造山型金矿成矿流体来源与演化的氢-氧同位素示踪：夹皮沟金矿带例析

在详细的矿床地质研究和成矿阶段划分基础上,系统采集了距夹皮沟断裂带100~3622m的6个金矿床不同成矿阶段的20件矿石样品,进行了氢、氧同位素测试。距夹皮沟断裂带由近及远,各金矿床的氢、氧同位素组成分别为:北沟(100~172m,δD=-97‰~-90‰,δ18O_w=-3.26‰~5.49‰)、二道沟(820~830m,δD=-95‰~-94‰,δ18O_w=-4.58‰~-0.50‰)、三道岔(1385~1412m,δD=-97‰~-91‰,δ18O_w=-3.58‰~-1.39‰)、四道岔(2776~2802m,δD=-99‰~-80‰,δ18O_w=0.75‰~4.69‰)、八家子(3400m,δD=-102‰,δ18O_w=0.22‰)、夹皮沟本区(3595~3622m,δD=-108‰~-92‰,δ18O_w=2.91‰~5.39‰)。成矿早、主、晚阶段δD、δ18O_w和W/R值分别为-97‰~-80‰、3.99‰~5.49‰和约0.1;-108‰~-90‰、-3.26‰~4.71‰和0.1~0.5;-97‰~-91‰、-4.58‰~-2.68‰和0.01~0.1。反映金矿早阶段成矿流体以变质水为主体,混入有少量岩浆水,W/R值较小;主阶段成矿流体为变质水和大气降水的混合,W/R值显著增大,氢、氧同位素和W/R值具有明显的空间不均一特征(成矿流体隧道式流动):前者与距夹皮沟断裂带的距离正相关、后两者负相关,而它们与各金矿床已探明资源量的相关性相反,可能表征了成矿系统有效流体压力对W/R值和金沉淀成矿的控制作用;晚阶段大气降水大量加入,成矿流体弥散式的流动机制引起大面积同位素均一化,W/R值最小。据此推断,氧同位素低值区与氢同位素和W/R高值区(尤其是它们的显著变化区)的套合部位是金大规模沉淀聚集的最有利地段暨找矿勘查的重要选区。     

桂西隆或金矿床流体包裹体与C-H-O-He-Ar同位素对成矿流体来源的制约

广西隆或金矿床位于右江盆地隆或孤立碳酸盐岩台地内部,为一产于C/D不整合面上的层状卡林型矿床。为了查明隆或金矿的成矿流体来源,探讨矿床成因,本次工作对其开展了详细的野外地质考察,对不同成矿阶段石英、方解石进行了系统的包裹体岩相学观察、显微测温及C-H-O-He-Ar同位素分析。包裹体岩相学及测温结果显示,石英、方解石中主要发育富液相气液两相水溶液包裹体,含有少量CO₂三相包裹体。其中石英中包裹体均一温度集中在170.4~282.6℃,盐度w （NaCl_eq）集中在2.57%~8.41%,密度为0.774~0.938 g/cm³;方解石中包裹体的均一温度集中在178.5~237℃,盐度w （NaCl_eq）集中在2.9%~7.17%,密度为0.845~0.935 g/cm³,为中低温、低盐度、低密度的H₂O-NaCl体系。通过计算得出成矿流体的成矿压力为45.83~74.17 MPa,成矿深度为1.611~2.472 km。石英的δ¹⁸O_V-SMOW值为25.5‰~28.7‰,对应的δ¹⁸O_H2O为14.10‰~17.18‰,δDV-SMOW值为-79‰~-51‰,两个阶段石英H、O同位素投点虽位于变质水区域及附近,但Ⅱ阶段石英具有向岩浆水漂移的趋势。方解石的δ¹³C_PDB集中在-6.5‰~-4.6‰,δ¹⁸O_V-SMOW分布在19.9‰~21.1‰,其投点靠近海相碳酸盐岩区域,表明方解石的形成主要来源于碳酸盐的溶解。石英包裹体中³He/⁴He的值为0.351~0.744 Ra,位于地幔氦和地壳氦之间,幔源He （%）值为5.11%~11.17%,说明地壳流体占主导地位;方解石中³He/⁴He值为0.038~0.073 Ra,位于地壳氦附近。石英、方解石的⁴⁰Ar/³⁶Ar值为303.1~436.4,经计算得成矿流体中大气⁴⁰Ar贡献介于67.71%~97.49%,表明了成矿流体具有壳幔混合的特征,并且有大量大气水的参与。综上分析,文章推测隆或金矿床中原始成矿流体来自深部岩浆流体,原始成矿流体在上升过程中与盆地建造水发生混合,形成了多流体混合的成矿流体,并且随着成矿的进行,大量的大气降水或地下水的渗入。结合构造环境、矿化蚀变等特征,文章认为隆或金矿床为中低温低压浅成热液卡林型金矿床。     

冀东高家店金矿床成因:来自金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素的证据

高家店金矿床位于华北克拉通北缘冀东矿集区中部,为典型的蚀变岩型金矿床,少部分为石英脉型,赋存于高家店岩体的花岗岩和闪长岩内,受断裂构造控制。为了探讨高家店金矿床的成因,文章对其开展了详细的矿床地质特征、金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素研究。结果表明,高家店金矿床热液成矿期包括4个阶段,其中Ⅱ和Ⅲ阶段为金的主要成矿阶段。黄铁矿是金的主要载体矿物,金矿物为自然金和银金矿,以独立的金矿物的形式赋存于黄铁矿中。主成矿阶段黄铁矿Fe和S含量及Fe/S元素比值揭示金矿床具有岩浆热液型的特征。主成矿阶段流体包裹体类型以富液相的两相H₂O溶液包裹体为主,其次为含CO₂三相包裹体,属中温、中低盐度流体。不同成矿阶段的流体δ¹⁸O_H2O值为1.82‰~5.60‰,δD值为-83.3‰~-55.3‰,指示流体主要来自岩浆水,并有少量大气降水混入。主成矿阶段黄铁矿δ³⁴S值为2.40‰~5.61‰,显示地幔硫或岩浆硫特征,揭示成矿物质硫主要来自于深部岩浆。综合研究认为,高家店岩体的多期次岩浆侵入活动为金成矿提供了充足的热源及成矿流体,因而高家店金矿床成因类型为岩浆热液型。     

湖南石门雄黄矿床成矿流体演化与成矿作用

对湖南石门雄黄矿床流体包裹体进行了详细研究,得到气液包亵体均一化温度为270~78℃ ,盐度为1.19%~16.03%NaCl。对与雄黄、雌黄共生方解石包裹体的氢、氧同位素进行了测定,得到δ¹⁸O_H2O为-68‰~-5.7‰、δD_H2O为-55‰ ~ -47‰ ,表明成矿流体主要为古大气降水,并混入了建造水。计算了成矿流体盐度、密度、压力以及成矿环境的Eh和pH等物理化学参数,为探讨雄黄矿床成矿作用提供了依据。     

金厂峪金矿床成矿流体地球化学性质对金沉淀的制约

本文对河北金厂峪金矿床蚀变围岩和石英脉组分进行的对比分析,得知蚀变围岩中Al₂O₃、P₂O₅、MnO₂含量变化较小,石英脉中SiO₂、FeO、CaO、MgO、Sr、Ba、Sc、Zn、Ga、Ta、Au、Ag、Y、Pb、REE分布模式等相对于蚀变岩有明显不同。矿石中硫化物δ³⁴S值接近0‰ ,矿石围岩胪δ³⁴S为-5.0‰ ~ +3.2‰,矿石铅的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb明显高于岩石铅。矿石中铁白云石δ¹³C值变化于-2.3‰ ~ -8.4‰ ,与初生碳δ¹³C值(-5‰ ~ -8‰ )接近,石英包亵体δ¹³C值变化于-3.55‰ ~ -8.44‰ 。脉体内的石英与碳酸盐岩,以及金属矿物都是相同成矿流体的产物,成矿流体具有深源特征。大气水及形成裂隙引起的减压作用是深源流体性质改变和组分沉淀的主要因素。     

甘肃敦煌小独山西钨矿床成矿流体特征及来源分析

甘肃敦煌小独山西石英脉型钨矿床位于北山成矿带柳园-俞井子裂谷带西段,经过详查和勘探工作,发现其资源量已达大型钨矿床规模。文章在野外详细观测和系统采样的基础上,对不同成矿阶段的样品使用岩相学、激光拉曼光谱、显微测温和碳、氢-氧同位素测试等方法,对矿脉中流体包裹体进行了综合研究。结果显示,该矿床矿脉中主要发育有气-液两相（Ⅰ型）和含液相CO₂三相（Ⅱ型） 2类包裹体。其中,Ⅰ阶段流体呈中高温、中盐度特征,主成矿（Ⅱ）阶段呈中高温、中低盐度特征,Ⅲ阶段呈低温,低盐度特征,均一温度与盐度呈现出正相关关系。包裹体的δD和δ¹⁸O值范围分别为-98.3‰~-76.4‰和0.8‰~5.4‰,呈岩浆水与大气降水相混合的特征;方解石中流体的δ¹³C值为-0.26‰~-0.73‰,δ¹⁸O值为-1.26‰~-3.73‰,显示C可能来源于海相碳酸盐岩,在后期演化过程中与大气降水发生了氧同位素交换作用。成矿早期与主成矿期均受到了大气降水的影响,该矿床发生了明显的流体混合作用是该地区成矿的主要因素。     

豫西公峪金矿床地质地球化学特征及成因探讨

文章较为详细地总结了公峪蚀变岩型金矿的地质特征，将成矿作用分为3个阶段，即石英-黄铁矿阶段，石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段，并测定了矿石样品的稳定同位素组成。结果表明：硫化物的δ^34S值变化于-1．7‰～2．2‰之间，与陨石硫的δ^34S值接近，反映为深源；成矿Ⅰ阶段流体的δD值为-68‰--86‰，δ^18OH2O为-0.6‰～ 4．9‰，成矿Ⅱ阶段流体的δD值为-67‰～-84‰，δ^18OH2O为-0．6‰～-8．9‰，反映成矿流体主要有两个来源，Ⅰ阶段以深源水为主，Ⅱ阶段有大量大气降水混入。公峪金矿与祁雨沟金矿应属于同一成矿系统的产物，均与燕山晚期岩浆热液活动有关，可能为同源、同期、不同构造空间的演化产物。     

南秦岭关子沟铅锌矿床成因：流体包裹体和H-O-S-Pb同位素证据

陕西旬阳盆地南缘是南秦岭中部重要的铅锌成矿带,带内发育一大批赋存在志留系中的铅锌矿床。为了进一步厘清区域内铅锌成矿的物质来源和成因机制,文章选取区内典型的关子沟铅锌矿床开展流体包裹体和H-O-S-Pb同位素研究。关子沟铅锌矿体主要以层状、似层状赋存于双河镇组二段和三段千枚岩地层中,根据矿物组构和穿插关系,将成矿过程划分为3个阶段：石英-黄铁矿阶段（Ⅰ阶段）、石英-多金属硫化物阶段（Ⅱ阶段）和石英-碳酸盐（Ⅲ阶段）。其中,Ⅱ阶段原生流体包裹体均一温度为215~393℃,盐度w（NaCl_eq）为2.2‰~10.1‰; Ⅲ阶段均一温度为124~255℃,盐度w（NaCl_eq）为1.8‰~6.6‰,具有中高温、中低盐度的成矿流体特征。石英H-O同位素结果（δ¹⁸O_H2O值为6‰~10.9‰,δD值为-82.9‰~-73.6‰）显示成矿流体主要为海水和有机水,伴有大气降水的混合。原位S同位素显示硫化物δ³⁴S值变化范围为4.63‰~8.73‰,暗示主要硫化物的S源于海相硫酸盐的热化学还原,志留系黑色岩系中的有机质提供了还原剂。矿石硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.8254~17.9470,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.6233~15.6396,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.1706~38.3143,指示Pb主要源于沉积盖层。综合矿床地质特征、流体包裹体及H、O、S、Pb同位素特征,认为关子沟矿床为热水沉积成因,志留系裂陷盆地内热水沉积作用控制着铅锌成矿过程。     

云南个旧卡房矿田锡-铜矿床成矿作用过程探讨:成矿流体约束

云南个旧是世界上最大的锡多金属矿区,卡房矿田是其中一个主要的铜矿区。卡房铜矿主要的矿床类型有:变玄武岩型层状铜矿和接触带型铜矿,本文主要对前者进行了流体包裹体测试及同位素地球化学分析,并对比研究了接触带型铜矿的同位素地球化学特征。流体包裹体研究显示,卡房矿田变玄武岩型层状铜矿的成矿流体,属于岩浆流体体系演化的一部分,成矿作用分为三个阶段:石英-磁黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅰ)、石英-方解石-黄铜矿-黄铁矿阶段(Ⅱa)和石英-方解石阶段(Ⅱb)。从Ⅰ-Ⅱa-Ⅱb成矿流体的温度(平均从363.9℃至283.2℃至185.0℃)显著降低,流体盐度(平均从20.18% NaCleqv至12.59% NaCleqv至11.97% NaCleqv)缓慢降低,流体密度(平均从0.854g/cm³至0.863g/cm³至1.001g/cm³)基本不变。显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的挥发份主要为H₂O及少量CH₄,液相中主要成分为H₂O及少量CO^2-₃。氢、氧同位素研究(δD_H2O值介于-98‰~-79‰;δ¹⁸O_H2O值介于-0.82‰~7.09‰)显示,成矿流体主要以岩浆水为主,在成矿流体上升过程中与地层中的大气降水相混合。硫同位素分析结果表明,卡房矿田变玄武岩型铜矿中硫化物的硫(δ³⁴S值介于-0.86‰~3.8‰)来源于三叠纪变玄武岩,而花岗岩浆和变玄武岩共同为卡房接触带型铜矿(δ³⁴S值介于-3.2‰~6.2‰)提供了成矿所需的大部分硫。     

哀牢山变质带丫口宝石伟晶岩形成物理化学条件及成因研究

丫口宝石伟晶岩产于哀牢山南段二长花岗岩及变质岩中,伟晶岩含熔融包裹体、熔融一流体包裹体、CO₂流体包裹体及气-液包裹体。成矿温度为105~185℃,压力30～45 MPa,成矿溶液富含CO₂、HCO₃,盐度17%～24%NaCI,fO₂=10^-36～10^-37.47,δ¹⁸O值变化范围在7.9‰～8.7‰,δD为- 57‰～- 68‰,δ¹³C为2.1‰～-0.1‰。成矿物质来源于基底建造,属变质深熔成因,成矿时代为喜山期。