稀有气体同位素地球化学应用前景

稀有气体有4个源区,包括大气、地下水、地壳和地幔;其中地幔稀有气体又可分为上地幔和下地幔2个源区。不同源区的稀有气体在同位素组成上截然不同,因而可以利用稀有气体同位素进行有关地质和地球化学过程的示踪。稀有气体同位素组成不仅对查明成矿流体的性质和来源及矿床成因具有重要作用,而且还可以为正确理解大规模成矿作用的地球动力学背景和全面弄清大型一超大型矿集区的时空分布规律提供重要线索。     

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。     

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。     

西藏多不杂铜矿床成矿流体来源探讨:来自氦氩碳氢氧同位素的证据

近年来西藏地质找矿工作取得了重大突破,多不杂铜矿床的发现使得多龙矿集区在地质界里家喻户晓。前人对该矿床的成矿流体做了大量的研究工作,但在成矿流体来源认识上存在着三种不同的看法,这也从侧面反映了多不杂铜矿床的成矿作用具有复杂性。稀有气体同位素长期以来多用于示踪陨石成因、大洋岩石圈地幔演化等方面的研究,成矿热液中的碳、氢、氧同位素组成及变化特征常用于分析流体性质及来源等。在此基础上,本次研究补充分析了成矿流体的氦氩同位素组成和碳氢氧同位素组成,指出了前人在多不杂铜矿床成因机制认识中存在的问题,解释了含矿母岩具有壳幔混染特征的原因,并认为该矿床的成矿流体主要来源于地幔,成矿动力主要来自深部地质过程,矿床的形成与地幔流体作用有关。     

金顶超大型铅锌矿床中的地幔流体现实踪迹与壳幔混染叠加成矿机制

通过对金顶超大型铅锌矿床的砂岩型矿石和角砾岩型矿石较为系统的岩相学、电子探针、扫描电镜和能谱分析,初步揭示了黑色不透明物质为赋载成矿物质的主体,其本质为不均匀混溶硫化物和硅酸盐的碳酸盐熔浆快速冷凝的超显微隐晶固体,是地幔流体作用的现实微观踪迹。结合矿石矿物铅同位素组成的壳幔混染渐变特点及流体包裹体稀有气体同位素组成的壳幔混合特征进行的综合研究表明,与富碱岩浆成岩成矿背景相关的地幔流体自身携带成矿物质沿深大断裂向上运移并以交代蚀变引发壳幔混染叠加的方式参与地壳中的成矿作用,这是形成金顶超大型铅锌矿床的重要地球化学机制。     

大兴安岭南段敖仑花斑岩钼(铜)矿床成矿流体来源与成矿作用:稳定同位素C、H、O、S和放射性Pb同位素约束

基于稳定同位素C、H、O、S和放射性Pb同位素的测试和分析,对大兴安岭南段敖仑花斑岩钼(铜)矿床成矿流体的来源进行了示踪,探讨了流体演化与成矿作用过程。新的稳定同位素数据显示:敖仑花矿床成矿热液具有混合来源性质;脉石矿物石英中流体的C、H、O同位素和矿石硫化物的S同位素组成指示成矿络合剂主要来自地幔,同时在热液期经历了地壳流体参与的过程;辉钼矿中放射性成因的Pb同位素组成表明,成矿物质(Mo)主要来自造山带物质,部分来自深部幔源。根据H、O同位素组成变化和已有流体包裹体资料,认为敖仑花矿床早、中阶段两次矿化的成矿机制不同:早阶段金属矿化主要与岩浆水和大气降水的流体混合有关,而中阶段大规模成矿作用主要是由流体沸腾所致。综合区域地质演化认为:敖仑花矿床是大兴安岭南段在晚侏罗世—早白垩世时期演化为弧后伸展背景、陆内造山带物质重新活化、壳幔岩浆-热液相互作用的产物,同时暗示壳幔作用强烈的地区利于内生金属矿床成矿。     

地幔流体参与铀成矿作用的研究进展——以粤北花岗岩型铀矿矿集区为例

地幔流体与铀成矿作用问题,首先关注的是地幔是否也是铀源,并且成矿流体是否具有幔源性质。研究结果表明,地幔流体参与了大型铀矿床的成矿作用,它可以是铀源,也可以是直接成矿的流体。发生地幔流体成矿作用的构造环境是拉张构造区和深大断裂区,因而其具有幔源岩浆发育、成矿物质幔源性、形成大型矿床或矿集区、特定的稳定同位素组成范围等特征。粤北铀矿集区具有相似的构造环境和成矿特征,笔者为此提出几点建议。     

稀有气体同位素地球化学在矿床学研究中的应用进展

稀有气体因其化学惰性以及在不同来源地质体中的同位素组成差异很大,在研究成矿流体来源、演化和壳-幔相互作用过程中具有非常重要的意义。另外,由于~4He、⁴⁰Ar是放射成因子体同位素,具有年代积累效应,因此,它们常被用于同位素测年。本文简要回顾了流体包裹体中稀有气体同位素的后生影响和样品、分析方法选择注意事项,以及近年来稀有气体同位素在成矿流体示踪,⁴⁰K-⁴⁰Ar、⁴⁰Ar-39Ar定年及(U-Th)/He定年方面的研究进展。已有研究证实流体包裹体中的稀有气体可能受后期扩散丢失、后生叠加和同位素分馏的影响,要根据目的选择不同的分析方法;稀有气体同位素可以示踪不同类型矿床的流体来源、演化及壳-幔相互作用、稀有气体同位素与卤素联合运用可以用来指示流体和盐度来源、演化过程以及矿物沉淀机制等,~3He/热的研究可以追溯流体的热源及其运移方式;流体包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar可以用于矿床直接定年,表生含钾矿物的⁴⁰K-⁴⁰Ar、⁴⁰Ar-³⁹Ar定年以及锆石、磷灰石和铁氧化物(U-Th)/He定年可为矿床及氧化带的形成时间、矿床形成后的抬升、剥露历史、古气候演化等重大地质问题讨论提供大量有意义的信息。     

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。     

新疆彩霞山铅锌矿床硫、碳、氢、氧同位素地球化学

文章通过对彩霞山铅锌矿床硫、碳、氢、氧同位素的研究,探讨了矿床成矿流体来源及演化,揭示了成矿作用过程中的某些重要信息.初步认为矿石中的硫主要来自同化了海水硫酸盐的岩浆硫,同时有少量生物还原硫参与;碳、氧同位素组成指示碳来源于壳幔混合.成矿流体以建造水为主,早期有岩浆水参与.     

青海东昆仑哈陇休玛钼多金属矿床成矿流体特征及成矿模式

哈陇休玛钼多金属矿床是东昆仑成矿带东段目前仅有的中型斑岩型矿床。为了查明其成矿流体性质及成矿物质来源,构建矿床成矿模式,本文进行了详细的流体包裹体和H-O-S同位素研究。流体包裹体显微测温显示,哈陇休玛矿床发育气液两相和含CO₂三相两种类型包裹体,成矿流体呈现中高温(集中于280～340℃)、高盐度(w(NaCl),集中于6.00%～18.00%)和中等密度(集中于0.64～0.92 g/cm³)特点,成矿深度为2.4～4.1 km,形成于中浅成环境。H-O同位素显示,成矿流体具有岩浆水和大气降水混合的特征,但主体以岩浆水为主;S同位素显示,成矿物质主要来自于深部岩浆。结合区域构造演化认为,哈陇休玛矿床成矿模式为印支晚期东昆仑地区发生强烈壳幔混合作用,形成富含成矿元素的混合岩浆,含矿流体在随混合岩浆上升的过程中发生流体沸腾,并与大气降水混合冷却,导致成矿物理化学条件发生变化,促使成矿物质沉淀成矿。     

Numerical Modelling of Ore-forming Dynamics of Fractal Dispersive Fluid Systems

Based on an analysis of the fractal structures and mass transport mechanism of typical shear-fluid-ore formation system, the fractal dispersion theory of the fluid system was used in the dynamic study of the ore formation system. The model of point-source diffusive illuviation of the shear-fluid-ore formation system was constructed, and the numerical simulation of dynamics of the ore formation system was finished. The result shows that: (1) The metallogenic system have nested fractal structure. Different fractal dimension values in different systems show unbalance and inhomogeneity of ore-forming processes in the geohistory. It is an important parameter to symbolize the process of remobilization and accumulation of ore-forming materials. Also it can indicate the dynamics of the metallogenic system quantitatively to some extent. (2) In essence, the fractal dispersive ore-forming dynamics is a combination of multi-processes dominated by fluid dynamics and supplemented by molecule dispersion in fluids and     

铜陵狮子山铜金矿田成矿流体成分及稳定同位素地球化学

Shizishan ore-field is a nonferrous and noble metal ore-field which is most rich in copper and gold.There are many types of fluid inclusions in minerals of the deposits.The homogeneous temperatures and the salinities of the fluid inclusions in main mineralization stages have wide ranges,while the different types of the fluid inclusions existed together and their homogeneous temperatures are almost identical in the same mineralization stage,which indicates that the ore-forming process has great relation with the fluid boiling.The gas and liquid chemical compositions and the carbon,hydrogen and oxygen isotopic compositions of the fluid inclusions show that the ore-forming fluids of copper-gold deposits have the same characteristics and evolution tendency,which reflects that the ore-forming material mainly came from the magmatism.The stratigraphic component and the meteoric water may mix in ore- forming fluids in the later mineralization stages.Furthermore,with the fall of the ore-forming temperature the ratios of water and rock decreased.The characteristics of chemical composition and carbon isotopic composition of fluid inclusions indicate that CH4 may play an important role for separating copper and gold in the ore-forming process.     

Geological characteristics and origin of the Hadamengou gold deposit in Inner Mongolia,China

The Hadamengou gold deposit is located in the western segment of the northern margin of the North China Craton (NCC). It is hosted by Archean metamorphic rocks of the Wulashan Group. The main ore types include gold-bearing quartz vein type, gold-bearing quartz-potassic feldspar vein type, and gold-bearing altered rock type. Gold mineralization is closely related to K-feldspathization. Hydrogen and oxygen isotope data indicate that ore-forming fluids were dominated by magmatic water mixed with minor meteoric water. Sulfur and lead isotope data indicate that metallogenic materials were mainly supplied by the magmatic and Archean Wulashan Group. The gold mineralization was mainly formed during the Early Indosinian tectonic movement, which drove ore-forming fluids to the favorable depositional environment. The northern margin of the NCC is a prospective area for gold exploration. Gold deposits hosted by or related to alkaline intrusions have become one of the most important mineral exploration targets in northern China.     

Isotope Geochemistry of the Xinchang -Yongjia Silver (Lead-Zinc)Ore Belt in Eastern Zhejiang Province

In the Xinchang-Yongjia silver (lead-zinc) ore belt, there mainly occur the large to medium-sized Haoshi, Bamao, Dalingkou and Wubu silver deposits or silver-bearing lead-zinc deposits. On the basis of researches on these typical deposits, the mechanism of leaching-drawing mineralization of Mesozoic geothermal water and the related model are put forward in this paper in the light of the time interval between rock and formation ages as well as hydrogen, oxygen, sulphur and lead isotope geochemical characteristics. The major metallogenic process occurred in volcanic rock layers. The ore-forming fluids are geothermal water coming from meteoric water and circulating at shallow layers. This geothermal water leached and absorbed ore-forming materials from its country rocks during its flowing (such metallogenic elements as silver, lead-zinc and sulphur mainly came from consolidated volcanic rocks), leading to the formation of meso - epithermal silver deposits.     

川西甘孜-理塘缝合带阿加隆洼金矿床地质特征及成因探讨

本文基于区域地质背景和矿床地质特征,通过元素地球化学、流体包裹体地球化学及同位素地球化学研究,探讨了甘孜-理塘缝合带阿加隆洼金矿床的成矿物质和成矿流体来源,以及成矿物理化学条件。阿加隆洼金矿赋存于日则-萨马隆洼深大断裂的喜山期次级阿加隆洼剪切破碎带中,赋矿围岩是上三叠统瓦能蛇绿岩组。矿石矿物以毒砂和含砷黄铁矿为主,呈微细浸染状分布;脉石矿物有石英、碳酸盐矿物、绢云母等,矿化元素组合为Au、As、Sb、W、B、Hg。矿石和围岩稀土配分曲线一致,矿石和围岩硫化物硫铅同位素组成一致(δ34S=-13.249‰～-8.091‰,铅同位素组成靠近Zartman图解的上地壳增长曲线),表明成矿物质来自围岩。矿化期石英与方解石中仅发育单相和两相水溶液包裹体(H2O含量91.80mol%～97.63mol%),成矿流体低温(Th=120～215℃)、低盐度(0.18%～6.16%NaCleqv)、低CO2含量(2.015mol%～7.297mol%),包裹体捕获压力小(2.21～19.62bar),成矿流体具弱还原性(还原参数为0.087～0.230),氢同位素组成(δD)为-124.243‰～-114.968‰,氧同位素组成(δ18O水)为-0.36‰～1.91‰,变化范围窄,这些不仅指示成矿流体为浅部循环后的大气降水,还反映了成矿时的物理化学条件。矿石矿物组合、流体包裹体均一温度与成分以及矿石的元素与同位素特征都显示阿加隆洼矿床为一类卡林型金矿,成矿时代可能为新生代。     

东昆仑祁漫塔格成矿带矿床类型、时空分布及多金属成矿作用

基于笔者近几年对东昆仑祁漫塔格地区的野外调查和室内岩矿测试分析研究,综合论述了祁漫塔格成矿带的成矿地质背景、多金属矿床的主要类型、基本特征、时空分布和成矿作用特点。该区金属成矿元素组合复杂,矿床类型多样,矿种以F e、Cu、Pb、Zn、M o、W、Sn、A u为主,矿床类型主要有矽卡岩型、斑岩型、沉积-改造型和高温热液型等。探讨了祁漫塔格地区多金属矿床的成岩成矿时代、成矿物质和成矿流体来源,以及成矿地球动力学背景。提出中—晚三叠世和早古生代晚期是本区重要的成矿时期;形成于中—晚三叠世的斑岩型和矽卡岩型矿床金属成矿物质主要来源于岩浆和含碳酸盐岩地层,成矿流体主要来源于岩浆水,两者系同一构造岩浆活动在不同阶段、不同深度和不同部位发生成矿作用的产物。     

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。     

贵州滥木厂金汞铊矿床地质地球化学特征及其地质意义北大核心CSCD

黔西南滥木厂矿床是世界上罕见的汞(大型)-铊(大型)-金(小型)多金属矿床,具有独特的成矿元素分带现象。本文通过系统研究滥木厂矿床金、汞-铊、汞、铊矿石及围岩样品的主量、微量及稀土元素地球化学特征,对比分析不同类型矿化的成矿环境,以探讨成矿元素共生分离机制。研究表明,相对于滥木厂矿床的围岩样品,同岩性的各类矿化岩石的SiO_(2)含量显著增加,CaO和MgO含量之和明显降低,表明成矿过程中伴随广泛的硅化和去碳酸盐化作用,K_(2)O-Al_(2)O_(3)投图表明区内存在显著的高岭石化作用。各类矿石与围岩均显示Au、As、Sb、Hg、T1和轻稀土富集特征,且具有相似的稀土配分模式;但成矿元素分布于不同的特征因子中,并表现出富集程度的差异,表明成矿物质继承了原岩的部分地球化学特征,在成矿过程中发生了分离。Y/Ho比值在金矿石中普遍高于28,在其它矿化类型岩石中均低于28,反映金成矿热液富含氟络合物,汞和铊成矿热液以碳酸氢根的络合物为主。各类矿石通常具有Ce正异常,铊、汞-铊和金矿石普遍显示Eu正异常,汞矿石呈现轻微的Eu负异常,表明成矿环境处于相对氧化的状态,并具氧化还原波动性。综合元素地球化学特征与收集的碳、氢、氧、硫、铅同位素成果,认为滥木厂矿床金、汞、铊矿化的成矿物质及成矿流体具有多源性,各类矿化在温度、氧逸度、酸碱性及配合物类型等方面的差异可能是成矿元素产生分异的重要原因。