古利库金(银)矿床的稳定同位素地球化学特征

通过对大兴安岭古利库金银矿床的成矿热液流体的温度测定和同位素组成的研究,确定该矿床属浅成低温热液类型,并将成矿作用划分为2个成矿阶段,早期阶段成矿温度240~280℃,晚期成矿温度185~235℃.成矿热液流体的氢氧同位素组:δD_H2O-76‰~-94‰,δ¹⁸O-6.58‰~-14.11‰,表明成矿热液来自大气降水.矿石的硫和铅同位素组成说明成矿热液硫来自中生代火山岩,而铅是从基底落马湖变质岩系及相伴的兴凯期花岗岩类中萃取出来的.     

湘南宝山铅锌矿床硫、铅、碳、氧同位素特征及成矿物质来源

宝山铅锌矿床是湘南地区代表性矿床之一。宝山铅锌矿床的成矿作用与156~158 Ma的宝山花岗闪长斑岩密切相关。花岗闪长斑岩主要由古老地壳部分熔融而成。为确定成矿物质来源,文章系统研究了宝山铅锌矿床的硫、铅、碳、氧同位素组成特征。矿床中硫化物黄铁矿、闪锌矿、方铅矿的δ34S值呈狭窄的塔式分布,变化在-2.17‰~6.46‰之间,平均值为3.13‰。δ34S值总体表现为δ34S黄铁矿δ34S闪锌矿δ34S方铅矿,表明硫同位素分馏基本达到了平衡。矿石、花岗闪长斑岩和赋矿地层硫同位素对比研究表明,矿石中的硫主要由岩浆分异演化而来,岩浆中的硫主要来自古老地壳。矿石206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.188~18.844、15.661~15.843和38.562~39.912,赋矿地层206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.268~19.166、15.620~5.721和38.364~39.952。矿石铅同位素组成比地层中的更富放射性成因铅,矿石中部分铅来自宝山花岗闪长质岩浆,在成矿流体运移过程中有部分地层铅参与了成矿,岩浆中的铅主要来自古老地壳。热液方解石的碳、氧同位素组成介于岩浆和赋矿碳酸盐岩的碳、氧同位素之间,主要是由于岩浆流体和碳酸盐岩不同比例的水岩反应所致,测水组有机碳的加入造成了部分热液方解石δ13CPDB值偏低。     

辽宁青城子铅锌矿成矿流体特征和成矿物质来源示踪

青城子铅锌矿地处辽东-吉南裂谷带西端,是中国东北地区著名的铅锌矿床,其成矿作用复杂。为了深入揭示该矿床的成矿流体特征和成矿物质来源,本文在对青城子铅锌矿床(喜鹊沟、甸南、本山)地质特征研究的基础上,开展了流体包裹体测温和激光拉曼成分分析,H、O、C、S、Pb同位素分析,并进行了多元同位素体系的综合示踪。青城子铅锌矿床发育富液相包裹体,局部发育H_2O-CO_2三相包裹体。成矿温度范围大,是多阶段成矿作用发展演化的反映(至少两期成矿),成矿温度主要在190℃~310℃之间,应属中温成矿,成矿流体为中温低盐度的水盐流体。激光拉曼成分特征,成矿流体总体属于含CH_4的H_2O-CO_2-NaCl体系,属于还原性流体,具有深源的特征。氢氧同位素结果显示,成矿热液主要来源于岩浆水和大气降水。硫同位素特征表明,矿体中的硫可能主要来自海水硫酸盐的还原。碳氧同位素特征表明,成矿物质可能起源于地层,后期发生岩浆热液改造。铅同位素结果表明,矿石中铅是地层与岩浆岩的混合源铅。     

广东圆珠顶斑岩型铜钼矿床成矿物质、成矿流体来源和成矿机理研究

圆珠顶斑岩型铜钼矿床位于钦杭成矿带西南端,是该成矿带近年来发现的又一大型铜钼矿床。文中通过对圆珠顶矿床地质特征的详细剖析并结合H、O、S、Pb等同位素地球化学的研究,对圆珠顶斑岩型铜钼矿床的成矿流体和成矿物质来源进行了初步的讨论。研究结果表明：矿石金属硫化物δ34S 值分布于-4.3‰~3.9‰,硫主要来源于岩浆岩;矿石铅同位素组成稳定,为正常普通铅;不同成矿阶段H、O同位素组成变化及流体包裹体研究指示大气降水与含矿岩浆热液混合是金属矿物从成矿流体中沉淀的重要因素。结合成矿动力学背景研究,认为圆珠顶矿床成矿作用与岩浆活动密切相关,矿床成因是由于板块俯冲作用引起的地壳与地幔物质混合。     

雪峰山铲子坪金矿床稳定同位素特征及成矿地质意义

铲子坪金矿位于雪峰山构造岩浆岩带的白马山复式花岗岩体外接触带附近。本文通过对铲子坪金矿床岩石地球化学以及稳定同位素的研究,探讨其矿床成矿物质来源及矿床成因。研究结果表明:矿石中金属硫化物的δ34S介于-7.58‰~+0.32‰,平均为-2.44‰,富轻硫,表明硫化物中的硫主要来自花岗岩浆,有部分地层硫酸盐中的硫混入;铅同位素组成相对稳定,变化范围很小。根据铅构造模式图解和△γ-△β图解,铅同位素主要来源于地幔,有部分地壳铅的加入;氢、氧同位素表明成矿流体具有变质热液和岩浆热液的双重性,成矿晚期热液有大气水成分加入;碳同位素表明成矿流体与砂质板岩关系密切,与地幔或深部流体有一定的关系,矿床成矿流体中的CO2很可能为壳幔混合;锶同位素研究表明,铲子坪金矿床的(87Sr/86Sr)i组成特征与华南陆壳重熔性花岗岩初始岩浆水的(87Sr/86Sr)i组成特征基本一致,表明其成矿作用可能与岩浆热液有关。铲子坪金矿成因类型为岩浆热液型。     

辽宁青城子矿集区金银矿成矿流体特征和成矿物质来源示踪

青城子矿集区地处辽东-吉南裂谷带西端,是金银多金属的重要矿集区,其成矿作用复杂,为了深入揭示其成矿流体特征和成矿物质来源,近期作者对矿集区内典型的金银矿床(高家堡子银矿、小佟家堡子金矿、杨树金矿和林家三道沟金矿)的地质特征研究的基础上,开展了流体包裹体测温和激光拉曼成分分析,H、O、C、S、Pb同位素的分析,进行了多元同位素体系的综合示踪。青城子矿集区金银矿床最为发育富液相包裹体,局部发育气相包裹体,个别石英脉中少量发育H_2O-CO_2三相包裹体和CO_2两相包裹体,成矿温度范围大,是多阶段成矿作用发展演化的反映,主成矿温度在120~210℃之间。成矿流体为中温低盐度低密度的水盐流体。激光拉曼成分特征,成矿流体总体属于含H_2的H_2O-NaCl-CH_4-CO_2体系,属于还原性流体,具有深源的特征。氢氧同位素结果显示,成矿热液主要来源于岩浆水和大气降水。碳氧同位素结果显示,成矿流体起源或流经含有大量有机质的地层,地层中的有机质可能参与了金的富集成矿。硫同位素特征表明,矿体中的硫来自海水硫酸盐还原硫与深部岩浆热液来源的混合,可能主要来自海水硫酸盐的还原。铅同位素结果表明,金银矿石中铅是地层与岩浆岩的混合铅。     

大兴安岭南段敖仑花斑岩钼(铜)矿床成矿流体来源与成矿作用:稳定同位素C、H、O、S和放射性Pb同位素约束

基于稳定同位素C、H、O、S和放射性Pb同位素的测试和分析,对大兴安岭南段敖仑花斑岩钼(铜)矿床成矿流体的来源进行了示踪,探讨了流体演化与成矿作用过程。新的稳定同位素数据显示:敖仑花矿床成矿热液具有混合来源性质;脉石矿物石英中流体的C、H、O同位素和矿石硫化物的S同位素组成指示成矿络合剂主要来自地幔,同时在热液期经历了地壳流体参与的过程;辉钼矿中放射性成因的Pb同位素组成表明,成矿物质(Mo)主要来自造山带物质,部分来自深部幔源。根据H、O同位素组成变化和已有流体包裹体资料,认为敖仑花矿床早、中阶段两次矿化的成矿机制不同:早阶段金属矿化主要与岩浆水和大气降水的流体混合有关,而中阶段大规模成矿作用主要是由流体沸腾所致。综合区域地质演化认为:敖仑花矿床是大兴安岭南段在晚侏罗世—早白垩世时期演化为弧后伸展背景、陆内造山带物质重新活化、壳幔岩浆-热液相互作用的产物,同时暗示壳幔作用强烈的地区利于内生金属矿床成矿。     

铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约

冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿的硫同位素证据。     

太行山北段王安镇矿集区Fe-Cu-Mo多金属矿床S-Pb同位素特征及其意义

太行山北段是华北克拉通重要的多金属矿产地之一,王安镇矿集区是其中较为典型的矿集区。区内矿化类型以矽卡岩型为主,其次为斑岩型和热液脉型,矿床产于王安镇岩体内、岩体与围岩接触带及岩体附近围岩中。为深入了解其成矿规律,探讨成矿物质来源,本文在分析该矿集区成矿地质条件的基础上,对与王安镇岩体有关的典型矿床中的矿石进行了硫、铅同位素研究。结果表明,成矿热液的总硫同位素组成(δ34SΣS)在陨石硫值范围内,硫的来源单一,为深源岩浆硫;矿石铅同位素具有壳幔混合特征,且与岩体铅同位素组成较为一致。说明该矿集区成矿物质来源较深,与岩浆活动关系密切。     

贵州独山巴年锑矿床硫、铅同位素特征及其对成矿物质来源的指示

贵州独山巴年锑矿床是华南锑矿带代表性锑矿床之一。矿体赋存于中泥盆统独山组地层之中。本文对该矿床辉锑矿的硫、铅同位素组成进行了系统分析。结果表明,辉锑矿的δ34S值变化范围为-5.4‰～-1.2‰,平均-4.2‰,计算获得成矿流体中总硫的δ34SΣS=0.1‰,显示岩浆来源硫的同位素特征。辉锑矿铅同位素组成变化范围较窄:206Pb/204Pb为18.561～19.156,平均18.813;207Pb/204Pb为15.703～15.769,平均15.734;208Pb/204Pb为38.573～39.207,平均38.906。绝大多数样品中矿石铅为正常铅,具有华南区域性铅同位素组成特征。我们认为巴年锑矿床成矿金属元素锑除主要来源于赋矿围岩泥盆系外,基底地层也可能提供了部分成矿物质。     

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。     

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。     

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”。     

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。     

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。     

氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用

多年来，世界各地河流普遍存在硝酸盐污染问题。为控制河流的硝酸盐污染，确定河水中硝酸盐的来源以及研究氮的循环过程就显得尤为重要。由于在不同成因下，硝酸盐的δ¹⁵N和δ¹⁸O存在着较大差异，因此利用氮、氧同位素方法研究河流硝酸盐问题正日益受到国内外研究人员的重视。综述了用硝酸盐中氮、氧同位素来研究河流硝酸盐的不同来源(大气沉降、化肥、牲畜粪、土壤硝酸盐等)和示踪其地球化学循环过程，特别是反硝化过程，这两方面的研究进展，并对我国河流硝酸盐研究现状进行了讨论及提出今后的研究方向。      

新疆小热泉子铜（锌）矿床同位素地球化学研究及其意义

热泉子铜（锌）矿床位于准噶尔板块与塔里木板块对接带北侧的哈尔力克-大南湖晚古生代陆源岛弧带。通过同位素地球化学研究,石英中δ^18O在6．5‰～10‰之间,校正后石英和闪锌矿中流体的δ^18OH2o为-2．95‰～1．73‰,包裹体中δDH2o为-105‰— -66‰;结合矿区基本地质特征,成矿流体很有可能为次火山热液...     

海水硝酸盐氮、氧同位素组成研究进展

海洋中氮的生物地球化学循环影响着海洋生态系统的结构和功能,并和全球气候变化有着密切的联系,一直是海洋科学研究的重点和热点。海水硝酸盐的15N/14N和18O/16O比值可以反映海洋中氮循环的主要过程,因而成为研究海洋氮循环的一个重要手段。综述海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定方法,同化吸收作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用等氮循环过程所导致的氮、氧同位素分馏及其在海洋学研究中的应用。海洋生态系中硝酸盐氮、氧同位素的分布可以提供支持生物生产力的氮来源信息,以及氮在不同储库迁移转化的路径与机制。未来的研究需要发展适用于低含量硝酸盐的同位素测量方法,构筑海洋氮的收支平衡,掌握影响上层海洋硝酸盐氮、氧同位素变化的过程,获取全球海域有关硝酸盐氮、氧同位素组成的更多数据。     

地下水硝酸盐中氮、氧同位素研究现状及展望

农业区内浅层地下水中硝酸盐污染普遍存在。为保证供水安全和有效治理污染的地下水体。确定硝酸盐中氮的来源及影响硝酸盐浓度的物理、化学作用尤为重要。由于不同成因的硝酸盐中δ^15N值存在差异，利用N同位素可以确定氮污染源，但有时存在多解性问题；分析硝酸盐的δ^18O值，可提高地下水硝酸盐污染的研究深度。本文综述了用硝酸盐中N、O同位素来区分地下水污染中硝酸盐的不同来源和示踪氮循环过程这两方面的研究进展，并提出一些值得重视的研究方向。     

滇黔桂地区微细浸染型金矿硫铅同位素地球化学研究

对滇、黔、桂微细浸染型金矿硫化物进行硫、铅同位素测定，获得马雄、浪全、金牙、高龙、堂上等矿床206Pb/204Pb比值为17.636～19.530；207Pb/204Pb比值为15.451～16.092；208Pb/204Pb比值为37.871～40.854。用等时线斜率与铅同位素曲线关系剖析，矿床形成年代晚于矿床赋存层位，铅来源较为复杂。金牙矿床硫化物的δ34S值为15.3‰～15.6‰；板其矿床硫化物的δ34S值为－1.5‰～14.7‰；柴木函矿床硫化物的δ34S值为0.2‰～18.0‰；戈塘矿床硫化物的δ34S值为－29.2‰～5.0‰；丫他矿床硫化物的δ34S值为5.5‰～8.0‰，获得矿床有单一岩浆来源，单一海水（地层）来源和混合来源3种类型矿床。