地质流体及成矿作用研究综述

地质流体是一定地质作用的产物，而矿床的形成过程与特定地质构造背景下地质流体的产生、运移和聚集有着密切联系。不同成矿流体的成矿机制各有差异。岩浆热液因温度降低、压力减小等因素使热液中成矿物质达到过饱和，从而产生矿质沉淀；沉积盆地含矿热卤水流体在热对流、沉积压实等作用下运移、充填、聚集；与海底基性火山活动有关的现代大洋海底热液形成硫化物矿床；地幔流体的碱交代作用形成大型一超大型中高温热液矿床。在具体的成矿过程中，各种构造环境又对流体中的成矿元素的分配、集中起到至关重要的控制作用。     

地幔流体与成矿作用

地球内部流体的活动乃是形成各种矿床的必要条件，是导致矿物聚积和金属成矿作用的前提。随着地球科学的进展，作为地球内部流体的重要组成部分，地幔流体越来越多的重视。本文在解剖世界首例白云鄂博地幔流体交代稀土矿床的基础上，初步总结了地幔流体与成矿作用的基本问题。     

海底热液成矿作用

根据近二三十年海底地质考察结果,海底热液成矿作用非常普遍,可以形成铜、铅、锌、金、银、铁、硫、重晶石、萤石、锑、汞和硼等海底热液矿床.按容矿岩石不同,可分为与火山岩系有关的及与沉积岩有关的两大类矿床类型.     

岩浆在热液矿床形成中的作用

岩浆流体是在火山岛弧中形成的热液矿床中许多成分的初始来源。这些成分从不同来源以不同方式聚集在岩浆中。热液流体也从岩石中淋滤出了许多成分，尤其当深部循环的天水吸收酸性岩浆气体之后，淋滤作用更加强烈。对这些成矿热液体系认识的提高，得益于对活动热水体系的研究，它们在地表形成热泉和火山喷气。     

辽宁榛子沟铅锌矿床热液叠加成矿作用特征及成矿流体来源

榛子沟铅锌矿矿床是青城子矿田代表性矿床之一,矿体赋存于高家峪组和大石桥组之中,呈层状、似层状和脉状产出,受地层、岩浆和构造联合控制。矿床的形成经历了海底喷流、变质变形和热液叠加三期成矿作用,其中热液叠加成矿作用对脉状矿体的形成与层状矿体的局部热液改造起到了重要作用,可划分为Ⅰ黄铁矿-方铅矿-闪锌矿-石英和Ⅱ黄铁矿-方铅矿-石英-方解石两个阶段。流体包裹体和碳、氢、氧同位素研究表明:I阶段石英中发育气液两相和少量的富气相、CO₂三相流体包裹体,成矿流体属中高温、低盐度、低密度的CO₂-H₂O-NaCl体系热液,含H₂O、CO₂、CH₄和N₂,流体包裹体的δD_H2O-SMOW为-96.5‰和-95.4‰、δ¹⁸O_H2O-SMOW为-0.62‰和0.04‰、δ¹³C为-4.8‰和-4.4‰,具有大气降水与岩浆水混合流体的特点;Ⅱ阶段石英中主要发育气液两相包裹体,成矿流体属低温、低盐度和低密度的H₂O-NaCl体系热液,流体包裹体δD_H2O-SMOW为-88.4‰~-80.0‰、δ¹⁸O_H2O-SMOW为-7.93‰~-5.57‰,具有大气降水的特点,δ¹³C为-12.6‰~-7.9‰,具有岩浆水特点。综合分析表明,热液叠加成矿期成矿流体来源于岩浆水与大气降水的混合热液,且成矿后期大气降水的混入比例增加。     

现代海底热液成矿作用

从现代块状硫化物矿床成矿特征对比角度,总结分析了世界现代海底喷流的块状硫化物成矿堆积,综述了现代海底块状硫化物成矿主要形成于洋壳和岛弧环境的实际观察结果,突出强调了洋壳环境和岛弧或陆壳环境两种成矿环境对成矿类型分类的意义。对上地幔部分熔融岩浆来源与地壳物质可能带人、火山喷发岩浆系列的演化和对热液成矿作用的控制进行了讨论,对比分析了岩浆流体对成矿的重要贡献和控制作用,以及成矿热液循环体系形成的条件和模式。     

热液喷口生物体对成矿作用的影响

深海热液喷口及相关生物群体的发现是近20年来全球海洋科学取得的最重要的科学成就之一。在海底黑烟囱周围高温、高压、黑暗、缺氧、含硫等极端环境中,生活着特殊的深海生物群落,它们的初级生产者嗜热细菌和古细菌在其自身的生活史中不仅影响了喷口周围矿物的沉积,而且直接和间接影响了矿物元素的溶解、吸附、萃取、转化,生成包括Fe,Mn...     

成矿热液分类兼论岩浆热液的成矿效率

根据流体中H2O、CO2、NaCl三组分的相对含量,结合H2O-NaCl体系临界压力和石盐融化曲线温度,可以将地壳中的成矿流体分为5类：大气降水、海水、盆地卤水、变质流体和岩浆流体。这种基于地壳环境中普遍存在的三元系结合流体临界性和石盐融化温度的分类,对于理解地壳中沿地温地压梯度流动流体的多样性和流体混合与不混溶具有重...     

关于成矿作用地球化学研究的几个问题

成矿作用地球化学是矿床地球化学的基础理论分支,属于应用基础类学科,以地球化学原理和方法研究造成元素沉淀富集形成矿床的地球化学作用的原因和机理。本文讨论了热液矿床成矿作用的几个问题。指出花岗岩与矿床类型之间是否存在相关性,即花岗岩是否具有成矿专属性仍然存在争论,需要继续探索。花岗岩类具有成矿潜力不等于这些花岗岩最终都能成矿。决定岩浆发生成矿作用的因素很多,其中岩浆分异作用过程和流体释放时间及其机制可能是决定成矿发生和矿床类型的关键,岩浆熔体中挥发组分及其行为可能是岩浆能否发生成矿作用的决定性要素,聚焦流体流动是成矿作用能否发生的关键环节,而自组织临界性和反馈作用决定了成矿效率和矿床的规模。     

东秦岭上宫金矿成矿流体与成矿物质来源新认识

上宫金矿床位于华北克拉通南缘的熊耳地体之中,是典型的构造蚀变岩型金矿.本文对上宫金矿的同位素地球化学资料进行了系统分析和综合研究,对其成矿物质和成矿流体的来源取得了一些新的认识.氢-氧-碳同位素体系研究表明,成矿流体并非来自燕山期岩浆热液,也不是来自于太华群或者官道口群和栾川群的变质脱水作用,而主要来自深部地幔或者由幔源岩浆派生,并在成矿的过程中逐渐向大气降水演化.硫-铅-锶同位素体系指示成矿物质为壳幔混合来源,地幔和太华群可能均提供了部分成矿物质.印支期华北与扬子板块发生碰撞对接时导致了强烈的壳幔相互作用,并驱动深部流体向上运移,上官金矿正是在这种构造背景下形成的.     

西藏墨竹工卡地区邦铺钼铜多金属矿床成矿流体的特征

邦铺钼铜多金属矿床位于西藏冈底斯斑岩铜矿带东段,是典型的大型斑岩型钼铜多金属矿床。对邦铺钼铜多金属矿床各矿化阶段石英(方解石)中的流体包裹体均一温度与压力,盐度与密度,包裹体成分和流体包裹体H、O同位素等诸方面的初步研究表明,各个阶段成矿流体为中高温(172~239℃)、中高盐度(23.96～50.85wt%NaCleq)、高—中等密度(1.0696~1.0849g/cm3)的流体,属(Cl--)SO42--Na+(K+)型水化学类型,成矿环境为低压(36.9~110.23)×105Pa环境,成矿压力为低压(23.4~41.9)×105Pa。各个阶段的成矿流体可能主要来源于岩浆水与大气降水的混合,以大气降水为主。     

富铟及贫铟矿床成矿流体中铟与锡铅锌的关系研究

富铟矿床几乎是锡石-硫化物矿床或富含Sn(Sn以硫盐类矿物存在或赋存于方铅矿等硫化物中)的CuP-b-Zn矿床。Sn的存在与否在某种程度上意味着In的富集与否。以富铟与贫铟矿床主成矿期石英中的流体包裹体为研究对象,分析了成矿流体中In、Sn、Pb和Zn的含量,结果显示,两类矿床成矿流体中Pb和Zn的含量处于同一水平,而富铟矿床成矿流体中In和Sn的含量远远高于贫铟矿床,二者相差1～2个数量级。这一方面说明富铟的成矿流体是形成富铟矿床的物质基础,另一方面说明Sn在In的迁移富集过程中起着重要作用。     

Ore Zoning and Dynamics of Ore—Forming Processes of Yinshan Polymetallic Deposit in Dexing,Jiangxi

The Yinshan deposit,one of the large-scale Cu-Pb-Zn-Au-Ag polymetallic deposits,may be named a middle-low temperature subvolcanic hydrothermal deposit and referred to as the “transitional deposit“linking mineralization of the epithermal and porphyry coppertypes.In this paper,the characteristics and structures of ore zoning are briefly described.On the basis of the dynamics of ore-forming processes and applying computer numerical simulation technique,the mechanism of ore zoning is discussed and a concealed igneous body controlling ore deposition at depth of the Yinshan mine is predicted.     

渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究

为揭示在渗流-化学溶解耦合作用下单裂隙渗透特性的变化规律,建立了描述二维渗流-化学溶解耦合作用的偏微分方程组,并利用COMSOL Multiphysics软件成功地求解该方程组。首先,模拟了文献[1]中的盐岩渗流-溶解耦合渗流试验结果,数值模拟结果与试验结果较为吻合,验证了数学模型的正确性和有效性。然后,利用分形理论生成了一个粗糙的裂隙面数字模型,着重分析了二维石灰岩粗糙裂隙面在水流、矿物溶解和输运过程中其渗透特性的变化规律。数值分析显示,（1）溶质浓度对裂隙面的溶解具有非常重要的作用,从而水流进口端的溶解厚度比出口端大得多。（2）裂隙的整体渗透性在初始时刻增加较慢,随着裂隙开度的增大和贯通,溶解速度会逐渐增大,是一个加速的过程。     

安徽池州地区金鸡山金矿床成矿流体特征

金鸡山金矿是安徽池州地区近年新发现的一个独立金矿床,成因上属于富硫化物石英脉型.采自主成矿阶段石英中的原生流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析表明,主成矿阶段的温度峰值为280～320℃,成矿流体盐度为2.81%～10.11%NaCl,密度为0.61～0.96 g/cm3,是一种中温、低盐度、低密度的NaCl-H2O-CO2体系,具有中温热液金矿床的成矿流体特征.矿床形成于中浅成环境(成矿深度0.96～3.17 km);成矿流体的不混溶及流体中CO2和CH4等有机质对矿质的活化、运移及沉淀均起到了重要作用.     

内蒙古嘎仙镍钴矿区岩浆作用与成矿

内蒙古嘎仙矿床为大兴安岭北段与岩浆作用有关的大型低品位镍钴硫化物矿床,成矿作用主要与花岗质岩浆作用有关。文章主要对矿区内矿体下盘的花岗岩类(花岗斑岩、长石斑岩、伟晶状花岗岩、黑云母花岗岩)进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得花岗斑岩的谐和线年龄(125.3±1.1)Ma～(127.5±4.5)Ma,长石斑岩的谐和线年龄为(128.1±2.2)Ma,伟晶状花岗岩的谐和线年龄为(127.9±2.3)Ma,黑云母花岗岩的谐和线年龄为(127.9±1.4)Ma,说明这些花岗岩类主要形成于中生代早白垩世。通过对矿化超镁铁岩、科马提岩、镁铁岩(辉绿岩、玄武岩)、长英质岩(闪长岩、长石斑岩、斜长花岗岩、花岗斑岩、伟晶状花岗岩、黑云母花岗岩)及围岩(大理岩)的主量、微量元素地球化学测试分析,结果表明,与吉峰科马提岩成分相比较,矿化超镁铁岩具有较高的w(SiO_2)(40.53%～54.96%)、w(TiO_2)(0.24%～0.86%)、w(Al_2O_3)(3.58%～10.47%)、w(FeO)(5.30%～8.80%)、w(CaO)(7.35%～13.66%)、w(Na_2O)(0.01%～0.76%)、w(K_2O)(0.02%～0.66%)和w(P_2O_5)(0.06%～0.61%);镁铁岩(包括辉绿辉长岩、玄武岩)铝含量较高,w(Al_2O_3)=16.34%～17.74%;长英质岩类也富铝质(Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)=1.34～1.63),多数岩石属于钙碱性系列。闪长岩与镁铁岩相比,具有较高的硅、铝、钾、钠,较低的铁、镁和钙,微量元素具有大离子亲石元素富集,高场强元素相对亏损的右倾模式;稀土元素具有轻稀土元素富集,重稀土元素相对亏损特征,超镁铁岩类成分点位于N-MORB与OIB范围之间,而镁铁岩和长英质岩类成分点位于E-MORB和OIB之间。镁铁岩落入火山弧玄武岩范围,长英质岩落入火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩范围,同属于造山后花岗岩的范围,因此镁铁质岩的形成应属于俯冲-碰撞环境,而长英质岩的形成应属于造山后伸展环境。根据各岩类所含成矿元素和亲流体元素分析,认为含矿热液来自矿区西部的深部,并且构建了嘎仙矿床的成矿模型,即超镁铁岩先期侵位,后期经历了区域的变质变形,最后发生燕山期大规模花岗质岩浆活动及成矿流体的蚀变矿化。