Metallogenic Element Geochemistry Characteristics and Genesis of the Zhuxi Copper-Tungsten Polymetallic Deposit, Jiangxi Province Base Using XEPOS X-ray Fluorescence Spectrometry
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摘要: 江西朱溪铜钨矿是近年新发现的一个以钨铜为主的多金属大型至超大型矿床，成矿潜力巨大，但目前仅对矿床地质特征等有所研究，研究程度较低，因此急需对矿床成因类型、地球化学特征等进行深入研究。本文对铜钨矿体钻孔岩芯样品进行直接粉末制样，应用XEPOS型偏振激发能量色散X射线荧光光谱仪分析主量元素(SiO2、CaO、MgO)，微量元素(Cu、W、Zn、Ag)的含量，研究朱溪矿区成矿元素的地球化学特征。结果表明，主量元素SiO2、CaO、MgO交代作用显著，SiO2和CaO呈“对顶”之势；微量元素Cu、W、Zn、Ag等含量随深度增加呈波状起伏是受构造控制的岩层交代的明显特征，且Cu、W在空间上有中间高、两边低的分布特征。这些元素的变化趋势均表明该矿体属于交代成因，而元素的变化反映到矿物组合也说明成矿物质来源与花岗岩、花岗斑岩、花岗岩闪长岩等有关。本文的研究成果可为进一步勘探工作与成矿预测提供理论依据。Abstract: The Zhuxi deposit is a new discovery of copper-tungsten dominated large-super-large ore deposit with great mineralization potential situated in the Zhuxi Area, Jingdezhen City, Jiangxi Province. However, present research is somewhat limited for some of the geological characteristics. Further study on genetic types and geochemical characteristics for this deposit is necessary. A bench-top type Polarized Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer, coupled with directly pressed powder samples has been used to analyze drill core samples of the Cu-W ore body. The instrument used in the experiments has a high detection ability for measuring major elements (SiO2, CaO and MgO) and trace elements (Cu, W, Zn and Ag), compositions with low detection limit, small error, good stability and other characteristics. The experimental results show that the major elements of SiO2, CaO and MgO have strong metasomatism characteristics. The SiO2 and CaO have a negative correlation. Trace elements Cu, W, Zn and Ag also exhibit symbiotic features, and Cu, W contents are high in the middle and low on both sides spatially. All evidence explains the metasomatism characteristics controlled by structures. The element variations and related mineral compositions also indicate that ore-forming materials were derived from granodiorite, porphyry, granite porphyry and diorite. These results provide a theoretical basis for mineralization forecast and further exploration goals.
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不知你是否有过这样的经历，终于得到那本向往已久的好书，或是觅得那张曾经深深触动你的CD，你是即刻拆封？还是放进书包带回家，等外界嘈杂喧嚣退去，静候自己那颗久别重逢的心都准备好了，才打开来细细品读或是聆听？
上大学时，笔者第一次听到了德沃夏克的第九交响曲“自新大陆”。乐中蕴含着一股强大而内敛的力量，气势恢弘，充满自信与自豪，是充满生机的号角和热血生命的召唤，让当时年轻的心澎湃不已，至今不能忘怀。那个时候有年轻的心，有远方的梦，在时间和生命的轨迹上自由地延伸。自那时起，找寻和聆听这首交响曲，就成了心中一份默默的寄托。不知等了多少年，终于觅得了这一珍贵CD。当时拿到CD，真恨不得马上回家就听。然而，真正回到家，却总也不敢拆开那精美的包装，担心里面那颗澎湃的心所掳掠的这么多年的找寻和期待稍纵即逝，或流于指缝，或散于世俗。要重温这张CD，必须有一种“仪式”：最悦耳的音响，最静谧的夜，最清澈的星空……，只有这个时候，再奏响这火红的乐章，才能让心在足够的宁静中再一次澎湃，让灵魂再一次感受久违的呼唤与震撼。穿越这数十年的流觞，与那个年轻的自己一起，坐在大学校园的静夜里，沉醉、省思和积淀。这一等，就又是十年。
如果说科学和艺术是一双智慧和反智慧的孪生体，那么这样的“反”中，必然免不去这诸多的“同”。不久前看到一段话，大意是说，只会开卷勤读，不会掩卷悲喜，这一生就算做到中文系教授，也不过是一个文学的绝缘体。对于搞科研的人来说，这掩卷后的触动和省思更为重要。没有这点滴的“省”，你不仅会渐渐绝缘于真正意义上的科研，甚至也绝缘于自己———你永远无法体验多年后与曾经的自己再一次邂逅的快乐。2013年在《岩矿测试》上发表的文字，既有踏雪寻梅，一层一层曲折着向科学深处走去的探索，又有山重水复疑无路的回转，以及攻克了诸多技术难题的实验新作。邈远空茫之处，探寻的精神与攻克难关的乐趣尽显。
“氧同位素在岩石成因研究中的新进展”一文（Vo1.32，No.6，p841－849），初看似如入云山雾海，那些氧同位素组成的变化和分馏效应的差异，如何用来识别不同来源、不同期次岩石的形成、混染和演化？技术手段的改变，又如何否定了前人的假设与假说，导致了多种岩石成因学说的进步？层层叠叠，庐山面目不得识。然而这反倒促使你静下心来，仔细阅读，去理解科学道理与自然规律的天然自成。自然之美在这里一览无余。也不得不使你感受到作者对于该门学科独到的思辨与洞察。
“应用纤维素示踪北京市PM2．5天然植被排放来源的研究”（Vo1.32，No.5，p738－746）实在是一篇需要推荐给大家去读的文章。现在举国上下，直至欧美诸国，都在广泛谈论PM2．5与北京和全国各地的雾霾。当北京重度污染的时候，还会收到国际友人的邮件关注。印象中，我们谈论的雾霾来源都是工业污染、沙尘，甚或汽车尾气。然而，该文作者们通过精巧的设计和实验方法的改进，通过与国外文献的方法及数据对比，表明在北京，天然植被排放量占据了PM2．5质量浓度的1．37％的份额，天然植被排放源对有机碳的最大贡献可达9．2％，天然植被排放成为北京市PM2．5重要来源之一。该研究与我们大家的生活息息相关，其重要性和科学意义不言而喻。
微区定量分析中，标准物质的缺乏是其重要制约因素之一。标准物质与待测样品基体的不一致是分析误差的主要来源。“激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析石笋样品中多元素比值及45种元素含量”（Vo1.32，No.3，p383－391）一文，在实验与方法上，采取了一系列富有创意的、绕口令一般的“桥梁”设计，有效地避免了碳元素无法准确检测的问题，获得了与Ca内标法相匹配的校正结果。“磷灰石Sr－Nd同位素的激光剥蚀－多接收器电感耦合等离子体质谱微区分析”（Vo1.32，No.4，p547－554）研究中，作者们不仅进行了深入的研究，还详尽地进行了国内外方法与数据的比较，佐证了所建方法的先进性和可靠性。这一点十分值得推荐，这样做也需要有渊博的学识、扎实的功底和探求真知的勇气。一年来，这样的研究还有很多……
这些文字，或充满丰富的奇思妙想，或构思着精巧的实验设计，智慧、坚韧与探求，无不浸润在文中的字里行间。
于是，就想，一定要集撰这样一本好书，也一定会有这样一卷好书，在星星聚齐的时候，我们一起开卷细品，掩卷遐思！
主编：罗立强
2013年10月26日
于北京
致谢: 本研究工作得到了江西省地质矿产勘查开发局九一二大队冯毅、魏锦、舒立旻等同志为野外工作和钻孔等资料提供的诸多方便，同时也获得桂林理工大学地球科学学院刘战庆博士和江西省地质调查研究院胡正华博士的指导和帮助，在此一并表示谢忱。 -
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图 1 朱溪地区地质简图(据江西省地质矿产勘查开发局九一二大队，有修改)
1—第四系；2—上三叠统安源群；3—上二叠统长兴组；4—上二叠统乐平组；5—下二叠统茅口组；6—下二叠统栖霞组上段；7—下二叠统栖霞组中段；8—下二叠统栖霞组下段；9—上石炭统船山组；10—上石炭统黄龙组；11—中元古界双桥山群；12—花岗闪长斑岩；13—闪长玢岩；14煌斑岩；15—绿色蚀变带(阳起石透闪石化)；16—大理岩化；17—实测及推测地质界线；18—推测压性断层；19—实测压性断层；20—压扭性断层；21—向斜及倒转背斜；22—铜矿体；23—不整合界线。
Figure 1. Simplified geological map of Zhuxi mining area
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图 2 朱溪矿区42号勘探线地质剖面图
Figure 2. Geological general drawing of No.42 exploration line in Zhuxi mining area
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图 3 ZK4209钻孔中SiO2、MgO、CaO含量随深度变化的曲线
Figure 3. The changes of SiO2, MgO, CaO content with depth in ZK4209 drilling core
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图 4 (a)和(b)：Si、Ca的“对顶”之势(上)和SiO2含量的动荡下降；(c)和(d)：Mg和Ca的含量随深度互补的变化
Figure 4. (a)and(b)：The opposite situation of Si and Ca(up)and the turmoil decline of SiO2 content，(c)and(d)：Complementary to the change of the Mg and Ca content with depth
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图 5 不同钻孔中SiO2与主要氧化物Fe2O3(a)、MgO(b)、MnO(c)、CaO(d)的图解
Figure 5. Correlation of SiO2 and major oxides Fe2O3(a), MgO (b), MnO (c), CaO (d) in different drilling holes
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图 6 不同钻孔中铜和钨含量的变化
Figure 6. The change of Cu and W content in different drilling holes
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图 7 不同钻孔中锌和银含量的变化
Figure 7. The change of Zn and Ag content in different drilling holes
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图 8 不同钻孔中钨与其他成矿元素含量的变化相关性
Figure 8. Changes in the content of W and other ore-forming elements in different drilling holes
表 1 偏振激发-能量色散X射线荧光光谱法分析地质样品的测量条件
Table 1 Instrument conditions for geological sample measurement by EDXRF
测量元素 X光管条件 二级靶
(偏振靶)测量时间t/s U/kV i/mA Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，As，Se，Br，Rb，Sr，Y，Hf，Ta，W，Bi，Tl，Pb，Th，U 40 1.0 Mo 200 Zr，Nb，Mo，Ag，Cd，In，Sn，Sb，I，Cs，Ba，La，Ce 60 0.66 Al2O3 220 K，Ca，Sc，Ti，V，Cr，Mn 25 1.6 Co 200 Na，Mg，Al，Si，P，S，Cl 25 2.0 Pa 100 注：Pr、Hf、Ta、W、Bi、Tl、Th、U等元素采用Lα线，Pb采用Lβ1线，其他各元素均采用Kα线进行分析。 
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表 2 朱溪矿区42号勘探线钻孔岩芯样品主量元素分析
Table 2 Analytical results of major elements from drilling core samples of No.42 exploration line in Zhuxi mining area
钻孔编号 样数/个 采样深度/m w(SiO2)/% w(MgO)/% w(CaO)/% 含量范围 平均值 含量范围 平均值 含量范围 平均值 ZK4207 72 528.3~1044.8 0.05~81.92 21.86 1.14~30.35 16.87 3.79~52.89 30.97 ZK4208 94 78.5~1400.1 0.03~76.62 20.98 1.22~28.17 12.49 1.42~56.4 37.76 ZK4209 153 74.5~163.2 0.02~80.38 28.61 0.57~29.59 13.58 0.37~57.22 31.68
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表 3 朱溪矿区42号勘探线钻孔岩芯样品成矿元素分析
Table 3 Analysis results of primary ore-forming elements from drilling core samples of No.42 exploration line in Zhuxi mining area
钻孔编号 样数/个 采样深度/m w(Cu)/(μg·g-1) w(W)/(μg·g-1) w(Zn)/(μg·g-1) w(Ag)/(μg·g-1) 含量范围 平均值 含量范围 平均值 含量范围 平均值 含量范围 平均值 ZK4207 72 528.3~1044.84 3.1~12090 640.66 6.2~11950 709.97 103.8~56040 2957.53 0.6~289.2 20.23 ZK4208 94 78.5~1400.13 7.7~38900 1052.54 2.2~33510 1966.27 10.7~11440 699.53 0.6~288.5 18.84 ZK4209 153 74.5~163.2 1.2~8633 499.43 2.5~32780 1896.31 11~18620 646.37 0.5~133.1 7.85
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