区域成矿流体的形成与演化

成矿流体是富含挥发份、碱金属的含矿卤水 ,其中碱金属来源于岩浆热液、变质热液、海水及通过水岩作用从岩石中萃取等 ;而挥发份来源于地幔、水岩作用与有机质分解作用。成矿流体中的硫也是多来源的 ,硫的活度与氧逸度有关 ,高温还原环境H2 S的活度降低 ;成矿流体的同位素分馏与水岩作用强度有关 ,控制同位素分馏的基本因素是温度及水岩比值。根据成矿流体的成分及物理化学性质 ,可以分类为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐型卤水。成矿流体没有固定的来源 ,在一定地质条件下 ,任何来源的热水流体都可以形成成矿流体。控制成矿流体形成的主要地质作用是岩浆作用、变质作用、地热增温作用及构造作用等。文中根据地质作用类型对区域地质流体进行划分 ,可分为岩浆作用区域成矿流体 (以高温硅钾卤水为主 ,可以有高温到中低温的流体分带 ) ,沉积作用区域成矿流体 (以中低温碳酸盐及硫酸盐型卤水为特征 ) ,大洋盆地区域成矿流体 (与岩浆岩区域成矿流体类似 ,有高温到低温的流体分带 )和变质作用区域成矿流体 (变质程度不同而有不同的流体类型混合 )。     

地质流体与成矿作用

<正>矿床的形成过程与特定地质构造背景下地质流体的产生、运移和聚集有着密切的联系。因此,现在许多的专家学者都致力于研究流体与成矿作用之间的关系,这对于找矿有着指导性意义。1流体类型根据不同地质过程中形成的流体溶质类型、温度特点分类:高温硅钾型、中温碳酸盐型、低温硫酸盐型等。根据流体成因划分:岩浆热液、沉积盆地流体、现代大洋海底热液、变质流体、超临界流体。     

金属矿床的成矿流体成分和流体包裹体

自然界中的成矿流体按其主要成分,可分为:(1)岩浆,即形成岩浆矿床的岩浆;(2)以H2O为主的流体(含Na Cl);(3)以CO2为主的流体。地壳中的流体类型很多,只有含一定金属元素含量的,并且达到一定浓度时才称为金属矿床的成矿流体。基于对矿床中流体包裹体和天然成矿流体中金属种类和含量的测定,这些金属矿床的成矿流体按金属元素含量可以分为五组,成矿流体可以来自岩浆、岩浆热液、大气降水、盆地卤水和变质流体等地质环境。     

冕宁-德昌稀土成矿带碳酸岩流体研究

通过对四川冕宁-德昌稀土矿带主要矿物中包裹体岩相学、显微测温分析与包裹体成分分析,指出由岩浆碳酸岩分异出的成矿流体为富含高密度CO2、K、Na、SO42-和多种成矿元素的超临界流体,流体以高温、高压、超高盐度、富CO2为特征,从早期到晚期流体中CO2含量增加。结合前人对碳酸岩流体、稀土矿带周边新生代盆地中无机成因CO2气藏、富钾卤水、稳定同位素和隋性气体同位素研究成果,从碳酸岩流体的性质、流体体系、碳、氦同位素组成,初步探讨了碳酸岩流体与周边新生代盆地中CO2气藏、富钾卤水的成因联系。     

新疆库布苏金矿成矿流体特征及成矿流体性质判别

对库布苏金矿北、中两个矿带含金石英脉样品内包裹体特征观察、均一温度测定以及流体成分的分析表明，含金石英脉成矿流体主要为气液两相包裹体，均一温度分为中低－中高两个区间，成矿流体成分不具有典型岩浆水与典型热水的特征；运用水岩反应的原理，在一定湿度下结合不同W／R比，对成矿介质水的内氢氧同位素组成进行了计划，得到了与测试结果相近的σ（D）－σ（^18O）组成，结合成矿流体不具有典型岩浆水和热卤水特征的事实，推测成矿流体可能为变质水或混合热液来源。     

云南金平龙脖河铜矿床的成矿流体特征

龙脖河铜矿床流体包裹体和氢氧同位素研究表明其成矿流体总体上具中温、中高盐度和中偏高密度特征.成矿溶液是高矿化度的Na -Ca2 氯化物型,主要来源于岩浆水、地下热卤水、变质水混合型.从火山沉积成矿期到热液改造成矿期成矿流体的温度、盐度、压力、密度逐渐降低,前者相对于后者的成矿作用是为中性偏弱酸性环境,后者则酸性氧化性质更加明显,显示其氧化程度和开放程度的增加.     

湘西地区铅锌矿的大范围低温流体成矿作用-流体包裹体研究

对狮子山、茶田、打狗洞、董家河和唐家寨等湘西地区典型铅锌矿床中闪锌矿、方解石及石英等矿物进行了流体包裹体均一温度、盐度和激光拉曼探针成分测定。结果表明,成矿流体温度主要为100~180℃,总盐度一般15%,密度多1g/cm3,成矿压力约340×105~428×105Pa,成矿深度约在1.00~1.55km,是以钠和钙氯化物为主的高浓度溶液,属于低温度、高盐度、高密度的地下热卤水性质的含矿热水溶液。成矿流体离子成分主要为Cl-、Na+、Ca2+、K+、Mg2+,流体氢氧同位素组成表明成矿流体来源与建造水有关,后期可能有雨水和少量变质水的渗入,并使盐度降低。矿物流体包裹体中含有机质,流体包裹体气相成分中CH4普遍存在,还有较强的CO2成分特征峰,表明成矿与有机质相关,处在控矿构造内的容矿层储存有有机质,致使矿床中的硫酸盐硫得以还原为还原硫,促使成矿流体中的铅、锌等组分从络合物中分离、沉淀,继之大量堆积而形成了矿床。相邻的低温成矿域川滇黔地区典型铅锌矿床成矿温度约为150℃~280℃,湘西地区铅锌矿与川滇黔铅锌矿相比,具有相同的低温成矿特征,赋存深度浅,矿床类型均为MVT型,两者可能受控于相同的动力学背景。     

江西金山金矿床流体包裹体地球化学特征

对金山金矿床流体包裹体的研究表明：成矿流体具有中低温、低盐度和低密度的特征；富含Ca^2 、Mg^2 、K^ 、Na^ 、SO4^2-、CO2等；主要来源于变质水和大气降水，部分来源于岩浆水；流体的性质在时间和空间上都有一定的变化，矿床的形成主要是两期流体成矿作用的结果，早期为变质水与大气降水的混合，晚期为岩浆水与大气降水的混合。认为不同种类流体的混合、单一流体不混溶分离作用及盐水体系中有机质的参与是金沉淀成矿的主要因素。     

不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征

为使流体包裹体研究结果得到较好的解释,避免矿床地质描述与流体包裹体研究结果发生矛盾,本文试图以金矿床为例,建立科学而简便易行的矿床地质与包裹体特征之间的链接。为此,本文简单评述了现有金矿床成因分类方案,建议以主导成矿系统发育的地质作用特征划分5种类型:①浆控高温热液型,包括斑岩型、爆破角砾岩型、铁氧化物型、夕卡岩型等岩浆热液型矿床;②造山型,即变质热液型;③浅成低温热液型——陆相火山岩-次火山岩中的改造热液型;④微细粒浸染型(卡林型或/类卡林型)——沉积岩容矿的改造热液型;⑤热水沉积型(VMS 型和 SEDEX 型)——水下喷出地表的改造热液型。然后,分别介绍了5类成矿系统的标志性地质和流体包裹体特征,找出了它们之间具有成因标志意义的关键性差异;将成矿流体分为改造、变质和岩浆3个端元性成分,发现多数热液矿床具有多阶段多因复成的特点,晚阶段流体均为改造热液或有大量改造热液注入,因此指出,晚阶段的流体、蚀变和矿化特征不能用于判别矿床成因和类型,只有早阶段的特征才能准确指示矿床成因和类型。改造热液以低温、低盐度、低 CO_2含量为特征,主要来自大气降水和/或海水;变质热液以中温、低盐度、高 CO_2含量为特征,而岩浆热液则以高温、高盐度、高 CO_2含量为特征;岩浆热液矿床发育含多种子晶包裹体和高盐度富 CO_2的包襄体,变质热液矿床发育低盐度富 CO_2包裹体,改造热液矿床总体缺乏含子晶包裹体和富/含 CO_2包襄体,大量发育水溶液包裹体。最后,讨论了各类成矿系统发育的岩石圈构造背景,如造山型矿床形成于地壳挤压造山-变质-隆升过程,热水沉积型矿床形成于地壳拉张成盆过程,古生代或更早的浅成低温热液型矿床只能保存在增生型造山带等,提出矿床及其包裹体是研究大陆动力学的理想探针。     

湘西—鄂西地区铅锌矿的大范围低温流体成矿作用研究

对湘西—鄂西地区狮子山、李梅、耐子堡、茶田、打狗洞、董家河、唐家寨、冰洞山、凹子岗等典型铅锌矿床中闪 锌矿、方解石、白云石及石英等矿物进行了流体包裹体均一温度、盐度、流体包裹体气相成分、流体包裹体群体液相成分 测定,结果表明:成矿流体温度主要分布在 80~230 °C,总盐度一般>15%,密度多>1g/cm3,成矿压力为 223×105~777× 105 Pa,是以钠和钙氯化物为主的高浓度溶液,属于低温度、高盐度、高密度的地下热卤水性质的含矿热水溶液。成矿流体 阳离子成分主要为 Cl-, Na+, Ca2+, K+, Mg2+,流体包裹体氢氧同位素组成表明成矿流体来源与建造水有关,后期可能有雨水和 少量变质水的渗入。矿物流体包裹体中含有机质,流体包裹体气相成分中 CH4 普遍存在,表明成矿与有机质相关,处在控 矿构造内容矿层中的有机质使矿床中的硫酸盐硫还原为还原硫,促使成矿流体中的铅、锌沉淀形成矿床。相邻的低温成矿 域川滇黔地区典型铅锌矿床成矿温度约为 90~280°C,湘西—鄂西地区铅锌矿与川滇黔铅锌矿相比,具有相同的低温成矿特 征,矿床类型均为 MVT 型,两者可能受控于相同的动力学背景。     

成矿流体的流动-反应-输运耦合与金属成矿

中国著名的铜官山、冬瓜山、新桥等铜、金和硫化物矿床均赋存于上泥盆统五通组砂岩、石英砂岩和中、上石炭统的黄龙组碳酸盐岩不整合面或假整合面邻近。研究表明两个地质事件引发该区形成成因相同或相似的金属矿床。该区具有特定的岩性和地层组合 ;岩浆侵入到该地层组合的同时带进成矿物质和热能 ,热能又驱动成矿流体在岩体周边循环流动。文中对流体从含黄铁矿砂岩流到不整合面时产生的流体流动矿物溶解物质输运沉淀堆积的成矿过程进行了研究和分析 ,提出了一套用于描述热液成矿流动扩散反应过程耦合的偏微分方程组 ,并对此类矿床的成矿过程进行计算机模拟和动力学分析     

川西呷村黑矿型多金属矿床热液体系稀土元素组成特征

本文首次测定了呷村黑矿矿石中流体包裹体的ＲＥＥ组成,计算了与含矿流纹岩系熔体平衡的岩浆热液ＲＥＥ含量。主成矿期流体具有轻稀土富集、Ｅｕ明显正异常的特点,但岩浆热液却具有明显的Ｅｕ负异常特征,结合热液体系氧同位素及稀土元素交换反应模拟,表明岩浆热液不是直接的成矿热液。蚀变围岩具显著的Ｅｕ正异常,其它稀土元素出现亏损。蚀变反应水／岩比值较大,蚀变岩中的ＲＥＥ组成反映了成矿热液ＲＥＥ的特点,且ＲＥＥ亏损     

构造-流体-成矿体系的反应-输运-力学耦合模型和动力学模拟

建立了一个综合的构造流体成矿体系的反应输运力学耦合动力学模型。利用有限元方法求解岩石变形、断裂作用和断裂网络统计动力学、流体流动、有机和无机地球化学反应及成岩成矿作用、压力溶液和其它压实力学、热迁移的方程组 ,可以对构造流体成矿体系的动力学演化过程进行 1～ 3维数值模拟。模拟的主要内容是在各种过程耦合作用下描述构造流体成矿体系的主要变量的时空演化 :( 1)与成矿流体的形成和性质有关的变量 ,如地层中矿物 (包括成矿物质 )的溶解速率、流体中各组分的浓度与饱和度、流体温度、压力、离子强度等 ;( 2 )与构造变形和流体运移有关的各变量 ,如应力与变形速率、岩石孔隙度、构造 (断裂 )渗透率等 ;( 3 )与沉淀成矿有关的变量 ,如矿物 (金属矿物和脉石矿物 )的成核速率、各矿物的沉淀量等 ;( 4 )上述各有关变量间的时空耦合关系 ,如断裂渗透率时空演化与流体流动、汇聚和成矿的耦合关系等。以湖南沃溪金锑钨矿床为例 ,应用该模型和方法对成矿动力学过程和动力学机制进行了初步的模拟与分析。     

花垣铅锌矿床成矿流体特征及动态

花垣铅锌矿床是近年来发现的产于上寒武统清虚洞组藻灰岩－鲕粒灰岩中的大型密西西比型（ＭＶＴ）铅锌矿床。根据矿床中大量流体包裹体的详细研究,成矿流体为高盐度的低温 水,流体报相组分中,Ｈ２Ｏ占有主要部分,ＣＯ２＋ＣＨ４约为５％,１ｇｆｏ２稳定在－４８．０￣－４９．００之间,ｐＨ为４．３￣５．８,Ｅｈ为－０．０７￣－０．１ｅＶ,此外,流体组分中,钠离子的含量大于甲离子,钙离子大于镁离子,而氯离子大于氟离     

金矿成矿过程中构造应力场转变与热液浓缩-稀释作用

在大量野外地质观测和室内测试分析研究基础上 ,进一步证实热液金矿工业矿化富集大多数是在构造应力较为张弛的环境下形成的。构造变形岩相形迹的大比例尺填图及测量分析表明 ,热液金矿成矿早期的热液蚀变矿化作用是在压剪性构造背景之下进行的 ,而主要工业矿化与张剪破裂即引张构造有着密切的联系 ,两个阶段的构造应力场有近乎于正交的转化。岩石矿物及流体地球化学的系统分析发现 ,几乎所有的大中型热液矿床中都在热液蚀变基础上伴随强烈的成矿流体浓缩作用 ,初始浓度较稀薄的含矿流体 ,通过水岩反应生成富水矿物的交代带 ,使热液中的自由水大规模缩减 ,并且 ,其自由水通过与C、S等组分的反应也被大量地消耗 ,流体的减压沸腾也极大促进成矿热液中自由水的减少 ,从而使残余流体中金属浓度增高 ,水岩系统中流体的浓缩即时与构造应力场转化为引张作用耦合 ,引起新的流体加入 ,随后的稀释作用形成金属硫化物的沉淀。     

云南东川铜矿床流体演化与成矿机制研究

东川铜矿床是我国重要的沉积岩容矿的层状铜矿床(SSC),具有显著的多层位成矿特征和典型的铜硫化物分带。本研究以不同层位铜矿体的流体包裹体为研究对象,通过岩相学观察、显微测温和激光拉曼成分分析,发现东川群多层位铜矿体存在浅色和深色包裹体2种类型:浅色包裹体成分以H₂O为主,含丰富的石盐子晶和少量钾盐、硬石膏子晶,代表了氧化型含矿卤水,具中低温(140~300 ℃)、中高盐度(12%~44%)的特征,属于Na ⁺、K ⁺、Ca ²⁺-Cl ^-(SO₄ ^2-)型盆地卤水,主要来源于海相蒸发岩的溶解和层间建造水;深色的含有机质包裹体代表了还原型流体,来源于黑山组碳质板岩和落雪组中的藻类生物分解。东川铜矿床以落雪组的含叠层石砂质白云岩作为主要沉淀系统,黑山组碳质板岩为隔挡层,形成一个流体封闭的物理化学圈闭,氧化含矿卤水通过供给系统运移到具还原性质的沉淀系统中,与还原型富硫流体和含有机质的地层发生混合反应,形成多层位的层状铜矿体和层控脉状铜矿体。     

凡口超大型铅锌矿床成矿流体的物理特征和地球化学特征

流体是汲取矿质、搬运矿质和沉淀矿质的介质, 是当代盆地研究和成矿研究的重要课题.在野外矿床地质研究和室内镜下研究、地球化学研究的基础上, 对矿区矿物流体包裹体的温度、盐度和化学成分的测试分析结果表明, 凡口矿床的成矿流体为低盐度、弱酸性的中低温热液, 属富CO₂的K+-Ca2+-Cl-型的流体.它既不同于盆地压实流体, 也不同于斑岩型矿床的成矿流体, 是具有独特组成的深部循环流体      

秦岭造山带古热水场地球化学类型及流体动力学模型探讨——热水沉积成矿盆地分析与研究方法之二

采用地质类比方法, 结合秦岭造山带热水沉积岩相研究, 提出热水沉积体系概念。通过现代陆相及海相热泉和秦岭热水沉积岩相对比, 按化学成分可将古热水场划分为强酸性硫酸盐型、弱酸强碱碳酸盐型、以ＳｉＯ２ 为酸酐型、碱性富Ｍｇ 重卤水型、热卤水型及强酸性硼硅酸盐型等６ 种类型古热水场。并对典型热水场的地球化学类型特征及成岩成矿作用进行了讨论。在前人研究的基础上, 探讨了热水系统的流体地球化学动力学。提出了热水沉积成矿盆地中热水系统的两类地球化学流体动力学模型, 热水层流体系模型和不同成分、性状的热水混合体系模型。从热水系统的边界协同学约束条件、空间拓朴结构、流体通量动量方程及矿质大规模沉淀的地球化学动力学等方面对这两类流体动力学模型进行了讨论。     

安徽铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体中的矿物包裹体研究

铜陵地区是长江中、下游铁、铜、硫、金成矿带的重要组成部分。笔者对铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体中的包裹体进行了较系统的岩相学、显微测温和激光拉曼光谱研究。通过岩相学观察发现了 3类包裹体 ,即晶质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体。显微测温资料表明 ,本区的岩浆流体成矿演化可分为 3个阶段 :岩浆阶段 ( >12 5 0～ 90 0℃± )、过渡岩浆阶段 ( 90 0～ 75 0℃± )和岩浆期后热液阶段 ( <75 0℃ )。部分熔浆的温度之高 (可达 12 5 0℃ ) ,表明其可能是底侵幔源岩浆同熔下地壳形成的。在老庙基岩体、小铜官山岩体、鸡冠石岩体和小陶家岩体中产有晶质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体这 3种包裹体 ,表明相应的岩浆流体演化具有连续性、继承性和阶段性 ,其对应的成矿溶液以岩浆热液为主 ;与此不同的是 ,在鸡冠山岩体和白芒山岩体中仅产有晶质熔融包裹体和流体包裹体两种类型的包裹体 ,表明相应的岩浆流体演化不具连续性 ,其对应的成矿溶液以天水热液为主。此外 ,在小铜官山岩体和鸡冠石岩体的中酸性侵入岩中 ,发现了不混溶包裹体 ,其可能是在压力释放条件下形成的。