成矿流体氦、氩同位素地球化学

成矿流体氦、氩同位素地球化学胡瑞忠（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词地壳现代流体成矿流体氦、氩同位素近年的研究表明，在许多大陆地热体系和古代成矿流体中，尽管氢、氧同位素显示其中的水具有大气成因的特点，但其他证据显示其中的气体组分（如...     

河南桐柏老湾金矿床氢氧氦同位素地球化学及成矿流体来源

河南桐柏老湾金矿床的成矿作用是在变基性火山碎屑沉积岩为矿源层的背景上演化的。本文根据矿床氢氧同位素研究,认为矿床的热液成矿期成矿流体为大气降水和老湾花岗岩岩浆水的混合,成矿Ⅰ阶段和Ⅱ阶段以岩浆水为主,成矿Ⅲ阶段以大气降水为主,但在成矿Ⅱ阶段大气降水已占有很大的比例。氦同位素分析表明,在老湾金矿形成过程中有地幔流体加入,且从成矿Ⅱ阶段至Ⅲ阶段,由于大气降水比例增大,其与地幔流体的混合导致成矿流体的3He/4He比值不断减小。     

陕西柞山地区穆家庄铜矿床成矿流体来源的氦氩氢氧同位素示踪

最近,在秦岭柞山地区泥盆系中又发现了穆家庄铜矿,矿体明显受层间破碎带控制,矿石主要产在铁白云石-石英脉中,其后生成矿现象非常明显.文章利用的黄铁矿流体包裹体He-Ar同位素和氢氧同位素,来探讨这类矿床的成矿流体的来源.穆家庄铜矿床矿石矿物黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0.322～0.889R/Ra,小于1.0R/Ra.3He/4He比值远远低于地幔流体的比值,与地壳流体的比值在相同的数量级上.穆家庄铜矿成矿流体的40Ar/36Ar比值为377～569,平均470,显然偏离大气氩的同位素组成.穆家庄铜矿成矿流体的40Ar/4He比值为0.09～0.23,平均值为0.164.很显然,该矿床的成矿流体的40Ar/4He比值接近地壳.根据以上分析,柞山地区的穆家庄铜矿床的成矿流体是壳源的.氢氧同位素分析表明穆家庄铜矿的氢氧同位素则落入原生岩浆水范围内,表明穆家庄铜矿的成矿流体为岩浆水.综合对比分析后认为,穆家庄铜矿的成矿流体是由壳源岩浆驱动并参与的岩浆流体提供的.     

山东招远金翅岭金矿床H,O,He,Ar同位素组成及其对成矿流体示踪的研究

金翅岭金矿是位于胶东西北部招莱成矿带内的一个中型石英脉型金矿床,受招平断裂带下盘次级NE-NNE向密集构造裂隙带控制,成矿围岩为玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩。本文通过对成矿作用过程中的贯通性矿物石英H,O同位素及黄铁矿中流体包裹体He,Ar同位素进行研究,探讨了成矿流体的来源。研究表明:金翅岭金矿床成矿流体的氢、氧同位素组成存在明显的变化趋势,10件样品的氢氧同位素组成δD值变化于-74.80‰～-95.70‰之间,平均值-85.41‰;δ18 O值变化于+1.30‰～+11.12‰之间,平均值为+4.95‰。分析结果显示,成矿流体早期以岩浆水为主,晚期主要为岩浆水和大气降水的混合。黄铁矿流体包裹体3 He/4 He值为0.09R/Ra～1.51R/Ra,平均0.72R/Ra,位于地壳氦和地幔氦之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算:地幔流体参与成矿的比例为7.49%～11.85%,地壳流体占主导地位。40 Ar/36 Ar值为365.9～4 042.6,集中在地壳流体与地幔流体之间,大气饱和水的范围附近。结合H-O同位素的结果可知,金翅岭金矿床成矿流体是以地壳流体占主导地位的壳幔混合流体,而地壳流体端元又是岩浆水和大气降水的混合流体,并且大气降水参与成矿流体的比例随着成矿作用从早到晚,以及成矿流体由深到浅的运移而不断增多。     

内蒙古哈达门沟金矿成矿流体来源的氦、氩同位素示踪

内蒙古包头市哈达门沟金矿床是华北陆块北缘乌拉山-大青山地区的大型金矿床,矿床赋存于新太古界乌拉山群黑云角闪斜长片麻岩、角闪黑云二长片麻岩和含石榴石黑云斜长片麻岩中,成矿流体性质不明。文章对哈达门沟金矿主要载金矿物黄铁矿开展了流体包裹体中的He、Ar同位素组成研究。研究表明,赋存于黄铁矿流体包裹体中的4He含量为(83.92~606.46)×10-8cm3STP/g,n(3He)/n(4He)值为0.19~0.91Ra,幔源He的含量为2.62%~13.73%,平均为9.95%,表明成矿流体中的He主要来源于地壳,大约10%来源于地幔。~(40)Ar含量为(71.22~308.22)×10~(-8)cm~3STP/g,~(40)Ar/~(36)Ar比值变化于2793.6~7253.5之间,在n(~(40)Ar)/n(~(36)Ar)与R/Ra图解和n(~(40)Ar*)/n(4He)与R/Ra图解中,显示地壳氩和地幔氩的混合来源特征。结合已有的氢、氧、硫同位素研究,认为哈达门沟金矿成矿流体主体为地壳来源,但幔源流体的加入清晰可辨,乌拉特前旗-呼和浩特山前断裂很可能为富钾质壳幔混合流体的运移提供了通道和动力。     

胶东邓格庄金矿床流体包裹体氦、氩同位素组成及其成矿物质来源示踪

矿床成因和成矿物质来源一直是成矿理论研究和实际找矿中争论的焦点。选择了邓格庄金矿床5件不同成矿阶段的矿石样品,对黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素进行了测试。研究结果表明：R/R_a值为0.008 33～3.612 00,平均为1.400 00;⁴⁰Ar/³⁶Ar值为465.7～4 674.7;⁴He/⁴⁰Ar^* 值为0.36～1.36,成矿流体中地幔端元流体的比例为3.73%～45.87%,平均为17.67%。结合氢氧同位素、岩浆岩、围岩蚀变和流体包裹体等证据,反映了成矿流体具地壳流体和地幔流体混合特征,主要来源于地壳,并有明显地幔流体混入,上升过程中可能还有少量大气降水的参与。     

惰性气体同位素和卤素示踪成矿流体来源

本文简要地回顾了流体包裹体中He、Ar同位素以及Cl、Br和I在现代地壳流体和古成矿流体示踪研究方面的应用，认为利用流体包裹体中He、Ar同位素和Cl、Br、I可以有效地示踪地幔流体参与成矿的过程及其背景，有助于深入研究流体的热场和运移轨迹。     

成矿流体的流体包裹体同位素示踪探讨

流体包裹体中流体的同位素组成,广泛应用在推测流体来源及确定流体成矿年龄方面。由于流体包裹体一般是多成因及多期的,在用流体同位素研究成矿流体时,需要注意到注流体包裹体的捕获是否与成矿同期。本文主要以Ｒｂ－Ｓｒ同位素为例探计了流体包裹体包裹体同位素在成矿流体来源及确定成矿年代方面的意义。     

稀有气体同位素示踪成矿古流体研究进展

稀有气体(特别是He、Ar)是一种研究成矿古流体来源的灵敏示踪剂。地球不同圈层的稀有气体同位素具有不同的特征同位素比值。测试样品流体包裹体中的稀有气体同位素值,从测试值中排除掉包裹体形成后各种后生过程对流体初始同位素组成的影响。把得到的结果与前人研究总结的特征值进行比较分析,可以示踪成矿流体来源,从而探讨各种矿床的成矿机制与成矿作用。归纳了近年来用稀有气体同位素来示踪成矿流体的研究进展,概括了其在不同类型矿床中的应用现状,并指出当前该方法存在的问题及发展趋势。     

四川大渡河黑金台子金矿成矿流体稀土元素地球化学

黑金台子金矿位于青藏高原东缘,赋存于大渡河剪切带的次级剪切带中。本文在对矿床成矿流体包裹体测试的基础上,通过对石英流体包裹体中的稀土元素、单矿物石英中的稀土元素、含金石英脉全岩稀土元素、赋矿围岩的稀土元素特征的研究,并结合区域上康定杂岩的稀土元素特征,讨论了成矿流体来源,证实了黑金台子金矿成矿流体具有深部来源的特征。石英流体包裹体中的稀土元素含量变化于1846.4×10-12～16003.4×10-12之间,分配模式为平坦型,具有轻重稀土元素分馏作用特征,明显不同于矿区外围元古宙康定杂岩中不同类型岩石的稀土元素特征,而类似于矿区赋矿岩石的特征。     

新疆萨瓦亚尔顿金矿床年代学、氦氩碳氧同位素特征及其地质意义

新疆萨瓦亚尔顿金矿位于西南天山西端，受NNE向脆韧性剪切带控制。对绢云母化蚀变岩进行了^40Ar／^39Ar法年龄测定，表明金主成矿时代为三叠纪。根据黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素、石英流体包裹体的碳、氧同位素组成，讨论了萨瓦亚尔顿金矿成矿流体的来源。结果表明石英流体包裹体中δ^18OSMOW变化于14．5100-24．2‰，CO2的δ^CPDB变化范围较大，为-8．69‰～＋4．98‰，暗示成矿流体中的碳来源于地幔和海相碳酸盐岩。黄铁矿流体包裹体的^3He／^4He变化较大，为0．04～1．11R／Ra，^40Ar／^36Ar变化较小，介于301～348。综合分析认为萨瓦亚尔顿金矿的成矿流体为地幔流体和地壳流体混合的产物，以地壳流体为主。     

哀牢山金矿带冬瓜林金矿床流体包裹体及硫同位素研究

流体包裹体和硫同位素研究可以揭示成矿流体特征和成矿物质来源,是探讨矿床成因的重要手段。冬瓜林金矿床位于哀牢山金矿带的镇沅金矿田,研究程度较低,矿床成因研究尚未系统开展。本文针对该矿床利用显微测温和硫同位素示踪,分别对两个金成矿阶段脉体中的流体包裹体和矿石中黄铁矿的硫同位素进行了测定,进而探讨其矿床成因。流体包裹体测试结果显示,流体体系为NaCl-H_2O体系;包裹体的均一温度主要分布于100~400℃(有160~190℃和280~310℃两个峰值),盐度集中于6%~9%,密度集中于0.7~0.8 g/cm3和0.9~1.0 g/cm~3,表明成矿流体为中低温度和低盐度的流体。硫同位素测试结果显示,两个金成矿阶段的δ~(34)S值分别集中于0~1‰和-4.7‰~3‰,整体上与该矿床最主要的矿石——煌斑岩型矿石的δ~(34)S值最为接近,且矿床中煌斑岩和金矿化关系最为密切,因此成矿物质可能主要来自与煌斑岩有关的幔源物质,但受到地壳物质的混染。综合上述结果认为,冬瓜林金矿床的形成可能与幔源含金流体有关,但有大气降水和围岩的加入,这一结论为揭示本矿床及哀牢山金矿带的矿床成因研究提供了重要依据。     

云南芦子园铅锌矿床地球化学、流体包裹体及稳定同位素特征

云南省保山—镇康古生代沉积盆地的上寒武统碳酸盐岩中发育有脉状铅锌矿体, 它们均受地层和构造的双重控制. 芦子园铅锌矿是该区此类型规模最大的一个矿床, 矿体赋存于沙河厂组的大理岩及大理岩化灰岩中.其原生矿金属矿物组合为: 闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿.围岩蚀变有矽卡岩化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化和大理岩化等.流体包裹体研究表明, 该地区铅锌矿化经历中低温(160~280℃) 和中高温(280~420℃) 2个主要矿化阶段.芦子园铅锌矿的硫、铅同位素组成具有变化范围窄、相对均一的特点(δ(34S)=9.23×10-3~10.17×10-3; w(206Pb)/w(204Pb)=18.224~18.338, w(207Pb)/w(204Pb) =15.715~15.849, w(208Pb)/w(204Pb)=38.381~38.874), 其矿石硫与铅同位素都反映了成矿过程曾受到岩浆活动的影响.研究表明: 镇康地区铅锌矿为与上寒武统局部层位和隐伏岩体有关的热液型铅锌多金属矿床.      

辽宁鞍山－本溪地区铁矿床流体包裹体和硫、氢、氧同位素特征研究

鞍山-本溪地区是我国最大的铁矿集区,分布有诸多大型、特大型铁矿床,并且产出有弓长岭二矿区大型和齐大山、南芬中型磁铁富矿床。贫铁矿体与变质沉积岩和火山碎屑岩等围岩呈层状或似层状产于太古宙花岗岩中,富铁矿体(TFe50%)呈层状或透镜体状产于贫铁矿体和围岩及其附近的断裂带中,并可见明显的热液蚀变现象。为了探讨鞍本地区富铁矿的成因,为指导找富矿提供依据,本文主要对比研究了鞍本地区贫铁矿石和富铁矿石中流体包裹体、硫同位素和氢氧同位素特征。贫铁矿石(磁铁石英岩和假象赤铁石英岩)石英中含有大量的孤立分布负晶形气体包裹体(Ⅰc类包裹体),富铁矿石石英中主要以液体包裹体(Ⅰb类包裹体)为主,可见含子矿物的流体包裹体;贫铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围为-6.5‰~11.8‰,平均值为0.4‰,富铁矿石中黄铁矿的δ34S变化范围较大,为-7‰~14.4‰,平均值为2.0‰;贫铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为3.4‰~10.4‰,平均值为7.1‰,石英δ18 O变化范围为11.8‰~15.1‰,平均值为13.4‰,富铁矿石中磁铁矿δ18 O变化范围为-1.4‰~6.5‰,平均值为2.3‰,富铁矿石中石英δ18 O变化范围为9.6‰~15.8‰,平均值为13.6‰,δD变化范围为-129‰~-75‰,平均值为-104‰。富铁矿石中石英流体包裹体、黄铁矿δ34S和磁铁矿δ18 O部分继承了贫铁矿石的特征,但是显示更多的后期热液特征,暗示鞍本地区富铁矿石是在贫铁矿石的基础上受后期热液改造形成的。富铁矿石中石英的氢氧同位素特征表明其热液流体主要为混合岩化热液,富铁矿的形成可能为去硅富铁模式,同时也可能有铁质活化再转移模式。     

Hydrogen Isotope Study of Fluid Inclusions in Vein Quartz of the Hishikari Gold Deposits, Japan

Abstract: The origin of mineralizing fluids responsible for the Hishikari vein-type epithermal Au deposits was studied on the basis of the hydrogen isotopic ratio (δD) of the inclusion fluid from vein quartz and adularia. The origin of hydrothermal fluids was estimated by combination of the present δ values and the oxygen isotopic ratios (δ¹⁸O) previously reported by Shikazono and Nagayama (1993). The water in the fluid inclusions was extracted by means of decrepitation of quartz at 500°C. Hydrogen was obtained by reduction of the collected water with Zn shot at 450°C. The δD values were determined by mass spectrometer. The δD values of inclusion fluid obtained from quartz range from –61 to –114%. These are significantly lower than the δD value of the thermal water presently venting from the Hishikari deposits and that of local meteoric water. Hydrogen isotopic fractionation between water and amorphous silica, which might have initially precipitated from the hydrothermal fluids at least partly, is not a probable cause of this isotopic depletion, while some water might have been released from the initial hydrous amorphous silica during recrystallization to quartz observed presently. Thus, a part of ore fluids for the Hishikari deposits is supposed to have been originated from the water having anomalous δD values of lower than –100%. Such D depletion cannot be caused by simple oxygen-shift of meteoric water or by contribution of magmatic volatiles. The δD values of water released from the shale samples of the Shimanto–Supergroup, a major host to the Hishikari veins range from –132 to –148%. Therefore, the anomalous δD values of inclusion fluids from some vein quartz and adularia suggest that the water released from hydrous minerals of the sedimentary basement rocks by dehydration or the groundwater isotopically exchanged with sedimentary rocks at elevated temperatures during circulation, partly contributed to the hydrothermal fluids responsible for the Hishikari deposits.     

Helium, Argon, and Xenon Isotopic Compositions of Ore-formingFluids in Jinding-Baiyangping Polymetallic Deposits,Yunnan, Southwest China

The Jinding superlarge lead and zinc deposit has attracted the attention of geologists of the world and its metallogenesis has long been in dispute. This paper takes the Jinding deposit and the Baiyangping Cu-Ag-Co deposit which was recently found at about 30 km north of Jinding as one ore belt, and, based on researches on the helium, argon, and xenon isotopic compositions of primary inclusions in ore-forming solutions of the main stage, the authors have found that the 3He/4He ratio of the ore-forming fluid is 2.7′ 10- 6 (varying from 0.19 to 1.97 Ra), the 4He/40Ar ratio (0.24- 3.12) is close to the mantle characteristic ratio, and the xenon isotopic composition and evolution show characters of the mantle xenon. The above results reveal the characteristics of mantle source and crust-mantle fluid mixing (mantle helium reaching 32%) and the metallogenic contributions of the deep processes in the Jinding-Baiyangping ore belt.     

滇西云龙锡矿流体包裹体及稳定同位素研究

对云龙锡矿流体包裹体及氢、氧同位素的研究表明 ,该矿床至少存在两个矿化阶段 :早期的高温 (≥40 0℃ )及晚期的中—高温 (30 0～ 40 0℃ )矿化阶段。早期的矿化流体的δ1 8OH2 O(7.7‰～ 9.0‰ )和δDH2 O(- 5 8‰～ - 43‰ )值相对较高 ,主要是由岩浆水或 和变质水组成 ;晚期由于有大量演化了的大气降水的加入 ,使流体的δ1 8OH2 O值 ,特别是δDH2 O 值降低。在此期间 ,大气降水与岩浆水或 和变质水不同比例的混合 ,使流体的盐度产生不同程度的波动 ,并在石英中形成了不同类型的流体包裹体。     

青海驼路沟钴(金)矿床成矿物质来源的黄铁矿氦氩硫铅同位素示踪

为查明青海驼路沟新型独立钴(金)矿床的成因和成矿物质来源,文章对矿区发育的块状、条带状和浸染状黄铁矿矿石进行了黄铁矿流体包裹体氦氩同位素和黄铁矿硫、铅同位素测试。结果表明,不同类型矿石的成矿流体氦、氩同位素组成基本一致,3He/4He介于0.10~0.31Ra(平均0.21Ra),40Ar/36Ar比值为302~569(平均373),反映钴矿化流体主要来源于在赋矿岩系中深循环的大气降水;矿石黄铁矿硫同位素值分布集中且接近于零,δ34S变化于-4.5‰~+1.5‰,集中在-1.8‰~-0.2‰,显示深部来源;矿石铅以高放射性成因为特征(206Pb/204Pb>19.279、207Pb/204Pb>15.691、208Pb/204Pb>39.627),且自地层围岩→区域早古生代火山岩→矿石依次明显增大,可能指示高放射性成因矿石铅主要是由以深循环大气降水来源为主的热液不断从围岩地层中淋取而来。     

吉林板庙子金矿床流体包裹体特征及其地质意义

板庙子金矿床地处夹皮沟成矿带西部,为一受韧性剪切带控制的中型规模矿床,矿化类型为含金石英脉型。流体包裹体有CO₂三相、气液两相包裹体两种类型。测温结果显示：含CO₂三相包裹体均一温度为250～326℃、盐度(w(NaCl）)为4.51%～7.14% ;气液两相包裹体均一温度为129～229℃、w（NaCl）为5.25%～7.01%。据包裹体的测温结果估算成矿压力为34.7～109.6 MPa,矿床形成深度约6～7 km。结合该区成矿地质背景,认为该矿床属中深层次矿床,其深部仍应有一定的找矿前景。