超临界成矿流体研究及其展望

归纳了对超临界流体的认识，并在此基础上，介绍了近年来的一些与热液成矿作用有关的超临界成矿流体研究，提出该领域可能面临的问题。     

流体研究及成矿地质流体体系的主要类型

流体研究是近年来地学界研究的热点和前沿，它不仅在岩浆岩、构造、变质岩等方面的研究中受到重视，而且在矿床研究领域得到了发展。本文简单地回顾了对流体的研究历史，并总结了流体的研究现状和成矿地质流体体系的主要类型。     

流体成矿系统与成矿作用研究

对几乎所有金属矿床类型来说，其形成过程均与金属从源岩的活化、原始渗滤、矿质运移和金属沉淀富集成矿关系密切，这些过程主要是由流体的运动和作用完成的。因此，识别金属和流体的来源，追溯流体从源区将金属运载至最终成矿部位所经过的路径，以及查明金属和流体沿运移通道发生的物理、化学和时间上的各种变化及其特殊性质，可以为矿床评价与勘查提供很有价值的定量成矿信息。成矿流体的来源－运移－沉淀（－堆积）过程会以流体成矿系统的形式保留下来。对流体成矿系统和作用的全面了解可通过调查活动的和古代的两种系统获得。活动流体成矿系统是目前正在进行原始矿质搬运的系统，调查这些系统可对运移通道中的含矿流体进行取样和监测研究。古流体成矿系统包括各时代从含金石英脉到铅－锌矿脉系统的所有热液脉型矿床以及沉积喷气型和所谓层控矿床。对含矿矿物和岩石的广泛岩石学、化学、流体包裹体和同位素研究将为定量评价与预测矿床的分布和变化提供至关重要的资料。流体成矿系统内具有一些重要特征，如各种地质要素的方向性、相关性和指示性变化。     

永平铜矿成矿流体特征研究

江西永平铜矿床产于萍乡－乐平断裂拗陷带中，受中石岩统叶家湾组砂页岩和灰岩地层控制，流体包裹 和硫，铅同位素数据表明，成矿流体主体为海水，并可能有部分深源流体加入，盐度w(NaCl)eq＝1．5－5％，成矿作用可以分为3个阶段，在220－350度阶段形成层状矿体，在280－360度阶段形成脉状矿体；在180－300度阶段形成后期混合岩中的硫化的－石英脉，是一个类似于矿型和塞浦路斯型的华南型喷流沉积块状硫化物矿床。     

超临界流体的研究进展及其对成矿地球化学研究的启示

本文综述了超临界流体的研究进展，结合多年从事矿床地球化学研究的经历，认为近年来蓬勃发展的超临界流体研究，尤其是超临界条件下的化学反应对于研究地球内部成矿元素的迁移、富集有重要的启示意义。另外，对超临界流体化学对成矿流体研究可能带来的新的研究思路和新的理论认识作了理论探讨。     

陕西金堆城斑岩钼矿床成矿流体研究

陕西金堆城斑岩钼矿床是中国最大的钼矿床之一,按照脉体相互切割关系,成矿过程可分为两期十个阶段。矿区内流体包裹体研究表明：成矿流体以富CO2为特征,温度介于83℃～142℃之间,盐度介于27.5～42.5wt％NaCl两个区间内,具有典型的双配分模式特征。氢氧同位素特征研究表明成矿物质主要来源于岩浆流体。晚阶段有大量雨水混入热液流体中,导致流体的温度、盐度和δ18OH2O、δD值下降,引起了成矿流体中的钼金属沉淀,形成了金堆城超大型斑岩钼矿床。     

玲珑金矿床成矿流体的物理化学

玲珑金矿床为胶东著名的含金石英脉型矿床。作者详细研究了与金矿化密切相关的脉石英流体包体特征及其均一温度、爆裂温度、气液相成分。运用热力学分析和数学地质方法,计算了成矿流体盐度、密度、压力,以及成矿环境的Eh和pH等物理化学参数。为矿床成因研究提供了众多的实际资料。     

VMS矿床成矿流体的组成,来源及作用机制

ＶＭＳ矿床是一类非常重要的有色金属矿床，其成因与火山岩及海水密切相关。流体包裹体成分及氢氧同位素特征表明成矿流体主要为加热的海水，可能有岩浆水的参与。渗入火山岩层的海水在深部热源作用下发生对流，并萃取了火山岩中的金属。成矿流体在海底喷溢，与海水混合反应，造成矿石沉淀。整个成矿演化过程经历了复杂的流体—岩石反应和流体—流体反应，这些反应在成矿中起着非常重要的作用。     

铜陵-安庆地区若干热液矿床成矿流体研究

文章在研究铜陵狮子山燕山期岩浆热液叠加矿床成矿流体的基础上，对比铜陵-安庆地区燕山期其他类型矿床的成矿流体，系统探讨了该区燕山期热液矿床成矿流体体系，从夕卡岩型、斑岩型、高温热液型至低温脉型矿床成矿流体的演化规律。认为成矿流体温度、盐度逐渐降低，流体来源从单纯的岩浆来源变为岩浆与雨水的混合来源，成矿流体沸腾作用随之减弱。这些典型矿床基本代表了铜陵-安庆地区燕山期热液成矿体系。     

成矿流体及成矿机制

近十几年来，流体包裹体（ＦＩ）研究有重大进展，尤其在单个ＦＩ成分分析方面。激光拉曼微探针、扫描质子微探针（ＰＩＸＥ）和同步加速器Ｘ－射线荧光分析（ＸＲＦ）及一些质谱测定法的应用与发展，能较精确地测定单个ＦＩ成分。已有可能对ＦＩ中最重要的参数——重金属元素进行较精确测定。这些成就加上超微矿物学等方面的进展，可为解决矿床成因、找矿标志和成矿规律及找矿勘探提供可靠资料。叙述了一些国家在ＦＩ研究方面的进展与发展趋势。     

流体包裹体中微量气体组成及其成矿示踪体系研究新进展

N2 Ar He体系可用以示踪成矿流体及温泉等与火山有关的水流体的来源 ,当体系中He含量低于检出限 ,N2 Ar He体系不能用时 ,CO2 /CH4 N2 /Ar体系可用于识别成矿流体中岩浆水、建造水和大气降水 ,CO2 CH4 H2 体系可以鉴别成矿流体是否发生过沸腾作用以及沸腾是在开放体系还是封闭体系中形成 ,一般开放体系中沸腾有利于成矿。CO2 CH4 C2 H6体系可用于判别岩浆作用是否直接影响成矿或对成矿流体的贡献 ,从而确定热液矿床的成因。CH4 C2 H6 C3 H8体系可用来示踪一些与干酪根热解有关的成矿流体长距离、大规模迁移过程。C2 H6 C3 H8 C6H6体系可用于判定成矿流体的大地构造环境 ,因岛弧与裂谷环境下C2 H6/C3 H8比值有明显差异。以广东长坑 (Au Ag)和嵩溪 (Ag Sb)矿床为例 ,概述了这些体系各自的应用     

石英脉型金矿床的成矿流体研究及思考

石英脉型金矿是常见的金矿床类型.金主要以粒间金、裂隙金和包裹金3种形式赋存于石英、黄铁矿等金属硫化物中.目前了解此类金矿的成矿流体组成主要是通过石英中的流体包裹体成分的定量和定性分析结果,揭示矿床成因.但是野外和室内镜下的综合研究已证实,金矿的形成经历了若干个成矿阶段.每个阶段都有石英和金属硫化物形成,而石英要明显早于金属硫化物的结晶,同时金在硫化物中的存在形式多为包裹金和裂隙金,这至少说明金和硫化物同时结晶沉淀或金比硫化物更晚沉淀.因此,金运移沉淀结晶时的流体和石英结晶时的流体存在着明显的时间差,金矿化与黄铁矿等金属硫化物有着密切的联系.研究金属硫化物中的流体包裹体来反映主成矿阶段的成矿流体物质来源,比研究石英中的流体包裹体更具有实际的意义.     

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 )。     

浏阳七宝山铜多金属矿床成矿流体演化与成矿的关系

从不同标高、不同矿化带的流体包襄体研究入手，系统地论述了七宝山铜多金属矿床成矿流体的性质、演化过程及其与成矿的关系。黄铁矿爆裂测温表明：成矿流体温度变化在平面上以岩体为中心向四周依次为291℃～287℃～279℃，在剖面上由下往上依次为312℃～286℃～228℃。成矿流体成分主要为H2O，其次为CO2，H^ ，浓度由早期到后期呈递减趋势，表明成矿热液为酸性—弱碱性的演化过程。     

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     

哀牢山金矿带主要金矿床成矿流体特征

本文系统研究了哀牢山金矿带主要金矿床主成矿阶段石英流体包裹体的化学组成和物理化学性质。结果表明，金成矿流体中的阳离子主要为Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋，阴离子主要为Ｃｌ＾－，ＳＯ４＾２－，Ｆ＾－，气相组分中ＣＯ２含量普遍偏高，成矿流体属于中低温，中性－弱碱性，具相对还原性，中等含盐度的Ｎａ质溶液，其中的金主要以硫氢配合物形式迁移。     

初论紫金山铜金矿床超临界成矿流体系统

紫金山矿床是我国东南沿海发现的大型金铜矿床。在分析超临界成矿流体系统形成的区域地质背景和研究成矿物理化学条件的基础上，探讨了超临界成矿流体系统形成的动力学条件，提出该系统的成矿机理：与燕山晚期酸性火山一侵入岩浆有关的金铜矿床是在上地幔隆起、张性或向张性过渡背景下形成的，酸性岩浆经熔体一流体分离作用形成的岩浆热液与大气降水混合，经水一岩作用等复杂的输运和化学反应耦合过程的动力学产物。     

超大型金矿床成矿流体某些特征及其找矿

具有重要意义的金─石英脉型矿床可作为研究超大型金矿床成矿流体特征及其找矿问题的良好实例。研究和对比分析表明：（１）在超大型和非超大型金─石英脉型矿床间,在成矿流体包裹体方面尚未发现有意义的区别。似乎不存在能形成上述类型的超大型金矿的任何独特流体。（２）有利的大地构造和区域地质背景,良好的导矿、配矿和容矿构造,适宜的围岩,丰富的成矿物质,大量富含ＣＯ＿２的流体活动,多期、多次、多成因的地质作用的叠加,强烈而又广泛的围岩蚀变是形成某些内生超大型金矿的必要条件。系统扎实的基础地质工作、先进的科学手段和物化等方法的综合运用以及宏观和微观的结合对寻找超大型金矿十分必要。     

青海双朋西金铜矿床的成矿流体特征及流体来源

通过对双朋西金铜矿床流体包裹体岩相学、测温学及矿石铅、硫同位素等的分析,研究成矿流体性质和演化、成矿流体来源。结果表明:流体包裹体主要为气液两相包裹体,另有少量液相和含子矿物包裹体。包裹体液相成分阳离子以Na+,K+,Ca2+为主,阴离子主要以SO42-,Cl-为主;气相以H2O,CO2为主。均一温度范围为210~370℃和370~460℃,盐度3.0%~6.5%,密度集中于0.600~0.800 g/cm3,压力主要为8.0~20.0 MPa,为中高温、中等盐度、中等密度、中等压力的成矿流体。铅同位素206Pb/204Pb为18.058~18.710,207Pb/204Pb为15.581~15.641,208Pb/204Pb为38.191~38.531,δ(34S)为+3.1×10-3~+6.2×10-3,平均值为+4.42×10-3,成矿流体铅、硫同位素来源为壳幔混合源。