河南省栾川县红庄-元岭金矿床原生晕轴向分带特征及深部成矿远景评价

红庄-元岭金矿床位于豫西熊耳山金及多金属成矿带南亚带上,是近年来发现的中型金矿床。通过对该矿床地质特征、成晕元素共生组合及分带特征的研究,认为该区原生晕分带序列整体为正常序列,49号勘探线中存在前缘晕元素与近矿晕元素叠加共存的现象。地球化学参数反映了该区成矿具多期多阶段的特点,部分参数在深部有向高值转折的趋势,Au及近矿晕元素异常规模向深部具有增大趋势,表明深部有一定找矿潜力。结合原生晕轴向序列特征及地球化学参数、异常规模随深度的变化特征,认为浅部找矿的重点应放在海拔约400m以上,攻深找盲的重点应放在海拔300m以下。     

富F熔体-溶液流体体系的地球化学性状及成矿效应研究进展

F既是重要的岩浆挥发分,又是重要的助熔剂和矿化剂,同时也是克拉克值较大的元素之一,并且在(铝)硅酸盐熔体中高度可溶。本文从F的常见工业矿物和主要赋存形式、分配行为的多样性、对其它元素分配行为的影响、矿化作用(即亲氟元素在热液体系中的氟化物络合形式、存在环境和沉淀机制等)、萤石和冰晶石的溶解及沉淀机制以及富F岩浆一热液体系的成矿专属性及特征6个方面探讨了F的地球化学成矿作用。结论认为:F必须有能力大量进入与花岗质或伟晶岩质熔体共存的含水流体相中才具有进一步的成矿学意义,云英岩化、钠长石化、含黄玉—萤石石英脉、具有较高F/CaO比值的残余熔体以及F在高度演化花岗质岩浆中的过饱和等因素均可能导致含矿富F热液的出溶;但总体上,富F岩浆—热液体系具有成矿专属性的原因之一仍在于:F首先通过对熔体物理化学性质的影响间接支配着高场强亲氟元素如W、Sn、Nb、Ta、REE、U等的热液成矿效应。     

新疆东天山突出山铜铁矿床地球化学特征与地质意义

突出山铜铁矿床是东天山雅满苏石炭纪弧前-岛弧带中代表性的铁多金属矿床, 矿体呈透镜状、脉状、似层状赋存于上石炭统底坎尔组下亚组火山岩中。矽卡岩阶段包裹体均一温度为151℃~>380℃, 盐度为1.91%~23.18% NaCl_eq, 密度为0.76~1.09 g/cm³, 热液硫化物阶段包裹体均一温度为101℃~280℃, 盐度为0.35%~23.05% NaCl_eq, 密度为0.74~1.13 g/cm³, 表明成矿流体属于中-高温、中-低盐度、中-低密度的NaCl-H₂O体系。(绿泥石)绿帘石矽卡岩、磁铁矿(镜铁矿)矿石、含磁铁矿灰岩的稀土配分模式均为轻稀土相对富集的右倾型(LREE/HREE=2.85~9.21), 以出现负铕异常(δEu=0.22~1.09)和铈异常不发育为特征, 与底坎尔组火山岩相似, 表明成矿物质来源于底坎尔组火山岩。矿区矽卡岩可能是火山热液交代碳酸盐岩形成的, 成矿条件为中-高温、较为宽广的氧化还原环境, 矿床成因属火山热液交代型。     

新疆阿尔泰巴特巴克布拉克铁矿床成矿作用研究

巴特巴克布拉克铁矿床赋存于上志留-下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中, 近矿围岩为石榴子石矽卡岩、角闪斜长变粒岩和浅粒岩。矿体总体顺层分布, 呈似层状、透镜状及不规则状, 空间上与矽卡岩密切相关。流体包裹体研究表明, 矽卡岩阶段形成的石榴子石中发育纯气体包裹体、气体包裹体、液体包裹体、含子矿物包裹体及熔融包裹体; 退化蚀变阶段发育液体包裹体和少量气体包裹体; 石英-硫化物阶段主要发育液体包裹体、含液体CO₂的三相包裹体及少量纯气体包裹体、气体包裹体和含子矿物包裹体。矽卡岩阶段均一温度变化为217 ℃~499 ℃, 在255 ℃出现峰值, 盐度(NaCl_eq)变化为8.68%~22.65%; 退化蚀变阶段均一温度变化为181 ℃~432 ℃, 在225 ℃出现峰值, 盐度变化为12.85%~22.65%; 石英-硫化物阶段均一温度变化为140 ℃~482 ℃, 在155 ℃出现峰值, 盐度变化为0.18%~42.40%。石榴子石、石英和方解石的 δ¹⁸ O_SMOW 变化为1.8‰~7.1‰, δ¹⁸Ο_Η2Ο为 -4.79‰~4.57‰, δD_SMOW 为 -128‰~-84‰, 表明矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水, 混合少量大气降水; 石英-硫化物阶段大气降水所占比例明显增加。方解石δ¹³ C_V-PDB 变化为 -3.2‰~-2.0‰, 表明流体中的碳来自深部或地幔。     

温度、浓度对流体中氟钛络合物水解的影响:对深部地质过程中钛元素活动的制约

Ti是自然界中丰度最高的高场强元素(HFSE),其主要赋存矿物——金红石的溶解度决定了俯冲带HFSE的活动与循环。而富氟流体被认为是影响Ti等HFSE能否活化、迁移的重要因素。本文对不同浓度的氟钛络合物(K2Ti F6)在100MPa压力和200~500℃温度下的稳定性进行了研究,结果显示其在热液条件下发生显著水解,水解程度与温度和初始浓度密切相关,即温度越高、初始浓度越低,则水解程度越剧烈。对实验数据进行拟合,首次获得了K2Ti F6的表观水解常数与温度的关系式:-ln K=(8972±788)/T-(4.16428±1.40362),其中获得的热力学参数为:ΔrHΘ=74.59±6.55k J/mol,ΔrSΘ=34.62±11.67J/(mol·K)。同时,运用上述获得的关系式将温度推广到俯冲带条件,计算了金红石溶解度和流体中Ti的最大迁移量之间的关系。结果显示,当金红石的溶解度大于1000μg/m L时,富F流体能有效迁移的Ti大于1μg/m L;随着金红石溶解度的增加,Ti的有效迁移百分比也逐渐增大,但俯冲流体中Ti的最大迁移量可能不超过6700μg/m L,比之前的预计要低得多。本文的研究证实了富F流体能最大程度活化并迁移Ti等HFSE。其中,对于岩浆-热液体系而言,F主要通过在岩浆中预富集,然后再大量分配进入晚期流体中而形成富F流体;对于俯冲带而言,多硅白云母的脱水或热解是形成富F流体/超临界流体的有效途径。     

共生黑钨矿与石英等多种矿物中流体包裹体的红外显微测温对比研究——以江西西华山石英脉钨矿床为例

西华山钨矿床是一个产于燕山期花岗岩中的大脉型钨矿床。已有百余年的开采史。但在矿床成矿条件和成矿流体性质等方面一直存在不同认识。作者利用红外显微镜及其它相关设备,对西华山矿床不同中段样品中的黑钨矿、锡石、绿柱石、黄铁矿、闪锌矿、石英和萤石中的流体包裹体进行了详细对比研究。结果显示,蚀变花岗岩中造岩石英只见次生气液包裹体,晶洞水晶中只有原生包裹体,而云英岩石英中原生、次生包裹体均较发育。黑钨矿中以原生气液包裹体为主,在早期结晶的黑钨矿中还有较多的硅酸盐熔融包裹体,而晶洞中的黑钨矿和水晶一样——只有原生气液包裹体。绿柱石中除了硅酸盐包裹体外,主要是气液包裹体(多为次生)。其它锡石、黄铁矿、闪锌矿和萤石等都只有气液包裹体(原生或次生)。研究结果表明,西华山钨矿床的初始成矿流体是一种岩浆——热液过渡性流体,尔后才演变成单一的热水溶液,在这一过程中黑钨矿、黄铁矿、闪锌矿、萤石和石英等矿物不断晶出。矿床总的成矿温度大致为700~200℃,压力约为160~200MPa。各种气液包裹体的盐度主要为5.0%~10%Na Cleqv。文中还对这些数据的地质意义以及对脉钨矿床流体包裹体研究和数据解释中的某些问题进行了较深入的讨论。     

苏鲁造山带池庄超高压榴辉岩中变质脉:大陆俯冲带超临界流体活动的证据

高压-超高压变质岩中的变质脉能够反映俯冲带变质流体的组成和演化。为了探究大陆俯冲带超临界流体活动及伴随的元素迁移,本文系统地研究了苏鲁造山带南部江苏东海池庄地区的超高压榴辉岩及变质脉。变质脉主要是由石英、石榴石、绿辉石、多硅白云母、蓝晶石、黝帘石、金红石和锆石等矿物组成,与寄主榴辉岩的矿物组成类似。相比于榴辉岩,脉体中的石榴石更加富集重稀土元素(HREE);黝帘石强烈富集轻稀土元素(LREE)。变质脉和榴辉岩中各主要矿物的氧同位素组成在误差范围内一致(石英的δ18O分别为2.42‰和2.79‰;石榴石为-0.30‰和0.010‰;绿辉石为0.25‰和0.071‰),说明变质脉的形成与榴辉岩释放的内部流体有关。综合已有的研究,发现大别-苏鲁造山带不同地区的变质脉和榴辉岩具有极不均一的氧同位素组成,说明在陆壳深俯冲和折返过程中,流体活动有限。利用矿物温压计得到变质脉的峰期变质温压条件为692±65℃和3.6±0.3GPa,脉体中锆石U-Pb定年结果表明锆石的形成时代为218±2.4Ma,指示变质脉形成于深俯冲陆壳折返初期的超高压变质阶段。变质脉中矿物组合和矿物的主微量元素特征说明成脉流体富集Si、Al、Ca、K、LILE、REE和HFSE等元素,表明成脉流体可能是溶解能力极强的超临界流体。     

滇西兰坪盆地茅草坪脉状Cu矿床流体包裹体和稳定同位素地球化学研究

兰坪盆地西缘发育一条重要的脉状Cu矿带,矿床的成矿流体来源一直存在较大的争议。本次研究对该矿带南段新发现的茅草坪矿床进行流体包裹体和H-O-C-S同位素研究,结合前人发表的该矿带矿床的同位素数据,探讨矿床成矿流体特征和来源。茅草坪矿床早(A1脉)、晚(A2脉)两期含矿石英脉中的流体包裹体均为含CO2盐水包裹体,可细分为含石盐子晶、富液相(水溶液相)、富气相(CO2相)包裹体等不同类型。根据流体包裹体的共生特点,将其划分为3组包裹体组合:(1)第I组,出现在A1脉石英中,为富液相(I-W型)、富气相(I-C型)和含石盐子晶(I-S型)包裹体共生;(2)第Ⅱ组,同样出现在A1脉石英中,为富液相(Ⅱ-W型)和富气相(Ⅱ-C型)包裹体共生;(3)第Ⅲ组,出现在A2脉石英中,为富液相(Ⅲ-W型)和富气相(Ⅲ-C型)包裹体共生。测温结果显示:I-S型包裹体均一温度在293~370℃之间,流体盐度为30.06%~39.76%Na Cleqv;Ⅱ-W型包裹体均一温度在302~490℃之间,流体盐度为1.23%~18.63%Na Cleqv;Ⅲ-W型包裹体均一温度在263~400℃之间,流体盐度为1.20%~11.34%Na Cleqv。同一组内,包裹体气/液相比高度变化,表明包裹体捕获时的流体呈不均一态,此时包裹体均一温度中低值部分近似代表该组包裹体真实的捕获温度。因此,从I组到Ⅲ组,包裹体分别捕获于280~320℃(I组、Ⅱ组)和260~280℃(Ⅲ组),结合盐度数据,反应初始成矿流体发生沸腾作用,伴随石盐子晶析出,流体盐度下降,随后温度降低。茅草坪矿床成矿流体富CO2的特点与区域内其他脉状Cu矿床一致,但盐度明显偏高。矿床热液石英的δDV-SMOW值变化在-94.6‰~-56.2‰之间,计算的流体的δ18OV-SMOW值集中在+8.1‰~+9.6‰之间,与区域其他脉状Cu矿床相似,数据主要落在原生岩浆水区域的下方,表明流体来源于岩浆水,但经历了开放系统下的脱气作用,没有盆地流体或大气降水的贡献;热液碳酸盐方解石的δ13CV-PDF值为-8.3‰~-2.4‰,δ18OV-SMOW值为14.46‰~16.63‰,与区域其他脉状Cu矿床的C-O同位素组成相似,但C同位素组成明显低于区域脉状Pb-Zn矿床(碳主要来自盆地流体溶解的碳酸盐岩);黄铜矿的δ34SV-CDT值变化于-6.4‰~-3.9‰之间,处于区域其他脉状Cu矿床的S同位素组成范围内,但区别于区域砂岩型Cu矿床(硫来自硫酸盐的细菌还原作用)。因此,推测矿床的CO2和硫可能也来自脱气的岩浆。茅草坪脉状Cu矿床成矿流体的研究表明:兰坪盆地西缘脉状Cu矿床成矿流体可能来自富CO2、经历脱气的岩浆水,没有大气降水和盆地卤水的参与。     

四川盆地东部三叠系嘉陵江组成盐期浓缩海水古温度及其意义

四川盆地东部嘉陵江组四段石盐岩中发育大量原生的单一液相包裹体,为揭示石盐结晶时古海水的温度,恢复早三叠世古气候提供了有利条件。本文在蒸发岩岩相学研究的基础上,对流体包裹体均一温度进行了测试。测温结果表明,石盐结晶时卤水的温度在17.7~63.5℃之间,与该地区碳酸盐岩氧同位素数据所反映的温度特征基本一致,说明早三叠世时海水具有较高的温度。这有利于古海水的强烈蒸发浓缩,为成钾奠定了良好的气候条件。     

古盐湖卤水温度对钾盐沉积的控制作用探讨

古盐湖卤水的温度对钾盐沉积的控制作用的定量研究是钾盐成矿机理分析的重点和难点。本文分析和测试陕北盐盆奥陶系马家沟组、四川盆地三叠系嘉陵江组、云南兰坪-思茅盆地白垩系及老挝沙空那空盆地白垩系等八个含盐系的石盐岩中的流体包裹体,并利用均一温度计算了古盐湖的蒸发速率。若以老挝白垩纪时盐湖的蒸发速率为标准值100,陕北奥陶纪、四川三叠纪、云南白垩纪的蒸发速率标准值分别为54、68和90,而目前在老挝和云南白垩系都找到了一定规模的钾盐矿,因此高温(气温及水温)是盐湖成钾的有利条件,在卤水演化成钾的过程中可以起到重要的"催化"作用。