滇西北金顶和白秧坪矿床: 地质和He, Ne, Xe同位素组成及成矿时代

金顶及其外围新发现的白秧坪矿床令人关注, 它们产在兰坪中新生代陆相碎屑沉积盆地内, 这易使人把它们与以沉积岩为主岩铅锌矿床对比. 但盆地处在大陆地壳强烈运动背景下, 能够有效沟通下地壳和上地幔, 矿体受构造控制, 没有同生沉积成矿事实, 也许代表了以沉积岩为主岩铅锌矿床新类型. 大规模成矿主阶段流体的惰性气体同位素组成及演化显示成矿流体中混有2%~32%的地幔He(³He/⁴He = 0.19~1.97 Ra), 50.1%的地幔Ne(²⁰Ne/²²Ne=10.45~10.83, ²¹Ne/²²Ne = 0.03)以及显著的地幔Xe (¹²⁹Xe/¹³⁰Xe = 5.84~6.86, ¹³⁴Xe/¹³⁰Xe = 2.26~2.71), 地幔流体具有重要成矿意义. Re-Os法和⁴⁰Ar-³⁹Ar法测定成矿时代是67~60 Ma, 晚于矿化主岩, 与喜马拉雅期幔源和壳幔源碱性岩浆活动开始的时间一致. 地幔流体或随岩浆活动或沿穿壳断裂系统上至地壳并与大气成因盆地卤水混合是大规模成矿基本方式.     

太平洋Fe-Mn结壳He, Ne, Ar同位素特征与来源

对太平洋海山Fe-Mn结壳最表层样品的稀有气体同位素丰度与组成测定发现, Fe-Mn结壳稀有气体存在如下特征: ① He, Ar同位素丰度与组成存在明显的分组现象, 分别命名为低³He/⁴He型和高³He/⁴He型; ②低³He/⁴He型样品⁴He丰度高(平均为191×10^-9 cm³·STP·g^-1), ⁴He, ²⁰Ne和⁴⁰Ar丰度变化范围大(分别为42.8×10^-9~421×10^-9, 5.40×10^-9~141×10^-9和773×10^-9~ 10976×10^-9 cm³·STP·g^-1); 高³He/⁴He型样品⁴He丰度低(平均为11.7×10^-9 cm³·STP·g^-1), ⁴He, ²⁰Ne和⁴⁰Ar丰度变化范围小(分别为7.57×10^-9~17.4×10^-9, 10.4×10^-9~25.5×10^-9和5354×10^-9~9050×10^-9 cm³·STP·g^-1); ③低³He/⁴He型样品³He/⁴He比值(R/R_A=2.04~2.92)远低于MORB值(R/R_A=8±1), ⁴⁰Ar/³⁶Ar比值(447~543)明显较大气值(295.5)高; 高³He/⁴He型样品³He/⁴He比值(R/R_A=10.4~12.0)略高于MORB值(R/R_A=8±1), ⁴⁰Ar/³⁶Ar比值(293~299)接近大气值; ④所有样品的Ne同位素组成(²⁰Ne/²²Ne和²¹Ne/²²Ne比值分别为10.3~10.9和0.02774~0.03039)与³⁸Ar/³⁶Ar比值(0.1886~0.1963)变化都很小, 无明显分组, 且与大气相应值(³⁸Ar/³⁶Ar, ²⁰Ne/²²Ne, ²¹Ne/²²Ne比值分别为0.187, 9.80和0.029)接近. 样品的稀有气体组成与区域不均一性表明, 稀有气体主要来自下地幔, 低³He/⁴He型与高³He/⁴He型样品的稀有气体同位素组成分别类似于HIMU型和EM型富集地幔特征. 具有HIMU型稀有气体同位素组成特征的低³He/⁴He型结壳产出于麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山, 具有EM型稀有气体同位素组成特征的高³He/⁴He型结壳产出于莱恩群岛海山链, 可能暗示了麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山起源于HIMU型下地幔源区, 莱恩群岛海山链起源于EM型下地幔源区, 这与海山基底玄武岩研究得到的结果相吻合. 源区性质的差异是Fe-Mn结壳稀有气体明显分组的根本原因, 地幔脱气作用使得样品的稀有气体核素丰度同步降低, 而源区放射性成因核素的积累对Fe-Mn结壳稀有气体核素丰度和同位素比值的影响甚微.     

东天山金窝子石英脉金矿床成矿流体和成矿物质的来源

对东天山金窝子石英脉金矿床的3号脉和210号脉的主成矿阶段的石英、黄铁矿和闪锌矿的包裹体流体做了气体组分和H,O同位素组成测定。主成矿阶段的石英与硫化物交替沉淀,并且硫化物的沉淀总体较石英晚。石英和闪锌矿中的流体包裹体以原生为主。黄铁矿包裹体水的H,O同位素组成反映了成矿流体的2个主要来源,一个是去气后的隐伏岩体,一个是~(18)O/~(16)O组成受围岩缓冲控制的地下水。石英包裹体水的H,O同位素组成主要反映了地下水。硫化物包裹体流体的大部分气体组分都比石英者高。气体组分之间的线性关系指示富气体岩浆流体与大气降水来源的地下水的混合趋势。硫化物和石英包裹体流体分别含有较多的岩浆流体和地下水,因而记录了成矿流体成分的脉动式变化,说明岩浆流体是脉动式输入到地下水的。黄铁矿和方铅矿的硫、铅同位素组成表明,硫主要来自于岩浆,金属物质来源于从地幔到全壳的各种贮库。     

东天山金窝子石英脉金矿床成矿流体和成矿物质的来源

对东天山金窝子石英脉金矿床的3号脉和210号脉的主成矿阶段的石英、黄铁矿和闪锌矿的包裹体流体做了气体组分和H,O同位素组成测定.主成矿阶段的石英与硫化物交替沉淀,并且硫化物的沉淀总体较石英晚.石英和闪锌矿中的流体包裹体以原生为主.黄铁矿包裹体水的H,O同位素组成反映了成矿流体的2个主要来源,一个是去气后的隐伏岩体,一个是~(18)O/~(16)O组成受围岩缓冲控制的地下水,石英包裹体水的H、O同位素组成主要反映了地下水.硫化物包裹体流体的大部分气体组分都比石英者高.气体组分之间的线性关系指示富气体岩浆流体与大气降水来源的地下水的混合趋势.硫化物和石英包裹体流体分别含有较多的岩浆流体和地下水,因而记录了成矿流体成分的脉动式变化,说明岩浆流体是脉动式输入到地下水的.黄铁矿和方铅矿的硫、铅同位素组成表明,硫主要来自于岩浆,金属物质来源于从地幔到全壳的各种贮库     

大西洋中脊TAG热液区硫化物中流体包裹体的He-Ne-Ar同位素组成

对大西洋中脊TAG (Trans-Atlantic Geotraverse)热液区硫化物中流体包裹体的He, Ne和Ar同位素组成进行了测定, 流体包裹体的3He/4He比值为2.2～13.3 Ra, 均值为7.2 Ra, 与该区喷口热液流体(3He/4He=7.5～8.2 Ra)和MORB(3He/4He=6～11 Ra)相比, 其变化范围明显较大. 20Ne/22Ne比值为10.2～11.4, 明显高于大气值(9.8). 而40Ar/36Ar比值的变化范围从287到359, 接近大气值(295.5). 这些结果表明, 热液硫化物中流体包裹体的稀有气体是地幔和海水端员混合的产物, 热液流体捕获的地幔源稀有气体中有部分可能来自下地幔, 且流体包裹体中的He主要来自上地幔, Ne和Ar主要来自海水.     

山东胶莱盆地北缘金矿Ar-Ar法和Rb-Sr等时线年龄与成矿时代

位于山东东部中生代胶莱盆地北缘的蓬家夼、大庄子和发云夼等金矿是一类受中生代拉分盆地边缘低角度断层控制的构造碎裂-角砾岩型金矿. 金矿体主要由角砾状和细脉浸染状矿石组成. 通过对金矿石和煌斑岩脉的形成时代进行⁴⁰Ar/³⁹Ar法和Rb-Sr等时线定年, 结果表明蓬家夼金矿⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为117.33~118.42 Ma. 大庄子金矿⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为117.39 Ma, 发云夼金矿黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为128.49±7.2 Ma. 上述年代学资料证明受胶莱盆地北缘低角度断层控制的金矿形成时代在117~128 Ma, 这与胶东北部金矿的形成时代(115~126 Ma)相同, 从而说明胶东地区金矿为同期成矿, 大规模成矿作用发生于晚燕山期(120±10 Ma)的构造体系转折期.     

山东沂沭地区幔源矿物中的流体和稀有气体地球化学研究

幔源物质中的流体和稀有气体是地幔信息的重要示踪剂. 利用热爆裂法和熔融法分别测试了山东沂沭地区新生代玄武岩中二辉橄榄岩包体的流体和稀有气体同位素组成, 结果表明, 其流体组成以CO₂、CO、H₂等为主, 三者约占流体总量的90%以上, 与中国东部其他地区幔源包体的研究结果类似; ³He/⁴He比值主要介于0.82~2.74 Ra, ⁴⁰Ar/³⁶Ar = 299.5~758.8, 均远低于大洋中脊玄武岩等典型上地幔样品值, 主要反映了大气和部分放射成因组分的影响. 沂沭地区幔源矿物的C/³He = (27.6~1050)×10⁹, N₂/Ar = 927~56612, N₂/³He= (2.5~27)×10⁹, 与受板块俯冲影响的美国西部、新西兰等地区幔源流体类似, 在多种综合图解上均位于地幔-地壳-大气源区之间, 反映大气和富有机组分的地壳物质的影响. 上述结果表明, 研究区幔源矿物流体和稀有气体同位素的组成可能反映了岩浆喷出过程或喷出后的变化, 也可能与古俯冲板块对该区陆下地幔的影响有关.     

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.     

内蒙古大井铜-锡-银-铅-锌矿床的流体混合作用——流体包裹体和稳定同位素证据

内蒙古大井铜-锡-银-铅-锌矿床的石英包裹体水的δ D值集中于-100‰～-130‰, 表明为大气降水来源. 硫化物的δ ³⁴S值(-0.3‰～2.6‰)指示深部岩浆硫来源. 根据碳酸盐矿物的δ ¹³C值(-2.9‰～-7.0‰), 计算了成矿流体的CO₂气体和全碳的δ ¹³C值, 分别介于-0.3‰～-9.4‰和-2.6‰～-11.7‰, 表明主要来源于岩浆. 定量模拟表明, 岩浆去气不是造成流体包裹体气体组分变异的原因; 流体包裹体的显微温度计也不指示相分离. 在包裹体气体组分H₂O-CO₂, 以及CO, N₂, CH₄和C₂H₆的二元协变图上, 样点表现正相关关系, 代表了富CO₂岩浆流体与大气水来源的地下水的混合作用. 地下水从古生界沉积岩的有机质中吸收了CO, N₂, CH₄, C₂H₆和放射性成因Ar. 混合引起的冷却效应导致了矿石矿物的沉淀.     

四川东部飞仙关组鲕滩气藏储层含自然硫不混溶包裹体及硫化氢成因研究

据显微观测和流体包裹体的激光拉曼分析结果, 在四川省开县, 金株-罗家地区下三叠统飞仙关组, 含H₂S气藏的碳酸盐岩储层样品中发现含元素硫、液态烃、沥青等多种形态特殊的不混溶包裹体. 根据地层岩性、埋藏史和流体包裹体均一温度、沥青反射率等测定结果, 气藏中H₂S的成因主要是含烃储层在晚白垩世时期, 经受140~170℃的高温油裂解成气阶段, 烃类与含膏云岩层段中的CaSO₄热反应生成的(TSR). 储层中大量不混溶包裹体的研究结果, 揭示了元素硫的形成是在第三纪区域抬升降温减压阶段, 含H₂S的天然气储层在温度86~89℃, 压力(305~340)×10⁵Pa的地质流体中, 部分H₂S受氧化以及硫硫酸盐与烃类和H₂S进一步反应的结果. 同时在此期间生成的石膏-硬石膏、方解石矿物捕获了元素硫等微粒, 形成了一批形态特殊的不混溶包裹体, 它们充分记录了储层流体的复杂情况与气藏中H₂S和元素硫的成因信息.     

山东半岛第三纪基性火成岩He-Ar同位素与岩浆起源

应用高温熔融样品释气和静态同位素比值质谱技术, 测定了山东半岛济阳盆地及其周边山旺和栖霞第三纪基性火成岩的He-Ar同位素组成. 结果表明: 古近纪的盆地火山岩和辉绿岩⁴He丰度变化较大, 为(73.70~804.16)×10^−8 cm³ STP·g^−1, ³He/⁴He比值(0.374~2.959 Ra)低于MORB但明显高于大陆地壳值; 新近纪碱性玄武岩⁴He丰度为(42.34~286.72)×10-8 cm³ STP·g^−1, 具有“陆壳型”的3He/ 4He比值(0.013~0.074 Ra). 样品还有略高于大气的40Ar/36Ar比值(395.4~1428.3), 反映着大气型Ar的混染主要发生在地幔源区. 基性火成岩低的³He/⁴He比值主要与样品中放射性4He富集有关, 但富集的放射性⁴He主要还是继承了地幔源区的特点, 说明样品的He-Ar体系可解释为地幔源区MORB型、大气、富放射性⁴He组分的三端元混合, 由此揭示山东半岛第三纪基性火成岩所反映的地幔源区总体具有低于MORB的He同位素比值. 这样的He-Ar同位素特征表明华北东部新生代以碱性玄武岩为主的火成岩不是地幔柱活动产物, 而是叠加了不同程度富集地幔组分(EMI)的亏损软流圈地幔部分熔融的产物.     

用分段加热法测定的雅鲁藏布江蛇绿岩的He和Ne同位素组成: 来自深部地幔的信息

使用分段加热法测定了雅鲁藏布江蛇绿岩各组合岩石的He, Ne含量和同位素组成. 雅鲁藏布江蛇绿岩中, 玄武岩样品各温度段的R值均高于大气值; 白郎蛇纹岩在700℃释放出的气体具有32.66R_a的He同位素组成, 表明该蛇纹岩含有深部地幔流体; 辉绿岩样品在低温步均表现出具有热点特征的、远高于MORBs的R值(地球上的热点起源于深部地幔, 具有超过30 R_a的R值). 在Ne同位素体系图中, Ne同位素数据主要沿Loihi Line分布, 这也说明雅鲁藏布江蛇绿岩的各组合岩石的流体组分主要源于深部地幔. 这些特征揭示了该特提斯洋形成环境有地幔柱的参与. 没有在玄武岩样品中观测到地幔柱型He的原因可能是壳源流体改造导致的.     

中国不同类型断裂带的地幔脱气与深部地质构造特征

以氦同位素为主, 辅以CO₂/³He和CH₄/³He及⁴⁰Ar/³⁶Ar等指标, 结合地质构造等资料, 对中国大陆不同类型断裂带的地幔脱气及其深部地质构造特征进行了综合示踪研究. 据此识别并划分出4种具代表性的断裂带: (1) 伸展性构造环境中的岩石圈断裂, 地壳厚度小, 具低CH₄/³He-高R值和低CO₂/³He值-高R值体系, 以幔源流体为主, 地幔脱气作用最强, 以郯庐断裂带为代表; (2) 强烈挤压构造环境中的岩石圈断裂或俯冲带, 如班公湖-怒江断裂带, 地壳巨厚, R/Ra值为0.43~1.13, 幔源氦约占总氦的5%~14%, 地幔脱气作用较弱; (3) 造山带山前(盆缘)深断裂带, R值为10^-7量级, CH₄/3He值为10⁹~10¹⁰, CO₂/3He值为10⁶~10⁸, 具微弱的地幔脱气作用; (4)造山带内壳层断裂带, 如窑街F19等断裂带, 具有高CH₄/3He值-低R值(10^-8)和高CO₂/³He值-低R值体系, 无明显的地幔脱气作用. 研究表明: 大型深断裂带是地幔脱气的主要构造通道; 控制地幔脱气强度的主要因素为断裂深度、构造环境性质和地壳厚度; 地幔脱气作用强度可反映断裂带的深度及其深部构造状态, 而气体地球化学示踪则可成为其研究的新的途径; 地球深部热流体上侵活动可能是深大断裂带形成演化的动力源之一; 山前断裂带是深部构造活动方式和壳幔结构转换的部位, 对于认识造山带和盆地的形成机理有重要科学意义.     

黄骅坳陷含油储层包裹体中幔源氦的发现及其地质意义

测试了黄骅坳陷孔西潜山带奥陶系碳酸盐岩含油储层包裹体氦同位素值, 并通过与鄂尔多斯盆地和塔里木盆地碳酸盐岩包裹体氦同位素对比, 探讨了氦的来源和地质意义. 研究表明, 孔西潜山带孔古3井和孔古7井储层包裹体均不同程度地具有幔源氦的介入, 其中, 孔古7井储层包裹体³He/⁴He和R/R_a平均值分别高达2.54×10^-6(3)和1.82(3), 幔源氦份额平均高达23.0%(3); 孔西潜山带幔源氦侵入时期应为晚三叠世或早第三纪. 孔西潜山带幔源氦的发现表明, 该区存在深部壳幔相互作用和深大断裂活动, 大地热流值较高, 具有幔源无机成因气成藏的可能性. 含油储层幔源氦的发现为研究幔源物质活动及其相关地质问题提供了新的途径.     

辽东裂谷带铅锌金银矿集区Pb同位素地球化学

报道了辽东元古代裂谷带中青城子矿区的喜鹊沟铅锌矿床、榛子沟锌铅矿床和高家堡子银矿床以及其西部地区的北瓦沟锌矿床中硫化物和热液碳酸盐矿物和大理岩共33个样品的Pb同位素组成.青城子矿区大石桥组大理岩的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.24~30.63, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.59~17.05, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.43~38.63. 其Pb-Pb年龄为1822±92Ma, 解释为其变质年龄. 青城子矿田矿石(硫化物和热液碳酸盐矿物)Pb同位素组成变化范围很小, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.66~17.96, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.60~15.74, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.94~38.60. 北瓦沟矿石Pb同位素组成与青城子矿田的显著不同, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb =15.68~15.81, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb =15.34~15.45, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb =35.30~35.68. 所研究矿床的Pb均来源于上地壳. 青城子矿田矿石Pb是年轻的上地壳Pb. 其模式Th/U值为4.40~4.74, 和大理岩Pb的(1.68~4.36)不同, 指示矿石Pb并不来源于大理岩. 北瓦沟矿床的Pb在古元古代即从其源区提取出来, 并形成矿床. 显著不同的Pb同位素组成是因为两者成矿时代的差别, 意味着成矿物质来源的不同, 甚至矿床成因的不同.     

金川镍-铜-铂矿床块状硫化物矿石的Re-Os(ICP-MS)定年

采用卡洛斯管溶矿、蒸馏法分离Os、丙酮萃取Re和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对金川硫化镍铜铂族矿床的块状硫化物矿石进行了Re-Os定年, 得到的等时线年龄为833 ± 35 Ma, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始值为0.279 ± 0.018(MSWD = 1.7), 相当于γ_Os为+130 ± 15. 此等时线年龄与金川超镁铁岩体中锆石的SHRIMP U-Pb年龄(827 ± 8 Ma (n = 5, MSWD = 4.3)) 在误差范围内一致, 说明金川铜镍硫化物矿床形成于新元古代. 结果表明, 金川超大型铜镍硫化物矿床的形成可能与导致Rodinia超大陆裂解的地幔柱活动密切相关. 金川块状硫化物的γ_Os表明, 虽然有部分壳源物质的加入, 但是加入量不超过10%.     

中国东部地幔岩包体及其中硫化物相金含量的比较研究

分析了中国东部8个地区59件新生代地幔岩包体的金含量, 并分析了相应地区85件地幔岩硫化物相的金含量, 结合文献共报道了130件硫化物相的金含量. 将两种金含量进行比较, 发现地幔岩包体全岩金含量通常为10^-9~10^-8, 而一些地幔岩包体硫化物中Au含量可达10^-4~10^-2, 是全岩的数十万倍, 证实地幔岩中Au主要赋存于地幔硫化物相中. 将两种金含量分布进行比较, 发现空间上地幔岩包体全岩和地幔岩包体硫化物相中金含量分布都是不均一的, 但二者金含量分布变化规律相一致, 即地幔岩包体中Au含量高的地区, 地幔岩包体硫化物相中金含量也高. 除海南岛外, 位于华北地台南北缘的山东临朐、昌乐和河北汉诺坝地幔岩包体全岩和包体硫化物相中金含量分布均较高, 与冀北西部和山东胶东半岛的金矿集中区有对应关系, 反映地幔的高金含量可能为相应地区金矿的形成提供了物质基础. 古老的华北地台原始地幔曾有富金的物质基础, 经后期地幔事件后仍富金, 说明后期地幔事件(如减薄、去根、底侵、拆沉、置换、交代等)及有关的富CO₂含金地幔流体对金活化、富集和转移直到成矿作用是在先期岩石圈地幔的物质基础上发生的.     

烃和烃类包裹体的拉曼特征

通过大量烃标样拉曼分析发现: 饱和烃以甲基、亚甲基在2700~2970 cm^-1区域有强烈的拉曼谱峰为特征; 异构骨架在748 cm^-1处有一强的拉曼效应; 环六环在804 cm^-1处有一个强的拉曼效应; 苯环有二个拉曼特征峰(988, 3058 cm^-1±), 以988 cm^-1±为主; 己烯在1294, 1635和2996 cm^-1±有三个烯键(C=C)拉曼特征峰, 以1635cm^-1±为主. 论证了: (1) 烃类的拉曼图与烃类的含碳个数无关, 只与烃类分子结构和基团特征有关; (2) 相同的烃类如正构烷烃类的拉曼光谱图相同; (3) 不能简单地由烃类的特征峰来判断烃种类(如CH₄, C₂H₆和C₃H₈)和某烃相对含量, 尤其在混合烃类或烃类包裹体中. 对比石油四大组分总的拉曼光谱图特征, 将烃类包裹体的拉曼光谱图分成五种: 饱和烃型拉曼光谱图、烷烃+沥青型拉曼光谱图、沥青型拉曼光谱图、荧光型拉曼光谱图、甲烷型拉曼光谱图. 据烃类包裹体的拉曼光谱图特征将烃类包裹体分成五大种类: 高饱和烃(气或液)烃类包裹体、含沥青饱和烃(气或液)烃类包裹体、低饱和烃(气或液)烃类包裹体、沥青质(气或液)烃类包裹体、高甲烷盐水包裹体.     

雪宝顶绿柱石-白钨矿脉状矿床富挥发分成矿流体特征及其示踪与测年

研究发现四川雪宝顶绿柱石-白钨矿脉状矿床矿物包裹体存在多个流体相, 经单包体激光拉曼光谱测试表明, 除固相子晶外, 流体相自中心向外依次是气相CO₂、液相CO₂、贫水CO₂液相和盐水溶液相. 通过对流体包裹体成分、C, O和稀有气体He, Ar同位素示踪与测年研究, 认为该矿床富含挥发组分的成矿流体主要来源于岩浆期后热液, 成矿元素富集受控于深成碱性岩浆活动与地壳物质混合作用.     

川东北地区飞仙关组高含H2S天然气TSR成因的同位素证据

四川盆地川东北地区是中国含油气盆地中已发现的高含硫化氢天然气储量最大的地区. 目前已探明储量和控制储量规模近3000×10⁸m³. 这些高含硫化氢天然气藏主要分布在渡口河、铁山坡、罗家寨、普光等构造带上, 储集层为三叠系飞仙关组鲕滩云岩. 天然气中硫化氢含量平均在14%, 部分高达17%. 虽然多数学者认为H₂S在深部碳酸盐储层中的大量聚集是硫酸盐热化学还原(Thermochemical sulfate reduction, TSR)的结果, 但是TSR过程及其留下的地质地球化学证据并不十分清晰. 作者通过对碳酸盐地层、次生方解石等的碳同位素, 硫化氢、硫磺、石膏、黄铁矿等的硫同位素分析, 以及天然气组成、烃类碳同位素和储层岩石学等方面, 进一步证实了该地区高含硫化氢天然气属硫酸盐热化学还原反应(TSR)成因. 硫化氢、硫磺和方解石是烃类气体参与TSR反应后形成的. 在TSR消耗烃类的过程中, 烃类气体中的碳参与反应并最终转移到次生方解石中, 成为次生方解石的碳源, 从而导致次生方解石的碳同位素严重偏轻, 可低到−18.2‰. TSR的中间产物硫磺和最终产物硫化氢及黄铁矿, 硫源均来自于飞仙关组地层中的硫酸盐. 在硫同位素分馏过程中, 键能决定了³²S先逸出, 而且逸出越早, 其形成硫化物(H₂S)或硫磺的d ³⁴S越小; 而对于参与反应的石膏来讲, 反应程度越高, 其³²S逸出越多, 剩余的³²S就越少, ³⁴S就会相对增多, 测试结果证明了硫同位素动力学分馏的这一过程.