胶东金矿形成期间地幔流体参与成矿过程的碳氧氢同位素证据

胶东地区发育有两种类型的金矿床，以玲珑，焦家，三山岛，乳山为代表的石英脉型-破碎蚀变岩型和以大庄子，蓬家夼为代表的胶莱盆地北缘滑脱破碎带内的角砾岩型金矿，本文选择了两种类型中的玲珑，三山岛和大庄子金矿床进行碳氧氢同位素测定。初步认为两类金矿属于同一成矿系统，它们形成于120Ma左右的华北克拉通岩石圈减薄和软流圈上涌期间，岩浆流体和地幔脱气与胶东世界级金矿的形成密切相关，在石英脉型-破碎蚀变岩型矿石中可见深刻的地幔流体和岩浆流体的“烙印”。形成于滑脱破碎带中的角砾岩金矿流体与中生代大气降水和海相碳酸盐岩发生了强烈的交换作用。     

铵含量和氮同位素对成岩成矿环境的示踪

在自然界中除氮气和硝酸根外，氮通常呈化合物铵离子存在，除部分有机质裂解生成的铵以游离吸附状存在于土壤、岩石及热水溶液中外，大部分深源和有机质裂解生成的铵，以固定铵的形式置换钾、钠、钙、铷和锶等存在于矿物中，在成岩成矿以及变质作用过程中，铵均可以进入矿物的晶格。铵替代钾、钠等的数量与岩石形成的环境有着密切关系，氮同位素分馏程度较大，在不同环境中分馏程度明显不同，δ^15N具有较大的分布范围，因此铵含量和氮同位素成为水-岩反应，岩浆来源和结晶，壳-幔相互作用过程和判别成矿物质来源的有效示踪剂之一。     

The 982 Ma Re-Os age of copper-nickel sulfide ores in the Baotan area, Guangxi and its geological significance

Re-Os dating on copper-nickel sulfide ores from the Baotan area, Guangxi, yielded an ore-forming age of 982 ± 21 Ma (2σ), which demonstrates that copper-nickel sulfide deposits and their related mafic-ultramafic rocks occurred in the same period of time with the ophiolites in northeastern Jiangxi. Both of them are the products of collision-convergence between the Cathaysian plate and Yangtze plate and the subsequent extensional environment. Calculation of the γ_Os of the 982 Ma copper-nickel sulfide ores and its correlation with Re/Os indicate that injection-type massive ores display lower γ_Os values (-15.6 to -8.2) and lower Re/Os ratios (0.32 to 0.43), while basal liquation-type ores have γ_Os-27.9 to -7.3 and Re/Os=5.36 to 11.24. This suggests that these copper-nickel sulfide ores and their related mafic-ultramafic rocks were derived from a Re-depleted mantle source and that contamination with some crustal material occurred during their intrusion.     

华北克拉通周缘中生代造山型金矿床的氮同位素和氮含量记录

测试了华北克拉通周缘胶东、小秦岭-熊耳山、西秦岭、北祁连山西段和张宣大型矿集区内几个典型矿床及个别与矿床相关花岗岩中钾长石和绢云母的氮含量和氮同位素组成. 经过与以往地幔岩、花岗岩、变质岩和矿床的氮含量和氮同位素对比, 认为尽管华北克拉通周缘金矿围岩有前寒武纪变质岩、显生宙沉积岩、镁铁质火山岩和花岗岩, 但其氮同位素都显示出与花岗质岩石的密切关系, 此外地幔物质在一定程度上可能参与了成矿系统. 这一结论与以往的氢、氧、碳同位素研究相当吻合.     

东天山马头滩金矿成矿流体稀土元素特征

用ICP－MS方法对金矿中磁铁矿－黄铁矿－绿泥石－石英成矿阶段（第Ⅱ成矿阶段）和多金属硫化物阶段（第Ⅲ成矿阶段）石英中的流体包裹体的稀土元素测定，发现第Ⅱ、Ⅲ成矿阶段流体中的REE组成具相同的Eu亏损和相似的右倾斜分布型式。与矿区火山岩和侵入岩的REE组分对比分析，认为成矿流体的REE组成主要继承了火山岩和侵入岩（早期岩浆热液）的Eu亏损和右倾斜特征，但前者的LREE更加富集、分布曲线更加向右陡倾斜，反映与晚期变质水和大气降水的混合作用后，成矿流体中REE组成发生了变化。     

大兴安岭中南段布敦化铜矿床金鸡岭矿段流体包裹体研究

内蒙古布敦化铜矿床位于大兴安岭中南段,包括金鸡岭和孔雀山2个矿段,前者属于斑岩型,后者属于热液脉型,文章对金鸡岭矿段开展了详细的流体包裹体研究。金鸡岭矿段成矿过程可分为早、中、晚3个阶段,即毒砂-黄铁矿(黄铜矿)-石英阶段(早)、黄铜矿-磁黄铁矿-石英阶段(中)、碳酸盐-黄铁矿-石英脉阶段(晚)。其中,中阶段为主成矿阶段。流体包裹体研究表明,早阶段主要发育富气相包裹体、气液两相包裹体和含子矿物多相包裹体,中阶段以气液两相包裹体为主,并发育少量含子矿物多相包裹体,晚阶段仅发育气液两相包裹体。早、中、晚阶段流体包裹体的均一温度和w(NaCleq)变化范围分别为320~550℃、240~550℃、140~300℃和12.2%~43.2%、6.3%~17.2%、0.5%~9.7%。激光拉曼探针分析显示,早、中阶段包裹体气相成分为CH4和H2O,而晚阶段的包裹体气相成分只含H2O。早阶段多种类型包裹体共生,且均一温度相近,指示早阶段流体发生过沸腾作用。笔者认为早阶段成矿作用主要与高温、高盐度、含CH4流体的沸腾作用有关,中阶段的成矿作用则主要是流体混合而导致黄铜矿等金属硫化物的析出,晚阶段基本不成矿,只形成少量的黄铁矿。     

辽宁高家堡子银矿床流体包裹体研究

高家堡子银矿床经历了沉积—变质期和热液叠加期。包裹体岩相学研究表明,沉积—变质期不发育可供研究的流体包裹体,热液叠加期发育大量原生流体包裹体,其中石英—黄铁矿阶段主要发育型气液两相、型含CO2三相、型单CO2及型单液相包裹体,包裹体均一温度为136~359℃,盐度为3.1%~15.9%NaCleq,成矿流体属NaCl-H2O-CO2体系;独立银阶段主要发育型气液两相和型单液相包裹体,包裹体均一温度、盐度分别为114~190℃,2.0%~5.5%NaCleq,属低温、低盐度NaCl-H2O流体体系。通过与矿区新岭岩体中流体对比研究发现,两者存在一定的相似性,表明成矿阶段流体主要来自岩浆热液,在成矿过程中,成矿流体经历了早期阶段不混溶作用到晚期阶段地下水的混合过程。流体的不混溶作用到混合过程对银的沉淀成矿产生了重要影响。     

陕西西沟钼矿床辉钼矿Re-Os年代学和同位素地球化学特征及其地质意义

西沟钼矿床是东秦岭黄龙铺地区近些年新发现和勘查的碳酸岩脉型钼矿床。钼矿体主要赋存于新太古界太华群变质岩内的石英方解石碳酸岩脉中,呈脉状、似层状或透镜状产出。辉钼矿主要呈浸染状、薄膜状、团块状分布于石英方解石碳酸岩脉中,成矿有关的围岩蚀变有钾长石化、硅化、黄铁矿化、萤石化、硬石膏化等。为查明西沟钼矿床的成矿时代、成矿物质来源、成矿机制、确定矿床类型,文章开展了辉钼矿Re-Os同位素测年,同位素地球化学分析。6件辉钼矿样品Re-Os同位素测年结果,模式年龄为(222.3±3.4)Ma～(226.6±3.7)Ma;加权平均年龄为(225.1±1.4)Ma;等时线年龄为(224.6±9.1)Ma,表明该矿床形成于晚三叠世。硫化物和硫酸盐的S同位素组成、重晶石和方解石Sr-Nd同位素组成及方解石C-O同位素组成均指示:西沟钼矿的成矿物质可能主要来源于地幔。根据其与华北陆块南缘其他碳酸岩型钼矿床地质特征、成矿时代和成矿物质来源等对比,确定西沟钼矿床属碳酸岩型脉状矿床。成矿作用发生于扬子板块与华北板块碰撞造山的后碰撞伸展环境,由于软流圈物质上涌诱发富集岩石圈地幔发生低程度部分熔融,所形成的碳酸质流体携带钼等成矿物质上升,在NW-NWW向深断裂带沉淀富集成矿。     

大陆动力学与成矿关系研究的若干趋势

板块构造理论的诞生导致了成矿理论研究的重大飞跃,促进了对板块边缘成矿体系和成矿机制认识的深刻变革.上世纪70年代以来,地质学家们主要围绕大陆边缘和洋中脊,就板块构造与成矿的关系进行了系统研究,提出了一系列新的成矿模式和理论,如在洋中脊提出了下渗海水由深部岩浆房驱动再回返上升而形成SEDEX矿床的成矿模式,在大陆板块边缘提出了大洋板块俯冲诱导岩浆活动而导致斑岩铜矿形成的模式等等.应该讲,这些模式和理论的提出推动了地球科学和找矿勘查的大发展.     

豫西公峪金矿床流体包裹体及其He、Ar、S、H、O同位素组成对成矿流体来源的示踪

豫西公峪构造蚀变岩型金矿床位于熊耳山东南缘祁雨沟金矿田内,矿体赋存于北东向断裂破碎带内。为探讨成矿流体的来源,尤其是地幔流体参与成矿的程度,选择13件主成矿期的矿石样品进行了系统研究,测定了公峪构造蚀变岩型金矿床成矿系统的温度及其 S、H、O 同位素和惰性气体 He、Ar 同位素组成。对保存于石英中的原生包裹体进行的详细研究结果表明:公峪构造蚀变岩型金矿床中含有丰富的包裹体,其类型复杂多样,有气体包裹体、气液包裹体、液体包裹体、含 CO_2包裹体四种类型。包裹体的均一温度变化范围较宽,在120℃～440℃之间均有分布,可进一步分为150℃～190℃、210℃～250℃和290～350℃三个区间,但主要集中于150℃～250℃的范围内。结合显微镜下观测载金矿物特点,推测金矿的形成温度区间主要在150℃～250℃之间。冰点变化范围较大,在-0.2℃～-9.6℃之间,对应的盐度在0.53wt%～13.51wt%之间。稳定同位素结果表明:硫化物的δ~(34)S 值变化于-1.7‰～2.2‰之间,与陨石硫的δ~(34)S 值接近,反映为深源;成矿Ⅰ阶段流体的δD 值为-68‰～-86‰,δ~(18)O_(H_2O)为 3.5‰～ 4.5‰,Ⅱ阶段流体的δD 值为-67‰～-84‰,δ~(18)O_(H_2O)为-3.7‰～ 2.6‰,反映成矿流体主要有两个来源,Ⅰ阶段以深源水为主,Ⅱ阶段有大量大气降水混入。氦氩同位素研究表明:公峪构造蚀变岩型金矿床黄铁矿流体包裹体的~3He/~4He 比值为1.05～3.17R/Ra,高于地壳的~3He/~4He 比值100余倍,但明显低于地幔流体的~3He/~4He 比值;~(40)Ar/~(36)Ar=298～391,略高于大气氩的同位素组成;~(40)Ar/~45He 比值0.08～0.35,平均为0.20,与地壳~(40)Ar/~4He 比值一致。He、Ar 同位素组成特征显示了公峪金矿床成矿流体以大气降水为主,但同时有地幔流体成分,推断金矿床成矿作用与地幔活动有着密切的关系。通过与祁雨沟隐爆角砾岩型金矿床的对比研究,认为虽然祁雨沟金矿和公峪金矿赋存于不同的构造环境中,但是流体包裹体及其同位素研究结果显示了二者的成矿作用具有一致性,他们应属于同一成矿系统的产物,均与燕山晚期岩浆热液活动有关,可能为同源、同期、不同构造空间的演化产物。