重稀土元素的分餾不明顯。

其中，5件黃鐵礦測試樣品(XHSb-5、XHSb-9、XHSb-11、XHSb-14、XHSb-17)的礦石黃鐵礦ΣREE總量為30.16×l0-6～431.83×l0-6，輕稀土總量為25.67×l0-6～378.26×l0-6,重稀土總量為4.49×l0-6～53.57×l0-6，輕重稀土比LREE/HREE為3.81～7.06；(La/Yb)N比值均大于1，(La/Sm)N比值較大，為輕稀土富集型，(Gd/Yb)N均值大于1，表明重稀土分餾程度較低。δEu負(fù)異常明顯，δEu為0.55～0.76，平均為0.66；δCe異常不明顯或較弱負(fù)異常(僅一件為弱正異常)，δCe為0.93～1.03，平均為0.98。

表2 小紅山銅礦床黃鐵礦和霏細(xì)巖稀土元素含量及特征值Table 2 Rare-earth element content and characters of pyrites from Xiaohongshan copper deposit

注:球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Suneta1.,1989；元素含量單位:WB/l0-6。

容礦巖層下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組第四巖性段霏細(xì)巖測試樣品4件(XHSxtwl-1、XHSxtwl-2、XHSxtwl-3、XHSxtwl-4)的霏細(xì)巖ΣREE總量為22.90×l0-6～243.79×l0-6，輕稀土總量為15.15×l0-6～228.36×l0-6,重稀土總量為7.75×l0-6～28.11×l0-6，輕重稀土比LREE/HREE為1.95～14.80；(La/Yb)N比值均大于1，(La/Sm)N比值較大，為輕稀土富集型，(Gd/Yb)N均值大于1，表明重稀土分餾程度較低。δEu負(fù)異常明顯，δEu為0.28～0.63，平均為0.47；δCe異常較弱負(fù)異常，δCe為0.85～0.96，平均為0.92。

黃鐵礦的稀土元素特征與容礦圍巖(霏細(xì)巖)具有相似特征，ΣREE總量均值相當(dāng)，分別為168.81×l0-6與154.12×l0-6，δEu負(fù)異常均較為明顯。配分模式上，黃鐵礦和霏細(xì)巖的輕稀土元素和重稀土元素分餾差別較大，均表現(xiàn)為輕稀土元素較富集的特征。

圖5 小紅山銅礦黃鐵礦和霏細(xì)巖REE球粒隕石模式Fig.5 REE patterns of pyrites in the Xiaohongshan copper deposita-礦床中的黃鐵礦；b-礦區(qū)霏細(xì)巖a-Pyrite of the Xiaohongshan copper deposit;b-Felsite of the Xiao-hongshan deposit

3.2 微量元素特征

由微量元素的分析結(jié)果(表3)及微量元素比值蛛網(wǎng)圖(圖6)可以看出，與大陸上地殼(王中剛，1989)相比，小紅山銅礦含銅黃鐵礦中Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Co、Ni、W、U富集系數(shù)都大于2(富集系數(shù)為某元素在黃鐵礦中的平均含量與大陸上部地殼平均含量的比值，≥2為強(qiáng)富集元素，=1～2為中等富集元素，其他富集系數(shù)≤1的元素為貧化元素)為強(qiáng)富集元素，Th為中等富集元素，其他為貧化元素。其中Cu、Pb、Zn、Bi為親硫重金屬族元素，Th、U為親石(氧)族元素，Co、Ni為親硫第一過渡族元素，Mo、W為高等成礦元素族，Hf/Sm、Th/La、Nb/La值<1，礦床黃鐵礦Y/Ho平均值21.78，黃鐵礦Co/Ni比值變化較大，為1.02～12.84，平均為3.50。黃鐵礦顯示的微量元素富集特征間接地反映了成礦流體富集元素的特征。

4 討論

4.1 稀土元素對成礦流體性質(zhì)與礦床產(chǎn)出環(huán)境的制約

稀土元素屬于不活潑元素，在熱液體系中，利用稀土元素地球化學(xué)特征可以有效地示蹤成礦流體的來源和水-巖相互作用(Henderson,1984)、解釋金屬礦床成因(Schadeetal.，1989；Zhaoetal.，2007)。

黃鐵礦作為該礦床產(chǎn)銅礦物之一，分布廣泛，本文所采集的黃鐵礦均采自礦體及礦化帶中，是成礦流體后期直接沉淀而形成的產(chǎn)物。盡管對于黃鐵礦中稀土元素賦存狀態(tài)及組成存在爭議(畢獻(xiàn)武等，2004；謝巧勤等，2005；毛光周等，2006)，但多數(shù)研究認(rèn)為，黃鐵礦單礦物稀土元素組成基本能代表成礦流體的稀土元素組成(李厚民等，2003；陳懋弘等，2007)，其所記錄的稀土配分模式是該礦物沉淀時(shí)與之平衡的流體稀土特征的真實(shí)反映。

礦區(qū)黃鐵礦和容礦圍巖(霏細(xì)巖)都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的δEu負(fù)異常，δCe無明顯異常的特征。以往研究表明(Tayloretal.，1985；丁振舉等，2003)，礦石產(chǎn)生Eu異常，在不發(fā)生部分熔融情況下，多數(shù)是由于礦石沉淀時(shí)從成礦熱液中繼承了相對富Eu的特征，而靠近大陸邊緣的海水具有不明顯的Ce負(fù)異常特征(Elderfieldetal.，1982；Mitraetal.，1994)。同時(shí)，Eu在還原條件下呈Eu2+狀態(tài)與其他3價(jià)稀土元素分離，而Ce在還原條件下呈Ce3+狀態(tài)，只有在氧化條件下才呈Ce4+狀態(tài)與其他稀土元素分離(毛光周等，2006)。據(jù)此，小紅山銅礦黃鐵礦稀土元素具明顯δEu負(fù)異常、而δCe無明顯異常，表明成礦物理化學(xué)條件為還原環(huán)境，礦床應(yīng)產(chǎn)于活動(dòng)大陸邊緣，小紅山銅礦床成礦流體具弱還原性。

4.2 微量元素對礦床成因的制約

據(jù)表3、圖5可知，小紅山礦區(qū)黃鐵礦中虧損高場強(qiáng)元素，富集LREE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La值<1。近年的研究發(fā)現(xiàn)(Oreskesetal.，1990；畢獻(xiàn)武等，2004)，富Cl的熱液亦可遷移大量的LREE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La值一般<1，而富F的熱液富集LREE和HFSE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La值一般>1。因此，小紅山銅礦床中與銅成礦關(guān)系密切的黃鐵礦的特征表明成礦熱液應(yīng)該是富Cl型。

礦物所含微量元素在一定程度上反映了礦石的形成條件，可作為礦床成因的指示劑。利用黃鐵礦中雜質(zhì)元素Co、Ni含量及相關(guān)比值來確定礦床成因已被證明是一種有效的方法(毛光周等，2006；鄭杰等，2010；龍漢生等，2011；黃小文等，2013)。研究表明，不同成因的黃鐵礦具有不同的Co/Ni值(Loftus-Hillsetal.，1967；Price，1972；Brill，1989)，與火山成因有關(guān)的黃鐵礦其比值一般>1，通常>5～10，典型的在5～50之間；沉積成因的黃鐵礦Co/Ni值通常

根據(jù)黃鐵礦不同地質(zhì)環(huán)境邊界的定義(Bajwahetal.，1987；Brill，1989)，仿照Xu G(Xu G，1998)進(jìn)行了Co/Ni值投影，從表3中可以看出，小紅山銅礦床黃鐵礦Co、Ni含量中Ni含量較為穩(wěn)定，從48.9×10-6～126×10-6，Co含量變化較大，從66×10-6～628×10-6，最大含量差將近10倍。Co/Ni值投影(圖7)顯示了Co/Ni值以1～2居多，表明了黃鐵礦以熱液成因?yàn)橹?，XHSb-14樣品Co/Ni值為12.84，則為與火山成因有關(guān)的特征。結(jié)合區(qū)域上阿勒泰復(fù)向斜受特定的沉積洼地控制，早期泥盆世海底火山噴流沉積的初步富集，到后期構(gòu)造熱液對成礦物質(zhì)的再富集改造相符合(李思強(qiáng)等，2006)。因此，小紅山銅礦成礦物質(zhì)來源應(yīng)主要來源于后期的變質(zhì)熱液改造。

表3 小紅山銅礦床黃鐵礦中微量元素含量及特征值Table 3 Trace element abundance and features of pyrites from the Xihongshan copper deposit

注:”*”上地殼含量采用來自Tayloretal.,1985。元素含量單位：×10-6。

圖6 小紅山銅礦床黃鐵礦微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.6 Spider diagram of trace elements of pyrite in the Xiaohongshan copper deposit

學(xué)者利用Y和Ho對成礦流體及現(xiàn)代海底熱液進(jìn)行過研究(Douvilleetal.，1999；毛光周等，2006；Zhaoetal.，2007；鄭杰等，2010；龍漢生等，2011)發(fā)現(xiàn)，Y和Ho具有相同的價(jià)態(tài)和離子半徑，Y和Ho常常具有相同的地球化學(xué)性質(zhì)，在許多地質(zhì)過程中，Y/Ho值一般不發(fā)生改變。地球上大多數(shù)巖漿巖和碎屑沉積物都保持著球粒隕石的Y/Ho值28±(Nozakietal.，1997)。本文也作了黃鐵礦Y/Ho值與現(xiàn)代海底熱液流體之間的比較(圖8)。從圖8可以看出，小紅山銅礦黃鐵礦的Y/Ho與礦區(qū)的圍巖(霏細(xì)巖)很相似，兩者數(shù)值范圍與區(qū)域上的克蘭盆地所代表的弧后盆地環(huán)境相吻合，而與現(xiàn)代海底熱液及螢石的Y/Ho值變化相差較大。因此，黃鐵礦的Y/Ho值提供了新的證據(jù)，表明小紅山銅礦圍巖(霏細(xì)巖)有可能提供了部分成礦物質(zhì)或兩者都受到了相同成礦熱液的影響。

圖7 小紅山礦床中毒砂、黃鐵礦的Co/Ni分布圖Fig.7 Co/Ni distribution diagram of pyrites from the Xiaohonshan copper deposit

5 結(jié)論

(1) 黃鐵礦中的REE組成代表了成礦熱液REE組成。小紅山銅礦與銅成礦關(guān)系密切的黃鐵礦稀土元素組成顯示，黃鐵礦稀土元素具明顯δEu

圖8 小紅山銅礦黃鐵礦、螢石、霏細(xì)巖與現(xiàn)代海底熱液和海水Y/Ho比值比較(現(xiàn)代海水和海底熱液據(jù)Nozaki Y et al.，1997；Douville E et al.，1999)Fig.8 Y/Ho ratios of pyrites，felsite，fluorite，modern seawater and submarine hydrothermal fluids from Xiaohongshan copper deposit(modern seawater and submarine hydrothermal fluids after Nozaki Y et al.，1997；Douville E et al.，1999)

負(fù)異常、而δCe無明顯異常，并與容礦圍巖霏細(xì)巖有相似的稀土配分模式。表明該礦床產(chǎn)出于具還原性的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，并經(jīng)后期遭受變質(zhì)熱液的疊加改造。

(2) 由黃鐵礦雜質(zhì)元素Co/Ni值推斷，礦床成因以變質(zhì)熱液為主，Co/Ni值較低，表明成礦溫度不高，為中低溫礦床。

(3) 黃鐵礦Y/Ho值示蹤成礦流體性質(zhì)表明，礦床成礦流體與弧后盆地的成礦熱液相似，這也與區(qū)域上阿勒泰復(fù)向斜的成礦環(huán)境相一致。黃鐵礦與霏細(xì)巖Y/Ho值的高度相似性表明，圍巖(霏細(xì)巖)有可能提供了部分成礦物質(zhì)或兩者都受到了相同成礦熱液的影響。

(4) 礦床黃鐵礦富集LREE，虧損HFSE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La值小于1，推斷小紅山銅礦床成礦流體為富Cl流體。

致謝 野外工作得到了中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘察院的大力支持，特別致謝趙祖應(yīng)總工、唐小東主任、王戰(zhàn)華高工的有益幫助。在此一并表示誠摯的感謝。

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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REE Composition and Trace Element Features of Pyrite in the Xihaohongshan Copper Deposit, Xinjiang

ZHENG Jie1, CHEN Xiao-cong2,LIANG Xiao-wei2,YANG Zhi-peng2, LI Wen-jie2

(1.InstituteofMineralResourcesResearch,ChinaMetallurgicalGeologyBureau，Beijing101300;2.XinJiangGeologicalExplorationInstituteofChinaMetallurgicalGeologyBureau,Wulumuqi,Xinjiang830063)

The Xiaohongshan copper deposit is located in the Talate-Dadonggou-Moyoulete metallogenic belt in the Altay region. This deposit is related with dacite-rhyolitic volcanic activity. The ore-forming materials and metallogenic fluid resources have been traced by REEs and trace elements in this study. The results show that the REE contents of pyrite and felsite in the Xionghongshan deposit is high; ΣREE average value of pyrite is 168.81×10-6, and that of felsite is 154.10×10-6which is slightly lower. REE distribution patterns of pyrite and felsite samples show characters of an obviously right declined curve, strong LREE differentiation, and weak HREE differentiation. Pyrite has obvious negative anomalies of δEu, and unapparentδCe anomalies. The above characters indicate that the Xiaohongshan deposits is produced in a reducing active continental margin, and then suffered metamorphic hydrothermal transformation. The pyrite of this deposit is rich in LREE, deficit of HFSE, and less than 1 of Hf/Sm, Nb/La and Th/La ratios, so metallogenic fluid is rich in chloride fluid. Co/Ni ratio of pyrite indicates that the genesis of this deposit is metamorphic hydrothermal, and the deposit was formed at middle-low temperature. Y/Ho ratio shows that the metallogenic fluid of deposit is similar to that of back-arc basin; Y/Ho ratio of both pyrite and felsite has similar values, which provides new evidence that the surrounding rock of felsite provided partial ore-forming materials, or both pyrite and felsite are affected by the same metallogenic hydrothermal fluid.

geochemistry, pyrite, trace element, ore-forming fluid, Altai south edge

2015-06-30；

2015-10-15；[責(zé)任編輯]陳偉軍。

鄭 杰(1983年-)，男，碩士，工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和金屬礦產(chǎn)研究。E-mail：visonzj@163.com。

P595；P618.41

A

0495-5331(2015)06-1096-11