共生黑钨矿与石英等多种矿物中流体包裹体的红外显微测温对比研究——以江西西华山石英脉钨矿床为例

西华山钨矿床是一个产于燕山期花岗岩中的大脉型钨矿床。已有百余年的开采史。但在矿床成矿条件和成矿流体性质等方面一直存在不同认识。作者利用红外显微镜及其它相关设备,对西华山矿床不同中段样品中的黑钨矿、锡石、绿柱石、黄铁矿、闪锌矿、石英和萤石中的流体包裹体进行了详细对比研究。结果显示,蚀变花岗岩中造岩石英只见次生气液包裹体,晶洞水晶中只有原生包裹体,而云英岩石英中原生、次生包裹体均较发育。黑钨矿中以原生气液包裹体为主,在早期结晶的黑钨矿中还有较多的硅酸盐熔融包裹体,而晶洞中的黑钨矿和水晶一样——只有原生气液包裹体。绿柱石中除了硅酸盐包裹体外,主要是气液包裹体(多为次生)。其它锡石、黄铁矿、闪锌矿和萤石等都只有气液包裹体(原生或次生)。研究结果表明,西华山钨矿床的初始成矿流体是一种岩浆——热液过渡性流体,尔后才演变成单一的热水溶液,在这一过程中黑钨矿、黄铁矿、闪锌矿、萤石和石英等矿物不断晶出。矿床总的成矿温度大致为700~200℃,压力约为160~200MPa。各种气液包裹体的盐度主要为5.0%~10%Na Cleqv。文中还对这些数据的地质意义以及对脉钨矿床流体包裹体研究和数据解释中的某些问题进行了较深入的讨论。     

西华山钨矿床晶洞中水晶与黑钨矿流体包裹体显微测温与特征元素测定

摘要：西华山钨矿床晶洞中水晶与黑钨矿以及晶洞外部块状石英与共生黑钨矿中流体包裹体对比研究结果表明,后期应力作用和流体改造是造成共生石英与黑钨矿包裹体均一温度出现重大差异的主要原因。一般来说,在后期应力作用和流体改造下,黑钨矿有较好的稳定性,能较好地保存原生包裹体和较少出现次生包裹体,而与之共生石英中的原生包裹体几乎破坏殆尽,现在所看到的包裹体绝大部分是后来形成的次生包裹体,且很难确切区别原生与次生关系。当后期应力作用和流体改造很微弱时,石英中可保存较多原生包裹体,并且原生与次生关系较易区分。当完全未受应力作用改造时,共生石英(水晶)与黑钨矿中都只有原生包裹体,其Th值和盐度值基本相同或完全一致,且石英(水晶)流体包裹中富含W、Mn、Fe等成矿元素,表明石英与黑钨矿是由同一流体在相同时间和相同条件下沉淀的。鉴于一般金属矿床皆在一定程度上经受了后期应力作用和流体改造,因此在有关流体包裹体研究中应该结合不透明矿物进行全面对比,并且切实加强岩相学研究。     

西华山钨矿床晶洞中水晶与黑钨矿流体包裹体显微测温与特征元素测定

摘要：西华山钨矿床晶洞中水晶与黑钨矿以及晶洞外部块状石英与共生黑钨矿中流体包裹体对比研究结果表明,后期应力作用和流体改造是造成共生石英与黑钨矿包裹体均一温度出现重大差异的主要原因。一般来说,在后期应力作用和流体改造下,黑钨矿有较好的稳定性,能较好地保存原生包裹体和较少出现次生包裹体,而与之共生石英中的原生包裹体几乎破坏殆尽,现在所看到的包裹体绝大部分是后来形成的次生包裹体,且很难确切区别原生与次生关系。当后期应力作用和流体改造很微弱时,石英中可保存较多原生包裹体,并且原生与次生关系较易区分。当完全未受应力作用改造时,共生石英(水晶)与黑钨矿中都只有原生包裹体,其Th值和盐度值基本相同或完全一致,且石英(水晶)流体包裹中富含W、Mn、Fe等成矿元素,表明石英与黑钨矿是由同一流体在相同时间和相同条件下沉淀的。鉴于一般金属矿床皆在一定程度上经受了后期应力作用和流体改造,因此在有关流体包裹体研究中应该结合不透明矿物进行全面对比,并且切实加强岩相学研究。     

江西银山铅锌矿床闪锌矿与石英流体包裹体的对比研究

赣东北地区是我国重要的铜铅锌金银多金属矿集区,银山铅锌(银)铜(金)多金属矿床是赣东北地区一个重要的大型次火山热液型多金属矿床。银山铅锌矿发育有闪锌矿-方铅矿-石英脉,前人研究认为金属矿物与脉石矿物为伴生关系,但是没有强调它们的成因上的联系。本次研究开展了矿石矿物中闪锌矿和伴生脉石矿物中石英的流体包裹体对比研究。通过详细的岩相学观察、显微测温、显微激光拉曼探针工作,对伴生石英脉和闪锌矿内原生包裹体,伴生石英脉中的晚期微细石英脉和闪锌矿内部次生包裹体进行流体特征的对比研究。研究结果显示,伴生石英脉原生流体包裹体比闪锌矿的原生包裹体的平均均一温度高约30℃,明显富集CH₄、N₂、CH₄、CO₂等挥发份,伴生石英脉中的晚期微细石英脉流体包裹体比闪锌矿次生包裹体的平均均一温度高23℃。闪锌矿原生包裹体与想伴生的早期石英脉在平均均一温度有所差别,气相成分差异明显,均表明矿石矿物与伴生脉石矿物可能形成于不同的地质环境,具有不同的温度和流体成分。     

江西黄沙石英脉型钨矿床流体包裹体研究

黄沙钨矿床是赣南地区一大型石英脉型钨多金属矿床。本文采用"流体包裹体组合"的研究方法,对黄沙钨矿床主成矿阶段早期的黑钨矿-石英脉和晚期的硫化物-(黑钨矿)-石英脉石英中的流体包裹体进行了显微测温和拉曼探针的分析。研究表明,黑钨矿-石英脉中包裹体主要为水溶液包裹体和含CO₂水溶液包裹体,硫化物-(黑钨矿)-石英脉中主要发育水溶液包裹体。黑钨矿-石英脉中包裹体的均一温度明显高于硫化物-(黑钨矿)-石英脉中的包裹体,但两者水溶液包裹体的盐度相差不大。激光拉曼探针测试表明,两期矿脉中水溶液包裹体的组分主要为水,在黑钨矿-石英脉中的含CO₂水溶液包裹体,除CO₂外,还检测到CH₄和N₂组分。研究表明,以CO₂逸失为特征的流体不混溶作用是早期黑钨矿-石英脉含矿流体中的金属络合物分解并沉淀成矿的主要机制,晚期硫化物-(黑钨矿)-石英脉中矿质的沉淀则主要是流体的混合作用导致。     

西华山脉钨矿床的形成压力及有关花岗岩的侵位深度

文章阐述了西华山黑钨矿-石英脉与普通热液石英脉的不同之处;分析了前人所获压力值较低(30~70MPa)的主要原因;利用黑钨矿-石英脉绿柱石中两相气液包裹体和不混溶硅酸盐熔融包裹体的有关资料及相关相图,求得西华山脉钨矿床的形成压力为200MPa。根据西华山脉钨矿床产出的地质特征以及岩石学、矿物学、稳定同位素和流体包裹体地球化学等证据论证了这一压力的合理性。     

兰坪金顶铅锌矿方解石微量元素、流体包裹体和碳-氧同位素地球化学特征研究

金顶铅锌矿矿床成因一直受到广泛关注,但至今没有达成共识,其重要原因之一是对矿床成矿流体性质和来源认识的局限。本文以金顶铅锌矿床成矿早期脉状方解石和晚期结核状方解石为研究对象,系统开展了微量元素、流体包裹体和碳-氧同位素地球化学研究,在此基础上探讨了该矿床成矿流体的性质和可能的来源。研究发现,虽然2种产状方解石都以轻稀土富集、轻重稀土显著分异、配分模式向右陡倾为特征,并且具有相似的Mg、Fe和Mn含量,但它们在微量元素、流体包裹体和碳-氧同位素地球化学特征上亦存在显著差异。脉状方解石相对于结核状方解石稀土元素总量较高,富集Co、Ni、(W)、Mo、Bi;脉状方解石流体包裹体显示相对高温高盐度的特征(T_h>250℃,S>8.0% NaCleqv),而结核状方解石流体包裹体相对低温低盐度(T_h<200℃,S<8.0% NaCleqv); 脉状方解石的碳同位素组成(δ¹³C_PDB=-22.95‰~-2.56‰)较分散,具有多源性,而结核状方解石碳同位素组成(δ¹³C_PDB=-7.02‰~-6.18‰)相对集中,二者的氧同位素组成(δ¹⁸O_SMOW=20.16‰~23.49‰)与沉积岩类似。综合分析认为,金顶铅锌矿成矿期脉状和结核状方解石虽然均属热液成因,但它们分别代表了2类不同性质的热液体系,早期成矿流体为多源的混合流体,成矿过程中可能有深源组分的加入,而晚期成矿流体以大气降水为主。     

西华山-荡坪钨铍矿床流体包裹体羧酸研究

系统研究了西华山—荡坪钨铍矿床矿物中流体包裹体温压地球化学特征,用离子色谱法测定了矿床中石英、水晶、黑钨矿、绿柱石、萤石等矿物包裹体浸取液的羧酸组成——甲酸、乙酸、丙酸和草酸,结果表明低分子量羧酸或羧酸盐是气化—高温热液矿床成矿流体中的常见组分。其中甲酸＞乙酸草酸,部分样品中有丙酸。     

阿尔泰南缘克兰盆地的脉状金-铜矿化及其流体演化

阿尔泰山南缘泥盆纪克兰火山-沉积盆地蕴藏有丰富的VMS锌铅铜多金属矿床。自晚泥盆世至早二叠世末, 阿尔泰山南缘为NE-SW向强烈挤压的构造环境, VMS矿石受到变形变质改造,脉状金铜矿化发育。金(铜)石英脉主要有2种产状:(1)白色-灰白色(硫化物)顺层石英脉(QI), 产于韧脆性剪切带发育地段,呈细脉状或透镜状产于绿泥片岩、黑云片岩中;(2)斜切黄铁矿化蚀变岩、层状铅锌矿和变质岩产状的黄铜矿-黄铁矿石英脉(QII),与晚期的脆性构造有关。金(铜)石英脉的流体包裹体发育,按室温下相态特征有3类。第I类为含子矿物的高盐度包裹体(L-V-S型),子晶为NaCl, 有时为KCl,包裹体呈孤立或无序分布,代表变质早期流体特征。一般NaCl子晶先消失(210~357℃),包裹体的最终均一温度369~512℃,其捕获温度与变质相的相平衡计算温度相当,反映了变质早期中高温热液活动的特征。第II类是富CO₂ 包裹体,包括单相的碳质流体包裹体(L _CO2、L _CO2-CH4或L _CO2-N2)和两相富CO₂包裹体(L _CO2-L _H2O)2个亚类。碳质流体包裹体是常见类型,有时与L _CO2-L_H2O型伴生,在较晚期的黄铜矿-黄铁矿石英脉中表现为原生特征,而在较早的石英脉中常表现为次生特征。萨热阔布的碳质流体可分为纯CO₂包裹体和CO₂-CH₄体系包裹体,纯CO₂包裹体的固体CO₂熔化温度(T_m,CO2)为 -60~-56.5℃,CO₂部分均一温度(T_h,CO2) 变化于-23~+31℃;密度一般为0.85~0.89g·m^-3。CO₂-CH₄包裹体的T_m,CO2＜-57℃,可低达-78.1℃,T_h,CO2低达-33.7~-17.7℃, 其密度高达1.01~1.07g·m^-3。VMS矿床中晚期叠加的黄铜矿石英脉中碳质流体包裹体可分为贫CH₄-N₂和富CH₄-N₂的CO₂-CH₄-N₂包裹体,贫CH₄-N₂的碳质包裹体T_m,CO2=-63.3~-57℃,T_h,CO2=-27.5~+29.7℃;富CH₄-N₂的CO₂-CH₄-N₂包裹体T_m,CO2=-83.4~-65.5℃,T_h,CO2=-56.0~+16.9℃。铜金石英脉中与碳质流体共生的L_CO2-L_H2O型包裹体均一温度T_h,total=205~370℃,略低于第I类高盐度包裹体的T_h,total=369~512℃。据CO₂流体高温高压相图估算包裹体的捕获压力至少为110~300MPa。金(铜)石英脉的主体在相当于445~566℃的高温条件下形成的,而金铜矿化则是在高于205~370℃、110~330MPa的中高温中深条件下发生的。流体包裹体的δ¹⁸O为7.54‰~11.84‰ (QI)和3.82‰~7.82‰ (QII), δD为-84.7‰~-98.2‰(QI)和-75.8‰~-108.8‰ (QII)。结合地质特征和流体研究,说明成矿热液来源与区域变质及相关的岩浆活动有关。     

热液矿床中不透明矿物的流体包裹体研究进展

脉石矿物中流体包裹体所提供的有关流体与成矿的物理化学条件不一定代表成矿时的实际流体和成矿条件,最好的办法是直接测定矿石矿物捕获的包裹体。红外显微镜的运用开拓了不透明矿物中流体包裹体研究的新领域。文章对红外显微镜工作的基本原理及设备做了简要的综述,重点介绍了不透明矿物中流体包裹体岩相学、显微测温以及成分分析研究,并举例说明了不透明矿物流体包裹体在W-Sn矿床以及其他矿床研究中的应用,最后指出了不透明矿物中流体包裹体研究尚且存在的问题、部分解决方法,并简单展望了其在中国的发展前景。     

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。     

赣南西华山钨矿床的流体混合作用:基于H、O同位素模拟分析

赣南西华山钨矿床是我国典型的大型石英脉型黑钨矿矿床.H、O同位素的研究表明,该矿床δD值-43‰～-66‰,石英δ18O值2.3‰～13.2‰,对应的成矿流体δ18O值-8.7‰～7.6‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合流体.不同机制下矿物O同位素模拟计算表明,冷却、沸腾和混合作用所形成矿物的O同位素组成明显不同...     

川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO_2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO_2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。     

Short-chain carboxylates in fluid inclusions in minerals

The carboxylate (formate, acetate, propionate and oxalate) and common inorganic anions (F⁻, Cl⁻ and SO²⁻₄) compositions for aqueous fluid inclusion leachates from 17 mineral samples collected from various deposits have been determined using ion chromatography in conjunction with microthermometric measurements on the fluid inclusions of their host minerals. The minerals, quartz, fluorite, barite, beryl and a few `ore' minerals (wolframite, pyrite and galena), came from hydrothermal vein-type deposits in felsic igneous rocks or Archean metamorphic rocks. The results indicate that short-chain carboxylates are common components in hydrothermal fluids and can be present in considerable amounts. Formic acid (as formate) is the dominant species over other carboxylic acids. The present study raises new questions about the origin and geochemical significance of carboxylates in hydrothermal ore-forming processes.     

赣中聚源大型石英脉型白钨矿床含铀富钨矿物初步研究

聚源钨矿是华南地区为数不多的大型石英脉型白钨矿矿床之一。在详细的野外地质调查基础上,本文利用α径迹蚀刻、电子显微镜、扫描电镜以及电子探针等实验手段,对该矿床含钨和含铀矿物开展了精细矿物学的研究工作,探讨了成矿过程中钨和铀的富集规律。研究显示,该矿床钨铀矿物的形成可分为四个阶段:第一阶段,钨铀主要进入富含Nb、Ti的氧化物矿物,形成铌铁矿、钇易解石等富钨矿物,另有极少量的钨进入黑钨矿和早阶段白钨矿;第二阶段,铌铁矿与钇易解石被后期流体交代,形成含钨富铀的骑田岭矿、铌锰矿以及钛-钇易解石;第三阶段,钨进入中阶段白钨矿,这一阶段也是钨最主要的矿化阶段;第四阶段,钨进入晚阶段白钨矿。最后两阶段白钨矿中铀含量不高。骑田岭矿(WO_3 26.74%～29.68%),是聚源钨矿中除白钨矿和黑钨矿之外钨含量最高的含钨矿物。该矿易解石族矿物WO_3最高可达9.80%,极度富钨,是目前有文可查的钨含量最高的易解石。聚源钨矿中的含钨矿物大多数为白钨矿,但绝大多数的白钨矿却在骑田岭矿、易解石族矿物、铌铁矿族矿物、黑钨矿之后形成,说明成矿流体在演化过程中,绝大多数W首先进入富含Nb、Ti的含铀矿物和少量黑钨矿,之后才是白钨矿的大量结晶。     

湖南锡田钨锡多金属矿床流体包裹体显微测温和LA-ICP-MS原位分析对成矿流体演化的制约

为了解锡田钨锡多金属矿床的成矿流体演化过程和成矿元素迁移机制,深入揭示成矿机制,指导该地区的下一步找矿勘探工作,对黑钨矿、锡石及透明矿物的流体包裹体进行了岩相学观察、红外显微测温及LA-ICP-MS原位分析.显示锡田钨锡多金属矿床绿柱石、黑钨矿中发育流体-熔体包裹体,均一温度最高可达760℃.早成矿阶段流体均一温度为360~500℃,盐度主要为28.4%~41.5% NaCl_eqv,主成矿阶段均一温度为280~450℃,盐度主要为3.0%~20.0% NaCl_eqv.,晚成矿阶段均一温度为120~280℃,盐度为0.4%~6.6% NaCl_eqv..LA-ICP-MS分析表明,超临界流体开始出溶时,W、Cu、Mo等元素优先富集于富挥发分气相中,Pb、Zn、Sn、Fe、Mn等元素则更倾向富集于高盐度卤水相中.锡田钨锡多金属矿床成矿流体来源于燕山期浅源花岗岩,钨锡成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段,成矿流体具有高温、高盐度和富CO₂等特征.成矿流体来自岩浆流体的出溶,演化过程中经历了两次不混溶作用,不混溶相分离过程中,成矿元素选择性迁移,在各相中进行不均匀分配.流体不混溶、水岩反应、流体混合和流体冷却作用是导致该矿床钨锡矿物沉淀的原因.      

矿物流体包裹体中稀有气体的保存能力初探

查明流体包裹体中稀有气体的保存能力,对于判断其初始组分特征是否因后生作用而发生改变具有重要意义.文章以Ar为例,从扩散动力学角度对稀有气体地球化学研究中常用的矿物中流体包裹体稀有气体的保存能力进行了定量分析和系统比较,计算了Ar在这些矿物中的封闭温度以及不同温度条件下的保存时间,得出相同条件下各矿物对Ar、He等保存能...     

不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究：进展、存在问题与解决方案

流体包裹体是古地质流体的唯一直接记录,为反演地质过程涉及的物理化学条件等提供了最为重要的证据。流体包裹体是研究热液矿床成矿流体最有利手段,常规的测试对象为透明的脉石矿物,而矿石矿物中的流体包裹体更为直接、准确地记录了成矿流体信息。大多数矿石矿物在显微镜透射光下不透明,其捕获的流体包裹体研究需要使用配备有红外成像系统的显微镜进行。近20 年来,不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究获得了长足的进展,但其中仍有一些问题尚未解决,制约了该方法的应用;同时,国内该研究领域正处在起步阶段,多个实验室已安装了红外测试仪器,但尚未开展系统的研究工作。因此,需要对该研究领域进行综述,探讨存在的问题,以促进该研究方法的发展。本文首先介绍了红外显微镜仪器工作原理及样品制备注意事项,阐述了影响不透明矿物红外透明度的因素,讨论了红外显微测温研究中的主要问题和难点,并针对测温过程中相变观察困难、红外光可能影响测温结果等问题提出可行的解决方案,最后论述了红外显微测温系统在矿床学领域的应用前景。     

共生黑钨矿与石英中流体包裹体红外显微对比研究——以瑶岗仙石英脉型钨矿床为例

利用红外显微镜对湖南瑶岗仙石英脉型黑钨矿矿床中共生的黑钨矿与石英原生流体包裹体均一温度和冰点的测定结果表明,石英中流体包裹体均一温度范围为149～352℃,主要集中在160～300℃之间,盐度w(NaCleq)为0.9%～9.5%;黑钨矿中流体包裹体均一温度范围为212～386℃,主要集中在280～360℃之间,盐度w(NaCleq)为4.5%～15.2%.可见,黑钨矿中流体包裹体具有更高的均一温度和盐度,与石英中原生流体包裹体均一温度相差可达60℃,盐度w(NaCleq)相差可达6%.结合该矿床的矿石显微结构特征、包裹体岩相学特征及前人所做的氢、氧同位素测试分析结果,推断黑钨矿主要形成于早期阶段,为均一流体冷却成因,石英形成较晚,主要为流体混合成因.