内蒙古双尖子山银矿富硒硫银锡矿及共生富硒矿物特征及成因意义研究

Canfieldite is an important silver mineral and promising functional material due its semiconductor properties. Because of rare occurrence and small size of the canfieldite and the synthesis confined to the size of nanoscale, the crystal structure and the forming condition of canfieldite have remained unclear, but also the studies of Se-rich canfieldite is almost a gap. Based on the detailed fieldworks and ore petrography, this proposal will focus on the mineralogy and genesis of the Se-rich canfieldite and canfieldite, and associated Se-rich minerals by using the methods of EPAM, μ-XRD, FIB-SEM, SRF, LA-ICP-MS, which will reveal the compositions of Se-rich minerals, the composition and crystal structures of Se-rich canfieldite, the migration and substitution of Ag and Sn of Ag(Sn)-bearing minerals. Mineral phase diagram analysis combined with microthermometry of fluid inclusion will help understanding the forming condition of the Ag(Sn)-bearing minerals and Se-bearing minerals, and ore genesis of Shuangjianzishan silver deposit. The results will not only improve the studies of the structural mineralogy of canfieldite group and genetic mineralogy of Se-bearing silver minerals, but also carry great implications for ore genesis of Shuangjianzishan silver deposit.

硫银锡矿作为重要的富银矿物和半导体功能材料，其天然产出较少且粒度小，化学合成也仅限于纳米尺度，因此，该矿物的晶体结构和矿物形成条件一直悬而未决，而富硒的硫银锡矿亚类的矿物学研究也几乎空白。为了解决这些科学问题，本项目拟以内蒙古双尖子山银矿床中发现的富硒硫银锡矿和硫银锡矿及富硒共生矿物组合为研究对象，在详细的野外观测和室内矿相学研究基础上，使用电子探针、X射线微区衍射仪、双离子束扫描电镜、同步辐射光源、激光剥蚀等离子质谱仪等原位分析测试技术，测定富硒硫银锡矿和硫银锡矿的化学成分和晶体结构特征，富硒矿物组合的成分演化特征以及锡银元素的迁移和耦合特征。通过矿物成分相图分析和流体包裹体测温数据确定银锡矿物和富硒矿物组合的形成条件，进而揭示富硒的银矿物的成因和矿床成因特征。研究结果不仅能完善硫银锡矿类的结构矿物学研究和富硒的银矿物组合的成因矿物学研究，还能为双尖子山银矿床的成因研究提供依据。

本项目以内蒙古双尖子山银多金属矿为主要研究对象，在系统的野外地质工作的基础上，运用多种矿物学和地球化学分析测试手段，开展精细的矿物学研究，进而解决富硒硫银锡矿的晶体结构问题和矿床成因和深部找矿问题。通过电子探针分析，确定了矿床中银矿物种类和成分特征，特别是硫银锡矿明显存在早期富硒和晚期贫硒的特征。通过耦合FIB-TEM分析和X射线单晶衍射分析，准确测定出富硒硫银锡矿的晶体结构为斜方晶系，并不是所说的立方晶系，且硫银锡矿中部分Se元素呈有序替代S的位置，可能是新矿物相。通过EPMA和LA-ICP-MS对共生矿物组合开展微量元素含量和分布分析，表明黄铁矿、闪锌矿和方铅矿具有多期次的成分特征，揭示了闪锌矿中Sn和Ag的耦合替代机制，方铅矿中Ag和Bi的耦合替代机制，并有效的限定了Ag、Sn、Se等元素迁移、富集机制。通过系统的矿物组合分析，首次在双尖子山银矿体显著出现锡矿化特征，并在深部钻孔中发现了铜锡矿体。精细的矿物学研究表明深部的侏罗世的花岗斑岩与锡矿化密切相关，岩体出现一些列富锡的榍石、含锡金红石等副矿物。综上研究表明双尖子山不是简单的低温热液型银铅锌矿，还兼具中高温热液铜锡矿化特征，其深部和外围具有潜在铜锡找矿潜力。