金厂沟梁金矿区暗色脉岩的成因和意义:主要和微量元素地球化学证据

金厂沟梁金矿区中与成矿伴生的暗色脉岩主要是细晶闪长岩-石英闪长岩、闪长玢岩-英安斑岩类.细晶闪长岩-石英闪长岩的ALK值为5.47%～5.88%,K2O/Na2O值为0.455～0.496,属钙碱性岩系,并具有Ⅱ型Adakite岩的性质;闪长玢岩-英安斑岩的ALK值为7.83%～8.28%,K2O/Na2O值为1.100～1.747,属粗安岩系.元素地球化学特征显示:细晶闪长岩-石英闪长岩的岩浆源于富集地幔或洋壳俯冲脱水交代的下地壳,地壳增厚过程产生并就位;闪长玢岩-英安斑岩类的岩浆就位相对晚,来源具有上地壳性质或被地壳物质强烈混染,地壳减薄过程形成;这种特征暗示金厂沟梁金矿形成的地球动力学背景是在地壳挤压增厚转化为伸展减薄过程.     

苏北青龙山超高压变质榴辉岩流体包裹体特征与流体演化

根据青龙山超高压变质榴辉岩中流体包裹体的化学成分、矿物中的分布特征将岩石中的流体包裹体分为五类,即富N2包裹体、高盐度(22.4-略大于23.2wt%NaCl)的NaCl CaCl2 H2O体系流体包裹体、中高盐度(12.6-16.0wt%NaCl)的含Mg2 或Fe2 的NaCl H2O体系流体包裹体、中等盐度(6.4-10.5wt%NaCl)水溶液包裹体和低盐度(3.3-0.2wt%NaCl)的水溶液包裹体。富N2包裹体形成于超高压变质峰期阶段,高盐度的流体包裹体形成于超高压变质岩折返早期固体出溶体出溶阶段,中高盐度的流体包裹体形成于高压变质重结晶作用阶段,中等盐度的流体包裹体形成于角闪岩相变质重结晶作用阶段,低盐度的流体包裹体形成于折返晚期的绿片岩退变质作用阶段。超高压变质峰期阶段和折返早期的高盐度流体和中高盐度的流体主要来自继承原岩中的流体(如含NH4 矿物分解或片麻岩原岩中的有机质分解,名义上无水矿物中羧基水的出溶),晚期角闪岩相退变质阶段的中等盐度的流体除名义上无水矿物中羟基水的出溶外还有外来流体的加入,绿片岩相退变质作用阶段的流体主要为外来流体。     

胶东乳山脉状金矿床成矿流体性质与演化

位于胶东牟平-乳山金矿带中部的乳山金矿(原称金青顶金矿)是目前我国单脉金储量最大的矿床,金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉/细脉中。流体包裹体研究表明,乳山金矿不同蚀变带岩石和各成矿阶段金矿石中的流体包裹体有两种类型:CO_2～H_2O 包裹体和水溶液包裹体。钾长石化蚀变岩、黄铁绢英岩和弱蚀变花岗岩的石英中含有丰富的 CO_2-H_2O 包裹体,而黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中 CO_2-H_2O 包裹体数量逐渐减少,以富水的 CO_2-H_2O 两相包裹体和水溶液包裹体为主。显微测温结果显示,弱蚀变花岗岩、钾长石化岩石和黄铁绢英岩石英中的 CO_2-H_2O 包裹体的均一温度范围为236～377℃;而黄铁矿和多金属硫化物石英包裹体的均一温度为170～324℃。成矿早期流体为富含挥发份(X_(CO_2)高达0.53)、中低盐度(3.33～10.48 wt% NaCl)的流体,到主成矿期逐渐演化为以含较低的 CO_2的富水流体(X_(CO_2)为0.01～0.05) 和水溶液流体,盐度为1.23～12.55Wt% NaCl。金和硫化物(尤其是黄铁矿)紧密共生,说明金主要以金硫络合物形式被搬运,CO_2包裹体的广泛存在则表明其对成矿流体的 pH 变化起着重要的抑制作用。水/岩反应、温度下降和压力降低引起的流体不混溶可能是乳山金矿金沉淀成矿的主要原因。     

内蒙金厂沟梁金矿床流体包裹体的He-Ar同位素地球化学研究

金厂沟梁金矿床是华北陆台北缘大型脉状热液矿床，矿脉类型主要是黄铁矿-石英脉，其次是石英-黄铁矿脉和黄铁矿-黄铜矿石英脉。对其黄铁矿中的流体包裹体He、Ar同位素研究表明：黄铁矿-石英阶段的流体包裹体³He/⁴He比值为1.03～3.33 Ra，⁴⁰Ar/³⁶Ar比值为296~499；黄铁矿-黄铜矿-石英阶段的³He/⁴He比值为4.44~5.95Ra，⁴⁰Ar/³⁶Ar比值为288~312。这种特征揭示，该矿床流体包裹体的稀有气体组成是由地幔、大气水和地壳流体三端元构成；结合矿床地质特征和形成时代，得出该矿床的初始含矿流体源是MORB地幔和俯冲大洋板片，与岛弧/大陆边缘背景产生的玄武质岩浆基本一致,热流体上升到地壳浅部过程可能受到地壳流体和部分大气水混染。     

超高压变质作用过程中的流体——来自苏鲁超高压变质岩岩石学、氧同位素和流体包裹体研究的限定

苏鲁造山带超高压变质岩岩石学、氧同位素、流体包裹体和名义上无水矿物的研究表明，流体-岩石相互作用在大陆地壳的俯冲与折返过程中起到多重的重要作用，并形成了复杂的流体演化过程：（1）大陆表壳岩通过与高纬度大气降水的交换作用被广泛水化，并获得了异常低的氧同位素成分；（2）在水化陆壳物质的俯冲过程中发生了一系列的进变质脱水反应，所释放的流体主要结合进了高压、超高压含水矿物和名义上无水超高压矿物；（3）在超高压变质过程中，以水为主的变质流体通过选择性的吸收使其盐度逐渐升高，并在峰期出现高密度、高盐度的H2O或CO2-H2O流体。有机质的分解反应在局部形成了以CO2、N2、CH4或它们的混合物为主要成分的变质流体；（4）名义上无水超高压矿物的结构水出溶是早期退变质流体的主要来源，并在局部富集形成了高压变质脉体；（5）透入性的中、低盐度水流体活动使超高压变质岩通过一系列的水化反应转变成角闪岩相变质岩；（6）沿韧性剪切带和脆性破碎带的强烈水流体活动为绿片岩相退变质作用和低压石英脉的形成提供了变质流体；（7）可变盐度的H2O或CO2-H2O流体是整个超高压变质岩形成与折返过程中的主要流体，但局部的流体．岩石相互作用形成了非极性的变质流体。     

CCSD HP-UHP变质岩中石英脉和东海水晶流体包裹体惰性气体同位素组成及其成因指示意义

中国大陆科学钻探（CCSD）岩心中存在大量石英脉和长英质脉体，关于其成因目前存在板块折返过程中的减压和流体释放以及后期流体穿插等不同成因观点。本文利用高真空气相质谱系统分析了CCSD石英脉和东海水晶流体包裹体中惰性气体同位素组成，其He-Ar、Xe和Ne同位素体系均清楚显示它们主要由地壳变质流体和大气饱和水组成，而基本不含深源地幔流体。在CCSD900～1500m深度的石英脉流体包裹体出现^40Ar／^36Ar和δ^18O同步下降，且与前人对CCSD中HP-UHP岩石的矿物原位δ^18O测定结果变化趋势相似，说明该段原岩在板块俯冲前曾与大气降水发生较为充分的水／岩反应，石英脉继承了围岩的同位素组成特征。流体包裹体惰性气体同位素组成显示CCSD中石英脉和东海水晶可能具有相似的成因，它们均主要形成于HP-UHP岩石在板块折返到地壳中的压力降低和流体释放过程。CCSD HP-UHP岩石及其石英脉中基本不合地幔流体的原因在于本区印支期快速的俯冲和折返过程，被俯冲地壳物质无法与地幔进行充分的同位素交换。此外，退变质作用及其伴生的地壳流体也进一步减弱了HP-UHP岩石中的地幔流体信息。     

延边小西南岔富金铜矿床的成矿机理研究: 矿物流体包裹体的稀有气体同位素地球化学证据

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要金铜矿床之一. 该矿床由北山和南山两个矿段组成, 北山矿段由细脉浸染状硫化物蚀变岩和数条胶黄铁矿为主的硫化物石英细脉组成, 南山矿段由磁黄铁矿为主的硫化物石英脉及纯硫化物脉构成; 它们矿石矿物的流体包裹体稀有气体的同位素实验得出: ³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值变化分别在0.08~4.45 Ra, 8.8~10.2和306~430之间, 且南山矿段矿物流体包裹体具有较高的³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne比值, 北山矿段的矿物流体包裹体持有较低³He/⁴He比值. 从其成矿流体起源与演化以及与矿化阶段的对应关系、成矿时代角度分析, 该矿床的初始热流体应是来自有地幔柱型地幔/软流圈流体参与的洋壳部分熔融产生的熔体, 并与伊泽奈崎(Izanagi ocaneic plate)板块向古亚洲大陆俯冲的大陆边缘环境相对应(123~102 Ma); 北山矿段细脉浸染型矿体是高温含矿流体上升、沸腾的前缘流体与年轻地壳流体发生强烈混合作用后的混合流体交代、结晶作用形成, 胶黄铁矿为主的硫化物石英脉是随后的高温含矿流体充填作用形成; 南山矿段磁黄铁矿为主的硫化物石英脉是中温含矿流体以充填方式为主沉淀结晶形成, 纯硫化物脉是再度上升的中温含矿流体沸腾后的富矿流体充填、沉淀结晶作用形成. 其成矿的动力学过程初步概括为: (1) 伊泽奈崎板块俯冲去气、脱水或部分熔融作用形成含流体、矿质的埃达克质岩浆; (2) 熔体与流体分离形成埃达克质岩浆和含矿热流体; (3) 含矿流体先后上升、并经二次沸腾作用最终形成细脉浸染状与脉状共生的富金铜矿床.     

大兴安岭中段闹牛山浅成热液铜多金属矿床流体包裹体研究

闹牛山浅成热液铜多金属矿床是大兴安岭中部浅成热液-斑岩铜多金属矿集区内重要的矿床之一,矿床产于早白垩统玛尼吐组陆相酸性火山岩中;矿体呈脉状、网脉状、角砾状产出,受断裂控制;金属硫化物主要为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等。热液成矿过程可划分为4个阶段:(Ⅰ)石英-黄铁矿-辉钼矿-毒砂阶段,(Ⅱ)石英-黄铁矿-磁黄铁矿-黄铜矿阶段,(Ⅲ)石英-闪锌矿-方铅矿-黄铜矿阶段和(Ⅳ)石英-碳酸盐阶段。实验数据表明:流体包裹体的类型可分为纯气相包裹体(V型)、纯液相包裹体(L型)、气液两相盐水溶液包裹体(W型)和含子矿物的三相包裹体(S型),其中以W型居多。从早到晚矿化阶段流体发生了一系列连续变化,均一温度分别为405℃~260℃,407℃~183℃,368℃~170℃和183℃~109℃,盐度w(NaCleq)依次为3.05%~43.83%,0.35%~46.56%,0.35%~8.67%和0.71%~3.69%。激光拉曼光谱分析表明成矿流体属于H_2O-NaClCO_2±CH_4±(Mg/Ca)CO_3体系。氢-氧同位素分析结果显示,大兴安岭中段浅成热液铜矿床的初始含矿流体为残余岩浆水,成矿过程中,大气降水逐渐混入,成矿晚期演化为大气降水。综合分析认为闹牛山浅成热液铜多金属矿床成矿的主要机制是流体沸腾和混合作用,流体混合作用在主成矿期及成矿中晚期发挥着更重要的作用。     

碳酸岩型稀土矿床成矿流体演化机制研究现状及展望

与碱性岩有关的碳酸岩型内生稀土矿床在中国乃至世界上轻稀土资源储量中占有极为重要的地位,诸如我国内蒙古的白云鄂博稀土矿床、川西冕宁—德昌稀土成矿带中的牦牛坪、大陆槽等稀土矿床、山东微山县郗山稀土矿床以及美国的Mountain Pass稀土矿床等都属于这种类型的稀土矿床。当前,对于这类稀土矿床的成矿流体演化机制,学界主要存在结晶分异作用、不混溶作用(熔体-熔体不混溶、熔体-流体不混溶以及流体-流体不混溶)以及热液交代蚀变作用之间的分歧。结晶分异作用可以使具有不相容性的稀土元素在残余熔体相中逐渐富集,直至形成稀土矿物。不混溶作用能够使稀土元素在不混溶后形成的两相或多相中的某一相中发生选择性富集,形成稀土矿化。成矿流体演化晚阶段的热液流体对早期生成的矿物或围岩进行交代蚀变,使其释放出能与稀土元素在热液中形成络合物的F-、(CO_3)~(2-)以及(SO_4)~(2-)等阴离子(团),并最终在合适的构造控矿部位和外界环境条件下,重结晶或沉淀出稀土矿物。上述3种观点各有其理论依据,但是在解释一些碳酸岩型稀土矿床地质现象或实验地球化学模拟结果的时候都或多或少存在一定程度上的不足。前人的研究结果表明,碳酸岩型稀土矿床中发育了大量的熔体包裹体、熔体-流体包裹体以及富CO_2的流体包裹体,以往在利用Linkam TS1400XY以及Linkam THMS600等这类常规高温热台,在101325 Pa条件下对其进行热力学测温时,这些包裹体大多在尚未达到完全均一状态前就已发生爆裂或泄露,极大制约了人们对这类稀土矿床在高温岩浆阶段和中高温岩浆-热液阶段成矿流体演化过程的认知。另外,对于稀土元素在成矿流体演化过程中的含量变化特征及其地球化学行为的研究,目前主要是通过包裹体成分组成的拉曼光谱分析,以及对矿体和围岩进行的全岩地球化学分析,尚缺乏单个包裹体中元素含量的原位微区分析方面的数据。未来,对碳酸岩型稀土矿床中发育的熔体包裹体、熔体-流体包裹体和富CO_2的流体包裹体,利用热液金刚石压腔开展高温高压原位均一实验模拟研究,以及对单个包裹体中微量元素的含量利用LA-ICP-MS进行原位微区分析,将是揭示该类稀土矿床成矿流体演化机制的关键。