巴尔哲碱性花岗岩中的熔体和熔体-流体包裹体: 岩浆-热液过渡的信息

熔体包裹体由被封存在矿物中的原始岩浆组成,有效的保存了有关其主矿物形成时周围岩浆介质的物理化学信息,是研究岩浆演化和成矿作用的原始样品。本文以内蒙古巴尔哲超大型稀有稀土金属矿床中伟晶岩壳和石英斑晶中的熔体包裹体和流体-熔体包裹体为研究对象,使用高温热台和激光拉曼进行分析。结果显示熔体包裹体的熔融温度在750~1027℃之间(平均为916℃),熔体-流体包裹体的均一温度在475~650℃之间(平均为562℃),而包裹体内的硅酸盐矿物和稀土矿物的存在表明巴尔哲岩体的岩浆-热液演化及其对稀有稀土矿化的制约。     

岩浆熔体包裹体研究进展

近现代对于熔体包裹体的研究已经有50余年,但它们在反映岩浆系统特征方面的价值是直至最近10~15年间才逐渐被火山学家、岩石学家和包裹体学者所意识到。熔体包裹体的研究结果之所以难以被接受主要有以下几个因素:1)缺乏可靠的分析技术;2)熔体包裹体捕获后会发生一系列的变化;3)包裹体中熔体存在不均匀的现象;4)较高的均一温度,很难测定。但随着分析方法的改进和熔体包裹体的系统研究,学者们逐渐确定了熔体包裹体在解开岩浆系统复杂性方面的实用性,可以这么说"熔体包裹体的研究正值当年"。例如:现代的研究提供了岩浆中溶解和出溶的挥发分含量的不可否认的证据,并且从熔体包裹体中得到的气相、盐类卤水和岩浆不混溶信息证明岩浆的相分离远比从结晶相图中推论得到的要复杂得多;包裹体岩相学已详细地描绘了熔体包裹体捕获之后经历的特定变化——结晶,挥发分的扩散,气相出溶,以及泄露等。因此,如果有细致的包裹体岩相学的观察以及精确的测试分析,那么,从熔体包裹体中得到的成分数据是有用且可靠的。     

岩浆 热液过渡型矿床的若干特征

摘　 要　 在内生成矿作用中成矿流体有 3 种:岩浆、 热液和岩浆 热液过渡性流体。 从地质研 究、 矿物包裹体、 成矿实验 3 个方面简介了岩浆 热液过渡型矿床研究的进展。 指出岩浆 热 液过渡性流体有 2种形成方式:一是在岩浆结晶过程中挥发分不断集中而形成, 另一是由熔 离作用所形成。 并从矿体与岩浆岩的关系、 矿体与围岩的关系、 矿石的结构构造、 围岩蚀变、 分带现象、 矿物包裹体 6 个方面总结了岩浆 热液过渡型矿床的特征。     

西藏邦铺斑岩钼铜矿床岩浆-热液流体演化: 流体包裹体研究

邦铺矿床产于西藏冈底斯成矿带东段,是一个与二长花岗斑岩-闪长(玢)岩侵入体有关的斑岩型钼铜矿床。在前人的研究基础上,本文依据矿物组合、脉体穿切关系的不同,划分了3个成矿阶段:成矿前阶段、主成矿阶段以及成矿后阶段。根据气液充填度的不同以及是否含有子矿物,流体包裹体可分为5类:B15、B20H、B35、B60和B80。成矿流体从早到晚具有规律性演化特征:成矿前阶段发育B20H、B35、B60和B80包裹体,均一温度(243～421℃)变化范围较大,盐度集中在1.4～15.4wt%和34.3～48.3wt%,密度为0.62～1.25g.cm-3;主成矿阶段发育典型的沸腾包裹体组合(B20H与B60、B80共存),均一温度为240～423℃,盐度集中在1.7～16.5wt%和32.2～47.5wt%,密度为0.55～1.12g.cm-3;成矿后阶段发育B15、B35包裹体,均一温度(119～301℃)和盐度(0.9～9.7wt%)较低,密度为0.59～0.92g.cm-3。成矿压力分别为～120Mpa、34～85Mpa、20～58Mpa。激光拉曼探针分析结果表明液相成分主要为H2O,气相成分含CO2。流体包裹体研究结果表明,在>5km的古深度,岩浆房发生出溶。在约2km的古深度岩浆流体曾发生减压沸腾和不混溶作用,主成矿阶段的压力波动可能是邦铺矿床Mo、Cu在此阶段沉淀的原因。随着裂隙进一步扩大,流体氧逸度不断提高,该阶段也有少量Mo矿化的产生。     

金刚石中岩浆熔融包裹体

在我国数颗金刚石中发现了罕见的岩浆熔融包裹体.包裹体物质由球粒和基体组成,球粒主要为Fe质球、Si-Fe质球和Si-Fe-Mg质球,基体成分为Si-Al-K质、Si-Mg-Fe质和Si-Fe-Ca质等.不同金刚石中包裹体成分变化较大,推测包裹体（球体和基体）是经熔离作用的岩浆熔体在温度下降、氧逸度很低和淬火作用条件下形成的.金刚石的结晶可能与火山喷发作用有关.     

华南花岗岩岩浆期后热液与铀成矿热液的初步对比

以华南两个复式岩体中的中生代（主要是燕山期）花岗岩为例,通过对石英中原生流体包裹体类型、分布特征、均一温度、盐度、压力、形成深度的确定,结构包裹体成分分析,并与华南部分铀矿床成矿流体进行对比,认为高温高压、低ＣＯ２和ＨＣＯ３＾－,低ｆｏ２,是制约华南含铀花岗岩体在成岩过程中分异出的岩浆流体不能活化自身携带的铀,而形成与花岗岩侵入同期铀矿的主要原因。     

湘南骑田岭芙蓉锡矿田流体包裹体特征和成分

芙蓉矿田流体包裹体研究表明,从成岩到主成矿阶段的有关矿物中,以富含CO2包裹体和出现大量高盐度包裹体为特征.从成矿作用早期到主成矿期直至成矿期后无矿石英脉,其均一温度由290~560℃逐渐降至230~450℃(主成矿期),无矿石英脉仅为150~220℃;其盐度w(NaCl)相应由47%~67%逐渐降至10%~57%,最后为4%~6%.似伟晶岩石英、矽卡岩的透辉石中群体包裹体的气、液相成分研究表明,成矿流体的主要成分是H2O(w(H2O)=66.34%~71.54%)和CO2(w(CO2)=28.33%~33.5%),其CO2含量比大脉型W,Sn矿床中的CO2含量高出一个数量级,同时远远高于大厂锡石-硫化物型锡矿床中的CO2含量;溶液中的阳离子主要是Na+,其次是K,Na+/K+=16;阴离子中Cl-很高,其Cl-/H2O比值较大脉型W,Sn矿床高一个数量级以上,但与大厂锡石-硫化物型锡矿床中的Cl-/H2O比值较接近.似伟晶岩石英、矽卡岩的透辉石和锡石-硫化物石英中单个包裹体的激光拉曼光谱分析同样表明,其成矿流体主要是H2O,其次是CO2,液相中x(H2O)= 66.9%~89.1%, x(CO2)=8.1%~15.5%.     

流体不混溶性和流体包裹体

大多数流体包裹体是捕获于均匀体系,但有一部分包裹体捕获自非均匀体系(不混溶体系)。在自然界存在着许多不混溶的过程,这包括基性岩浆和酸性岩浆之间,岩浆与热液,岩浆与CO2,盐水溶液与CO2等。液体的不混溶性对于成矿作用十分重要,这方面有3个典型的例子,第一个是金矿的成矿作用与NaCl-H2O-CO2体系流体的不混溶有着重大的关系;第二个例子是斑岩铜矿;第三个例子是伟晶岩,发现在伟晶岩演化和成矿作用中存在着岩浆和热液的不混溶作用。实际上不混溶的大部分证据是从流体包裹体的研究中获得的。现在的问题是如何来确定哪些包裹体是从不混溶过程中捕获的。这种捕获于不混溶过程中的流体包裹体怎么来确定他的Th和成分。这种捕获于不混溶过程中的流体包裹体怎么与"卡脖子""拉伸作用"中捕获的包裹体和捕获自均匀体系的流体包裹体相区分。     

新疆阿尔泰吉伯特铁矿床包裹体特征研究

吉伯特铁矿是新疆阿勒泰地区产于泥盆纪海相火山岩中的小型矿床。本文对吉伯特铁矿床的包裹体开展了研究,识别了熔体包裹体、熔体-流体包裹体以及富晶体的流体包裹体,并对其进行了初步的显微测温、激光拉曼光谱和电子探针等研究。熔体包裹体中含有富Si玻璃质、贫Si富Fe熔体、石英、萤石、方解石、磁铁矿等多种成分,它们分别组成不同的包裹体组合。熔体包裹体、熔体-流体包裹体和流体包裹体的存在表明它们被捕获时是一种熔体与流体共存的不混溶状态,这充分说明了吉伯特铁矿床的形成与岩浆熔体、岩浆-热液过渡性流体有直接的成因联系。吉伯特铁矿床中Fe的矿化是一个熔体相逐渐减少,流体相逐渐增加的连续演化过程,它受岩浆作用、岩浆-热液过渡性流体以及矽卡岩作用的共同制约。     

胶东地区岩浆热液型金矿成矿流体演化与成矿预测

胶东地区岩浆热液型金矿的成矿作用不是一次完成的，成矿作用的多阶段活动不仅表现在矿石结构构造上，包裹体观测表明，在同一包体片中，甚至在同一石英颗粒上经常见有不同类型的原生包裹体。这表明成矿作用过程中深部上升的富含CO2热液与断裂内原地水频繁发生混合作用，即成矿流体是多次脉动式注入的。脉动式叠加矿化的找矿意义是成矿场的垂向迁移。即早期金矿化倾向于分布在浅部，随着时间的推移，成矿温度下降，在矿场向深部迁移，矿化深度增加。因此剖面上存在多个矿化富集段，富集段与贫化段相同分布。     

Immiscibility between silicate magmas and aqueous fluids: a melt inclusion pursuit into the magmatic-hydrothermal transition in the Omsukchan Granite (NE Russia)

Exsolution (unmixing) of the volatile element-rich phases from cooling and crystallising silicate magmas is critical for element transport from the Earth’s interior into the atmosphere, hydrosphere, crustal hydrothermal systems, and the formation of orthomagmatic ore deposits. Unmixing is an inherently fugitive phenomenon and melt inclusions (droplets of melt trapped by minerals) provide robust evidence of this process. In this study, melt inclusions in phenocrystic and miarolitic quartz were studied to better understand immiscibility in the final stages of cooling of, and volatile exsolution from, granitic magmas, using the tin-bearing Omsukchan Granite (NE Russia) as an example.

Primary magmatic inclusions in quartz phenocrysts demonstrate the coexistence of silicate melt and magma-derived Cl-rich fluids (brine and vapour), and emulsions of these, during crystallisation of the granite magma. Microthermometric experiments, in conjunction with PIXE and other analytical techniques, disclose extreme heterogeneity in the composition of the non-silicate phases, even in fluid globules within the same silicate melt inclusion. We suggest that the observed variability is a consequence of strong chemical heterogeneity in the residual silicate-melt/brine/vapour system on a local scale, owing to crystallisation, immiscibility and failure of individual phases to re-equilibrate. The possible evolution of non-silicate volatile magmatic phases into more typical “hydrothermal” chloride solutions was examined using inclusions in quartz from associated miarolitic cavities.     

芙蓉锡矿田骑田岭花岗岩黑云母矿物化学组成及其对锡成矿的指示意义

芙蓉锡矿田骑田岭复式岩体主要由早阶段角闪石黑云母花岗岩和晚阶段黑云母花岗岩组成.电子探针分析结果表明角闪石黑云母花岗岩中的黑云母属于铁黑云母,黑云母花岗岩中的黑云母属于铁叶云母.相对于黑云母花岗岩,角闪石黑云母花岗岩中黑云母的MgO、TiO2含量偏高,Al2O3含量偏低.矿物化学研究结果显示,角闪石黑云母花岗岩中黑云母的结晶温度、氧逸度(logfO2)分别为680℃～740℃、-16.00～-15.31,黑云母花岗岩中黑云母的结晶温度、氧逸度分别为530℃～650℃、-19.20～-17.50.从角闪石黑云母花岗岩到黑云母花岗岩,岩浆结晶温度和氧逸度逐渐降低.与花岗岩有关的共存流体性质的研究发现,与角闪石黑云母花岗岩共存的热液流体log(fH2O/fHF)fluid,log(fH2O/fHCl)fluid,log(fHF/fHCl)fiuid值分别为4.22～4.39,2.78～3.24,-1.82～-1.73,而与黑云母花岗岩共存的热液流体log(fH2O/fHF)fluid,log(fH2OfHCl)fluid,log(fHF/fHCl)fluid值分别为3.27～3.53,2.85～3.22,-0.75～-0.22,可见与两种岩石类型共存热液流体的性质存在明显差异,且热液中Cl、Sn含量变化与岩浆结晶分异指数呈正相关关系.骑田岭岩体从角闪石黑云母花岗岩到黑云母花岗岩,随着岩浆的演化.岩浆结晶期后分异出的热液流体向富Cl和Sn方向演化.芙蓉锡矿田的成矿流体应主要来源于黑云母花岗岩岩浆结晶期后分异出的岩浆热液.     

Os同位素在花岗岩物质来源示踪中的初步研究:以湖南骑田岭岩体为例

Re-Os同位素在基性-超基性岩物质来源示踪方面已得到较广泛应用,但在酸性岩方面尚属少见.与其它同位素体系不同,Re、Os均为高亲铁元素,在岩浆分异演化过程中,Re属于中等不相容元素,Os属于强相容元素,地壳和地幔两端员Os同位素组成差别较大,因此,Re-Os同位素是研究花岗岩中是否存在幔源物质贡献的灵敏示踪剂.通过采自湖南骑田岭复式岩体三个阶段15件花岗岩全岩样品Re-Os同位素的分析,这些样品中Re、Os含量极低(Re含量0.0053 ～0.4539 ng/g,Os含量0.0011～0.0328 ng/g),Os同位素初始比值为0.3543 ～1.728,波动较大,显示骑田岭岩体成岩物质具有壳幔混合来源的特征.其中,早阶段与新田岭钨成矿关系密切的中粗粒似斑状角闪石黑云母花岗岩中壳源物质贡献更多一些,而晚阶段与芙蓉锡矿关系密切的细粒黑云母花岗岩幔源物质相对更多一些.Re-Os同位素的研究,不仅能够为花岗岩物质来源与成因机制的研究提供新的手段,而且,对于获取南岭重点矿集区深部成矿的地球化学信息、探索南岭矿集区壳幔相互作用过程以及幔源岩浆在不同类型矿化花岗岩形成过程中的作用也具有重要意义.     

Fluid inclusion characteristics of hematite-bearing quartz vein from the Daenam mine, Republic of Korea

The Daenam mine, which produced over 9250 tons of iron oxide ore from 1958 to 1962, is situated in the Early Cretaceous Yeongyang subbasin of the Gyeongsang basin. It consists of two lens-shaped, hematite-bearing quartz veins that occur along faults in Cretaceous leucocratic granite. The hematite-bearing quartz veins are mainly composed of massive and euhedral quartz and hematite with minor amounts of pyrite, pyrrhotite, mica, feldspar and chlorite.Fluid inclusions in quartz can be divided into three main types: CO₂-rich, CO₂–H₂O, and H₂O-rich. Hydrothermal fluids related to the formation of hematite are composed of either H₂O–CO₂–NaCl ± CH₄ (homogenization temperature: 262–455 °C, salinity <7 eq. wt.% NaCl) or H₂O–NaCl (homogenization temperature: 182–266 °C, and salinity <5.1 eq. wt.% NaCl), both of which evolved by mixing with deeply circulating meteoric water. Hematite from the quartz veins in the Daenam mine was mainly deposited by unmixing of H₂O–CO₂–NaCl ± CH₄ fluids with loss of the CO₂ + CH₄ vapor phase and mixing with downward percolating meteoric water providing oxidizing conditions.     

Fluid–rock interaction in the Qitianling granite and associated tin deposits, South China: Evidence from boron and oxygen isotopes

The behavior of boron and its isotopes in fluid-dominant processes and hydrothermal alteration of granites is examined using fresh and altered granite samples from the Qitianling granite and associated hydrothermal tin deposits in South China. Boron concentrations are highest in the fresh granite (37 ppm) and depleted as a result of two stages of fluid mobility and fluid–rock interaction within the granite. Constraints provided both by δ¹¹B and δ¹⁸O data suggest that the first stage was related to exsolution of aqueous fluids from the granite magma at a temperature of > 450 °C. This was followed by further boron depletion in the granite by hydrothermal circulation of meteoric water at lower temperatures (~ 350 °C) and low water/rock ratios. The sensitivity of coupled boron and oxygen isotope systematics to these processes suggests that they can provide valuable constraints on of fluid mobility in granite and associated mineralization.     

Fluid and melt inclusion evidence for the origin of idiomorphic quartz crystals in topaz-bearing granite from the Salmi batholith, Karelia, Russia

Idiomorphic quartz crystals in topaz-bearing granite from the Salmi batholith contain primary inclusions of silicate melt and abundant mostly secondary aqueous fluid inclusions. Microthermometric measurements on melt inclusions give estimates for the granite solidus and liquidus of 640–680°C and 770–830°C, respectively. Using published solubility models for H₂O in granitic melts and the obtained solidus/liquidus temperatures from melt inclusions, the initial water concentration of the magma is deduced to have been approximately 3 wt.% and the minimum pressure about 2 kbar. At this initial stage, volatile-undersaturation conditions of magma were assumed. These results indicate that the idiomorphic quartz crystals are magmatic in origin and thus real phenocrysts. During subsolidus cooling and fracturing of the granite, several generations of aqueous fluid inclusions were trapped into the quartz phenocrysts. The H₂O inclusions have salinities and densities of 1–41 wt.% NaCl eq. and 0.53–1.18 g/cm³, respectively.     

矽卡岩岩浆对中国北方某些矽卡岩型矿床形成的制约——来自包裹体激光拉曼分析证据

本文将报道中国北方主要矽卡岩型矿床矿物熔融包裹体和流体-熔融包裹体的激光拉曼分析结果。研究目的是确认这些矿化矽卡岩矿物是否含熔融包裹体和流体-熔融包裹体,获取有关它们相态特征和相组成以及它们的分布状况(是局部的、偶然性的,还是广泛的)的信息。文章对邯邢铁矿、蒙库铁矿和杨家杖子钼矿等9个矿床12块标本中石榴石、辉石和方解石或白云石中23个包裹体进行了共聚焦激光拉曼光谱仪分析。拉曼分析结果表明,所研究的矽卡岩矿物均含熔融包裹体和/或流体-熔融包裹体,它们是岩浆矽卡岩的直接证据。结合本文激光拉曼分析结果、地质背景和其他地区岩浆矽卡岩矿物包裹体测温学研究,对所研究矽卡岩的形成机制和岩浆矽卡岩对中国北方某些矽卡岩型矿床的制约进行了讨论。认为含有熔融包裹体和/或流体-熔融包裹体的矿化矽卡岩系岩浆成因,其分布范围广泛,规模不小。中国北方某些矽卡岩型矿床的时空分布和规模受控于该地区分布的岩浆矽卡岩。希望本文有助于拓宽矽卡岩型矿床成矿规律研究和深部找矿勘探的思路。     

滇西昌宁-孟连古特提斯闭合的岩浆活动响应——来自临沧岩体南段花岗岩的地质地球化学证据

临沧花岗岩岩体(简称临沧岩体)是滇西澜沧江地区南段出露面积最大的复式岩基,也是特提斯构造域的重要组成单元,其岩石类型主要为黑云母二长花岗岩。锆石样品得出的定年结果为225.1±6.1 Ma,表明这些花岗岩类侵位于晚三叠世。临沧花岗岩的K2O/Na2O值大于1,铝饱和指数A/CNK=1.05~1.95属高钾钙碱性过铝-强过铝质S型花岗岩。岩石总体上富集轻稀土元素((La/Yb)N=6.06~21.01),亏损重稀土元素,并显示出明显的负Eu异常(δEu=0.20~0.38)。岩石地球化学特征指示,临沧花岗岩应为昌宁-孟连古特提斯封闭过程的产物原岩为中下地壳贫粘土的变质砂岩和变质泥岩,其Pearce构造判别图解中的同碰撞属性是对古特提斯封闭及保山-思茅地块碰撞的响应。     

青海赛什塘铜矿床流体包裹体研究

对青海赛什塘铜矿床内与成矿有关的矽卡岩中石榴子石、透辉石及硫化物石英脉中流体包裹体的岩相学、显微测温学和显微激光拉曼光谱分析等的研究结果表明,流体包裹体有富液相、富气相和含子矿物多相包裹体3种类型;早期矽卡岩阶段均一温度436～562℃,盐度为34 wt ％～45wt％NaCl eqv.,代表了高温、高盐度岩浆流体;退变质阶段均一温度322～419℃,盐度为15wt ％～39 wt％NaCl eqv.;硫化物阶段均一温度235～366℃,盐度5wt％～36wt％NaCl eqv..激光拉曼光谱分析结果表明,包裹体中气相成分以CH4、H2S、CO2和H2O为主.成矿流体属于中高温、高盐度的NaCl-H2O-CO2-CH4体系,在290～360℃之间发生了强烈的流体沸腾作用,导致大量的金属硫化物沉淀,成矿流体的沸腾作用是导致铜矿床形成的重要因素.