滇东北乐马厂独立银矿床Sr同位素地球化学

对滇东北乐马厂独立银矿床围岩和矿石的Sr同位素地球化学 (Sr 87Sr/ 86Sr体系和δ18O 87Sr/ 86Sr体系 )系统研究 ,证实成矿流体在进入矿石沉淀场所之前曾流经富放射性成因Sr的岩石或地层 ,银矿石沉淀的主要机制为水 岩相互作用 ,而且这个富放射成因锶的源区可能是元古界基底地层 (昆阳群、河口群 ) .其次 ,Sr同位素体系的理论模拟表明 ,成矿流体锶浓度为 3× 1 0 -6,锶同位素组成为 0 .75 0 ,氧同位素组成为7 0‰ ,成矿温度对碳酸岩型矿石为 1 5 0～ 2 5 0℃ ,对碎屑岩型矿石为 2 0 0～ 2 6 0℃ .     

脉状金矿床的时空分布、地质特征和成矿流体来源

脉状金矿床(Lode Gold Deposit)在全球广泛分布,是最具经济价值的金矿床类型之一.成矿时代、成矿流体和金的来源一直都是认识脉状金矿床成因的中心议题.全球脉状金矿床的成矿时代主要集中在三个时期,即:新太古代(2.8～2.5Ga)、古元古代(2.1～1.8Ga)和新元古代至今(700Ma至今).基于对脉状金矿床的成矿过程和成矿流体的认识,目前普遍认为其成矿流体来源主要有4种,包括变质流体、与花岗岩体有关的岩浆-热液流体、俯冲流体和幔源熔/流体.文章重点介绍了幔源熔/流体成矿过程的主要特点以及幔源熔/流体的成分特征和金富集机理,并简要介绍了辽东地区与幔源熔/流体有关的脉状金矿床的一些最新研究进展.这些研究表明,含水的交代大陆岩石圈地幔部分熔融产生的幔源熔/流体,可能是华北克拉通一些中生代脉状金矿床(如五龙金矿)成矿流体的主要来源.     

西天山古俯冲带深部流体来源--来自高压变质带内高压脉和主岩的Pb,Sr同位素证据

对西天山高压变质带内高压脉的研究表明,高压脉与寄主岩石具总体一致的Pb和Sr同位素组成,高压脉206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb及87Sr/86Sr(t=340 Ma)分别为17.122～17.431,15.477～15.611,37.432～38.689和0.70529～0.70705;主岩上述比值为17.605～17.834,15.508～15.564,37.080～38.145和0.70522～0.70685.与主岩相比,高压脉具大得多的Pb同位素组成变化.高压脉和主岩Rb/Ba,Ce/Pb,Nb/U和Ta/U比值均介于洋岛玄武岩(OIB)或洋中脊玄武岩(MORB)与陆壳间,显示有陆壳物质混入.西天山古俯冲带深部成脉流体为来自具Ⅰ类富集地幔特征的大洋玄武岩(主岩原岩)进变质脱水与来自俯冲沉积物(包括陆源沉积物)进变质脱水形成的两种流体的混合.     

西天山古俯冲带深部流体来源——来自高压变质带內高压脉和主岩的Pb,Sr同位素证据

对西天山高压变质带内高压脉的研究表明, 高压脉与寄主岩石具总体一致的Pb和Sr同位素组成, 高压脉206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb及87Sr/86Sr (t = 340 Ma)分别为17.122~17.431, 15.477~15.611, 37.432~38.689和0.70529~0.70705; 主岩上述比值为17.605~17.834, 15.508~15.564, 37.080~38.145和0.70522~0.70685. 与主岩相比, 高压脉具大得多的Pb同位素组成变化. 高压脉和主岩Rb/Ba, Ce/Pb, Nb/U和Ta/U比值均介于洋岛玄武岩(OIB)或洋中脊玄武岩(MORB)与陆壳间, 显示有陆壳物质混入. 西天山古俯冲带深部成脉流体为来自具I类富集地幔特征的大洋玄武岩(主岩原岩)进变质脱水与来自俯冲沉积物(包括陆源沉积物)进变质脱水形成的两种流体的混合.     

源自青藏高原11条河流的Sr通量、同位素组成及其对海水~(87)Sr/~(86)Sr变化的贡献

为了评估青藏高原化学风化对海水Sr同位素比值变化的影响,系统采集了中国境内源自青藏高原的7条主要河流(金沙江、澜沧江、怒江、黄河、雅砻江、岷江与大渡河)的河水及河床沉积物样品,分析它们的Sr含量及同位素比值.结合其他学者研究的青藏高原南部的恒河、布拉马普特拉河、印度河及伊洛瓦底江数据,此11条大河搬运的总Sr通量为3.47×109mol·a-1,占全球河流搬运入海总通量的10.2%;加权平均87Sr/86Sr为0.71694,高于全球河流平均值.中国境内7条大河的87Srex通量(超过海水87Sr/86Sr部分的87Sr通量)为1.55×106mol·a-1,仅占青藏高原区域11条大河的6%,而恒河-布拉马普特拉河联合贡献了86%.假设40Ma以来全球其他河流输送入海的Sr通量保持常量,而青藏高原区域的11条河流所贡献的Sr通量从40Ma前的0线性增加到现在的值,那么与构造抬升相对应的这一Sr通量的增加能够解释同一时期海水87Sr/86Sr增长量的69%,剩下的31%可能由其他因素所引起.     

幔源流体判别标志及多层循环成矿作用动力学——以山东夏甸金矿床为例

山东夏甸金矿床成因一直有变质热液、岩浆热液和天水之争,经研究表明:尚有幔源流体加入成矿,其主要判别标志有:(ⅰ)深大断裂标志;(ⅱ)基性脉岩与矿脉交切和相伴标志;(ⅲ)稳定同位素地球化学标志;(ⅳ)流体包裹体地球化学标志;(V)幔源流体多层循环沟通标志,针对幔源流体总体循环系统特征与岩浆热液和天水的有机联系,将含矿流体划分3个子循环系统:(ⅰ)地幔富C,H,O,CO_2流体循环子系统;(ⅱ)中-下部地壳富硅流体循环子系统;(ⅲ)浅-表部富硫流体循环子系统.各自成矿功能主要受制于构造动力背景.     

幔源流体判别标志及多层循环成矿作用动力学——以山东夏甸金矿床为例

山东夏甸金矿床成因一直有变质热液、岩浆热液和天水之争。经研究表明:尚有幔源流体加入成矿,其主要判别标志有:(ⅰ)深大断裂标志;(ⅱ)基性脉岩与矿脉交切和相伴标志;(ⅲ)稳定同位素地球化学标志;(ⅳ)流体包裹体地球化学标志;(ⅴ)幔源流体多层循环沟通标志。针对幔源流体总体循环系统特征与岩浆热液和天水的有机联系,将含矿流体划分3个子循环系统:(ⅰ)地幔富C,H,O,CO_2流体循环子系统;(ⅱ)中-下部地壳富硅流体循环子系统;(ⅲ)浅-表部富硫流体循环子系统。各自成矿功能主要受制于构造动力背景。     

克拉通破坏型金矿床

华北克拉通金矿床主要形成于早白垩世,具有爆发性成矿的特点,成矿时代与克拉通破坏峰期一致.成矿流体主要源于岩浆或地幔脱挥发分,这与世界其他克拉通内造山型金矿床显著不同,后者的成矿流体主要来自区域变质过程中的变质脱挥发分.结合华北克拉通破坏的时空范围、破坏机制等研究成果,本文系统分析了华北克拉通金矿床的时空分布规律、矿床成因和成矿机制等问题.我们认为,华北克拉通早白垩世金矿床不属于"造山型",而是"克拉通破坏型",其与"造山型"金矿床的本质区别在于成矿构造背景(伸展背景)和成矿流体来源(主要与来自克拉通破坏相关的岩浆活动有关).由于早白垩世古西太平洋板块(Izanagi板块)俯冲、回转与后撤、在地幔过渡带的滞留,改变了所在区域地幔过渡带和上覆地幔的物性与流动状态-出现非稳态流动,导致华北克拉通经历了来自深部熔/流体的强烈交代改造,形成强烈富集的岩石圈地幔.正是这种强烈交代富集的岩石圈地幔熔融产生的熔/流体与地壳的相互作用造成金元素短期巨量聚集成矿.通过对比分析北美克拉通破坏过程,我们发现美国内华达州卡林(Carlin)型金矿与华北克拉通早白垩世金矿具有相似的形成机制,两者差别仅表现在成矿流体最终就位的赋矿岩石类型不同.内华达州卡林型金矿实际上也属于克拉通破坏型金矿,克拉通破坏型金矿具有爆发性成矿规律.根据成矿地理位置,我们推断早白垩世古西太平洋俯冲板块后撤速率约为8.8 cm/a,始新世古东太平洋板块(Farallon板块)俯冲后撤速率约为3.3 cm/a.     

胶东金成矿系统的末端效应

胶东是中国最大的金矿集中区,金成矿作用具有瞬时性,是在同一成矿构造背景和同一流体成矿系统下完成的.胶东金矿床中控制金沉淀的两个重要机制,硫化和流体不混溶作用,均消耗成矿流体中的硫. H_2S从主成矿流体中逃逸,总硫浓度降低,不仅可导致金的高效沉淀,还能引起还原性矿物磁黄铁矿和氧化性矿物磁铁矿等矿物的沉淀.脉石矿物石英的溶解度受温度、压力和CO_2含量的影响,在低温时受压力影响小、在高温时受压力影响大,在低压时受温度影响小、在高压时受温度影响大.可以根据建立的石英溶解度模型,解释成矿脉体中石英溶解-再沉淀行为和不同类型石英脉的形成机制.也正是多期成矿流体活动,造成胶东金矿脉石英具有复杂的环带或溶蚀结构.胶东金矿主成矿期内的黄铁矿在单颗粒尺度显示出复杂的显微结构特征,微量元素(主要为富As环带与金的耦合)和硫同位素组成同样有一定规律性变化.富As流体可能是由于初始成矿流体流经富As的变沉积岩地层所导致,黄铁矿边部As-Au振荡环带的产生则与断层活动导致的压力波动和流体发生局部相分离有关.胶东金矿床中存在金成色的时空演化,水/岩反应(硫化作用)是早期金矿化的成矿机制,形成相对高成色金,而后期在浅部显著降压及伴随的流体相分离是晚期金矿化的成矿机制,形成低成色金.克拉通破坏背景下,新生下地壳发生角闪岩相-麻粒岩相的变质脱水,形成富含Au和CO_2的成矿流体.流体沿深大断裂及其次生构造上升,形成大规模断裂控制的金矿床.     

锶同位素(~(87)Sr/~(86)Sr)生物地层框架投影方法及其应用——以二叠系乐平统为例

晚二叠世是地球历史中海水锶同位素比值(87Sr/86Sr)上升速率最快的时期之一,但其具体的演化速率和规律仍有很大争议.本文认为传统的锶同位素地层学研究争议的根本问题是不同学者选择的时间框架不一致,即地史上锶同位素(87Sr/86Sr)的演化特征受投影时间轴框架(如地层厚度或绝对年龄)、沉积速率、界线研究程度以及测量方法等的影响.综合不同研究者对乐平世地层87Sr/86Sr的资料,以有时间跨度控制的牙形刺化石带为时间投影框架,重新建立该时期全球海洋87Sr/86Sr的演化规律,并获得以下新认识:(1)化石带与87Sr/86Sr直接对应,可更准确反映87Sr/86Sr演化特征;(2)可用于缺失化石资料的海相碳酸盐岩地层研究;(3)可用于不同沉积速率剖面及不同盆地间地层学研究;(4)87Sr/86Sr分析结果与样品矿物组成和分析方法有关;(5)晚二叠世海洋87Sr/86Sr上升速率为5.4×10?5/Ma或略低;(6)87Sr/86Sr数值与地层年龄关系的计算公式:Dpro=259?(RS?0.70695)/5.4×10?5 Ma.     

岩浆熔/流体中金的溶解度:高温高压实验研究进展

岩浆熔/流体中金的溶解度制约着岩浆-热液型金矿床成矿过程中金的富集和迁移.大型金矿床需要巨量的金从上地幔-下地壳源区向浅部地壳迁移,岩浆与热液中高的金溶解度有助于源区形成富金的岩浆并有效运移.本文系统梳理了金在岩浆和热液流体中的络合形式以及金在岩浆熔体与流体间的分配行为及影响因素,结合最新高温高压实验研究,阐述了温度、压力、氧逸度、硫逸度、熔体组成与挥发分(水、二氧化碳、氯、硫)对岩浆中金溶解度的影响.本文强调岩浆中金的溶解度主要受控于岩浆中的挥发分:岩浆中还原性硫(S~(2-)和HS~-)的含量越高,金溶解度越高.在高温、高压、富水及中等氧逸度条件下,岩浆可以溶解更多还原性的硫,因而提高了岩浆运移金的能力.如果华北金矿床成矿元素来源于幔源熔/流体,那么从巨量金运移的角度,可以限定深部富金岩浆产生于中等氧逸度(S~(2-)与S~(6+)共存)的富水条件.早白垩世古太平洋滞留板片脱水交代上覆大地幔楔,不仅造成了华北克拉通减薄,也创造了有利于巨量金迁移的物理化学条件.     

新疆吉拉拜金矿床地质特征及成因

吉拉拜金矿位于新疆布尔津县北约40km处的哈巴河黑云母斜长花岗岩体内北西向断裂带中，研究表明该金矿为石英脉型金矿，稀土元素研究表明，矿化蚀变岩石与黑云母斜长花岗岩具有相似的变化特征，流体包裹体均一测温表明成矿温度为120－360℃，有两个峰值，一个峰值位于270－300℃范围，另一峰值位于150－230℃范围内，表明岩浆期后热液和断裂活动对城矿均起作用。含金脉石英的氢氧同位素组成研究表明，矿化早阶段，成矿热液中以变质热液及岩浆热液为主，随着矿化作用的后移，成矿溶液中自然会加入越来越多的大气降水，导致其氢氧同位素组成向大气降不线方向漂移。研究结果显示，哈巴河岩体为该金矿提供成矿物质，成矿流体是由哈巴河岩体的岩浆期后热液、动力变质热液及大气降水共同组成，北西向断裂带是这些成矿热液的运移通道。该北西向断裂带为逆冲压扭性质。该逆冲压扭断裂中的局部弱应力部位是成矿物质有利的沉淀富集场所。吉拉拜金矿床含金石英脉就是沿北西向逆冲压扭性断层中局部张拉部位产出。哈巴河岩体中产西向断裂带及其中的石英脉都很发育，具有很好的找矿前景。     

胶东型金矿成因模型

巨型金成矿省成因是国际前沿科学问题,巨量金来源与成矿驱动机制是矿床成因研究的关键难题.胶东成矿省不足1万km²内已探明黄金资源储量～5500吨,成矿强度世界罕见,已有成矿理论难以完整解释.胶东金矿床形成于大陆内部多重构造复合域,金成矿发生于古元古代基底岩石区域变质作用约19亿年之后以及三叠纪大陆碰撞作用约1亿年之后的早白垩世120Ma左右的构造体制转换过程中.胶东金矿床和造山型、侵入岩型金矿床成矿构造环境和赋矿围岩存在差异,成矿机制也显著不同.矿床和基性岩具有紧密的时空与成因关系,胶东成矿流体起源于富集地幔,成矿期基性脉岩具低ε_Hf(t)值(-29.9～-9.1)和锇含量(0.002～0.16ppb)、重氧同位素(δ¹⁸O达8.23‰)和高初始锇同位素比值(¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os:0.1352～0.8858),证实其岩石圈地幔具有被大量古老地壳物质交代的特征,并且胶东西部岩石圈地幔富集程度总体高于东部,这可能是西部资源量占比远超东部的重要原因.胶东基性脉岩显示较轻的Mg同位素特...     

俯冲带橄榄岩及其记录的壳幔相互作用

俯冲过程是板块构造运动的核心过程,而地幔楔作为俯冲系统中连接俯冲盘和仰冲盘的关键构造单元,在地球层圈之间物质循环和能量交换等方面发挥了重要作用.本研究汇总了全球代表性俯冲带橄榄岩(包括俯冲带型蛇绿岩和地幔楔型造山带橄榄岩)的研究现状,并展望未来需要解决的关键科学问题.俯冲带型蛇绿岩地幔单元和地幔楔型造山带橄榄岩分别代表着大洋和大陆俯冲带侵位的地幔岩石,是研究俯冲带壳幔相互作用的关键对象.该相互作用的本质是俯冲板片和地幔楔之间在物理过程主控下发生复杂的化学交换作用.俯冲带型蛇绿岩能够记录从大洋岩石圈产生到俯冲启动直至成熟到消亡等不同阶段复杂的熔-岩和水-岩相互作用、变形变质过程、金属成矿元素富集以及壳幔物质交换等.地幔楔型造山带橄榄岩则反映洋-陆和陆-陆俯冲/碰撞、折返等阶段强烈的变形变质历史,多种性质的熔/流体交代作用(硅酸盐熔体、碳酸盐熔体、含硅酸盐组分的C-H-O流体/超临界流体),以及复杂的壳幔物质循环过程等.利用俯冲带橄榄岩进一步探索壳幔相互作用,需要采用高空间分辨率、高精度的测试方法从微观尺度上约束复杂的化学交代过程和变质变形历史,并与宏观构造的时、空演化相联系.     

新疆二台北花岗岩矿物-水氧同位素交换反应动力学

新疆北部二台北花岗岩共生矿物表现出显著的~(18)O/~(16)O不平衡关系,尤其是石英、长石具有倒转△~(18)O_(石英-长石)关系(△~(18)O_(石英-长石)<0).上述关系表明在花岗岩-水之间发生了~(18)O/~(16)O交换反应.根据质量平衡约束关系对岩石与外来流体的初始δ~(18)O值作了估计.定量模拟表明:二台北岩体流体流动速率约为3×10~(-14)mol/s,水-岩反应时限为0.8～3Ma,水/岩比介于0.79～3.08.以流体δ~(18)O值为变量对流体路径及其不均一性作了估计.     

长江中下游两个系列铜、金矿床及其成矿流体系统的氢、氧、硫、铅同位素研究

基于长江中下游成矿带铜、金矿床地质特征和氢、氧、硫、铅同位素研究,认 为两个系列铜、金矿床是不同动力学背景、不同时代的两个成矿流体系统演化的产物： 层状矿床组成的系列Ⅰ铜、金矿床形成于海西期拉张构造背景下,由热卤水沿同生断裂上升,经海底喷流（气）和热水沉积作用形成;与中酸性岩浆侵入活动有关的系列Ⅱ铜、金矿床形成于燕山期特提斯构造域和古太平洋构造域复合及与之相关联的地幔隆起和地壳减薄等深部过程耦合作用背景下的造山作用挤压－伸展转变期,是岩浆热液与部分大气降水混合形成的热液流体经复杂的水－岩作用和输运－化学耦合过程形成的．叠加 作用是区内大型矿床的重要形成条件．     

新疆北部花岗岩─水~18O/~16O交换反应动力学──对于造山带岩浆熔融与流体循环的意义

对新疆北部花岗岩的两个典型岩体-阿拉尔和二台北岩体进行了系统的氧同位素组成测定,以探讨造山带的流体循环以及岩浆源区的熔融两个岩体的岩浆源区相对亏损18OZ它们在上部地壳侵位的次团相冷凝过程中共生矿物向富集18O的方向不平衡偏转推覆到阿尔泰山区热板片之下的晚古生代沉积物冷板片,通过进变质过程中的脱水反应提供了大量的含水流体．在倒转地温梯度驱动下,含水流体从下伏冷板片释放到上覆热板片,与富18O的早古生代变质沉积物发生18O／16O交换反应,并且最终导致造山花岗岩源区的熔融,产生相对亏损18O的过铝质花岗岩浆．对于以二台北岩体为代表的非造山花岗岩而言,幔源岩浆的下垫诱导的进变质反应造成流体对流,促进了幔源岩浆与花岗岩源区岩石的18O／16O交换反应,从而降低了后者的δ18O值．流体循环是深熔作用的先驱事件．与两个岩体侵位相联系的流体具有围绕岩体分布的外封皮性质．当岩浆温度下降到某一数值时,它们迅速进入岩体,瞬间流动速率较大．随着18O／16O交换反应的进行,流体来源迅速枯竭.     

西天山古俯冲带深部流体来源

对西天山高压变质带内高压脉的研究表明, 高压脉与寄主岩石具总体一致的Pb和Sr同位素组成, 高压脉²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb及⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (t = 340 Ma)分别为17.122~17.431, 15.477~15.611, 37.432~38.689和0.70529~0.70705; 主岩上述比值为17.605~17.834, 15.508~15.564, 37.080~38.145和0.70522~0.70685. 与主岩相比, 高压脉具大得多的Pb同位素组成变化. 高压脉和主岩Rb/Ba, Ce/Pb, Nb/U和Ta/U比值均介于洋岛玄武岩(OIB)或洋中脊玄武岩(MORB)与陆壳间, 显示有陆壳物质混入. 西天山古俯冲带深部成脉流体为来自具I类富集地幔特征的大洋玄武岩(主岩原岩)进变质脱水与来自俯冲沉积物(包括陆源沉积物)进变质脱水形成的两种流体的混合.     

安徽铜陵狮子山铜-金矿床流体多次沸腾及其与成矿的关系

安徽铜陵狮子山铜-金矿床有两种与岩浆热液有关的矿化类型: 隐爆角砾岩型和矽卡岩型. 矿床中的成矿流体至少发生过四次沸腾. 第一次发生于隐爆角砾岩阶段, 熔体-流体包裹体温度高于600℃, 盐度超过42%(质量百分比, 下同)NaCl equiv, 代表了一种富水残浆; 第二次发生于矽卡岩化过程中, 流体温度为422℃~472℃, 平均458℃, 盐度为10.2%~45.1% NaCl equiv; 第三次发生于主成矿阶段, 即石英-硫化物阶段, 其流体温度337℃~439℃, 平均390℃, 盐度3%~30% NaCl equiv; 第四次发生于成矿晚阶段, 流体温度低于350℃, 平均265℃, 盐度2.1%~40.4% NaCl equiv. 氢、氧同位素测定表明, 成矿流体主要来自岩浆.     

大别山双河地区超高压变质岩流体包裹体成分及二氧化碳碳同位素研究

分步加热实验结果表明大别山超高压岩流体包裹体成分 (不计入水 )主要是CO2 ,其次为CO及少量的N2 和CH4;变质高峰期流体CO2 碳同位素值 ( - 2 5‰～- 30‰ )与地幔流体相差较大 ,说明其是原岩自身含碳物质在高温高压之下演化的结果 ,反映了超高压变质岩石虽然可能俯冲到地幔深度 ,但并未受到地幔流体的大规模作用 ,岩石中的流体系统是活动有限的、较为封闭的体系 .这可能与地壳岩石快速插入地幔、并又迅速折返至地表的动力学机制有关