热液体系氢、氧同位素分馏机制及其地质意义

探讨了热液体系氢、氧同位素地球化学行为及其与水/岩交换同位素分馏的内在关系。有效W/R值是除温度条件外,另一控制蚀变岩石和热液水氢、氧同位素组成变化的因素。此外还根据数个矿区成矿热液水和蚀变岩石氢、氧同位素组成及变化特征对水/岩交换和W/R值的应用及地质意义展开讨论。最后提出热液体系中大气降水和岩浆热液水氢、氧同位素组成演化模式简图。     

江西德兴铜厂铜矿水－岩体系氢氧同位素演化

 江西铜厂铜矿床露天采场岩石76个全岩氧同位素组成表明,该超大型铜矿的形成与具有5个水-岩交换成矿体系汇集在一起有关。水-岩体系计算表明,成矿流体储库形成是大气降水与千枚岩和花岗闪长斑岩在300℃以及W/R比值为0.5左右条件下形成,而后上升进入矿化沉积体系时温度降低,W/R比值超过10.0,计算的最少水量达1.9×10¹⁰t以上。     

辽宁弓长岭铁矿二矿区条带状铁建造地球化学特征及成因探讨

本文以弓长岭铁矿二矿区磁铁石英岩、磁铁富矿和蚀变围岩样品为研究对象,进行了主量元素、微量元素、稀土元素和Fe同位素的测试。结果表明:磁铁石英岩主要由TFe2O3和SiO2组成,Al2O3和TiO2质量分数较低,微量元素质量分数和稀土元素质量分数均较低;经澳大利亚后太古界平均页岩(PAAS)标准化的稀土配分模式呈现出轻稀土亏损和重稀土富集,La、Eu和Y的正异常明显,Ce的异常不明显,Y/Ho值较高;富集Fe的重同位素,且与海底喷发热液经过氧化沉淀后的Fe同位素特征一致。磁铁富矿与磁铁石英岩的地球化学特征有很好的一致性和继承性,但磁铁富矿的REE和Eu质量分数较高,且较磁铁石英岩富集Fe的轻同位素,范围更大,与蚀变岩的Fe同位素组成相近。弓长岭铁矿的磁铁石英岩是陆源物质加入很少的古海洋化学沉积岩,为喷出的海底热液与海水的混合条件下氧化沉淀形成的。磁铁富矿推测为富Fe的轻同位素热液对磁铁石英岩进行改造,经过去硅富铁作用形成的。     

江西德兴铜厂铜矿水－岩体系氢氧同位素演化

江西铜厂铜矿床露天采场岩石76个全岩氧同位素组成表明,该超大型铜矿的形成与具有5个水-岩交换成矿体系汇集在一起有关。水-岩体系计算表明,成矿流体储库形成是大气降水与千枚岩和花岗闪长斑岩在300℃以及W/R比值为0.5左右条件下形成,而后上升进入矿化沉积体系时温度降低,W/R比值超过10.0,计算的最少水量达1.9×10¹⁰t以上。     

刘屯金矿床稳定同位素及矿床成因研究

刘屯金矿床为含金硫化物－石英脉型，以其品位富、埋藏浅为特点，本文通过矿床的稳定同位素研究认为，矿石硫同位素组成与围岩硫相似，具幔源岩浆成因特征；矿石氢氧同位素组成显示出成矿溶液具备多成因的特点，锶、铅同位素组成具壳幔混合成因，以此推断矿床为岩浆热源－混合热液成因。     

白云鄂博碳酸岩墙碳氧同位素地球化学

对内蒙古白云鄂博 REE- Fe- Nb矿床周围碳酸岩墙中共存的方解石和白云石进行了 C和 O同位素分析。结果表明，方解石和白云石的δ 13C值变化范围一致，均为－ 3.5‰～－ 7.3‰，落在正常地幔δ 13C值范围 (－ 5‰± 2‰ )内；而它们的δ 18O值可分为两组，第Ⅰ 组为 9.5‰～ 18.0‰，第Ⅱ 组为 20.6‰～ 22.6‰，均远大于正常地幔δ 18O值范围 (5.7‰± 1.0‰ )。第Ⅰ 组低δ 18O值样品中共存白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为负值，因此处于热力学不平衡状态，指示它们自形成后受到过后期热液蚀变，与先前的岩石学观察一致。相反，第Ⅱ 组高δ 18O值样品中白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为正值，处于热力学平衡状态，指示它们自形成后未受到后期热液蚀变，因此可能沉淀于晚期低温高δ 18O值流体。第Ⅰ 组碳酸岩墙中白云石的 C和 O同位素组成不呈线性分布，指示碳酸岩浆并非由幔源碳酸盐与沉积碳酸盐混合形成。应用水-岩交换模型计算得到，第Ⅰ 组碳酸岩在侵位后经历了碳酸岩浆期后热液的不均一蚀变，蚀变温度约在 220～ 800℃之间，蚀变流体的 CO2/H2O比值较小 (1/500)，但水 /岩比值变化较大 (10～ 400)。由于低温下方解石与热液之间的碳氧同位素交换速率大于白云石，导致这部分碳酸     

毛洋头铀（银,钼）矿床同位素地球化学研究

毛洋头铀矿床的（Ｈ、Ｏ）同位素特征表明：早期矿化热液主要为岩浆水，而晚期矿化热液则主要为大气降水。铅同位素组成反映该矿床中铅为不同来源的混合铅。Ｃ、Ｓ同位素组成变化范围小，且与火成岩的Ｃ、Ｓ同位素组成相当，说明矿床中的碳和硫主要淋取于火成围岩或源于地壳深部。     

Trace-element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills,Australia

Hydrothermal zircon can be used to date fluid-infiltration events and water/rock interaction. At the Boggy Plain zoned pluton (BPZP), eastern Australia, hydrothermal zircon occurs with hydrothermal scheelite, molybdenite, thorite and rutile in incipiently altered aplite and monzogranite. The hydrothermal zircon is texturally distinct from magmatic zircon in the same rocks, occurring as murky-brown translucent 20–50 μm-thick mantles on magmatic cores and less commonly as individual crystals. The hydrothermal mantles are internally textureless in back-scatter electron and cathodoluminescence images whereas magmatic zircon is oscillatory zoned. The age of the hydrothermal zircon is indistinguishable from magmatic zircon, indicating precipitation from a fluid evolved from the magma during the final stages of crystallization. Despite indistinguishable U-Pb isotopic compositions, the trace-element compositions of the hydrothermal and magmatic zircon are distinct. Hydrothermal zircon is enriched in all measured trace-elements relative to magmatic zircon in the same rock, including V, Ti, Nb, Hf, Sc, Mn, U, Y, Th and the rare-earth elements (REE). Chondrite-normalized REE abundances form two distinct pattern groupings: type-1 (magmatic) patterns increase steeply from La to Lu and have Ce and Eu anomalies—these are patterns typical for unaltered magmatic zircon in continental crust rock types; type-2 (hydrothermal) patterns generally have higher abundances of the REE, flatter light-REE patterns [(Sm/La)_N = 1.5–4.4 vs. 22–110 for magmatic zircon] and smaller Ce anomalies (Ce/Ce* = 1.8–3.5 vs. 32–49 for magmatic zircon). Type-2 patterns have also been described for hydrothermally-altered zircon from the Gabel Hamradom granite, Egypt, and a granitic dyke from the Acasta Gneiss Complex, Canada.Hadean (∼4.5–4.0 Ga) zircon from the Jack Hills, Western Australia, have variable normalized REE patterns. In particular, the oldest piece of Earth—zircon crystal W74/2-36 (dated at 4.4 Ga)—contains both type-1 and type-2 patterns on a 50 μm scale, a phenomenon not yet reported for unaltered magmatic zircon. In the context of documented magmatic and hydrothermal zircon compositions from constrained samples from the BPZP and the literature, the type-2 patterns in crystal W74/2-36 and other Jack Hills Hadean (JHH) zircon are interpreted as hydrothermally-altered magmatic compositions. An alteration scenario, constrained by isotope and trace-element data, as well as α-decay event calculations, involving fluid/zircon cation and oxygen isotope exchange within partially metamict zones and minor dissolution/reprecipitation, may have occurred episodically for some JHH zircon and at ∼4.27 Ga for zircon W74/2-36. Type-2 compositions in JHH zircon are interpreted to represent localized exchange with a light-REE-bearing, high δ¹⁸O (∼6–10‰ or higher) fluid. Thus, a complex explanation involving “permanent” liquid water oceans, large-scale water/rock interaction and plate tectonics in the very early Archean is not necessary as the zircon textures and compositions are simply explained by exchange between partially metamict zircon and a low volume ephemeral fluid.     

黔西北天桥铅锌矿床热液方解石C、O同位素和REE地球化学

利用连续流动质谱和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对黔西北天桥铅锌矿床原生矿石中脉石矿物热液方解石C、O同位素组成和稀土元素含量进行了分析,结果表明热液方解石C、O同位素组成相对均一,不同标高方解石C、O同位素组成不具明显差别,其δ13CPDB和δ18OSMOW分别为-3.4‰～-5.3‰和14.7‰～19.5‰,在δ13CPDB-δ18OSMOW图上介于原始碳酸岩与海相碳酸盐岩之间。热液方解石总稀土元素含量较低(ΣREE=6.80×10-6～49.1×10-6),表现为轻稀土富集、Eu负异常的"M"型,其Eu/Eu*变化范围为0.30～0.55,与硫化物具有相似的稀土配分模式。根据热液方解石与蚀变围岩、远矿围岩及不同时代地层碳酸盐岩的C、O同位素组成和REE含量特征对比结果,结合前人研究成果,认为该矿床成矿流体具"多来源混合"特征,其中围岩碳酸盐岩为成矿流体提供了主要的C和REE来源,地层中膏岩海相硫酸盐岩为成矿流体提供了主要的S来源,而成矿流体中的水则主要为变质基底昆阳群等提供的变质水,并受到大气降水的影响。     

山东胶东地区某些金矿床的氩、氢、氧稳定同位素地球化学及矿床成因

通过矿床地质特征、流体包裹体及氧、氢稳定同位素的研究,认为马家窑金矿属再平衡岩浆热液矿床,金青顶和十里铺金矿属大气降水热液矿床。马家窑金矿石英的δD、δ¹⁸O值高,变化小,比较稳定;蚀变岩石的δ¹⁸O在磺向上由围岩向矿脉逐渐升高。金青顶和十里铺金矿石英的δD、δ¹⁸O值低、变化大;蚀变岩石的δ¹⁸O值由地表向深部逐渐降低。开展金矿的氮稳定同泣素研究,在国内尚数首次。马家窑金矿³⁶Ar在温度300℃以下相对含量不到10%,金青顶和十里铺金矿³⁶Ar则达90%以上,表明前者以岩浆成因⁴⁰Ar为代表,后者则以大气氩³⁶Ar为代表,进而表明马家窑金矿是再平衡岩浆热液成因,金青顶和十里辅金矿是大气降水热液成因。示踪结果与H、O同位素一致,表明氩同位素在示踪成矿热液、矿床成因研究方面是一种较为有效的手段。     

栖霞市马家窑金矿床成矿流体地球化学特征

马家窑金矿床是胶东地区比较典型的石英脉型金矿床代表,属中低温热液矿床,成矿流体盐度较低,气相成分以H2O,CO2为主,其次是Na^＋,Ca^＋和Cl^-,K^＋和F^-较贫,流体的成分与大气降水热液相类似。成矿流体的H,O同位素值则反映大气降水在不同温度和不同水／岩值条件下与栖霞超单元回龙夼单元交换后的分布特征,认为马家窑金矿床的成矿热液属大气降水成因。     

从水/岩交换作用判定福建锦屏金银矿的成因

锦屏金银矿位于锦屏小坑成矿带的北段,产于中元古界龙北溪组变质基底构造天窗东侧的上侏罗统南园组火山岩中。矿液具低18O特征,水/岩值较大,表明成矿介质水为大气降水,属被加热的大气降水热液矿床。     

黑龙江省大兴安岭古利库岩金矿床成矿物质来源分析

通过对古利库岩金矿床的岩石地球化学特征和H、O、S、Pb同位素特征的分析,认为:该矿床成矿热液来源于大气降水;热液硫来源于中生代火山岩;热液铅来源于基底落马湖群和与之相伴产出的花岗岩类;金、银的直接来源可能是遭受到韧性剪切变形的基底落马湖群和相伴产出的古利库河序列花岗岩类。     

哀牢山北段蛇绿岩中构造蚀变岩型金矿床特征

哀牢山北段蛇绿岩中构造蚀变岩型金矿床主要产于蛇绿岩上部的玄武岩和火山碎屑岩中,并受北西向断裂构造控制。区内分布有喜玛拉雅期煌斑岩和花岗闪长斑岩等脉岩,其与成矿作用密切相关。围岩蚀变以碳酸盐化为主,其次是绢云母化和黄铁矿化。矿石主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、辉锑矿;包裹体成分以Na⁺、Zn²⁺、Cl^-、SO₄^2-、H₂O和CO₂为主;主要微量元素是As、Sb、W;稀土元素表现出轻稀土降低和重稀土相对增加的演化特征。硫、氧同位素研究表明,该矿床属于以岩浆热液为主,伴有部分地下水加入的中低温热液矿床。     

冲绳海槽Jade热液活动区块状硫化物的铅同位素组成及其地质意义

新测行Ｊａｄｅ热液活动区中５件块状硫化物样品的铅同位素组成,具有较小的变化范围,表现出较均一的铅同位素组成特征。在Ｐｂ－Ｐｂ图解上,块状硫化物的铅同位素数据构成线形排列,与该区沉积物和蚀变火山岩的铅同位素组成一致,而与该区新鲜火山岩相比具较高的放射成因铅,证实了该区海底块状硫化物中的铅是由沉积物长英质火山岩来源铅共同构成的混合铅。不同热液活动区铅同位素组成对比研究表明,地质－构造环境的不同是导致各     

稳定和放射性同位素在Cu-Ni-PGE岩浆矿床研究中的应用:实例及需要注意的问题(英文)

硫、氧同位素和放射性同位素比值在示踪岩浆与围岩的反应及在岩浆镍-铜-铂族元素矿床成因中同化过程的重要性方面有很大作用。如1.1Ga的Duluth杂岩、Norilsk地区二叠-三叠纪侵入岩和1.4Ga的Kabanga侵入岩体中矿床的硫同位素测定结果证明硫来自含硫化物和硫酸盐的围岩。1.3Ga的VoisbeysBay矿床矿石的硫同位素δ34S值通常落入公认的地幔硫同位素组成范围(0±2‰)内,而对其元古宙变质沉积围岩进行的详细研究结果显示δ34S的平均值也在此范围。全面了解同位素组成的潜在混染对合理评价提供硫来源的围岩在矿石形成中的作用是非常必要的。用氧同位素和放射性同位素示踪岩浆和围岩相互作用时,必须在开放体系没有扰动同位素系统情况下进行。在氧同位素体系和放射性同位素体系(如Re/Os、Pb同位素体系)中,元素在热液条件下活动性强或主相没有发生同位素交换与吸收,都会导致低温热液过程掩盖高温过程。只有在进行详细的岩相观察和单矿物分析之后,再应用围岩混染同位素模式才是有意义的。     

苏丹哈马迪金矿地球化学特征及成因探讨

苏丹哈马迪金矿区矿石与岩石稀土配分曲线的相似性表明二者具有同源性;矿石硫同位素组成δ(34S)值为较小的负值,表明区内硫来源单一,且硫质应为深源物质;而矿石中的氢、氧同位素特征则表明金矿热液应来源于变质热液.众多事实表明,哈马迪金矿与泛非造山运动及其后的区域变质作用关系密切,成矿热液来源于围岩,属受剪切作用控制的变质热液型金矿床.     

内蒙古金厂沟梁金矿床稳定同位素组成和矿床成因讨论

稳定同位素的研究对于分析矿床成因、阐明成矿物质来源等具有重要意义。金厂沟梁金矿成矿流体的同位素组成与本区变质岩、岩浆岩的同位素组成具有非常密切的关系,成矿流体的H、O、C、S同位素特征继承了本区变质岩、岩浆岩的H、O、C、S同位素特征,它们的δ18O、δD、δ13C、δ34S值具有相似的变化范围,其同位素的变化规律表明变质岩是本区成矿物质的母岩。本区岩浆构造活动频繁,为成矿物质活化提供了动力条件。成矿模式为本区太古宙变质岩经过多次活化,使成矿物质逐步聚集,到了燕山晚期,岩浆期后热液活动将成矿物质带到构造有利部位聚集形成了金矿床,因此,该矿床属重熔岩浆热液型矿床。      

西藏甲玛铜多金属矿床S、Pb、H、O同位素特征及其指示意义

西藏甲玛铜多金属矿床是中国近年来发现的特大型铜铅锌多金属矿床之一,其产出的环境和形成机理为国内外矿床学家所关注。对甲玛铜多金属矿床中代表性岩（矿）石样品进行了S、Pb、H和O同位素分析,并从成矿系统中“源”的角度对其变化规律和成因意义进行了探讨。研究结果表明,甲玛铜多金属矿床的围岩和矿石中δ34S值变化于-4.9‰～0.5‰,在硫同位素直方图上呈塔式分布,成矿热液δ34SΣS在0值附近,与矿区内斑岩体的δ34S组成（-0.2‰～-0.7‰）十分接近。表明了矿石中硫的来源单一,主要来源于岩浆。矿石铅同位素变化范围较大,明显分为两组：第一组样品富放射性成因铅,其206Pb/204Pb变化范围为18.603～18.752,207Pb/204Pb变化范围为15.610～15.686,208Pb/204Pb变化范围为38.910～39.135;第二组样品具有低放射性成因铅特征,其206Pb/204Pb变化范围为18.130～18.270,207Pb/204Pb变化范围为15.470～15.480,208Pb/204Pb变化范围为38.140～38.850。各同位素比值相对稳定,变化范围较小。将含矿斑岩的岩石铅与矿石铅进行综合投图,两种类型的铅并非单阶段正常铅,而是混合铅,有放射性成因铅的加入。可能存在不同的源区或在演化过程中有不同源区物质的混入。氢氧同位素研究结果显示,氢同位素的来源主要为深部的花岗岩体,而氧同位素由于后期大气降水增多、水/岩比值升高,导致含矿石英脉中δ18OH2O降低。因此推断甲玛铜多金属矿床成矿流体早期以深源流体为主,随着成矿过程的演化,大气降水所占的比例也越来越大。     

滇中小水井金矿床成矿流体地球化学及矿床类型

水井金矿床赋存于哀牢山造山带红河断裂东缘韧-脆性剪切构造破碎带中,容矿岩石为砂-泥岩、灰岩之角砾岩、碎裂岩。硫、碳同位素研究表明,流体中碳、硫来自深部或地幔;氢氧同位素的组成特征则表明成矿热液主要为天水下渗及地下水循环从构造活动及岩体获得热源而形成的混合热液流体。矿物包裹体类型以液相为主,少量气相出现。矿石中的石英包裹体液相成分阳离子以Na＋、K＋为主,阴离子以Cl-、SO42-为主,气相成分以H2O、CO2为主,间有CH4、CO出现,属H2O—CO2—NaCl体系。主要成矿阶段包裹体均一温度为180℃~260℃之间,成矿深度约为1.0km,流体密度0.65~0.9g/？3,流体盐度w（NaCleq）4.97%~7.76%。小水井金矿床属于浅成条件下,由中低温、低盐度、低密度的混合热液流体在韧-脆性剪切构造带中形成的金矿床,成因类型应归属于浅成造山型金矿床,应用类型为构造蚀变岩型金矿。