关于成矿流体地球化学研究的几个问题

成矿流体地球化学是当前正蓬勃发展的流体地质研究的一个重要吩支。本文对八十年代以国际上关于成矿流体于球化学的几个问题做了阐述，涉及到元素在熔体－溶液平衡体系中的分配、热水溶液系统中成矿元素的配合物形式及其主要影响因素，金属从成矿流体中沉淀机理研究等。     

成矿流体及成矿机制

根据成矿流体样品——流体包裹体研究资料，目前已知的成矿流体主要有下列四种类型：（１）硅酸盐熔融体＋Ｍ（金属）；（２）Ｈ２Ｏ＋ＮａＣｌ＋Ｍ；（３）Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋Ｍ；（４）Ｈ２Ｏ＋有机质＋Ｍ。这里所说的Ｈ２Ｏ，实际上是含有一定溶质的盐水；ＣＯ２则还包含有ＣＨ４、ＣＯ、Ｎ２、Ｈ２、Ｈ２Ｓ等等其它组分。不同的矿种、不同成因的矿床与一定种类的成矿流体有关，也就是说，成矿流体具有一定成矿专属性。通过成矿流体研究，我们认为成矿作用主要有下述几种形成机制：（１）不同种类流体混合成矿机制；（２）单一流体不混溶分离成矿机制；（３）流体＋有机质成矿机制；（４）水—岩交换成矿机制；（５）流体物－化条件改变成矿机制。     

含矿流体混合反应与成矿作用的动力平衡模拟研究

本文在约定热液体系中成矿元素成矿速率(成矿过程中单位时间内单位体积所合成矿元素重量的变化)的基础上。借助于物质-热-化学-成矿四重全耦合的研究思路，构建了均匀热液体系、层状热液体系、岩浆侵入热液体系下成矿元素的迁移、富集、溶解与沉淀作用数值模型。模拟结果表明；(1)硫化物(H2S)和硫酸盐(SO42-)流体的混合反应是成矿热液体系中铅、锌、铁成矿元素成矿的重要控制因素；(2)均匀介质、岩浆侵入或地质构造的存在，对成矿元素在成矿流体运移的速度、流线、温度分布和成矿元素的溶解与沉淀分布都有着各自的特征．不同的成矿环境或成矿背景制约了成矿元素的迁移与富集以及矿体的产出定位。暗示成矿环境及成矿速率对热液体系中成矿元素的沉淀与溶解具重要作用；成矿流体的混合反应是成矿作用发生的重要机制之一。在成矿理论研究中必须充分考虑不同地质构造因素的约束。     

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。     

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     

成矿流体运动系统与金质来源和富集机制讨论

以 山东地区大型、超大型金矿为例,从运动学和动力学角度,系统研究其成矿作用的起点（岩石－岩浆－流体间的物理化学作用）和终点（矿富集于断裂复合处或交汇部位）,以及成矿流体在运动中的渗透、振荡、气－液态交替、流速的突变及多层次循环流体的萃取、沟通等多方面的共同作用。结果表明,巨量金质来源和富集的关键取决于各层次流体循环笼统间的沟通,地幔富Ｃ－Ｈ－Ｏ流体循环系统、中－下部地壳富硅流体循环系统、浅－表部（     

花岗岩成矿的地球化学判别标志

花岗岩具成矿专属性。花岗质岩浆中成矿元素行为受控于源岩成分、氧化状态、结晶分异作用和挥发组份。花岗岩地球化学特征和矿物化学成分一定程度上继承了源岩的特征，反映了岩浆作用的大地构造背景、氧化状态和结晶分异，因此，可使用花岗岩成分判别成矿花岗岩。本文归纳总结了花岗岩成矿的地球化学判别标志。     

江南古陆边缘渣滓溪锑矿带成矿作用地球化学研究

本文通过控矿地层和矿床的地球化学对比研究后指出，湘西元古界板溪群发育的Ｓｂ、Ａｕ矿化与控矿地层中成矿元素的高离散性、多峰态分布特征相协调。由沃溪Ａｕ－Ｓｂ－Ｗ矿化到渣滓溪Ｓｂ矿化，其矿化流体的ΣＳ浓度显著降低，大气降水的比例不断升。成矿流体的ΣＳ浓度及成矿温度是控制渣滓溪Ｓｂ矿化及湘西Ｓｂ、Ａｕ矿化分带的主要因素。     

小秦岭与胶东金矿床的成矿流体特征对比

小秦岭和胶东地区夺型金矿床的矿化类型和成矿流体的包裹体，稳定同位素特征和有很多相似之处，但也有些区别。小秦岭矿床的流体包裹体具更高的ＣＯ２／Ｈ２Ｏ，较高的Ｋ＾＋／Ｎａ＾＋和Ｆ＾－／Ｃｌ＾－，这与该区的成矿压力较高，容矿主岩以相对贫Ｋ＾＋，Ｆ＾－的斜长角闪岩和灰色片麻岩类有关。     

福建紫金山铜金矿床成矿流体演化数值模拟——混合和沸腾过程研究

利用ＣＨＩＬＬＥＲ软件模拟了紫金山铜金矿床主矿化阶段成矿流体的混合和局部减压等焓沸腾过程，模拟结果显示矿化具有低的ＨＳ＾－和Ｃａ＾２＋浓度，高的Ａｓ含量。在混全和沸腾过程中，随着温度和压力的降低，ｐＨ值和ｆＯ２逐渐降低，这是些金山铜金矿成矿流体的重要特征。     

The fluid regime of crystallization of water-saturated granitic and pegmatitic magmas: a physicochemical analysis

Miarolitic granite pegmatites are a unique natural object that makes it possible to study magmatic processes that lead to the formation of ore-forming media and systems. This paper summarizes modern views on phase transformations in aqueous silicate systems at parameters close to those of the transition from magmatic to hydrothermal crystallization. Comparison of phase diagrams and the results of study of pegmatite-forming media permits making conclusions about the crystallization of the water-saturated magmas of miarolitic granite pegmatites. The fluid regime of aqueous granite systems of simple composition, not enriched in fluxing components, is determined mainly by magma degassing or the supply of volatiles with flows of transmagmatic fluids. These processes cause the separation of essentially carbon dioxide or essentially hydrous fluid. During the evolution of such magmas, crystallization from silicate melt is separated in PT-space and, possibly, in time from the crystallization from aqueous or mixed carbon dioxide-aqueous super- and subcritical solutions. The evolution of chambers of water-saturated granitic and pegmatitic magma enriched in F, B, and alkali metals presupposes the formation of a heterogeneous mineral-forming medium in which crystallization occurs in the magmatic melt at high-temperature stages; as temperature decreases, crystallization can proceed in hydrous fluid, hydrosilicate, and/or hydrosaline liquids simultaneously. Hydrothermal crystallization can also take place in a heterogeneous medium consisting of aqueous solutions of different salinities and vapor or vapor-carbon dioxide gas mixture. The relationship between different fluid regimes during the evolution of volatile-saturated granitic and pegmatitic magmas determines the variety of postmagmatic rocks accompanying granite massifs.     

河北平原地下水氢、氧、碳、氯同位素组成的环境意义

地下水是古气候信息的载体，它的化学成分和同位素组成可以反映古气候的演变。应用３Ｈ、１４Ｃ和３６Ｃｌ资料计算的河北平原地下水的年龄如下：第１含水组（Ｑ４）０～３ｋａ，第２含水组（Ｑ３）３～１００ｋａ，第３含水组（Ｑ２）１００～３００ｋａ，第４含水组（Ｑ１）３００～７００ｋａ。根据δ１８Ｏ和δＤ计算的地下水补给期的地面平均气温表明，第四纪以来河北平原气候环境是逐渐变暖的。根据第４至第１含水组（Ｑ１～Ｑ４）地下水δＤ＝－７０‰的等值线变化，认为第四纪以来，渤海海岸线逐渐由东向西移动。     

北京地区末次冰消期气候环境变化记录的初步研究

对北京房山县长沟镇附近埋藏末次冰消期湖沼沉积物层序和岩性变化的观测资料，以及１４Ｃ测年、孢粉分析、磁化率、有机碳δ^１３Ｃ值和有机质含量等测定资料的综合研究表明：１)约１３０００ａＢ．Ｐ．以前本区气候相当干冷，植被稀疏；２)约１３０００～１２１００ａＢ．Ｐ．气候明显变暖，植被日趋繁茂，出现针叶－落叶阔叶林；３)约１２１００～１００００ａＢ．Ｐ．气候波动相当显著，十分不稳定，并在约１１６００～１１３００ａＢ．Ｐ．和约１０９５０～１０４８０ａＢ．Ｐ．气候明显向干冷逆转；而在这两个气候逆转之间出现相对湿润或温湿的气候。这一短期气候变化与北大西洋地区有相似之处，又有差异。     

软沉积物滑塌变形物理模拟及变形机理分析*

软沉积物滑塌变形是一种地质现象,对于分析区域地质发展史和指导油气勘探具有重要的意义,近年来越来越受到地学界的重视。但大多数的研究是基于野外现象的定性观察描述,对其形成过程和成因机制的定量探究较少。笔者建立了一套斜坡背景下重力驱动的软沉积物滑塌变形物理模拟实验装置,并设计了完整的实验程序,利用具有不同黏滞系数的材料模拟地层,通过多次实验改变沉积箱坡度模拟不同的地层倾角,总结了软沉积物滑塌变形的演化模式: 滑塌开始,模拟地层逐渐隆起;随着地形坡度变大,滑塌褶皱依次发展成圆弧褶皱、紧密等斜褶皱,断裂产生后形成类似无根等斜褶皱和鞘褶皱的变形构造,直到地层趋于平稳。分析了软沉积物滑塌变形的机理: 软沉积物受到自身沿斜坡重力的驱动,发生滑塌,层与层之间的剪切效应导致软沉积物发生变形。     

花岗伟晶岩结构结晶动力学的研究进展

在地质流体演化方面,花岗伟晶岩位于花岗岩与热液石英脉的过渡位置,对其结构的实验研究对理解火成岩结构具有重要意义。长期以来,花岗伟晶岩被认为是花岗岩浆平衡结晶、缓慢冷却的结果,但近年来的一系列结晶动力学计算和实验发现伟晶岩在过冷却状态下快速生长,其结构主要受到结晶动力学参数的制约,F、B、P等助熔剂和H2O是影响这些参数的主要因素,富助溶剂的硅酸盐水溶液可作为伟晶岩的结晶介质。但由于快速淬火式实验设备的弊端,这些实验只能由淬火后的实验产物估算各类结晶动力学参数,只能以易淬火成玻璃的含水硅酸盐熔体作为结晶介质,只能静态地研究某一过冷却度下的结晶动力学状态。近年来,最新式热液金刚石压腔已经定型,可以模拟包括富助溶剂硅酸盐水溶液在内的各类伟晶岩结晶介质,能够在控制冷却速率的同时原位观测和微束分析晶体生长的动态特征,是模拟伟晶岩结构的理想工具,具有广阔的应用前景。     

Zonation des éléments en traces au cours de la croissance des cristaux dans les bains silicatés: l'exemple de Rb,Cs, Sr et Ba dans le système Qz-Ab-Or-H2O

An indirect method was used to study Na, K, Rb, Cs, Sr and Ba partition coefficients between crystals and silicate melt. Equilibria between a hydrothermal solution and the melt at 800°C and 2 kb and between a hydrothermal solution and crystals at 750°C and 2 kb were separately achieved.For major element partitioning (Na and K), the results obtained here are in good agreement with those of Tuttle and Bowen (1958) which allow us to follow crystal evolution during a fractional crystallization process where the growth of zoned crystals takes place.For minor elements Rb, Cs, Sr, Ba, melt/aqueous solution partition coefficients depend on Na/K as well as the silica content of the melt. These effects are rather small for Rb and Cs, but are much more important for the alkaline earths. The feldspar/aqueous solution partition coefficients also depend on Na/K.The variations of the partition coefficients feldspar/melt are complex in the part of the Qz-Ab-Or diagram located below the cotectic line.During fractional crystallization following the Rayleigh law (assuming that there are no kinetic phenomena) Sr (D > 10) is almost totally removed from the melt in the early stages whereas Cs (D < 0.1) remains in the melt during the whole process. Rb and Ba have partition coefficients closer to unity. The variation of these coefficients, due to changes in bulk composition of liquid and crystals during fractional crystallization, can lead to complex zoning with possible concentration maxima at some stages. Similar phenomena can be expected in non-ideal natural solid solutions, even if no discontinuities can be detected in the physicochemical evolution of the parent magma.     

西藏拉隆穹窿淡色花岗岩中石榴子石矿物学研究及对岩浆-热液过程的指示

为建立淡色花岗岩演化和稀有金属成矿的矿物学指标,本文选取了北喜马拉雅拉隆淡色花岗岩的石榴子石为研究对象,对其开展电子探针分析和矿物原位LA-ICP-MS微量分析,结果表明MnO含量从白云母花岗岩(12.42%~13.48%)到钠长石花岗岩(16.83%~22.09%)逐渐增高,白云母花岗岩石榴子石主要为铁铝榴石,钠长石花岗岩中石榴子石主要为锰铝榴石,其均为典型岩浆成因的石榴子石。石榴子石微量元素结果显示白云母花岗岩和钠长石花岗岩石榴子石稀土均呈现HREE富集、LREE亏损,Eu负异常的特征。从白云母花岗岩到钠长石花岗岩,石榴子石中Zn含量增加,Sc、Y和HREE等元素含量降低,特别是当HREE含量小于1000×10^-6时,稀有金属元素Be、Nb和Ta含量增加,标志着岩浆演化从正岩浆阶段进入了岩浆-热液过渡阶段。形成于岩浆-热液过渡阶段的锰铝榴石可以作为拉隆淡色花岗岩Be-Nb-Ta稀有金属矿化的矿物学指标,此外,石榴子石中Sc、Y和HREE等元素的变化也可以作为淡色花岗岩稀有金属矿化的判别标志。     

辽东湾—下辽河盆地新生代构造的运动学特征及其演化过程

辽东湾－下辽河盆地是一个富含油气的新生代裂陷盆地。裂陷作用使盆地区的地壳或岩石圈被不同尺度的断裂肢解为形体各异的断块体,并使这些断块体在复杂而有规律的运动过程中形成了裂陷盆地及盆地中的两个相对独立而又有关联的新生代构造系统──伸展构造和走滑构造。盆地构造的运动学特征可以用断块间的相对运动和断块体本身的运动来描述,包括水平伸展运动、差异升降运动、相对走滑运动和断块体掀斜运动等四种主要形式。本文描述和讨论了各种形式的“运动”在辽东湾－下辽河盆地中的表现特征,测算了新生代盆地的伸展量、沉降量等主要构造运动学参数,并在此基础上将盆地的新生代构造演化划分为早第三纪裂陷阶段和晚第三纪－第四纪后裂陷阶段。早第三纪的裂陷事件具有分期次、呈幕式的特点,进一步可以分为始新世和渐新世两个具不同特色的伸展幕。     

Experimental modeling of the immobilization of heavy metals at the carbonate adsorption–precipitation geochemical barrier

Experimental data obtained on the adsorption–precipitation immobilization of heavy metals (Cu, Zn, Pb, Cd, Co, and Ni) from acidic and neutral solutions by calcite and dolomite demonstrate that interaction of solutions of heavy metals with these minerals at pH > 7.8–8.1 leads to a significant decrease in the concentrations of the metals because of the crystallization of carbonates of these metals. Except Pb, which is equally removed from solutions by both minerals, the immobilization efficiency of the metals on dolomite is greater than on calculate at the same pH. Residual Zn, Cd, Co, and Ni concentrations are immobilized by chemosorption, which is the most efficient for Cd and less significant for Co, Ni, and Zn. It is proved that artificial geochemical barriers on the basis of carbonate rocks can be efficiently applied to protect environment from contamination with heavy metals.     

花岗伟晶岩型稀有金属矿床流体成矿机制研究进展

随着战略性新兴产业的快速发展,稀有金属等关键金属资源的地位日益不可或缺.花岗伟晶岩是最重要的稀有金属矿床成因类型,该类型矿床的成矿流体特征和成因机制是矿床学的热门研究话题.文章主要对花岗伟晶岩型矿床的成矿流体特征和成矿机制进行了探讨.花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿流体普遍富集挥发分(B、P、F和H2 O)和成矿元素,具有...