黑色岩系中海底热液SEDEX矿床的研究概况

黑色岩系是含硫化物和有机质较高的暗色泥质岩、硅岩、碳酸盐岩组合,黑色岩系中以海底热液喷流作用形成的矿床是国际研究热点。因为海陆变化、壳幔作用以及全球构造变动均导致黑色岩系和SEDEX矿床的演化,所以研究湘黔张家界—遵义地区有机物从保存、埋藏、生烃、排气到过成熟,均与微生物的生命代谢、内生地质作用、成矿机制同步谐动,地球化学影响和生物成矿作用与全球性的气候变迁、缺氧事件相关联,而且以上研究集中体现在事件地质学的成因解释、热水喷流沉积作用、生物矿化与金属矿化、矿物成因与环境影响、铂族元素矿物、黑色页岩石煤与金属矿化、元素地球化学影响等方面。研究数据充分显示了特定的地质背景、成矿环境、生物作用机制在黑色岩系SEDEX矿床成岩成矿中的作用。     

西秦岭造山带东段喷流沉积型铅锌矿床特征及其成矿模式——以徽县洛坝矿床为例

西秦岭造山带东段西成矿田内发育一系列泥盆纪的喷流沉积型（SEDEX）铅锌矿床,甘肃徽县洛坝铅锌矿床就是其中的代表型矿床之一。它产于中泥盆统安家岔组焦沟层上部,矿体分布受洛坝背斜和南、北两翼断裂控制,与地层产状基本一致,矿石主要为纹层状、层状、浸染状、块状构造。经过详细的显微构造和SEM扫描电镜分析,鉴定出与喷流沉积有关的通道构造、淬火构造等。矿床地球化学分析显示,该矿床赋矿围岩的Ba、As、Sb、B、Ag、Hg等喷流沉积指示元素值均较高,且两者均具有LREE相对富集、明显的Eu正异常和中等Ce正异常特征,对比表明,成矿流体中的REE主要继承赋矿围岩（硅质岩）。矿床包裹体及硫同位素分析表明：成矿温度为168~350℃,以中、高温为主;早期矿化硫化物的δ³⁴S值（平均9.8‰）明显大于晚期矿化硫化物的δ³⁴S值（平均5.6‰）,说明后期改造作用中有地层硫的参与。综合研究表明,该矿床为热水喷流沉积型铅锌矿床,后期又受到海西期-印支期的叠加改造,并确定该矿床为秦岭后造山期板内伸展热水喷流的产物,最后建立了洛坝铅锌矿床热水喷流沉积成矿模式。     

中国非常规铀资源

中国非常规铀资源主要包含黑色岩系型和盐湖型。其中与黑色岩系有关的含铀黑色岩系型、含铀磷块岩型、铀多金属磷块岩型是对中远期保障我国铀资源可持续供给有重要意义的类型。陆缘裂谷、陆缘裂陷环境是中国黑色岩系非常规铀资源最重要、最有利的成矿环境,形成U-Cd型、U-V-Mo型、U-V-Re型、U-V-Ni-Mo型和U-V-Ni-Mo-Re-Tl型等地球化学组合。中国黑色岩系非常规铀资源铀成矿作用受控于陆缘裂谷、陆缘裂陷环境下伴随海底喷流作用和海底火山喷发而沉积的由热水沉积硅质岩、硅质磷块岩和碳硅泥岩组成的富铀海相黑色岩系,热水沉积作用或喷气-沉积是形成中国黑色岩系非常规铀资源或发生大规模铀成矿作用的成矿机制。     

南秦岭旬阳盆地下古生界热水沉积成矿地球化学

新近在南秦岭旬阳盆地志留系中发现重要铅锌矿化,含矿岩系主要是下、中志留统弱变质含炭细碎屑岩和新发现识别出的热水沉积炭硅质岩、钠长石岩等;矿体呈层状与志留系整合产出,含矿层中有热水沉积硅质岩和铁碳酸盐岩。矿床REE地球化学反映铅锌矿石、硅质岩和钠长石岩的形成物质可能来自盆下源深处,成岩成矿作用具有热水沉积性质;岩矿石稳定同位素组成指示成矿流体为深部来源,成矿流体中富含CO2(18.656～35.063mol%),成矿温度135～297℃;矿石S和Pb同位素组成反映S来源于深部,Pb来自盆地基底和沉积地层。受地幔热点控制的扬子北缘古生代伸展海盆中,热水沉积是旬阳盆地志留系铅锌成矿的基本方式。     

南秦岭旬阳盆地下古生界热水沉积成矿地球化学

新近在南秦岭旬阳盆地志留系中发现重要铅锌矿化,含矿岩系主要是下、中志留统弱变质含炭细碎屑岩和新发现识别出的热水沉积炭硅质岩、钠长石岩等;矿体呈层状与志留系整合产出,含矿层中有热水沉积硅质岩和铁碳酸盐岩.矿床REE地球化学反映铅锌矿石、硅质岩和钠长石岩的形成物质可能来自盆下源深处,成岩成矿作用具有热水沉积性质;岩矿石稳定同位素组成指示成矿流体为深部来源,成矿流体中富含CO2(18.656～35.063mol%),成矿温度135～297℃;矿石S和Pb同位素组成反映S来源于深部,Pb来自盆地基底和沉积地层.受地幔热点控制的扬子北缘古生代伸展海盆中,热水沉积是旬阳盆地志留系铅锌成矿的基本方式.     

南秦岭旬阳盆地志留纪黑色岩系与Pb- Zn矿床成矿的关系

南秦岭旬阳盆地中赋存了大量热水沉积型铅锌矿床,矿体主要呈层状、透镜状赋存在志留系梅子垭组和双河镇组中.富有机质的黑色岩系在区内广泛发育,为了探讨志留纪黑色岩系与该区铅锌矿成矿的关系,本文选择南沙沟和关子沟典型铅锌矿床开展研究.与矿石矿物共生的石英δDV-SMOW值分别介于-139‰～-94‰和-129‰～-103‰之间,明显低于矿区内硅质岩的δDV-SMOW值,反映了海水在被加热形成盆地热卤水的过程中很大程度受到了地层中有机质的影响.闪锌矿和方铅矿样品δ34S值分别介于4.5‰～10.7‰(平均7.2‰)和2.7‰～9.5‰(平均6.1‰)之间,硫主要为硫酸盐还原而成,细菌硫酸盐还原作用和热化学硫酸盐还原作用共同影响了硫同位素组成.铅同位素组成具有高放射性铅的特点,与地层铅一致,并且显著区别于结晶基底的铅同位素,反映了铅主要来源于赋矿围岩而不是结晶基底.志留纪南秦岭古海洋中热水沉积成矿作用强烈,盆地热驱动造成海水对流循环并萃取黑色岩系中的成矿物质形成成矿流体,在减压环境下于海底形成层状矿体,在成矿的过程中,富有机质的志留纪黑色岩系对于金属的来源和硫的来源均扮演了至关重要的角色.     

安徽铜陵矿集区块状硫化物矿床成因模型与成矿流体动力学迁移

根据地质和同位素地球化学特征，建立了铜陵地区赋存于石炭系地层底部的块状硫化物矿床的成因模型；该类型矿床的形成主要与石炭纪海底热水活动有关，属喷流-沉积型(SEDEX)块状硫化物矿床；下伏古生代地层是重要的成矿金属源区，海水硫酸盐是硫化物成矿的主要硫源。成矿热流体循环的动力学数值模拟揭示。该类型矿床底盘岩石中的流体活动和热影响范围主要局限在主排泄通道两侧较小的区域内；温度场和流场决定以沉积岩为容矿岩石的喷流．沉积型块状硫化物矿床底盘岩石中的蚀变和矿化强度不如以火山岩为容矿岩石的块状硫化物矿床。伴随强大深部热流的张性同生断裂是控制喷流一沉积型块状硫化物矿床形成与分布的关键因素。海西期扬子板块北缘的张性构造体制为该时期喷流一沉积型块状硫化物矿床的形成提供了有利的地球动力学环境。     

南秦岭千家坪钒矿床地质地球化学特征与钒的富集规律

千家坪钒矿床产于南秦岭下寒武统水沟口组(缀1sh)黑色岩系中,该黑色岩系由黑色含炭硅质岩、含炭硅质岩夹泥岩和泥岩等组成。钒矿体呈层状产出,矿石以黑色硅质岩夹泥岩型为主,含钒矿物主要为钒云母。黑色岩系岩石主要成分为SiO2、Al2O3、K2O等,富集TFe、Ba、Zn、P、Cu、Ni、Cr、Sr、Zr、Ag、Ti、Mn、V等多种元素。黑色岩系n(V)/n(Cr)=5.92～30.64、n(V)/n(V+Ni)=0.88～0.99、δU1,判断其为缺氧沉积环境。黑色硅质岩n(SiO2)/n(Al2O3)=238.81,U/Th1以及δ30Si=-0.1‰～0.5‰、δ18O=20.2‰～25.8‰,判断其为半深海滞留沉积盆地热水沉积成因。泥岩n(SiO2)/n(Al2O3)=5.69,n(Al)/n(Al+Fe+Mn)=0.63,n(Si)/n(Si+Al+Fe)=0.74～0.76判断其物源为陆源,但受到热水作用影响。钒矿化受下寒武世古隆起边缘断陷滞留盆地中形成的黑色岩系层位所控制。钒明显趋向在炭硅质岩所夹的泥岩或硅质岩附近的泥岩中富集,在炭硅质岩夹泥岩段向泥岩段过渡层位,常常含结核,钒元素含量达到峰值,其他Cu、Pb、Zn、As、W、Mo等元素富集规律与V元素基本一致。该矿床成矿物质主要来源于深部热水,泥岩的吸附作用对钒的富集具有重要作用。综合地质、地球化学特征,认为该矿床为热水喷流沉积成因。     

澳大利亚布朗斯(Browns)Co-Cu-Ni多金属矿床地球化学特征及与中国南方黑色岩系金属矿床对比

黑色岩系中金属元素地球化学特征一直是矿床地质研究的重点.澳大利亚布朗斯Co-Cu-Ni多金属矿产于古元古代黑色岩系中,属典型的层控矿床;该矿床中主要成矿元素为Co、Cu、Ni和Pb,矿化分带不明显,蚀变微弱.δ34S均值范围为-5.21‰～14.78‰,估计生物成因的硫占一定比例,后期有细菌还原硫酸盐成因的高硫同位素组...     

湘黔地区下寒武统黑色岩系中镍-钼矿床黄铁矿的成因

重点研究了贵州遵义中南村和湖南张家界三岔镍-钼多金属矿床的黄铁矿,矿床成因为热水喷流沉积型。黄铁矿样品S/Fe比值的平均值为2.0093~2.048,成分特征均属于铁亏损型,说明其形成温度低。Co/Ni变化范围为0.077~4.5,均值为2.197,据Co/Ni的比值可以判断本区的黄铁矿主要为热液成因,矿化物质来源为热水喷流体系内的热液。成分图解标型显示,黑色岩系中高ω(Co+Ni)/ω(Fe)的黄铁矿和高ω(As+Se+Te)/ω(S)的黄铁矿均大量出现,可能与热水喷流沉积的温差变化范围较大有关,而并非正常沉积的产物。S/Se比值为950.8~1059.9,说明生成环境均一程度较高,而且海水温度比较高。由中南村镍-钼矿床的Se/Te值也能判明其为热液成因。关于黄铁矿的研究对本区镍-钼矿床的寻找有重要意义。     

新疆西天山查汗萨拉金矿地质、金赋存状态及同位素地球化学研究

查汗萨拉金矿是近年在新疆西天山新发现的一处金矿床,处于依连哈比尔尕构造带西端.矿体旱不规则脉状产于细品闪长岩构造破碎蚀变带及其接触带附近的上石炭统奇尔古斯套组蚀变围岩中,围岩蚀变较弱.矿石中硫化物主要为黄铁矿,并含少量磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等.硫化物矿物呈自形粗晶或半自形结构,斑杂状分布在构造蚀变岩石中.金矿物以自然金和银金矿为主,还发现有硫(碲)银金矿和金铀化物等独特矿化线索,金矿物多赋存在黄铁矿中,以包体金、裂隙金和少量粒间金形式存在.金矿物形态以粒状和长角状为主,多为细、微细粒金(粒度<10 μm).矿石中矿物流体包裹体均一温度为220～340℃.热液脉三石矿物石英流体包裹体的δD为-92‰～-74‰,δ18Ov-SMOW为11.8‰～12.6‰,成矿流体显尔岩浆热液和变质建造水混合的特征.热液方解石脉的占δ13Cv-PDB为-8.92‰～-8.06‰,δ18Ov-SMOW为13.45‰～17.18‰,反映成矿流体中CO2主体米源于岩浆.硫化物206pb/204Pb为18.036～18.173,207pb/204pb为15.536～15.612,208pb/204pb为37.940～38.097,成矿金属具岩浆来源特征.矿石中硫化物δ34Sv-CDT为-9.8‰～-7.3‰,显示其可能与地层有关.查汗萨拉金矿为构造蚀变岩型中温岩浆热液矿床.小同于本区阿希金矿,是西天山金矿勘查中值得关注的新类型.     

新疆东天山地区白山钼矿床的成因分析

白山钼矿床位于东天山觉罗塔格构造带的东部,赋矿围岩为下石炭统干墩组的黑云母长英质角岩,矿化石英网脉发育.文章测得含矿石英脉中的石英流体包裹体δ18OSMOW值为9.1%O～10.0‰,平均9.425‰,与石英相平衡的水δ18OH2O值为3.357‰～4.257‰,平均为3.682‰;δDSMOW值为-105‰～- 69%,平均-89.25‰.氢氧同位素组成显示白山钼矿床的成矿流体是岩浆水与发生了水-岩作用的大气降水的混合热液,含矿流体以岩浆水为主,演化大气降水的加入是成矿物质沉淀的重要因素.测得辉钼矿的Re-Os等时线年龄为(227.7±4.3)Ma(MSWD=0.32),指示白山钼矿床形成于中三叠世.矿床地质特征和地球化学特征指示白山钼矿床是斑岩型矿床,推测成矿物质主要来自于矿体下部的矿化花岗(斑)岩体.此外,作者还探讨了白山钼矿床的成矿背景,认为矿床形成于挤压的构造环境,是受到同时代古特提斯洋闭合的陆内远程效应影响而产生的成岩成矿作用.     

藏南沙拉岗锑矿稀土和微量元素地球化学示踪及成矿物质来源

藏南沙拉岗锑矿赋存于下白垩统甲不拉组碳质板岩、泥质粉砂岩、硅质岩及燕山期辉绿岩和喜山期辉长岩中,受近东西向层间破碎带和近南北向构造破碎带控制。围岩蚀变较弱,围绕矿体呈对称性的面状、带状分布。稀土和微量元素测试结果表明碳质板岩和硅质岩具有与上地壳和太古宙后页岩非常相似的稀土配分模式。喜山期辉长岩以轻稀土相对亏损、重稀土相对富集和Eu轻度亏损的平坦型稀土配分模式有别于以轻稀土轻度富集、Eu无异常的稀土配分模式为特征的藏南燕山期辉绿岩。锑矿石具有轻稀土强烈富集、分馏程度高、Eu中度亏损、Ce强烈亏损的配分模式,与洋中脊黑烟囱-白烟囱中热液流体和喷流沉积物的Eu强正异常、海水的Ce中等负异常和重稀土富集的稀土配分模式及沃西Sedex型W-Sb-Au矿的稀土配分模式明显不同,但与喜山期辉长岩的稀土配分模式具有明显的互补关系。此外,锑矿石以其强Nb负异常及Ce和Ba正异常的微量元素特征,展示出与喜山期辉长岩的弱Nb负异常和强Rb正异常及碳质板岩-硅质岩的Nb、Ba负异常和轻度Ce、Rb、Th正异常的异同点,矿石δ³⁴S除个别样品为10.3‰和-41.6‰外,均分布在-2.6‰~-4.1‰区间,反映成矿物质主要来源于岩浆的特点。前人测定的流体包裹体氢、氧同位素值分别为δD=-151‰~-166‰,δ¹⁸O=9.4‰~12.3‰,显示岩浆水和地下水的混合性质。因此沙拉岗锑矿是形成于中新世、与藏南拆离系有关的浅成低温热液型矿床,成矿物质主要来源于喜山期辉长岩岩浆,少量来源于围岩,成矿流体部分来源于岩浆期后热液,部分来源于地下水。     

塔深1井寒武系白云岩储层同位素流体地球化学示踪

通过对塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起东部塔深1井寒武系白云岩岩石学特征及成岩成因分析,影响塔深1井寒武系地层流体改变主要成岩有准同生期、埋藏期和后期热液改造期等.塔深1井寒武系白云岩及充填孔、洞、缝内方解石的氧、碳、锶同位素地球化学特征表明:准生期白云岩δ~(13)C_(PDB)值(0.9‰～1.8‰)偏正、δ~(18)C_(PDB)值(-10.1‰～-4.2‰)偏负反映准同生期泥微晶白云石成因属于高盐度的海水使得碳酸盐泥发生白云石化;埋藏期白云岩碳、氧随重结晶作用加强,白云岩晶粒由细向粗变化值随埋深增加,由于同位素分馏作用而偏负,δ~(18)C_(PDB)值(-10.02‰～-5.7‰)呈明显的下降,但δ~(13)C_(PDB)值(-1.4‰～0‰)组成变化不大;后期热液白云岩在热液作用下δ~(18)C_(PDB)值普遍低于-10‰(δ~(18)C_(PDB)/‰-13.1～-9.4,δ~(13)C_(PDB)/‰-2～-0.647);基质方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.1‰～-10.13‰,δ~(13)C_(PDB)值为-1.48‰～-1.62‰;充填孔洞缝粗-巨晶方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.89‰～-14.28‰,δ~(13)C_(PDB)值为-2‰～-3.09‰,反映准同生期→埋藏期→后期热液晶粒大小由泥微晶→细晶→中晶→粗晶氧碳同位素值逐渐变小偏负,据~(87)Sr/~(86)Sr(0.707 284～0.746 888)值均远高于现今海洋中海水的锶同位素组成(0.708)及围岩的锶同位素(0.707 284),说明鞍形白云石以及方解石结晶时的孔隙流体不是残余在岩石孔隙中的同生期海水,而是外来的富含锶的流体,也就是深部热液流体.渗透回流白云石化、埋藏白云石化和高温热液白云石化等特征表明白云岩形成于超盐度、埋藏和高温热液等3种不同的环境,因此影响储层形成与分布,从而影响对白云岩的勘探.     

广西武宣盘龙铅锌矿喷流沉积成矿作用:稀土元素和硫同位素证据

盘龙铅锌矿是桂中地区典型的大型铅锌矿床.文章系统地总结了该矿床的地质特征,初步提出了矿床的成因类型.研究结果表明:盘龙铅锌矿位于大瑶山西侧铅锌多金属成矿带南段,矿体顺层发育于下泥盆统上伦组白云岩中.矿床中发育层状、条纹-条带状构造、同沉积角砾岩和层间揉皱等,沉积特征明显,矿化与白云岩化、重晶石化及硅质岩关系比较密切.稀...     

锂同位素及其地质应用研究进展

锂同位素示踪是近几年发展起来的一门新兴的稳定同位素地球化学方法,锂有两个稳定同位素：^6Li和^7Li。自在界锂同位素的组成变化很大,其δ^6Li值变化幅度超过60‰,现代大洋水的δ^6Li值为－31．0‰,洋中脊玄武岩（BORB）的δ^6Li值为－4．7‰--3.7‰,由于锂同位素存在大的分馏和不同地质体中在截然不同的δ^6Li值,因此锂同位素地质应用前景十分广泛。目前,锂同位素在研究星云形成过程和宇宙事件,洋壳蚀变和海底热液活动,壳－幔物质循环和板块俯冲作用过程,判断卤水起源和演化等方面的研究中成效显著。     

江西广丰杨村超大型滑石矿床成因探讨

江西广丰杨村滑石矿储量达上亿吨,是世界上超大型滑石矿床之一。矿石主要由鲕粒状滑石组成,含少量石英和碳酸盐矿物及浸染状有机质,具有典型的沉积鲕粒状结构;赋矿围岩白云岩硅化较强烈。研究结果表明,白云岩与滑石矿页岩标准化稀土元素分配模式基本一致,重稀土元素相对轻稀土元素弱富集,稀土元素总量低,弱负铈异常,并且它们具有相同的87Sr/86Sr比值(0.7092~0.7101),白云岩的δ13CV-PDB值变化范围在-4.9‰~+0.7‰之间,与同期海水大体一致。这些地球化学特征暗示了滑石矿和白云岩具有相同的物质来源,滑石成矿所需的镁可能来源于海水。部分样品显示正铕异常,且白云岩中δ18OV-SMOW值(+14.5‰~+19.7‰)较同期海水偏低,87Sr/86Sr比值比同期海水稍高,暗示成矿物质并非由海水单一提供,可能还有高87Sr/86Sr比值、富硅的热液提供了成矿所需的硅。综合滑石和白云岩岩相学和地球化学特征,认为江西广丰杨村滑石矿为同生热水沉积成因,滑石中镁来源于富镁海水,硅来源于海水下渗淋滤古老硅铝质地层形成的富硅、高87Sr/86Sr比值的热液,海水中镁与热液中硅结合形成滑石。滑石矿在经历了同生沉积-热液期之后,又受到了后期强烈的变质变形作用的叠加,形成了具片理构造的滑石片岩。     

碾子山晶洞碱性花岗岩矿物-水氧同位素交换反应动力学

对黑龙江碾子山碱性花岗岩的全岩及其主要单矿物进行了氧同位素分析，结果表明，全岩和单矿物不仅δ^18O 值变化范围较大（全岩－2．4－2．0‰，石英0．0－5．8‰，碱性长石－3．8－0．1‰，磁铁矿－8．5－1．0‰），而且强烈亏损^18O。共生矿物之间表现出明显不平衡的氧同位素分馏特征，指示在花岗岩侵位之后与水之间发生了同位素交换，根据锆石和现代大气降水的氧同位素组成，对岩石与外来流体的δ^18O值进行了估计，多维矿水－岩反应时限约为0．3－3Ma，水／岩比（氧摩尔比）介于0．11－1．02之间。水－岩反应温度较高（约400度）和反应时间较长是导致石英δ^18O值降低的主要原因。     

湘东地区金矿床矿化年龄的测定及含矿流体来源的示踪——兼论矿床成因类型

文章对江南造山带中段湖南东部地区主要金矿床开展了成矿年龄测定和硫同位素分析。获得该区黄金洞和大洞金矿床矿脉石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄分别为152±13Ma和70±1.3Ma;同时获得黄金洞矿床矿脉硫化物δ34S均值为-6.3‰(主要集中在-4.8‰到-8.6‰之间)、大洞δ34S均值为-9.2‰(主要在-8‰到-10‰之间)、雁林寺δ34S均值为-1.2‰(主要在-2.6‰和6.1‰之间)。结合华南区域大地构造演化特征、江南造山带主要金矿床成矿地质条件,认为440～400Ma、160～110Ma和～70Ma是该区的三个主要金矿化期;含矿流体主要来源于深部,与变质水和/或岩浆水有关,但成矿晚期有大量再循环的大气降水和/或海水加入。江南造山带湖南段金矿床具有与造山作用有关的浅成型金矿的某些成矿特点。     

四川东北寨微细浸染型金矿床的同位素组成特征及其成因意义

东北寨金矿床是我国迄今为止发现的规模最大的浅成热液形成的微细浸染型金矿床。对矿床的同位素组成的研究表明,成矿溶液主要来自大气降水,矿化和蚀变作用是在水/岩比值较低的体系中进行的;硫来自围岩中的还原硫;碳酸盐岩地层是提供金属组分的主源层。地下热液在环流过程中,从围岩中萃取金属矿质,并迁移到黑色岩系地层的破碎带中成矿。