成矿流体运动系统与金质来源和富集机制讨论

以 山东地区大型、超大型金矿为例,从运动学和动力学角度,系统研究其成矿作用的起点（岩石－岩浆－流体间的物理化学作用）和终点（矿富集于断裂复合处或交汇部位）,以及成矿流体在运动中的渗透、振荡、气－液态交替、流速的突变及多层次循环流体的萃取、沟通等多方面的共同作用。结果表明,巨量金质来源和富集的关键取决于各层次流体循环笼统间的沟通,地幔富Ｃ－Ｈ－Ｏ流体循环系统、中－下部地壳富硅流体循环系统、浅－表部（     

滇西富碱斑岩型矿床岩体和矿脉同位素地球化学研究

选取马厂箐铜钼金矿、金厂箐金矿、北衙铅金矿和姚安铅银金矿四个典型的富碱斑岩型多金属矿床，对岩体和矿脉的铅、硅、氢、氧、硫、碳及氦、氩同位素分析。结果表明，富碱岩浆和富硅成矿流体的最初和主要铅源均来自地幔，但混染了部分地壳或地层铅；富碱岩浆起源于地幔交代作用形成的富集地幔源区，而富硅成矿流体则具有原始地幔流体性质，前者的硅同位素组成表现为经历强烈动力分馏的高正值；后者则为几乎未经动力分馏的低负值。综合研究表明，该类矿床的成矿作用是在富碱岩浆的成岩过程中，伴随富硅成矿流体对岩体和地层围岩的(自)交代蚀变作用，并与岩石一定程度混染而实现的。因此，富硅成矿流体作用实质上是地幔流体交代作用在地壳内成矿作用中的延续。     

地幔流体在滇西富碱斑岩成岩成矿过程中的作用——地质年代学和同位素地球化学制约

滇西金沙江哀牢山断裂以东广泛发育富碱斑岩型多金属矿床,其富碱斑岩体中有多处产出深源岩石包体。对包体岩石和寄主富碱斑岩及其成矿石英脉的地质年代学研究显示,深源岩石包体的成岩年龄大于寄主富碱斑岩,而富碱斑岩的成岩与成矿是基本同时的。结合铅硅锶钕同位素地球化学研究表明,在富碱岩浆的成岩过程中,伴随富硅成矿流体对围岩和岩体的交代蚀变,并与地壳岩石一定程度混染而实现成矿作用。这种富硅成矿流体作用实质上是地幔流体作用在地壳中成矿作用的延续。据此,从地幔流体交代矿物的结晶年龄(116.0 Ma)到富硅成矿流体年龄(51.2 Ma),揭示地幔流体作用贯穿于富碱岩浆成岩成矿的全过程。正是这一地幔流体作用过程,导致Si、Al、Na、K及其它硅不相容元素和成矿元素富集,进而导致其Sr-Nd同位素特征由亏损地幔向富集地幔过渡,并引起从岩体→围岩对应、从高温→低温的系列成矿效应。也正是这种流体作用,构成滇西新生代广泛成矿的内在统一制约因素和大型-超大型矿床形成的重要地球化学背景。     

壳幔混染成矿机制的稀有气体同位素及硅同位素证据——以滇西富碱斑岩型多金属矿区为例

滇西富碱斑岩型多金属矿区黄铁矿和石英脉流体包裹体中R/Ra值主要为0.160 8~3.470 0,远高于地壳特征值,而整体略低于地幔特征值;20 Ne/22 Ne和21 Ne/22 Ne平均值分别为11.271 0和0.032 2,接近地幔同位素组成;40 Ar/36 Ar和38 Ar/36 Ar平均值分别为395.510 0和0.197 6,均高于大气比值,而低于MORB比值;与大气相比,128 Xe/130 Xe、129 Xe/130 Xe、131 Xe/130 Xe、132 Xe/130 Xe、134 Xe/130 Xe、136 Xe/130 Xe值均表现出过剩的特征;富硅成矿流体的δ30Si值为-2.4‰~-0.1‰,表现出几乎未经动力分馏的原始地幔流体性质,而富碱岩浆的δ30Si值为0.0‰~0.4‰,表现出历经强烈动力分馏的交代富集地幔流体性质。综合研究表明:滇西地区硅同位素组成与包裹体稀有气体同位素组成在显示含矿流体的幔源特征的同时,又表现出强烈的地壳特征;成矿物质主要来自地幔交代作用形成的富集地幔分异产物,即富碱岩浆和与之伴随的富硅成矿流体,二者携带成矿物质沿断裂进入地壳,伴随富硅成矿流体在富碱岩浆的成岩过程中对富碱斑岩与地层岩石的交代蚀变,从而引发壳幔物质叠加混染。正是这种流体作用构成了滇西新生代富碱斑岩多金属成矿的内在统一制约因素。     

金矿成矿流体特点及深-浅部流体相互作用成矿机制

以中国一些典型金矿研究资料为基础 ,结合前人关于深部流体研究成果 ,分析对比了金矿成矿流体和深部流体的特点 ,总结了深部流体参与金矿成矿作用的主要表现 ,然后计算了深部富气流体的能量传递效应和富水流体在不同深度上的密度变化规律。认为深部富气流体主要是向浅部输送大量热能和部分有利于成矿的物质 ,而浅部富水流体下渗提供足够的水体 ,二者在中地壳的“低速层”附近交汇 ,发生相互作用并作用于围岩 ,在有利条件下演化形成成矿流体 ,最终上升到地壳浅部沉淀成矿。     

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。     

幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体——可能性与现实性

综合国内外研究资料并结合笔者的研究成果 ,评述了幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体的可能性和现实性。笔者认为 ,在地幔熔融和富集交代过程中可以形成富金和二氧化碳的岩浆 ,进一步在岩浆去气过程中金可以气相形式随二氧化碳排出 ,而一个由深部稳定热源驱动、富含幔源岩浆去气带入的二氧化碳和金并与地壳浅部流体混合的热液环流系统是形成重要金矿化的必要条件。     

煌斑岩与某些热液矿床关系新探──兼论幔源C－H－O流体的分异演化

本文指出了煌斑岩与某些热液矿床之间在大的时、空尺度上密切相关，而在小尺度上刚具有明显的独立性，提出并论证了煌斑岩及某些热液矿床形成过程中的幔源Ｃ－Ｈ－Ｏ流体的分异演化模式，即溶解了大量常量及微量元素的高温幔源Ｃ－Ｈ－Ｏ流体上升进入地壳后，因压力降低及挥发分组成的岩化发生分异作用，形成相对富含铁镁质的硅酸盐流体及相对富含硅碱质的Ｃ－Ｈ－Ｏ流体，前者在地壳浅部定位形成钙碱性煌斑岩，而后者则引发并参与了     

煌斑岩与某些热液矿床关系新探──兼论幔源C－H－O流体的分异演化

本文指出了煌斑岩与某些热液矿床之间在大的时、空尺度上密切相关，而在小尺度上则具有明显的独立性。提出并论证了煌斑岩及某些热液矿床形成过程中的幔源Ｃ－Ｈ－Ｏ流体的分异演化模式，即溶解了大量常量及微量元素的高温幔源Ｃ－Ｈ－Ｏ流体上升进入地壳后，因压力降低及挥发分组成的变化发生分异作用，形成相对富含铁镁质的硅酸盐流体及相对富含硅碱质的Ｃ－Ｈ－Ｏ流体，前者在地壳浅部定位形成钙碱性煌斑岩，而后者则引发并参与了地壳中的某些热液成矿作用。     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的深部地质过程探讨

自新生代以来，伴随深部地质作用，滇西地区多处发育富含深源包体的富碱斑岩体。文章从寄主岩石和包体岩石的岩石化学研究入手，认为交代主岩和包体岩石的流体富含碱质（Na₂O+K₂O）和硅质（SiO₂），是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体，这种地幔流体交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用，对富碱斑岩的成岩和成矿发挥了重要的先导作用。     

大型金矿构造-成矿系统及幔-壳多层循环体成因模式-以吉林夹皮沟金矿为例

基于目前代表性金矿成因模式的局限性,以吉林夹皮沟金矿为例把金矿的形成总结为定位、流体、物源、封闭、加热和构造成矿六大系统,建立新的幔-壳多层循环体成因模式:1)以幔源流体、岩浆热液和浅-表部水来源为主,按深、中、浅构成三个层次循环体;2)金质来自多层循环流体对多类型围岩的萃取、沟通混合及多次构造应力共同作用的结果;3)断层泥、迭瓦状构造地质体等可作为成矿封闭屏障;4)中生代(隐伏)花岗岩和各类型脉岩为主要加热热源;5)矿带座落在韧性构造超壳断裂之上及附近,而矿体却主要赋存在脆性构造内,主成矿时代为燕山期,整体受构造-成矿系统控制.该模式对燕山期花岗岩中金矿是一种检验,对其它变质岩区金矿则是一种启迪.     

内生金矿床的成矿流体

流体具有媒介和作用剂的双重属性,流体作用贯穿于整个内生金矿成矿作用过程.不同地区、不同类型金矿床具有相似的原始成矿流体——来源于上地幔或下地壳的、富含SiO₂、挥发份、成矿元素的C-H-O体系.在从深部至浅部的运移过程中受岩石建造性质、岩石(层)中流体成分的混入以及水-岩反应等因素作用,原始的成矿流体物理化学性质、组成成分等发生了不同程度的改变,最终形成直接导致金矿化的成矿流体.造成成矿流体中金等成矿物质发生沉淀的主要原因是流体的沸腾作用、流体中挥发份的逸失、流体相的分离作用、不同类型流体之间的混合作用以及热液蚀变(水-岩反应)作用等.     

胶东招掖矿集区巨量金质来源和流体成矿效应

胶东招掖大型金矿集中区的形成是一个多期次、多来源的复杂过程.胶东群正变质岩的原岩——太古代拉斑玄武岩为初始矿源岩;太古代-元古代胶东群、荆山群和粉子山群变质岩为中间矿源岩;中生代剪切重熔岩浆岩——玲珑型花岗岩和郭家岭型花岗岩是成矿物质的主要直接提供者;郭家岭型花岗岩还起到"热机"作用;而蓬莱群及滦家河型花岗岩提供成矿物质的可能性较小.金的成矿作用是在古老地幔分异出的太古代拉斑玄武岩基础上,经韧性剪切→区域变质→岩浆重熔等构造热动力作用逐步富集的过程.岩浆侵入后,形成以岩体为中心的凸形热场,是流体成矿作用的主要动力之一.成矿流体的流速可以促进混合热液的生长,剪切破碎带是强烈输运-反应耦合成矿的有利场所.地幔富C-H-O流体、中-下部地壳富硅流体、浅-表部富硫流体3个层次流体相互沟通、混合,导致流体循环持续时间增长,萃取围岩有用元素增多,成矿元素丰度升高,并最终形成胶东招掖金矿集中区.     

强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)与Cu、Au成矿作用

文中概述了强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究历史、现状和意义,列出了扬子地块东部、青藏高原以及新疆北部与铜金成矿有关的同类岩石的一些特征,重点分析了当前强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究中所存在的问题,并提出了一些初步的设想。强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)不仅具有重要的地球动力学意义(可能与俯冲、拆沉、底侵、板片窗或地幔交代等深部过程有关),而且具有极其重要的Cu、Au成矿意义。俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩及其成矿作用已有相当深入的研究,但是来自大陆内部的强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩的成因、岩石组合及其成矿作用是否类似于俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩,还需要深入的研究。一些强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的所表现出的高钾特征很可能与高压(>1 GPa)条件下的熔融或源岩的高钾有关。文中提出了一个有别于俯冲洋壳熔融+埃达克岩+Cu、Au成矿的新工作模型——拆沉洋壳或下地壳熔融+强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)+Cu、Au成矿。拆沉洋壳或下地壳熔融形成熔体的Fe_2O_3对地幔的交代(氧化)作用可能是Cu、Au从地幔迁出并最终成矿的一个重要原因,但是增厚下地壳环境中流体的作用也不?     

交代岩石圈地幔与金成矿作用

交代岩石圈地幔与大型金矿床之间的成因联系受到越来越多的关注.研究成矿金属在地幔源区的富集程度和幔源岩浆中的金含量,以及金从地幔源区释放、迁移并大规模富集成矿的机制和过程可以帮助我们更好地认识交代岩石圈地幔对金富集成矿的重要作用.金是高度亲铜元素,同时还具有流体活动性,在地幔岩浆作用、岩浆热液演化和富集成矿等诸多过程中的行为较为复杂.主要从金的地球化学行为出发,通过梳理金在各类地幔岩石和幔源岩浆中的分布,以及岩浆热液中金的主要行为及其受控因素,探讨交代岩石圈地幔对巨量金成矿的关键控制机制.主要认识包括:（1）交代岩石圈地幔可能是形成大规模热液型金矿床的重要源区,但金在源区的异常富集可能并不是成矿的必要条件;（2）地幔交代组分（特别是挥发分）有助于金从地幔源区中有效释放、并通过跨岩石圈尺度的深大断裂迁移富集;（3）富挥发分的岩浆热液中金的富集沉淀过程远比一个富金的地幔源区对大规模金成矿作用的贡献更大.因此,深刻理解岩石圈地幔长期演化过程中金在地幔交代和岩浆-热液演化过程中的行为与富集机制是解析大型金矿床成因的关键.      

Thermal doming-extension metallogenic system of Jiaodong type gold depositsSCIEI北大核心CSCD

胶东型金矿具有独特的成矿特征和成因机制,不同于国际已知金矿类型。为了深化认识控制矿床形成、变化和保存的地质要素及成矿过程,本文综合分析了胶东半岛晚中生代岩浆作用、构造活动和成矿特征及其构造背景,提出该区深部岩浆活动与地壳快速隆升及浅部变质核杂岩、张性断层、断陷盆地等伸展构造,共同控制了以Au为主的矿床成矿系列及成矿演化过程,谓之热隆-伸展成矿系统。阐明了晚中生代岩浆演化过程中的元素变化规律,发现了金矿化蚀变带中的低Ba、Sr含量异常及早白垩世胶东地壳中金丰度的显著变化,揭示了壳幔物质混合和伟德山型花岗岩岩浆活动对金成矿的贡献。认为这一成矿系统形成于古太平洋板块俯冲后撤的后俯冲伸展环境,由于软流圈上涌导致岩石圈地幔性质由富集向亏损转化,从而引起岩浆岩地球化学特征变化,地球化学元素重新调整,幔源含金流体与由重熔下地壳析出的壳源含金流体混合形成富金流体库,并产生贫金花岗岩。大规模岩浆活动为成矿元素的活化、迁移提供了热动力条件,上地壳伸展产生的断裂构造则为成矿元素聚集提供了良好空间。热隆-伸展成矿系统是中国东部晚中生代重要的成矿系统。     

乌拉山金矿带成矿物质来源的初步研究

通过原岩的含金建造,岩石含金性讨论,微量元素、稀土元素、包裹体特征及硫、氢、氧、碳、铅同位素的研究,对乌拉山金矿带成矿物质来源作了探讨。认为上有太古界乌拉山群是金矿形成初始矿源层,铅、硫等成矿物质主要来自地壳及下层富含金的某些强烈活动带,而成矿流体主要为渗流加热大气降水,部分来自变质—岩浆水的混合水。原岩属幔源分熔的基性—中基性火山沉积建造,幔源物质经后期大陆增生,沉积壳叠加改造,由幔源变成壳源物质,后期地质事件产生能源,使矿源层中的成矿物质活化,转移,富集成矿。     

滇黔桂微细浸染型金矿深源流体成矿机理探讨

通过成矿热液矿物流体包裹体的成分、热力学和同位素地球化学研究,初步认为本区金矿原生成矿流体主要沿深大断裂通道直接来自上地幔;引进纳米理论和纳米效应,提出深源成矿流体中Ａｕ主要以纳米微粒自然金形式迁移,但随着流体运移至地壳成矿过程中,其物理化学条件随着地层水、大气降水和地层物质的局部混染和覆盖发生改变,导致流体中的部分Ａｕ呈Ａｕ—Ｓｉ配合物和Ａｕ—Ｓ配合物形式在一定范围内迁移,进而三种迁移形式又在一定条件下发生分解、沉淀和金的聚集;由此进一步认识到,可能正是这种深源与浅源的混染并交代岩石,为形成大型和超大型矿床创造了有利条件     

老挝班康姆铜金矿床成矿作用研究及其指示意义

班康姆铜金矿床位于墨江-黎俯火山弧带的中段,成矿条件优越,区内中性侵入杂岩具有岛弧钙碱性火山岩的地球化学特征,属火山岛弧环境。氢、氧同位素特征及黄铁矿流体包裹体的He、Ar同位素特征均指示流体为岩浆流体与大气雨水型地下水的混合流体,晚期经历了开放系统的持续瑞利去气过程。硫同位素组成表明成矿系统的硫源主要为深源地幔硫,推断Au、Cu应来自地幔源区,在俯冲消减的构造背景下,携带大量Cu、Au等成矿金属构成富矿初始岩浆流体。热液成矿作用经历了高温矽卡岩蚀变阶段、中温青磐岩热液蚀变矿化阶段、低中温金矿化阶段和超低温热液碳酸盐化阶段4个阶段,中低温阶段为主要的矿化阶段,而北东-北北东向次级断裂带成为浅部重要的容矿空间。流体包裹体及稀土元素特征指示了矿床深部存在隐伏的岩体,很可能为含矿的斑岩体,这对班康姆矿床乃至成矿带的研究及勘查具有重大的意义。     

南秦岭山阳—柞水矿集区夏家店金矿床微量-铂族元素地球化学特征及其对矿床成因的指示

夏家店金矿床位于南秦岭造山带内,是一个受构造和地层控制的大型金矿床,矿石类型为角砾岩型、碎裂岩型和石英脉型3种类型,赋矿围岩主要为寒武系水沟口组的炭泥质板岩、炭硅质板岩、硅质岩及白云岩,次为泥盆系西岔河组的角砾岩。本文对夏家店金矿床中矿石（角砾状炭硅质板岩、碎裂硅化白云岩、碎裂炭泥质板岩和石英脉状矿化的硅质岩）和围岩（硅质岩、硅化白云岩和硅质板岩）的微量元素、铂族元素（PGE）质量分数进行测试,进而探讨成矿物质来源以及矿床成因。结果表明：不同类型的矿石与其各自的围岩具有高度的相似性,均富集Sr、Ga、Zr等元素;不同类型的矿石稀土总量均高于各类围岩,但是两者具有相似的稀土配分模式,轻稀土富集,重稀土亏损,均表现出负Eu异常（δEu值为0.51~0.63）;不同类型的矿石PGE总量（7.71×10^-9~38.30×10^-9,平均值23.00×10^-9）均明显大于各类围岩PGE总量（1.28×10^-9~2.44×10^-9,平均值1.86×10^-9）,相比上地壳,不同类型的矿石均明显富集Os、Ir、Pt和Pd,亏损Ru、Rh,而各类围岩均富集Os,亏损Pt、Ru、Rh、Pd,但两者的铂族元素配分曲线具有高度相似性,呈Ru亏损的V型,为地壳的（Os）-Pt-Pd型配分模式。以上特征表明不同类型的矿石和围岩具有明显的微量、稀土元素和PGE地球化学继承性,暗示夏家店下寒武统有可能是重要的矿源层之一。同时,所有矿石和围岩的Au/Ir值（分别为4 821~299 666）和406~8 050）及Pd/Ir值（分别为16.9~588.0和15.2~47.5）变化范围均较大,两者Au/Ir值远高于炭质球粒陨石和原始地幔值、Pd/Ir值远高于岩浆成因矿石值,且夏家店金矿床矿石和围岩的PGE配分曲线与典型热液成因矿床一致。这些特征显示夏家店金矿床具有明显的热液成因,是构造-热液流体成矿作用的产物。