橄榄岩蛇纹石化过程中氢气和烷烃的形成

蛇纹石化过程中形成氢气、烷烃和有机酸,为海底热液区生命活动提供物质和能量来源,可能对地球和其他行星早期生命起源和演化有重要影响。目前关于蛇纹石化过程中氢气和烷烃形成的研究大多以橄榄石为初始物,且温度和压力较低(≤300℃,500bar)。本研究通过一系列的水热实验,研究300~500℃、1~3kbar时橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、橄榄岩、玄武岩以及玄武岩与橄榄岩混合物发生蛇纹石化反应后氢气和烷烃的生成。300℃、3kbar时,橄榄石蛇纹石化后产生的氢气远大于辉石蚀变后产生氢气的量。随着温度的增加,400~500℃、3kbar时,橄榄石蚀变程度极低,产生氢气的量低于斜方辉石。单斜辉石实验后没有发生蚀变,不产生氢气和烷烃。400~500℃、3kbar时,橄榄岩蛇纹石化后产生的氢气和烷烃远高于橄榄石、斜方辉石和单斜辉石。玄武岩蛇纹石化后生成氢气和甲烷的量低于橄榄岩,但与玄武岩和橄榄岩混合物相当。这是因为玄武岩的单斜辉石蚀变后形成富铁的透辉石(~8.1%FeO),透辉石的Fe以Fe2+为主,这降低了Fe3+和氢气的量。以上表明,橄榄岩的蛇纹石化不同于橄榄石和斜方辉石。不仅是海底热液蚀变产生氢气和甲烷,洋壳俯冲过程中地幔楔橄榄岩蛇纹石化也会生成氢气和甲烷,但由于洋壳玄武岩的加入,氢气和甲烷的量会远小于橄榄岩蚀变时的量。     

青海茫崖石棉矿区变质超基性岩的蚀变演化序列：岩石化学及矿物学证据

青海茫崖石棉矿区超基性岩体是由原岩以纯橄岩、辉橄岩和橄辉岩为主体组成的富镁质超基性岩体,经历自变质和后期多期热液的叠加变质蚀变作用,经蛇纹石化后形成蚀变完全的蛇纹岩岩体,其中部分蛇纹岩又进一步发生滑石化及碳酸盐化蚀变为滑石菱镁片岩、菱镁滑石片岩、滑石片岩和菱镁岩等。本文在野外地质调查基础上,在室内通过镜下岩矿综合鉴定、全岩化学成分分析以及电子探针成分分析等手段进行了岩石化学特征、矿物学特征及其蚀变演化过程研究。结果表明,该变质超基性岩体蛇纹岩主要特征组合矿物为蛇纹石(利蛇纹石、叶蛇纹石、纤蛇纹石)、磁铁矿、菱镁矿、滑石、水镁石、铬铁矿,变余矿物有斜方辉石、单斜辉石和铬铁矿,滑石菱镁片岩类主要组成矿物为菱镁矿、滑石、蛇纹石及磁铁矿,局部可见石英脉。该地区变质超基性岩体较完整地记录了橄榄岩水化、滑石化及碳酸盐化作用过程的各个阶段,超基性岩蚀变演化过程主要有两个作用阶段:(Ⅰ)橄榄石、辉石类矿物的蛇纹石化作用及蛇纹石绿泥石化作用;(Ⅱ)富Ca、CO2流体交代蛇纹石、滑石及水镁石的碳酸盐化作用。蛇纹石化等变质蚀变作用促进了Si、Mg及Fe元素化学活动性,使元素发生富集与迁移,对于次生矿物的形成与演化起到了一定的催化作用。多期不同组成流体热液的交代作用过程,清晰地展示了利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石的演化序列,以及滑石、水镁石、铬铁矿和磁铁矿的形成过程及标形特征。     

造山带背景铜镍矿床蚀变过程与水的来源——东天山黄山南矿床氢氧同位素的指示

造山带背景铜镍矿床以富水为主要特征,但水(流体)在成矿中的作用以及其对岩石的改造过程仍不明确。本文以黄山南铜镍矿床为例,通过辉橄岩和橄辉岩等超镁铁岩的蚀变矿物组合和H-O同位素变化规律,限定蚀变过程与流体性质及来源。黄山南超镁铁岩原生矿物主要有尖晶石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和少量填隙状角闪石、云母,蚀变矿物有角闪石(浅闪石、阳起石、透闪石、普通角闪石以及镁闪石)、滑石、绿泥石和蛇纹石等。根据岩石结构与蚀变矿物比例,将超镁铁岩分为弱蚀变、中等蚀变和强蚀变3类。蚀变矿物组合与角闪石成分指示超镁铁岩经历了高温蚀变阶段(>700℃),形成了镁质闪石+滑石+绿泥石;中温蚀变阶段(700～550℃)和低温蚀变阶段(<550℃),分别形成了钙质闪石+滑石+绿泥石+蛇纹石与滑石+碳酸盐+蛇纹石的矿物组合。蚀变岩石普遍以中低温蚀变为主,可能与中低温阶段的叠加-改造作用相关。岩石随蚀变程度增加,Si、Na、K、Mn等主量元素和Rb、Ba等微量元素呈现明显降低趋势,表明大多数元素在流体改造过程中从岩石中迁出,说明蚀变过程为开放体系。中-强蚀变岩石中,硫化物矿物边部的形态呈锯齿状,但主体仍为磁...     

山东蒙阴金伯利岩中蛇纹石化橄榄石的微组构特征及其地质意义

为探究山东蒙阴金伯利岩中蛇纹石化橄榄石的微组构特征、蚀变环境、元素迁移规律及其对金伯利岩表生演化的指示意义,对该区金伯利岩中部分蛇纹石化的橄榄石和完全蚀变的橄榄石进行了XRD、EPMA和LA-ICP-MS分析测试。结果表明,蛇纹石中少部分Mg被Fe、Al、Ca、Ni、Mn取代,其中Fe含量仅次于Mg;从蚀变橄榄石的中心到边缘,Li与Zn、Ba与Sc、Co与Y含量分别呈3组变化趋势;部分蚀变的橄榄石为负Eu异常、低氧逸度,推测其形成于封闭的还原环境;完全蚀变的橄榄石无Eu异常,氧逸度相对较高,推测其形成于更开放的偏氧化环境;未完全蚀变的橄榄石大部分微量元素含量都高于完全蚀变橄榄石;稀土元素在蛇纹石化过程中可能存在迁移活动。     

玲珑金矿黄铁矿热电性与微量元素标型及深部金矿化评价

在前人对玲珑金矿矿体浅部的研究基础之上,通过对矿体深部黄铁矿的热电性测试与分析,得出：西山矿区380m—90m中段,黄铁矿导型以P—N型（空穴型-电子型导电）为主;东山矿区50m—850m标高范围内,黄铁矿导型以P—N或N—P（电子型-空穴型导电）混合型为主。东、西山矿区的P型出现率在垂向上呈高-低-高的韵律式脉冲变化...     

蛇纹石化过程中铁活动性的高温高压实验研究

蛇纹石化过程中铁的活动性影响铁氧化物的形成和体系的氧逸度。然而,关于橄榄岩蛇纹石化过程中各矿物(橄榄石、斜方辉石和单斜辉石)蚀变过程中铁的活动性仍没有详细的研究。本文报道了80~200℃、饱和蒸气压下,不同的初始流体、水岩比条件下,橄榄岩蛇纹石化过程中铁的活动性。结果表明,蛇纹石化流体的铁含量较低(0.0~0.7mmol/kg),没有形成铁氧化物或铁氢氧化物,铁主要富集在蛇纹石和未反应的初始矿物中(例如,橄榄石和辉石)。由橄榄石蚀变形成的蛇纹石和由斜方辉石蚀变生成的蛇纹石化学组成相差较大,前者富铁而贫铝,后者贫铁而富铝。但当初始流体为碱性的0.5mol/L Na Cl(aq)时,两种不同来源的蛇纹石组成相差不大。尤为重要的是,单斜辉石蚀变生成的蛇纹石铁含量较高,8.1%~10.2%Fe O,远高于单斜辉石的铁含量(2.6%Fe O)。以上表明,低温蛇纹石化过程中,铁不能够大规模、长距离的运移,但在微米尺度上是活动的。     

藏北昂吾地区超基性岩的蛇纹石化和磁铁矿化过程及影响因素

班公湖-怒江缝合带广泛分布超基性岩及蛇纹石化超基性岩,已有研究表明它们与区域成矿关系密切,其蛇纹石化过程使一些元素活化并具有一定的成矿潜力。位于班-怒带中段的昂吾地区蛇纹石化超基性岩主要矿物成分有橄榄石、单斜辉石、铬铁矿、利蛇纹石、磁铁矿和绿泥石等,原岩恢复表明该超基性岩为单辉橄榄岩。镜下鉴定、背散射电子图像、能谱成分分析和电子探针分析结果显示单辉橄榄岩的蛇纹石化及蚀变过程可分为三个阶段:(Ⅰ)以形成相对富铁蛇纹石(Mg#=75～88)为主,基本无磁铁矿析出;(Ⅱ)形成相对富镁的蛇纹石(Mg# 90),析出磁铁矿;(Ⅲ)蛇纹石进一步蚀变成绿泥石。热力学模拟及多组分矿物相平衡图表明,在蛇纹石化过程中,昂吾地区超基性岩中的辉石脱硅致使反应体系SiO_2活度升高,限制了磁铁矿的生成。同时也发现,在利蛇纹石稳定存在的温度区间内(100～300℃),本研究的蛇纹石化体系温度倾向高值区,不利于磁铁矿的析出。进而探讨了原岩成分、反应体系SiO_2活度及温度等因素对蛇纹石化过程中磁铁矿析出的影响。本研究有助于理解班-怒带内超基性岩的蛇纹石化过程及磁铁矿化机制。     

玲珑金矿床的矿化垂直分带

作者用成因矿物学方法深入研究了玲珑矿(典型的石英脉型)至关重要的问题——矿床的矿化垂直分带问题。研究结果认为:过去一些认为“上有石英脉型,下有蚀变岩型”的金矿化空间分带模式是值得探讨的。在玲珑金矿中,著者认为正确的矿化分带应为:“上有蚀变岩型矿体,下有石英脉型矿体”。确定玲珑断裂将西山矿区(典型石英脉型)相对于东山矿区(过渡型)上推了至少300m,故东山矿区的深部远景将远远大于西山矿区。研究结果已被新近的探矿工程所证实。     

与蛇纹石化相关的碳酸盐化作用

二氧化碳是一种温室气体,是造成全球变暖的"元凶"之一,二氧化碳的存储方法是近年来研究的热点之一。基性或超基性岩的蛇纹石化作用会产生富Ca2+、Fe2+和Mg2+的流体,而这些离子与二氧化碳反应形成碳酸盐矿物,这是一种CO2储存的新途径。板块俯冲过程中,这些碳酸盐矿物可能被俯冲至地球深部,并形成碳酸盐岩浆。因此,研究蛇纹石化过程中的碳酸盐化作用有重要的科学意义。二氧化碳对蛇纹石化的影响分为三个方面:一是降低蛇纹石化速率,研究表明,300℃、500 bar、富二氧化碳(PCO220 bar)的体系中,橄榄石的蛇纹石化速率降低了50%[1];另一方面,体系中富集二氧化碳使得氢气和甲烷的生成速率大大降低[2],这是因为碳酸镁富集Fe2+,降低Fe3+和氢气的含量;此外,二氧化碳增加蛇纹石化流体的Si O2含量,从而降低流体的p H,促进橄榄岩的蚀变产物由蛇纹石-水镁石-透辉石平衡组合变为蛇纹石-滑石-碳酸镁[3]。碳酸盐矿物类型和温度相关。温度≤300℃时,蛇纹石化流体富Mg2+而贫Ca2+[4],Mg2+和CO2反应形成碳酸镁;温度≥400℃时,则形成碳酸钙[5]。可以用此来判断地质过程中蛇纹石化作用的温度。关于蛇纹石化过程中的碳酸盐化仍值得进一步关注。     

蛇纹石化气体的地球化学特征

<正>研究的样品橄榄岩发生了非常强烈的蛇纹石化作用,主要蚀变产物为蛇纹石,在后期也发生了碳酸盐化形成碳酸盐矿物。蛇纹石化橄榄岩的主要矿物组合为利蛇纹石和磁铁矿。采用岩石样品分段加热脱气装置,将粉末样品装入石英玻璃管,先加热150℃脱去风化和表面残余有机质的影响,再从200℃~400℃~600℃~800℃~1000℃分段加热,每个温度点恒温40min,分步冷阱脱水和气体高温裂解,并     

内蒙古温都尔庙蛇绿岩带岩石学及矿物学特征

为探讨内蒙古温都尔庙蛇绿岩的岩石学特征、矿物学特征及其成矿意义,通过镜下岩矿鉴定、XRD分析以及扫描电镜等方法对其进行了研究。结果显示,研究区原岩可分为4类:变质橄榄岩、镁铁质-超镁铁质堆晶杂岩单元、火山熔岩单元和上覆岩系的硅质岩;岩石遭受了强烈低温热液蚀变或自变质热液蚀变;橄榄石、辉石、角闪石、斜长石等为主要的造岩矿物,次生矿物为低温热液蚀变矿物;叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石3种蛇纹石在变质橄榄岩中普遍存在,是橄榄石和辉石的蚀变产物。     

云南因民铁铜矿区辉长岩类中黑云母-金红石化特征及其指示意义

对云南因民铁铜矿区深部辉长岩类中金红石、黑云母、碳酸盐和绿泥石的矿物地球化学特征进行研究,以探讨赋存于辉长岩类中的铁氧化物铜金型矿(化)体的成岩成矿环境。金红石由岩浆结晶和多期蚀变作用形成,其结晶温度为820~1 082 ℃,多期蚀变温度为444~730 ℃,金红石与黑云母密切共生;黑云母可划分为原生高钛镁质黑云母、热液蚀变镁质黑云母和铁质黑云母,形成温度分别为653~750 ℃、525~619 ℃和551~577 ℃,氧逸度均位于Ni NiO缓冲剂附近,表明黑云母形成于高温强氧化环境,有利于金红石化;铁白云石-菱铁矿化揭示了强还原环境,交代蚀变金红石;绿泥石多由铁镁矿物蚀变形成,形成于中低温(174~243 ℃)、低氧逸度(-4468~-5142)和高硫逸度(-1442~-1976)的强还原环境,有利于金属硫化物形成。本区岩浆结晶演化和黑云母-金红石化蚀变具有高温强氧化地球化学岩相学特征,有利于钛、铁矿化,后期叠加中低温强还原地球化学岩相,为IOCG矿床成矿的有利地球化学岩相学类型。     

四川软玉猫眼赋存的围岩显微结构研究

对四川软玉猫眼的赋存围岩一蛇纹石化辉橄岩和橄榄岩的岩石显微结构的研究结果表明：围岩的主要结构类型为网格状结构和交代假象结构。交代假象结构又可分为橄榄石假象和辉石假象两种。辉石假象有两种表现形式：其一为蛇纹石交代辉石而保留辉石的晶形;另一种表现为由辉石蚀变所析出的磁铁矿经浓集而形成肋状条纹以及磁铁矿向辉石边缘迁移而形成浓缩边。研究认为：在超基性岩体蚀变过程中,首先发生橄榄石化和辉石化,生成蛇纹石。而后蛇纹石对与其接触的碳酸盐岩发生接触交代,吸收围岩中的钙而形成软玉。     

玲珑金矿田48号矿脉蚀变钾长石稳定结构态温度估算及其找矿意义

胶东大开头金矿区位于玲珑断裂和破头青断裂夹持区。48号脉位于玲珑金矿田大开头矿区的西南侧,金矿床为石英脉型—蚀变岩型,围岩有二长花岗岩、钾化花岗岩、绢英岩化花岗岩、绢英岩、黄铁绢英岩、煌斑岩等。本文以玲珑金矿田大开头矿区48号脉矿体两侧钾化花岗岩中钾长石为研究对象,通过X射线粉晶衍射、电子探针等方法研究钾长石晶体结构态及其类别、形成温度与稳定结构态温度,研究结果表明:①48号脉矿体中钾长石应为最大微斜长石;②矿脉两侧钾化蚀变时的温度为410℃~470℃,稳定结构态温度为244℃~274.6℃;③钾长石形成稳定结构态的热液温度环境有利于金的沉淀富集,该类钾长石是深部找矿的良好标志。     

陕西省勉略宁矿集区铜厂铜-铁矿床地质特征及其成因探讨

铜厂铜-铁矿床是勉略宁矿集区具有代表性的矿床之一,主要由上部的铜厂铜矿床和下部的杨家坝铁矿床(铜厂铁矿床)组成。根据磁铁矿和硫化物的相对含量,铜厂铜-铁矿床的矿石可分为磁铁矿矿石、含硫化物磁铁矿矿石和硫化物矿石三类。系统的岩相学和矿相学研究表明,其矿石矿物主要为磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿;矿石结构包括自形-半自形-他形粒状结构、交代残余结构和包含结构,矿石构造包括块状、浸染状、脉状和条带状构造。铜厂铜-铁矿床的围岩蚀变种类较多,且具有一定的分带性,上部铜矿体围岩蚀变以硅化、碳酸盐化和黑云母化为主,以石英、方解石和黑云母为主的蚀变矿物组合显示钾化特征;下部铁矿体围岩蚀变有钠长石化、蛇纹石化、滑石化、透闪石化、碳酸盐化、绿泥石化等,以钠长石、蛇纹石、滑石、透闪石、方解石、白云石、菱铁矿、绿泥石、黑云母和磷灰石等为主的蚀变矿物组合显示钠化特征。铜厂铜-铁矿床中磁铁矿的TiO₂含量小于1.72%,Al₂O₃含量小于1.81%,均显示热液磁铁矿的特征,结合铜矿石脉穿插铜厂闪长岩及二者突变接触的地质特征,说明铜厂铜-铁矿床的形成与热液活动密切相关。同时,铜厂铜-铁矿床形成于早古生代加里东期,勉略宁矿集区在该时期处于大陆裂谷的扩张环境中,与铁氧化物-铜-金(Iron Oxide-Copper-Gold,简称IOCG)矿床的形成环境类似。通过与典型IOCG矿床地质特征、矿化蚀变特征、矿物组合特征、矿物地球化学特征及大地构造背景的系统对比,初步提出铜厂铜-铁矿床应属于IOCG矿床。     

柬埔寨KW铜金矿床地质特征及控矿条件

柬埔寨KW铜金矿床产于安山质火山岩中,矿化受NE-NNE向断裂控制,为中低温热液脉型矿化;矿体一般长80~640m,厚0.13~7.05m,品位Cu0.56%~3.48%,Au0.36×10-6~2.56×10-6;矿石金属矿物以黄铜矿、黄铁矿、毒砂为主,非金属矿物以石英为主,含少量绢云母、绿泥石、方解石等,近矿围岩蚀变以硅化-绢云母化-绿泥石化。矿区安山岩属高钾低钠的钙碱性岩类,矿石与安山岩有相似的稀土配分特征,显示成矿与安山质岩浆活动有密切的成因联系。矿区青磐岩化、细脉状石膏较为普遍,显示可能存在与次火山岩体有关的蚀变岩型矿化,该类型矿化是下一步找矿突破的重要方向。     

青海茫崖超镁铁质岩蛇纹石化作用的氢氧同位素研究

对青海茫崖石棉矿床中的蛇纹岩和纤蛇纹石石棉进行了氢氧同位素分析,蛇纹岩的δ~(18)O为+5.9—+7.5‰,δD为—115——133‰,纤蛇纹石石棉的δ~(18)O为+7.4—+8.9‰,δD为—115——136‰。共生蛇纹石-磁铁矿同位素温度表明各种蛇纹岩的形成温度为210—320℃,纤蛇纹石石棉为120—170℃。超镁铁质岩的蛇纹石化作用是多阶段的,蛇纹石化作用的水可能以具有一定盐度、CO_2分压较高的深循环大气变质水为主。蛇纹石作用发生在大陆环境中,纤蛇纹石石棉是在蛇纹石化最后阶段于近地表环境中形成的。     

南岭中段黄沙矿区223铀矿床绿泥石特征与铀成矿关系

绿泥石化是华南热液铀矿床重要的蚀变类型之一。本文通过对南岭中段黄沙矿区223铀矿床绿泥石的岩相学和电子探针成分分析,区分出4种产出状态的绿泥石,识别了绿泥石的化学成分类型,计算了绿泥石的形成温度、n(Mg)/n(Fe+Mg)等相关指数,讨论了绿泥石形成机制环境及其与铀成矿的关系。研究表明223铀矿床绿泥石主要分为黑云母蚀变型、长石蚀变型、裂隙充填型和铀矿共生型4种产出类型,为富铁的蠕绿泥石,形成于还原环境,形成温度为200~282℃,属于中温热液蚀变;绿泥石的形成机制主要有溶蚀-沉淀结晶和溶蚀-迁移-沉淀结晶2种方式。绿泥石化改变了岩石物理-力学性质、原岩中铀的赋存状态,提供了成矿热液部分铀源和有利于铀富集成矿的地球化学环境。     

云南文山官房钨矿床团山矿段围岩蚀变与矿化规律研究

云南省文山县官房白钨矿床属于中—大型矽卡岩型白钨矿床。矿区内围岩蚀变强烈,蚀变分带明显,依据蚀变岩岩相学及岩石化学测试结果,并结合钻孔编录资料,将团山矿段围岩蚀变划分为3个蚀变带,自花岗岩体向外依次为金云母-绿帘石化带→透辉石-透闪石化带→镁橄榄石化带。通过对各蚀变带中岩石组分迁移量分析认为:在团山矿段热液蚀变及白钨矿化过程中,来自花岗质岩浆热液的A l2O3、S iO2、TFe、K2O、Na2O迁入,灰岩(白云质灰岩)中MgO、CaO迁出,团山矿段白钨矿化主要发生在透辉石-透闪石化带中,矿体产状与透辉石-透闪石带产状基本一致,橄榄石化带中钨矿化相对较弱,金云母-绿帘石化带中仅可见零星钨矿化。这一研究成果将对文山官房钨矿床成矿规律研究以及矿区进一步找矿提供重要的理论依据。     

甘肃省玉门市榆树沟铂族(PGE)元素矿床地质特征及找矿前景分析

榆树沟铂(族)元素矿床位于塔里木板块东北边缘,主要含矿岩石为蛇纹石化橄榄岩;目前矿区共发现4条铂矿化蚀变带,圈定8条铂矿体,矿体长度一般为100～500m,宽度为1～4m,矿体平均品位0.21×10-6～1.05×10-6.初步研究认为,矿区超基性岩为成矿母岩,矿区TiO2、FeO含量相对低,M/F值在2.85～7.4之间,而且矿区具有MgO低、Fe2O3较高的特点,该岩体为有利成矿(PGE)的岩体,而且矿区地质、岩石化学成分、围岩蚀变等特征与金川铂族元素矿床较为相似,找矿潜力较大.