深部过程中地幔流体现实微观踪迹的实验证据

伴随深部地质过程的地幔流体作用是引发地壳中成矿作用的重要物质源和动力源。由于地幔流体的超深源性及由此决定其性质和演化的复杂性,使人们很难具体捕捉其实际存在,或者多数情况下很难准确界定。通过岩相学、岩石化学、电子探针和扫描电镜及能谱分析的综合研究发现,地幔流体活动的现实微观踪迹和存在方式可以表现为富铁熔浆包体和富铁微晶玻璃,二者在透射偏光显微镜下无光性,呈黑色不透明状;反射偏光显微镜下不反光,但在电子显微镜下呈显微晶质结构,显示微晶金属和非金属矿物之间呈熔离交生,超微晶矿物组成以硅酸盐和石英为主,尤其是经过成分配比换算,得到碳硅石,含铬自然铁、钛铁矿、磷灰石和含钛镜铁矿等地幔标型矿物,反映了地幔流体的熔浆性质。捕捉和揭示深部地质过程中地幔流体作用的现实微观踪迹,对于深入分析和认识地壳地质作用的机制和成矿效应具有重要理论和现实意义。     

地幔流体的交代作用——来自碱性正长岩及其深源岩石包体的证据

滇西玉龙县小桥头硅化霓辉正长斑岩中,含有较多镁铁-超镁铁质深源包体岩石。经岩相学和电子探针及扫描电镜分析发现,伴随交代蚀变,寄主岩和各类镁铁-超镁铁质包体岩石中,普遍发育沿粒间和矿物晶体裂隙或解理纹贯入或穿插的黑色不透明物质,主要由微晶硅酸盐矿物和磁铁矿组成。本文研究认为,硅酸盐矿物与磁铁矿在背散射电子图像中表现为熔离特征,这种在透光显微镜下呈黑色不透明的微晶固体,是引发交代蚀变、具熔浆流体特点和超临界流体性质的地幔流体交代作用的一种微观表现。     

碱型地幔流体与富碱热液成矿

碱交代作用是整个热液作用成矿的一个基本机理,包括:①所有的热液作用是碱型地幔流体从对岩石(或岩体或地层)进行碱交代(K、Na的带入)开始的;②提供矿源(靠富K、Na热液的强烈交代作用在热液上升路途中萃取岩石矿质);③形成碱交代岩,使热液由强碱性向酸性([H+]离子浓度增长)演化,以破坏稳定的矿质迁移形式,导致沉淀、卸载、成矿;④碱交代岩是高压高温爆裂岩,角砾和次生孔隙度由此大增,有利于热液和构造再活动,成为金属成矿和油气成藏的有利储矿围岩.文章用新的证据证明此富碱热液来自深部碱型地幔流体(A-HA00NS).通过碱金属地球化学这条纲把热液作用和地幔流体作用串联为深浅一个整体.     

东峰顶金矿某些成矿特征及其找矿意义

东峰顶金矿受断裂硫碎带控制，矿石中主要矿物成分有石英，黄铁矿，重晶石及褐铁矿，其标型特征具有成因和找矿意义，成矿流体为中低温、低盐度，弱酸性，低氧逸度和硫逸度，成矿物质主要来源于基底太古界变质岩系，表生作用使金的品位，成色获得大幅度提高。     

江西阳储岭成矿岩体主要造岩矿物标型特征及其地质意义

无论在成因或空间上，长江中下游铜硫铁成矿带中的阳储岭大型斑岩钨钼矿田均与矿田花岗质岩浆岩有关。矿田花质岩浆岩系同源同期多次形成的复合岩体，位于江西省北部九岭隆起带与下扬子凹陷的交接部位，属燕山早期第三阶段产物（γ5^2-3)。作者对该岩本作了较为系统的研究，本文着重报导对其主要矿物黑云母、斜长石、钾长石标型特征的研究资料。资料表明，矿田成矿岩体形成于浅成－超浅成环境，其物质来源是具有深源混容之混合质特色，为岩体的岩理学研究提供了地质信息。     

云南中甸峨眉山玄武岩中超基性—基性岩包体的地幔流体微观踪迹及其熔离成矿意义

通过对中甸峨眉山玄武岩中超基性—基性岩包体的岩相学、电子探针、扫描电镜和能谱分析,发现在光学显微镜下呈黑色不透明的物质,在电子显微镜下表现为硅酸盐和尖晶石族氧化物为主的超显微隐晶—非晶质集合体。结合超微晶矿物晶体化学和元素地球化学分析认为,该物质是一种具熔浆和超临界性质及地幔流体属性的富铁(微晶)玻璃,是深部地质过程中,包含于幔源岩浆并与其同步运移但互不混熔的地幔流体作用遗留的微观踪迹物质。该地幔流体在伴随幔源岩浆的结晶成岩过程中,表现出由硅酸盐→尖晶石→磁铁矿→铬铁矿→钛铁矿的熔离作用,并相应触发主岩和包体岩石的交代蚀变和金属矿化,是推动和引发地壳中成岩成矿的重要动力源和物质源。由此进一步认识到,滇西地区上地幔发育峨眉地幔柱活动,为该区二叠纪之后的不同部位和不同矿种的内生多金属成矿提供了有利的深部地质背景条件。     

云南羊拉铜矿床成矿流体特征及成矿过程

云南羊拉铜矿床位于金沙江构造带中部,是中-晚三叠世金沙江洋盆向西俯冲闭合碰撞造山过程中形成的一个大型铜矿床。矿体多呈层状、似层状顺层产出,但明显受层间破碎带和滑脱带控制。从流体包裹体研究入手,讨论了该矿床成矿流体的特征、演化以及流体不混溶(沸腾)作用与成矿的关系。流体包裹体研究表明,干夕卡岩阶段(Ⅰ)、湿夕卡岩磁铁矿阶段(Ⅱ)、石英硫化物阶段(Ⅲ)以及方解石硫化物阶段(Ⅳ)中发育多种类型的包裹体,主要为气液水两相包裹体和含子矿物多相包裹体,纯液相水包裹体次之,少见纯气相有机质包裹体。其中,含子矿物多相包裹体发育于Ⅰ阶段石榴石、Ⅱ阶段绿帘石,尤其是Ⅲ阶段石英中。Ⅰ、Ⅱ阶段成矿流体具有高温、高盐度特征,均一温度分别为413~593 ℃和336~498 ℃,盐度分别为19.1%~49.7% NaCleq和15.7%~53.3% NaCleq;Ⅲ阶段成矿流体均一温度为148~398 ℃,并具有低盐度(2.1%~9.6% NaCleq)与高盐度(35.5%~65.3% NaCleq)共存的特征;Ⅳ阶段成矿流体具有低温(132~179 ℃)、低盐度(3.4%~10.4% NaCleq)特征。根据流体包裹体的微观特征并结合矿区的宏观地质特征,认为流体不混溶(沸腾)是导致本矿区金属沉淀成矿的主要机制。     

云南金顶超大型铅锌矿床地幔流体成矿作用探讨

云南金顶矿床是赋存于第三系沉积碎屑岩中的以铅锌成矿为主的超大型复合矿床，主要由角砾岩型和砂岩型两类矿体组成。本文重点对两类矿石进行电子探针分析测试发现，矿石中沿碎屑矿物粒间呈网脉状穿插的脉体或团块，除结晶的碳酸盐矿物外，广泛发育组成为碳酸盐和硫化物的黑色不透明物质，其在高倍放大的扫描电镜形貌中未显示碳酸盐矿物的结晶形态，表明这些黑色不透明物质应为残余碳酸岩熔浆过冷凝的非晶质固体。研究认为，这种碳酸岩熔浆是以地幔流体的形式侵位渗透于沉积碎屑岩中进行交代成矿的直接表现。     

云南普朗斑岩铜矿蚀变带成矿流体特征及其成矿意义

云南普朗铜矿位于义敦—中甸岛弧带南缘,是近年来我国发现的一个大中型斑岩铜矿床。该矿床具有典型的斑岩铜矿蚀变分带,由中心向外依次为钾硅化带、绢英岩化带、青盘岩化带。对矿区不同蚀变带中的石英流体包裹体进行了岩相学观察、均一温度测量和激光拉曼探针成分分析。均一温度测量结果表明,从普朗斑岩铜矿床钾硅化带到绢英岩化带再到青盘岩化带,成矿流体的平均均一温度从274.4℃到236.4℃再到203.0℃,呈明显下降趋势,可能与天水参与成矿有关。同时,激光拉曼探针成分分析结果表明,普朗斑岩铜矿床矿化期间的成矿流体属于富硫富氯流体,这种温度较高且富硫富氯的成矿流体在钾硅化带和绢英岩化带发生矿化作用将导致成矿物质强烈富集成矿。     

云南六合富碱斑岩和包体岩石的显微岩相学与地幔流体作用示踪研究

云南六合霓辉正长斑岩含有较多镁铁-超镁铁质包体以及特殊的富铁熔浆包体.岩相学研究表明,伴随交代蚀变,寄主岩石和各类包体中普遍发育沿粒间和矿物晶体裂隙或解理纹贯入或穿插的呈网状和细脉浸染状分布的黑色不透明物质——富铁微晶玻璃,其性质与富铁熔浆包体类似;对该类物质采用电子探针及扫描电镜和能谱分析,发现它们是一种纳米-微米级的超显微隐晶固体,其组成以硅酸盐和石英为主,尤其含有地幔标型矿物碳硅石、自然铁和钛铁矿等;这些矿物间构成超显微熔离结构交生.研究认为,这种物质组成和特征是具超临界和熔浆性质的地幔流体作用的现实微观踪迹,其活动引发的交代蚀变表现为碱性蚀变和硅化并伴随不同程度的金属矿化,以及寄主岩石和包体中暗色矿物由辉石→角闪石→黑云母→绿泥石的退变序列.稀土和微量元素地球化学研究表明,霓辉正长斑岩及其包体和富铁熔浆包体具有相似的富集轻稀土元素和 Ce 负异常以及富集大离子亲石元素和高场强元素的特征.本文综合研究认为,富铁微晶玻璃和富铁熔浆包体是起源于富集地幔,但独立于富碱岩浆并被富碱岩浆裹挟的成分不混溶产物.它们是地幔流体作用现实微观踪迹的两种表现形式,是引发壳幔物质混染并导致寄主岩石和包体中交代蚀变和金属矿化的重要物质源和动力源.     

富碱侵入岩与金成矿关系：云南省姚安金矿床 成矿流体形成演化的微量元素和同位素证据

以产在姚安富碱侵入岩体内外接触带上的姚安金矿床为对象，对成矿流体形成演化过程中的微量元素和S、C同位素地球化学进行了综合研究。研究结果表明，富碱侵入岩成岩过程中分异出的岩浆流体提供了姚安金矿床早期成矿作用所必需的成矿流体；从早期成矿阶段至晚期成矿,民矿流体经历了从以岩浆流体为主的流体体系至以大气降水为主的流体体系的转变。因此，钙碱性侵入岩成岩过程中可分异出成矿流体的过程，也存在于富碱浸入岩的成岩过程中。     

滇西剑川苦橄玢岩中单斜辉石的矿物学特征及其地质意义

利用电子探针对滇西剑川的二龙和满元两个地区苦橄玢岩和苦橄质堆晶岩中的单斜辉石进行了详细的矿物学研究,结果表明绝大多数单斜辉石属于普通辉石,具有贫硅、贫碱、高钙和低氧逸度的特征。在单斜辉石形成过程中,阳离子间普遍发生类质同像替代。单斜辉石温压计算结果显示,二龙和满元苦橄玢岩的形成温度(1 324~1 428℃)和压力(1.5~2.9 GPa)明显低于满元苦橄质堆晶岩的温度(1 439~1 462℃)和压力(3.0~3.2 GPa),二龙和满元苦橄玢岩的形成深度也比满元苦橄质堆晶岩的深度(99~106 km)浅,整体看来,剑川苦橄玢岩形成的温度和压力较高,来源较深,可能是软流圈沿断裂带上涌导致上地幔部分熔融的结果,也可能是地幔柱活动所导致。     

滇西剑川盆地剑川组火山事件的定年和古环境研究

通过对剑川组顶部凝灰质砂岩和底部晶屑凝灰质火山角砾岩进行U- Pb锆石测年,结合前人对剑川组内部侵入的花岗岩脉体的数据,本文限定剑川组火山事件发生于36.23±0.88~35.46±0.76Ma,为始新世晚期蔡家冲期。剖面上段发现丰富的孢粉化石,反映该时期剑川盆地周缘为常绿—落叶阔叶混交林,植被具有明显的垂直分带性;结合化石的最近亲缘类型的海拔、年均温和年降水量数据,进行共存分析得出始新世晚期剑川盆地的海拔在1900±100m,年均温在13.3~14.9℃,年降水量在863.3~1344mm。综合对比分析古生物化石、氧同位素、火山事件和构造热年代学数据,反映始新世晚期受印度和欧亚板块碰撞的影响,滇西地区具有显著的地势差异,高海拔可达2000~2700m,而低海拔可降到1200m以下,甚至接近海平面,并伴生一系列拉分盆地的形成和强烈的火山事件。     

短波红外光谱矿物测量技术在普朗斑岩铜矿区热液蚀变矿物填图中的应用

利用便携式短波红外光谱测量仪（PIMA）在云南普朗斑岩铜矿区开展了短波红外光谱测量工作,通过系统的野外数据采集,获得了研究区蚀变矿物组合及主要蚀变矿物的分布,并建立了普朗斑岩铜矿区蚀变矿物分带模式。在此基础上,建立了斑岩铜矿床找矿模型,该模型对普朗铜矿区及其外围的找矿工作具有积极的指导意义。     

The Genesis Mechanism of the Mantle Fluid Action and Evolution in the Ore‐Forming Process: A Case Study of the Laowangzhai Gold Deposit in Yunnan,China

Based on petrological studies of the wall rocks, mineralizing rocks, ores and veins from the Laowangzhai gold deposit, it is discovered that along with the development of silication, carbonation and sulfidation, a kind of black opaque ultra-microlite material runs through the spaces between grains, fissures and cleavages. Under observations of the electron microprobe, scanning electronic microscopy and energy spectrum, this kind of ultra-microlite material is confirmed to consist of ultra microcrystalline quartz, silicate, sulfides and carbonates, as well as rutile, scheelite and specularite (magnetite), showing characters of liquation by the analyses of SEM and energy spectrum. The coexistence of immiscibility and precipitating co-crystallization strongly suggests that the mineralizing fluid changed from the melt to the hydrothermal fluid. Combined with the element geochemical researches, it is realized that the ultra-microlite aggregate is the direct relics of the mantle fluid behaving like a melt and supercritical fluid, which goes along with the mantle-derived magma and will escape from the magma body at a proper time. During the alteration process, the nature of the mantle fluid changed and it is mixed with the crustal fluid, which are favorable for mineralization in the Loawangzhai gold deposit.     

云南者桑金矿床载金矿物标型特征研究

者桑金矿床处在滇黔桂“金三角”构造带中,该矿床的形成经历了沉积成岩期、热液成矿期及表生氧化期,黄铁矿及毒砂为矿床的重要载金矿物。通过岩相学特征、标型矿物研究,发现热液成矿Ⅰ阶段中主要载金矿物为毒砂,热液成矿Ⅱ阶段为金矿化最主要阶段,主要载金矿物为黄铁矿。黄铁矿呈胶状、细粒状、破碎状;毒砂呈粗粒板柱状,维氏硬度偏低为其载金标型。晶胞参数测试表明,黄铁矿a值在5.4300~5.4325 Å之间,成矿Ⅰ阶段至成矿Ⅱ阶段a值逐渐变大。载金毒砂明显富S、Co亏As,导致b、c、β均低于理论值。各成矿阶段的黄铁矿及毒砂中主量、微量元素及硫同位素组成呈现一定变化规律,成矿物质主要来自于富含有机质的围岩。者桑金矿床为中低温热液矿床。     

铜陵矿集区中酸性岩体航次3D成像及对深部找矿方向的指示

铜陵矿集区中酸性侵入岩与成矿关系密切,区内几乎所有的内生金属矿均与侵入岩有关,岩体周边和深部是主要的找矿方向,发现和圈定隐伏及半隐伏岩体对本区新一轮深部找矿工作有着重要意义.本研究以铜陵矿集区1:5万航磁数据的3D反演成像为基础,结合物性参数和地质信息,选取适当的磁化率边界,对矿集区岩体的空间分布进行了识别和圈定,共确定了33个岩体,并对其3D空间形态进行了定量分析,大部分推测岩体与地表地质填图所得岩体吻合较好.依据"层位+岩体"的找矿模式,以航磁反演推测岩体为基础,结合其他成矿信息,确定了本区圈定深部找矿远景区的6条基本原则,圈定了6个深部找矿远景区,对铜陵矿集区深部找矿具有重要的指示意义.     

滇东地区裂谷盆地内火山—侵入岩序列与金属成矿

碱性岩浆对金属成矿和金属矿集区有独特控制作用,因火山—侵入岩序列与金属成矿和岩浆叠加侵入构造系统识别难度大,长期制约了深部勘探和找矿预测。本文以云南东川铁铜金矿集区(元古宙陆缘裂谷盆地)和个旧锡铜钨铯铷多金属矿集区(三叠纪弧后裂谷盆地)为主,采用大比例尺构造岩相学填图新方法,解析研究了碱性岩浆活动有关的火山—侵入岩侵入序列与岩石组合、裂谷盆地演化和岩浆叠加侵入构造系统,揭示了它们与滇东地区铁氧化物铜金型(IOCG)、铜钴- 金红石- 稀土和锡铜钨铯铷多金属矿叠加成矿内在关系。研究认为：① 云南东川铁铜金矿集区内,新太古代末期碱性岩类以方解石钠长岩(2520±14 Ma)和碱性铁质苦橄岩(2529±77 Ma)为主。新太古界—古元古界小溜口岩组(＞2. 50 Ga)顶部古岩溶风化壳,受中元古代火山喷发—岩浆侵入构造叠加再造形成了特殊单元(独立填图单元, 2. 50~1. 80 Ga),它们是铜钴- 金红石- 稀土矿床的新找矿层位。② 在中元古界因民组一段内,铁钠质碱性基性岩、铁钾质粗面岩和铁质碱性辉绿辉长岩等岩石组合形成于因民期火山断陷成盆期。因民组二段和三段是稀矿山式铁铜矿床储矿层位,铁铜矿层下盘铁钾质粗面岩为独居石型稀土成矿层位。在格林威尔造山期碱性钛铁质辉长岩(1097~1047 Ma)- 碱性钛铁质闪长岩- 碱性二长斑岩等碱性钛铁质侵入岩体,形成了白锡腊深部IOCG矿床和金红石富集成矿。③ 在个旧三叠纪弧后裂谷盆地内,三叠纪碱性苦橄岩和碱玄岩中形成了Sn- Cu- Zn- Li- Rb- Cs初始富集;在晚白垩世浅色花岗岩叠加成矿作用下,形成了金云母矽卡岩型锡铜钨铯铷矿床。④ 裂谷盆地内早期碱性岩中初始富集金属与后期富含成矿金属的碱性侵入岩叠加成矿可能是金属超常富集机理。在东川地区岩浆叠加侵入构造内,岩浆热液角砾岩筒对铜钴- 金红石- 稀土元素叠加富集成矿控制显著;在个旧地区,浅色花岗岩侵入于碱性苦橄岩- 碱玄岩中,对金云母矽卡岩型锡铜钨钴铯铷矿床的叠加富集成矿控制显著。     

滇东南富宁地区基性侵入岩及喷出岩时代

在滇东南富宁地区基性侵入岩、喷出岩较发育,前人将其划分为"半瓦型"侵入岩、"安定型"侵入岩和"龙康型"喷出岩3类,3类岩石普遍缺乏可靠的同位素年代学资料。在对富宁地区基性侵入岩、喷出岩进行区域地质调查的基础上,应用LAICP-MS技术对其进行锆石U-Pb测年,在半瓦型侵入岩和安定型侵入岩中分别获得了254.0±2.0Ma和244.2±4.4Ma的加权平均年龄,在龙康型喷出岩中获得251.9±3.0Ma和255.92±0.72Ma加权平均年龄。结合野外调查和综合研究,将富宁地区"安定型"侵入岩的时代界定于中三叠世,将"半瓦型"侵入岩和"龙康型"喷出岩的时代界定于晚二叠世。