雅鲁藏布江缝合带造山型金矿床成矿流体特征:来自He-A r同位素的约束

雅鲁藏布江缝合带造山型金成矿带是近些年来在青藏高原新确立的碰撞造山型金成矿带,成矿流体是一套CO₂-H₂O-NaCl-CH₄-N₂体系,以变质水为主。为探讨地幔组分对成矿的影响,本文选取雅鲁藏布江缝合带内邦布矿床和念扎矿床两个大型的造山型金矿为研究对象,对与成矿相关的黄铁矿及胶黄铁矿进行He-Ar同位素分析。结果显示,邦布矿床含金石英脉中黄铁矿中流体包裹体的He和Ar的浓度变化范围较窄,³He/⁴He为0.59~0.70 Ra,40Ar/36Ar为365.1~423.1;2件胶黄铁矿样品的³He/⁴He为0.11 Ra及0.19 Ra,⁴⁰Ar/³⁶Ar为302.1和305.9;念扎矿床石英-多金属硫化物脉中黄铁矿的³He/⁴He为0.27~0.60 Ra,⁴⁰Ar/³⁶Ar为370.2~1777.9。雅鲁藏布江造山型金成矿带中造山型金矿成矿流体为壳幔源混合流体,地壳端元主要为变质水,地幔组分在邦布金矿和念扎金矿中的贡献率分别为12.8%~15.2%和5.7%~13.0%;这与藏南拆离系中的金锑成矿作用明显不用,藏南拆离系中的金锑矿床成矿流体主要表现为改造型饱和大气水的特征,未有地幔组分的贡献。     

东天山黄土坡铜锌矿床成矿流体的氦-氩同位素示踪

黄土坡铜锌矿床是东天山卡拉塔格地区一中型海相火山岩型块状硫化物（VHMS）矿床,赋存于早志留世海相火山-沉积岩系中。矿体产于酸性火山角砾岩与凝灰岩之间,主矿体呈厚大的扁豆状,矿石主要呈块状、浸染状、条带状和网脉状构造。本文报道了黄土坡铜锌矿床成矿流体的氦和氩同位素组成,黄铁矿流体包裹体的³He 含量低,介于0.039×10^-12 cm³ STP/g～0.64×10^-12 cm³ STP/g,n（³He）/n（⁴He）值为 0.11～0.94 Ra,介于壳源He与幔源He之间。⁴⁰Ar 含量变化于 3.49×10^-8cm³ STP/g～34.25×10^-8 cm³ STP/g 之间,n（⁴⁰Ar）/n（³⁶Ar）介于301.40～425.98 之间。成矿流体中有幔源 He（1.71%～10.97%）和放射性成因 Ar（⁴⁰Ar*含量为1.96%～30.63%）。结合矿床包裹体及 H-O-S 同位素特征,认为幔源流体和富放射性成因He 和Ar 的海水参与了成矿。     

江西相山铀矿田深部多金属矿化成矿流体来源:流体包裹体He-Ar同位素证据

江西相山铀矿田西部地区实施的铀矿科学深钻3号孔在深部–700 m发现大量铅锌银多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文对深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿进行了流体包裹体He和Ar同位素组成测定,结果表明,相山深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿具有较一致的He、Ar同位素组成,矿物内流体包裹体的~3He含量范围为4.55×10^–14～1560×10^–14 cm^3·STP/g,~4He含量范围为1.05×10^–7～525×10^–7 cm^3·STP/g,~3 He/~4He为2.98×10^–7～4.96×10^–7,即0.21～0.35 Ra,介于地壳(0.01～0.05 Ra)和饱和大气水(1 Ra)之间,明显低于地幔的~3 He/~4He值(6～9 Ra),⁴⁰Ar浓度为0.969×10^–7～157×10^–7 cm^3·STP/g,⁴⁰Ar/³⁶Ar值为303.7～573.9,略高于饱和大气水的Ar同位素组成,结合矿石和蚀变岩石中Li元素富集特征,本文认为相山西部地区深部多金属成矿流体以地壳流体和大气降水为主,成矿流体富Li元素是He同位素明显高于地壳的原因,可能存在少量幔源流体的加入。另外,通过对比前人研究的该地区铀矿化矿石中黄铁矿He-Ar同位素组成,并结合前人对该地区幔源组分明显参与铀成矿的认识,本文认为多金属矿化和铀矿化成矿流体可能并非同一来源。     

胶东邓格庄金矿床流体包裹体氦、氩同位素组成及其成矿物质来源示踪

矿床成因和成矿物质来源一直是成矿理论研究和实际找矿中争论的焦点。选择了邓格庄金矿床5件不同成矿阶段的矿石样品,对黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素进行了测试。研究结果表明：R/R_a值为0.008 33～3.612 00,平均为1.400 00;⁴⁰Ar/³⁶Ar值为465.7～4 674.7;⁴He/⁴⁰Ar^* 值为0.36～1.36,成矿流体中地幔端元流体的比例为3.73%～45.87%,平均为17.67%。结合氢氧同位素、岩浆岩、围岩蚀变和流体包裹体等证据,反映了成矿流体具地壳流体和地幔流体混合特征,主要来源于地壳,并有明显地幔流体混入,上升过程中可能还有少量大气降水的参与。     

赣南淘锡坑钨矿床He-Ar同位素地球化学研究

华南石英脉型黑钨矿的形成一直被认为是与地壳沉积物质重熔形成的S型花岗岩有关。然而,近年来对南岭中生代成岩成矿机制的研究发现,地幔组分可能参与了钨、锡成矿作用。本文对淘锡坑石英脉型钨多金属矿床与黑钨矿共生的黄铁矿和毒砂中流体包裹体的He、Ar同位素进行了研究。结果显示,上述矿物中流体包裹体的~3He/~4He值为0. 37～2. 11Ra(Ra为空气的~3He/~4He值,1Ra=1. 39×10~(-6)),介于地幔与地壳的~3He/~4He值之间;~(40)Ar/~(36)Ar值为309. 5～383. 6,平均335. 4,略高于大气的~(40)Ar/~(36)Ar比值(295. 5)。研究表明,成矿流体具有壳-幔两端元混合的特征。其中,地壳端元的流体为经过地下循环的低温饱和大气水,地幔端元的流体为矿区隐伏花岗岩体成岩过程中分异出的岩浆流体。结合前人研究成果,认为该矿床的形成与华南中生代燕山期发生的软流圈上涌、岩石圈减薄、地壳伸展等地球动力学作用有密切联系。这种动力学过程为地幔组分带来的热引起地壳沉积物质重熔形成钨多金属成矿花岗岩浆提供了条件。     

云南兰坪盆地西缘脉状铜矿床富CO_2流体来源的He和Ar同位素证据

兰坪盆地西缘广泛发育大量沉积岩容矿脉状铜矿床,这些脉状铜矿床的成矿流体以普遍存在大量富CO2流体包裹体为特征,这在整个兰坪盆地是十分罕见的,显著区别于盆地流体成矿系统主导成矿的Pb-Zn矿床。为探明这种富CO2流体的来源,本文首次报道了盆地西缘2个代表性脉状铜矿床(连城、金满)主成矿阶段形成的黄铜矿、黄铁矿的He和Ar同位素组成的研究结果。结果表明,2个矿床不同样品流体包裹体中3He/4He比值变化较小,介于0.01~0.07 Ra之间,明显区别于幔源氦的3He/4He特征值(6~9 Ra),而与壳源氦的3He/4He特征值(0.01~0.05 Ra)极其一致;40Ar/36Ar比值变化较大,介于305~1142之间,明显高于大气中的40Ar/36Ar比值(295.5)。结合矿床地质、流体包裹体及H、O同位素地球化学特征,认为兰坪盆地西缘脉状铜矿床中富CO2的成矿流体以混有少量饱和大气水的地壳流体为主,没有明显的幔源流体参与。     

粤北诸广南部铀矿田流体包裹体的氦氩同位素组成及成矿流体来源示踪

粤北诸广南部铀矿田是我国重要的花岗岩型铀矿产地之一,有关诸广南部花岗岩型铀矿田的成因,多年来一直存在较大的争议。本文以诸广南部铀矿田典型铀矿床成矿期萤石、方解石和黄铁矿中流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He、Ar同位素地球化学。研究表明,萤石流体包裹体的~3He/~4He比值为0. 021～0. 186Ra,~(40) Ar/~(36)比值为298. 4～2515. 7;方解石流体包裹体的3He/4He比值为0. 027～0. 209Ra,~(40) Ar/~(36)比值为295. 9～327. 2;黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0. 021～1. 543Ra,~(40) Ar/~(36)比值为326. 9～1735. 1; He-Ar同位素系统显示成矿流体的3He/4He比值略高于地壳氦同位素特征值(0. 01～0. 05Ra),但低于幔源氦同位素特征值(6～9Ra),~(40) Ar/~(36)比值接近或高于大气氩的同位素组成(~(40) Ar/~(36)=295. 5),成矿流体为壳-幔混合来源。结合H-O、He-Ar、C和Sr等多元同位素证据表明,成矿流体由两个端元组成:一是含有一定放射性成因Ar的大气降水的地壳流体,二是含幔源He的地幔流体。进一步研究表明,受NNW向断裂控制的棉花坑、书楼丘、长排等铀矿床受地幔流体影响比较大,而受NE向断裂控制的蕉坪、东坑、烟筒岭铀矿床受大气降水影响比较大。     

桂西北丹池成矿带He、Ar同位素特征及其矿床成因指示

桂西北丹池成矿带是我国南方重要的有色金属矿业基地.本文对成矿带内芒场矿田马鞍山Pb-Zn矿和大山Sn-Zn矿、大厂矿田铜坑Sn多金属矿、五圩矿田箭猪坡Pb-Zn多金属矿等4个主要矿床矿石黄铁矿流体包裹体He、Ar同位素进行了研究.结果 表明,丹池成矿带内典型矿床成矿流体的3He/4He=0.79～5.32 Ra,介于地壳流体(0.01～0.05 Ra)与地幔流体(6～9 Ra)特征值之间,40Ar/36 Ar=273～351,接近或略高于大气40 Ar/36 Ar特征值(295.5),不同矿床成矿流体中均有幔源组分的参与,地幔流体参与成矿作用是一个区域性事件.结合区内泥盆纪喷流沉积作用、燕山晚期花岗质岩体及构造特征等综合研究认为,参与成矿作用的地幔组分主要来自壳幔相互作用过程中沿NW向深大断裂上升的深源地幔流体,丹池成矿带内成岩、成矿作用是燕山晚期同一构造-热事件产物,矿床成因属后生热液充填交代成矿.     

广西栗木锡铌钽矿田成矿物质来源的惰性气体同位素示踪

文章利用黄铁矿流体包裹体惰性气体同位素,探讨了广西栗木锡铌钽矿田成矿流体的来源.黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0.14～0.97 Ra,远远低于地幔流体的比值,接近饱和大气水的比值,并与地壳流体的比值处在相同的数量级上;40 Ar/36 Ar比值为555.98～ 855.11,平均705.55,显然偏离大气氩的同位素组成;40Ar*/4He比值为0.08～0.27,平均值为0.153,接近地壳值;20Ne/22 Ne=9.671～9.748和21Ne/22 Ne=0.0306～ 0.0330,具有饱和大气水的Ne同位素比值特征.结果表明,广西栗木锡铌钽矿田老虎头、牛栏岭和金竹源3个矿床的成矿流体是大气水和地壳流体的混合流体;水溪庙矿床的成矿流体也主要是大气水和地壳流体的混合流体,但可能有少量地幔流体的加入.     

冀西石湖地区多金属矿床成矿流体氦氩碳氢氧同位素特征及地质意义

石湖地区金、银多金属矿床位于太行山中北段,产出于太古界阜平群变质岩系,燕山期麻棚岩体的周边。本文以石湖地区代表性矿床为例,根据多金属矿床黄铁矿流体包裹体中He、Ar同位素及与黄铁矿共生的石英流体包裹体中C、H、O同位素组成,探讨了石湖地区金、银多金属矿床成矿流体来源。分析结果表明石湖地区金、银多金属矿床黄铁矿流体包裹体中3He/4He介于0.43~2.40 Ra,40Ar/36Ar介于477~879,显示出本区金、银多金属矿床的成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。石英包裹体中δDV-SMOW介于-62‰~-105‰,δ18OV-SMOW介于9.6‰~13.8‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合;δ13CPDB介于-3.5‰~-5.0‰,表明矿区成矿热液来自地幔。氢、氧、碳同位素体系与氦、氩同位素体系的示踪具有一致性,均显示出石湖地区金、银多金属矿床成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。     

柴达木盆地西部构造裂隙孔隙卤水地球化学组成及来源示踪

柴达木盆地西部构造裂隙孔隙卤水是我国重要的深层卤水资源之一,关于其成因争论较大.对柴达木盆地西部碱石山、红三旱四号、鸭湖和俄博梁II号四个地区构造裂隙孔隙卤水样品的常量、微量元素以及He、Ne、Ar同位素进行了研究.结果表明,柴达木盆地西部构造裂隙孔隙卤水钠氯系数介于0.84～0.91,钾系数介于3.19～12.35,...     

Radiogenic helium in xenoliths from Simcoe, Washington, USA: implications for metasomatic processes in the mantle wedge above subduction zones

We report ³He/⁴He ratios from 10 peridotite xenoliths considered to represent samples of the uppermost mantle wedge above the downgoing Juan de Fuca Plate. Helium isotopic ratios in all but two of the xenoliths are similar to many arc magmas, roughly 7 Ra (1 Ra=atmospheric value). Based on decoupling of He from Sr, Nd and Os in these samples, similar He ratios in olivines from rims of larger xenoliths, and modeling of helium exchange between xenoliths and magmas, we interpret this ratio as that of helium in the host basalt. ³He/⁴He ratios as low as 4.2 Ra are found in olivines from the cores of the two largest xenoliths. These results cannot be reasonably explained by interaction with crustal material or post-eruptive ingrowth of ⁴He, but have been produced by interaction between mantle peridotite and a ⁴He-rich melt or fluid. Either ⁴He already present in the subducting oceanic crust has been retained to significant depths below Simcoe and then directly released behind the arc to interact with the mantle wedge, or, more likely, ⁴He has been produced by decay of U and Th in metasomatized mantle directly above the slab; a He-rich fluid or melt from this source has then ascended and modified the region of mantle represented by the xenoliths. This latter model is supported by estimates of residence time for the Simcoe metasomatic agent from U–Th–Pb isotopic systematics of pyroxenes from the Simcoe peridotites, estimated U and Th concentrations in the source of the fluid or melt, and commonly assumed patterns of helium behavior. This model is also consistent with higher ³He/⁴He ratios typically measured in arc samples; the portion of sub-arc mantle with such low He isotope ratios may be quite small, but the Simcoe xenoliths record a much larger volumetric contribution of the He-rich metasomatic agent than do arc lavas.     

胶东地区金矿床流体包裹体的He、Ar同位素组成及成矿流体来源示踪

关于胶东地区金矿床成因，多年来一直存在较大的争议。代表性金矿床中黄铁矿流体包裹体的He-Ar组成表明，胶东金床黄铁矿流体包裹体的^3He/^4He比值为0．43－2．36R／Ra。该值可分为两组：一组如蓬家夼金矿和发云夼金矿^3He/^4He比值＜1．0R／Ra；另一组如邓格庄和焦家金矿^3He/^4He比值＞1．0R／Ra。蓬家夼－发云夼金矿成矿流体的^40Ar/^36Ar比值为393－310，比较接近于大气氩的同位素组成（^40Ar/^36Ar=295.5），而焦家金矿成矿流体的^40Ar/^36Ar比值为500－1148。He-Ar同位素系统显示了蓬家夼－发云夼金矿成矿流体来源以大气降水为主，邓格庄、焦家金矿成矿流体来源以地幔流体为主。进一步研究表明，胶东金矿成矿流体H－O和He-Ar同位素系统对流体来源的示踪具有一致性。     

老挝班康姆铜金矿成矿流体及成矿物质来源：H- O- He- Ar- C- S- Pb同位素证据

老挝班康姆矿床是近年来在琅勃拉邦-黎府成矿带新发现的一个大型铜金矿床。该矿床矽卡岩与矿体主要赋存在安山岩中且缺乏矽卡岩分带,与典型矽卡岩矿床的地质特征存在一定的差别。因此,厘清班康姆铜金矿床的成矿流体、成矿物质来源及矿床成因机制是后续开展琅勃拉邦-黎府成矿带大型铜金矿床找矿勘探的基础。该矿床矿化阶段石英流体包裹体δD分布于-110‰~-90‰,δ¹⁸O分布于-1.5‰~7.1‰,其中低δD的样品具有相对高的δ¹⁸O值;黄铁矿流体包裹体的3He/4He为0.41~3.43Ra(大部分<1Ra),⁴⁰Ar/³⁶Ar为314.8~362.4。H-O及He-Ar同位素结果表明,班康姆矿床成矿流体来源于岩浆流体(至少部分来自地幔)与低δD的大气雨水的混合,雨水占更大的比例,且某些矿化流体的雨水端元在混合前经历了明显的水岩作用。除一件样品(BK64)的黄铁矿具有高的δ³⁴S(8.1‰)外,其余硫化物的δ³⁴S分布于-0.9‰~1.5‰,位于地幔硫的范围。共生硫化物对的硫同位素平衡分馏计算以及动力学分馏不支持高δ³⁴S(8.1‰)黄铁矿的硫来自从热液流体,可能来自围岩。热液方解石的δ¹³C范围为-3.1‰~2.5‰,δ¹⁸O变化于26.0‰~28.4‰,指示其碳来自矿区灰岩,而灰岩的溶解为热液摄取围岩的重硫提供了可能。矿石黄铁矿Pb同位素组成(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb:17.9284~18.7756;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb:15.5336~15.6651;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb:37.9125~38.8090)位于黎府褶皱带和长山褶皱带晚二叠世—中三叠世大陆弧岩浆岩的Pb同位素范围,介于印支地块玄武岩和泰国-老挝S-型花岗岩及相关矿床的Pb同位素组成之间,指示班康姆矿床的Pb来自壳幔混合源。本文S-Pb-He-Ar同位素结果及区域Cu-Au成矿过程的岩石地化研究,表明班康姆矿床Cu、Au主要来自地幔。与典型矽卡岩Cu-Au矿床的S-Pb-H-O同位素及矽卡岩矿物流体包裹体盐度特征的对比,结合前人的火山气热液交代火山岩形成矽卡岩的实验结果,认为班康姆矽卡岩型Cu-Au矿床的形成机制为深部出溶的气相为主的含矿岩浆流体沿断裂上升到浅部交代安山岩或大理岩并经历了流体混合、沸腾及矿石沉淀等过程。     

延边海沟金矿床石英流体包裹体激光探针40Ar/39Ar测年与成矿背景

海沟金矿为一大型贫硫化物石英脉型金矿床,长期以来其形成时代一直存在争议,致使矿床成因研究受到较大影响,成矿预测等方面研究进展缓慢。采用石英流体包裹体的⁴⁰Ar/³⁹Ar激光探针定年法对该金矿床进行了精细的年代学测定,获得主成矿阶段石英流体包裹体的⁴⁰Ar/³⁹Ar正、反等时线年龄分别为（170±20） Ma和（172±16） Ma,MSWD分别为0.31和0.35,⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为298±4和299±4;进一步剔除接近大气的成分点和过剩氩高的成分点,计算获得等时线年龄为（170±38） Ma（⁴⁰Ar/³⁶Ar Int.=299±10）和（165±52） Ma（⁴⁰Ar/³⁶Ar Int.=303±23）。结合已有同位素年代学研究成果,进一步明确了海沟金矿床主成矿期发生在早侏罗世晚期,成矿作用与中生代库拉板块向亚洲板块俯冲、特别是由此引发的华北板块东缘与兴蒙造山带东段的强烈拼贴并诱发的岩石圈加厚、减薄作用密切相关。     

新疆北部弧-盆转化体系下铁氧化物-铜-金矿床的流体演化特征:来自卤族元素和稀有气体同位素的证据

东准噶尔北缘和东天山雅满苏带是中国新疆北部地区两个重要的晚古生代铁氧化物-铜-金矿化潜力区,以老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床作为典型矿床代表。研究表明两区域的铁氧化物-铜-金矿床均产出于盆地闭合的弧盆转化体系下,且具有明显的铁、铜-金两阶段矿化。卤族元素和稀有气体同位素作为可靠的流体示踪剂,被应用于探究这一特定构造环境下的铁氧化物-铜-金矿床的流体演化和矿床成因。结果显示老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床的成矿流体具有明显的混合流体端员特征:(1)岩浆流体端员,主要参与黑尖山矿床磁铁矿阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(16.3~18.0)×10^-6、(1.03~1.06)×10^-3和352~437;(2)海水表源蒸发成因盐卤水端员,主要参与老山口矿床铜-金矿化阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(77.1~87.7)×10^-6、(1.53~1.80)×10^-3和672~883;(3)蒸发岩溶解或者深度水-岩反应成因的盐卤水/沉积岩地层水端员,主要参与到老山口、乔夏哈拉矿床的磁铁矿阶段以及黑尖山、乔夏哈拉矿床的铜-金矿化阶段,综合I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(477~26 301)×10^-6、(0.39~1.28)×10^-3和288~510。明显的多阶段矿化和铜-金矿化阶段以非岩浆富Ca高盐度卤水为主的特征与世界范围内的IOCG型矿床极为相似,表明新疆北部的铁氧化物-铜-金矿床应为IOCG型矿床。