粤北诸广南部铀矿田流体包裹体的氦氩同位素组成及成矿流体来源示踪

粤北诸广南部铀矿田是我国重要的花岗岩型铀矿产地之一,有关诸广南部花岗岩型铀矿田的成因,多年来一直存在较大的争议。本文以诸广南部铀矿田典型铀矿床成矿期萤石、方解石和黄铁矿中流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He、Ar同位素地球化学。研究表明,萤石流体包裹体的~3He/~4He比值为0. 021～0. 186Ra,~(40) Ar/~(36)比值为298. 4～2515. 7;方解石流体包裹体的3He/4He比值为0. 027～0. 209Ra,~(40) Ar/~(36)比值为295. 9～327. 2;黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0. 021～1. 543Ra,~(40) Ar/~(36)比值为326. 9～1735. 1; He-Ar同位素系统显示成矿流体的3He/4He比值略高于地壳氦同位素特征值(0. 01～0. 05Ra),但低于幔源氦同位素特征值(6～9Ra),~(40) Ar/~(36)比值接近或高于大气氩的同位素组成(~(40) Ar/~(36)=295. 5),成矿流体为壳-幔混合来源。结合H-O、He-Ar、C和Sr等多元同位素证据表明,成矿流体由两个端元组成:一是含有一定放射性成因Ar的大气降水的地壳流体,二是含幔源He的地幔流体。进一步研究表明,受NNW向断裂控制的棉花坑、书楼丘、长排等铀矿床受地幔流体影响比较大,而受NE向断裂控制的蕉坪、东坑、烟筒岭铀矿床受大气降水影响比较大。     

成矿流体氦、氩同位素地球化学

成矿流体氦、氩同位素地球化学胡瑞忠（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词地壳现代流体成矿流体氦、氩同位素近年的研究表明，在许多大陆地热体系和古代成矿流体中，尽管氢、氧同位素显示其中的水具有大气成因的特点，但其他证据显示其中的气体组分（如...     

冀西石湖地区多金属矿床成矿流体氦氩碳氢氧同位素特征及地质意义

石湖地区金、银多金属矿床位于太行山中北段,产出于太古界阜平群变质岩系,燕山期麻棚岩体的周边。本文以石湖地区代表性矿床为例,根据多金属矿床黄铁矿流体包裹体中He、Ar同位素及与黄铁矿共生的石英流体包裹体中C、H、O同位素组成,探讨了石湖地区金、银多金属矿床成矿流体来源。分析结果表明石湖地区金、银多金属矿床黄铁矿流体包裹体中3He/4He介于0.43~2.40 Ra,40Ar/36Ar介于477~879,显示出本区金、银多金属矿床的成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。石英包裹体中δDV-SMOW介于-62‰~-105‰,δ18OV-SMOW介于9.6‰~13.8‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合;δ13CPDB介于-3.5‰~-5.0‰,表明矿区成矿热液来自地幔。氢、氧、碳同位素体系与氦、氩同位素体系的示踪具有一致性,均显示出石湖地区金、银多金属矿床成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。     

黄泥湖铀矿床地质特征及成因探讨

文章从区域地质、岩浆岩、构造、热液蚀变和铀成矿地质特征等方面,系统阐述了黄泥湖铀矿床成矿条件和控矿因素,提出该矿床成矿经历了沉积成矿、火山作用热水叠加成矿和热液作用改造富集3个阶段的观点。在此基础上,总结出该区＂以砂岩为基础、凹沟是条件、热盖是关键、斑岩旁侧有好矿＂的铀矿找矿新思路,对区内火山盆地铀矿找矿工作具有实际指导意义。     

东天山黄土坡铜锌矿床成矿流体的氦-氩同位素示踪

黄土坡铜锌矿床是东天山卡拉塔格地区一中型海相火山岩型块状硫化物（VHMS）矿床,赋存于早志留世海相火山-沉积岩系中。矿体产于酸性火山角砾岩与凝灰岩之间,主矿体呈厚大的扁豆状,矿石主要呈块状、浸染状、条带状和网脉状构造。本文报道了黄土坡铜锌矿床成矿流体的氦和氩同位素组成,黄铁矿流体包裹体的³He 含量低,介于0.039×10^-12 cm³ STP/g～0.64×10^-12 cm³ STP/g,n（³He）/n（⁴He）值为 0.11～0.94 Ra,介于壳源He与幔源He之间。⁴⁰Ar 含量变化于 3.49×10^-8cm³ STP/g～34.25×10^-8 cm³ STP/g 之间,n（⁴⁰Ar）/n（³⁶Ar）介于301.40～425.98 之间。成矿流体中有幔源 He（1.71%～10.97%）和放射性成因 Ar（⁴⁰Ar*含量为1.96%～30.63%）。结合矿床包裹体及 H-O-S 同位素特征,认为幔源流体和富放射性成因He 和Ar 的海水参与了成矿。     

湖南瑶岗仙钨矿床成矿流体的氦、氩同位素组成及其意义

瑶岗仙钨矿床是南岭地区最典型的石英脉型钨矿床之一。本文对该矿床黄铜矿和黑钨矿中流体包裹体的氦、氩同位素进行了较系统地测定。研究表明,黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中3He／4He分别为0．37—0．43Ra和0．05～0．49Ra,明显高于地壳值;黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中的氩同位素分别为673～886和325～903,均明显高于饱和大气雨水的40Ar／36Ar值。这些氦、氩同位素组成揭示该矿床的成矿流体具有壳、幔两端元混合的特点。结合区域地质构造演化和成矿年代学的研究成果,本文认为瑶岗仙钨矿床的成矿流体是由瑶岗仙S型花岗岩浆分异出的含有地幔He的岩浆流体与大气成因地下水的二端元混合产物,S型花岗岩的形成也是壳幔相互作用的结果。     

湖南邓阜仙钨锡多金属矿床氦氩同位素特征及成矿流体示踪

邓阜仙钨锡多金属矿床位于南岭多金属成矿带中段的一个重要石英脉型黑钨矿矿床.本文尝试采用与钨矿成矿关系密切的长石、石英开展了He-Ar与H-O同位素的研究,结果显示石英流体包裹体的Ne/4He测定值为0.006~0.0244 Ra,明显低于地壳值(0.01 ~0.05 Ra).成矿流体中40Ar/36Ar变化范围在303.3 ~ 867.8,高于饱和大气雨水40Ar/36Ar值(295.5).石英包裹体中,δ180测试值变化于+10.3‰~+13.7‰之间,平均为+12.4‰;石英中包裹体H2O的δD测试值变化于-72.9‰~-100.1‰之间,平均为-89.28‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合.两种不同的同位素体系均表明本区的成矿作用为邓阜仙岩体的期后热液受到了裂隙中大气降水的影响.     

中国SEDEX型矿床成矿流体硼、硅、氦-氩同位素组成研究评述

SEDEX型矿床成矿流体的研究是矿床地球化学研究的重要课题之一。正确识别系统中不同的流体来源及其混合过程,是深刻理解SEDEX型矿床形成演化的关键。系统总结了国内几个典型的SEDEX型矿床同位素研究成果,认为B和Si同位素是根据SEDEX型矿床独特的矿物组合而提出的一种示踪方法,对矿床成因和沉积环境示踪效果理想;He、Ar同位素则因为在地壳和地幔储库中有极不相同的组成,是理想的幔源流体示踪剂。鉴于SEDEX型矿床含有电气石、黄铁矿、硅质岩等特殊的矿物与岩石组合,B、Si、He-Ar同位素可能更适合SEDEX型矿床矿化流体来源研究,并指出其理论发展的薄弱之处。     

阳山金矿成矿流体的He-Ar同位素示踪

甘肃阳山金矿的成因类型及成矿流体来源多年来颇受关注,本文利用惰性气体同位素质谱仪测定了该矿床黄铁矿和石英样品中流体包裹体He、Ar同位素组成。结果显示,成矿流体的3 He/4 He值为0.03~0.08Ra,指示成矿流体来源于壳源,不含幔源He;40 Ar/36 Ar值为434.1~863.0,稍高于大气饱和水(295.5),流体中除地壳放射成因Ar外,还有大气Ar,表明大气降水曾参与成矿。结合矿床地质特征,认为阳山金矿成矿流体是以造山作用产生的变质水与经断裂下渗的大气饱和水为主,下渗的大气饱和水与高U、Th含量的花岗岩发生水-岩交换,导致了成矿流体中极低的40 Ar*/4 He(0.0227~0.0539)。     

广东长排铀矿床成矿流体特征

长排铀矿床位于广东长江铀矿田内,矿体主要赋存在北北西向硅化断裂带内及其两侧的蚀变花岗岩中。流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析表明,成矿流体为中低温、中低盐度的含CO2、CH4和H2的流体。铀成矿期流体包裹体均一温度多集中于120~250 ℃,盐度为04%~102%。氢、氧同位素分析表明,成矿流体可能来源于深部,后期有大气降水的加入。成矿期方解石的δ13C值大多数集中于-91‰~-82‰,以深源碳为主。综合分析认为,长排铀矿床属于中低温热液脉型铀矿床。成矿流体经历了沸腾作用,使CO2等挥发分逃逸,这可能是长排铀矿床铀矿沉淀、富集的主要原因。     

川滇黔地区天宝山、会泽铅锌矿床成矿流体来源初探:来自流体包裹体及氦氩同位素的证据

为限定川滇黔地区大型铅锌矿床成矿流体来源,选择天宝山大型铅锌矿床和会泽超大型铅锌矿床中热液矿物进行流体包裹体及氦氩同位素研究.结果显示:（1）天宝山矿床为中低温、中等盐度流体成矿,成矿流体主要来源于盆地卤水;会泽矿床为中高温、中等盐度流体成矿,成矿流体也主要来源于盆地卤水,但具有不同性质流体混合特征;（2）两矿床硫化物3He/4He值范围介于0.02~0.32 Ra,证明成矿流体以地壳流体为主,但混有少量（< 5.3%）地幔成分,40Ar/36Ar值（345.0~1 698.8）表明成矿流体以饱和大气水为主;（3）综合两个矿床地质特征、流体包裹体及氦氩同位素研究认为天宝山矿床和会泽矿床的形成与右江盆地演化及峨眉山大火成岩省的岩浆活动有关.      

桃山大布铀矿床成矿流体特征

正花岗岩型铀矿床是重要的铀矿类型,国内外学者提出了多种花岗岩型铀矿的成矿机理。地质流体的来源、运移和卸载是厘定铀成矿过程的重要指标。流体包裹体是地质时期流体的"活化石",关于流体包裹体的特征研究是探讨成矿流体特征以及成因的重要分析手段(苟学明等,2017)。目前缺乏对大布铀矿床成矿流体特征的深入研究,笔者通过对大布矿床成矿期流体包裹体的显微观察、测温、气相成分、同位素分析等,总结了大布矿床的成矿流体特征,初步探讨了成矿流体来源。     

幔源挥发性组分参与302铀矿床成矿作用的氦同位素证据

对取自302铀矿床井下与沥青铀矿矿石共生的9件紫黑色萤石、肉红色方解石样品进行了流体包裹体的He同位素测定,3He／4He测定值为0．03～0．57Ra（绝大部分在0．11～0．25Ra之间）,位于地幔与地壳的氦同位素值范围之间,显示成矿流体中的氦同位素具有壳、幔两个端元混合的特点,表明有大量幔源挥发性组分参与铀成矿作用。该矿床碳同位素值与流体包裹体证据均表明,地幔挥发性组分确实大规模参与了铀成矿作用。研究显示,几乎华南所有的热液铀矿床都形成于白垩纪-古近纪,且这些矿床的碳同位素组成均显示成矿流体中的矿化剂CO2来自地幔．暗示它们成矿时具有相似的成矿动力学背景：可能均与华南中,新生代岩石圈伸展作用所控制的幔源挥发性组分具有密切的关系。     

陕西柞山地区穆家庄铜矿床成矿流体来源的氦氩氢氧同位素示踪

最近,在秦岭柞山地区泥盆系中又发现了穆家庄铜矿,矿体明显受层间破碎带控制,矿石主要产在铁白云石-石英脉中,其后生成矿现象非常明显.文章利用的黄铁矿流体包裹体He-Ar同位素和氢氧同位素,来探讨这类矿床的成矿流体的来源.穆家庄铜矿床矿石矿物黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0.322～0.889R/Ra,小于1.0R/Ra.3He/4He比值远远低于地幔流体的比值,与地壳流体的比值在相同的数量级上.穆家庄铜矿成矿流体的40Ar/36Ar比值为377～569,平均470,显然偏离大气氩的同位素组成.穆家庄铜矿成矿流体的40Ar/4He比值为0.09～0.23,平均值为0.164.很显然,该矿床的成矿流体的40Ar/4He比值接近地壳.根据以上分析,柞山地区的穆家庄铜矿床的成矿流体是壳源的.氢氧同位素分析表明穆家庄铜矿的氢氧同位素则落入原生岩浆水范围内,表明穆家庄铜矿的成矿流体为岩浆水.综合对比分析后认为,穆家庄铜矿的成矿流体是由壳源岩浆驱动并参与的岩浆流体提供的.     

新疆蒙其古尔铀矿床成矿流体特征及其与铀成矿的关系

蒙其古尔铀矿床为大型层间氧化带砂岩型铀矿床,前人对其成矿流体来源的研究相对较少。为探讨其成矿流体的性质和来源,笔者利用显微测温学和激光拉曼光谱方法,对其流体包裹体的温度、盐度、密度和成分进行了系统的分析研究,并对其成矿流体的氢、氧同位素及含矿目的层砂岩方解石胶结物的碳、氧同位素组成特征进行了研究。研究表明,该矿床流体包裹体主要有气烃包裹体、液烃包裹体和盐水包裹体,成群分布于砂岩粒间方解石胶结物中,或沿切穿石英颗粒的微裂隙呈线状或带状分布,均一温度为56~76℃,盐度w(NaCleq)为1.23%~19.84%,密度为0.99~1.12 g/cm~3,气体成分以CH_4为主;成矿流体的δD(H_2O)V_SMOW=-93.0‰~-48.3‰,δ~(18)O(H_2O)V_SMOW=-10.3‰~-5.1‰,方解石胶结物的δ~(13)CV_PDB=-10.9‰~-7.2‰,δ~(18)OV_SMOW=17.6‰~24.9‰。上述特征揭示出蒙其古尔铀矿床成矿流体是由大气降水性质的地表水和煤系地层有机质脱羧基作用产生的有机酸及伴生的CH_4等还原性气体(煤型气)两部分组成,具有低温、盐度跨度大、中等密度及多期叠加等特点,明显有别于深部油气大规模充注。地表含铀含氧水层间渗入与煤系地层产生煤型气等还原性渗出流体的共同作用,形成了蒙其古尔铀矿床。     

内蒙古哈达门沟金矿成矿流体来源的氦、氩同位素示踪

内蒙古包头市哈达门沟金矿床是华北陆块北缘乌拉山-大青山地区的大型金矿床,矿床赋存于新太古界乌拉山群黑云角闪斜长片麻岩、角闪黑云二长片麻岩和含石榴石黑云斜长片麻岩中,成矿流体性质不明。文章对哈达门沟金矿主要载金矿物黄铁矿开展了流体包裹体中的He、Ar同位素组成研究。研究表明,赋存于黄铁矿流体包裹体中的4He含量为(83.92~606.46)×10-8cm3STP/g,n(3He)/n(4He)值为0.19~0.91Ra,幔源He的含量为2.62%~13.73%,平均为9.95%,表明成矿流体中的He主要来源于地壳,大约10%来源于地幔。~(40)Ar含量为(71.22~308.22)×10~(-8)cm~3STP/g,~(40)Ar/~(36)Ar比值变化于2793.6~7253.5之间,在n(~(40)Ar)/n(~(36)Ar)与R/Ra图解和n(~(40)Ar*)/n(4He)与R/Ra图解中,显示地壳氩和地幔氩的混合来源特征。结合已有的氢、氧、硫同位素研究,认为哈达门沟金矿成矿流体主体为地壳来源,但幔源流体的加入清晰可辨,乌拉特前旗-呼和浩特山前断裂很可能为富钾质壳幔混合流体的运移提供了通道和动力。     

湖南万古金矿床地幔流体成矿的氦同位素证据

从湖南万古金矿区采集４件石英样品进行了氦同位素测定，获得了＾３Ｈｅ／＾４Ｈｅ值２３１×１０＾－６－１４６０×１０＾－６的数据，该数据反映了在万古金矿床形成时富＾３Ｈｅ流体与成矿作用。而这种富＾３Ｈｅ流体可能是受构造活动影响，由地幔岩石减压部分脱气造成动力学分馏而形成。     

东胜铀矿流体包裹体同位素组成与成矿流体来源研究

东胜铀矿与典型的层间氧化带砂岩型铀矿床特征明显不同。矿物流体包裹体分析表明东胜铀矿成矿流体温度主要为150～160℃。流体包裹体的3He/4He值为0.02～1.00R/Ra,是地壳比值的5～40倍,其40Ar/36Ar同位素比值高达584～1243,明显偏离大气氩的同位素组成(40Ar/36Ar=295.5)。流体包裹体的δ18OH2O在-3.0‰～-8.75‰之间,δD在-55.8‰～-71.3‰之间,具有大气降水与岩浆水混合流体的特点。铀矿底板高岭石δ18OH2O为6.1‰,δD为-77‰,具有岩浆水的特点。铀矿方解石脉的δ13CV-PDB为-8.0‰,δ18OH2O为5.76‰,显示出地幔来源的特征。东胜铀矿成矿流体He-Ar同位素和碳、氢和氧同位素组成特征一致表明,成矿流体具有地壳与深部混合流体的特征。结合区域地质分析认为,侏罗—白垩纪鄂尔多斯盆地北部隆起区大面积分布的富铀变质岩和花岗岩遭受风化剥蚀,被大气降水搬运到当时地貌较低的东胜地区沉积。中生代鄂尔多斯盆地构造热事件和岩浆活动,促使地下深部流体和浅部油气沿断裂带和活化的裂隙上涌,充注到含铀碎屑砂岩中,为铀的活化和成矿作用提供了重要的能量。     

藏南邦布大型金矿成矿流体He-Ar-S同位素组成及其成矿意义

邦布金矿床位于青藏高原雅鲁藏布江结合带东段南侧,矿体受大型脆-韧性剪切带的次级断裂控制,其一系列地质地球化学特征显示该矿属于造山型金矿。其含金石英脉中黄铁矿的流体包裹体3He/4He=0.174～1.010Ra,40Ar/36Ar=311.9～1724.9,矿物δ34S=2.8‰～4.7‰,平均3.6‰;围岩中不含金黄铁矿流体包裹体3He/4He=0.01137Ra,40Ar/36Ar=1709.7,矿物δ34S=6.5‰,显示邦布金矿成矿流体主要由地壳流体组成,但其中有地幔流体的加入,幔源He占2.7%～16.7%。由壳幔相互作用导致的幔源流体的加入是邦布金矿重要的成矿条件。在印度板块与欧亚大陆板块碰撞过程中,形成切穿地壳的纵向剪切带,深源地幔流体上升,与地壳来源的富CO2流体混合,由于温度和压力下降和流体沸腾导致含金硫化物和石英结晶,并在其次级断裂构造中形成邦布金矿体。