陕西石梯钡矿床中流体包裹体特征及成因意义

陕西石梯重晶石-毒重石矿床产于南秦岭早古生代大型钡成矿带中。矿石类型有重晶石矿石、毒重石矿石、重晶石-毒重石混合矿石和钡解石矿石,但以重晶石矿石为主。经显微测温表明,重晶石中流体包裹体的均一温度范围为103.4～253.1℃(主峰值140～160℃),盐度范围为(0.35～10.73)wt%NaCleqv;毒重石中流体包裹体的均一温度范围为152.8～303.7℃(主峰值200～220℃),盐度范围为(0.18～9.73)wt%NaCleqv;钡解石中流体包裹体的均一温度范围为107.8～260.0℃(主峰值160～200℃),盐度范围为(0.71～8.41)wt%NaCleqv。经激光拉曼分析表明,在矿物流体包裹体的气相组成中,各矿物有一定差异:重晶石含一定量N2、H2S和CH4,毒重石含大量CO2和N2,而钡解石含有CO2、N2和CH4。成矿流体温度相对较高、富含CO2是形成毒重石的重要条件。     

南秦岭大型钡成矿带中毒重石矿床成因新认识——来自单个流体包裹体证据

钡以BaSO_4形式存在的重晶石矿床在世界上广泛分布,但以BaCO_3形式存在的毒重石矿床极为罕见。在南秦岭早古生代硅岩建造中,发育大量层状毒重石和重晶石矿床,两类矿床在空间上表现出既共生又分离的分布规律,构成世界上极为独特的大型钡成矿带。本文对毒重石、钡解石、重晶石及石英等矿物流体包裹体进行了系统研究,结果显示,各矿物中流体包裹体的均一温度都变化于90～310℃,主要集中范围为120～220℃。尽管如此,毒重石、钡解石的形成温度峰值比重晶石高出40℃,而石英的形成温度分布较均一,没有出现明显的峰值。矿物流体包裹体的盐度虽变化于1%～15%NaCl_(eqv),但毒重石、钡解石和石英样品中的盐度值普遍大于5%NaCl_(eqv),而重晶石中的盐度值小于5%NaCl_(eqv)的样品数量占有相当大的比例。由于重晶石的流体包裹体主要以NaCl-H_2O型包裹体为主,而毒重石中富含大量N_2-CO_2-H_2S-CH_4等复杂组分水溶液型包裹体,显示出毒重石与重晶石在成矿环境上有较大差异。由此笔者明确提出,水溶液热化学硫酸盐还原作用是形成毒重石矿床主要机制的新认识。     

扬子地块北缘大型钡成矿带中硫同位素组成及其意义

钡以BaSO4形式存在的重晶石矿床在世界上分布广泛,但以BaCO3形式存在的毒重石矿床极为罕见。在扬子地块北缘大巴山一带的早古生代硅岩建造中,发育大量层状毒重石和重晶石矿床,两类矿床在空间上表现出既共生又分离的分布规律,构成世界上极为独特的大型钡成矿带。本文研究了钡成矿带中的硫同位素组成特点,结果显示,在以毒重石矿石为主的成矿亚带中,重晶石样品的δ^34S值相对较低,变化范围较小（22．1‰～37．0‰）,平均27．3‰（n=11）,基本上与寒武纪海水硫酸盐的δ^34S值（δ^34S=27～32‰）接近或略低。反映了形成重晶石的硫来自海水,并有可能经历了热化学的硫酸盐还原作用;与毒重石共生的重晶石形成与热液流体有密切关系。在以重晶石为主的成矿亚带中,重晶石样品的δ^34S值相对较高,变化范围较宽（33．4‰～57．6‰）,平均43．5‰（n=31）。与寒武纪海水硫酸盐δ^34S值相比发生了大的改变,反映了与同期海水硫酸盐相关的重硫的强烈富集。这种高正值特点超过了地史中海水硫酸盐的最高值,说明重晶石的形成与生物作用密切相关。强烈的重硫富集,归因于硫酸盐还原菌的活动。     

陕西神河钡矿床矿物流体包裹体特征与成矿物理化学条件

陕西神河钡矿床位于南秦岭钡成矿带的北矿带,重晶石和毒重石为主要的矿石组成.显微测温分析表明,重晶石、毒重石和钡解石内流体包裹体的均一温度范围分别为108～205℃(峰值130～170℃)、118～274℃(峰值150～210℃)和146～227℃;盐度w(NaCleq)分别为0.53％ ～9.86％、0.18％ ～8....     

大巴山毒重石矿床新成因

钡以BaSO4形式存在的重晶石矿床在世界上广泛分布,以BaCO3形式存在的毒重石矿床极为罕见.目前,全世界只有三个国家具有生产碳酸钡的毒重石矿床:英国Settlingstones、土库曼斯坦Karakala和我国大巴山一带.关于毒重石的形成机理问题,一般认为是在先形成重晶石的基础上,由CO32-交代重晶石而形成的(Sidorenko等,1947;Chamberlain等,1986;Hancox等,1934).针对我国大巴山一带的层状毒重石的成因,一些学者提出了交代作用、陆源化学沉积、生物沉积、火山热液沉积和热水沉积等观点.然而,在我国大巴山一带的毒重石矿床中,普遍存在由毒重石与硅质岩、毒重石与重晶石相间而构成具有截然界线的条带状、层纹状、软变形状等沉积构造.这些特征用"交代成因"(包括成岩交代)观点是难以解释的.生物沉积、火山沉积、热水沉积等作用对毒重石矿床的形成均可能起到一定的控制作用,但这些成因观点均没有对由比重相近的毒重石、重晶石两种矿物分异构成典型沉积构造的原因进行具体解释.作者通过对毒重石、重晶石中流体包裹体研究后,提出了毒重石矿床的新成因观点--水溶液热化学硫酸盐还原作用.     

甘肃小铁山铅锌多金属矿床流体包裹体特征

为探讨甘肃小铁山矿床的成矿流体来源、性质及其演化过程,对其含矿石英脉、重晶石样品开展了系统的流体包裹体研究。结果表明,包裹体类型主要为气液两相包裹体、纯气体包裹体、纯液体包裹体以及含CO_2的三相包裹体。显微测温结果表明,小铁山矿床下盘脉状矿体中石英的流体包裹体的均一温度为174~452℃,盐度为0.88%~9.86%NaCl_(eqv);重晶石中流体包裹体的均一温度为149~388℃,盐度为2.07%~12.16%;块状矿体中的流体包裹体均一温度为178~296℃,盐度为1.91%~14.46%NaCl_(eqv)。氢氧同位素研究显示,含矿石英脉状中δ~(18)O_(H_2O)为-1.14‰~4.68‰,δD_(V-SMOW)为-88.0‰~-153.2‰,结合包裹体的岩相学、流体性质等特征,推断成矿热液应为岩浆流体与加热海水的混合流体。     

对福建李坊重晶石矿床成因的新认识——来自矿石构造、矿物学和流体包裹体的证据

福建李坊重晶石矿床是东南沿海地区发现的一个大型独立重晶石矿床,已有30余年的开采历史,在沉积重晶石矿床中占有重要地位,然而对该矿床的成因和成矿时代仍众说纷纭。本文通过对福建李坊重晶石矿床中矿石组构的野外调查、电子探针分析和重晶石的流体包裹体测温,取得如下发现和认识:①首次在重晶石矿石中发现了管孔状构造、角砾状构造、蜂窝状构造等热水喷流通道相沉积构造;②首次在重晶石矿石中发现具有热水成因指示意义的同生钡冰长石矿物;③140个重晶石的流体包裹体均一温度值为89.3～208.5℃,均值为162.7℃,表明李坊重晶石矿床属于低温热水沉积矿床;综合矿石构造、矿物学和流体包裹体测温等证据,提出李坊重晶石矿床为"白烟囱型"热水沉积矿床的新认识,为华南地区早古生代热水沉积矿床的研究和找矿勘探提供了重要新资料。     

紫阳黄柏树湾和竹山文峪河毒重石矿床锶同位素及碳氧同位素研究

紫阳黄柏树湾毒重石矿床和竹山文峪河毒重石-重晶石矿床呈层状或似层状产于下寒武统下部或其相当层位的硅质岩中,矿体受岩性和岩相控制作用明显.对矿床中毒重石、钡解石和方解石的锶同位素及碳氧同位素的研究结果表明,形成这些矿物的碳主要来自沉积物中的生物有机质在早期成岩阶段经降解、缩合及脱羧基作用所形成的烃类物质或生物气;而锶主要为沉积物孔隙水中海水锶与沉积物中火山碎屑物质蚀变过程中所释放的锶的混合.毒重石形成于早期成岩阶段沉积物的孔隙水介质中,形成毒重石的成矿流体主要为早期成岩阶段沉积物中由海水、有机质组分和火山物质组分相互叠加和混合而组成的孔隙水有机成矿流体.毒重石矿石中广泛发育的生物碎屑及粒屑结构说明生物作用通过生物成因重晶石 (bio- barite)的形式将海水中的 Ba2 浓集并沉降于海底,形成钡矿床的初始富集体.因而,海水中生物作用和沉积物的早期成岩作用是形成本区毒重石矿床的主要机制.     

新疆巴音铜矿床硫同位素地球化学研究

采用硫同位素方法,对新疆巴音铜矿床硫化物和硫酸盐矿物进行硫同位素测定,获得硫化物和硫酸盐的δ34 S值在- 17. 5‰～ + 10. 0‰ ,硫同位素富集顺序为δ34 S重晶石> δ34 S黄铁矿> δ34 S辉铜矿> δ34 S黄铜矿。对矿床矿物包裹体测定及矿物稳定场进行物理化学计算,获得成矿温度约250℃ , log f O2为- 34. 37～- 38. 42;log f s2 为- 8. 59～-14. 0; log f CO2为-2. 3; pH值为3～6。对矿床δ34 S?S计算,获得δ34 S?S为+ 10‰ ,指示出矿石硫源来自岩浆与海水硫酸盐混合。      

上黑龙江盆地金矿床地质特征及成因探讨

上黑龙江盆地是近年来发现的重要岩金成矿区,文章对该区的砂宝斯、老沟等矿床进行了详细的野外调查和矿床地质特征研究,通过流体包裹体均一温度、包裹体成分群体分析、单个包裹体激光拉曼探针分析和H、O、S、Pb同位素研究,对金矿的成矿作用进行了深入探讨。研究结果表明,矿石中硫化物以黄铁矿为主,硫化物含量一般不超过3%,为少硫化物型矿石。流体包裹体主要类型为气液两相和含CO2三相包裹体,并有少量纯CO2包裹体。黄铁矿等的δ34S值为-1.6‰～9.6‰;成矿热液的δ18O值为-1.3‰～ 6.6‰,δD值为-89‰～-135‰;铅同位素表现出造山带铅同位素特征。成矿流体液相中阳离子主要为Na 、K ,阴离子主要是Cl-和SO2-4,气相成分中H2O、CO2和N2占绝对优势,还含有H2、O2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C6H6和H2S,成矿晚期CH4含量明显增加,总体上属H2O_NaCl_CO2_CH4体系。流体包裹体的盐度w(NaCleq)平均为5.0%,属低盐度流体;均一温度为266.5～295.2℃,属中温热液矿床。上述金矿床与造山型金矿具有相似的地质_地球化学特征,矿石类型为Au_Sb组合,属标准的浅成造山型金矿床,形成于中生代蒙古—鄂霍茨克陆_陆碰撞造山环境。     

南秦岭大型钡成矿带有机地球化学特征与生物标示物研究

在南秦岭一带的下寒武统硅岩建造中,既存在一大批重晶石矿床,又发育大量毒重石矿床,构成世界上极为罕见的大型钡成矿带。通过对矿床中岩矿石的热解、有机碳分析、氯仿沥青"A"抽提及生物标志化合物等研究,认为含矿地层中有机质的先质母体为菌藻类生物,某些生物标志物指标指示了沉积环境为封闭的缺氧环境。有机质演化受热和生物降解双重作用影响,接近和达到了成熟阶段。在含矿岩石与矿石中,Ba与有机碳含量具有不协调的负相关趋势,有机质成熟度越高,越利于Ba的富集。钡的超常富集,不仅是一个消耗大量有机碳的过程,而且是有机质成熟度不断加深的过程。     

Factors Controlling Precipitation of Barite and Witherite and Genesis of the Ankang–Xunyang Barium Deposits, Shaanxi, China

The barium deposits in Ankang and Xunyang counties,Shaanxi Province,China,occur in the northernmost part of the world-class barium metallogenic belt in south Qinling.The deposits are hosted by the Lower Silurian carbonaceous siliceous rocks,with a unique combination of barite and witherite.The homogenization temperatures of fluid inclusions in the barite are mainly concentrated between 135 and 155 ℃,whereas those from the witherite have two peaks of 165-175 ℃,and 215-225℃,respectively.Laser Raman analysis of fluid inclusions indicates that the vapor phase of fluid inclusions in barite is dominated by H_2O,although some contains N_2,H_2S,and CH_4.The compositions of the vapor and liquid phases of fluid inclusions in witherite can be divided into two end-members,one dominated by H_2O without other volatiles,and the other containing CH_4,C_2H_6,C_3H_8,C_2H_4,and C_6H_6 in addition to H_2O.CO_2,H_2S,and some CH_4 are interpreted as products of chemical reactions during mineralization.Organic gases(CH_4,C_2H_6,C_3H_8,C_2H_4,and C_6H_6) in the fluids were critical in the formation of barium sulfate versus carbonate.The δ~(34)S values of barite range from 38.26‰ to54.23‰(CDT),the δ~(34)S values of sulfides coexisting with barium minerals vary from 22.44‰ to25.11‰(CDT),and those in the wall rock from 11.60‰ to 19.06‰(CDT).We propose that the SO_4~(2-)generally experienced bacterial sulfate reduction in seawater before mineralization,and some SO_4~(2-)also experienced thermochemical sulfate reduction in hydrothermal system during mineralization.The δ~(13)C values of witherite range from-27.30‰ to-11.80‰(PDB),suggesting that carbon was sourced from organic substances(like CH_4,C_2H_4,and C_2H_6).The formation of witherite was possibly associated with thermochemical sulfate reduction,which caused the consumption of the organic gases and SO_4~(2-) in the hydrothermal solutions,consequently inhibiting barite formation.The important conditions for forming witherite include high fluid temperatures,high Ba~(2+) concentrations,CO_2 in the fluids,low HS~- concentrations,and the subsequent rapid diffusion of H_2S during thermochemical sulfate reduction of the fluids.     

湘西-黔东地区碳酸盐岩容矿铅锌矿床成矿模式

湘西-黔东地区位于扬子陆块东南缘,在该地区碳酸盐岩地层中,目前已发现大、中、小型铅锌矿床及矿点200余处.为了解湘西-黔东地区铅锌矿床成矿作用过程,系统总结了区内主要铅锌矿床地质与地球化学特征,并对成矿机制进行探讨,建立成矿模式.区内铅锌矿床主要赋存于下寒武统碳酸盐岩中,分布明显受断裂及褶皱构造控制,矿体主要为层状、似层状或透镜状,矿物组成主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、方解石及少量萤石、重晶石和沥青,并伴随着广泛的以方解石化为主的热液蚀变.闪锌矿与方解石中的流体包裹体均一温度集中在120~200℃之间,盐度集中在8%~20%(NaCl_eqv)之间;成矿期方解石的δ13C_PDB值范围为-4.89‰~1.50‰,δ18O_SMOW值范围为13.37‰~25.09‰,略低于碳酸盐围岩;矿石硫化物δ34S值变化范围为22.3‰~36.1‰,以富含重硫为主;矿石硫化物铅同位素组成较为均一,变化范围较小,206Pb/204Pb在17.952~18.678之间,207Pb/204Pb在15.635~15.832之间,208Pb/204Pb在38.015~39.255之间.对地质和地球化学资料的综合分析表明,湘西-黔东地区铅锌矿床成矿流体为低温、中高盐度热卤水,主要来源于建造水和大气降水,成矿流体中的碳主要来源于碳酸盐围岩的溶解作用,硫来源于碳酸盐岩地层中硫酸盐热化学还原作用(TSR),铅锌主要来源于下伏地层,成矿时代为晚志留世-早泥盆世,属于比较典型的密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床.综合以上分析建立了该地区铅锌矿床有机质参与下的多源流体混合成矿模式.      

秦巴山区重晶石与毒重石矿床成矿特征研究

秦巴山区按地质成矿特征可划分大巴山、平利、南秦岭三个区。重晶石与毒重石矿床分三条成矿带 :南带为毒重石矿带、北带与中带为重晶石矿带 ,成矿具有多期作用 ,含火山喷发、大陆边缘沉积、裂谷与脉体成矿叠加。本区找矿前景是乐观的。     

大巴山下寒武统黑色岩系中毒重石矿床的成因探讨

扬子地台及邻区下寒武统黑色岩系底部是钡富集的重要层位,广泛分布的重晶石矿床主要赋存在暗色硅岩中。毒重石(BaCO₂)、钡解石[BaCa(CO₃)₂]矿床的分布仅限于大巴山断裂北侧,即陕南与川北地区。毒重石与钡解石、重晶石、磷结核、黑色硅岩、黑色页岩、钒矿和石煤等构成特有的沉积序列。毒重石的δ¹³”C_PDB平均值为-16.4‰,反映了形成毒重石的碳为有机成因,钡主要来源于海底火山、热泉与生物。     

Sulfur- and oxygen-isotopes in sediment-hosted stratiform barite deposits

Sulfur- and oxygen-isotope analyses have been obtained for sediment-hosted stratiform barite deposits in Alaska, Nevada, Mexico, and China to examine the environment of formation of this deposit type. The barite is contained in sedimentary sequences as old as Late Neoproterozoic and as young as Mississippian. If previously published data for other localities are considered, sulfur- and oxygen-isotope data are now available for deposits spanning a host-rock age range of Late Neoproterozoic to Triassic. On a δ³⁴S versus δ¹⁸O diagram, many deposits show linear or concave-upward trends that project down toward the isotopic composition of seawater sulfate. The trends suggest that barite formed from seawater sulfate that had been isotopically modified to varying degrees. The δ³⁴S versus δ¹⁸O patterns resemble patterns that have been observed in the modern oceans in pore water sulfate and water column sulfate in some anoxic basins. However, the closest isotopic analog is barite mineralization that occurs at fluid seeps on modern continental margins. Thus the data favor genetic models for the deposits in which barium was delivered by seafloor seeps over models in which barium was delivered by sedimentation of pelagic organisms. The isotopic variations within the deposits appear to reflect bacterial sulfate reduction operating at different rates and possibly with different electron donors, oxygen isotope exchange between reduction intermediates and H₂O, and sulfate availability. Because they are isotopically heterogeneous, sediment-hosted stratiform barite deposits are of limited value in reconstructing the isotopic composition of ancient seawater sulfate.     

海平面变化在湖南西部桑植地区栖霞组富有机碳沉积物形成中的作用

湖南西部桑植地区中二叠统栖霞组地层旋回性明显,有机质也呈周期性变化.研究其有机质聚集堆积控制因素将有助于理解海平面变化在富有机碳沉积物形成过程中的作用.选择其中一个旋回作为研究目的层段,通过黄铁矿形态以及地球化学参数有机碳TOC、硫同位素、DOP以及微量元素的研究发现,初级生产力参数Ba、Ni、Cu和Zn的变化与TOC含量的变化一致,有机质聚集堆积主要受海洋表层初级生产力的控制,底部水体氧化还原条件与初级生产力有关.有机质的堆积最终归因于高频相对海平面变化,海平面快速上升带来丰富的营养物质,提高海洋表层生物生产力,海底有机质的分解消耗大量氧气,氧需求量的增加形成底部水体贫氧-厌氧环境.      

湘黔地区下寒武统黑色岩系型镍钼矿床中重晶石标型特征研究

采用电子探针和硫同位素分析法,对湘黔地区黑色岩系型镍钼矿床中2个样品的重晶石标型特征进行了研究。贵州遵义中南村和湖南张家界柑子坪的重晶石化学成分特征为：Cr₂O₃、NiO、SiO₂含量高,分别为0.39%、0.96%、0.65%;而Al₂O₃含量低,仅为0.15%以下。w（Sr）/w（Ba）比值变化在0.011~0.034之间。湖南张家界柑子坪的重晶石中硫同位素值为54.3‰～57.4‰。重晶石的成分、同位素等标型特征的研究均反映了重晶石的热水成因。