胶东西北部金热液成矿系统内部结构解析

成矿系统研究可划分为系统外部环境与内部结构2个方面, 外部环境分析立足于代表性成矿带———矿集区宏观地质背景的深入解剖, 着重揭示地球圈层的内部结构和构造体制转换-岩浆活动-流体汇集多种事件的耦合作用对成矿单元内部成矿流体活动与大规模成矿事件启动机制.内部结构研究主要通过矿田-矿床-矿体等多个尺度构造-流体-成矿作用的解析, 解剖矿体-矿化网络的时空结构, 查明成矿流体物理输运机理及元素的富集-输运-沉淀过程.以胶西北矿集区为例, 从分析系统内部结构的视角出发, 力图查明系统外部地质背景对矿集区内部成矿作用的影响, 并建立成矿系统内部各成矿要素(成矿产物、成矿过程等) 的内在联系; 作为成矿学研究思路的一种新的尝试, 深化区域成矿作用认识有一定推动作用.研究发现, 区域构造体制转换所引发的胶西北矿集区应力-应变场性质转变不但启动了区域成矿活动, 成矿活动在由压剪向张剪过渡的时空界面发生; 而且还造就了复杂多变的控矿构造形迹, 由于空间构造形迹及力学性质的差异, 导致了区域成矿的多样性.应力-应变场性质的变化引起流体各项物理化学参数发生了突变, 并引发成矿物质的富集沉淀, 成矿过程中流体一则由氧化状态向还原状态稳定过渡; 而不同构造形迹控制下的流体运移方式差异则是导致成矿多样性的内因; 成矿过程具复杂性, 其主要表现为矿体金品位和厚度的空间分布多重分形特征、蚀变分带的自相似性、成矿作用的突发性及成矿产物的多样性.      

构造体制转换与流体多层循环成矿动力学

基于成矿系统动力学研究进展的综合分析, 认为构造体制转换与流体多层循环成矿动力学研究是地球科学跨世纪的重要前沿领域之一, 进而提出这一领域的研究主题和关键问题、研究思路及方法, 阐释其重要意义, 指出构造体制转换与流体多层循环成矿动力学研究以构造演化、流体活动及区域地球化学和地球物理不均一性为基础, 通过变形-流动高温高压实验及计算机数值模拟再现成矿作用过程和机理, 解析构造体制转换与流体多层循环成矿动力学特征, 揭示成矿界面时-空演化规律, 建立成矿系统物质和能量交换-反馈耦合成矿的定量模型.这是深化矿床成因认识的重要基础和实现科学找矿的有效途径, 对地球系统科学和大陆动力学的研究也具有重要意义.      

胶西北金矿集区成矿作用发生的地质背景

通过矿集区赋存的地质背景 ,包括区域重大地质事件、壳幔结构、深断裂及浅层断裂系的导流性、区域流体活动、地层建造及岩浆侵入事件等研究 ,建立了矿集区形成与演化框架 ,并提出了形成的必备因素。成矿诸因素间彼此关联、耦合为大型矿集区的形成提供了必备而优越的条件。地质演化历史中构造体制转换事件是大规模成矿作用发生的基础 ,其引起的区域壳幔物质交换、岩浆活动等系列事件及耦合作用为区域成矿作用提供了充足成矿物质、良好导流网络、丰富成矿流体、持续成矿能量等必备条件 ,最终导致矿集区的形成。     

内生金矿床的成矿流体

流体具有媒介和作用剂的双重属性,流体作用贯穿于整个内生金矿成矿作用过程.不同地区、不同类型金矿床具有相似的原始成矿流体——来源于上地幔或下地壳的、富含SiO₂、挥发份、成矿元素的C-H-O体系.在从深部至浅部的运移过程中受岩石建造性质、岩石(层)中流体成分的混入以及水-岩反应等因素作用,原始的成矿流体物理化学性质、组成成分等发生了不同程度的改变,最终形成直接导致金矿化的成矿流体.造成成矿流体中金等成矿物质发生沉淀的主要原因是流体的沸腾作用、流体中挥发份的逸失、流体相的分离作用、不同类型流体之间的混合作用以及热液蚀变(水-岩反应)作用等.     

初论紫金山铜金矿床超临界成矿流体系统

紫金山矿床是我国东南沿海发现的大型金铜矿床.在分析超临界成矿流体系统形成的区域地质背景和研究成矿物理化学条件的基础上,探讨了超临界成矿流体系统形成的动力学条件,提出该系统的成矿机理:与燕山晚期酸性火山-侵入岩浆有关的金铜矿床是在上地幔隆起、张性或向张性过渡背景下形成的,酸性岩浆经熔体-流体分离作用形成的岩浆热液与大气降水混合,经水-岩作用等复杂的输运和化学反应耦合过程的动力学产物.     

非岩浆后生热液矿床构造—流体耦合成矿作用研究现状综述

构造—流体耦合成矿作用是矿床学研究的核心问题之一。本文聚焦非岩浆后生热液矿床成矿系统的构造—流体耦合成矿作用研究成果,从构造对流体作用、流体对构造作用两个方面,总结了构造活动与流体作用同步进行且相互影响的机制。通过典型实例分析,认为构造—流体耦合成矿作用研究要从时间、空间、物质方面的耦合关系阐明构造与流体成矿作用过程及其“矿源—输运—聚集”过程,揭示构造活动与流体成矿作用机理。在此基础上,提出了构造—流体耦合成矿作用研究的主要方向及发展趋势。该研究对丰富热液矿床成因理论研究和成矿规律的认识具有重要意义。     

新疆阿尔泰造山带南缘金矿构造-流体-成矿作用

新疆阿尔泰造山带南缘包括额尔齐斯构造带,为重要金矿床成矿带之一.文章以研究区成矿地质背景及成矿特征为基础,应用金矿成矿过程中构造-流体-成矿作用理论,对阿尔泰造山带南缘金矿成矿规律进行分析和探讨,提出了阿尔泰造山带南缘山-盆转换系统内金的构造-流体-成矿作用体系中构造主导作用、流体直接作用及构造和流体耦合作用与金矿成矿机理和时空分布特征间的关系.     

华南铀成矿省火山岩-花岗岩型铀成矿作用

从构造演化—岩浆作用—成矿流体系统将火山岩-花岗岩型铀矿作为统一体开展成矿作用研究。在总结华南热液型铀矿成矿地质特征的基础上,根据区域铀时空分布特征,结合成矿溶液的氢、氧同位素组成,从动力学过程阐述了成矿物质来源,并进而分析了成矿流体演化及成矿作用过程。认为早寒武世富铀地层是华南热液型铀矿最本质的铀物质来源,成矿流体是岩浆水和降水混合的产物,岩浆作用形成了成矿物质的＂汇＂区,燕山期伸展或向伸展过渡的地球动力学背景下的岩浆作用,促成了成矿热液系统的形成、演化及成矿作用的发生,随着岩浆作用物质-能量场的减弱,华南热液型铀矿成矿作用终止。     

江西金山金矿床成矿流体地球化学及矿床成因讨论

对金山韧性剪切带型金矿床石英及方解石中流体包裹体的研究表明:成矿流体具有中低温、低盐度和低密度的特征;富含Ca2 ,Mg2 ,SO42-,CO2等;主要来源有变质热流体、富含有机质的大气降水形成的热流体和深源流体;流体的性质在时间和空间上都有一定的变化,矿床的形成主要是两期流体成矿作用的结果,是热液与构造的耦合;不同种类流体的混合、单一流体不混溶分离作用和盐水体系中有机质的参与是矿床形成的关键因素.     

计算机流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究,随着计算运算能力的不断增强,在地球化学中正在形成一门新兴学科－计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运－化学反应耦合动力学研究取为著进展,建立在Ｄａｒｃｙ定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等,从古水文学和流体地球化不方面高度动态研究成矿作用,根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据,预测多组分体系中发生的流体－岩石相互作用,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运－化学反应耦合动力学,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为,是计算流体地球化学的发展方向。     

Numerical Modelling of Ore-forming Dynamics of Fractal Dispersive Fluid Systems

Based on an analysis of the fractal structures and mass transport mechanism of typical shear-fluid-ore formation system, the fractal dispersion theory of the fluid system was used in the dynamic study of the ore formation system. The model of point-source diffusive illuviation of the shear-fluid-ore formation system was constructed, and the numerical simulation of dynamics of the ore formation system was finished. The result shows that: (1) The metallogenic system have nested fractal structure. Different fractal dimension values in different systems show unbalance and inhomogeneity of ore-forming processes in the geohistory. It is an important parameter to symbolize the process of remobilization and accumulation of ore-forming materials. Also it can indicate the dynamics of the metallogenic system quantitatively to some extent. (2) In essence, the fractal dispersive ore-forming dynamics is a combination of multi-processes dominated by fluid dynamics and supplemented by molecule dispersion in fluids and     

陕西凤太矿集区典型金矿地质特征及其成矿规律

凤太矿集区金矿资源丰富,近年来金矿勘查取得了较大成果和找矿突破.通过分析对比矿集区内典型金矿的地质特征与成矿流体特征,总结了凤太矿集区的成矿规律.凤太矿集区金矿的矿化类型多样,但其成矿流体的性质和来源、成矿物质的来源具有统一性,成矿深度较浅的金矿流体中大气降水的参与程度较高,而成矿深度较深的金矿流体来源则具有更多的变质...     

区域成矿流体的形成与演化

成矿流体是富含挥发份、碱金属的含矿卤水 ,其中碱金属来源于岩浆热液、变质热液、海水及通过水岩作用从岩石中萃取等 ;而挥发份来源于地幔、水岩作用与有机质分解作用。成矿流体中的硫也是多来源的 ,硫的活度与氧逸度有关 ,高温还原环境H2 S的活度降低 ;成矿流体的同位素分馏与水岩作用强度有关 ,控制同位素分馏的基本因素是温度及水岩比值。根据成矿流体的成分及物理化学性质 ,可以分类为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐型卤水。成矿流体没有固定的来源 ,在一定地质条件下 ,任何来源的热水流体都可以形成成矿流体。控制成矿流体形成的主要地质作用是岩浆作用、变质作用、地热增温作用及构造作用等。文中根据地质作用类型对区域地质流体进行划分 ,可分为岩浆作用区域成矿流体 (以高温硅钾卤水为主 ,可以有高温到中低温的流体分带 ) ,沉积作用区域成矿流体 (以中低温碳酸盐及硫酸盐型卤水为特征 ) ,大洋盆地区域成矿流体 (与岩浆岩区域成矿流体类似 ,有高温到低温的流体分带 )和变质作用区域成矿流体 (变质程度不同而有不同的流体类型混合 )。     

内蒙古撰山子金矿床流体包裹体特征与矿床成因

撰山子金矿床位于内蒙古台隆东段北缘华北克拉通与兴蒙造山带的结合部位。矿体赋存于下二叠统于家北沟组灰岩、中二叠世流纹岩和中三叠世花岗斑岩中,被晚三叠世闪长岩所截切。本文在查明矿床地质特征的基础上,对各成矿阶段热液矿物中的流体包裹体开展研究,查明了矿床成矿流体性质、演化特征及其与金成矿的关系。成矿阶段按从早到晚的顺序可分为石英-黄铁矿、石英-硫化物和石英-萤石-方解石阶段。流体包裹体岩相学和激光拉曼实验表明,热液矿物中原生包裹体可分为气液两相水型包裹体(Ⅰ型)、二氧化碳水三相型包裹体(Ⅱ型)、含子矿物三相型包裹体(Ⅲ型)、纯气相二氧化碳型包裹体(Ⅳ型)、纯气相水型包裹体(Ⅴ型)和纯液相水型包裹体(Ⅵ型)6种类型。成矿流体的温度和盐度从早阶段至晚阶段逐渐降低。成矿流体为中高温、中低和高盐度、中低密度的CO₂-NaCl-H₂O体系。主成矿阶段气液两相盐水和CO₂-H₂O三相包裹体限定的成矿压力范围分别为15.7~28.6、59.0~88.7 MPa,整体成矿深度范围在1.6~3.3 km之间。综合分析认为,撰山子金矿床在成矿过程中发生了流体不混溶(沸腾)作用,矿床的形成与中三叠世—晚三叠世华北板块和西伯利亚板块碰撞拼合引起的岩浆活动密切相关,是区内典型的中高温岩浆热液矿床。     

青海东昆仑哈陇休玛钼多金属矿床成矿流体特征及成矿模式

哈陇休玛钼多金属矿床是东昆仑成矿带东段目前仅有的中型斑岩型矿床。为了查明其成矿流体性质及成矿物质来源,构建矿床成矿模式,本文进行了详细的流体包裹体和H-O-S同位素研究。流体包裹体显微测温显示,哈陇休玛矿床发育气液两相和含CO₂三相两种类型包裹体,成矿流体呈现中高温（集中于280~340 ℃）、高盐度（w(NaCl),集中于6.00%~18.00%）和中等密度(集中于0.64~0.92 g/cm³）特点,成矿深度为2.4~4.1 km,形成于中浅成环境。H-O同位素显示,成矿流体具有岩浆水和大气降水混合的特征,但主体以岩浆水为主;S同位素显示,成矿物质主要来自于深部岩浆。结合区域构造演化认为,哈陇休玛矿床成矿模式为印支晚期东昆仑地区发生强烈壳幔混合作用,形成富含成矿元素的混合岩浆,含矿流体在随混合岩浆上升的过程中发生流体沸腾,并与大气降水混合冷却,导致成矿物理化学条件发生变化,促使成矿物质沉淀成矿。     

江西银山铜铅锌金银矿床成矿流体及成矿机制研究

银山铜铅锌金银矿床住于江西省德兴市乐德成矿带中段，是我国南方规模巨大的铜铅锌金银矿化集中区。区内构造复杂、岩浆活动频繁，具有独特的成矿环境和有利的区域成矿背景。本文主要研究了银山矿床成矿流体种类、成矿温度、流体盐度、成矿物质来源和成矿机理。根据包裹体均一温度、盐度、成分和氢氧同位素等资料，推断本区成矿流体早期以岩浆热液为主，与铜金矿化关系密切。岩浆热液演化过程中与富含有机质的大气降水不断混合，由于有机质的作用，带来了从围岩中活化、萃取的有用元素，晚期铅锌银矿化与富含有机质的热液流体关系密切。研究表明流体的沸腾对矿质沉淀意义有限．而多种流体的混合在成矿过程中起了重要作用．其中有机流体在成矿中的作用不容忽视。     

马超营断裂带流体系统地球化学特征

在研究马超营断裂带主要金矿床的流体包裹体组成及成分特征基础上, 综合分析归纳了流体系统地球化学特征, 研究了流体的组成、来源及演化特征, 认为成矿流体具有低盐度、弱碱性及较高矿化度的混合成因特点, 早期成矿流体以深源为主, 晚期则混有大量大气水演化形成, 分析了影响流体演化的控制因素及金等成矿物质在流体中的迁移、沉淀机制, 提出流体活动是成矿作用的核心, 对成矿流体系统的研究, 有助于从本质上揭示马超营断裂带金矿成矿条件和成因, 更好地认识金矿成矿规律与进行成矿预测。     

陕西省双王金矿床成矿流体特征及其地质意义

双王金矿位于陕西省太白县西南部,矿床赋存于秦岭泥盆系地层中。双王金矿床8号、9号、7号、5号、6号、2号矿体内热液矿物流体包裹体系统研究表明:成矿早期、主成矿期和成矿后期包裹体均一温度主要范围分别为300～463℃、220～340℃和100～279℃。主成矿期成矿流体具有低盐度(2.1%～22.7%NaCleqv)、富CO2和含有N2、CH4等气体的特征。从矿区东部向西部成矿压力有逐渐降低的趋势,流体体系趋于开放。成矿流体来源较为复杂,以岩浆水和变质水为主,后期有大气降水的混入。包裹体的多样性及演化特征和角砾岩型矿化特征显示双王金矿床成矿流体具有不混溶性特征,成矿压力约为100～170 MPa。流体的减压沸腾是导致金沉淀成矿的重要原因。     

内蒙古陈巴尔虎旗谢尔塔拉铁锌矿床成矿流体演化与成矿作用

内蒙古谢尔塔拉铁锌矿床位于大兴安岭中段华力西期、燕山期成矿带上,是一个大中型的火山喷发沉积-热液富集型矿床。在对谢尔塔拉铁锌矿床的物质组成分析的基础上,着重对流体包裹体和稳定同位素进行分析,以此来研究该矿床的成矿流体演化和成矿作用。研究表明,从热液作用早期到中期,具有成矿温度递减、盐度升高的趋势,两者呈负相关变化,指示流体发生了沸腾作用;从热液作用中期到晚期,具有成矿温度递减、盐度降低的趋势,两者呈正相关变化,指示流体发生了混合作用。S、Pb、C、H、O同位素组成表明,金属物质主要来自赋矿岩石和下伏地层,同时还有深部岩浆物质的参与。成矿热液为大气降水补给加热的循环地下水和岩浆水组成的的混合流体,后期又有大量的大气降水补充,使得成矿流体与围岩发生了强烈的同位素交换。矿化和蚀变作用是在水/岩比值比较低的体系中进行的。谢尔塔拉铁锌矿床的成矿流体总体表现为中低温、低盐度、低密度的热液。构造热效应、地热梯度和多次的岩浆喷气热是驱动流体活化迁移的主要因素。构造体制转换使流体稳定体系发生改变,压力释放发生沸腾作用,造就铁、锌在有利位置富集成矿。