论石英脉型与矽卡岩型钨矿床成矿流体的差异性

石英脉型与矽卡岩型是最重要的两类钨矿床,二者间存在密切的成因联系,均经历了同源碱长花岗岩岩浆分异演化至晚期形成的浆液过渡态流体,进而演化至热液阶段,但二者成矿地质特征不同,成矿流体的差异性明显。通过对湖南瑶岗仙石英脉型钨矿与杮竹园矽卡岩型钨锡多金属矿的对比性研究,发现这种差异性自岩浆晚期阶段就开始了,热液阶段差异性更加显著。脉型钨矿成矿物质和成矿流体具有较单一岩浆来源,无明显外来流体的加入。与花岗岩相比,云英岩中的熔流包裹体气液部分含量更高,逐渐向流体包裹体演化。钨矿化石英脉的流体包裹体均一温度主要集中于350~150℃,盐度2%~8%NaC leqv,变化范围小;流体富CO2,Na+/K+1,成矿环境偏酸性。除岩浆至热液演化过程外,热液阶段的演化进程不明显,没有经历明显的沸腾和系统的降温过程。包括花岗岩、蚀变岩、石英脉等,石英的δ18O值相似,成矿体系的水/岩比值较低。矽卡岩型钨矿的成矿花岗岩浆受碳酸盐岩同化混染的影响,Ca、S含量增高。与多成矿阶段相对应,成矿流体温度、盐度跨度大,均一温度550~100℃,盐度35%~2%NaC leqv。岩浆晚期阶段及矽卡岩阶段,发生于岩浆固结之前大规模隐爆作用,引起成矿流体的沸腾,进而导致流体的高盐度、低CO2、Na+/K+1。CO2的逸失提高了体系的pH值,弱碱性环境下发生广泛钾长石化,流体属岩浆水性质。退变质氧化物阶段,均一温度450~250℃,盐度15%NaC leqv,大气降水参与成矿体系导致温度、盐度迅速降低。流体中高度富含Ca2+,是导致大规模白钨矿沉淀富集的主要机制。硫化物阶段,均一温度250℃,盐度10%NaC leqv,成矿流体中来自大气降水比例进一步增加,导致温度、盐度进一步降低,成矿环境向弱酸性转变。引起两类钨矿成矿流体差异性的主要原因包括:岩浆性质略有不同;沉积岩围岩尤其是碳酸盐岩的影响;隐爆作用的剧烈程度不同。     

湖南瑶岗仙钨矿稳定同位素地球化学研究

瑶岗仙矿区拥有大规模脉型钨矿和矽卡岩型钨矿,以及中型铅锌矿床。石英脉型钨矿床脉体中的多阶段性、空间分带性均不明显,围岩蚀变规模小。矽卡岩型钨矿床蚀变规模大,多阶段,成矿温度跨度大,分带明显。石英脉型钨矿床硫化物δ34S=-2.6~3.9‰,平均-0.35‰,范围集中于0值附近,塔式分布;δ18O＝12.4‰~14.4‰,δD=-60‰~-54‰,δ18O值、δD值集中,变化范围很小。矽卡岩矿床δ34S=-1.3~3.6‰,平均0.99‰,略高于石英脉型钨矿床;石英δ18O＝1.5‰~11.7‰（杮竹园数据）,变化范围大。铅锌矿床δ34S=-2.9~1.4‰,平均-0.8‰,略低于钨矿;石英δ18O＝12.1‰~15.4‰,δD=43‰~51‰,变化范围更大。石英脉型、矽卡岩型钨矿和铅锌矿铅同位素组成范围相似,206Pb/204Pb=18.548~18.701,207Pb/204Pb=15.691~15.811,206Pb/204Pb=38.809~39.212。地质和S、Pb、H、O同位素研究说明,瑶岗仙矿区脉型钨矿与矽卡岩型钨矿床含不同的稳定同位素,显示成矿物质和成矿流体来源的差异性,成矿过程也不相同。脉型矿床成矿物质和成矿流体具体较单一的岩浆来源,没有明显的大气降水参与;而矽卡岩型矿床成矿物质主要来自于岩浆,也有沉积岩围岩的贡献,早阶段成矿流体来自于岩浆,中晚阶段有大量的大气降水参与成矿。与矽卡岩型钨矿床相比,脉型矿床成矿作用具有较低的水/岩比值。铅锌矿的地质地球化学特征更加相似于矽卡岩外围的分带形成的铅锌矿,即铅锌矿化属于矽卡岩演化至硫化物阶段的成果,而与石英脉型钨矿床无明显关系。     

湖南瑶岗仙石英脉型钨矿床成矿系统

湖南瑶岗仙石英脉型钨矿床是南岭成矿带具有代表性的矿床。长期以来,对脉型钨矿床的成矿岩体特征及各种不同类型矿化的空间与演化关系一直存在争论。文章以瑶岗仙石英脉型钨矿床为研究对象,在野外地质调查的基础上,针对成矿岩体、含钨石英脉及与之相关的矿化开展地质地球化学研究工作,探讨了岩浆-热液演化过程中形成的各类矿化现象,从而建立了脉型钨矿床成矿系统。在瑶岗仙钨矿床中,成矿地质体即成矿花岗岩为碱长花岗岩,主要矿化类型包括岩浆岩型、云英岩析离体、云英岩脉、石英脉和毒砂黄玉层等,分布于岩体顶部接触带附近。成矿作用可划分为岩浆晚期阶段、岩浆热液过渡阶段、岩浆期后热液阶段,岩浆岩型矿石形成于岩浆晚期,云英岩析离体和云英岩脉等形成于岩浆-热液过渡阶段,石英脉和毒砂黄玉层主要形成于热液阶段,岩浆阶段→热液阶段的演化是连续的。成矿花岗岩侵位深度约为2~3 km,提供了主要成矿物质与成矿流体。成矿系统相对封闭,外来成矿物质和流体较少,含钨石英脉主要以快速充填的形式形成于岩浆固结之后。瑶岗仙矿床含钨石英脉控制垂深达1300 m,"五层楼"垂向分带不明显,顶部未出现细脉带和线脉带,而在石英大脉的顶部出现横向交代形成的毒砂黄玉层。研究表明,瑶岗仙矿区脉型钨矿床成矿系统保存较完整,代表系统顶部的毒砂黄玉层保存完好,剥蚀水平正好达到岩体顶部。     

石英脉型钨矿成矿研究进展

我国钨矿的储量、产量、消费量和出口量均处于全球领先地位,尤其是石英脉型钨矿床研究成果最为丰富。本文通过大量查阅国内外有关石英脉型钨矿的文献资料,对石英脉型钨矿的成矿研究成果和观点进行综合评述。石英脉型钨矿在我国各个成矿带均有分布,其空间分布和区域构造单元息息相关,所处的区域构造活动一般都很强烈,经历多次叠加构造运动。钨矿床产在震旦寒武系地层中,特别是在寒武系地层最多。成矿物质主要来源是岩浆热液,岩浆活动频繁为成矿热液的形成创造了必要的前提条件,但也有部分成矿物质源于围岩。石英脉型钨矿成矿模式以"五层楼+地下室"成矿模式最具影响力和实际意义,开创了模式找矿的先河。     

赣南地区石英脉型钨矿成矿流体特征

赣南是我国钨矿床最密集的地区,尤以石英脉型钨矿最为发育。本文通过分析近年来该区石英脉型钨矿流体包裹体类型、流体包裹体特征、显微测温、激光拉曼光谱等方面的最新成果,结合碳、氢、氧及锶同位素的研究成果,探讨赣南石英脉型钨矿的流体特征,重点探讨石英脉型钨矿形成过程中的流体演化。认为赣南石英脉型钨矿成矿流体主要来源于岩浆水,流体演化始于高温高盐度的岩浆—热液过渡阶段,与黑钨矿沉淀密切相关的流体温度主要集中于260~360℃,盐度主要集中于4~9wt%NaCl eq.,属中—低盐度、富含SiO_2、挥发组分及多种成矿元素的热液体系;矿质主要以流体沸腾和混合作用为主,自然冷却仅为少数矿床的主要矿石沉淀机制。     

南岭东段岩前矽卡岩型钨矿成矿流体研究

南岭东段以石英脉型钨矿集中产出而闻名于世,岩前钨矿是该地区新近发现的中型矽卡岩型钨矿。本文在详细矿床地质和成矿期次研究基础上,对矽卡岩型矿体各成矿阶段的代表性矿物石榴子石、白钨矿、石英、方解石及矽卡岩附近白钨矿 黑钨矿石英脉中石英的流体包裹体进行了系统的岩相学、显微测温、激光拉曼光谱分析和氢氧同位素地球化学研究。岩前钨矿流体包裹体类型主要为富液相两相水溶液I型包裹体和含CO2三相水溶液Ⅳ型包裹体,石榴子石和石英中I型包裹体中偶见子晶。白钨矿 黑钨矿石英脉中的石英相比矽卡岩型矿体中的石英具有更多的Ⅳ型包裹体。早期矽卡岩阶段的流体参数为温度300~510℃、压力32~108 MPa、平均盐度7.64%、平均密度0.69g/cm3,白钨矿主成矿阶段(晚期矽卡岩阶段)的流体参数为温度230~300℃、压力21~64 MPa、平均盐度6.99%、平均密度0.87g/cm3,石英 硫化物 碳酸盐阶段的流体参数为温度100~230℃、压力10~62 MPa、平均盐度5.81%、平均密度0.95g/cm3。白钨矿 黑钨矿石英脉的形成温度集中于110~320℃,其上限高于矽卡岩型白钨矿的温度上限,推断石英脉型黑钨矿形成温度更高。岩前钨矿成矿流体在从高温至低温的演化过程中,盐度逐渐降低、密度逐渐增大、压力逐渐降低,整体为低盐度、低密度的流体。氢氧同位素分析表明,成矿流体来源主要为岩浆水,晚期有少量大气水的加入。岩前钨矿成矿机制主要包括流体不混溶作用、流体与围岩相互反应、流体自然冷却、流体混合和压力下降,其中以CO2逸失为特征的流体不混溶作用为重要的成矿机制。岩相学观察、显微测温、激光拉曼光谱分析证实了矽卡岩型矿体及白钨矿 黑钨矿石英脉中石英的包裹体中都含有CO2。I型包裹体与Ⅳ型包裹体共存、高盐度包裹体与低盐度包裹体共存及部分I型包裹体中含子晶证明岩前钨矿成矿过程中存在流体不混溶作用。成矿过程为：成矿初期,岩浆上侵分异出富钨岩浆热液,热液与碳酸盐质围岩发生了剧烈的接触交代作用,引起了围岩中Ca2+的释放以及pH和氧逸度的升高,同时发生了大规模隐爆作用并导致了CO2流体不混溶作用。CO2参与形成了可作为W运移载体的碱金属水溶液,另外其逸失导致pH升高和氧逸度降低。成矿初期的含矿热液为高温、高压、高盐度、富钨、富钙、富挥发份、pH相对较高、偏还原之后偏氧化的流体,在温压下降及氧逸度降低的条件下白钨矿大量沉淀。白钨矿 黑钨矿石英脉由于靠近矽卡岩,所以热液中含Ca2+,但Ca2+的含量还不足以形成单一的白钨矿,所以出现了白钨矿和黑钨矿共存。对岩前钨矿成矿流体的研究进一步厘定了该区矽卡岩型钨矿的成因机制,同时有益于拓展南岭东段钨矿的找矿方向。     

“带外脉式”钨矿床成矿模型——以湖南白云仙钨矿田头天门矿床为例

石英脉型钨矿床是南岭钨矿成矿带的主要矿床类型,含钨石英脉产于成矿花岗岩顶部的接触带附近,其中"带外脉式"的石英脉几乎全部产于接触带外侧。湖南白云仙钨矿田头天门钨矿床发育较完整的"带外脉式"钨矿矿化组合和空间分带,主要矿化类型包括花岗岩型和石英脉型,前者分布于岩墙上部,后者发育于上方外侧的砂岩中。笔者研究了头天门钨矿床中花岗岩和各类矿体的地质地球化学特征,探讨了岩浆演化与钨的富集成矿过程。提出头天门钨矿床粗粒斑状黑云母花岗岩→细粒碱长花岗岩岩株→岩墙→云英岩化花岗岩→云英岩→石英脉的岩浆-热液演化-成矿全过程,成矿流体表现出"上液下浆"的分带特点。在岩墙形成前的演化过程中,成矿元素的富集主要受岩浆晚期分异作用的制约,岩墙之后的演化则主要受热液作用的影响。成矿地质体为细粒碱长花岗岩岩株以及上部的岩墙。建立了带外脉式型钨矿床成矿模型,形成机制主要为:在岩浆固结之前,岩浆中的挥发分和H2O在岩体顶部聚集引起围岩破裂,岩浆充填形成岩墙,挥发分和成矿物质在岩墙上部聚集形成花岗岩型(云英岩型)钨矿,并在外侧形成石英脉型钨矿。     

湖南城步县金水铜矿地质特征及成因探讨

金水铜矿床受构造控制,热液成矿标志明显。依据成矿地质背景及矿床地质特征、硫同位素和流体包裹体特征等研究认为,成矿物质来源深部,成矿作用具多阶段,成矿流体具热卤水性质;矿床初步确定为岩浆期后热液脉型铜矿床。     

北衙金矿多期热液成矿作用识别:来自地质、岩相学、流体包裹体和H-O-S同位素证据

北衙超大型金矿床是三江特提斯成矿域中喜山期斑岩-矽卡岩型矿床的典型代表,长期以来大量研究均围绕斑岩-矽卡岩成矿作用开展并取得了丰硕成果,然而对于北衙金矿是否存在多期热液成矿作用尚不明确。本次研究基于详细野外调查、岩相学与矿相学研究,流体包裹体显微测温及成分分析、H-O-S同位素分析等多种手段,识别了北衙金矿成矿晚期存在新一期热液成矿事件。主要证据如下:(1)野外调查发现北衙金矿发育NW向陡倾断裂控制的石英多金属硫化物脉,其切割矽卡岩矿体与矽卡岩晚期石英硫化物矿脉;(2)本次研究矿脉中原生流体包裹体类型主要为富CO_2三相水溶液包裹体、含CO_2三相水溶液包裹体及气液两相水溶液包裹体,而矽卡岩晚期硫化物脉中除上述三种类型外还发育含子晶三相水溶液包裹体;(3)成矿流体均一温度分布范围为204～426℃,盐度为1.0%～14.2%NaCleqv,整体表现为中高温、中低盐度的NaCl-CO_2-H_2O流体体系,而矽卡岩晚期硫化物脉成矿流体体系具有中温、中高盐度的特征;(4)该矿脉中石英的δ~(18)O、δD范围分别为7.5‰～9.4‰与-102.0‰～-75.0‰,指示岩浆水来源,而矽卡岩晚期硫化物脉具有岩浆水和大气水混合来源。本次研究的多金属硫化物矿脉δ~(34)S值范围为-0.97‰～1.40‰,与矽卡岩期和矽卡岩晚期硫化物脉中黄铁矿S同位素一致,表明多期矿化成矿物质均具有幔源贡献。结合北衙矿集区成岩成矿动力学背景,推测始新世大规模地壳拆沉、软流圈上涌导致的强烈的壳幔相互作用可能是北衙金矿多期成矿作用的诱因。     

大兴安岭南段热液脉状矿床的流体包裹体和稳定同位素特征:对矿床成因的启示

大兴安岭南段发育大井、双尖子山、布金黑、拜仁达坝、维拉斯托等多个具有典型后生特征的热液脉状铅锌银锡多金属矿床。为了查明上述矿床在成矿流体、成矿物质等方面的特征与差异,进而总结大兴安岭南段热液脉状矿床成矿作用特点,本次研究在野外地质调研的基础上,对上述矿床进行了流体包裹体、激光拉曼和氢氧硫同位素的研究,并取得了如下主要的认识:(1)双尖子山银多金属矿床成矿流体属简单盐水体系热液,维拉斯托和布金黑矿床成矿流体属富碳质盐水体系热液,而大井铜矿成矿流体则为含子矿物的不均匀盐水体系热液;(2)大井、布金黑、拜仁达坝和维拉斯托等矿床早期成矿流体均来自于岩浆热液,但布金黑、拜仁达坝和维拉斯托矿床成矿流体在运移过程中明显地受到了大气降水和地层中有机质的影响;(3)大兴安岭南段多数热液脉状多金属矿床矿石硫同位素δ34S值具有岩浆来源特点,个别矿床硫同位素δ34S值偏高可能是由复杂的岩浆源区性质及地层硫混入所引起。总的来说,大兴安岭南段不同热液脉状矿床在物质来源和流体演化方面的差异明显,而这也体现了该区中生代热液成矿作用的多样性和复杂性特点。     

从系统理论看现代水文地质学的几个基本概念

以系统理论的基本原理为出发点,结合大量的研究实践,对现代水文地质学的一些基本理论作了剖析,提出了新的看法,概括出三个水文地质学的基本概念,即“水文地质系统”、“水文地质结构系统”、“地下水系统”。还重点强调了水文地质结构系统理论的意义。另外,建立一个统一的,适用于生产实践的理论体系亦是本篇探讨的主要目的。     

黑河下游额济纳盆地地下水系统划分

地下水系统的划分对于深入分析地下水的形成条件,揭示地下水的循环演化规律,进行区域地下水资源评价和规划具有重要的理论和现实意义。在论述地下水系统的有关概念及划分方法的基础上,以西北典型内流盆地黑河下游额济纳盆地为例,对地形地貌、区域地质背景及系统内含水层和水流场进行分析,从中提取依据,确定系统边界,划分地下水系统,划分出4级系统,包括2个地下水亚系统(二级系统)、4个子系统(三级系统)。     

Gravito-electrodynamics and the structure of planetary ring systems

Recent spacecraft observations of the Saturnian and Jovian ring systems have highlighted a plethora of interesting new phenomena associated with those regions containing fine (micron and sub-micron sized) dust. Recognizing that these dust grains, by virtue of being immersed within the planetary magnetospheres, are electrostatically charged to the point that they experience comparable gravitational and electric forces, a new “gravito-electrodynamic” theory has been developed to describe their dynamics. This theory has been successful in explaining all these phenomena in a systematic way. In this review, the basic model and its range of validity are outlined, and its application to the Saturnian and Jovian ring systems are discussed.     

论生态地质环境系统与综合性生态环境地质调查

本文探讨“生态地质环境系统”的基本概念,从环境地质学的观点出发,把地质环境作为一个独立的非生物系统,在自然生态环境与社会生态环境双重影响下,研究地质环境与人类生存环境之间的关系,即生态地质环境系统。作者建议把传统的水文地质,工程地质,以及灾害地质,城市地质,农业地质等内容,概括的通称为生态环境地质,并把生态环境地质调查,作为国家基础性工作之一,列入国土资源大调查的计划。     

青海东昆仑纳赤台群基质系统与外来系统的关系

以野外地层观察与测量的客观地质事实为依据，论述了东昆仑地区纳赤台群的岩性特征和内部岩层存在的3种主要接触关系，进而进一步证实该群存在着基质系统和外来系统两大系统，二者并非连续沉积和同期产物。     

华南陆块陆内成矿作用的一些科学问题

华南陆块由扬子地块和华夏地块组成,是全球罕见的世界级多金属成矿省,成矿潜力巨大。华南陆块的形成和演化,受到了很有特色的陆内大陆动力学过程的影响,其中的晚古生代地幔柱成矿系统、中生代大面积低温成矿系统、中生代大花岗岩省成矿系统等陆内成矿系统,在全球背景中很有特色,是全球研究陆内成矿作用的理想基地。对华南陆块地质历史时期的大陆动力学过程如何制约上述成矿作用的发生,以往已开展不同程度的研究并取得重要成果。笔者在论述这些研究进展的基础上,提出了三大成矿系统需要进一步研究的一些科学问题。     

流域科学研究中的观测和模型系统建设

流域是地球系统的缩微,是自然界的基本单元。流域科学从基础研究角度可以被看作是地球系统科学研究方法在流域尺度上的具体体现;从流域综合管理的应用角度看,流域科学是在流域尺度上通过对自然资源和人类活动的优化配置而为可持续发展服务的应用科学。流域观测系统和模型系统的建设是发展流域科学的前提。提出了建立遥感—地面观测一体化的、覆盖流域能水和生物化学循环及社会经济活动的流域观测系统的设想,规划了系统各组成部分,以高效、高分辨率、高精度、多尺度、集成和现代化为流域观测系统的基本衡量准则。流域模型系统可概括为“水—土—气—生—人”集成模型的发展,[JP2]应该科学目标和流域管理目标并重,既要发展具有综合模拟能力的流域集成模型,也要建成流域水土资源和社会经济资源可持续利用决策支持系统。流域集成模型应由分布式水文模型、陆面过程模型、地下水模型、渠系模型、动态植被模型和社会经济模型构成。     

塔里木地块与古亚洲/特提斯构造体系的对接

塔里木盆地为环形山链所环绕,北缘为古亚洲体系的天山弧形山链,南缘为特提斯体系的西昆仑-阿尔金弧形山链。自新元古代晚期以来,塔里木地块及周缘地区经历了古亚洲洋盆和特提斯洋盆的开启、俯冲、闭合以及微陆块多次碰撞造山,发生多期的构造、岩浆及成矿作用。特别是受印度/亚洲碰撞(60~50Ma)以来的近程效应和远程效应影响,使塔里木盆地周缘发生强烈的隆升、缩短及走滑变形,形成了现今复杂的环型造山系,完成了古亚洲体系和特提斯体系与塔里木地块的最终对接。塔里木地块与周缘两大构造体系的焊接是从早古生代开始的。研究表明,早古生代末期塔里木已与西昆仑-阿尔金始特提斯造山系链接一起。此时,塔里木地块东段与中天山增生弧地体碰撞,而西段在晚古生代与中天山增生弧地体碰撞。塔里木盆地周缘早古生代造山系中存在早古生代中期和早古生代晚期的两次造山事件,致使塔里木盆地内映现两个早古生代构造不整合面:晚奥陶世-志留纪之间的角度不整合和中晚泥盆世与早古生代之间的角度不整合。塔里木盆地早古生代的古地理、古环境和古构造研究表明,塔里木早古生代台地位于盆地的中西部,盆地东部为陆缘斜坡和深海/半深海沉积盆地,与南天山早古生代被动陆缘链接。印度/亚洲碰撞导致塔里木盆地西南缘的喜马拉雅西构造结的形成与不断推进,使特提斯构造体系与古亚洲构造体系在西构造结处靠拢及对接,终使塔里木盆地最后定型。     

断陷盆地油气汇聚体系与层序地层格架之间的关系研究

上篇文章介绍了油气汇聚体系的概念和类型,油气汇聚体系的类型和级别在很大程度上与层序格架的特征、级别有很大关系,本文的目的旨在讨论层序格架中油气成藏单元与层序级次之间的关系,在此基础上,通过建立不同级别的层序地层格架,结合储层的分布和构造断裂等因素,预测油气的汇聚特征     

新时代城市地质工作战略思考

中国共产党“十九大”提出了满足人民美好生活、人与自然和谐共生的目标,而现有城市地质工作体系不论从理论技术还是理念上,都难以满足服务“绿色、低碳、循环、安全、集约、智慧”城市发展需求,需要建立适应城市发展要求的新时代城市地质工作体系。我国现有城市地质工作经历了2003年以前单要素调查、2003以来多专业综合地质调查两个阶段,虽然在一定程度上服务了城市建设,但尚不能满足新时代城市国土空间立体可持续开发的需要。本文在全面分析国内外城市地质工作现状和存在问题的基础上,对新时代城市地质工作进行战略思考,提出建立以地球系统理论为指导,以多场扰动再平衡、全空间资源与环境评价以及空间资源协同规划等理论为基础的城市地质学理论体系;建立包括1项调查、3项评价、1套监测系统、1套信息系统的“1311”城市地质工作体系;提出新时代城市地质工作新机制。