成矿流体活动的地球化学示踪研究综述

成矿流体活动的地球化学示踪是近年来流体地球化学研究的一个新趋势。通过流体来源示踪、运移示踪和定位示踪可以追溯流体活动的全过程,对恢复流体活动历史、演化历程具有积极意义。对成矿流体活动的地球化学示踪方法进行了一定的总结,对人们常用的地球化学示踪方法－－同位素地球化学示踪、无素地球化学示踪、包裹体地球化学示踪及气体地球化学示踪的研究现状进行了综述。     

岩矿地球化学分析测试技术在古代玉器产地溯源中的应用及进展

古玉产地溯源研究对揭示文明早期玉石资源开发利用和跨区域物质、文化交流等都具有重要的意义。由于测试分析手段及研究样品本身的制约,古玉产地溯源至今仍然是制约古玉文化交流研究的难题及瓶颈。近年来,随着研究的深入及科学测试手段的进步,地质、考古及文博界开展了更为密切的跨学科合作,对古代玉器产地溯源技术进行了许多新的探索,并取得了一些较为重要的成果。本文在团队工作及前人研究的基础上,对质子激发X射线荧光(PIXE)、X射线荧光光谱(XRF)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、电子探针(EPMA)等多种主微量元素地球化学分析测试技术及放射性同位素、稳定同位素地球化学技术在古代玉器产地溯源的应用情况进行了梳理,综合分析了不同测试方法在古玉溯源中的工作进展,并对当前古玉产地溯源研究中存在的问题进行了探讨。总体来说,岩矿地球化学分析测试技术的应用对古玉溯源研究起到了重要的推动作用,而对已知玉矿资源系统的地质学研究及玉料的主微量元素、同位素地球化学数据库的建设和新的无损、样品尺寸不受限的原位岩矿地球化学分析技术的开发及其在古玉样品测试中的大规模应用,应是未来古玉溯源研究工作的重点方向。     

红透山式块状硫化物铜锌矿床地球化学特征及找矿意义

产于辽宁省清原地区太古宙花岗-绿岩地体中的红透山式块状硫化物铜锌矿床，具有独特的地球化学特征。以往应用微量元素、稀土元素、同位素、岩石化学等地球化学特征，在原岩恢复、时空演化、矿床成因等基础地质研究中发挥了重要作用。通过该类矿床地层(矿体)中微量元素、卤族元素、汞元素、硫同位素及容矿岩石的岩石化学等地球化学特征的研究，提出了其对清原地区寻找红透山式块状硫化物铜锌矿床的地质找矿意义。     

中国新生代上地幔铅同位素地球化学场对成岩、成矿物质来源的制约——以斑岩铜矿床及铜镍硫化物矿床为例

区域成矿带铅稳定同位素地球化学研究是区域地球化学分区、示踪成岩成矿物质来源、阐明矿床成因的有效途径。本文以中国特有的大地构造背景为基础,以新生代上地幔铅同位素组成的地球化学场为依据,示踪了中国大型、超大型斑岩型铜矿床及铜镍硫化物型矿床的成岩成矿物质来源。结果显示:①斑岩型铜矿床及铜镍硫化物型矿床成矿母岩继承了所属陆块的上地幔铅同位素组成特征;②两类矿床的含矿岩体和矿石矿物铅同位素组成十分一致,示踪两者同源;壳熔花岗岩和围岩地层的铅同位素组成与矿石铅同位素组成迥异;③位于各陆块的斑岩型铜矿床及铜镍硫化物型矿床的成矿母岩和矿石铅同位素组成除继承了各陆块上地幔不同的铅同位素组成特征外,还示踪了壳幔层圈间耦合性的"块体效应",同时,上地幔铅同位素组成可能还具"延迟效应"。     

蒸发岩非传统稳定同位素研究综述

蒸发岩是海水/卤水蒸发浓缩的产物,不同的水化学环境下析出的蒸发岩类型不同,其在不同的地质历史时期都有分布,是重要的古海水和古环境记录载体。蒸发岩研究的主要问题包括:蒸发岩的物质来源、形成时代、蒸发盆地和卤水的演化历史、蒸发岩矿物所记录的环境变化。一些矿物、元素及同位素指标可用于解决这些问题,其中稳定同位素对于示踪蒸发岩的物质来源与形成过程具有不可替代的作用。近20年来,非传统稳定同位素地球化学获得快速发展,并在蒸发岩研究中获得成功应用,这些同位素体系包括阴离子元素B、Cl和Br,以及阳离子元素Mg、K和Ca。本文综述了多个非传统稳定同位素在蒸发岩领域的研究,主要包括:蒸发岩矿物与溶液之间的同位素分馏系数、蒸发岩的同位素信息重建古海水同位素组成及示踪蒸发岩成因和时代等。     

硫同位素在地球化学异常成因研究中的应用

地球化学异常成因研究是评价其成矿前景、矿化类型的基础资料。本文借鉴稳定同位素示踪成矿物质来源的原理和方法,将硫同位素引入到地球化学异常成因研究中,通过对乌奴格吐山和垦山试验区Cu矿化体、Cu异常地段硫同位素组成特征的研究,发现在乌奴格吐山试验区Cu矿化及Cu异常地段硫的来源是一致的,表明应用硫同位素组成特征判断地球化学异常成因是可行的;对比发现,垦山试验区Cu异常地段硫同位素值较乌奴格吐山试验区偏高,推断该Cu异常是由后期热液作用形成的,由此针对该异常的地质找矿及工作部署应该围绕热液矿床进行。     

四川牦牛坪轻稀土矿床地幔流体特征——铅锶钕和氦氩同位素及稀土元素证据

四川牦牛坪稀土矿床是中国第二大轻稀土矿床。笔者对该矿床进行了较系统的Pb—Sr—Nd同位素、稀有气体同位素地球化学以及稀土元素地球化学研究。稀土元素地球化学特征研究显示,矿区萤石、方解石、氟碳铈矿稀土元素分布模式与区内英碱正长岩相似,表明牦牛坪稀土矿床成矿与英碱正长岩岩浆活动有关以及石英包裹体流体REE曲线平直,Eu与Ce无明显异常,曲线规律性较强,可以认为牦牛坪轻稀土矿床成矿流体稀土元素是深源的。Pb—Sr—Nd同位素组成表明成矿物质来自富集地幔,具深源甚至幔源特征。稀有气体同位素地球化学研究也在一定程度上揭示了牦牛坪轻稀土矿化与地幔过程之间存在着成因关系。     

铅同位素在矿床研究和找矿勘探中的应用综述

铅同位素用于示踪成矿物质来源已得到广泛应用,其方法主要有：模式年龄法、PbSL等时年龄法、构造模式法、Δβ-Δγ图解法以及直接对比法。其中单用模式年龄来示踪成矿物质来源已逐步淘汰,只能用通过合理模式计算的模式年龄来进行检验或佐证;铅构造模式因提出时没有考虑中国的地质问题而遭质疑;Δβ-Δγ图解法虽然考虑到中国的地质问题但仍需接受检验;而直接对比法是示踪成矿物质来源最有效、最直观的方法。此外,矿石全岩Pb-Pb等时线定年在一些矿床中应用获得成功,通过剔除系统样品中的后期干扰样品,可以使矿石全岩Pb-Pb等时线定年变得更加精确。铅同位素地球化学研究开始走向应用于化探与找矿评价,特别是运用铅同位素三维空间拓扑投影特征值V1和V2进行隐伏矿深度预测和资源量评价的铅同位素系统剖面化探方法,使铅同位素化探方法得到了新的发展。     

澳大利亚布朗斯(Browns)Co-Cu-Ni多金属矿床地球化学特征及与中国南方黑色岩系金属矿床对比

黑色岩系中金属元素地球化学特征一直是矿床地质研究的重点.澳大利亚布朗斯Co-Cu-Ni多金属矿产于古元古代黑色岩系中,属典型的层控矿床;该矿床中主要成矿元素为Co、Cu、Ni和Pb,矿化分带不明显,蚀变微弱.δ34S均值范围为-5.21‰～14.78‰,估计生物成因的硫占一定比例,后期有细菌还原硫酸盐成因的高硫同位素组...     

黄陵断穹核部鳞片石墨矿地球化学特征与成因研究

黄陵断穹核部石墨矿是我国鳞片(晶质)石墨矿的主要产区,对该区石墨矿的研究具有重要理论和实际意义。该区已有石墨矿研究成果多侧重于矿床地质方面,对矿床成因分析缺乏地球化学支撑。为此,本文从地球化学层面查明石墨矿原岩类型,碳质富集岩相、变质作用和晶质石墨的形成,为矿床成因和成矿作用提供地球化学依据。通过系统采集区内主要石墨矿样品,进行主量元素、微量元素、稀土元素和同位素分析,根据矿床地球化学原理和分析方法,阐明石墨矿的物质来源,成矿元素集散行为和矿床形成机制。根据主量元素含量和组合,推断石墨的原岩为碳质粉砂质泥岩。微量元素的双重性指示石墨矿的物质有两个来源:中太古代野马洞岩组和中太古代东冲河片麻杂岩。独特的稀土元素配分型式说明物源转化为原岩时存在着强烈的地球化学反应。石墨矿的碳同位素组成支持碳质来自有机物的观点。     

四川冕宁稀土矿床脉石矿物的微量及稀土元素地球化学特征

包裹体地球化学研究表明，四川冕宁稀土矿床中存在着岩浆成因的萤石、重晶石和方解石，它们的微量元素地球化学特征与热液成因对应矿物有明显差别：岩浆成因重晶石相对富集亲石元素，贫亲硫元素；无论是岩浆成因重晶石，还是萤石均明显富集挥发分。稀土元素地球化学研究显示，不同成因萤石、重晶石在稀土元素总量、ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ、（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ、δＥｕ及δＣｅ等一系列稀土元素地球化学参数上都存在明显的差异。该项研究还揭示了岩浆成因萤石、重晶石是在相对还原和酸性体系内结晶而成的。     

Petrogenesis and Geochemistry of Neogene Basalts in Eastern Anhui

The basalt terrain of the Neogene Huangguoshan and. Guiwu Formations of eastern Anhui on the east side of the Tancheng-Lujiang fault belt is one of a few Cenozoic basalt terrains in eastern China for which detailed geochemical study has not been conducted. This paper reports the abundances of major elements and more than 20 trace elements (including REE) of 22 samples and the Nd, Sr and Pb isotopic compositions of 11 samples from the eastern Anhui basalt terrain, thus more or less systematically revealing the geochemical characteristics of this continental basalt suite. The paper discusses the origin of the basalt suite and the character and process of its mantle source. The basalt suite was derived from a heterogeneous continental lithospheric mantle with end members characteristic of the EMI-type oceanic basalt mantle, which was affected by mantle metasomatism (or enrichment of trace elements) and was characterized by a multi-stage evolution under open conditions.     

湖南沃溪钨-锑-金建造矿床同生成因的微量元素和硫同位素证据

对岩矿石和矿物的微量元素、稀土元素和硫同位素地球化学的研究表明,湖南沃溪钨-锑-金建造矿床系海底同生热水沉积作用的产物。矿石与围岩中微量元素和稀土元素含量的变化关系,反映了一种复杂的热液、海水以及陆源碎屑的联合影响。矿石及其中矿物(石英)的稀土元素配分模式可与许多沉积喷流型(sedex型)块状硫化物矿石及其共生的喷流岩相对比,暗示了两者具有相似的形成机理。矿石的硫同位素资料显示,生物成因硫与热液成因硫(下伏沉积柱中硫化物的溶解和/或部分海水硫酸盐的还原)共同参与了成矿作用过程。     

绿松石低温生长过程中Cu同位素特征及其对产地溯源的意义

绿松石（CuAl₆（PO₄）₄（OH）₈·4（H₂O））是重要的表生宝石矿物,已有研究采用绿松石主量元素Cu的同位素进行产地溯源,但是溯源机理不明确.此外,绿松石生长过程复杂,该过程是否造成Cu同位素组成的显著变化还不甚清楚,这限制了其产地溯源的应用.湖北省竹山县是全球最大的宝石级绿松石产出地,采用MC-ICP-MS对竹山县条带状绿松石的生长条带进行高精度Cu同位素测试.结果表明:绿松石δ65Cu值较高,然而不同条带没有明显变化（δ65Cu=10.99‰~11.54‰）.绿松石含矿热液沉淀过程分馏有限（< 1‰）,这指示绿松石Cu同位素显著变化主要发生在含矿热液的形成过程.原生硫化物的δ65Cu=0±1‰,显著低于绿松石样品测定值,推测引起含矿热液Cu同位素显著分馏的主要原因是原生硫化物发生氧化作用.全球典型绿松石矿区的数据整体与该结果一致,表明绿松石Cu同位素组成主要受源区环境的控制;同一矿区中形成的绿松石,即使经历周期生长产生条带状结构,其Cu同位素组成基本一致.该研究深入探究了Cu同位素示踪绿松石矿区的机理,同时也加深了对低温过程Cu同位素分馏的认识.      

Trace Element Data on Geostandards by Mass Spectrometric Isotope Dilution Technique

The stable isotope dilution technique using solid source mass spectrometry is described. The method is capable of high sensitivity, and can yield accurate determinations of elements in trace quantities. The method enjoys freedom from interference effects and systematic errors, and because of its high absolute accuracy it is ideal for the determination of trace elements in geochemical reference samples. A compilation of isotope dilution analyses on ten trace elements in a number of international standard rock samples carried out at the Western Australian Institute of Technology is presented.     

河南庄金矿地球化学特征及成矿流体探讨

河南庄金矿位于华北板块最南端的秦岭构造带上,赋矿围岩为一套碳酸盐岩钙泥质建造,矿化受地层和构造发育控制.通过微量元素、稀土元素、C-H-O-S同位素分析对成矿流体来源和成矿条件进行了研究.其中微量元素、稀土元素、氢-氧同位素分析都指示成矿流体来自岩浆,后期受到变质作用和沉积改造作用影响;碳-氧同位素数据表明碳和部分氧元素来自海相碳酸盐的溶解作用,并催化了金元素的富集;硫同位素与微量元素分析得出成矿环境为缺氧的还原环境,并指示成矿流体来自深地壳或地幔.河南庄金矿同蚀变岩型金矿的矿床地质-地球化学特征相似,应属于蚀变岩型金矿.     

钾、钙同位素体系定年和示踪的研究进展

阐述了 K- Ca同位素体系的分离和测定方法 ,以及对海洋火成岩、大陆和月球花岗岩、碳酸盐岩、化学和碎屑沉积矿物的定年和 εCa示踪的研究结果。对比常用的微量元素构成的定年和示踪体系 ,如 Rb- Sr、Sm- Nd、U- Pb,由主量元素 K和 Ca组成的同位素体系 ,有其特殊的地球化学行为 ,以至在岩石成因、物质来源、板块碰撞、壳幔作用、岩体折返等重要的化学地球动力学过程研究中 ,赋以新的信息和启示。随着测试技术的不断提高 ,K- Ca同位素体系可在探索相关的地质和环境科学的课题中 ,发挥积极的推动作用。     

矿床地球化学应用

稳定同位素方法已成为现代地球科学研究的重要手段之一，稳定同位素体系的理论模式及其地球化学应用是国际上地球化学研究的前沿方向之一。本文概括了热液体系内成矿地球化学过程引起稳定同位素组成变化的定量理论模式，包括热液矿物之间的同位素平衡的判断、热液去气和矿物沉淀的储库效应、二元混合与矿床成因等。这些模型对于确定成矿温度、鉴定成矿流体源区和推测成矿地球化学机理提供了更为合理的同位素数据定量解释基础。     

甘肃西峰晚第三纪红粘土的化学组成及化学风化特征

通过对甘肃西峰红粘土样品的地球化学研究,发现其碳酸盐含量较高,而Si、Al、Fe等元素含量相对较低。为消除碳酸盐的影响,样品经酸溶处理后其化学组成十分均一,反映物质来源的一致性。稀土元素以及微量元素分布形式揭示出红粘土与第四纪黄土-古土壤风成成因的相似性。研究表明,红粘土的化学风化尚处于脱Ca、Na为主的早期阶段;CIA值和酸不溶物中的Na/K比及Rb/Sr比参数一致地指示了红粘土化学风化程度高于第四纪的黄土和古土壤,反映出晚第三纪以来黄土高原的气候由相对温暖湿润向第四纪逐渐变干变冷演化的总趋势。      

华北地台南缘中元古代官道口群热水沉积硅质岩的地球化学特征

在简要介绍了硅质岩基本地质特征的基础上，详细讨论了该套硅质岩的常量元素、微量元素以及氧同位素化学成分及组成．研究表明，该套硅质岩富集了与热水成因有关的Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ｓｂ等微量元素和ＣａＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３等氧化物中常量元素，贫化了ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ等氧化物中的常量元素．氧同位素组成及利用氧同位素估算的硅质岩的形成温度，均反映了热水沉积成因的特点