德国大陆科学钻探的地壳流体研究

简要地介绍了德国大陆科学钻探过程中壳流体的开发成果,以及与流体研究相关的某些问题。德国两个大陆科学钻孔提供了可达９１９１ｍ深结晶基底中古流体和现代流体样品,以及它们留在矿物和岩石化学、同位素成分上的指纹。据此,再以再造地壳流体的时空分布、化学成分、迁移途径、源区和演化过程。     

德国大陆超深钻概况

德国大陆超深钻概况韩吟文（中国地质大学，武汉）德国是继苏联之后第二个设计和实施以科学研究为目标的大陆超深钻的国家。在１９８１年＂联邦德国大陆超深钻计划＂研究报告发表后，１９８６年在巴伐利亚州东北部的上普法尔茨地区选定了超深钻井位，并于１９８７～１９８...     

安徽安庆铜矿床硫同位素地球化学

安徽安庆铜矿床的硫同位素组成复杂，不能用单一硫源或物理化学条件的变化来解释，本文依据区域成矿地质背景及矿床地质特征，研究了硫从硫源地质体转移到成矿热液中的６种可能机理（模型），并确定了矿床的硫源。     

中国大陆科学钻探主孔揭示的大陆地壳生热模型

本文对大陆科学钻探主孔149块岩心样品进行了系统的岩石放射性生热元素U、Th和K的含量测试,同时结合该井浅部井段前人的实测数据,揭示了上地壳5km生热率的垂向分布。结果显示,以1650m为界,上下两段生热率均随深度呈增加趋势,与正常地壳生热率特征不同,显示出超高压变质带独特的生热率垂向变化特征。结合地壳的岩性分布,建立了苏鲁超高压变质带地壳的生热模型。该模型中,地壳厚32km,其中上地壳0-10km,由超高压变质岩片组成,按岩性又详细分为8层,生热率变化在0．49～1．73μWm^-3。中地壳10～20km,由片麻岩组成,生热率为生热率1．51μWm^-3。下地壳20～32km为麻粒岩,生热率0．31μWm^-3。整个地壳热流约31mW／m^2,其中上地壳12mW／m^2。上地壳厚度和热流分别占整个地壳的31％和39％。与华北和下扬子地壳生热模型相比,上地壳热流整个地壳热流的比例最低。这表明,苏鲁超高压变质带,作为中朝与扬子板块俯冲-碰撞的产物,其地壳生率垂向分布与正常大陆地壳（华北、下扬子）相比,具有显著的不同。     

金川铜镍矿床硫同位素地球化学

本文利用硫同位素作为地球化学指示剂对金川硫化铜镍矿床的成矿作用和硫源进行分析,获得结论性的认识主要有:(1)交代型矿石中大多数黄铜矿与黄铁矿不属于同一成矿阶段的产物,且二者也没有在新的条件下建立硫同位素交换平衡;(2)在早期超基性岩型矿石到晚期贯入型矿石的漫长成矿作用过程中,硫同位素分馏不显著,表明成矿物质是均一化程度很高的高温浓硫化物熔融体;(3)硫来源于地幔。     

西成铅锌矿田硫,铅同位素地球化学研究

本文系统地介绍了西成铅锌矿田内地层、岩体和矿石的硫、铅同位素地球化学特征,结果表明铅锌矿床的成矿物质来自于区域基底地层,而不是泥盆纪地层,但泥盆纪地层对成矿具有时控和层控意义.同时,硫、铅同位素可用于划分矿床成因类型.     

大陆深俯冲过程中的流体-岩石相互作用——中国大陆科学钻探主孔氧同位素剖面

中国大陆科学钻探工程主孔深5158m,位于苏鲁超高压变质带南部。该钻孔钻进了一个超高压变质岩片,其主要榴辉岩、片麻岩、超基性岩和少量石英和片岩组成。基于连续样品的详细氧同位素分析可得出下列认识：（1）各种变质矿物的氧同位素成分具有很大的变化,其中石榴石为-7．4～＋6．2‰,绿辉石为-5．2～＋6．5‰。白云母为-4．4- ＋7．1‰,斜长石为-3．1～＋7．6‰,钾长石为4．8～8．3‰,石英为-2．8- ＋9．6‰。（2）整个钻孔剖面的氧同位素成分是连续和逐渐的变化的,而且与岩石类型无关,氧同位素亏损岩石产出的最大深度为3320m。这个深度之下的岩石均具有正常变质岩的氧同位素值。（3）氧同位素明显亏损的变质岩大多出现在正、副片麻岩及其与榴辉岩的互层带。（4）榴辉岩矿物大多具有平衡的氧同位素分异,大多数高压和低压石英脉体具有与它们的围岩类似的氧同位素成分。（5）利用石英．石榴石氧同位素温度计,所获得的榴辉岩变质温度为598～909℃,片麻岩的变质温度为550～786℃。基于这些事实,并结合氧同位素亏损变质岩在地表和浅钻孔中的广泛分布,可以得出以下重要结论：（1）在苏鲁造山带,有大量的表壳岩石与巨量的寒冷气候下的大气降水发生过交换作用,这为新元古代全球冰期的存在提供了重要证据。（2）许多呈厚层产出的花岗质片麻岩具有正常变质岩的氧同位素成分,并缺少超高压变质作用证据。（3）在大陆深俯冲和折返过程中,只存在通道式的水-岩相作用和非常有限的流体活动,与高压退变质有关的流体是原地形成的。（4）新元古代Rodinia超大陆裂解环境下形成的双峰式岩浆活动为大气降水与表壳岩之间的热液蚀变提供了热源。     

中国大陆地壳铅同位素演化的动力学模型

根据中国大陆中、新生代花岗岩长铅同位素数据库,沿用“铅构造模型”的基本思想并作部分改进,建立了中国大陆地壳铅同位素的动力学演化模型。与全球平均的铅同位素演化曲线相比,中国大陆地壳的原始物质相对较贫铀富钍,并且中国大陆的上地壳和下地壳在演化过程中分异得更加彻底。将本模型应用于大别地区中生代花岗岩长石铅同位素数据,结果发现它们具有壳幔铅混合的特征,并且以上下地壳物质混合产生的类地幔铅为主,花岗岩源岩中含有较高的富Th下地壳组分。     

中国大陆科学钻100～850 m深度岩心的贵金属地球化学

本文对CCSD超深钻中首次获得的铂族元素及金、银的地球化学特点进行了分析和研究,结果表明各类样品的铂族元素含量均偏低,100～850 m深度平均Ir小于0.1×10-9,Os小于0.3×10-9,Pd小于0.5×10-9,Pt小于0.4×10-9,Rh小于0.1×10-9,Ru小于0.4×10-9,只有个别橄榄岩样品的铂族元素含量接近于地壳丰度,但远远低于超基性岩的一般含量.这种极低的铂族元素含量,属于"负异常",表明在变质作用过程中铂族元素发生了活化转移.榴辉岩和橄榄岩的铂族元素含量都偏低,但其球粒陨石标准化配分明显具有明显不同的特点,利用铂族元素仍然可以帮助对变质岩进行分类或恢复原岩.前人在蒋庄超基性岩岩体的人工重砂中发现有铂族矿物,其中包括有铱铂矿.可见,铂族元素是可以活化转移的,其活化转移的原因还需要探讨,是在结晶分异过程中转移的、还是在折返过程中活化的、或者是在造山运动结束之后由于其他原因而造成的,尚需要深入研究.     

山东蓬家夼金矿硫铅碳氧同位素地球化学

位于山东胶莱盆地东北缘的蓬家夼金矿，受基底元古宙荆山群变质杂岩中的低角度层间滑动断层控制，金矿化类型属蚀变构造碎裂－角砾岩型。同位素地球化学研究表明，蓬家夼金矿硫同位素组成与胶东其它典型金矿相似，以富集^34S为特征，矿石硫一般稍高于老地层和中生代花岗岩的δ^34S值，反映大气降水循环淋滤作用使硫同位素发生了一定程度的分馏。铅同位素组成范围变化大，表现为异常铅特征。蓬家夼金矿床碳酸盐矿物碳氧同位素组成不同于胶东金青顶、三山岛等金矿，介于岩浆碳酸岩与荆山群大理岩范围之间，说明蓬家氚金矿的碳质来源于沉积碳酸盐岩和深源热液的混合。矿床地球化学特征显示了成矿物质的多源性，这与该矿床形成时所处的构造边缘环境有关。     

甘肃白银厂铜矿田硫铜同位素地球化学研究

白银厂铜矿田硫铜同位素组成及演化特征显示火山岩在矿床形成过程中起很重要的作用,它不仅是容矿岩石,也是硫的主要提供者,铅来源于下地壳并受到上地壳铜的混染。     

康滇地轴东缘铅锌矿床铅硫同位素地球化学研究

康滇地轴东缘不同时代碳酸盐地层中铅锌矿床的铅同位素研究表明,其＾２０７Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ与＾２０８Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ呈良好线性关系,＾２０７Ｐｂ／＾２０６Ｐｂ和＾２０８Ｐｂ／＾２０６Ｐｂ为一常数。结合对本区床的稀土元素及成矿流体地球化学的研究,判定不同层位铅锌矿床是在同一个成矿体系同时形成的,一次成矿,其成矿年龄为２４５Ｍａ;同时说明不同矿床成矿金属有相同的来源,主要来自上地幔。成矿硫以来自地层中     

广东长坑金银矿床的成矿地球化学——硫同位素研究

长坑矿床金、银矿石硫化物的δ＾３４Ｓ分别以高离散的负值和相对较集中的正值为特征。在主要成矿阶段硫同位素基本达到平衡或近平衡分馏条件下，采用大本模式分析表明，硫同位素分布特征可能与成矿流体物理化学条件不同有关，即形成金矿石的热液偏酸性、ｆｏ２较高，而银矿化期的流体近中性、ｆｏ２较低；此外，伴随硫化物沉淀的储库效应对此也有一定的影响。热液的总硫同位素组成可取为４‰－７‰，应主要来自围岩中的沉积硫。成矿     

大陆下地壳物质组成和同位素组成及其指示意义

采用统计方法对20组世界各地大陆下地壳组成的估计值进行分析，其结果表明大陆下地壳组成具双峰式分布特征，峰值代表了A、B两种元组分。组分A为幔源垫托岩浆的结晶分凝产物，组分B为古老的大陆壳物质。大陆下地壳物质组成和同位素成分确定和探讨对建立恰当大陆动力学模型具有深元的指示意义。     

北京地区地表水的硫同位素组成与环境地球化学

对 1 994年密云、什刹海地区地表水中Cl-,SO2 -4 ,NO-3 含量和硫酸盐的δ3 4 S值监测表明 ,北京地区的地表水主要来源于大气降水。上游河水的δ3 4 S值高于本地区的大气降水 ,反映还有少量地下水的加入。潮河上游人类生活和耕作是造成潮河水中NO-3 含量高的主要原因。总体来讲 ,北京地区地表水的硫同位素组成同样具有夏季重、冬季轻的季节变化趋势 ;其全年的δ3 4 S值在 6‰～1 0‰之间 ,与我国南方大气降水为负的δ3 4 S值而北方为正值的区域分异现象吻合。对城区的什刹海与密云水库的硫同位素和SO2 -4 含量变化的分析表明 ,即使是冬季取暖季节 ,控制变化的主要因素是生物成因硫的释放 ,燃煤不可能造成如此明显的硫同位素组成的变化。