湖南瑶岗仙钨矿床成矿流体的氦、氩同位素组成及其意义

瑶岗仙钨矿床是南岭地区最典型的石英脉型钨矿床之一。本文对该矿床黄铜矿和黑钨矿中流体包裹体的氦、氩同位素进行了较系统地测定。研究表明,黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中3He／4He分别为0．37—0．43Ra和0．05～0．49Ra,明显高于地壳值;黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中的氩同位素分别为673～886和325～903,均明显高于饱和大气雨水的40Ar／36Ar值。这些氦、氩同位素组成揭示该矿床的成矿流体具有壳、幔两端元混合的特点。结合区域地质构造演化和成矿年代学的研究成果,本文认为瑶岗仙钨矿床的成矿流体是由瑶岗仙S型花岗岩浆分异出的含有地幔He的岩浆流体与大气成因地下水的二端元混合产物,S型花岗岩的形成也是壳幔相互作用的结果。     

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。     

新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质：来自He—Ar同位素证据

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床。前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识。本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25~3.19 Ra（平均0.97 Ra）,无矿伟晶岩与外围伟晶岩n(3He) /n(4He)为0.13~5.32 Ra（平均1.13 Ra）,均介于壳源与幔源He之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算：含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3.55% ~ 48.92%,平均值为14.67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为1.70% ~ 81.79%,平均值为17.13%。含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n(36Ar)为552.50~13353. 00,n(40Ar*)相对含量为46.52% ~ 97.79%,平均值为87.25%,大气的Ar贡献平均为12.75%。分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少。值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融。新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体。     

新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质：来自He—Ar同位素证据

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床。前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识。本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25~3.19 Ra（平均0.97 Ra）,无矿伟晶岩与外围伟晶岩n(3He) /n(4He) 为0.13~5.32 Ra（平均1.13 Ra）,均介于壳源与幔源He之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算：含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3.55% ~ 48.92%,平均值为14.67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为1.70% ~ 81.79%,平均值为17.13%。含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n(36Ar)为552.50~13353. 00,n(40Ar*)相对含量为46.52% ~ 97.79%,平均值为87.25%,大气的Ar贡献平均为12.75%。分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少。值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融。新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体。     

川滇黔地区天宝山、会泽铅锌矿床成矿流体来源初探:来自流体包裹体及氦氩同位素的证据

为限定川滇黔地区大型铅锌矿床成矿流体来源,选择天宝山大型铅锌矿床和会泽超大型铅锌矿床中热液矿物进行流体包裹体及氦氩同位素研究.结果显示:（1）天宝山矿床为中低温、中等盐度流体成矿,成矿流体主要来源于盆地卤水;会泽矿床为中高温、中等盐度流体成矿,成矿流体也主要来源于盆地卤水,但具有不同性质流体混合特征;（2）两矿床硫化物3He/4He值范围介于0.02~0.32 Ra,证明成矿流体以地壳流体为主,但混有少量（< 5.3%）地幔成分,40Ar/36Ar值（345.0~1 698.8）表明成矿流体以饱和大气水为主;（3）综合两个矿床地质特征、流体包裹体及氦氩同位素研究认为天宝山矿床和会泽矿床的形成与右江盆地演化及峨眉山大火成岩省的岩浆活动有关.      

河北沽源张麻井铀钼矿床He-Ar同位素示踪

张麻井矿床是产于华北陆块北缘早白垩世流纹斑岩体内的一个大型火山岩型铀钼矿床。为查明该矿床的成矿流体来源,对成矿流体的He-Ar同位素进行了测定。分析结果表明,石英和萤石中流体包裹体的~3He/~4He分别为0.64Ra～6.73Ra和0.02Ra～0.39Ra; ~(40)Ar/~(36)Ar分别为296.4～362.1和265.7～330.8。成矿流体具有幔源流体和壳源流体混合的特点,且幔源流体具有接近岛弧深部地幔流体的He、 Ar同位素组成特征。结合矿床地质和地球化学特征,认为幔源流体的来源与喜山期裂陷玄武岩活动有关。     

新疆准噶尔北缘索尔库都克铜钼矿氦-氩同位素组成及地质意义

索尔库都克铜钼矿床位于准噶尔北缘,矿体呈似层状、透镜状、脉状产于中泥盆世北塔山组安山岩和矽卡岩中。采用稀有气体同位素质谱法,对矿床中绿帘石矽卡岩、安山岩和矿石3种产状的黄铁矿中流体包裹体氦和氩同位素组成进行测试分析。测试结果显示,黄铁矿中流体包裹体的4He含量为(0.882 1~13.341 0)×10-8cm3STP/g,3He/4He为0.88~1.76 Ra(Ra为大气中的3He/4He,Ra=1.4×10-6),幔源He占13.27%~26.93%,表明成矿流体中氦主要来源于地壳。40Ar含量为(4.237 6~13.970)×10-8cm3STP/g,40Ar/36Ar为301.07~331.55,40Ar*含量占1.71%~10.87%,表明成矿流体中Ar主要来源于大气降水。3种产状的黄铁矿中氦、氩同位素组成及特点相似,结合矿床流体包裹体和稳定同位素研究,认为成矿流体来源于壳-幔相互作用的岩浆流体和大气降水,矿床的形成与安山岩和矽卡岩关系密切,暗示矿床成因为矽卡岩型。     

雅鲁藏布江缝合带造山型金矿床成矿流体特征:来自He-Ar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CO_2-H_2O-NaCl-CH_4-N_2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,~(40)Ar/~(36)Ar为365.1～423.1;2件胶黄铁矿样品的~3He/~4He为0.11 Ra及0.19 Ra,~(40)Ar/~(36)Ar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,~(40)Ar/~(36)Ar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。     

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。     

对新疆萨日达拉金矿成矿流体的He、Ar同位素示踪

采用稀有气体同位素质谱方法,通过分析萨日达拉金矿载金黄铁矿中流体包裹体的He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。结果表明,萨日达拉金矿黄铁矿流体包裹体中He同位素组成变化范围较大,R/Ra值为0.34~1.59,显示壳幔混合特征,二元混合模型计算结果显示以地壳放射性成因氦为主,并有地幔氦的加入;Ar同位素组成较均一,~(40)Ar/~(36) Ar值为305~359,平均336,~(36)Ar/~(38)Ar值为5.34~5.44,平均5.40,显示叠加有部分放射性成因~(40)Ar的大气降水成因氩同位素组成。综合分析结果表明,萨日达拉金矿成矿流体为由大气降水深循环改造而成的地壳流体,其所具有的地幔He同位素组成应继承自下部地壳中隐伏的壳幔混合成因地质体。     

Mantle-derived noble gases in ore-forming fluids of the granite-related Yaogangxian tungsten deposit,Southeastern China

More than 90% of the tungsten resources of China are in the Nanling region of South China, and the Yaogangxian vein deposit is the largest tungsten deposit in this region. The tungsten deposits have ages of 150–160 Ma, and are spatially, temporally and genetically related to granites which were previously believed to be produced by crustal anatexis. This paper provides He and Ar isotope data of fluid inclusions in pyrite and arsenopyrite from the Yaogangxian W veins. ³He/⁴He ratios range from 0.41 to 3.03 Ra (where Ra is the ³He/⁴He ratio of air?=?1.39?×?10^?6), and ⁴⁰Ar/³⁶Ar ratios from 328 to 1,191. Moreover, there are excellent correlations between He and Ar isotopic compositions. The results suggest that the ore-forming fluids are a mixture between a crustal fluid containing atmospheric Ar and crustal ⁴He and a fluid containing mantle components. It is likely that the former is a low temperature meteoric fluid, and the later is a fluid exsolved from the W-associated granitic magma, which formed by crustal melting induced by intrusion of a mantle-derived magma.     

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。     

He–Ar Isotopic Tracing of Pyrite from Ore-forming Fluids of the Sanshandao Au Deposit, Jiaodong Area

The Sanshandao Au deposit is located in the famous Sanshandao metallogenic belt, Jiaodong area. To date, accumulative Au resources of 1000 t have been identified from the belt. Sanshandao is a world-class gold deposit with Au mineralization hosted in Early Cretaceous Guojialing-type granites. Thus, studies on the genesis and ore-forming element sources of the Sanshandao Au deposit are crucial. He and Ar isotopic analyses of fluid inclusions from pyrite(the carrier of Au) indicate that the fluid inclusions have 3 He/4 He=0.043–0.21 Ra with an average of 0.096 Ra and 40 Ar/36 Ar=488–664 with an average of 570.8. These values represent the initial He and Ar isotopic compositions of ore-forming fluids for trapped fluid inclusions. The comparison of H–O isotopic characteristics combined with deposit geology and wall rock alteration reveals that the ore-forming fluids of the Sanshandao Au deposit show mixed crust–mantle origin characteristics, and they mainly comprise crust-derived fluid mixed with minor mantle-derived fluid and meteoric water during the uprising process. The ore-forming elements were generally sourced from pre-Cambrian meta-basement rocks formed by Mesozoic reactivation and mixed with minor shallow crustal and mantle components.     

胶西北金成矿区He、Ar同位素组成及成矿流体来源研究

胶东半岛西北地区是我国重要的金成矿区,主要受三山岛断裂、焦家断裂、招平断裂带控制。为探讨3条主要成矿带成矿流体的来源与区别,对成矿带内典型矿床载金黄铁矿中流体包裹体进行了He、Ar同位素测试。结合前人数据表明三山岛成矿带3He/4He均值为1.95 Ra,焦家成矿带^3He/^4He均值为1.74 Ra,招平成矿带^3He/^4He均值为1.54 Ra,从西往东逐渐降低,说明地幔流体参与成矿自西往东逐渐降低。黄铁矿流体包裹体中放射性成因Ar所占比例范围三山岛成矿带1.17%~87.12%,平均33.04%,焦家成矿带15.57%~90.00%,平均55.75%,招平成矿带7.94%~92.69%,平均44.23%,说明在成矿过程中,地壳成矿流体参与成矿作用焦家成矿带最高,招平成矿带次之,三山岛成矿带最低。结合H、O稳定同位素研究,认为成矿流体主要来源于地壳,并有地幔流体加入,具地壳流体和地幔流体混合特征,上升过程中可能还有少量大气降水的参与。     

陕西柞山地区穆家庄铜矿床成矿流体来源的氦氩氢氧同位素示踪

最近,在秦岭柞山地区泥盆系中又发现了穆家庄铜矿,矿体明显受层间破碎带控制,矿石主要产在铁白云石-石英脉中,其后生成矿现象非常明显.文章利用的黄铁矿流体包裹体He-Ar同位素和氢氧同位素,来探讨这类矿床的成矿流体的来源.穆家庄铜矿床矿石矿物黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0.322～0.889R/Ra,小于1.0R/Ra.3He/4He比值远远低于地幔流体的比值,与地壳流体的比值在相同的数量级上.穆家庄铜矿成矿流体的40Ar/36Ar比值为377～569,平均470,显然偏离大气氩的同位素组成.穆家庄铜矿成矿流体的40Ar/4He比值为0.09～0.23,平均值为0.164.很显然,该矿床的成矿流体的40Ar/4He比值接近地壳.根据以上分析,柞山地区的穆家庄铜矿床的成矿流体是壳源的.氢氧同位素分析表明穆家庄铜矿的氢氧同位素则落入原生岩浆水范围内,表明穆家庄铜矿的成矿流体为岩浆水.综合对比分析后认为,穆家庄铜矿的成矿流体是由壳源岩浆驱动并参与的岩浆流体提供的.     

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。     

He–Ar Isotope Composition of Pyrite and Wolframite in the Tieshanlong Tungsten Deposit,Jiangxi, China: Implications for Fluid Evolution

The Tieshanlong tungsten‐polymetallic deposit is a large wolframite deposit of quartz vein type located in southern Jiangxi, South China. It is genetically related to a high‐K S‐type granite. Seven pyrite and two wolframite samples, selected for He and Ar isotope analyses, yielded ³He/⁴He values of 0.04–0.98 Ra, ⁴⁰Ar/³⁶Ar ratios of 293.5–368.0, and ³⁸Ar/³⁶Ar ratios of 0.176–0.193. These data indicate that the ore‐forming fluids associated with the deposit did not result from a simple mixing of the crustal‐ and mantle‐derived end‐member fluids, but that primeval meteoric fluids were also involved in the generation of the associated granitic magma by partial melting of crustal metasedimentary rocks. Further investigations show that only minimal He from the mantle was added during generation of the associated granitic magma. It is postulated that boiling and second mixing with “new” meteoric fluids took place during migration of magmatic‐hydrothermal fluids into wall‐rock fractures, resulting in a drastic decrease of their metal transport capacity, which triggered the tungsten‐polymetallic mineralization.     

山东招远金翅岭金矿床H,O,He,Ar同位素组成及其对成矿流体示踪的研究

金翅岭金矿是位于胶东西北部招莱成矿带内的一个中型石英脉型金矿床,受招平断裂带下盘次级NE-NNE向密集构造裂隙带控制,成矿围岩为玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩。本文通过对成矿作用过程中的贯通性矿物石英H,O同位素及黄铁矿中流体包裹体He,Ar同位素进行研究,探讨了成矿流体的来源。研究表明:金翅岭金矿床成矿流体的氢、氧同位素组成存在明显的变化趋势,10件样品的氢氧同位素组成δD值变化于-74.80‰～-95.70‰之间,平均值-85.41‰;δ18 O值变化于+1.30‰～+11.12‰之间,平均值为+4.95‰。分析结果显示,成矿流体早期以岩浆水为主,晚期主要为岩浆水和大气降水的混合。黄铁矿流体包裹体3 He/4 He值为0.09R/Ra～1.51R/Ra,平均0.72R/Ra,位于地壳氦和地幔氦之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算:地幔流体参与成矿的比例为7.49%～11.85%,地壳流体占主导地位。40 Ar/36 Ar值为365.9～4 042.6,集中在地壳流体与地幔流体之间,大气饱和水的范围附近。结合H-O同位素的结果可知,金翅岭金矿床成矿流体是以地壳流体占主导地位的壳幔混合流体,而地壳流体端元又是岩浆水和大气降水的混合流体,并且大气降水参与成矿流体的比例随着成矿作用从早到晚,以及成矿流体由深到浅的运移而不断增多。     

稀有气体同位素对岩浆侵入方向的制约:以夏日哈木镍铜硫化物矿床为例

我国东昆仑造山带新发现的夏日哈木镍铜硫化物矿床是造山带环境产出全球镍资源最大的岩浆镍铜矿床。含矿岩体不同类型岩石中橄榄石和辉石的He、Ne和Ar同位素组成表明:~3He/~4He(0.39~0.03Ra)和~(40)Ar/~(36)Ar比值(292.0~316.9)较低,~(20)Ne/~(22)Ne和~(21)Ne/~(22)Ne沿放射性成因Ne及大陆地壳线分布,表明岩浆起源演化过程中有大陆地壳组分和大气饱和流体在橄榄石结晶前加入。He和Ar同位素混合模型计算表明岩浆中有7.8%再循环洋壳组分和87.7%大气饱和流体的加入,再循环洋壳可能带入了大气及地壳组分。~3He/~4He和~(40)Ar/~(36)Ar比值的自西向东系统性降低,以及微量元素、成矿元素和稀有气体同位素的空间协同变化特征表明地壳物质的逐步加入,即岩浆可能自西向东方向侵入,侵位过程中地壳流体的加入促使硫饱和及硫化物的熔离成矿。