浅议元素离子电位和丰度与巨型矿床的关系

元素的质和量及其排列组合方式被认为是矿床形成的"基因".使用离子电位与克拉克值定量反映元素的质、量特征.成矿不外乎"源、运、储"三个环节,而离子电位通过控制金属"运"的行为影响其成矿能力,笔者给出了唯一的具有一定成因意义的元素离子电位,并发现离子电位与全球巨型矿床数目(n)、吨位堆积指数(TAI)可以拟合为一条向上开口的抛物线.克拉克值通过影响元素参与成岩-成矿过程的浓度继而支配着它们的地球化学行为,笔者证实了金属累积堆积量(m)与其丰度(c)呈线性相关,暗示某元素的高丰度可能意味着该元素的区域资源优势.     

大陆地壳中元素地球化学分异指数排序模式

深入分析了元素相容性、元素两相间的分配系数与壳幔元素地球化学分异间的关系,建立壳幔元素地球化学分异模型,提出不相容元素在地壳富集与壳幔岩石部分熔融过程相关的观点。收集并整理了原始地幔、地壳各层圈60余种元素的平均化学成分。以壳幔元素的地球化学分异理论模型为依据,计算得到壳幔元素地球化学分异强度指数,并分析了元素分异指数与元素相容性的关系。根据分异指数数值大小由高到低排序得到大陆地壳元素地球化学分异强度的序列。最左边元素为正强分异元素,即强不相容元素,富集于大陆上地壳;最右边为负强分异元素,即强相容元素,在大陆上地壳相对贫化。分异指数值靠近1的元素在地壳的富集和贫化不明显,属于过渡型。根据该序列提出元素地球化学一种新的分类法,分布于序列左边的正强分异元素为亲地壳元素类,分布于序列右边的负强分异元素为亲地幔元素,处于两者之间的元素成为亲地壳 亲地幔的过渡元素,并在周期表中列出了各类元素的位置。新划分的三大类元素在周期表中呈现有规律的分布。     

铂族矿物中锇同位素比值的地质意义

铂族矿物中锇同位素比值的地质意义谢智（中国科技大学地球和空间科学系,合肥２３００２６）关键词锇同位素比值铂族矿物地幔地壳Ｏｓ元素是中等相容性元素,Ｒｅ是不相容性元素。在壳幔分异过程中,Ｒｅ／Ｏｓ分异很大,Ｏｓ倾向于存留在地幔中,而地壳中Ｏｓ的含量很低...     

初论元素富集成矿的地球化学机理：—以岩浆热液矿床的形成为例

元素富集成矿的过程实质上是元素在地球不同圈层和不同相以及不同集合体之间分配的结果。元素的富集起始于地球形成的初期。对于大多数金属成矿元素，地壳特别是上地壳是大多数矿石和矿胎的储库，地壳丰度是元素富集成矿的物质基础。元素在地质体系演化共存相同的分配是元素订成矿的关键过程。对于以侵入体为中心的热液矿床的形成。岩浆部分熔融、结晶分异、液态分离、挥发分分离以及气液相不混溶等过程能够导致金属元素最终达到矿石级的富集。挥发分则是元素富集成矿的重要制约因素。     

幔-壳地球化学演化和岩浆期后金属富集成矿的历程

系统论述了岩浆期后金属矿床成矿作用整个发展过程及其与地球壳幔物质分异演化的关系。笔者认为,岩浆侵位冷却结晶过程或随后金属矿床形成的时间相对于地球元素演化富集的历史是很短暂的。金属成矿的演化历史开始于元素的幔壳分异,其后成矿物质伴随全球性板块运动,经历了地壳不同构造环境和物理化学条件下的迁移演化,最终到达和定位于现今矿床的位置。因此,地壳中金属矿床的时空分布和成因类型的划分与成矿元素所经历的区域地质构造演化环境有关。文中还论证了应用矿床中的热液黑云母和岩体中的岩浆成因黑云母的ｘ（Ｆ）／ｘ（ＯＨ）和ｘ（Ｍｇ）／ｘ（Ｆｅ）等成分指标,由此可识别岩浆源岩性质和岩浆冷却结晶的物理化学环境。     

论兰坪盆地白秧坪铜（钴）矿床成因的氦氩同位素证据

对兰坪盆地白秧坪铜钴矿床围岩及流体包裹体的研究揭示,蚀变围岩中存在锂元素的高浓集异常,相对于上地壳值(20×10-6)平均富集系数为14.55;在成矿早阶段(主成矿阶段)的流体包裹体中,Li+的含量占阳离子总量的20%以上;在假定锂的丰度同地壳一致的前提下,前人依据白秧坪铜钴矿床矿物流体包裹体中He和Ar同位素值,得出成矿流体中有幔源氦加入的结论。但由于核反应6Li(n,α)3He的存在,其3He/4He值异常于正常地壳值的原因是由于矿区存在锂的元素高浓集。故笔者认为,尚无确切证据推断白秧坪铜钴矿床成矿流体中及成矿过程中有幔源氦的参与。     

亲铜(亲铁)元素含量比值在地球科学中的初步应用实例

亲铜(亲铁)元素在行星增生演化、核幔分异、地幔岩浆过程、壳幔相互作用以及金属矿床成因等领域具有举足轻重的作用。本文从亲铜元素的地球化学性质出发,介绍了"高维度思维"的亲铜元素含量比值及其在地球科学领域的初步应用:①获得同一份样品中不同亲铜元素含量可在一定程度上降低样品的不均一性(块金效应)对含量比值的影响;②Cu/Ag值可以约束不同高温岩浆过程中硫化物固液状态和亲铜元素地球化学性质,进而认识地幔、洋壳和大陆地壳间的联系;③具有不同分配系数的亲铜元素含量的比值可以鉴别岩浆硫化物饱和史,比如通过亲铜元素的分异约束火星陨石母岩浆的硫化物不饱和演化历史;④依据In-Cd-Zn在硅酸盐地球的含量以及它们的相对亲铜亲铁性质,地球主体增生物质已经消失,不能由陨石代表。     

含水玄武岩体系角闪石/熔体NbTa分配:对弧岩浆演化和大陆壳形成的制约

<正>铌钽的地球化学行为特别是Nb/Ta比值的变化对于研究壳幔分异和大陆形成有非常重要的意义。岛弧玄武岩的Nb/Ta比值约在15~16(Munker et al.,2003;Munker et al.,2004),而全大陆地壳为12~13(Barth et al.,2000),因此在弧岩浆的结晶过程中必然存在铌钽的分异。弧岩浆演化的主要结晶相中只有角闪石和铁钛氧化物具有大于0.1的铌钽分配系数。金红石是铌钽在地壳岩石特别是榴辉岩中     

皖东凤阳地区中家山铅锌(金银)矿床硫铅同位素组成及意义

中家山铅锌(金银)矿床位于蚌埠隆起东部。通过矿石微观矿物分析、主要金属矿物电子探针分析及硫化物硫、铅同位素组成分析,探讨中家山铅锌(金银)矿床的成矿物质来源,初步分析了其成矿机制。研究表明,中家山铅锌(金银)矿床黄铁矿接近变质成因类型,Ag以类质同象形式存在,并可能包含银黝铜矿等独立银矿物,闪锌矿具有层控型特征;硫化物δ(³⁴S)值介于4.2×10^-3~6.1×10^-3之间,正向偏离陨石硫,显示多源的特征。矿床的成矿物质可能来源于地幔或围岩;铅同位素μ值为9.23~9.39,说明矿石铅来源于深部地壳或者上地幔,成矿作用与岩浆活动有关,成矿物质具有壳幔混源特征。矿床的形成可能与中高温热液作用有关,岩体岩浆源区为古老的下地壳物质,强烈的壳幔作用会有幔源物质底侵,成矿元素丰度较高的变质基底地层(五河群)部分熔融和幔源物质的加入。     

内蒙古金厂沟梁金(铜)矿床的PGE、铁族和亲硫元素的地球化学特征与物质来源、形成环境

首次采用盐酸-过氧化氢封闭熔矿与ICP-MS相结合的方法,对金厂沟梁金(铜)矿床东、西两矿区典型矿石的铂族元素(PGE)、亲铁以及亲硫元素的含量进行了系统测定,结果显示矿石中上述元素的含量均高于实验的检测限;地球化学演化特征显示含矿流体具有岩浆性质,PGE对原始地幔/球粒陨石标准化后的配分曲线均呈强烈左倾斜的分馏模式,其配分曲线和与幔源岩浆有关的富铜硫化物和富铜镍硫化物熔体的形式相似,并与幔源玄武岩、碳酸盐熔体的配分模式基本一致,反映含矿流体具有幔源岩浆属性;从区域构造、岩浆热事件角度出发,结合典型斑岩铜(钼)矿床的PGE特征,初步确定其含矿流体形成于中生代大陆边缘环境,其直接的热动源是中生代底侵的玄武岩浆。成矿阶段富含金、铜矿石的Pd/Pt、Pd/Ir比值接近低钛玄武岩浆以及玄武安山岩,而成矿早阶段贫金、铜样品的Pd/Pt、Pd/Ir比值接近地幔;反映早期含矿流体可能是直接来自中生代幔源玄武质岩浆结晶分异,而富金(铜)流体的形成可能是玄武质岩浆演化晚期被地壳物质强烈混染后的富超临界流体岩浆(低钛熔体)发生岩浆与流体分离而产生;含矿流体演化过程的PGE地球化学行为与Cu或S(As)的饱和度有关,即主要受亲硫(铜)元素或结晶分异的硫化物矿物相所制约。     

四川攀枝花含矿辉长岩地球化学及成矿意义

选择四川攀枝花含矿辉长岩和不含矿玄武岩进行岩石学和岩石地球化学对比研究。结果表明,含矿辉长岩属于过铝质钙碱性岩,富Ti;玄武岩属于偏铝质钙碱性岩,高Mg、低Ti。微量、稀土元素差别明显,含矿辉长岩稀土总量低,表现为Eu正异常、轻重稀土分馏一般;不含矿玄武岩稀土总量高,表现为Eu元素轻微的正异常、轻重稀土分馏明显。与原始地幔相比,玄武岩不相容微量元素含量较高,特别是Rb、Ba、Th、Nb、La、Ce、Sr等强不相容元素富集多达50~100倍。结合前人研究成果,查明攀枝花含矿辉长岩与二滩玄武岩可能源于富集地幔不同程度的部分熔融,且在后期演化过程中不同程度地混染了壳源物质。笔者认为,岩浆的结晶分异作用、壳源物质的混染和挥发性组分的保留,可能是侵入体能够形成钒钛磁铁矿床的主要控制因素。     

延边地区闹枝浅成热液铜金矿床稀有气体同位素地球化学特征及其成矿意义

在矿床地质和矿物流体包裹体研究的基础上,利用高真空惰性气体同位素质谱仪测定了闹枝铜金矿床硫化物中流体包裹体的稀有气体同位素组成。实验数据表明:3He/4He比值为0.033~0.104Ra,平均为0.061 Ra;20Ne/22Ne和21Ne/22Ne值分别为9.817~9.960和0.029 0~0.029 5,具有以大气组成为主的特征;40Ar/36Ar为324~349,平均为341,略高于饱和大气水(40Ar/36Ar=295.5)。流体包裹体3He/4He显示成矿流体来自壳源,不含幔源He;流体中除壳源放射性成因40Ar*外,有大气Ar的参与,放射性成因40Ar*的含量为8.8%~15.5%,平均为13.4%,大气40Ar的贡献为84.5%~91.2%,平均86.6%。结合稳定同位素特征和成岩成矿年代学研究成果,进一步厘定该矿床为相对独立的浅成中硫化型铜金矿床,成矿流体来自于年轻的大陆地壳流体,含矿流体上升过程中受到循环大气降水强烈混染作用,伴随温压条件的降低,成矿流体卸载有用元素,最终沉淀成矿。     

Isotope Tracing and Prospecting Assessment of Gold-Silver Deposits in Zhejiang Province

Three different types of gold and silver deposits in Zhejiang Province(Huangshan gold deposit, Zhilingtou gold-silver deposit and Haoshi silver deposit) showmarked differences in lead and strontium isotopic composition, suggesting three differentsources and geneses of these deposits. The Huangshan gold deposit features low initial Srisotope ratios and low μ values or low content of radiogenic Pb and its ore-forming materialscame primarily from the upper mantle; the Zhilingtou gold-silver deposit shows high initial Srisotope ratios and high μ values or high content of radiogenic Pb and the ore-forming materialswere derived mainly from the upper crust; and the Haoshi silver deposit has its Pb and Srisotope ratios between the above two cases with the ore-forming materials stemming from boththe mantle and the crust. The characteristic Pb isotopic composition may serve as an indicatorfor prospecting for different types of ore deposits.     

云南大型超大型金属矿床壳幔定位规律

利用云南1∶50万布格重力异常图,以24×24 km2内49网格点求取布格重力异常均值△g,用公式HM=34.8-0.062 8△g,反演获得莫霍面深度,绘制1∶200万云南莫霍面等深线图,把云南1 800多个金属矿床(点)投绘在图上,总结出云南大型、超大型金属矿床的壳幔定位7条规律。并发现云南壳幔界面主体呈近南北向的复式地幔坳陷,其中发育有8条次级地幔坳陷带、10个地幔波台区。次级幔坳带及波台区控制了云南大型、超大型金属矿床的生成、展布。     

山东莱西山后金矿床流体包裹体特征

根据山后金矿床的矿物组合和矿物生成顺序,将成矿阶段划分为4个阶段:黄铁矿-石英(钾化)阶段、石英—黄铁矿(绢英岩化)阶段、金-石英-多金属硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。对区内主成矿阶段的石英中流体包裹体进行岩相学、显微测温及氢氧同位素进行分析。结果表明:矿石中的包裹体主要有含CO2三相包裹体、气液两相包裹体和CO2包裹体三种类型,矿石中的包裹体普遍富含CO2。成矿过程中,流体经历了CO2-H2O—Na Cl体系的不混溶作用。成矿流体具有低盐度(4.0~9.0 wt%Na Cl.eqv)和低密度(0.70~0.89 g/cm3)的特点。主成矿温度为260℃~300℃,成矿压力为83~100 MPa,对应成矿深度为7.45~8.25 km。流体包裹体氢氧同位素分析结果介于地幔初生水和岩浆水之间,部分向大气降水线方向漂移,表明山后金矿成矿流体以幔源流体为主,并有大气降水和其他流体的加入,初步确定山后金矿床是受断裂构造控制的中温热液脉型金矿床。     

内蒙古中南部出露地壳元素丰度值的估算

运用区域大规模采样方法,对内蒙古中南部地区所采样品进行元素丰度值加权计算,这是建立区域地壳模型的基础工作之一,同时也为化探异常的检出提供较为准确的背景值。研究区涉及内蒙古地轴和内蒙古中部造山系2个构造单元。采用加权求平均值的方法,得到内蒙古中南部出露地壳10种常量元素氧化物和40种微量元素的丰度值。经地表热流值、地震平均波速和元素比值方法检验后证明所得结果合理。计算所得内蒙古中南部出露地壳平均成分为花岗闪长质,与目前一般认为的结论相同。将结果与其他地区进行比较分析后可知,内蒙古中南部出露的地壳与全球上地壳的组成基本一致。由微量元素、稀土元素的图解和内蒙古中南部出露地壳的元素丰度与中国东部出露地壳元素丰度的对比可以看出,整体上,内蒙古中南部具有较强的壳内分异作用和地壳增生作用(地幔物质加入)。     

内蒙古中南部出露地壳元素丰度值的估算

运用区域大规模采样方法,对内蒙古中南部地区所采样品进行元素丰度值加权计算,这是建立区域地壳模型的基础工作之一,同时也为化探异常的检出提供较为准确的背景值。研究区涉及内蒙古地轴和内蒙古中部造山系2个构造单元。采用加权求平均值的方法,得到内蒙古中南部出露地壳10种常量元素氧化物和40种微量元素的丰度值。经地表热流值、地震平均波速和元素比值方法检验后证明所得结果合理。计算所得内蒙古中南部出露地壳平均成分为花岗闪长质,与目前一般认为的结论相同。将结果与其他地区进行比较分析后可知,内蒙古中南部出露的地壳与全球上地壳的组成基本一致。由微量元素、稀土元素的图解和内蒙古中南部出露地壳的元素丰度与中国东部出露地壳元素丰度的对比可以看出,整体上,内蒙古中南部具有较强的壳内分异作用和地壳增生作用(地幔物质加入)。     

壳幔成矿学初探

壳幔成矿学是联结深部地质学与区域成矿学的重要桥梁,将成矿作用与深部过程联系起来,进行壳幔成矿学研究,已成为当今区域成矿学的一种重要发展趋势,壳幔成矿学研究的核心内容是大陆壳幔多层圈相互作用与成矿关系,而壳幔成矿学研究的主要技术支撑是“岩石探针”分析,壳幔成矿学研究应选择若干典型区域,采用演化历史分析与作用过程鉴别结合的思路,对岩包体及其寄生主岩和有关矿床进行深入研究,以查明区域壳幔相互作用事件幕与     

扬子板块北缘马元铅锌矿床两类矿石地球化学特征及其对成矿作用的制约

对马元铅锌矿白云石-硫化物型和重晶石-硫化物型矿石中的热液矿物白云石和重晶石的同位素和稀土元素地球化学特征对比研究表明,白云石的δ~(13)CPDB为-2.51×10-3~0.93×10-3,δ18OSMOW为17.55×10~(-3)~23.24×10~(-3),说明成矿流体中碳、氧来源于震旦系碳酸盐岩的溶解;锶同位素组成(0.711 46)表明Sr来源以壳源锶为主,可能与富放射性锶的上覆碎屑岩或下伏基底变质火山岩有关;稀土元素具有明显的正Eu异常(δEu平均为1.415),表明白云石-硫化物型矿化流体具有盆地中循环热卤水特点。重晶石的硫同位素(平均为33×10~(-3))具有富重硫且分布均一的特点,暗示硫可能来源于富集重硫的单一海相硫酸盐;Sr同位素(0.709 18~0.709 71)特征表明其来源以海水锶为主,有少量壳源锶加入;稀土元素具有明显负Ce异常(δCe平均为0.255)和正Eu异常(δEu平均为1.43),表明重晶石--硫化物型矿化有关的流体可能是海水(或大气降水)与盆地循环热流体混合的结果。白云石--硫化物型矿石和重晶石-硫化物型矿石的沉淀可能是盆地中循环热卤水与海水(或大气降水)两种端元组分以不同比例混合的结果。