“长江中下游成矿带典型铜矿床的铜同位素示踪方法应用研究”项目为中国地质调查局2014年新开工作项目。由中国地质科学院国家地质实验测试中心组织实施,中国地质调查局南京地质调查中心承担隶属于地质实验测试技术研发示范与应用计划项目的子项目。
目前该项目进展顺利,完成了样品前处理方法文献调研30篇;铜矿物提取、分离及效果评价实验10次;典型铜矿床考察2个;铜同位素样品测试150件。
项目前后3次分赴江西德兴和安徽冬瓜山采集样品,共收集样品190余件,其中德兴铜矿90余件(水样42件,固体样48件)、冬瓜山铜矿109件(水样36件,固体样72件)。铜同位素样品前处理已完成160余件,测试140件,测试数据质量整体优良,分馏现象显著,具有良好的示踪效果和指示意义。项目主要取得以下进展:
1. 德兴铜矿的不同含铜单矿物的铜同位素分馏效应明显,与已发表铜矿床δ65Cu值(多数在±2‰之间)相比,固体样(矿石、沉积物)的δ65Cu为-4.04‰~6.23‰,具有相对较宽的分馏范围,说明项目在设计时采用的研究目标和技术方法可行,这为矿床建立基于铜同位素的成矿模式奠定良好基础。
2. 采自德兴铜矿的断层裂隙水及周边水系样,其δ65Cu变化范围为-5.85‰~19.07‰,具有较广的分馏范围,这也是到目前之止,含铜水系在矿床上应用所发现的最大的分馏效应。
3. 德兴铜矿水系的铜同位素变化特征具有如下特点:矿区内的δ65Cu值大于矿区外的;随着搬运距离的不断增大,δ65Cu值不断降低;流经隐伏矿所在地的δ65Cu往往会出现“突跳”的变化特征;水系沉积物δ65Cu值大于流经水体的δ65Cu值,暗示流体在运移过程中发生“络合”沉淀作用;不同支流交汇后,其δ65Cu值趋平均,但更偏向贡献量更大的一端。
4. 德兴铜矿和冬瓜山铜矿的矿石样的δ65Cu具有如下特点:δ65Cu斑铜矿大于δ65Cu黄铜矿 ; 冬瓜山铜矿δ65Cu变化范围大于德兴铜矿的δ65Cu,暗示矽卡岩型可能具有更大的δ65Cu分馏效应;不同含铜矿物组合具有明显不同的δ65Cu。