成矿环境中的高密度碳质流体:以阿尔泰南缘为例

碳质流体(CO2-CH4-N2体系流体)常见于地幔橄榄岩和下地壳麻粒岩中。近期研究表明,阿尔泰南缘晚古生代成矿环境中的碳质流体极为丰富,不仅在造山型金矿中赋存大量与成矿有关的碳质流体,而且在VMS型矿床中也存在同造山期的变质碳质流体。由共生的富CO2包裹体(LCO2-LH2O型)和H2O-CO2包裹体(LH2O-LCO2型)的均一温度推测,造山型金矿的碳质流体捕获温度大于254～394.5℃,压力大于150～320MPa;VMS矿床的变质碳质流体捕获温度大于209～430℃,压力大于180～300MPa,两者具相似的捕获温度压力条件。碳质流体的捕获温度压力条件与变质相带相平衡计算的变质温度、压力范围相当。碳质流体源于区域变质作用,并参与了与造山型金矿有关的构造-变质-流体-成矿作用和对VMS型矿床的变质改造作用。     

阿尔泰大东沟铅锌矿的碳质流体及其成因

大东沟铅锌矿是阿尔泰南缘泥盆纪克朗火山-沉积盆地的块状硫化物矿床之一,在石炭—二叠纪同造山的区域变质过程中,受到热液叠加改造作用,层状铅锌矿体发育脉状石英和矿化。本文对阿勒泰大东沟铅锌矿区石英脉中的包裹体进行了详细的岩相学和显微测温研究,估算出包裹体形成时的物理化学条件,并采用激光拉曼、同步辐射X射线荧光(SRXRF)对流体包裹体进行了成分测试。结果显示,石英脉中的包裹体主要为碳质流体包裹体,多以面状、带状分布,最低捕获温度在209～459℃之间,密度为0.75～1.15g/cm3,最低捕获压力在110～540MPa之间。初步研究表明碳质流体的来源与同造山的变质作用有关,而与海底喷流沉积无关。激光拉曼测试结果表明包裹体气液主要成分为CO2和N2。SRXRF测试碳质包裹体中金属微量元素显示低Cu、Zn、Pb,而富集Au。     

新疆阿尔泰萨热阔布-铁木尔特地区两类矿化及成因

新疆阿尔泰南缘萨热阔布-铁木尔特一带的矿床均赋存于下泥盆统康布铁堡组的变质岩系中。早泥盆世的海相火山形成了Zn--Pb ( Cu) 矿化,晚泥盆世--早石炭世的碰撞造山相应形成了Cu--Au 石英脉矿化; 前者以铁木尔特VMS 型Zn--Pb ( Cu) 矿床为代表,后者以造山型萨热阔布金矿为代表,与造山有关的脉状矿化还叠加在铁木尔特等VMS 矿床中。通过对比两类矿化的稳定同位素特征,结合矿化的变形变质和流体包裹体特征,研究了成矿物质、成矿流体来源和矿床成因。萨热阔布金矿主成矿阶段硫化物石英脉和铁木尔特Zn--Pb ( Cu) 矿床中晚期发育的含黄铜矿石英脉中均富含碳质 ( CO2--CH4--N2 ) 流体包裹体,可能与碰撞造山的热液流体作用有关。铁木尔特Zn--Pb ( Cu) 矿床中代表VMS 期的浸染状矿石中硫化物δ34S 为－26. 46 × 10-3 ～ －19. 72 × 10 -3,硫主要来源于海水硫酸盐的无机还原和细菌还原作用; 而代表后期叠加改造的脉状矿化硫化物值与萨热阔布金矿床硫化物石英脉中δ34S 值接近,硫主要来源于造山过程中的深源流体。萨热阔布金矿床硫化物石英脉和铁木尔特Zn-- Pb ( Cu) 矿床晚期含黄铜矿石英脉的δDH2O 值和δ18OH2O 值,均反映了碰撞造山期热液与岩浆活动和变质作用有关。萨热阔布金矿硫化物石英脉中碳质流体包裹体CO2 体系中δ13 C 为－ 21. 15 × 10-3 ～ －7. 51 × 10 -3,CH4 体系的δ13C 为－34. 11 × 10 -3 ～ －28. 38 × 10-3 ; 铁木尔特Zn--Pb ( Cu) 矿床含黄铜矿石英脉中碳质包裹体测得的δ13C 为－8. 02 × 10 -3 ～ －6. 99 × 10 -3,δ13 C 特征与海相火山沉积无关,具岩浆源或深部源的特点。     

新疆阿舍勒VMS型铜锌矿床元素活化富集作用初步研究

新疆阿舍勒铜锌矿床位于阿尔泰增生型造山带南缘阿舍勒盆地内,受褶皱控制的透镜状矿体产于阿舍勒组地层中,矿体与围岩一起发生协和变形。成矿过程可分为两个成矿期:以条带状–块状矿石为代表的VMS成矿期和以脉状矿石为代表的热液成矿期。局部可见脉状矿石切穿条带状矿石,表明热液成矿期明显晚于VMS成矿期。大部分VMS成矿期矿石同生沉积特征保存较好。脉状矿石穿插条带状矿石时,会出现硫化物矿物颗粒变粗的现象,并伴随定向构造、压力影构造、碎裂结构、变斑晶结构、交代残余结构和港湾交代结构等现象。以上证据表明,后期变质变形导致矿石中局部硫化物品位提高。脉状矿石中的石英广泛发育流体包裹体,可分为水溶液包裹体(W型)、纯CO2包裹体(PC型)、CO2-H2O包裹体(C型)及含子矿物多相包裹体(S型)四类。显微测温表明,均一温度集中在220~280℃,流体盐度集中于4%~8%Na Cleqv之间。激光拉曼结果证实,流体包裹体中普遍富含CO2,甚至出现少量纯液相和纯气相的CO2包裹体。脉状矿石成矿流体具有中温、低盐度和富CO2的特征,与造山型金矿的变质流体特征一致。联系区域构造演化历史,晚古生代洋陆俯冲背景有利于形成VMS型矿石,而印支期碰撞拼贴过程的变形–变质流体作用导致阿舍勒铜锌矿床进一步加富。因此,新疆阿舍勒铜锌矿可作为变质加富VMS型矿床的典例,区域上火山岩地层和褶皱复合部位是寻找此类矿床的理想靶区。     

内蒙古白乃庙矿田十四万金矿床流体包裹体研究

十四万金矿床是白乃庙矿田徐尼乌苏金矿化带内重要的石英脉型金矿,矿体产于EW向韧性剪切带的次级NE向断裂.成矿过程划分为3个阶段:早阶段形成无矿石英脉,石英遭受明显压应力作用,包裹体类型包括富水溶液型、富碳质型、纯碳质型,包裹体均一温度为260～420℃,平均盐度6.78%NaCl eqv;中阶段为硫化物-方解石-绿泥石-绢云母-细粒石英组合,充填早阶段石英的裂隙,未遭受明显应力作用,包裹体类型为富水溶液型和纯碳质型,包裹体均一温度为140～260℃,平均盐度7.22%NaCl eqv;晚阶段形成方解石脉,仅有富水溶液型包裹体,包裹体均一温度为140～180℃,平均盐度2.15%NaCl eqv.激光拉曼测试结果表明包裹体气相成份主要为CO_2、CH_4和少量N2.早阶段成矿流体为富碳质流体,成分为CH_4+CO_2+H_2O,中阶段流体为富水流体,成分为H_2O+CH_4,早、中阶段均发生了流体沸腾作用,早阶段强烈的沸腾作用使流体CO_2和CH_4含量降低,中阶段方解石沉淀使CO_2含量进一步降低,并导致了硫化物沉淀和金矿化.十四万金矿床流体包裹体特征、矿床地质特征均与造山型矿床一致,为造山型金矿,成矿流体可能源于徐尼乌苏组浅变质作用产生的变质流体,成矿构造背景可能为二叠纪末-三叠纪初华北板块与西伯利亚板块间的陆陆碰撞造山体制.     

阿尔泰铁木尔特铅锌矿床的碳质流体组合及其地质意义

铁木尔特铅锌矿是阿尔泰克兰盆地内最主要的VMS型矿床。矿床受控于阿巴宫-库尔提断裂,铅锌矿体分布于该断裂NE逆冲盘的下泥盆统康布铁堡组地层绿泥石英片岩、大理岩或层状矽卡岩中。矿体形态多呈透镜状、似层状,并整合产于变质岩系中,发育多含矿化层。金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿等。铁木尔特铅锌矿床晚期发育多金属硫化物石英脉,至少可识别出3个流体包裹体组合（FIA）。FIO为高盐度流体包裹体组合,主要为含子矿物的多相包裹体（L-V-S型）,部分为气液两相包裹体（L-V型）,局限于单个石英颗粒内,包裹体呈无序分布,或呈孤立的单个包裹体分布,包裹体的最终均一温度322—422．5℃。F11为次生的CO2-H2O流体包裹体组合,主要由单相（LCO2）和两相（LCO2-LH2O）的富CO2包裹体组成,呈线性分布,穿透石英颗粒边界,明显属于次生包裹体范畴。FI2为碳质（CO2-CH4）流体包裹体组合,广泛发育,包裹体主要由单相（LCO2、LCO2-CH4或LCO2-N2）、少量两相（LCO2-LH2O）富CO2包裹体组成,大小5μm-20μm,成群定向分布,穿透石英颗粒边界并切断FI1,是晚于FI1的次生包裹体组合,反映晚期较大的构造一流体活动。对FI2的详细研究表明,LCO2型包裹体的TmCO2=-63．3～-57．7℃,ThCO2=-27．5～＋29．7℃;LCO2-CH4型或LCO2-N2型包裹体的TmCO2=-80．5～-5．5℃,LhCO2=-56．0～-25．0℃;LCO2-LH2O型包裹体CO2相的ThCO2=-66．9--0．9℃,ThCO2=-13．3～＋2．3℃,包裹体的最终均一温度Th,total=243．1—361．1℃。铁木尔特次生碳质流体组合,萨热阔布金矿主成矿阶段、赛都-多拉纳含金剪切带中早期透镜状石英脉碳质流体组合,以及阿舍勒等矿床的次生碳质流体组合,都具有相似的流体性质,均为高密度的CO2-CH4-N2流体,其来源与石炭-二叠造山作用主期的区域动力热流变质作用有关。     

阿勒泰恰夏铜矿床的富CO2流体与矿床成因

恰夏铜矿床位于新疆阿尔泰山南缘克兰火山-沉积盆地内,赋矿地层主要为下泥盆统康布铁堡组上亚组变质岩系.脉状铜矿化主要特征为:早期顺层石英脉,呈脉状或透镜状沿变质片理分布,有星点状黄铁矿产出;晚期含铜黄铁矿-石英脉,斜切变质围岩,黄铜矿以浸染状分布于石英脉裂隙中.石英脉中流体包裹体主要为富CO2包裹体,其次为水溶液包裹体,同时含有少量的碳质流体包裹体.显微测温研究表明,早期顺层石英中原生富CO2流体包裹体,CO2三相点温度(tm,CO2)集中在-61.5～-57.5℃,CO2部分均一温度(th,CO2)集中在25～27℃,完全均一温度(th,tot)集中于223～280℃,流体密度为0.82～0.90 g/cm3;含铜黄铁矿-石英脉中原生富CO2包裹体的tm,CO2集中于-61.5～-58.7℃,th,CO2集中在23.5～28.7℃,th,tot集中在230 ～ 310℃,流体密度0.81～0.86 g/cm3.成矿流体为中高温、中低盐度、富CO2的CO2-H2O-NaCl±CH4±N2体系.恰夏铜矿脉状铜矿化的成矿流体特征与造山型金矿床的流体包裹体特征类似,结合矿床产出的地质背景、控矿构造特征,认为脉状铜矿化的成因与造山-变质热液有关,是阿尔泰山南缘晚泥盆世一二叠纪造山-变质作用的产物.SRXRF测试富CO2流体包裹体中金属微量元素,显示其富集Au,可能表明富CO2流体对金的富集起到一定作用.     

伏牛山构造带变质流体成分特征及构造意义

伏牛山构造带由多条韧性剪切带组成,剪切带中广泛发育同构造变质流体形成的脉体。脉体矿物成分以石英为主,石英脉中石英晶体内发育大量的流体包裹体和气液相包裹体。包裹体成分以含中高盐度水溶液、低CO2、低δ18O~δD以及少量有机质为特征,包裹体的均一温度为1706~3378℃,白云母压力计计算出的压力为027~087 GPa。整个伏牛山构造带变质流体成分和同位素均继承了原岩海底火山喷发的地化特征。伏牛山构造带变质程度以绿片岩相为主,压力较大,具有俯冲带的特性。包裹体的特点均反映了宽坪岩块和二郎坪岩块依次向华北板块下俯冲、汇聚时产生了强变形,弱变质的构造作用。     

赣南西华山钨矿床成矿流体演化特征

赣南西华山钨矿床是一个闻名中外的大型石英脉型钨矿床。为探讨成矿流体性质以及演化过程,本文对西华山石英脉型钨矿床主成矿阶段含矿石英脉中流体包裹体进行了岩相学、显微测温学研究和激光拉曼光谱分析。结果显示,西华山钨矿床的流体包裹体以H2O-NaCl型为主,局部发育H2O-NaCl-CO2型。流体热焓-盐度图解表明成矿流体以混合作用为主,局部沸腾在热液系统演化中作用不大。通过对沸腾包裹体的测温数据进行计算,得出西华山脉型钨矿成矿压力约为27～87 MPa,矿床形成深度约为1.0～3.3 km。     

西藏邦布石英脉型金矿床的成因: 流体包裹体及氢-氧同位素证据

西藏邦布石英脉型金矿床是产于印度-亚洲板块陆-陆造山主碰撞汇聚环境下、与大洋俯冲无关的新型造山型金矿床。该矿床位于雅鲁藏布江缝合带南侧朗杰学增生楔的东段南缘,矿体受区域内EW向金地-鲁农复向斜和错古-折木朗壳型脆-韧性剪切带及其次级构造的控制。金矿化主要与石英脉密切相关,并包裹于脉内细粒/粗粒硫化物中。矿区内主要分布有3期石英脉:成矿前钩状石英脉、成矿期石英大脉和成矿后陡立状石英脉。文章对3期石英脉流体包裹体形态、形成温度、密度及H-O同位素等方面进行了详细的对比研究,试图查明成矿流体来源以及金的沉淀机制等问题。研究表明,钩状石英脉内包裹体主要为液相(L)包裹体,成分主要为H₂O溶液,其流体可能为早期区域变质的产物;石英大脉内包裹体主要为含CO₂气液(VL)两相包裹体,体积较大,成分主要为H₂O+CO₂+CH₄±N₂,成矿流体为深源变质流体,并与变质地层中的有机质发生强烈反应;陡立状石英脉内包裹体主要为气液两相包裹体,体积较小,其主要成分为H₂O+CO₂,流体主要与后期区域变质事件有关,为成矿后变质作用的产物。邦布金矿的主要成矿流体源自深部变质流体,流体不混溶作用可能是导致金矿沉淀的主要原因。     

新疆北部VMS矿床地质特征及成矿规律

VMS矿床是中亚造山带的重要矿床类型,在新疆中亚造山带（即新疆北部）主要分布于阿尔泰和东天山的阿舍勒、克兰、麦兹和卡拉塔格矿集区.含矿层位主要有下?中志留统红柳峡组、上志留统?下泥盆统康布铁堡组下亚组和上亚组、下?中泥盆统阿舍勒组和下石炭统小热泉子组海相火山沉积岩系.矿区发育喷流岩,如含铁碧玉岩、重晶石、硅质岩、铁锰质大理岩、黄铁矿层、绿泥石岩.VMS成矿系统中发育多种矿化类型,“双层结构”（层状或透镜状矿体和补给通道相脉状矿体）是其中之一,还有与火山热液有关的脉状矿化、与次火山热液有关的脉状和浸染状矿化.VMS矿床形成于3个成矿期,即早?中志留世（428~438 Ma）、早?中泥盆世（379~413 Ma）和早石炭世（332~359 Ma）.硫来自下伏火山岩、海水硫酸盐无机还原作用和硫酸盐细菌还原作用.成矿流体以中低温（300~120 ℃）低盐度（2%~10% NaCl_eq）为特色,成矿流体为深循环海水混合不同比例的岩浆水.VMS成矿系统中由于受火山机构、岩相、矿化类型、矿化部位、成矿流体来源、物理化学条件等因素影响,造成了成矿元素组合复杂.      

胶东三甲金矿床流体包裹体特征

三甲金矿是胶东牟平-乳山金成矿带内重要的石英脉型金矿,金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉中。流体包裹体研究表明,三甲金矿蚀变岩石和各成矿阶段金矿石中的流体包裹体主要有三种类型：H2O-CO2包裹体、富CO2包裹体和H2O溶液包裹体。早期乳白色石英中主要赋存原生的H2O-CO2包裹体;成矿期黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中的富CO2包裹体主要为原生,随机分布,气液比变化较大,常与早期H2O溶液包裹体共生且均一温度接近,显示不混溶流体包裹体组合特征;在成矿晚期的石英和方解石中主要发育原生H2O溶液包裹体。显微测温结果显示,成矿前（第1阶段）H2O-CO2包裹体的完全均一温度（Tb．TOT,至液相）为280℃至416℃,成矿期（第Ⅱ和Ⅲ阶段）富CO2包裹体的完全均一温度为210—330℃,同期的H2O溶液包裹体均一温度为253～377℃,成矿后（第Ⅳ阶段）H2O溶液包裹体的均一温度为176—207℃。成矿流体为低盐度的CO2-H2O-NaCl型热液,成矿应力场转变导致的流体减压沸腾作用可能是三甲金矿金沉淀成矿的主要原因。     

A review of the geological characteristics and mineralization history of iron deposits in the Altay orogenic belt of the Xinjiang,Northwest China

In this review, we describe the geological characteristics and metallogenic–tectonic origin of Fe deposits in the Altay orogenic belt within the Xinjiang region of northwestern China. The Fe deposits are found mainly within three regions (ordered from northwest to southeast): the Ashele, Kelan, and Maizi basins. The principal host rocks for the Fe deposits of the Altay orogenic belt are the Early Devonian Kangbutiebao Formation, the Middle to Late Devonian Altay Formation, with minor occurrences of Lower Carboniferous and Early Paleozoic metamorphosed volcano-sedimentary rocks. The principal mineral-forming element groups of the deposits are Fe, Fe–Cu, Fe–Mn, Fe–P, Fe–Pb–Zn, Fe–Au, and Fe–V–Ti. The Fe deposits are associated with distinct formations, such as volcanic rocks, skarn deposits, pegmatites, granite-related hydrothermal vein mineralization, and mafic pluton-related V–Ti-magnetite deposits. The Fe deposits are most commonly associated with volcanic rocks in the upper Kangbutiebao Formation, in the volcano-sedimentary Kelan Basin, and in skarn deposits at several localities, including the lower Kangbutiebao Formation in the volcano-sedimentary Maizi Basin, and the Altay Formation at Jiaerbasidao–Kekebulake region. Homogenization temperatures of fluid inclusions in the prograde, retrograde and sulfide stages of the skarn type deposit are mainly medium- to high-temperature (cluster between 200 and 500 °C), medium-temperature (cluster between 200 and 340 °C) and low- to medium temperature (cluster between 160 and 300 °C), respectively. Ore fluids in the sedimentation period in the volcano-sedimentary type deposit are characterized by low- to medium temperature (with a peak around 190 °C), low to moderate salinity (3.23 to 22.71 wt.% NaCl equiv). Ore fluids in the pegmatite type deposit are characterized by low- to medium temperature (with a peak at 240 °C), low salinity (with a peak around 9 wt.% NaCl equiv). An analysis of the isotopic data for Fe deposits from the Altay orogenic belt indicates that the sulfur was derived from several sources, including volcanic rocks and granite, as well as bacterial reduction of sulfate from seawater. The present results indicate that different deposit types were derived from various sources. The REE geochemistry of rocks and ores from the Fe deposits in the Altay orogenic belt suggests that the ore-forming materials were derived from mafic volcanic rocks. Based on isotopic age data, the timing of the mineralization can be divided into four broad intervals: Early Devonian (410–384 Ma), Middle Devonian (377 Ma), Early Permian (287–274 Ma), and Early Triassic (c. 244 Ma). The ore-forming processes of the Fe deposits are closely related to volcanic activity and the emplacement of intermediate and felsic intrusions. We conclude that Fe deposits within the Altay orogenic belt developed in a range of tectonic settings, including continental arc, post-collisional extensional settings, and intracontinental settings.     

新疆阿合奇县布隆金矿床成矿流体及成矿作用

新疆阿合奇县布隆石英重晶石脉型金矿床是一个少见的金矿新类型 ,其中流体包裹体类型主要有NaCl H2 O型、CO2 H2 O±CH4型和CO2 H2 O NaCl型。均一温度变化范围大 ,从 1 5 9～ 390℃ ,金主成矿阶段温度集中于 2 0 0～ 340℃ ,流体盐度为 2 .4 2 %～ 1 9.2 9%NaCleq ,但各阶段含石盐子晶多相包裹体的盐度高达 2 9.0 2 %～ 4 6 .2 %NaCleq。成矿流体密度为 0 .731～ 1 .1 32g/cm3 。成矿流体气相成分中以H2 O和CO2 为主 ,含少量N2 ,CH4,C2 H6,H2 S等 ;液相成分以Na+ 、Cl-为主 ,其次是Ca2 + ,K+ ,Mg2 + ,SO2 -4。布隆金矿床石英中流体包裹体的δ1 3 CPDB值为 - 4 .6‰～ - 1 .4‰ ,δ1 8OSMOW 为 1 7.2‰～2 1 .1‰ ,δ1 8O水 值为 6 .7‰～ 1 4 .7‰ ,δD变化于 - 70‰～ - 5 5‰ ,表明成矿流体主要来源于建造水 ,并混合少量岩浆水和大气降水 ,流体中的碳主要来源于海相碳酸盐岩。物理化学条件和流体组成的改变以及流体的不混溶作用在成矿过程中起了重要作用     

贵州水银洞金矿床成矿流体不混溶的包裹体证据

通过对水银洞金矿床中流体包裹体的观测和热力学参数计算,探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。研究结果表明,该矿床石英中的流体包裹体分为H_2O包裹体、CO_2包裹体和CO_2-H_2O包裹体三大类,并以富含CO_2-H_2O包裹体为特征,CO_2-H_2O包裹体可进一步划分为富H_2O相CO_2-H_2O包裹体和富CO_2相CO_2-H_2O包裹体。加热时富H_2O相CO_2-H_2O包裹体完全均一成H_2O相;而富CO_2相CO_2-H_2O包裹体完全均一成CO_2相,而且二者的完全均一温度和完全均一压力一致,说明它们是同时期捕获的CO_2-低盐水不混溶流体包裹体组合。它们形成时的热力学条件是:形成温度236℃,形成压力324 bar(1bar=10~5Pa);共存两相流体密度:低盐水相0.900 g/cm~3,CO_2相0.314 g/cm~3;共存两相中CO_2的摩尔分数:低盐水相0.0376,CO_2相0.7337;水溶液含盐度w(NaCl)约为1.3%。