陕西省典型铅锌矿床中分散元素的赋存状态和富集机制

摘要

分散元素在地壳中丰度很低(多为10-9级),在岩石中极为分散,很少以独立矿物的形式产出,主要以类质同象或机械混入的方式赋存在铅锌等矿床中,在国民经济建设中具有重要作用。陕西省铅锌矿资源丰富,伴生的分散元素具有较大的经济价值。论文以陕西省凤太矿集区铅硐山铅锌矿、镇旬矿集区黄石板铅锌矿、扬子地台北缘马元铅锌矿作为典型矿床,从区域地质背景、矿床地质特征、矿床地球化学特征等方面对矿床特征进行了研究,在此基础上分析了分散元素在矿床中的赋存状态和富集规律。
　　野外地质调研和矿相学、岩石地球化学、同位素地球化学研究表明:凤太矿集区西南部的铅硐山铅锌矿床,矿体主要赋存在古道岭组顶部的硅质岩中,呈似层状、透镜状产出。主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿。矿石结构以草莓状结构、交代结构、骸晶结构为主,具有条带状、浸染状、块状构造。岩石、矿石中Fe2O3/FeO比值均小于1,Eu也显示弱的负异常,说明矿体形成于一种相对还原的环境。矿石中W、Sn含量较高,反应矿床受热液活动的影响,结合S同位素组成、Pb同位素组成,认为矿床类型为SEDEX型铅锌矿床;位于扬子地台北缘碑坝隆起东南缘的马元铅锌矿,矿体产于震旦系灯影组的白云质角砾岩中,受地层和构造的控制。主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿。矿石结构以半自形-它形粒状结构、交代结构为主,矿石构造主要为角砾状、条带状、网脉状构造。矿石中相对富集Cs、Ba、Sr、Tl等高场强元素,闪锌矿稀土配分模式显示Eu为正异常,说明矿体形成于一种氧化的环境。S同位素组成表明矿床中硫来自于震旦纪海水硫酸盐、Pb同位素显示矿床中铅具有壳幔混源的特征,认为矿床成因为MVT型铅锌矿床。黄石板铅锌矿床位于镇旬矿集区的南部,矿体赋存在下志留统梅子垭组第二岩性段的绢云石英片岩中。矿体呈层状、似层状、透镜状产出。主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿。矿石结构以它形粒状结构、交代结构为主。矿石构造主要为层纹状、条带状、角砾状构造,矿床成因归为SEDEX型铅锌矿床。
　　通过电子探针成分分析和面扫描,结合元素相关性分析、R型聚类分析得出,铅硐山、马元、黄石板铅锌矿床中分散元素主要以类质同象的形式存在于原生硫化物矿物中。Cd主要取代Fe而进入闪锌矿晶格中。Ge、Ga主要赋存在方铅矿晶格中。In的含量基本都低于检测线。主要矿物中分散元素含量,对矿床成因也具有指示意义,马元铅锌矿床闪锌矿中Cd的含量较高,平均为4594×10-6,表现为MVT型铅锌矿床的特征;铅硐山、黄石板铅锌矿床闪锌矿中Cd的含量均较低,平均为2092×10-6、2473×10-6,表现为SEDEX型铅锌矿床的特征。MVT型铅锌矿床与SEDEX型铅锌矿床Cd的含量相差近一倍。三个矿床闪锌矿中Ge的含量均大于100×10-6,暗示其沉积改造成因。闪锌矿中Zn/Cd的含量均小于500,指示矿床成矿温度为中低温的特征。
　　对铅硐山铅锌矿床、马元铅锌矿床、黄石板铅锌矿床中矿石、精矿、尾矿中分散元素等元素含量进行了分析,结果显示铅硐山铅锌矿床、马元铅锌矿床精矿中Cd、黄石板铅锌矿床精矿中Cd、In,尾矿中的Ge的含量均有较大的利用价值,若这些元素被回收利用,会创造出较大的经济效益。

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第一章 引言

1.1分散元素的地球化学特征

1.2分散元素的研究现状

1.3陕西省分散元素的分布及研究现状

1.4研究思路

1.5工作量和主要成果

第二章 区域地质背景

2.1区域地质构造特征

2.2区域地层

2.3区域岩浆活动

2.4区域矿产分布

第三章 典型铅锌矿床的地质和地球化学特征

3.1铅硐山铅锌矿床

3.2马元铅锌矿床地质特征

3.3黄石板铅锌矿地质特征

3.4区域成矿动力学过程

第四章 分散元素在矿床中的分布特征及富集机制

4.1样品的采集和分析方法

4.2分散元素Cd、Ge、Ga、In的赋存状态

4.3分散元素对矿床成因的指示意义

4.4典型铅锌矿床分散元素含量特征小结

第五章 典型铅锌矿床分散元素Cd、Ge、Ga、In的综合利用评价

结 论

参考文献

攻读硕士期间取得的成果

致谢