地幔流体的稳定同位素地球化学综述

总结了２０年来国内外学者对地幔流体研究的成果和认识。主要包括地幔流体的性质和组成;地幔流体中同位素的含量、组成和赋存形式;同位素分馏和地幔脱气等作用对地幔组分的影响等。在不同地区和不同构造环境条件的地幔流体中,各种组分含量和同位素组成变化可经很大,从一个侧面指示地幔组分的不均一性,反映了不同地幔物质的形式历程不同或来自不同的地幔源区。此外,还讨论了目前存在的几个疑点。     

东胜铀矿流体包裹体同位素组成与成矿流体来源研究

东胜铀矿与典型的层间氧化带砂岩型铀矿床特征明显不同。矿物流体包裹体分析表明东胜铀矿成矿流体温度主要为150～160℃。流体包裹体的3He/4He值为0.02～1.00R/Ra,是地壳比值的5～40倍,其40Ar/36Ar同位素比值高达584～1243,明显偏离大气氩的同位素组成(40Ar/36Ar=295.5)。流体包裹体的δ18OH2O在-3.0‰～-8.75‰之间,δD在-55.8‰～-71.3‰之间,具有大气降水与岩浆水混合流体的特点。铀矿底板高岭石δ18OH2O为6.1‰,δD为-77‰,具有岩浆水的特点。铀矿方解石脉的δ13CV-PDB为-8.0‰,δ18OH2O为5.76‰,显示出地幔来源的特征。东胜铀矿成矿流体He-Ar同位素和碳、氢和氧同位素组成特征一致表明,成矿流体具有地壳与深部混合流体的特征。结合区域地质分析认为,侏罗—白垩纪鄂尔多斯盆地北部隆起区大面积分布的富铀变质岩和花岗岩遭受风化剥蚀,被大气降水搬运到当时地貌较低的东胜地区沉积。中生代鄂尔多斯盆地构造热事件和岩浆活动,促使地下深部流体和浅部油气沿断裂带和活化的裂隙上涌,充注到含铀碎屑砂岩中,为铀的活化和成矿作用提供了重要的能量。     

成矿流体的流体包裹体同位素示踪探讨

流体包裹体中流体的同位素组成,广泛应用在推测流体来源及确定流体成矿年龄方面。由于流体包裹体一般是多成因及多期的,在用流体同位素研究成矿流体时,需要注意到注流体包裹体的捕获是否与成矿同期。本文主要以Ｒｂ－Ｓｒ同位素为例探计了流体包裹体包裹体同位素在成矿流体来源及确定成矿年代方面的意义。     

豫西地区金矿的氧,铅,碳同位素特征与成矿流体

通过对豫西众多金矿床的氧，铅，碳同位素的研究，认为豫西金矿的成矿流体是一种在长期地质演化过程中形成的广泛均一化的深部地壳流体。成矿作用乃是深部流体由下向上运移与由上向下渗透的大气降水相遇，混合，从而引起流体物化条件快速变化，导致金等成矿物质沉淀。     

辽宁青城子铅锌矿成矿流体特征和成矿物质来源示踪

青城子铅锌矿地处辽东-吉南裂谷带西端,是中国东北地区著名的铅锌矿床,其成矿作用复杂。为了深入揭示该矿床的成矿流体特征和成矿物质来源,本文在对青城子铅锌矿床(喜鹊沟、甸南、本山)地质特征研究的基础上,开展了流体包裹体测温和激光拉曼成分分析,H、O、C、S、Pb同位素分析,并进行了多元同位素体系的综合示踪。青城子铅锌矿床发育富液相包裹体,局部发育H_2O-CO_2三相包裹体。成矿温度范围大,是多阶段成矿作用发展演化的反映(至少两期成矿),成矿温度主要在190℃~310℃之间,应属中温成矿,成矿流体为中温低盐度的水盐流体。激光拉曼成分特征,成矿流体总体属于含CH_4的H_2O-CO_2-NaCl体系,属于还原性流体,具有深源的特征。氢氧同位素结果显示,成矿热液主要来源于岩浆水和大气降水。硫同位素特征表明,矿体中的硫可能主要来自海水硫酸盐的还原。碳氧同位素特征表明,成矿物质可能起源于地层,后期发生岩浆热液改造。铅同位素结果表明,矿石中铅是地层与岩浆岩的混合源铅。     

深部流体及其与成矿成藏关系研究现状

深部流体(地幔流体)及其成岩成矿作用的研究是当今地质科学研究的前沿领域，最近几年这方面的研究进展较快。文章比较详细地讨论了地幔流体的组成、地幔流体中碳氧、氢氧和稀有气体同位素特征、地幔流体类型和运移形式，以及地幔流体活动的构造背景，并对地幔流体与金属矿床、油气田盆地等成矿成藏作用关系的研究现状进行了介绍。     

石英流体包裹体大气氩示踪初探

60年代中期,Craig首先应用H、O同位素地球化学示踪技术,论证Salton湖地热含矿卤水(可达300℃以上)与红海深海槽含矿热卤水(约60℃),分别和当地地表水与红海海水有成因联系。此后,对热液矿床成矿流体的H、O同位素研究,不仅证实了大气降水、海水热液成矿作用的广泛存在,提出既有高W/R(水/岩)比值体系,也有低W/R比值体系,而且对水—岩体系岩石H、O同位素组成研究后,发现了一批与大气降水成矿作用有关的低~(18)O蚀变岩石。     

奥林匹克坝热液流体的来源：流体包裹体和稳定同位素的初步研究

根据包裹体和稳定同位素对奥林匹克坝热液流体的温度，成分和来源进行了研究，早期的磁铁矿、黄铁矿和菱铁矿组合是在近４００℃条件下，从高δ＾１８Ｏ含量５的流体中沉淀出来，相反，赤铁矿及含矿角砾岩则是在较低的温度条件，以低δ＾１８Ｏ含量在流体中形成。     

粤北大宝山多金属矿床成矿流体的He-Ar-Pb-S同位素示踪

大宝山多金属矿床是粤北地区典型的巨厚型及细脉带型矿化的多金属硫化物矿床.层状和脉状黄铁矿的氦氩同位素表明:3He/4He的R/Ra值为0.60～4.13,40Ar/86Ar=327～411,反映该成矿流体是大气饱和水(海水)与地幔流体混合作用的结果.铅和硫同位素都揭示了层状(块状)和脉状矿体可能来自不同时期的成矿流体.其中层状矿体为泥盆纪海底火山喷发沉积作用所致,脉状矿体可能来自燕山期岩浆热液充填叠加形成,古大陆碎屑物质和部分有机质的还原对后期成矿流体具有较大的影响作用.     

地球内部流体研究的若干关键问题

流体在地球演化历程中扮演着十分重要的角色，地球流体控制着地球系统的质量和能量的再分配。对流体地质作用的研究涉及地球的各个圈层，各具特征，又相互联系、制约，构成了一个完整的地球流体学科研究体系。对地质流体的研究，最引人注目的一个重要领域莫过于对地球气体的研究。“固体”地球含有丰富的气体。近年来，对各类地球气体进行了大量的研究，涉及众多的研究领域，包括：大气和水圈的成因和演化、地球内部状态及动力学过程、地震机理和预报、火山喷气作用、油气和其它矿产资源勘探及全球环境演变等。本文所涉及的主要研究成果包括：（１）稀有气体同位素地球化学研究；（２）岩浆活动与火山活动的气体地球化学研究；（３）现代构造活动与地震的气体地球化学研究；（４）幔源岩包体及玄武岩的气体地球化学研究。     

云南哀牢山伟晶岩流体来源研究

云南哀牢山的变质岩、混合岩、伟晶岩及石英脉中包裹体的化学成分及碳、氢、氧同位素进行研究表明 ,伟晶岩流体成分有水、二氧化碳、一氧化碳、有机物等 ,且与变质流体同源。水主要来源于古海水和大气降水 ,有机质来源于沉积岩中生物质 ;二氧化碳多数来源于碳酸盐岩 ,少数来源于有机质的氧化分解。这些流体受构造运动的驱动而活化迁移 ,成为成矿物质的搬运介质 ,参与了对岩石的改造 ,是本区伟晶岩流体的重要来源。     

伊朗Kashan区块库姆组含烃流体来源的地球化学示踪

通过对Kashan区块上库姆组碳酸盐围岩与裂缝或晶洞充填方解石的^87Sr／^86Sr,δ^18O和δ^13C对比研究,确定含烃流体的可能来源。裂缝或晶洞充填方解石的^87Sr／^86Sr,δ^18O／‰（PDB）和δ^18O／‰（PDB）分别为：0．7074～0．7087,-12．7～-6．214和0．630～1．883。方解石的。^87Sr／^86Sr,δ^18O特征和流体包裹体较高的均一温度（120℃～217℃）,说明舍烃流体为来自休罗系Shemshak组的贫锶贫氧流体（^87Sr／^86Sr=0．7074,δ^18OPDB=-12．17‰）、富锶富氧流体（^87Sr／^86Sr=0．7087,δ^18OPDB=-6．214‰）及这两种流体混合形成的混合流体。     

安徽冬瓜山叠生式层状铜矿热液改造型流体研究

研究证实冬瓜山叠生式层状铜矿液改造型流体包裹体的均一温度介于224℃-478℃之间，盐度介于3．20％－43．9％之间，呈双峰式分布；硬石膏与石炭系海水硫酸盐δ^34S相当，矿石黄铁矿和石英闪长岩黄铁矿中δ^34S比较接近岩浆中的硫；表明冬瓜山叠生式层状铜矿床既有沉积特征，又有热液改造的特征，且后者在铜矿富集成矿过程中占主导地位。碳同位素研究表明：矿区地层和矿体中方解石脉的δ^13C，矿石中的δ^13C和矿体石英脉中的碳主要来源于沉积碳酸盐，但经过一系列的地质作用，使得方解石脉中的δ^13C减少的速率明显的比围岩快。石英脉的δ^18OSMOW介于0.937%-1.390%之间，δDSMOW介于-5.500%--7.290%之间，说明流体中的氧，氢同位素接近岩浆水。因此热液改造型流体主要来自岩浆。     

陕西咸阳地热田地热流体成因研究

陕西咸阳地热田位于关中盆地腹地,横跨两个不同的基底构造和岩性单元,南北分界线为渭北断裂。研究区地热水的水化学类型主要是Cl—Na型,渭北断裂北侧的水比南侧的水相对更成熟。氢氧同位素证据表明咸阳市区和武功县城的地热水来自于秦岭山区大气降水的补给;地热水γ(Na~+)/γ(Cl~-)均大于0.85,阳离子交换指数位于-0.42～5.93之间,脱硫酸系数均大于1,推断研究区的地热水主要形成于溶滤作用,其中武功地区的热储层较封闭,可能存在沉积水;惰性气体同位素n(~3He)/n(~4He)—n(~4He)/n(~(20)Ne)表明流体循环仅发生在地壳深度内,没有幔源物质的补给。     

变质流体作用的元素地球化学研究

变质流体作用是变质岩－流体体系的重要地质作用过程，可以通过有效的地质地球化学方法揭示，综述了变质流体作用的地球化学研究进展，主要包括：流体包裹体，同位素和元素地球化学等方面，强调了元素地球化学研究对于示踪变质流体作用过程的重要性。     

黔东南锦屏平秋金矿床成矿流体来源研究

锦屏平秋金矿产出有层间石英脉型和构造蚀变岩型2种金矿类型,分别受新元古界青白口系番召组地层和层间滑脱断层或切层断层所控制,是黔东南极具代表性的金矿床之一。矿山目前开采的是层间石英脉型金矿,本文以该类型金矿作为研究对象,采集并挑选出矿石中的成矿期石英和共生毒砂,通过石英矿物O同位素、流体包裹体H同位素以及毒砂流体包裹体He、Ar同位素分析,对成矿流体来源进行研究。结果显示,石英矿物δ18O为17.2‰~17.7‰、流体δD为-66‰~-62‰,采用流体包裹体均一温度平均值和矿物-水的O同位素平衡方程计算获得成矿流体的δ18OH2O为7.17‰~7.67‰,显示成矿流体水来源于变质水;毒砂流体包裹体3He/4He为0.0483×10-6~0.1087×10-6、40Ar/36Ar为1046.3~6929.3,计算获得的R/Ra为0.0345~0.0776、4He/40Ar为4.4148~7.1754,表明平秋金矿床成矿流体中稀有气体来源于地壳。通过H-O和He-Ar同位素研究,本文认为锦屏平秋金矿床成矿流体起源于变质流体,很可能来源于赋矿番召组浅变质围岩。     

湖南芙蓉锡矿田流体包裹体的He同位素组成及成矿流体来源示踪

芙蓉锡矿田位于湖南省骑田岭花岗岩体的南部, 是一个新近发现的超大型锡矿田.与以往所研究的与S型花岗岩有关的锡矿床明显不同, 这个矿田在时空上都与骑田岭A型花岗岩密切相关.该矿田矿石硫化物流体包裹体的3He/4He测定值为0.14-2.95 Ra, 低于地幔的3He/4He值(6-7 Ra), 且高于地壳的3He/4He值(0.01-0.05 Ra).这表明芙蓉锡矿田成矿流体中的He具壳幔两端元混合的特点.该区一致的硫、锶及其他证据也都表明, 深部地幔物质确实参与了该区锡的成矿.骑田岭岩体属造山期后张性环境下形成的A型花岗岩类.芙蓉锡矿田就产在骑田岭岩体的内外接触带或岩体中, 其主成矿期与骑田岭岩体的形成时间相当吻合, 且两者均具壳幔两端元混合成因的特征, 所以其形成地球动力学背景可能均与中生代华南岩石圈的拉张、伸展作用密切相关.      

成矿流体演化与成矿物理化学

成矿流体是富含挥发分 (CO2 、CH4等 )是具有较高含盐度的特殊地质流体。本文讨论了在流体演化过程中挥发分的来源 ,指出主要来自水岩作用、有机质分解及地幔去气和岩浆 ;碱金属及卤素同样具有多来源的性质 ,以海水、含盐系淋滤、建造水为主要来源 ,含盐系重熔可以形成富含碱金属的成矿流体。流体演化过程中氢氧同位素、硫同位素的分馏主要与温度、水岩比值或硫源丰度有关。一个重要的结论是 ,成矿流体的形成主要与地质作用有关 ,而流体来源是次要的。海底热水流体的地球化学特征以高δ3 4 S值、中稀土富集及正铕异常为特征。本文总结了热水流体成矿物理化学条件 ,指出水热流体物相点 :1) 10 80℃ ,7.5× 10 8Pa水溶液与硅酸岩熔浆分熔点 ;2 )水溶液的第二个临界点是气水溶液的超临界点 (374.15℃ ,2 .2 1× 10 7Pa) ;3)水溶液的沸点 (≥ 10 0℃ ,≥ 1× 10 5Pa) ;4)水溶液的冰点 (≤ 0℃ ,1× 10 5Pa) ;5 )H2 O CO2 体系的不混溶温度点 (2 6 6℃ ,2 .15×10 8Pa[1 3 ] 等是重要的成矿相变点。     

稀有气体同位素示踪成矿古流体研究进展

稀有气体(特别是He、Ar)是一种研究成矿古流体来源的灵敏示踪剂。地球不同圈层的稀有气体同位素具有不同的特征同位素比值。测试样品流体包裹体中的稀有气体同位素值,从测试值中排除掉包裹体形成后各种后生过程对流体初始同位素组成的影响。把得到的结果与前人研究总结的特征值进行比较分析,可以示踪成矿流体来源,从而探讨各种矿床的成矿机制与成矿作用。归纳了近年来用稀有气体同位素来示踪成矿流体的研究进展,概括了其在不同类型矿床中的应用现状,并指出当前该方法存在的问题及发展趋势。