黔西南灰家堡金矿田热液方解石稀土元素与C-O-Sr同位素地球化学特征

为探讨灰家堡金矿田矿化剂和成矿物质来源,系统开展了热液方解石的稀土元素和C-O-Sr同位素研究。结果表明,热液方解石的稀土元素具有"上凸型"配分模式,低的(La/Sm)N值(0.003~0.580),较高的(Gd/Yb)_N值(1.21~15.73),Eu正异常,显示成矿流体的壳源特征;产于龙潭组(P3l)的矿体中的方解石δ13CPDB为-9.3‰~1.7‰(均值为-3.93‰);产于构造蚀变体(SBT)的矿体中的方解石δ¹³CPDB为-7.8‰~3.3‰(均值为1.04‰),C-O同位素组成介于地幔碳酸岩与海相碳酸盐岩之间,在δ¹³CPDB-δ¹⁸OSMOW图解上呈近水平分布,与矿体全岩及围岩碳同位素组成相似,表明成矿流体的C可能具有多来源特征。成矿流体与围岩之间的水-岩反应并未改变矿石的碳、氧同位素组成,流体-岩石相互作用不是导致热液方解石沉淀的主要机制,而更可能与CO₂的脱气作用有关;方解石的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值接近碳酸盐岩围岩、明显高于幔源物质的平均值,表明成矿热液中的Sr可能主要来自碳酸盐岩围岩。     

滇西北衙金矿方解石的碳氧同位素特征及其成因

北衙金矿床是金沙江-哀牢山富碱侵入岩带上迄今发现的与富碱侵入岩有关的最重要的金矿床.方解石是北衙金矿体中的主要脉石矿物,其形成与金矿化关系密切.本文在划分方解石期次基础上,定量模拟了北衙金矿方解石的碳、氧同位素成因模式.该模式暗示:北衙金矿方解石为碳酸盐蚀变(重结晶)成因,与Ⅱ期方解石形成有关的主成矿期流体的C、O同位素组成分别为δ13C=-5.5‰,δ18 O=10.5‰,具典型的岩浆流体特征;而与Ⅲ期方解石形成有关的晚期流体的C、O同位素组成相对较低,分别为δ13C=-12‰,δ18 O=7‰,说明部分地加入了大气降水.     

康家湾铅锌矿床方解石的稀土元素和碳-氧同位素地球化学特征

湖南康家湾铅锌矿床是水口山铅锌矿田的重要组成部分,是一个发现较晚、埋深较深的隐伏矿床。作者对该矿2种不同产状的方解石进行了稀土元素和碳-氧同位素研究。研究表明,该矿与黄铁矿、铅锌矿共生的团块状方解石的稀土元素含量较低(4.11×10~(-6)~38.09×10~(-6)),并表现出LREE富集型的配分模式。胶结方铅矿和闪锌矿的脉状方解石,其稀土元素含量更低(1.52×10~(-6)~5.57×10~(-6)),大体表现出MREE富集型的配分模式,轻稀土略微亏损。2类方解石野外产状不同,稀土元素含量差别明显,REE配分模式也不同,暗示其成矿流体性质不同,流体来源也可能不同。这2类方解石的C、O同位素组成亦存在明显差别,脉状方解石的δ~(13)C低于块状方解石,但其δ~(18)O明显大于后者。理论模拟结果表明,该矿方解石的形成是流体沸腾CO_2去气和温度降低造成的,此外大气降水的加入也起到一定的作用。团块状方解石成矿流体的可溶性碳以HCO-3为主,其δ~(13)C、δ~(18)O值分别为-4‰和5‰,是混入了45%左右大气降水的岩浆热液。脉状方解石的成矿流体是来源不同的岩浆热液且混入约10%的大气降水,其可溶性碳以H_2CO_3为主,δ~(13)C、δ~(18)O值分别为-6‰和5‰。     

江苏观山高硫型铜铅金矿床稳定同位素地球化学和成因意义

江苏观山铜铅金矿是典型的高硫型浅成低温热液矿床。本文通过对观山铜铅金矿床氢、氧、碳、硫同位素组成的研究,探讨成矿溶液中水、碳、硫的来源以及成矿溶液的演化。同位素测定显示石英流体包裹体水的δD=-90‰～-70‰,δ18O水=-8.9‰～-1.1‰;热液方解石流体包裹体水的δD=-90‰～-81‰,δ18O水=0.1‰～2.3‰。氢氧同位素组成说明成矿流体主要为与围岩进行过水岩反应的循环大气降水,不排除有少量岩浆水的加入。黄铁矿与黄铜矿矿石的δ34SV-CDT=5.8‰～9.9‰,平均值为7.6‰,表明该矿成矿过程中的S很可能是沉积岩来源的硫与岩浆岩来源硫的混合。矿床中可见较多的重晶石等硫酸盐矿物,这种高价态硫的矿物的存在显示其成矿溶液具有富集34S的特征,加上成矿过程中流体的沸腾导致H2S等气体大量逸出和残余岩浆流体富集34S,使得沉淀的黄铁矿、黄铜矿等硫化物同样具有富集34S的特征;热液方解石碳同位素δ13C方解石=-4.1‰～6.1‰,平均为δ13C方解石=1.3‰,显示其中的C主要来源于流体对流循环过程中对基底岩石中碳酸盐地层的溶解。     

白云鄂博赋矿白云岩与微晶丘和碳酸岩墙的碳氧同位素对比研究

本文通过方解石和白云石的碳和氧同位素分析,对比研究了白云鄂博赋矿白云岩、黑脑包微晶丘、北京西山微晶丘、宽沟北正常沉积灰岩和白云鄂博碳酸岩墙,从而探讨了赋矿白云岩的成因及其与超大型Fe-Nb-REE矿床的成因关系。结果为:①黑脑包腮林忽洞群顶部微晶丘和北京西山寒武系顶部微晶丘碳酸盐的δ~(13)C值都在0±2‰左右,δ~(18)O值为18.3‰～25.1‰,均具有典型海相沉积碳酸盐岩的特点;②白云鄂博东矿采场δ~(13)C值为-7.9‰～-1.1‰,δ~(18)O值为9.1‰～20.9‰;矿区东西两端δ~(13)C值-7.9‰～-0.6‰,δ~(18)O值8.6‰～25.7‰;均介于地幔流体与典型沉积碳酸盐岩之间。部分赋矿白云岩样品中白云石与方解石之间的碳氧同位素分馏△~(13)C和△~(18)O值均小于0‰,表明其受到过次生蚀变作用,低δ~(18)O值白云石样品所对应的负△~(18)O值反映了地幔镁质流体对沉积碳酸盐岩的强烈交代作用;③矿区—富稀土碳酸岩墙的δ~(13)C值为-7.2‰～-4.7‰,δ~(18)O价值为11.9‰～16.4‰,表明其碳酸岩岩浆并非原始地幔来源,而可能与俯冲板块携带的沉积碳酸盐岩与地幔流体在深部的高温混合熔融有关。碳酸岩墙中白云石与方解石之间的碳和氧同位素分馏均小于0‰,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,至少其中之一为     

河南舞阳经山寺铁矿床C-O-Si同位素成矿物质来源示踪

河南经山寺铁矿位于华北板块南缘,矿体形态为似层状、透镜状,铁建造以条带状铁矿石为主,含有少量的块状矿石,其顶底板围岩及矿体夹层主要为太华群铁山庙组大理岩。为探讨矿床成矿物质来源,对铁矿床进行碳、氧、硅同位素特征进行分析和研究,研究结果表明,矿化样品方解石的碳、氧同位素组成为δ13CV-PDB=-5.2‰~-1.4‰,δ18OV-SMOW=8.5‰~16.9‰,围岩大理岩样品方解石的碳、氧同位素组成为δ13CV-PDB=-1.0‰~1.6‰,δ18OV-SMOW=20.3‰~23.4‰,说明在成矿流体与围岩发生了水-岩反应,且流体与围岩发生了同位素交换,碳同位素组成主要由海相沉积碳酸盐岩经溶解作用提供的,且受中低温蚀变作用的影响,δ18OH2O组成值变化范围较大,指示热液体系可能为岩浆水和海水的混合热液。石英辉石磁铁矿矿石中石英的硅同位素组成为δ30SiNBS-28=-1.9‰~-0.4‰,围岩浅粒岩中硅同位素组成为δ30SiNBS-28=0‰,表明条带状铁建造中硅质来源于火山喷气作用,在变质成矿作用过程中硅同位素发生了动力学分馏作用,条带状铁建造中硅质沉淀造成δ30Si显示负值,综合分析认为,经山寺铁矿应属前寒武纪海底火山-沉积环境中热水化学沉积产物。     

老挝帕奔金矿床同位素地球化学特征

对矿床热液成矿期含金方解石中H、O、C稳定同位素测定,探讨主成矿期成矿流体和成矿物质来源,为深入研究帕奔金矿成矿机制、成矿作用提供了新的地球化学资料。含金方解石碳氧同位素~(13)C_(V-PDB)值分布在-4.5‰~-5.2‰之间,~(18)O_(V-SMOW)值分布于20.0‰~20.8‰之间,含金的方解石矿物来源为流体与二叠纪海相碳酸盐岩相互作用产物;含金方解石矿物中包裹体水的δD值在-49‰~-92‰之间,δ~(18)O-H_2O的范围为8.32‰~13.42‰,成矿流体来源与岩浆活动存在密切关系。     

青海玉树多彩地玛铅锌矿C-O、S同位素组成及成矿物质来源分析

多彩地玛铅锌矿位于青藏高原东北缘的青海玉树地区,夹持于西金乌兰-金沙江缝合带与班公湖-怒江缝合带之间,属于"三江"北段铜铅锌银多金属成矿带。结合区域地质调查及研究现状,对矿区围岩碳酸盐岩和两期热液方解石脉开展了C-O同位素组成分析,对硫化物矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析。结果表明:赋矿围岩中方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值范围分别为-1.6‰~+3.0‰和+21.2‰~+27.6‰,属于正常海相碳酸盐岩沉积,C和O来自海水;方解石脉体的δ~(13)C和δ~(18)O的值范围分别为-1.5‰~+2.1‰和+15.2‰~+20.3‰,C来自海相碳酸盐岩的溶解作用,~(18)O因热液蚀变碳酸盐岩在水/岩反应中同位素交换作用的影响而明显亏损;硫酸盐重晶石的δ~(34)S值范围为+12.3‰~+15.7‰,硫化物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿的δ~(34)S值范围为-8.2‰~+5.7‰,峰值为-2.0‰~-3.0‰,反映了总体富轻硫的特征,硫源主要为盆地热卤水萃取地层蒸发岩中硫酸盐,并通过有机质热分解反应还原为低价硫分馏而得到;硫化物较宽的δ~(34)S变化范围反映了成矿物质在盆地内流体活动期间与不同地层单元发生相互作用,盆地内富有机质地层中沉积或生物成因S也有可能为成矿提供了部分硫源。     

白云鄂博富稀土元素碳酸岩墙的 碳和氧同位素特征

重点解剖了一条距白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床东矿北东方向2 k m、切割白云鄂 博群H1及H3岩性段的细粒方解石碳酸岩岩墙的碳和氧同位素地球化学特征。结果表明,碳酸 岩的碳同位素组成变化范围较小(δ13C值为－6.6‰ ～ －4.6‰),与正常地幔碳δ 13C值－5±2‰一致;而氧同位素组成变化范围较大(δ18O值为11.9‰～17.7‰ ),显著高于地幔的δ18O值5.7±1.0‰,表明碳酸岩浆在结晶过程中或之后曾与 低 温热液流体发生了同位素交换。碳酸岩墙中白云石与方解石之间的碳和氧同位素分馏均小于 0‰,处于不平衡状态,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,白云石可能 为次生成因的。     

云南白秧坪银铜多金属矿集区碳氧同位素组成及其意义

为探讨兰坪盆地内白秧坪银铜多金属矿集区水_岩反应的可能性 ,对矿集区的热液矿物、蚀变岩石和原岩的碳、氧同位素组成进行了分析。分析结果显示 ,热液成矿阶段形成的方解石、菱铁矿、菱锶矿的δ13 CPDB 值为-8.3‰～ + 2 .7‰ ,相对变化较小 ;而δ18OSMOW 值为 -2 .5‰～ + 2 4.3‰ ,变化较大 ,且出现了自然界中少见的极低值(± 0‰ )。水岩交换模拟反应显示 ,在成矿早阶段 ,成矿流体的δ13 C和δ18O值分别为 -7‰和 + 7‰ ,与岩浆水组成特征相似 ,它是一种具有深源CO2 的热卤水。在此流体中 ,可溶性碳以HCO-3 为主 ,方解石等热液矿物的形成温度为3 0 0～ 160℃ ,水岩交换比值较小 (0～ 0 .4)。在成矿晚阶段 ,成矿流体的δ13 C和δ18O值分别为 -2 .5‰和 -12 .5‰ ,可溶性碳以H2 CO3 为主 ,方解石等形成温度为 2 50～ 150℃ ,水岩交换比值稍大 (0 .2～ 0 .6) ,显示出晚阶段成矿流体具有大气降水的特征。δ13 C值的增加 ,很可能与降温作用和灰岩的溶解或去碳酸盐化作用有关     

同位素示踪技术在地质研究中的某些应用

文中介绍了同位素示踪技术的基本原理,回顾了利用氢氧同位素示踪成矿溶液来源,研究水岩反应所取得的重要成果和最新进展;提出水岩相互作用是一个连续的演化过程,可分三个阶段,不同阶段的交换温度、水／岩比及体系的平衡、封闭情况是不一样的。以太古宙条带状硅铁建造为例,介绍了硅同位素示踪技术的新进展,证明了太古宙条带状硅铁建造为海底喷气成因,条带状构造与海底热液的周期性喷发有关。文中还介绍了氦同位素在示踪幔源组份方面的最新进展,指出我国东部油气区天然气中的氦、氩、二氧化碳等有相当一部分来自地幔;根据太平洋中部多金属结核的氦同位素组成和分布特征,提出成矿物质主要来源于海底热液活动,结核的一个圈层可能代表了一次大的海底热液活动。     

广西大厂锡多金属矿床硅质岩和层状矿体氧硅同位素研究

作者对大厂地区泥盆纪地层中的不同成历的硅质岩进行了系统的硅氧同位素研究。其中一种是与矿化无关的浅海放射虫硅质岩，其硅质来自海水的溶解硅，表现出低的负δ30Si值和变化较大的δ18O值；另一种岩石可能属海底喷气成因，表现出你的负δ30Si值和均一的δ18O值，与硫化物成矿作用有密切关系。     

滇黔交界地区玄武岩铜矿同位素地球化学特征

对滇黔交界地区玄武岩铜矿进行了同位素地球化学示踪。铜矿石中沥青艿δ^13CPDB为-33.1‰～-30.9‰，炭质δ^13CPDB为-23.2‰～-20.2‰；方解石的δ^13CPDB一般为-13.5‰～-19.4‰，δ^13CPDB一般为19.0‰～23.5‰；石英流体包裹体水泐为-69‰～-89‰，δ^18O石英SMOW为15.7‰～17.4‰，与其平衡的流体的δ^18O水SMOW为2.2‰～3.9‰；各种矿物的铅同位素组成一般为^206Pb/^204 17.855～18.923，^207Pb/^204 Pb 15.503～15.694，^208Pb/^204Pb 38.293～39.036；辉铜矿δ^34SCDT为19.2‰和20.7‰。这些特征综合显示峨眉山玄武岩铜矿的成矿作用与盆地流体的对流循环及从玄武岩中萃取成矿物质有关，有机质对成矿流体的还原和对成矿物质的吸附作用可能是成矿的重要机制。     

早寒武纪小壳化石的地球化学研究

寒武纪是生命的开端，化石则是生命开始的直接证据，因寒武纪地层对揭示生命的成因具有重大意义，多年来寒武纪地层是众多学科领域关注的热点。对寒武纪的研究，在古生物学方面，已经取得了很好的进展；但是对于这些生物所赖以生存的环境的研究还仅停留在定性阶段，仅限于利用环境指标反应环境的变化。而且，经过成岩作用过程，沉积岩可能已经改变了与海洋所达成的化学平衡。Longinelli等（1973）提出了利用沉积磷酸盐与水的氧同位素平衡的方法计算沉积阶段的古水温，这一温度计为利用小壳化石壳同位素组成计算古水温提供可能。但是，这种可能变成现实的前提条件是：小壳化石的磷酸盐壳质是原生的。小壳化石在存在于寒武纪底部白云岩层，在华南分布广泛。采样点位于云南省会泽县大海乡乡村公路旁。化石形体上呈圆锥型，具有坚硬的磷酸钙壳体，体腔常被石英充填。化石含量高的地层可富集成矿，例如贵州织金磷矿属于这种矿床类型。经过磷酸的浸泡，化石壳饰已被破坏，扫描电镜下呈现不规则的溶蚀坑。偏光镜下化石的横截面上可以看到石英填充物晶形完好。对采集样品进行了元素及同位素地球化学分析，分析结果表明，小壳化石的磷酸盐部分比碳酸盐部分含有更高的REE；Mn/Sr 按 SSF2＜FB＜SSF1＜DH－23 递增，体现了小壳化石中的磷酸盐部分后期成岩作用的影响最小，其可能能够反应古海水特征。小壳化石与颗粒磷的磷酸根氧同位素δ18Ophos在误差范围内是一致的，根据公式 Longinelli 等（1973）计算出来的古海洋温度为28.4～29.4℃。化石中的碳酸盐部分与基质白云岩在碳同位素δ13Ccarb上基本一致。另外，本项研究首次采用硅同位素方法探讨小壳化石中的石英的来源，结果表明化石与基质石英的Si同位素相当［（－0.6＋0.1）‰］，体现了热液特征，与寒武纪底部硅质岩硅同位素特征 0.4‰～1.4‰ 完全不同。化石的磷酸盐成分（SSF）与颗粒状磷矿（FB）成分具有较低的 Mn/Sr比值（0.12，0.23），壳体的碳酸盐成分的 Mn/Sr比值为8.5，基质白云岩 Mn/Sr比值高达200。小壳化石与颗粒状磷矿的磷酸盐氧同位素相近［（16.8＋0.2）‰］，高于相近磷块岩地层（13.3‰～15.9‰）。成岩作用对磷酸盐氧同位素的影响是使氧同位素降低，从这点意义上说小壳化石受成岩作用或后期矿化作用的影响更小。这些分析数据表明，小壳化石中壳体的磷酸盐成分是原生成分。经酸分离的小壳化石表面的溶蚀坑表明，磷酸盐并不是化石壳体的唯一成分，碳酸盐也可能是壳体的组成成分。碳同位素分析表明，壳质中碳酸盐部分与基质白云岩具有相近的δ13C，而且壳体中碳酸盐成分的 Mn/Sr 比值也不高。所以，碳酸盐部分也可能是原生的。根据公式 Longinelli 等（1973）计算出来的古海洋温度为 28.4～29.4℃，Ling等（2004）发表了关于前寒武纪古海水温度的数据，建议 32～34℃ 为前寒武纪古海水温度的上限，但是他所研究分析的磷块岩受成岩作用的影响很大，所以计算的温度较高。从某种意义上说，越小的计算值越接近真正的古海水温度。华南早寒武纪有没有热液这一问题对于发育于早寒武世黑色页岩系中的 Ni－Mo－PGE 多金属硫化物矿床的成因问题尤其重要。热液与沉积成矿观点一直在争论着，从某种意义上说，笔者的Si同位素结果支持了热液成因观点。     

沉积盆地卤水来源的非传统同位素示踪研究进展

世界上大多数的沉积盆地内,在结晶基底或者沉积地层内都有矿化度较高的卤水,由于这些卤水通常携带或富含有钾、硼、锂、溴、碘、铷、铯、稀有气体及重金属元素,因此,它们是地学界的研究热点之一。随着测试技术的不断进步,非传统同位素的应用也日益广泛,但在沉积盆地卤水来源和演化方面的研究还十分薄弱,对卤水的来源和演化也还存在争议。文章回顾了硼、锂、碘和惰性气体氦、氩同位素在卤水来源研究方面的进展,并指出由于单一同位素在解释上的片面性,多种同位素相结合的示踪方法研究沉积盆地卤水的来源是国际趋势。     

河北平原地下水氦氩同位素特征

通过对河北平原地下水氦同位素进行分析比较，根据过剩He(4He exc)、3He/4He比值、δ3He和36Ar/38Ar及40Ar/36Ar值分析认为，河北平源地下水氦氩同位素有7个特征；①地下水中过剩He浓度沿地下水的流向而增高；②地下水中过剩He浓度随着地下水埋深加大而增高；③满城-沧州剖面上过剩He浓度大于石家庄-衡水剖面上的过剩He浓度；④河北平原地下水主要是由大气隆重水补给的；⑤衡水热水过剩He浓度很高（>674.83×10-8cm3STPg-1水）；⑥地下水的36Ar/38Ar比值平均值为5.37，非常接近地球大气的比值（5.35）；⑦地下水的40Ar/36Ar比值从296-412，均比大气氩的40Ar/36Ar比值（295.6）大，这表明40Ar都是放射成因的，且具有“年代积累效应”。     

凡口铅锌矿床同位素地球化学证据

对凡口铅锌矿床不同成矿阶段进行矿物包裹体温度、硫和铅同位素测定，获得成矿第Ⅰ阶段温度为300±50℃，第Ⅱ、Ⅲ阶段温度为250±50℃；并获得矿床硫化物的S同位素组成为2.1‰～26.5‰，具有δ34SPy＞δ34SSp＞δ34SGn；第Ⅰ阶段硫化物的硫同位素组成随赋存层位由老到新硫同位素有逐渐减小趋势；第Ⅱ阶段硫化物的δ34S为14.3‰～23.8‰；第Ⅲ阶段硫化物的δ34S为5.7％~15.7‰，具有从早阶段至晚阶段硫同位素组成变化范围从大至小的减小趋势。分析获得68件铅同位素数据，其中硫化物的206Pb/204Pb比值为18.023～18.847；207Pb/204Pb比值为15.700～15.820；208Pb/204Pb比值为38.056～39.796。灰岩全岩的206Pb/204Pb比值为18.230～18.860；207Pb/204Pb比值为15.640～16.000；208Pb/204Pb比值为38.714～39.960。辉绿岩的206Pb/204Pb比值为18.570～18.650；207Pb/204Pb比值为15.260～15.620；208Pb/204Pb比值为38.650～38.960。第Ⅰ阶段δ34OH2O为13.3‰~13.1‰，δD为－50.2‰～－61.5‰；第Ⅱ阶段δ18OH2O为－2.4‰～＋10.8‰，δD为－50.2‰～－63.2‰；第Ⅲ阶段δ18OH2O为－4.9‰～－14.3‰，δD为－59.0‰～－61.0‰。     

菱刈矿山氧同位素晕

菱刈金矿山位于鹿儿岛县伊佐郡菱刈町。金矿脉中至今仍伴有大量温泉水,水温55-65℃。目前的温泉活动有可能代表着菱刈矿床形成的最末期状态。在进行矿床探查中,掌握热液系统的扩展及其中心、热液的通道、矿化作用及其范围等具有十分重要意义。     

海洋天然气水合物氢氧同位素分馏初探

天然气水合物的形成会造成氢、氧同位素的分馏.在实验室合成研究中,利用天然海水 [(含 0.03%十二烷基硫酸钠 (SDS)]与甲烷气体反应,通过对水合物生成前后溶液中的 Cl-的质量浓度和氢、氧同位素组成的测定,研究了天然气水合物生成过程中氢、氧同位素的分馏情况.实验证明氢、氧的重同位素易于富集在水合物中,其在天然海水-甲烷体系中的分馏系数分别为 1.018～ 1.036和 1.003 4～ 1.006 3,这一分馏系数稍大于前人在纯水和 NaCl溶液中所测得的分馏系数.     

Geochemical Characteristics of Gold Polymetallic Deposits as Exemplified by the Laozuoshan Deposit,Heilong jiang,China

From the studies of ore deposit geologic settings,sulfur isotopes,lead isotopes,carbon isotopes and oxygen isotopes,fluid inclusions and petrochemistry in this paper,the authors have drawn a conclusion that the ore-forming hydrothermal solutions are the high-temperature magmatic hydrothermal solutions for the gold ore deposit,and at the same time,the involvemety of crustal materials can not be ruled out .It is the first time that the authors have proposed that the Laozuoshan gold-ploymetallic ore deposit in Heilongjiang Province was formed in the calc-alkaline series environment at the margin of an active continent.