硅桥问题——兼及当代热液成矿理论的概念更新

硅的地球化学是热液成矿理论网络中最重要的横向沟通桥梁之一。我们平日千百万次看到的一个最普通的矿物——石英却蕴藏了相当丰富的内涵,通过它可以把表面上几乎毫不相关的各个矿床和矿化类型联络成为一个巨系统。本文拟尝试提出一个热液成矿过程的新流程:HACONS→(A→R)E(HCONS)→E+SiO_2。H为氢,卤素(主要是氟、氯,也包括溴、碘),也代表热;A为碱金属(主要是钾、钠,还包括锂、铷、铯);C为碳;O为氧;X为氮;S为硫族(包括Se、Te)。HACONS可简称幔汁,它是对文献中地幔热流体的地球化学结构的确切陈述。R为岩石(主要指地壳岩石),E为成矿元素,SiO_2为氧化硅(其矿物形式为石英、蛋白石、玉髓、燧石、碧玉,也包括蚀变中的硅化和沉积岩中的硅质层)。发自地幔的热流体沿深大断裂系统上涌进入地壳,混入地壳物质,其中的钠、钾等通过碱交代作用破坏岩石,释放成矿元素,后者被酸性挥发分(或称矿化剂)络合迁移,到减压、降温、中和区(陆上或海底)成矿元素和硅质发生沉淀、富集或成矿。     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的深部地质过程探讨

自新生代以来，伴随深部地质作用，滇西地区多处发育富含深源包体的富碱斑岩体。文章从寄主岩石和包体岩石的岩石化学研究入手，认为交代主岩和包体岩石的流体富含碱质（Na₂O+K₂O）和硅质（SiO₂），是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体，这种地幔流体交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用，对富碱斑岩的成岩和成矿发挥了重要的先导作用。     

辽宁弓长岭铁矿床二矿区流体包裹体研究

弓长岭铁矿床二矿区富铁矿体在空间上与由石榴子石、角闪石、绿泥石等矿物组成的交代岩关系密切,显示与热液活动相关。根据交代岩中矿物共生组合、交代岩与矿体的穿插交代关系等特征,将弓长岭铁矿床二矿区富矿成矿过程分为早期热液交代阶段、晚期热液交代阶段和石英脉阶段。对这3个阶段石英中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和激光拉曼光谱分析。结果表明,不同测定对象中的流体包裹体类型相似,主要有富液相、富气相及含子矿物多相包裹体等类型。但它们的均一温度和盐度有明显差别,早期热液交代阶段石英中的包裹体均一温度主要集中于340~398℃,盐度主要集中于0.88%~6.3%和33.5%~40.6%两个区间,成矿流体以富CO₂的CO₂-CH₄-H₂O的中低盐度、中高温热液流体为主,并混有含石盐子矿物的高盐度、中高温热液流体,有大量磁铁矿富矿形成;晚期热液交代阶段石英中的包裹体均一温度主要集中于230~280℃,盐度主要集中于0.88%~4.96%,该阶段成矿流体为含CO₂的CO₂-H₂O±CH₄的中低温、低盐度热液流体,是富矿的较重要成矿阶段;石英脉阶段石英中的包裹体均一温度主要集中于150~180℃,盐度主要集中于1.06%~2.07%,该阶段流体为含CO₂-H₂O的低盐度、低温的热液流体,与富矿的形成关系不大。     

云南铜厂沟斑岩型铜钼矿矿化蚀变过程中成矿元素迁移特征

铜厂沟斑岩型铜钼矿是格咱岛弧燕山晚期Mo多金属成矿作用的典型代表,矿床中与Cu-Mo矿化相关的蚀变作用广泛发育。文章在对该矿床岩相学研究的基础上,选择TiO₂作为蚀变过程中惰性组分、运用Gresens方程对元素迁移进行定量分析。主量元素迁移特征显示在钾硅酸盐化蚀变阶段和石英—绢云母化蚀变阶段中Al₂O₃、K₂O、Na₂O、P₂O₅、SiO₂持续迁入,青磐岩化阶段Fe₂O₃、MgO、CaO迁入富集;微量元素在钾硅酸盐化阶段显示为Mo、Ba、W、Ra、Nb、Ta、LREE元素明显迁入,且Ba、W与Mo的富集有明显的相关性,石英—绢云母化蚀变阶段Pb、Zn富集成矿,青磐岩化阶段Cu富集成矿,铜厂沟斑岩型铜钼矿矿化蚀变与成矿元素迁移特征研究对该区深部地球化学勘查指标制定、成矿信息及矿体边界确定等具有重要的参考意义。     

滇西“碱质热液型”金多金属矿床地质特征与找矿模型

滇西地区地质构造演化复杂，成矿地质条件优越，经历了多期次、多类型成矿作用，形成了多条各具特色的金多金属成矿带。文章通过对区内金沙江-哀牢山金多金属成矿带内北衙、马厂箐、姚安、长安等典型矿床的解剖和对比研究，发现带内金多金属矿床与经典的斑岩型矿床相比具有显著的差异性，主要表现是：成矿岩体岩性以碱性系列为特征，w(K₂O+Na₂O)超过8%；成矿流体碱质含量偏高，流体阳离子（K⁺+Na⁺）含量约占流体总量的87%~95%；成矿过程中，除岩浆热液参与成矿外，岩浆气水热液与围岩间的水岩反应，是导致矿质沉淀的主体；自成矿岩体向外依次发育裂隙脉型、矽卡岩型、构造破碎带型和石英硫化物脉型矿化，组成多位一体。文章基于典型矿床特征的系统总结，提出了“碱质热液型”金多金属矿床的概念，并对其成矿作用过程进行了初步探讨。最终，文章构建了滇西地区碱质热液型金多金属矿地物化遥综合找矿模型，并指导相关矿床找矿勘查取得了重要进展。     

我国东北小古里河-科洛-五大连池-二克山火山带钾质矿物成因及地质意义

东北黑龙江小古里河-科洛-五大连池-二克山火山岩带是我国近代保存最好的火山群之一,此带火山岩的岩石化学特点全都强碱富钾,K₂O/Na₂O>1.2,属于一套高钾过碱性火山岩。通过对东北钾质火山岩及金云母橄榄岩地幔捕虏体中钾质矿物金云母、白榴石的成分、结晶环境与岩浆成分及来源关系的研究,认为在岩石圈伸展构造背景下,地幔金云母橄榄岩的低度部分熔融形成钾质岩浆,钾质岩浆上升到地壳浅部经历了白榴石的结晶作用。岩浆演化晚期,因钾质矿物大量晶出导致岩浆相对富钠而出现他形霞石和方钠石等填隙矿物。火山岩及地幔捕虏体中富挥发分矿物金云母、白榴石、磷灰石、霞石和方钠石还提供了钾质岩浆富含H₂O、F、Cl、P等挥发分的证据。     

胶东金青顶和邓格庄金矿床的稀土元素地球化学特征及其对成矿热液来源...

研究了金矿床矿物黄铁矿、石英、方解石、围岩黑云母二长花岗岩、钾长石化花岗岩、绢英岩和长英质伟晶岩等的稀土元素地球化学特征，这些特征指示成矿热液有两种来源：一种为深部交代流体，另一种为岩浆热液。     

广西镇龙山地区花岗斑岩岩石地球化学及年代学研究

广西镇龙山地区发育大量脉状铅、锌、银多金属矿体，同时出露多个花岗斑岩和石英斑岩岩体，岩体和矿体受近东西向羊角山-长帽岭断裂控制。为研究岩体与矿体的关系，文章在详实野外地质工作的基础上，对研究区典型的岩体开展了岩石学、地球化学及锆石年代学研究。主量、微量元素组成显示，知府山花岗斑岩的w(SiO₂)为63.59%~68.78%，w(K²O)为4.5%~5.68%，w(MgO)为1.07%~1.77%；长帽岭花岗斑岩的w(SiO₂)为66.67%~69.75%，w(MgO)为0.71%~2%，w(K²O)为1.54%~3.91%。2个岩体均具有高硅、富钾、低镁的特征，A/CNK>1.1，均显示过铝质岩石特征。2个岩体均富集Rb、K、Ba、Th、U等大离子亲石元素，而亏损Nb、Sr、P、Ti等高场强元素，稀土元素总量（∑REE）平均值为187.94×10^-6，稀土元素配分模式呈轻稀土元素相对富集的右倾型，明显的Eu负异常。岩石地球化学特征及岩相学特征显示，该区花岗斑岩为高钾钙碱性过铝质S型花岗岩，岩体经历了较高程度的结晶分异。锆石U-Pb年龄结果显示，知府山、长帽岭花岗斑岩、洗马塘石英斑岩成岩年龄为92~95 Ma，形成于碰撞后伸展环境。成岩物质主要来自于上地壳物质的部分熔融，并有少量幔源物质加入。镇龙山地区多金属矿床在平面上围绕岩体显示高温到低温的矿化分带现象，成岩成矿时代在时间上具有一致性，表明岩浆活动与成矿作用之间存在成因联系，说明区内脉状铅锌银矿床属于岩浆热液矿床。晚白垩世岩浆热液成矿事件是华南地区燕山晚期成岩成矿事件的一部分，其构造背景与华南在晚白垩世受太平洋板块俯冲影响所致。     

中国低温热液矿床集中分布区的一些地质特点

通过对我国西南地区低温热液矿床集中分布区的区域地质背景（包括基底、盖层、构造与地球物理特征）和一些低温热液矿床的地质特征的研究,重点对低温热液矿床集中分布在中国西南地区的条件进行了初步探讨。提出：（１）巨厚的地壳使温度高的地幔对容矿地层的面型影响不强烈,只是在一些切壳的深大断裂附近形成一些较高的地温场、小岩体和岩脉;（２）区内元古代基底区域变质作用不强,经受的温度、压力都不是很高,致使元古界岩石中的成矿元素没有大量被结晶（变质）分异作用排出,因而其成矿元素丰度较高;（３）新元古代—古生代巨厚的沉积盖层显示出该区长时间、大面积稳定下沉,岩浆活动（特别是侵入活动）不强烈;（４）盖层中大量含碳质细碎屑岩与碳酸盐岩石相间出现的岩性组合反映了海进海退、氧化还原的沉积环境变化,有利于成矿元素沉淀富集;（５）很多低温热液矿床成矿物质都来自深部,因此巨厚的盖层有利于成矿过程中缓慢降温而形成大量的低温热液矿床     

东秦岭杨斜金矿区石英闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及地质意义

杨斜中型金矿床是东秦岭杨斜-丰北河地区典型的石英脉型金矿床,成矿与区内石英闪长玢岩密切相关,具中高温蚀变特征及矿物组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,石英闪长玢岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为149.5±2.7 Ma,谐和年龄为149.5±2.1 Ma,属晚侏罗世。岩石地球化学研究显示,石英闪长玢岩具有高SiO₂(65.53%~65.76%)、高Al₂O₃(15.65%~15.87%)、富碱(N₂O+K₂O=8.07%~8.30%)及贫MgO(1.37%~1.40%)特征,属于高钾钙碱性准铝质系列岩石;相对富集Rb、Ba、K、Pb、Sr等大离子亲石元素和LREE,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素和HREE;其高Sr、高Sr/Y、低Y和低Yb值及正Eu异常等特征参数,与典型埃达克质岩一致,岩浆应起源于加厚下地壳的部分熔融。综合研究认为,杨斜金矿属岩浆期后热液型金矿床,成岩成矿时代一致,形成于秦岭造山带晚侏罗世-早白垩世陆内俯冲向伸展转换的构造环境。