江西相山沙洲矿床铀的存在形式和迁移特征探讨来自诱发裂变径迹的证据

相山沙洲铀矿床产于斑状黑云母二长花岗岩中。本文采用诱发裂变径迹方法,对矿区花岗质围岩及其蚀变岩石中铀 的存在形式和分布状态进行了研究,共区分出围岩中铀的五种存在形式,即副矿物中的类质同像铀、显微或超显微粒状铀 矿物、造岩矿物中的吸附铀、包裹体中的铀,以及简单铀氧化物矿物,并根据来源将蚀变岩石中的铀划分为来源于花岗岩 原岩的继承铀和来源于成矿流体的叠加铀两类。经过交代蚀变作用,造岩矿物中的铀含量明显降低,大部分含铀副矿物消失。 铀被带出并进入热液流体,后主要聚集在蚀变矿物周边和沿裂隙分布,或被新生矿物吸附。交代蚀变作用改变铀的存在形式, 造成铀在岩石中的迁移和预富集,从而有利于铀的成矿作用。     

地幔流体与铀成矿作用

文中探讨了地幔流体铀成矿作用的可能性 ,并以相山世界级铀矿田为例 ,阐明了地幔流体铀成矿作用的主要特征。岩石圈之下存在一个富含放射性生热元素的富集圈 ,在造山带崩塌阶段 (岩石圈拆沉或减薄 )以及弧后拉张环境下 ,富集圈中的U、Th将随地幔流体一起上升迁移至地壳中直接成矿。相山铀矿床就是在弧后拉张环境下由当地富集地幔流体上升迁移至早先火山杂岩裂隙带中沉淀成矿而形成的。弧后拉张环境有利于地幔流体上升 ,早先的火山通道和火山杂岩中非常发育的裂隙为成矿流体提供了迁移和赋矿空间 ,成矿与幔源岩浆活动 (煌斑岩 )相伴随 ,成矿流体和成矿物质具有幔源特征 ,地幔中放射性生热元素富集圈为其提供了强大的物质基础 ,从而形成了相山超大型铀矿田。     

幔源铀成矿作用探讨

地幔流体及深源铀成矿作用是当前铀矿地学界备受关注的前沿课题。文章扼要阐述了幔源铀成矿的地球动力学背景,评述了热点铀成矿理论。通过地幔流体参与铀成矿的现实性与地幔含铀性的论证,结合粤北“交点型”铀成矿地质地球化学特征,认为地幔中铀含量存在不均一性,在大陆型热点活动（地幔柱）区的岩石圈地幔通常含有较高的铀丰度;提出在热点驱动下,地幔流体（如CO2、F等）能够溶解或萃取地幔岩中的铀并得以浓集形成富铀成矿流体,幔源铀成矿是可能的。对幔源铀成矿作用机理作了初步探讨。     

670矿床火山围岩铀赋存状态及配分研究

670矿床是中国东南部中生代火山岩带内典型的火山岩型铀钼矿床;矿床具有叠加成矿特点.本文利用诱发裂变径迹的方法研究了矿床火山围岩中铀的赋存状态及配分.结果表明火山围岩中的铀主要有三种赋存状态:(一)分布在火山基质及晶屑内均匀分散的质点铀,其裂变径迹是弥散状或弧立星射状分布;(二)吸附在蚀变矿物表面、矿物隙间及微裂隙内的聚合态铀,其裂变径迹为密集带状及团块状;(三)分布在副矿物中或呈铀矿物存在的铀,其裂变径迹为聚合星射状及团块状.矿物的蚀变过程,如绿泥石化、碳酸盐化等可改变火山围岩铀的赋存状态,造成铀在岩石中的活化和预富集,从而有利于矿化.因此火山围岩中铀的含量虽然较低,但对火山岩型铀矿的形成仍有重要意义.     

地幔流体作用——地幔捕虏体中流体包裹体的研究

被碱性玄武岩和金伯利岩带到地表的地幔捕虏体是认识地球深部信息的窗口 ,是人们能够直接观察到的一种上地幔样品 ,其矿物中流体包裹体的存在提供了上地幔流体活动的直接证据。流体 /地幔矿物之间元素的分配对约束地幔交代过程中流体相的作用和上地幔流体的组成 ,揭示俯冲带壳幔物质的再循环过程 ,解释岛弧玄武岩高场强元素亏损的原因有重要意义。文章对近年来有关地幔捕虏体中流体包裹体的研究进行了评述 ,并结合近年来流体 /地幔矿物之间元素分配的高温高压实验研究讨论了流体在地幔中的重要作用。     

雷琼新生代玄武岩中地幔岩包体矿物中的流体─熔体包裹体的REE组成特征

雷琼地区新生代玄武岩中地幔岩包体的１２件单矿物稀土元素中子活化分析表明，雷州和琼北地幔岩包体中不含流体－熔体包裹体的同类矿物的ＲＥＥ组成有明显差异，反映了雷州与琼北玄武岩地幔源区ＲＥＥ组成的不均一性。通过对比同一地幔岩包体中含包裹体与不含包裹体相同矿物的微量元素组成，发现雷琼地幔岩包体矿物中的流体－熔体包裹体富含ＲＥＥ，尤其是ＬＲＥＥ；并且不同产地地幔包体同类矿物中和同一包体不同矿物中包裹体的丰度及其ＲＥＥ含量也有明显差异，表明地幔流体本身也存在不均一性。     

云南剑川金河岩体中地幔流体交代特征及其成矿意义

云南剑川金河岩体中的硅化霓辉正长斑岩含有较多的镁铁-超镁铁质深源岩石包体.岩相学研究表明,伴随交代蚀变,其主岩和各类包体岩石中普遍发育沿矿物粒间和矿物晶体裂隙或解离纹贯入或穿插的呈网状和细脉浸染状分布的黑色不透明物质.对该物质进行了电子探针及扫描电镜和能谱分析,发现其组成以微晶硅酸盐矿物为主,含少量微晶石英,尤其是含有微晶地幔标型矿物--含钛磁铁矿(或镜铁矿)和含铬自然铁;后两者与硅酸盐矿物构成超显微熔离结构交生.研究认为,这种物质组成和特征,是具超临界和熔浆性质的地幔流体的微观表现,其活动所引发的交代蚀变表现为硅化、钠化及深源包体中的暗色矿物由辉石→角闪石→黑云母的退变序列.这一地幔流体作用微观踪迹的揭示,对于分析和论证滇西地区新生代多金属成矿的深部地质作用规律具有重要的理论和现实意义.     

雷琼新生代玄武岩中地幔岩包体矿物中的流体—熔体包裹体的REE组成特征

雷琼地区新生代玄武岩中地幔岩包体的１２件单矿物稀土元素中子活化分析表明，雷州和琼北地幔岩包体中不含流体－熔体包裹体的同类矿物的ＲＥＥ组成有明显差异，反映了雷州与琼北玄武岩地幔源区ＲＥＥ组成的不均一性。通过对比同一地幔岩包体中含包裹体与不含包裹体相同矿物的微量元素组成，发现雷琼地幔岩包体矿物中的流体－熔体包裹体富含ＲＥＥ，尤其是ＬＲＥＥ；并且不同产地地幔包体同类矿物中和同一包体不同矿物中包裹体的丰度     

深部过程中地幔流体现实微观踪迹的实验证据

伴随深部地质过程的地幔流体作用是引发地壳中成矿作用的重要物质源和动力源。由于地幔流体的超深源性及由此决定其性质和演化的复杂性,使人们很难具体捕捉其实际存在,或者多数情况下很难准确界定。通过岩相学、岩石化学、电子探针和扫描电镜及能谱分析的综合研究发现,地幔流体活动的现实微观踪迹和存在方式可以表现为富铁熔浆包体和富铁微晶玻璃,二者在透射偏光显微镜下无光性,呈黑色不透明状;反射偏光显微镜下不反光,但在电子显微镜下呈显微晶质结构,显示微晶金属和非金属矿物之间呈熔离交生,超微晶矿物组成以硅酸盐和石英为主,尤其是经过成分配比换算,得到碳硅石,含铬自然铁、钛铁矿、磷灰石和含钛镜铁矿等地幔标型矿物,反映了地幔流体的熔浆性质。捕捉和揭示深部地质过程中地幔流体作用的现实微观踪迹,对于深入分析和认识地壳地质作用的机制和成矿效应具有重要理论和现实意义。     

利用裂变径迹方法研究碱交代作用中铀赋存状态的变化

本文介绍了采用裂变径迹方法研究碱交代作用中铀在岩石主要矿物中的赋存状态的变化,结果表明,经碱交代作用,岩石中主要造岩矿物的铀含量明显降代;含铀副矿物大部分消失,铀被带出;裂变径迹方法可以直观、定量地用于成矿元素在矿物中迁移的研究。     

地壳流体与地幔流体间的关系

通过铀、金矿床及地幔岩捕虏体研究，初步得出以下认识：（１）在热液作用中岩浆分异热液是不存在的；（２）碱交代作用是整个地幔交代作用和地壳交代作用的基本运作机制，现已构成有几十条具体规律的理论系统；碱交代岩是地幔流体转变为热液的化石记录；（３）拆离断层构造体系是地幔流体上升到地壳后的活动通道；（４）磷（Ｐ）是地幔流体的特征性示踪成分；（５）大洋缺氧事件、生物种属灭绝、厄尔尼诺等有共同的地幔流体致因；（６）天然气－油－盐－金属成矿是统一的热液成矿作用。软流体是今后区域成矿预测的重要新依据。软流体的顶部发育有次级、再次级的局部上凸部，这是矿带、矿田群的重要成矿控制因素和找矿新标志。     

Mantle Redox State Evolution in Eastern China and Its Implications

Using the secondary spinel standard, the authors have precisely measured the Fe3+/∑ Fe values of spinels in mantle xenoliths from Cenozoic basalts in eastern China, and estimated the oxygen fugacities recorded by 63 mantle xenoliths through olivine-orthopyroxene-spinel oxygen barometry. The results indicate that the oxygen fugacities of the lithospheric mantle in eastern China are higher in the south than in the north. Among them, the oxygen fugacity of the North China craton lithospheric mantle is the lowest, similar to that of the oceanic mantle, while that of Northeast and South China are the same as that of the global continental mantle. The variations of mantle redox state in eastern China are mainly controlled by the C-O-H fluids derived from the asthenospheric mantle. According to the mantle oxidation state, it can be concluded that the C-O-H fluids in the lithospheric mantle of eastern China consist mainly of CO2 and minor H2O, but CH4-rich fluids should come from the asthenosphere where the ox     

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北地台为例

古生代含捕虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩同出于华北地台，提供了研究自古生代以来岩石圈演化的深源探针。古生代含金伯利岩的侵位表明古生代时曾存在冷厚的岩石圈；而新生代含捕虏体玄武岩的喷发，表明新生代时存在热薄的岩石圈。岩石圈减薄与“大洋化”是层圈物质交换作用在一定历史阶段中的反映。地幔流体是地幔演化产物，反之又作用于地幔演化。富含地幔流体的幔内剪切带及交代矿物层作为幔内软薄弱带，存在热、流体、化学及机械的耦合，是岩石圈减薄拆沉作用的重要界面位置。     

Compositions of Upper Mantle Fluids Beneath Eastern China: Implications for Mantle Evolution

The composition of gases trapped in olivine, orthopyroxene and clinopyroxene in Iherzolite xenoliths collected from different locations in eastern China has been measured by the vacuum stepped-heating mass spectrometry. These xenoliths are hosted in alkali basalts and considered as residues of partial melting of the upper mantle, and may contain evidence of mantle evolution. The results show that various kinds of fluid inclusions in Iherzolite xenoliths have been released at distinct times, which could be related to different stages of mantle evolution. In general, primitive fluids of the upper mantle (PFUM) beneath eastern China are dominated by H2, CO2 and CO, and are characterized by high contents of H2 and reduced gases. The compositions of PFUM are highly variable and related to tectonic settings. CO, CO2 and H2 are the main components of the PFUM beneath cratons; the PFUM in the mantle enriched in potassic metasomatism in the northern part of northeastern China has a high content of H2, while CO2 a     

盆地形成及成矿与地幔流体间的成因联系

文中共讨论以下5个问题:(1)盆地起源于幔壳溃变和膨隆,后者是地幔流体(超临界态(>375℃)HACONS流体,简称幔汁)上涌、渗入、交代、富化、致熔的产物。地幔流体造成油气盆地深部的高热流、异常超高压、伊利水云母化、硅化和地层有机碳的加氢成油作用。(2)盆地成矿可分两大阶段,先是沉积时的同生成矿;地层沉积后还有众多的后生成矿。两者组成“盆地矿套”(杜乐天,2002)。成矿无论同生还是后生,其分布均受断裂控制,都和地幔流体活动有关。(3)黑色页岩的实质是碳-硅-泥三元岩系,和热液成矿中的碳酸盐-硅质-泥质蚀变三元完全相当。此类岩系中总是有几十种亲壳亲幔亲气元素的特殊富集。奇异的是,石油、油页岩、沥青及砂岩型铀矿彼此有完全类似的继承性元素特殊富集。此等元素群不可能都是来自盆地之外蚀源区岩体的风化。研究证明,相当多的元素是地幔流体携带上来的。(4)盆地地层中广泛发育由地幔流体衍生的热液作用。(5)盆地实质上是气盆,全盆地排气。许多气田是地幔流体排气形成的。沙漠(原地型)和天然气田的共生很值得注意,两者皆源于地球强烈排气,导致地下和大气增温,过度蒸发,不易降雨,长期干旱而形成沙漠。     

地幔捕虏体中的流体-熔体包裹体

地幔流体的研究现已成为国内外前沿课题。地幔岩捕虏体中的流体-熔体包裹体是地幔流体的直接证据,通过对它们的研究可以直接获取地授流体的信息。包裹体按相态特征主要有三类：二氧化碳流体包裹体、二氧化碳-硅酸盐熔体包裹体、硫化物-熔体流体包裹体。本总结了地幔岩中流体-熔体包裹体的基本特征、微量元素地球化学、硫化物-熔体包裹体和二氧化碳流体包裹体稳定同位素特征的研究进展状况。讨论认为：地幔流体是由C、H、O、S等元素的挥发份和硅酸盐熔体组成;上地幔流体在化学成分上明显富含CO2、硫化物、LILE和BEE,它引起地幔交代作用和地授部分熔融;上地授流体的分布存在不均匀性,其组成也存在地区性差异。     

地幔流体与地球的放气作用

地幔流体的形成、聚集和渗透是引起地幔交代作用的主要营力。地幔交代作用发育的强弱决定着所生成岩浆的碱性程度。地幔流体和部分熔融体高度富集不相容元素,它们与亏损地幔的相互作用可以使后者发生ＬＲＥＥ和不相容元素的局部富集。通过板块俯冲作用使地球表层的ＣＯ２进入地幔,参加地球的碳循环。热点岩浆来源的ＣＯ２中含有部分循环的ＣＯ２,而大洋中脊玄武岩中的ＣＯ２主要是原始地球的ＣＯ２。携带ＣＨ４和Ｈ２Ｏ的流体渗透至被俯冲带带入地幔的物质,使碳酸盐化的榴辉岩还原而形成含金刚石的榴辉岩和富水流体,并诱发局部熔融,所形成的熔体以火山喷发的形式上升到地表。地幔岩石中含有大量的流体,它们主要以流体包裹体的形式存在于地幔矿物中。几乎在所有的上地幔环境下形成的矿物中均找到了流体包裹体。包裹体内流体的成分主要是ＣＯ２,ＣＨ４,Ｈ２Ｏ及少量Ｈ２,Ｎ２等。     

金刚石包裹体中的古地幔信息

金刚石在地幔环境生长过程中会捕获一些包裹体，这些包裹体能够被金刚石携带到地球表层，金刚石包裹体保存有其生长时古地幔环境的信息，通过对这些包裹体的研究，,可以获取古地幔环境的信息，阐述了金铡石包裹体的特征，综述了金刚石包裹体在获取古地幔物理化学环境，相环境以及地幔信息方面的取得的一些成果。     

Fluids and Melts in the Upper Mantle

This paper presents a direct study of the fluids and melts in the upper mantle by examining the fluid inclusions, melt inclusions and glasses trapped in the mantle lherzolite xenoliths entrained by Cenozoic alkali basalts (basanite, olivine-nephelinite and alkali-olivine basalt) from eastern China. The study indicates that the volatile components, which are dissolved in high-pressure solid mineral phases of mantle peridotite at depths, may be exsolved under decompressive conditions of mantle plume upwelling to produce the initial free fluid phases in the upper mantle. The free fluid phases migrating in the upper mantle may result in lowering of the mantle solidus (and liquidus), thereby initiating partial melting of the upper mantle, and in the meantime, producing metasomatic effects on the latter.