柿竹园钨多金属矽卡岩-云英岩与铅锌银矿脉C、H、O、Pb同位素地球化学研究

柿竹园W_Sn_Mo_Bi_Pb_Zn_Ag矿田是南岭地区典型多金属矿田,其具有显著的蚀变_成矿分带特征:近接触带矽卡岩-云英岩型W_Sn_Mo_Bi矿床(如柿竹园、金船塘、柴山地区)和远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿床(如蛇形坪、横山岭、百步窿、枞树板地区)。通过对远—近接触带中主要蚀变岩石和矿石样品的C、H、O、Pb同位素研究,发现在近接触带块状矽卡岩中方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值分别在-6.5‰~-3.6‰和4.8‰~8.4‰之间,远接触带Pb_Zn_Ag矿脉中团块状和脉状方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值分别在-3.5‰~-1.5‰和8.1‰~15.8‰之间,表明矽卡岩形成于岩浆热液流体的渗滤交代作用,而远接触带碳酸盐脉的形成与热液流体沿灰岩裂隙充填过程中的水岩反应相关。近接触带块状云英岩中石英的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-77‰和5.1‰,矽卡岩中石榴子石的δD_(H_2O)值为-97‰,δ_(18)O_(H_2O)值范围在9.2‰~9.4‰,网脉状云英岩中石英的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-83‰和-8.2‰,退化蚀变矽卡岩中石英的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-65‰和-4.2‰,远接触带石英脉中石英样品的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-83‰和2.8‰,表明近接触带的块状矽卡岩和云英岩与远接触带石英脉成矿流体具有岩浆水的特征,而网脉状云英岩和退化蚀变矽卡岩成矿流体具有岩浆流体与大气水混合的特征。远—近接触带中方铅矿的206Pb/204Pb值范围18.565~18.622,207Pb/204Pb值范围15.694~15.738,208Pb/204Pb值范围38.819~38.986,表明Pb等金属元素来源于上地壳。     

胶南桃行超高压变质岩的氧同位素地球化学及其年代学制约

对苏鲁超高压变质带内诸城桃行地区榴辉岩及其花岗片麻岩围岩进行了单矿物氧同位素组成分析和锆石U-Pb定年。氧同位素组成显示出不均一亏损~(18)O的特征。石英-石榴石等高温矿物对的氧同位素温度为600～950℃,指示它们在榴辉岩相变质条件下达到并保存了氧同位素平衡。而部分石英-长石和白云母-金红石等矿物对的氧同位素温度为350～570℃,指示它们在峰期变质之后的角闪岩相退变质过程中达到并保存了同位素退化交换再平衡。锆石氧同位素组成低达-1.3‰～4.2‰,对这种低δ~(18)O值进行锆石U-Pb定年,分别得到762～834Ma的原岩年龄和202～249Ma的变质年龄。因此,桃行低δ~(18)O值锆石形成于新元古代(700～800Ma)的低δ~(18)O值岩浆。这种低δ~(18)O值岩浆是由于变质岩原岩经历新元古代高温大气降水热液蚀变后再部分熔融所形成。对于在角闪岩相退变质之后保存了封闭体系的花岗片麻岩样品(石英-长石矿物对温度为355～405℃),石榴石在榴辉岩相变质温度下达到并保存了氧同位素平衡(石英-石榴石矿物对温度为685℃),指示石榴石中Sm-Nd体系在同样的变质务件下也达到了平衡。因此,花岗片麻岩中石榴石-斜长石-全岩的Sm-Nd等时线年龄215±11Ma与锆石变质边的三叠纪年龄(202～249Ma)一样,代表了榴辉岩相峰期变质后的冷却年龄。而花岗片麻岩中石英-钾长石和石英-斜长石矿物对处于氧同位素不平衡状态,同时钾长石和斜长石相对于样品中其它矿物异常亏损~(18)O,指示在角闪岩相退变质之后体系曾经开放,岩石受到低~(18)O流体在低温和中温下(200～400℃)的热液蚀变。这种奈件下矿物氧同位素的退化交换是由表面反应机制控制,与Nd的扩散机制不同,因此氧同位素平衡无法制约Sm-Nd矿物等时线的有效性。     

北淮阳庐镇关岩浆岩锆石U-Pb年龄和氧同位素组成

对大别造山带北麓的北淮阳庐镇关浅变质岩浆杂岩进行了锆石阴极发光显微结构观察、激光剥蚀等离子质谱锆石U-Pb定年以及单矿物激光氟化氧同位素分析。锆石阴极发光图像显示,这些样品中的锆石具有明显的振荡环带或片状分带,为典型的岩浆锆石。少数样品的锆石具有窄的蚀变边。锆石U-Pb定年结果表明,这些岩浆岩有较一致的形成年龄,变化范围为739±8Ma～754±5Ma。岩浆岩单矿物的氧同位素组成具有较大的变化范围,其中锆石δ~(18)O为1.39‰～6.81‰,石英为3.12‰～12.47‰,斜长石为0.71‰～8.38‰。锆石的δ~(18)O值在不同岩体和/或同一岩体的不同样品之间具有明显差别,反应了其初始岩浆在氧同位素组成上的不均一性。锆石与其它矿物之间表现出显著的氧同位素不平衡,说明它们经历了岩浆期后的扰动,其中部分样品受到了亚固相条件下高温热液蚀变作用的影响,还有部分样品在岩浆后期演化过程中可能同化混染了高δ~(18)O值的围岩。大多数锆石具有低于典型地慢锆石的δ~(18)O值,表现出~(18)O亏损特征。低δ~(18)O锆石的内部结构和化学组成表现出典型岩浆锆石的特征,表明这些低δ~(18)O锆石是从亏损~(18)O的岩浆中结晶出来的,而非热液蚀变成因。这一结果证明,扬子板块北缘新元古代低δ~(18)O锆石形成于热液蚀变岩石经部分熔融所形成的低δ~(18)O岩浆。结合这些样品的形成年龄,我们认为这些低δ~(18)O岩浆的形成与Rodinia超大陆裂解有关的地幔柱裂谷岩浆活动有关,并对应于全球性的雪球地球事件。此外,这些岩石中锆石U-Pb年龄与矿物δ~(18)O分布与大别造山带高压-超高压变火成岩原岩相似,指示北淮阳单元属于俯冲的扬子板块北缘     

浅成热液体系中氧同位素研究述评

对浅成热液体系中全岩和单矿物稳定同位素的许多研究表明,虽然在浅成热液体系中大气水占主要成分,但是包括沉积或变沉积成因流体、岩浆水甚至演化了的大气水在内的其它成因流体可能也在浅成热液矿床的形成过程中起一定作用。一般情况下,围岩δ~(18)O值亏损越大,矿床规模就越大。能够形成具有经济意义矿化的全岩δ~(18)O最小的亏损值约为3.5‰。然而,围岩中δ~(18)O的亏损可能会由于低温水合作用对高温蚀变作用的叠加而复杂化,反之亦然。原生的具有低~(18)O值或高~(18)O值的岩浆的存在以及火山气体的蚀变作用也具有同样效果。围岩中δ~(18)O的亏损受流体性质和成分、流体温度、断裂、蚀变发生时岩石的高程、岩性、流体的沸腾效应、蚀变型式以及水/岩比等因素控制。而且,形成浅成热液矿床流体的δ~(18)O值经历了正向漂移。一旦上述的复杂过程和控制因素经过深入研究,氧同位素将成为一种前景广阔的和有力的找矿勘探手段。     

内蒙古贺根山蛇纹岩化流体来源的H-O-B同位素地球化学制约

对内蒙古贺根山蛇绿岩带内3个采样点的蛇纹岩样品开展了主量、微量元素和H-O-B同位素分析,以揭示其构造属性、蛇纹石化温度和流体来源。贺根山蛇纹岩具有低Al_2O_3含量(0.2%~1.3%)、高Mg~#(89~92)特征,为难熔地幔残余。蛇纹岩的U型稀土元素配分模式、相对富集LILE和亏损HFSE的微量元素地球化学特点,反映其原岩为化学成分高度亏损的俯冲带型(SSZ)超基性岩。样品的dD值相对均一(dD=-120‰~-133‰);理论计算显示,这些蛇纹岩的H同位素组成可能是蛇绿岩剥露地表后与区域大气降水发生再平衡作用的结果。贺根山蛇纹岩的d~(18)O变化在4.3‰~9.8‰之间,反映不同地点蛇纹石化的温度存在差别:其中贺根山东样品具有相对较高的d~(18)O值(d~(18)O=7.7‰~9.8‰),蛇纹石化温度为90~130℃,同时部分样品中出现碳酸盐矿物,表明蛇纹石化作用发生在近海底环境;小坝梁样品具有最低的d~(18)O值(d~(18)O=4.3‰~5.0‰),其蛇纹石化温度在205~235℃之间;贺根山南样品的d~(18)O值变化范围较大(d~(18)O=6.0‰~9.7‰),其蛇纹石化温度在90~170℃之间。3个采样点蛇纹岩的d~(11)B值也显示出一定的变化(d~(11)B=9.1‰~14.7‰),指示蛇纹石化流体来源于脱水的蚀变洋壳和海底沉积物;理论模拟和计算结果显示,这些板片流体的d~(11)B值变化在15‰~25‰之间。     

胶东地块东部变质岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

对胶东地块东部高压-超高压变质岩作了系统的锆石U-Ph定年和矿物氧同位素分析,结果对这些变质岩的原岩性质提供了制约。研究得到:(1)区域花岗片麻岩及岩浆锆石普遍不同程度地亏损~(18)O,3个片庥岩样品中岩浆核锆石U-Pb年龄分别为723±36Ma、738±17Ma和744±63Ma,低δ~(18)O值(-0.42～4.14‰)岩浆核锆石说明其原岩为新元古代低δ~(18)O值岩浆岩,石英-石榴石氧同位素温度及少量印支期变质锆石的出现,指示片麻岩与榴辉岩曾经共同经历了印支期超高压变质作用;(2)花岗片麻岩中的榴辉岩原岩年龄有两种,一种是新元古代,其U-Ph年龄为806±79Ma。另一种是古元古代晚期,其 U-Pb年龄为1838±41Ma。这2个榴辉岩的超高压变质年龄分别为229±3Ma和242±21Ma。多数榴辉岩中的变质增生或变质重结晶锆石也具有低δ~(18)O值特征(0.22～3.4‰),指示在榴辉宕相变质作用之前,这些榴辉岩原岩为低δ~(18)O值蚀变岩或低δ~(18)O值基性岩浆岩;(3)大理岩中榴辉岩变质增生锆石δ~(18)O值高达15.9‰,U-Pb年龄为229±4Ma,指示在榴辉岩相变质作用之前,榴辉岩原岩与大理岩一样具有高δ~(18)O值;(4)斜长角闪岩的原岩U-Pb年龄为1719±18Ma,与同时期榴辉岩原岩一起构成扬子板块北缘新元古代岩浆侵位时的裂谷肩部围岩,在三叠纪大陆碰撞时同样受到变质改造。     

豫西寺家沟金矿床氢氧硫同位素特征及地质意义

豫西寺家沟金矿床是崤山地区主要金属矿床之一,是典型的蚀变破碎带型金矿床,对矿床主要矿脉矿石进行的氢氧硫同位素研究显示:寺家沟金矿床矿石δDV-SMOW范围为-97‰~-74‰,平均-88‰,δ~(18)O_(V-SMOW)范围为9.9‰~14.5‰,平均12.5‰,在寺家沟金矿床金矿δD-δ~(18)O图上,所有数据落在岩浆水和变质水的范围之下或临近,表明金矿的氢氧同位素组成较为复杂,类似于岩浆水和变质水;硫同位素δ34S介于2.29‰~5.66‰,平均3.28‰,硫同位素组成较均一,以较小的正值为特征,与幔源硫特征较为接近,表明硫主要来源于地幔。综合分析认为,寺家沟金矿床成矿物质以幔源物质为主。     

胶东地块西部变质岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

对胶东地块西部变质岩作了系统的锆石U-Pb定年和矿物氧同位素分析,结果对这些变质岩的原岩性质和变质时代提供了制约。研究得到:(2)2个TTG片麻岩的原岩谐和年龄分别为2692±14Ma和2691±12Ma,部分锆石记录了1.7Ga～1.8Ga左右的变质事件。岩浆锆石δ~(18)O值为5.11～5.55‰,指示TTG岩浆在成因上与幔源岩石关系密切;(2)呈透镜状包体分布于TTG片麻岩中的斜长角闪岩全岩δ~(18)O估计值总体在6.0～6.5‰之间,表明斜长角闪岩原岩同样具幔源性质,其原岩初始氧同位素组成总体未受后期变质作用改造,但局部有低δ~(18)O值(3.6‰)斜长角闪岩分布,指示胶东地块西部同样存在δ~(18)O亏损事件;(3)粉子山群长英质副片麻岩具有较高的氧同位素组成,全岩δ~(18)O估计值在12.3～14.5‰之间,锆石δ~(18)O值高达9.92‰,指示其源区物质为高δ~(18)O值表壳岩。粉子山群斜长角闪岩全岩δ~(18)O估计值在5.5‰左右,表明其原岩具有幔源性质,原岩初始氧同位素组成也未受后期变质作用的明显改造;(4)粉子山群混合岩化变质作用时间为1748±22Ma,斜长角闪质混合岩中变质新生锆石δ~(18)O值为6.07‰,长英质混合岩中变质新生锆石δ~(18)O值为6.88～7.67‰,指示在混合岩化变质作用过程中有外部高δ~(18)O值流体加入,引起混合岩氧同位素组成不同程度地升高;(5)粉子山群中橄榄大理岩岩浆核锆石U-Pb不一致线上、下交点年龄分别为769±48Ma和215±34Ma,分别代表岩浆锆石结晶年龄和变质年龄,说明胶东地块西部同样存在新元古代岩浆活动,并遭受到三叠纪变质作用;(6)分布于TTG片麻岩中的基性麻粒岩原岩年龄为2379±54Ma,麻粒岩相变质作用时间为1794±41Ma,与混合岩化变质作用时间基本一致。麻粒岩相变质锆石δ~(18)O值为4.75‰,氧同位素研究表明基性麻粒岩原岩具幔源性质,其原岩氧同位素组成未受到后期变质作用改造。胶东地块西部新元古代岩浆活动、印支期变质时代和~(18)O亏损事件的产出指示,胶东地块西部有可能属于扬子板块,对应于扬子板块北缘新元古代裂谷岩浆侵位时裂谷肩部的北翼古老围岩。在印支期陆壳俯冲过程中,整个胶东地块西部可能并没有俯冲到地幔深度。     

深部地壳的氧同位素变异——加拿大安大略省Wawa-Kapuskasing地壳断面

我们已经研究了安大略中部苏必利尔省内100km断面域内岩石的氧同位素组成。代表性构造单元有kapuskasing构造带的较浅部地体,Wawa片麻岩地体和Michipicoten绿岩带。这些岩石的年龄介于2.76～2.60 Ga之间,并且与约20km厚的地壳断面相对应。在每个地壳层次,相同的岩石类型具有类似的δ~(18)O数值范围。英云闪长质到花岗闪长质岩石:6.4～9.5‰;闪长质到斜长质岩石:5.5～7.6‰;镁铁质片麻岩:组1(主体):5.7～7.1‰;组2:8.1～9.5‰。δ~(18)O值与SiO_2值具有明显的相关性,这与相同成分未蚀变深成岩的观测结果类似。副片麻岩具有相当高的δ~(18)O值;9.3～12.2‰。与kapuskasing构造带和Wawa片麻岩地体中的高级变质岩相比,Michipicoten绿岩带中的低级变火山岩和变沉积岩富含~(18)O。镁铁质到长英质变火山岩的δ~(18)O值为:7.4～13.3‰;碎屑沉积岩的δ~(18)O值为:11.4～14.7‰。共存矿物表现出与平衡作用相一致的~(18)O分馏作用,这与整个断面内均一的同位素温度(约553～584℃)相符。这一温度比最高级地体(Kapuskasing构造带)中推断的变质温度要低。Kapuskasing构造带,Wawa片麻岩地体和Michipicoten绿岩带中相同岩石类型之间无明显的同位素差异,这表明随地壳深度的变化δ~(18)O值没有明显的变化。镁铁质片麻岩的主体(组1)或是作为近地表的喷出岩或侵入的岩床产出,或是(可能性更小)作为水下喷发物产出,后者遭受了高温热液蚀变作用。不太多的组2中的镁铁质岩石具有遭受海水低温蚀变的绿岩的δ~(18)O值,并且在同位素组成上,它们类似于Michipicoten和Abitibi带中的低级变质岩。总之,在麻粒岩相交质作用过程中,全岩同位素组成没有大的变化,这就意味着有限的水和CO_2熔剂的存在。在高级变质岩中,δ~(18)O和SiO_2之间的连续的线性梯度并不是由于镁铁质源区岩浆分异作用造成的。关于幔源镁铁质岩浆和富含~(18)O的地壳物质组合的一个成因模式与氧同位素和稀土元素资料更吻合。     

华北克拉通大青山-集宁地区古元古代变质沉积岩的锆石氧同位素组成:SHRIMP微区原位分析

在已获得锆石U-Pb年龄基础上,我们首次对孔兹岩带典型出露区大青山和集宁土贵乌拉地区古元古代变质沉积岩进行了锆石SHRIMP氧同位素研究。锆石具有复杂的内部结构和年龄分布。大青山地区古元古代早期变质沉积岩4个样品碎屑锆石的δ18O为5.52‰~7.11‰,部分重结晶锆石的δ18O为7.22‰~7.90‰,变质新生锆石的δ18O为6.37‰~8.31‰。大青山地区古元古代晚期变质沉积岩2个样品的锆石O同位素组成特征与古元古代早期的类似,另外2个样品的锆石O同位素组成与之不同,碎屑锆石、部分重结晶锆石和变质新生锆石的δ18O分别为6.26‰~10.80‰、9.00‰~11.20‰和9.66‰~11.90‰。集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温变质沉积岩4个样品不存在碎屑锆石,变质锆石的δ18O变化范围为11.41‰~13.57‰。主要认识如下:1)大青山地区碎屑沉积物主要来自新太古代晚期-古元古代早期成熟度不高的TTG花岗质岩石物源区,与之相比,集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温岩石的变质原岩成熟度更高;2)不同类型变质沉积岩变质新生锆石的δ18O和变质新生锆石与碎屑锆石的Δ18O存在明显区别,主要反映了岩石体系和变质流体的O同位素组成不同;3)大青山地区高角闪岩相-麻粒岩相变质沉积岩,重结晶锆石的O同位素完全重置,但U-Th-Pb体系未完全重置,集宁土贵乌拉地区超高温变质沉积岩的重结晶锆石O和U-Th-Pb同位素体系都完全重置。变质作用强度不同是主要原因。     

威海地区超高压变质花岗片麻岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

在苏鲁超高压变质带东北端山东威海地区皂埠镇发现锆石δ18O值低至-7.8‰左右的花岗片麻岩, 与前人在苏鲁超高压变质带西南端江苏东海青龙山地区发现的锆石δ18O值为-7‰~-9‰左右的花岗片麻岩一致.对这些低δ18O值花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP法UPb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析, 结果对低δ18O值锆石成因和花岗片麻岩的原岩性质提供了制约.研究得到: (1) 这些低δ18O值锆石以新元古代岩浆锆石为主, 但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用.δ18O值为-7.08‰的岩浆核锆石UPb定年得到的花岗片麻岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为(760±49) Ma和(751±27) Ma, 变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为(232±4) Ma和(241±33) Ma, 指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用; (2) 锆石δ18O值在局部范围内变化于-7.76‰~5.40‰之间, 低δ18O值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18O值岩浆中直接结晶形成, 锆石δ18O值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性, 指示低δ18O值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18O的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应; (3) 低δ18O值花岗片麻岩在印支期板块俯冲和折返过程中基本没有与外部发生显著的氧同位素交换, 在退变质作用过程中花岗片麻岩内部缓冲流体对原岩岩浆锆石的δ18O值影响不大.威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同, 指示它们应具有相同的原岩性质, 并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程.因此, 极度亏损18O的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带.      

大别山麻粒岩包体的氧同位素研究

对北大别变质杂岩中的麻粒岩包体进行详细的氧同位素地球化学研究,发现其全岩δ~(18)O值偏低,为3.3‰～4.4‰。在麻粒岩相变质条件下,大别山麻粒岩包体的共存矿物对之间达到并保存了氧同位素平衡,后期退变质作用未明显破坏这种平衡。由矿物氧同位素地质测温得到的顶峰变质温度800～875C,与一般麻粒岩相变质温度相吻合。在变质作用之前或顶峰变质作用过程中,大别山麻粒岩包体的原岩曾与一δ~(18)O值低于3‰的外来流体发生了高温水—岩交换作用,并且这种交换作用在一定范围内是相对均一的。     

北淮阳新开岭地区花岗岩锆石U-Pb年龄和氧同位素组成

对大别造山带北麓的北淮阳新开岭地区岩浆岩进行了锆石阴极发光显微结构观察和SHRIMP法锆石微区UPb定年.在锆石阴极发光图像中, 一个花岗岩样品中的大部分锆石颗粒具有明显的初始岩浆振荡环带, 为典型的岩浆锆石, 少有蚀变的颗粒和/或区域; 而另一个花岗岩样品中的锆石虽然同样具有振荡环带, 但是大部分颗粒中心的初始岩浆环带被扰动, 指示这些锆石为岩浆锆石, 受到了较强的后期热液蚀变的改造.对锆石具有初始岩浆环带和溶蚀结构的区域分别进行SHRIMP法UPb微区定年结果表明, 这些岩浆岩的形成年龄为(820±4) Ma, 热液蚀变作用发生的时间为(780±4) Ma.新开岭地区新元古代花岗质岩石的形成和后期超固相热液蚀变作用分别对应于超大陆裂解之前的约830~795Ma岩浆活动和裂解过程中约780~745Ma的岩浆作用.单矿物激光氟化氧同位素分析结果表明, 这些岩浆岩具有非常低的δ18O值, 其中锆石为1.90‰~5.78‰, 石英为-2.88‰~-7.67‰, 斜长石为-4.01‰~-11.40‰.锆石和其他矿物之间表现出强烈的氧同位素不平衡, 而其他矿物之间则达到了氧同位素的再平衡.结合不同δ18O值锆石的内部结构特征, 认为该地区的热液蚀变作用为超固相条件下的高温热液蚀变.这一过程不但改变了石英等矿物的氧同位素组成, 同时也不同程度地改变了锆石的氧同位素组成, 所以这些样品中低δ18O值锆石可能是超固相条件下热液蚀变的结果.石英中具有异常低的δ18O值表明蚀变流体来源应为寒冷气候大气降水.所以, 新开岭地区亏损18O蚀变岩石的形成与裂谷岩浆作用和雪球地球事件相耦合的高温大气降水热液蚀变有关.      

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。     

小秦岭东桐峪金矿床稳定同位素地球化学及成矿物质来源

东桐峪金矿位于小秦岭金矿田中西部,矿体受韧性剪切构造带控制。为了确定矿床成矿流体和成矿金属来源,笔者系统研究了该矿床的3个成矿阶段S、C、H、O同位素组成特征。结果显示12件石英中包裹体水的δDH_2O变化范围为-78.1‰~-42.2‰;12件石英样品中第Ⅰ阶段δ~(18)OH_2O值为9.76‰~13.16‰;Ⅱ阶段δ~(18)OH_2O值为6.30‰~8.10‰;Ⅲ阶段δ~(18)OH_2O值为6.76‰~7.26‰。流体包裹体中CO_2的δ~(13)C值为-1.8‰~-2.5‰。16件硫化物δ~(34)S值为-3.7‰~+8.2‰。H、O、C同位素组成特点表明,水兼有变质水和岩浆水的特征,是太华群基底深熔作用蒸汽相的产物,其运动与长期的糜棱岩带活动有关。成矿流体中C主要来自地幔。S同位素组成特征表明矿石中S来自太华群或深部重熔的岩浆岩。     

新疆托克逊县榆树沟皂石矿床地质地球化学特征及矿床成因分析

通过野外观察和地球化学元素测定,榆树沟皂石矿床具有两种矿石类型:镁皂石矿和锂镁皂石矿。矿石主要产于镁铁质-花岗岩类与碳酸盐岩地层接触带,矿石中含有矽卡岩类热液变质矿物。微量元素研究表明,华力西晚期黑云母化花岗岩中锂含量56.70×10~(-6),并与中泥盆统阿拉塔格组和早期侵入岩间发生交代变质作用,大量锂元素的带入形成锂镁皂石矿。C,O同位素数值显示,含矿碳酸盐岩的δ~(13)C数值偏低,为-2.6‰~1.9‰,平均-0.55‰;δ~(18)O_(Q-SMOW)值为4.9‰~19.2‰,平均11.5‰;矿化斜辉橄榄岩的δ~(18)O_(Q-SMOW)值为15.80‰,明显因地层流体的混入而升高,表明成矿热液流体具混合流体特征。这为热液蚀变型矿床成因机制提供了有力证据。     

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     

威海地区超高压变质花岗岩成因：锆石U-Pb定年和氧同位素研究

在苏鲁超高压变质带东北段威海地区皂埠镇发现锆石δ18O值低至-7.8‰左右的变质花岗岩，对这些低δ18O值变质花岗岩进行了锆石SHRIMP法U-Pb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析，结果对低δ18O值锆石成因和变质花岗岩的原岩性质提供了制约。研究得到：①这些低δ18O值锆石以新元古代岩浆锆石为主，但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用。δ18O值为-7.08‰的岩浆核锆石U-Pb定年得到的变质花岗岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为760±49 Me和751±27 Ma，变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为232±4 Ma和241±33 Ma，指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用；②锆石δ18O值在局部范围内变化于-7.76‰~5.40‰之间，低δ18O值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18O值岩浆中直接结晶形成，锆石δ18O值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性，指示δ18O值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18O的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应。威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同，指示其应具有相同的原岩性质，并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程。因此，极度亏损δ18O的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带。     

熊耳地体南侧中晚元古代地层碳氧同位素组成：CMF模式的证据

前人运用 CMF 模式(碰撞造山成岩成矿与流体作用模式)推断熊耳地体金银矿床的成矿流体主要来自其南侧中晚元古代地层(官道口群和栾川群)的陆内俯冲变质脱水作用,并推测该套地层富放射成因铅和锶,δ~(13)C 和δ~(18)O 值较高。为检验该推论和 CMF 模式正确与否,作者对该套地层开展了研究,本文报道了碳氧同位素研究结果。13件岩石样品δ~(18)O 值变化于9.1‰～16.7‰,平均13.3‰;4件δ~(13)C_(CaCO_3)值为-2.8‰～0.8‰,平均-0.9‰,计算表明,该套地层在320～373℃(熊耳地体多数矿床早阶段成矿温度范围)变质脱水所形成流体的δ~(18)O值为2.6‰～14.6‰,与推测结果一致,覆盖了熊耳地体已有早阶段成矿流体的δ~(18)O值(5.1‰～12.6‰),计算的中晚元古代地层变质流体的δ~(13)C_(CO_2)随介于-0.7‰～4‰,也与熊耳地体成矿流体的δ~(13)C_(CO_2)值(-2.1‰～4‰,成矿早阶段一般δ~(13)C_(CO_2)>0)一致。如此以来,我们的研究结果证明了前人的推论和 CMF 模式的科学性与实用性,CMF 模式可以用于指导熊耳地体或类似构造环境的矿床勘查和地质研究。     

贺兰山北段牛头沟金矿床成矿流体和成矿物质来源:来自H-O-S-Pb同位素的证据

贺兰山北段牛头沟金矿床为华北克拉通西北缘新发现的金矿床,包括构造破碎带蚀变岩型和石英脉型两种矿化类型,后者可进一步细分为低缓石英脉型和陡窄石英脉型2个亚类。矿区所有矿体均赋存在古元古界贺兰山群变质杂岩和混合花岗岩内,受主干断裂F_1及其上盘次级断裂体系控制。综合本文及前人研究成果表明,破碎带蚀变岩型石英流体包裹体以纯液相水溶液包裹体为主,而低缓石英脉型和陡窄石英脉型石英流体包裹体则以气液两相水溶液包裹体为主,不同矿化类型成矿流体均为中低温(160~210℃)、中低盐度(6%~12%NaCl_(eq))的H_2O-NaCl流体。对矿区内3种矿化类型石英流体包裹体和硫化物分别开展的H-O和S-Pb同位素研究显示:破碎带蚀变岩型和陡窄石英脉型流体包裹体δD_(H2O)组成相近,分别为-75.2‰~-89.3‰和-87.0‰~-93.8‰,而低缓石英脉型流体包裹体则具有较高的δD_(H2O)值(-45.7‰~-67.7‰);流体包裹体δ~(18)O_(H2O)值则由破碎带蚀变岩型(3.7‰~4.4‰)→低缓石英脉型(1.9‰~3.3‰)→陡窄石英脉型(0.5‰~0.9‰)依次降低。破碎带蚀变岩型和陡窄石英脉型δ~(34)S组成均为正值,分别为1.3‰~6.9‰和2.2‰~5.8‰,而低缓石英脉型则具有较低的δ~(34)S值(-5.1‰~-2.6‰)。低缓石英脉型金矿具有明显不同的δD_(H2O)和δ~(34)S组成,可能与含矿断裂性质及其距离导矿构造F_1断裂较远等因素所共同导致的成矿流体氧逸度升高有关。3种矿化类型对应的矿石均表现出明显富集Th放射成因Pb的特点,~(206)Pb/~(204)Pb(16.467~17.994)和~(207)Pb/~(204)Pb(15.382~15.582)组成相对均一,而~(208)Pb/~(204)Pb变化较大(37.413~42.345)。总体上,石英流体包裹体H-O同位素组成表明成矿流体均为岩浆水和大气降水形成的混合流体,其大气降水比例自破碎带蚀变岩型→低缓石英脉型→陡窄石英脉型依次升高;矿石S-Pb同位素指示成矿物质为深部岩浆和具有高Th/U比的基底围岩双重来源。结合区域构造–岩浆演化,笔者将牛头沟金矿床成矿过程概括为晚古生代裂陷盆地形成阶段、中晚侏罗世区域挤压推覆阶段和晚侏罗世至早白垩世岩浆热液活动阶段等3个阶段。