铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源初探:以福建罗卜岭隐伏铜钼矿床为例

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.02.23

现代地质 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (02): 624-633.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.02.23

铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源初探:以福建罗卜岭隐伏铜钼矿床为例

江瑶¹(), 刘雪敏¹(), 李建亭¹, 韩志轩², 王燕燕¹

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. 自然资源部地球化学探测重点实验室, 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

收稿日期:2021-06-23 修回日期:2021-09-29 出版日期:2022-04-10 发布日期:2022-06-01
通讯作者: 刘雪敏
作者简介:刘雪敏,女,博士,讲师,1987年出生,地球化学专业,主要从事应用地球化学研究工作。Email:liuxuemin8944@gmail.com。
江瑶,男,硕士研究生,1995年出生,地质工程专业,主要从事应用地球化学研究工作。Email:jiangyao20190902@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2016YFC0600604)

Preliminary Study on Anomalous Source of Surface Soils in Covered Area Traced by Cu Isotope: A Case Study in the Luobuling Concealed Cu-Mo Deposit, Fujian Province

JIANG Yao¹(), LIU Xuemin¹(), LI Jianting¹, HAN Zhixuan², WANG Yanyan¹

1. Applied Nuclear Techniques in Geosciences Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059, China
2. Key Laboratory of Geochemical Exploration, Ministry of Natural Resources, Institute of Geophysical and Geochemical Exploration,Chinese Academy of Geological Sciences, Langfang, Hebei 065000, China

Received:2021-06-23 Revised:2021-09-29 Online:2022-04-10 Published:2022-06-01
Contact: LIU Xuemin

摘要/Abstract

摘要：

地表微细粒土壤地球化学测量是国内研究较多的深穿透地球化学方法之一,判断地表异常与深部隐伏矿体的关系是未来该方法广泛应用的理论基础。以已知的隐伏矿床——紫金山罗卜岭铜钼矿床为研究对象,利用铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源。结果显示:(1)矿石单矿物的δ⁶⁵Cu变化范围较小(-0.04‰~0.56‰),指示较高的成矿温度(250~300 ℃);钻孔由深至浅,矿石的δ⁶⁵Cu值具有明显升高的趋势,符合斑岩型成矿系统早期至晚期铜同位素的变化特征,流体分馏是造成不同阶段形成的矿石铜同位素存在差异的主要原因。(2)背景区地表土壤铜含量的平均值(59.4 μg/g)显著低于异常区(131.0 μg/g)。背景区土壤δ⁶⁵Cu变化范围为-1.94‰~-0.82‰,平均值为-1.38‰;异常区土壤δ⁶⁵Cu变化范围为-5.01‰~1.05‰,平均值为-1.40‰,背景区和异常区铜同位素组成相差不大。(3)本次利用铜同位素组成判别地表介质铜异常来源的效果不理想,可能因为矿石本身的铜同位素组成存在差异,地表土壤本身的铜同位素信息覆盖了来自深部与隐伏铜矿体有关的信息,或从深部原生环境迁移至地表氧化环境的过程中,因氧化还原反应发生了铜同位素的分馏。

关键词: 罗卜岭铜钼矿床, 隐伏矿床, 地表微细粒级土壤, 异常来源, 铜同位素

Abstract:

Surface fine-grained soils have been sampled to explore concealed deposits in the covered areas in China. Determining the relationship between the surface anomalies and concealed orebodies is critical for the extensive application of this method in the future. In this paper, the Cu isotope is applied to trace the anomalous source of the surface fine-grained soils in the known concealed deposit, Luobuling Cu-Mo deposit, Fujian pro-vince. The following results have been obtained. (1) The δ⁶⁵Cu range of minerals in ores is small (-0.04‰ to 0.56‰), indicating a high mineralization temperature (250 to 300 ℃). The δ⁶⁵Cu value of ores increases obviously from deep to shallow, which is consistent with the variation of Cu isotopic composition in the porphyry metallogenic system from the early to the late stage. The difference in Cu isotopic composition among different stages is mainly caused by fluid fractionation. (2) The average Cu content of surface soils in the background area (59.4 μg/g) is significantly lower than that in the anomalous area (131.0 μg/g). However, the δ⁶⁵Cu range of surface soils in the background area is -1.94‰ to -0.82‰, with an average of -1.38‰, and -5.01‰ to 1.05‰ in the anomalous area, with an average of -1.40‰. There is little difference between the background and the anomalous area. (3) Using Cu isotope to distinguish the origin of the Cu anomaly in surface fine-grained soils is not ideal in this deposit, which might be partly caused by the difference of Cu isotope composition in the ores. Meanwhile, the Cu isotope information of the surface soils could overlay that of hidden Cu deposits, or the Cu isotope fractionation occurs during the migration from the deep primary environment to the surface oxidation environment.

Key words: Luobuling Cu-Mo deposit, concealed deposit, surface fine-grained soils, anomalous source, Cuisotope

中图分类号:

P632

江瑶, 刘雪敏, 李建亭, 韩志轩, 王燕燕. 铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源初探:以福建罗卜岭隐伏铜钼矿床为例[J]. 现代地质, 2022, 36(02): 624-633.

JIANG Yao, LIU Xuemin, LI Jianting, HAN Zhixuan, WANG Yanyan. Preliminary Study on Anomalous Source of Surface Soils in Covered Area Traced by Cu Isotope: A Case Study in the Luobuling Concealed Cu-Mo Deposit, Fujian Province[J]. Geoscience, 2022, 36(02): 624-633.

图/表 8

参考文献 59

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钻孔编号	样品编号	采样深度/m	分析矿物	δ⁶⁵Cu /‰	2SD
VI03	VI03-9	310.1	黄铁矿	0.25	0.03
VI03	VI03-10	333.2		0.47	0.04
VII03	VII03-7	215.0		0.56	0.05
VII03	VII03-8	266.5		0.49	0.03
IX04	IX04-7	212.0		0.43	0.02
	IX04-8	236.5		0.50	0.03
	IX04-10	313.0		0.16	0.03
	IX04-13	427.7		0.37	0.03
	IX04-14	448.5		-0.04	0.01
	IX04-18	532.0		0.02	0.03
	IX04-18	532.0	黄铜矿	-0.02	0.02

钻孔编号	样品编号	采样深度/m	分析矿物	δ⁶⁵Cu /‰	2SD
VI03	VI03-9	310.1	黄铁矿	0.25	0.03
VI03	VI03-10	333.2		0.47	0.04
VII03	VII03-7	215.0		0.56	0.05
VII03	VII03-8	266.5		0.49	0.03
IX04	IX04-7	212.0		0.43	0.02
	IX04-8	236.5		0.50	0.03
	IX04-10	313.0		0.16	0.03
	IX04-13	427.7		0.37	0.03
	IX04-14	448.5		-0.04	0.01
	IX04-18	532.0		0.02	0.03
	IX04-18	532.0	黄铜矿	-0.02	0.02

样品编号	位置	w(Cu)/ (μg/g)	样品编号	位置	w(Cu)/ (μg/g)
264-1	背景区	69.2	264-7	异常区	68.4
264-2	背景区	70.0	264-8	异常区	50.9
264-3	背景区	76.0	264-9	异常区	51.7
264-4	背景区	73.1	264-10	异常区	174.6
264-5	背景区	44.8	264-11	异常区	112.3
264-6	背景区	23.0	264-12	异常区	217.5
			264-13	异常区	144.5
			264-14	异常区	234.0
			264-15	异常区	125.2
平均值		59.4	平均值		131.0

样品编号	位置	w(Cu)/ (μg/g)	样品编号	位置	w(Cu)/ (μg/g)
264-1	背景区	69.2	264-7	异常区	68.4
264-2	背景区	70.0	264-8	异常区	50.9
264-3	背景区	76.0	264-9	异常区	51.7
264-4	背景区	73.1	264-10	异常区	174.6
264-5	背景区	44.8	264-11	异常区	112.3
264-6	背景区	23.0	264-12	异常区	217.5
			264-13	异常区	144.5
			264-14	异常区	234.0
			264-15	异常区	125.2
平均值		59.4	平均值		131.0

样品编号	位置	w(Cu)/(μg/g)	δ⁶⁵Cu/‰	2SD
264-1	背景区	69.2	-1.94	0.03
264-3	背景区	76.0	-0.82	0.00
264-7	异常区	68.4	-0.25	0.00
264-12	异常区	217.5	1.05	0.07
264-15	异常区	125.2	-5.01	0.06

铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源初探:以福建罗卜岭隐伏铜钼矿床为例

Preliminary Study on Anomalous Source of Surface Soils in Covered Area Traced by Cu Isotope: A Case Study in the Luobuling Concealed Cu-Mo Deposit, Fujian Province

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矿床名称	矿床类型	主要成矿岩体	具体岩性	矿石类型
罗卜岭铜钼矿^[28,33,44]	斑岩型浅成中-高温热液矿床	四坊岩体、罗卜岭岩体	花岗闪长岩、花岗闪长斑岩	以黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、铜蓝、斑铜矿、蓝辉铜矿、硫砷铜矿、方铅矿、闪锌矿为主,少量出露磁铁矿、赤铁矿
紫金山铜金矿^{[40,45⇓-47]}	高硫型浅成低温热液矿床	迳美岩体、五龙寺岩体、金龙桥岩体	似斑状碎裂中粗粒花岗岩、中细粒花岗岩、细粒花岗岩	以蓝辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿、明矾石为主,少量出露黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿
悦洋银多金属矿^[48⇓-50]	低硫型浅成低温热液矿床	迳美岩体、五龙寺岩体、金龙桥岩体	似斑状中粗粒花岗岩、中细粒花岗岩、细粒花岗岩	以黄铜矿、银金矿、金银矿、辉银矿、黄铁矿为主,少量出露斑铜矿、方铅矿
二庙沟铜金矿^[41,51]	高硫型浅成低温热液矿床	迳美岩体、五龙寺岩体、金龙桥岩体、潜火山岩	斑状碎裂中粗粒花岗岩、中细粒花岗岩、细粒花岗岩、英安玢岩、花岗斑岩	以黄铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、方铜矿、闪锌矿为主,少量出露锌砷黝铜矿、锡黝铜矿、辉钼矿、辉铋矿
龙江亭铜矿^[40,52]	介于高硫型与低硫型之间的浅成中-低温过渡型矿床	五龙寺岩体	中细粒花岗岩	以蓝辉铜矿、黄铁矿、斑铜矿、黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿为主,少量出露铜蓝、蓝辉铜矿
五子骑龙铜矿^[40,53]	斑岩型-高硫型浅成中-低温过渡型矿床	五龙寺岩体、四坊岩体	中细粒花岗岩、花岗闪长岩	以铜蓝、蓝辉铜矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、硫砷铜矿、黝铜矿为主,少量出露锌黝铜矿、硫锌锡铜矿、硫钨锡铜矿