江苏东海榴辉岩相变质脉体的流体包裹体研究

苏鲁超高压变质带南部的东海地区产出大量榴辉岩体,其中存在含蓝晶石-黝帘石／褐帘石-绿辉石-金红石（＋磷灰石＋锆石）石英脉,它们含有与榴辉岩主岩相近似的矿物组合,故应该是在与榴辉岩相近的超高压P—T奈件下形成的。这些脉体的褐帘石／黝帘石和金红石具有很高的稀土元素（REE）和高场强元素（HFSE）含量及变化的Sr、Ba、V和Cr含量。脉体的蓝晶石,特别是褐帘石和黝帘石含有丰富的固体与流体包裹体,包括：（1）多相固体包裹体（muhiphase solid inclusions,Ⅰ型）;（2）多子晶流体包裹体（muhidaughter mineral—bearing fluid inclusions,Ⅱ型）;（3）H2O-CO2包裹体（Ⅲ型）;（4）高盐度盐水包裹体（Ⅳ型）;和（5）中-低盐度H2O包裹体（Ⅴ型）。Ⅰ型和Ⅲ型包裹体主要存在于蓝晶石中,偶尔见于黝帘石中,呈孤立分布或沿晶内裂隙分布;Ⅱ型包裹体多沿褐帘石和黝帘石晶核密集或随机分布,或沿晶内裂隙分布;Ⅳ型和Ⅴ型包裹体多见于石英中,也见于褐帘石和黝帘石中,一般沿裂隙分布。能谱和激光拉曼探针分析表明Ⅰ型包裹体中的固相有钠云母、刚玉、方解石、菱铁矿、硬石膏、重晶石、磁铁矿和黄铁矿,以及未知相;Ⅱ型包裹体中的固相有白（钠）云母、硬石膏、方解石、磷灰石、天青石、磁铁矿和黄铁矿,以及未知含水硅酸盐等;Ⅲ型包裹体主要含H2O和CO2;Ⅳ型包裹体除含H2O液相外,常见固相有石盐、方解石和不透明矿物,而气相有时可合明显数量的CO2和N2。显微测温显示,多数Ⅱ型包裹体的冰点（Tmi）在-5℃～0℃,相应的盐度为0～7．86％NaCl equiv．。鉴于Ⅱ型包裹体含有多种子矿物,根据包裹体中固体总含量并结合溶解度资料估计,Ⅱa和Ⅱb型包裹体中溶质浓度可分别达到40％～70％和25％-40％,原始流体可能属于Na^＋-Ca^2＋（Sr^2＋）-Mg^2＋-Fe^2＋-CO3^2--CO4^2-SiO3^2-±PO4^3--Cl^--H2O体系。Ⅳ型包裹体中CO2固相熔化温度为-58．1～-58．0℃,激光拉曼探针分析证实CO2相中还存在N2;CO2（-N2）相的均一温度（ThCO2）为9．8～18％,相应的CO2（-N2）相流体密度为0．739—0．784g／cm^3。加热时石盐熔化温度（Ta）为201～428℃,液-气均一温度（Th）从184到≥450℃,相应的含水相盐度为31.12％-≥53％NaCl。黝帘石和石英中V型包裹体Tc接近-21℃,Tmi分别为-4．5～-19．0℃和-3．2～-18．4℃,相应的盐度分别为7．17％～≥20．68％NaCl和5．26％～21．26％NaCl equiv．不等。高压脉体中存在丰富的流体包裹体证明这些脉体是在有自由流体相的条件下形成的。包裹体的产状和结构关系表明,原生Ⅰ型和Ⅱ型包裹体是在蓝晶石、褐帘石和黝帘石生长期间捕获的,流体可能来自于大陆板块深俯冲期间含水矿物的脱水反应。在超高压条件下,这种流体属于含水硅酸盐熔体一含水流体体系,含有大量溶质和微量元素。流体组成与岩石（矿物）类型有关,反映矿物结晶时与周围流体介质构成了局部的缓冲体系,并从周围流体介质中获取了所需要的组分,即产生榴辉岩相脉体的流体是就地来源的。由于超高压峰期变质后,苏鲁地体经历了快速折返和抬升,超高压条件下捕获的流体包裹体都经受了部分爆裂一再平衡,流体包裹体的密度大大降低;同时,流体包裹体有可能与主矿物腔壁相互作用,引起流体成分改变。     

延边小西南岔富金铜矿床的成矿机理研究: 矿物流体包裹体的稀有气体同位素地球化学证据

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要金铜矿床之一. 该矿床由北山和南山两个矿段组成, 北山矿段由细脉浸染状硫化物蚀变岩和数条胶黄铁矿为主的硫化物石英细脉组成, 南山矿段由磁黄铁矿为主的硫化物石英脉及纯硫化物脉构成; 它们矿石矿物的流体包裹体稀有气体的同位素实验得出: ³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值变化分别在0.08~4.45 Ra, 8.8~10.2和306~430之间, 且南山矿段矿物流体包裹体具有较高的³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne比值, 北山矿段的矿物流体包裹体持有较低³He/⁴He比值. 从其成矿流体起源与演化以及与矿化阶段的对应关系、成矿时代角度分析, 该矿床的初始热流体应是来自有地幔柱型地幔/软流圈流体参与的洋壳部分熔融产生的熔体, 并与伊泽奈崎(Izanagi ocaneic plate)板块向古亚洲大陆俯冲的大陆边缘环境相对应(123~102 Ma); 北山矿段细脉浸染型矿体是高温含矿流体上升、沸腾的前缘流体与年轻地壳流体发生强烈混合作用后的混合流体交代、结晶作用形成, 胶黄铁矿为主的硫化物石英脉是随后的高温含矿流体充填作用形成; 南山矿段磁黄铁矿为主的硫化物石英脉是中温含矿流体以充填方式为主沉淀结晶形成, 纯硫化物脉是再度上升的中温含矿流体沸腾后的富矿流体充填、沉淀结晶作用形成. 其成矿的动力学过程初步概括为: (1) 伊泽奈崎板块俯冲去气、脱水或部分熔融作用形成含流体、矿质的埃达克质岩浆; (2) 熔体与流体分离形成埃达克质岩浆和含矿热流体; (3) 含矿流体先后上升、并经二次沸腾作用最终形成细脉浸染状与脉状共生的富金铜矿床.     

超高压变质作用过程中的流体——来自苏鲁超高压变质岩岩石学、氧同位素和流体包裹体研究的限定

苏鲁造山带超高压变质岩岩石学、氧同位素、流体包裹体和名义上无水矿物的研究表明,流体-岩石相互作用在大陆地壳的俯冲与折返过程中起到多重的重要作用,并形成了复杂的流体演化过程：（1）大陆表壳岩通过与高纬度大气降水的交换作用被广泛水化,并获得了异常低的氧同位素成分;（2）在水化陆壳物质的俯冲过程中发生了一系列的进变质脱水反应,所释放的流体主要结合进了高压、超高压含水矿物和名义上无水超高压矿物;（3）在超高压变质过程中,以水为主的变质流体通过选择性的吸收使其盐度逐渐升高,并在峰期出现高密度、高盐度的H2O或CO2-H2O流体。有机质的分解反应在局部形成了以CO2、N2、CH4或它们的混合物为主要成分的变质流体;（4）名义上无水超高压矿物的结构水出溶是早期退变质流体的主要来源,并在局部富集形成了高压变质脉体;（5）透入性的中、低盐度水流体活动使超高压变质岩通过一系列的水化反应转变成角闪岩相变质岩;（6）沿韧性剪切带和脆性破碎带的强烈水流体活动为绿片岩相退变质作用和低压石英脉的形成提供了变质流体;（7）可变盐度的H2O或CO2-H2O流体是整个超高压变质岩形成与折返过程中的主要流体,但局部的流体．岩石相互作用形成了非极性的变质流体。     

CCSD HP-UHP变质岩中石英脉和东海水晶流体包裹体惰性气体同位素组成及其成因指示意义

中国大陆科学钻探（CCSD）岩心中存在大量石英脉和长英质脉体，关于其成因目前存在板块折返过程中的减压和流体释放以及后期流体穿插等不同成因观点。本文利用高真空气相质谱系统分析了CCSD石英脉和东海水晶流体包裹体中惰性气体同位素组成，其He-Ar、Xe和Ne同位素体系均清楚显示它们主要由地壳变质流体和大气饱和水组成，而基本不含深源地幔流体。在CCSD900～1500m深度的石英脉流体包裹体出现^40Ar／^36Ar和δ^18O同步下降，且与前人对CCSD中HP-UHP岩石的矿物原位δ^18O测定结果变化趋势相似，说明该段原岩在板块俯冲前曾与大气降水发生较为充分的水／岩反应，石英脉继承了围岩的同位素组成特征。流体包裹体惰性气体同位素组成显示CCSD中石英脉和东海水晶可能具有相似的成因，它们均主要形成于HP-UHP岩石在板块折返到地壳中的压力降低和流体释放过程。CCSD HP-UHP岩石及其石英脉中基本不合地幔流体的原因在于本区印支期快速的俯冲和折返过程，被俯冲地壳物质无法与地幔进行充分的同位素交换。此外，退变质作用及其伴生的地壳流体也进一步减弱了HP-UHP岩石中的地幔流体信息。     

鲁西南归来庄金矿成矿流体特征和演化

归来庄金矿是近年来在鲁西南新发现的隐爆角砾岩型金矿床,成因上与附近铜石偏碱性杂岩体有关。本文通过对侵入杂岩和金矿床中流体包裹体研究,结合前人地质勘探和科研成果,认为形成归来庄金矿的成矿流体是岩浆水与大量来自围岩的大气降水混合而成,早期为富含卤素和CO₂的低-中等盐度热液,演化至晚期为低挥发分、不同盐度的低温热水溶液。金矿沉淀时的流体压力不高于40～60MPa,温度为180～250℃。温度下降和伴随隐爆作用发生的减压和流体不混溶是促使金沉淀的主要因素。     

碳酸岩型稀土矿床成矿流体演化机制研究现状及展望

与碱性岩有关的碳酸岩型内生稀土矿床在中国乃至世界上轻稀土资源储量中占有极为重要的地位,诸如我国内蒙古的白云鄂博稀土矿床、川西冕宁—德昌稀土成矿带中的牦牛坪、大陆槽等稀土矿床、山东微山县郗山稀土矿床以及美国的Mountain Pass稀土矿床等都属于这种类型的稀土矿床.当前,对于这类稀土矿床的成矿流体演化机制,学界主要存...     

大陆碰撞造山带的流体成分与演化:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群高压麻粒岩的流体包裹体研究

位于喜马拉雅东构造结的南迦巴瓦岩群经历了高压麻粒岩相、中压麻粒岩相和角闪岩相三期变质作用.在高压麻粒岩中含有复杂的流体包裹体类型,按照捕获先后顺序有:H2O-CO2±CH4包裹体(Ⅰ型);CO2±CH4±N2包裹体(Ⅱ型);高盐度多相包裹体(Ш型);中.低盐度H2O包裹体(Ⅳ型)和极低密度气体包裹体或"空"包裹体(Ⅴ型).在基性麻粒岩中,被石榴石包裹石英中孤立分布的H2O-CO2 4-CH4包裹体,以及部分沿石榴石晶内裂隙分布的H2-CO2±CH4和H2O包裹体轨迹未穿过围绕石榴石的辉石 斜长石后成合晶冠状体,表明它们有可能是在麻粒岩相变质阶段捕获的.然而,所有流体包裹体的等容线均从麻粒岩相变质峰期P-T区间下方通过,说明麻粒岩相变质峰期捕获的包裹体均受到了不同程度的改造,包括部分爆裂、渗漏和流体-矿物相互作用等.现存的富CO2流体包裹体均具有较低密度,并且往往含有明显数量CH4和N2组分,不可能是麻粒岩相变质峰期捕获的包裹体.根据富CO2包裹体与具有不同相比的H2-CO2包裹体共存推测,大部分CO2包裹体是通过H2O-CO2包裹体中H2O的选择性泄漏而形成的.Ⅲ型高盐度盐水包裹体很可能是角闪岩相退变质过程中捕获的,因其等容线与退变质轨迹近于平行,这些包裹体很可能保存了其在角闪岩相阶段捕获时的原生物理化学特征.沿矿物颗粒裂隙分布的大量Ⅳ型和Ⅴ型包裹体,应该是角闪岩相或更晚期形成的次生包裹体,代表了浅成(近地表)环境的循环流体.与世界许多地区麻粒岩相岩石普遍舍高密度纯CO2流体包裹体不同,南迦巴瓦岩群高压麻粒岩以富含H2O-CO4±CH4和H2O包裹体为特征,这可能与高压麻粒岩与高温麻粒岩产出于不同的构造环境和经历的退变质轨迹有关.     

中国大陆科学钻探（CCSD）主孔超高压变质岩副矿物锆石中的流体包裹体研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于苏鲁超高压变质地体南部,钻孔穿过的超高压岩石主要有榴辉岩、正、副片麻岩、石榴橄榄岩、角闪岩,以及少量片岩和石英岩。锆石是超高压岩石中的常见副矿物,按成因可以分为原岩锆石、变质(增生)锆石和新生锆石。这三类锆石中普遍含有矿物包体和少量流体包裹体,它们记录了超高压岩石经历的进变质、超高压变质和退变质期间流体作用的信息。锆石中的流体包裹体具有以下特征:(1)原岩锆石核部常见原生H2O和H2O-CO2包裹体,H2O包裹体的组成和盐度变化较大;而沿原岩锆石裂隙有时还有次生H2O-CO2和(或)CO2包裹体;(2)在变质锆石或锆石的变质增生带(幔部或边部)仅偶尔发现与超高压矿物包体共生的H2O-CO2包裹体;(3)榴辉岩,特别是片麻岩可以含大量微粒新生锆石,其中偶尔可见低盐度的H2O±CO2包裹体;(4)锆石中流体包裹体的丰度与主岩氧同位素值存在一定相关性:即具有很低δ18O值的岩石所含锆石中流体包裹体特别丰富,而具有正常氧同位素组成的岩石中锆石很少或不合流体包裹体;结合原岩锆石、变质锆石和新生锆石中均有中低盐度的H2O和H2O-CO2包裹体存在,反映了在大陆深俯冲-折返过程中变质流体具有继承性。H2O和H2O-CO2包裹体的等容线全都从根据矿物温压计获得的变质峰期压力-温度区间下部通过,推测在进变质-超高压变质峰期捕获的流体包裹体随后受到了改造。在进变质-超高压变质和退变质期间变质流体的存在促进了原岩锆石不同程度地受到溶蚀、变质增生和变质锆石、新生锆石的形成。