硅酸盐熔体和流体中金的性质及行为研究进展

岩浆演化过程中岩浆—流体阶段发生的相转变过程控制了元素在两相之间的分配行为。作为与岩浆热液活动有密切成因联系的金矿床,其在硅酸盐熔体和流体中的性状及两相间的分配行为是控制该类矿床成矿的重要物理化学因素。介绍了金在流体、熔体中的性状,论述了其在流体/硅酸盐熔体间的分配行为不仅受温度、压力、氧逸度等物理化学条件的影响,还受流体组分(阴离子、阳离子)、熔体组成(Na2O+K2O/Al2O3,Na/K,SiO2,NBO/T)的制约;最后对目前实验研究存在的问题、改进方法以及今后的研究方向进行了探讨。     

金在花岗质熔体中溶解度的初步实验研究

以合成花岗岩、水、不同浓度的盐酸溶液、氢氟酸溶液作为反应初始物,在850℃,100 MPa,接近于NNO的条件下开展了金在不同花岗质熔体中溶解度的实验研究,实验固液相产物中的金含量使用石墨炉原子吸收法测定。实验结果显示,金在花岗质熔体中的溶解度变化范围为1.87～156.62μg/g,流体相中金的溶解度为0.31～6.92μg/g;金在熔体相中的溶解度较其在共存液相中的高。花岗质熔体相中金的溶解度明显受熔体化学组成的影响,过碱性富钠花岗质熔体中金的溶解度明显高些;金在花岗质熔体中的溶解度随着熔体中Na2O/K2O摩尔比增大而增大;在氟氯共存岩浆体系中,氟含量变化对金在熔体相中的溶解度影响不明显,而液相中氯含量增大有利于提高金在流体相中的含量。     

100MPa、800℃下Mo和W在流体／花岗质熔体相间分配的实验研究

利用“RQV-快速内冷淬火”（外加热冷封式）高温高压实验装置,在100MPa、800℃条件下,以东秦岭地区出露的高钾钙碱性岩浆岩（合峪花岗岩）为实验初始物,实验研究了Mo和W在花岗岩-H2O、花岗岩-NaCl（KCl）-H2O及花岗岩-NaF-H2O体系流体／熔体相间的分配行为。实验结果表明,Mo比W更倾向于分配进入流体相（DMo^流体/溶体〉〉DW^流体/溶体）,相对于纯水体系而言,流体介质中Cl和F的存在均有利于Mo和W向流体相迁移富集,随体系内Cl含量的不断增高,Mo和W的分配系数呈线性增大趋势,而在天然花岗岩可能含有的F含量范围之内,F含量的增高将阻碍Mo、W向流体相迁移,流体介质中Na／K（摩尔比）的变化对Mo和W的分配系数没有明显影响,表明体系碱质（Na或K）类型不是Mo和W在流体／熔体相间分配的主要影响因素。     

锡在花岗质熔体和流体中的性质及分配行为研究进展

元素在流/熔体间的交换、分配过程是岩浆热液矿床形成的重要环节，作为与岩浆活动有密切成因联系的典型矿种之一，锡在花岗质熔体和流体中的存在形式、分配行为及其影响因素是认识其成矿机理的关键。锡在花岗质熔体和流体中的分配特征不仅受温度、压力、氧逸度等条件的制约，流体组成和熔体的NBO/T（非桥氧键/桥氧键）、碱含量、AlK/Al(总碱与铝含量比)也是制约锡分配行为的重要因素；挥发分F、Cl对锡在流体、熔体中的地球化学行为影响尤为明显。     

钨、锡流-熔分配实验结果及其矿床成因意义

本文用实验确定了钨、锡在成分不同的花岗质熔体相与共存水热流体相的流-熔分配系数(D_(Me)~(V/L))及其与介质溶液(NaF,KF,HF,NaCl等水溶液)摩尔浓度间的函数关系。实验结果表明,钨、锡的分配行为明显不同。在相同条件下,随体系的不同,D_W~(V/L)比D_(Sn)~(V/L)大几倍至二十倍。钠和钾对钨、锡的流-熔分配行为的影响基本相同,而氟和氯对钨、锡的分配行为的影响相差甚远,花岗质熔体的主成分对D_W~(V/L)和D_(Sn)~(V/L)有复杂的影响。利用这些结果探讨与花岗岩有关的钨、锡矿床的成矿机理,得出了一些与前人不同的新认识。     

1kbar、800℃下REE在富磷过铝质熔体/流体相间分配的实验研究

利用"RQV-快速内冷淬火"(或称之为"外加热冷封式")高温高压实验装置,实验研究了1kbar、800℃条件下12个REE+Y在富磷过铝质熔体/含水流体相间的分配,并利用EMP、LA-ICPMS和ICP-MS分析技术分别测定了实验初始物、实验产物玻璃中主要化学组成以及熔体相和流体相中REE含量。实验结果表明,REE元素(La,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb和Lu)在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)在(0.1～19.9)×10-4范围,DfYluid/melt在(0.2～7.8)×10-4范围,指示REE和Y强烈趋向于在熔体中富集。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)与体系中P2O5含量变化呈近抛物线状分布,其最大值对应于残余熔体中w(P2O5)为1.44%处。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)随REE的原子序数增大而逐渐降低,构成右倾的平滑曲线,总体上显示出DLREE>DMREE>DHREE的趋势。Y与Ho在流体/熔体相间分配系数的比值(DY/DHo)约为1(0.91～1.28),不随体系中P2O5变化而变化的特征。上述特征表明熔体-流体作用不会导致Y-Ho及REE间的分异,因此,可推断熔体-流体作用过程不可能是过铝质岩浆体系中产生稀土"四重效应"机制。     

铅、锌流-熔分配实验结果及其在矿床成因研究中的应用

本文用铅、锌在花岗质硅酸盐熔体与流体间的分配实验确立了铅、锌的流-熔分配系数(D~(V/L))与氯化钠摩尔浓度[m_(NaCl)](0—6mol/L)间的3个线性关系式以及D~(V/L)与F/Cl、K/Na摩尔比值间的变化关系。这些结果被用来定量探讨花岗质岩浆-热液体系中铅、锌成矿的可能性和可能规模,以及碱质、挥发分相对含量对铅、锌成矿的不同影响等矿床成因方面的基本问题,得出了一些与前人不同的新认识。     

动态高压下陨石矿物的冲击熔融和分离结晶及其地球化学意义

应用近代微束矿物学分析测试技术,对在中国陨落的随州、寺巷口和岩庄等三块球粒陨石中矿物的冲击熔融和分离结晶作用进行了较系统的研究。查明存在有硅酸盐单矿物熔体、硅酸盐矿物混合熔体和全岩熔体三种组成不同的冲击熔体。研究结果显示:(1)三种熔融相与未熔相之间在主成分和微量元素组成上没有明显差别,说明它们是原地熔融的产物,但在较大的冲击熔块中,也发现冲击熔融作用引发了一部分元素,如亲铁元素、硒元素和轻重稀土元素的分异现象;(2)查明Al2O3、Cr2O3、Na2O和CaO等优先进入从冲击熔体结晶的辉石常压相或辉石的高压相——镁铁榴石(属地幔过渡带矿物)中;(3)Al元素能进入阿基莫石(即辉石的钛铁矿结构相,属下地幔矿物)中,以固熔体形式稳定下来。ELNES的测定查明,其氧化铁组分中Fe3+/∑Fe的比值高达0.67(3);(4)陨石全岩熔体中硅酸盐相与金属-硫化物相之间为完全不混熔,后者以孤立的共结体团块产于硅酸盐熔体之中,除Zn、Na、Cr、Co和Cu在硫化物相中和Na在金属相中有明显富集外,其他元素的浓度则无明显变化;(5)在寺巷口陨石熔脉的金属-硫化物共结团块内发现了FeNi金属-硫化铁-磁铁矿组合,进一步证实了S和O等轻元素可以加入到以Fe-Ni金属为主要组成的地核成分中去;(6)在岩庄陨石的FeNi金属-硫化铁共结体团块的硫化铁内发现了Na、Mn和Fe的磷酸盐矿物小球体,说明P和Na、Mn等元素也能成为地核的组成元素。以上研究在行星演化、地幔矿物学和地球化学,以及陨石学研究上均有着重要的科学意义。     

花岗岩+P2O5-H2O体系中W、Sn、Be、Nb、Ta在流体/熔体间分配的实验研究

实验研究了W、Sn、Be、Nb、Ta在不同压力(150 MPa、100MPa和50 MPa)、温度(850℃和800℃)条件下,于水饱和含P过铝质岩浆体系(P2O5分别为0.32%、1.98%、4.91%和7.78%)中流体-熔体间的分配.研究结果显示,W、Sn、Be、Nb、Ta在流体/熔体相间的分配系数Di＜0.1,表明它们强烈分配进入熔体相.W、Nb、Ta在流体/熔体相间的分配显示压力相关性随压力降低而降低.     

岩浆热液出溶和演化对斑岩成矿系统金属成矿的制约

岩浆热液过渡阶段对于与岩浆热液有关矿床的形成非常重要。以往的研究多侧重于岩浆结晶阶段和低于固相线的热液阶段过程和演化 ,但对于流体从熔体出溶到熔体最后固结过程的理解却很有限。基于流体包裹体冷热台研究、单个流体和熔体包裹体原位无损成分分析技术 ,并结合挥发份和成矿元素在共存相间分配的实验和质量平衡计算模拟 ,岩浆热液出溶和演化对金属成矿制约的研究取得了很大进展。文中从岩浆中挥发份的出溶和演化、成矿元素在岩浆热液过渡体系各相之间的分配、斑岩矿床成矿流体及与金属成矿的关系、浅成热液矿床成矿流体及与金属成矿的关系几个方面进行了阐述。研究表明 :( 1)岩浆熔体不仅含有足够的挥发性组分 ,而且出溶的挥发份能够被圈闭在流体包裹体中而成为岩浆出溶热液的实物证据。 ( 2 )挥发份和成矿元素不仅在岩浆熔体和出溶的溶液间分配 ,还将在熔体与盐水溶液、熔体与气相以及盐水溶液与气相间进行分配。Cu在岩浆蒸气中比在共存的熔体中要富集数百倍 ,而Cu ,As,Au(可能作为HS配合物 )则偏向于分配进入与液体相共存的蒸气相中。 ( 3 )成矿元素在熔体 /溶液间的分配系数受控于熔体中初始水含量与饱和水含量之比值和岩浆熔体与共存出溶水溶液的w(Cl) /w(H2 O)和w(F) /w(Cl)比值。 ( 4 )斑岩     

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

Quaternary stresses revealed by calcite twinning inversion: insights from observations in the Savonnières underground quarry (eastern France)

Calcite samples were extracted both from the rock matrix and the superficial coating of a karstified fault plane of an underground quarry, located in the eastern border of the Paris basin. The karstification is dated as Quaternary. Analysis of mechanical calcite twinning reveals that only the calcite matrix has also undergone a compression trending WNW that can be attributed to the Mio-Pliocene alpine collision. Both coating and matrix have undergone a strike-slip regime with σ₁ roughly trending north–south, that could correspond to the regional present-day state of stress, a strike-slip compression rather trending NNW, modified by local phenomena. To cite this article: M. Rocher et al., C. R. Geoscience 335 (2003).     

NONMETALS DEPOSITS

正20141520 Bo Ying(Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment,MLR,Beijing 100037,China);Liu Chenglin Saline Spring Hydrochemical Characteristics and Indicators for Potassium Exploration in Southwestern and Northern Tarim Basin,Xinjiang(Acta Geoscientica Sinica,ISSN1006-3021,CN11-3474/P,34(5),2013,p.594-602,5 illus.,3 tables,28 refs.)     

MATHEMATICAL GEOLOGY

正20141243Chen Ge(Hangzhou Research Institute of Petroleum Geology,PetroChina,Hangzhou 310023,China);Si Chunsong Study on Sedimentary Numerical Simulation Method of Fan Delta Sand Body(Journal of Geology,     

PROSPECTING EXPLORATION

正20142599Chen Sanming(Guangxi Key Laboratory of Concealed Deposits Exploration,Guilin University of Technology,Guilin541004,China);He Yuzhou Block Model and Reserves Estimation of Panzhihua Iron Deposit Based on 3D Geological Modeling(Journal of Guilin University of Technology,ISSN1674-9057,CN45-1375/N,33(4),2013,p.610-615,9illus.,1table,15refs.)     

STRUCTURAL GEOLOGY

正20140594 Bai Daoyuan(Hunan Institute of Geology Survey,Changsha 410016,China);Zhong Xiang Faults in the Jingzhou Basin and Their Tectonic Settings(Geotectonica et Metallogenia,ISSN1001-1552,CN44-1595/P,37(2),2013,p.173-183,6illus.,59refs.)Key words:basin evolution,tectonic setting,South China In the Upper Paleozoic and Jurassic se-     

STRUCTURAL GEOLOGY

正20141912Cao Hui(State Key Laboratory for Continental Tectonics and Dynamics,Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China)Gravitational Collapse and Folding during Orogenesis:A Comparative Study of FIA Trends and Fold Axial Plane Traces(Geology in China,ISSN1000-3657,CN11-1167/P,40(6),2013,p.1818-1828,9illus.,35refs.,with     

PALEOZOOLOGY

正20141609 Chen Guiying(College of Earth Sciences,Guilin University of Technology,Guilin 541004,China);Han Nairen New Materials of Stylophora from the Upper Cambrian of the Jingxi Area,Guangxi,South China(Acta Palaeontologica Sinica,ISSN0001-6616,CN32-1188Q,52(3),2013,p.288-293,2 illus.,12 refs.)Key words:Stylophora,Guangxi     

GEOPHYSICS

正20140634 Cao Lingmin(Key Laboratory of Marine Geology and Environment,Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China);Xu Yi Finite Difference Tomography of the Crustal Velocity Structure in Tengchong,Yunnan Province(Chinese Journal of Geophysics,ISSN0001-5733,CN11-2074/P,56(4),2013,p.1159-1167,6illus.,35refs.,with English abstract)