江西省清江岩盐矿床地质特征与成盐机理

清江岩盐矿床为新生代陆相碎屑—化学岩沉积,矿层厚度大,层数多,呈层状和似层状,产状平缓,矿石质量好,有益元素含量高,有害元素含量低;含盐系地层由碎屑岩和化学岩组成,具有旋回性、多级韵律和多韵律性特征;岩盐是在长期干旱的古气候环境下,沉积环境相对较为稳定,持续时间长,封闭性较好,物质来源丰富的内陆盆地中形成的;成盐过程是在浅水环境下,借助机械沉积和化学沉积在同一成盐凹陷中或交替进行,或同时发生,形成不同的成盐机理,建立了成盐模式。     

江西清江盆地岩盐矿床三种盐矿物中流体包裹体的初步研究

清江盆地岩盐矿床是我国东南地区中新生代的一个重要盐矿。该盐矿的矿石矿物主要为石盐，其次为钙芒硝和硬石膏，在这三种盐矿物中均含有较丰富的流体包裹体，但其流体包裹体的类型，成分、数量、大小和分布等特征都存在差异。就一般而言，研究盐矿物中的流体包裹体对发展岩盐矿床地质理论和指导开采以及处置核废物都具有重要意义。     

硼同位素在矿床学中的应用研究

硼在自然界有两种稳定同位素11B和10B,常采用δ(11B)/10-3来表示不同地质体的同位素组成。由于硼同位素在不同地质体中的分馏作用大,在较大温度范围内岩浆-热液流体中的高活动性和化学性质稳定等方面的优势,使硼同位素在地球科学研究中的作用越来越广泛。控制硼同位素分馏的主要因素是硼源。一般情况下,非海相的硼酸盐矿物和与之相关的电气石的δ(11B)值为负值,而在某些盐湖卤水和与海相环境有关的硼酸盐矿物的δ(11B)值则为正值。目前,硼同位素示踪主要应用于块状硫化物矿床、与花岗岩有关的热液矿床以及盐湖矿床的研究。随着硼同位素分馏机制及其在不同环境地质样品中分布特征的深入研究,硼同位素在解决矿床的成矿物质来源、矿床成因和成矿作用等方面将发挥更大的作用。     

湘南高温热液矿床中硼同位素组成及分馏作用研究

根据湘南高温地热区硼同位素研究，总结了硼同位素的分馏特征。湘南高温热液交代矿床硼酸盐矿物的σ^11B值均为负值（－1．34％～－13．28％）；不同蒸馏阶段获得样品的σ^11B值有较大差异，早期蒸馏硼产晚期蒸馏硼酸有较高的σ^11B值，晚期蒸发阶段样品的σ^11B值较早期阶段的σ^11B值低近40％，表明在热液交代过程中^11B较^10B活跃，优先进人流体相或蒸汽相；水岩作用中硼同位素分馏与硅化交代强度成正相关关系，并且是硅置换^11B，造成岩石亏损^11B，而呈现低的σ^11B值；水化反应中硼被吸入，并优先吸入^11B，导致蚀变岩中σ^11B升高。研究认为，硼同位素分馏特征可以用于分析成矿流体演化及水岩作用性质，而不限于分析成矿物质来源。     

江西清江盆地岩盐矿床三种盐放物中流体包裹体的初步研究

清江盆地岩盐矿床是我国东南地区中新生代的一个重要盐矿。该盐矿的矿石矿物主要为石盐，其次为钙芒硝和硬石膏，在这三种盐矿物中均含有较丰富的流体包裹体，但其流体包裹体的类型，成分、数量、大小和分布等特征都存在差异。就一般而言，研究盐矿物中的流体懈裹体对发展岩盐矿床地质理论和指导开采以及处置核废物都具有重要意义。     

中国SEDEX型矿床成矿流体硼、硅、氦-氩同位素组成研究评述

SEDEX型矿床成矿流体的研究是矿床地球化学研究的重要课题之一。正确识别系统中不同的流体来源及其混合过程,是深刻理解SEDEX型矿床形成演化的关键。系统总结了国内几个典型的SEDEX型矿床同位素研究成果,认为B和Si同位素是根据SEDEX型矿床独特的矿物组合而提出的一种示踪方法,对矿床成因和沉积环境示踪效果理想;He、Ar同位素则因为在地壳和地幔储库中有极不相同的组成,是理想的幔源流体示踪剂。鉴于SEDEX型矿床含有电气石、黄铁矿、硅质岩等特殊的矿物与岩石组合,B、Si、He-Ar同位素可能更适合SEDEX型矿床矿化流体来源研究,并指出其理论发展的薄弱之处。     

硼同位素分馏的实验理论认识和矿床地球化学研究进展

硼是一种中等挥发性元素,具有¹¹B和¹⁰B两个稳定同位素。两个同位素间高达10%的相对质量差使其在地质过程中引起高达-70‰至+75‰的硼同位素变化。硼在自然界主要与氧键合形成三配位(BO₃)和四配位(BO₄)结构,因而¹¹B和¹⁰B间同位素分馏主要受控于三配体(BO₃)和四面体(BO₄)间配分。本文综述了低温和高温地质过程的硼同位素分馏的理论和实验研究进展。在溶液中B(OH)₃和${B(OH)^{-}_{4}}$间硼同位素分馏受pH和热力学p-T条件控制,实验和理论表征获得常温常压条件下的B(OH)₃和$B(OH)^{-}_{4}$间同位素分馏系数(α_3-4)变化范围为1.019 4至1.033 3。低温条件下矿物(如碳酸盐、黏土矿物(蒙脱石和伊利石)、针铁矿、水锰矿、硼酸盐)与溶液间硼同位素分馏行为除了受p-T-pH影响外,矿物表面吸附引起的分馏效应十分显著。在中高温过程(蒙脱石伊利石化、富硼电气石和白云母矿物与热液流体,以及硅酸盐熔体与流体)中硼同位素分馏行为受到硼配位构型、化学成分以及物理化学条件的控制。随着硼同位素分馏机理研究的深入以及越来越完善的地质储库硼同位素端员特征表征,硼同位素地球化学指标可以灵敏示踪成矿物质来源、探究成矿作用与成因模式和重建成矿过程物理化学条件。目前矿床硼同位素地球化学研究的难点在于实现不同赋存相(如流体、矿物和熔体)中硼配位键合结构和硼同位素组成的精细化表征。     

Boron isotope variations in nature: a synthesis

The large relative mass difference between the two stable isotopes of boron, ¹⁰B and ¹¹B, and the high geochemical reactivity of boron lead to significant isotope fractionation by natural processes. Published ¹¹B values (relative to the NBS SRM-951 standard) span a wide range of 90. The lowest ¹¹B values around — 30 are reported for non-marine evaporite minerals and certain tourmalines. The most ¹¹B-enriched reservoir known to date are brines from Australian salt lakes and the Dead Sea of Israel with ¹¹B values up to +59. Dissolved boron in present-day seawater has a constant world-wide ¹¹B value of + 39.5. In this paper, available ¹¹B data of a variety of natural fluid and solid samples from different geological environments are compiled and some of the most relevant aspects, including possible tracer applications of boron-isotope geochemistry, are summarized.

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Résumé La grande différence relative de masse entre les isotopes stables du bore, ¹⁰B et ¹¹B, et la grande réactivité geochimique du bore ont pour conséquence un fractionnement isotopique naturel important. Les valeurs de ¹¹B publiées (par rapport au standard NBS SRM-951) varient de 90. Les valeurs de ¹¹B les plus basses (–30) correspondent aux evaporites non-marines et à certaines tourmalines. Le réservoir le plus enrichi en ¹¹B est représenté par les saumures des lacs salés d' Australie et par la Mer Morte en Israël, qui ont des valuers de ¹¹B allent jusqu'à + 59. L'eau de mer a une valeur de ¹¹B mondialement constante de + 39.5. Des valeurs de ¹¹B des solutions naturelles ainsi que des roches et minéraux de différentes origines, publiées jusqu'à présent, sont présentées ici. En outre quelques aspects importants concernant la géochimie des isotopes du bore y compris quelques applications sont exposés.

     

老挝龙湖矿区泥岩层B同位素地球化学初步研究——以ZK309为例

硼在自然界中分布较集中,平均丰度低,而且11B和10B之间质量差大,分馏效应显著,故B同位素的组成可以作为判定硼来源及沉积环境的有效指示剂和指相标志。文章对老挝龙湖钾盐矿区ZK309钻孔盐岩上覆泥岩层的B同位素地球化学及矿物学进行分析总结得出,其δ11B范围为7.44‰~11.62‰,均值8.96‰,明显介于海水的δ11B值(39.5‰)与陆相地下水的δ11B值(-3‰±5‰)之间;钻孔的矿物组成保存了一定的母岩特性,石英明显来自于陆源输入物;而石盐、硬石膏、石膏与残余卤水有关,推测在下盐段后期出现陆源淡水输入事件,使得后期盐岩层被淋滤,而泥岩层的δ11B值就是受淋滤后的残余卤水影响的结果,这也解释了蒸发岩沉积层序异常(钾石盐覆盖于光卤石之上)的沉积特征。     

云南兰坪盆地西缘脉状铜多金属矿床硫、铅同位素组成及成矿示踪

云南兰坪盆地西缘脉状铜多金属矿床主要赋存于由砂岩、粉砂岩和页岩组成的碎屑岩建造中.为了查明兰坪盆地西缘脉状铜多金属矿床成矿物质来源,对盆地西缘四个典型脉状铜多金属矿床(科登涧、连城、金满和水泄)的硫、铅同位素的组成进行了分析和对比研究.结果表明,这些矿床的铅同位素组成总体变化较小,且大部分落在盆地沉积地层铅范围内,金满、连城铜矿床可能有部分深源铅的加入.硫同位素特征表明,兰坪盆地西缘脉状铜多金属矿床的硫主要来源于地层硫酸盐的还原作用,其中金满铜矿床和连城铜钼多金属矿床可能有深源硫的混入.各矿床硫同位素不同的特点,除反映各矿床源区硫同位素组成的差异外,可能还与各矿床成矿时不同的物理化学条件(温度、氧逸度、pH 值和离子强度等)差异有关     

超高压变质作用不同阶段的流体变化：碧溪岭榴辉岩的氢、硼同位素分析

大别山碧溪岭榴辉岩中有三种含水矿物:多硅白云母、角闪石和黑云母,它们分别是超高压(UHP)阶段(即柯石英榴辉岩相阶段)或者石英榴辉岩相阶段、退变质后成合晶阶段和角闪岩相退变质阶段的产物,本文利用离子探针技术对它们进行了氢同位素和硼同位素的分析。三种矿物内部的同位素组成都是均一的,多硅白云母的δD为-105‰±9‰,δ~(11)B为-25.9‰±2.0‰;角闪石的δD为-100‰±9‰,δ~(11)B为-24.4‰±0.9‰;黑云母的δD为-65‰±4‰,δ~(11)B为-19.3‰±1.3‰。多硅白云母和角闪石的氢-硼同位素组成在误差范围内是相同的,而和黑云母则有明显的差别,这表明,从UHP阶段或者石英榴辉岩相阶段到随后的后成合晶阶段,变质流体是内部缓冲的,而在角闪岩相变质阶段,则有了外来流体的加入,这个流体是相对富集D和~(11)B的。碧溪岭榴辉岩矿物相对于其地壳原岩表现出低δ~(11)B的特征,说明俯冲过程中板块经历了强烈的脱硼。     

胶北荆山群张舍石墨矿碳同位素特征及其地质意义

中国的石墨矿床广泛发育于华北克拉通周边的孔兹岩系内,其碳质具有多来源特征,碳质的大量沉积集聚对古环境具有指示意义。文中总结前人同位素年代数据,将荆山群的形成时代限定在2.1~1.9 Ga,同时报道了胶北张舍矿区荆山群陡崖组石墨矿床的12件岩石样品主量元素数据、10件石墨δ13Cgrap数据、4件透辉石大理岩δ13Ccarb与δ18Ocarb数据和15个石墨晶体的拉曼光谱数据。8件片麻岩样品的δ13Cgrap为-21.7‰～-18.6‰,平均值(-20.5±0.9)‰,2件透辉石大理岩样品δ13Cgrap分别为-16.3‰和-19.3‰,均略高于全球有机质平均水平((-26±7)‰),4件透辉石大理岩样品的δ13Ccarb和δ18Ocarb值分别为-8.9‰~0.2‰和12.5‰~16.6‰。拉曼光谱谱峰数据计算出石墨经历的最高温度为700~800 ℃。碳同位素数据显示石墨碳质来源以有机质为主,主要为生物成因,并与无机碳混合,产生了均一化,导致碳同位素变重。高温变质作用以及流体的影响是石墨碳发生均一化的重要因素。古元古代生物成因石墨矿床的大量产出,伴随同时代的叠层石爆发、磷块岩沉积、海洋碳循环扰动等现象,指示了古元古代晚期具有很高的生物产率,并发生大规模的有机质埋藏。     

花岗岩主要造岩矿物间硼同位素分馏的初步研究

本文报道了南岭地区两个花岗岩(大东山和千里山)的全岩以及主要造岩矿物(黑云母、斜长石和石英)的硼含量和硼同位素组成。结果显示,黑云母含有最高的硼含量,斜长石次之,石英中的硼含量则非常低。花岗岩中的硼可能主要以晶格替换方式赋存在黑云母和斜长石中,而石英中的微量硼则来自其包裹的流体包裹体。同时,黑云母具有最低的硼同位素组成,斜长石次之,而石英则具有最高的硼同位素组成。本次研究首次发现花岗岩中的主要造岩矿物间存在着较大的硼同位素分馏:大东山花岗岩中黑云母与斜长石之间存在着-9.3‰的分馏,黑云母与石英之间存在-9.9‰的分馏;千里山花岗岩中黑云母与斜长石之间存在着-6.6‰的分馏,黑云母与石英之间存在着-10.2‰的硼同位素分馏。结合镜下观察和氧同位素研究发现,造成不同矿物间这一大的硼同位素分馏的原因很可能是岩浆后期的热液蚀变作用。综合以往所发表的研究数据,得到含四次配位硼为主的硅酸盐矿物与中酸性热液流体之间的硼同位素分馏方程:1000lnα硅酸盐-流体=-11.19×(103/T[K])+5.09,该分馏是由于硼的四次配位和三次配位之间的转换引起的。     

越南东北部佐田铅锌矿床硫化物S、Pb 同位素特征及其地质意义

越南东北部佐田（Cho Dien）铅锌矿床分布在北太省（Bac thai）西部则屯西北,属于华南褶皱系越北隆起区。为了探讨该矿床的成矿物质来源和成矿机制,对该矿床的矿石样品进行了S、Pb同位素组成分析。结果表明,5件样品的11种金属硫化物（闪锌矿、磁黄铁矿、方铅矿）的δ34S 值为4.1‰~6.8‰,平均值为5.51‰,极差为2.7‰,显示S同位素组成比较稳定,经计算热液的δ34S 值约为7‰。11种金属硫化物样品的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb变化范围分别为18.451~18.682、15.685~15.878、38.909~39.636,平均值分别为18.59855、15.78227和39.30773,矿石矿物[μ]值为9.36~9.98,平均值为9.80,[ω]值为39.04~42.63,平均值为40.79。Th/U值为3.92~4.13,平均值为4.03。结果表明,佐田铅锌矿床的硫主要来自沉积围岩及三叠纪的Phia Bioc杂岩,矿石铅主要来自上地壳物质,也有地幔物质的加入。综合上述成果及已有数据认为,佐田铅锌矿是在特提斯成矿域早三叠世碰撞环境下形成的,板块碰撞过程中形成的Phia Bioc花岗岩体为矿床的形成提供了一定的物质基础,属热液型矿床。     

越南东北部佐田铅锌矿床硫化物S、Pb同位素特征及其地质意义

越南东北部佐田(Cho Dien)铅锌矿床分布在北太省(Bac thai)西部则屯西北,属于华南褶皱系越北隆起区。为了探讨该矿床的成矿物质来源和成矿机制,对该矿床的矿石样品进行了S、Pb同位素组成分析。结果表明,5件样品的11种金属硫化物(闪锌矿、磁黄铁矿、方铅矿)的δ34S值为4.1‰~6.8‰,平均值为5.51‰,极差为2.7‰,显示S同位素组成比较稳定,经计算热液的δ34S值约为7‰。11种金属硫化物样品的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb变化范围分别为18.451~18.682、15.685~15.878、38.909~39.636,平均值分别为18.59855、15.78227和39.30773,矿石矿物μ值为9.36~9.98,平均值为9.80,ω值为39.04~42.63,平均值为40.79。Th/U值为3.92~4.13,平均值为4.03。结果表明,佐田铅锌矿床的硫主要来自沉积围岩及三叠纪的Phia Bioc杂岩,矿石铅主要来自上地壳物质,也有地幔物质的加入。综合上述成果及已有数据认为,佐田铅锌矿是在特提斯成矿域早三叠世碰撞环境下形成的,板块碰撞过程中形成的Phia Bioc花岗岩体为矿床的形成提供了一定的物质基础,属热液型矿床。     

CCSD岩芯中部分石英脉的氦、氩同位素初步研究

对中国大陆科学钻探(CCSD)1700m-2300m岩芯中部分超高压变质岩中的石英脉进行了氦、氩同位素组成的初步研究,结果显示石英脉的3He／4He比值为0．37×10-6-0．98×10-6,40Ar／36Ar为498-3260,4He／40Ar为0．17-2．12, 3He／36Ar为0．81×10-4-39．38×10-4。分析结果与前人对大别-苏鲁的榴辉岩全岩和单矿物的氦、氩同位素分析结果相一致,在He-Ar相关图解上均位于地壳和地幔氦、氩同位素组成的过渡部位,表明石英脉的成矿流体中不仅有壳源稀有气体,还有幔源稀有气体。石英脉是榴辉岩的早期退变质脉,它不仅可以继承围岩超高压变质岩的氢氧稳定同位素特征,还可以继承并保存围岩的稀有气体同位素特征。     

内蒙古羊场钼铜矿床硫同位素组成及其地质意义

内蒙古西拉沐伦钼矿带羊场钼铜多金属矿床位于中亚-蒙古巨型造山带东段。矿体主要产于燕山晚期中粗粒黑云母二长花岗岩体中,矿体与岩体关系密切。矿石类型包括石英脉型和角砾岩型两类,矿石中金属矿物主要有辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿。14件金属硫化物硫同位素δ34S值变化范围集中于-1.664‰~1.293‰,平均0.516‰,极差较小,具岩浆硫特征。相对单钼矿床,羊场钼铜矿床硫化物组成更为丰富,硫同位素更接近于0‰,主要受深源岩浆制约。