地质流体与构造运动

运用大量的研究成果，综述了地质流体与岩石应变、微观裂隙开合，宏观（中等规模）褶皱、断裂的相互关系。并指出今后尚须加强中型构造运动过程中流体动力学基础理论、差异应力作用下水岩地球化学及其模拟实验、流体与灾害构造（泥石流、滑坡等）的关系等方面的研究。     

The Mazarrón basin,SE Spain: a study of mineralization processes,evolving magmatic series,and geothermal activity

The Miocene to Present Mazarrón basin provides a window on the metallogenic role of an evolving magmatic series. High-K calc–alkaline magmas gave rise to an important cluster of Pb–Zn–Ag–Cu vein and stockwork deposits emplaced in dacitic to rhyodacitic domes, part of a complex volcanic–metallogenic province (Au, Hg, Pb–Zn–Cu–Ag, Sn) stretching for ～150 km along the Mediterranean coast of SE Spain. By Pliocene time the former magmatic series had been replaced by intraplate alkaline basaltic volcanism, thus becoming the southern branch of the Western/Central Europe alkaline province. In terms of base metal sulphide deposits, this European province is barren, although it triggered widespread, CO₂-rich geothermal activity. Modern geothermal activity at El Saladillo (Mazarrón) resulted in the deposition of carbonate sinter deposits and formation of microbial mats. Proximal facies consist of millimetric to centimetric multicoloured layers of microbial mats, including yellow-orange thin bands of calcified bacteria and mineral growths of aragonite and calcite; green layers of live thermophilic Lyngbya-type cyanobacteria; black, degraded organic matter; and pyrite as the sole sulphide phase. Except for arsenic (37–63 μg g^?1), all of the studied trace elements (Ag, Ba, Bi, Cd, Cu, Pb, Sb, Se, and Sn) appear in remarkably low concentrations in the geothermal sinters. This is consistent with compositional data for the El Saladillo waters, with no significant metal concentrations. We present the first conceptual model (Miocene to Present) for the ore-forming processes, magmatism, CO₂ degasification, and geothermal activity for this realm. We argue that the time- and space-limited character of this volcanism (small, scattered outcrops), the deep magma emplacement level, the metal sulphide behaviour in alkaline basaltic magmatic chambers, and the dry character of these magmas prevented any metallogenic interaction between the chambers and the much shallower meteoric waters that drove the El Saladillo geothermal system and others of the same kind in Spain and elsewhere in Europe.     

黑龙江省呼玛县天望台山金矿床成矿流体特征与成矿机制研究

黑龙江省呼玛县天望台山金矿床位于大兴安岭北段,古利库-呼玛火山断陷盆地边缘的天望台山火山机构北部。文章将该矿床热液成矿期划分为4个成矿阶段:(Ⅰ)石英-黄铁矿阶段;(Ⅱ)石英-金-多金属硫化物阶段;(Ⅲ)石英阶段;(Ⅳ)方解石阶段。其中,第Ⅱ阶段为主成矿阶段。该矿床流体包裹体相态类型主要为富液两相型和富气两相型,另有少量纯液相型和纯气相型。各阶段成矿流体的均一温度峰值区间为:280~320℃→240~280℃→220~260℃→200~240℃,成矿流体具有中低温的特点,其盐度、压力、密度和成矿深度显示出浅成低温热液型矿床的特点。主成矿阶段流体气相成分主要为H2O、CO2、N2和O2,液相中离子成分主要有Na+、K+、Ca2+和SO2-4、Cl-。主成矿阶段流体的δDV-SMOW范围为-163.5‰~-131.9‰,δ18OV-SMOW范围为-11.2‰~-9.1‰,反映成矿流体为大量大气降水和少量岩浆水的混合。主成矿阶段强烈的降温降压作用可能是导致成矿元素沉淀成矿的主要机制。此外,本次的流体包裹体研究结果表明该矿床的成矿流体在主成矿阶段发生过流体不混溶作用。因此,本文认为成矿流体强烈的降温降压作用,以及伴随着的流体不混溶是天望台山金矿床的成矿机制。     

甲烷被黑云母氧化形成二氧化碳的实验研究与意义

CH4和CO2是岩浆热液系统中的重要挥发组分，两者之间的转换机制是一个重要的科学问题，在碳循环和流体作用等诸多方面都具有重要意义。例如在成矿过程中，CH4和CO2的加入会改变成矿流体性质，CO2还能缓冲流体pH，对成矿元素的迁移和沉淀富集有重要影响。前人通过研究瑞士阿尔卑斯山中部石炭纪、二叠纪、三叠纪地层裂隙石英中的流体包裹体发现，在较高温度条件下，黑云母的绿泥石化能将CH4氧化生成CO2，然而缺少相关的实验地球化学证据。因此，本项研究选择黑云母作为氧化剂开展了CH4的氧化实验研究。通过对黑云母- 甲烷- 水体系、黑云母- 碳化铝- 水体系以及甲烷- 水体系的实验研究发现，证实了黑云母能够将CH4氧化为CO2，起始反应温度约150℃，远低于地质研究结果。对于黑云母- 甲烷- 水体系和甲烷- 水体系实验，采用熔融毛细硅管作为反应腔，而对于黑云母- 碳化铝- 水体系实验，则采用粗石英管作为反应腔。对反应后黑云母残片的能谱分析表明，变价元素Fe含量大量降低，表明黑云母中三价Fe作为氧化剂参与了反应。这一结果为地质系统中黑云母等铁锰暗色矿物在中低温条件下氧化CH4形成CO2提供了实验和理论支撑。而CH4向CO2的转变过程，将改变热液流体的性质，有利于富CO2成矿流体的形成，对金属矿床形成具有重要意义。     

冀西石湖地区多金属矿床成矿流体氦氩碳氢氧同位素特征及地质意义

石湖地区金、银多金属矿床位于太行山中北段,产出于太古界阜平群变质岩系,燕山期麻棚岩体的周边。本文以石湖地区代表性矿床为例,根据多金属矿床黄铁矿流体包裹体中He、Ar同位素及与黄铁矿共生的石英流体包裹体中C、H、O同位素组成,探讨了石湖地区金、银多金属矿床成矿流体来源。分析结果表明石湖地区金、银多金属矿床黄铁矿流体包裹体中3He/4He介于0.43~2.40 Ra,40Ar/36Ar介于477~879,显示出本区金、银多金属矿床的成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。石英包裹体中δDV-SMOW介于-62‰~-105‰,δ18OV-SMOW介于9.6‰~13.8‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合;δ13CPDB介于-3.5‰~-5.0‰,表明矿区成矿热液来自地幔。氢、氧、碳同位素体系与氦、氩同位素体系的示踪具有一致性,均显示出石湖地区金、银多金属矿床成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。     

内蒙古阿巴嘎旗必鲁甘干钼铜矿床成矿流体演化与成矿机制

必鲁甘干钼铜矿床位于内蒙古阿巴嘎旗境内,二连-东乌旗成矿带东段,自2007年发现以来,已探明钼金属量已超过16万吨,达到大型规模。矿床赋存于印支期花岗斑岩和二叠系上统林西组接触带附近,含矿带呈NNE向展布,向SE缓倾。必鲁甘干钼铜矿床成矿阶段可划分为早、主、晚三个阶段,早阶段以硅化和钾长石化蚀变及浸染状和星点状矿化为特征,矿化较强;主阶段以硅化和绢云母化蚀变和发育乳白色含矿石英脉为特征,矿化很强;晚阶段以硅化、碳酸盐化、青磐岩化和粘土化蚀变以及发育石英方解石细脉为特征,矿化较弱。石英中流体包裹体类型主要有富液相水溶液包裹体(L型)、富气相水溶液包裹体(V型)和富CO_2包裹体(C1和C2型)。早阶段发育大量L型和少量C1型包裹体,主阶段发育大量L型和C1型以及少量V型和C2型包裹体,晚阶段主要发育L型包裹体,个别样品发育少量C1型包裹体。早、主、晚阶段均一温度分别为210~354℃、182~351℃、128~312℃,盐度分别为3.6%~9.2%NaC leqv、2.6%~9.2%NaC leqv、2.8%~9.6%NaC leqv。主阶段成矿温度、压力为232~269℃、0.54~1.55kbar;三个阶段成矿深度分别约为8.1~5.8km、5.7~5.5km、3.9~2.6km。从早阶段到晚阶段,成矿流体由中温、中等盐度、富CO_2的NaCl-H_2O-CO_2体系向中低温、低盐度、贫CO_2的H_2O-NaC l体系演化。成矿流体在演化过程中由于周期性压力脉动而导致发生流体不混溶,其可能是成矿元素发生聚集、沉淀形成矿床的重要机制。由必鲁甘干钼铜矿床围岩蚀变("贫水蚀变")、成矿流体成分(NaCl-H_2O-CO_2体系)和成矿深度(主阶段成矿深度约5.7~5.5km)推测其属陆内环境斑岩矿床。     

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。     

新疆若羌—且末戈壁料软玉的地球化学特征及成因类型研究

新疆和田透闪石集合体(软玉)矿带长约1300km,是世界上最大的软玉矿带。除传统上认识的山料和籽料外,在新疆若羌—且末地区也分布着大量的戈壁料软玉。以往对戈壁料软玉的研究主要集中在肉眼鉴定以及与人工仿制品的区别,对其来源、年龄以及成因类型等研究尚未开展。本研究采用电子探针、电感耦合等离子体质谱、氢氧稳定同位素质谱以及SHRIMP U-Pb测年等技术对若羌戈壁料的化学成分、矿物组成及年龄进行研究,在此基础上明确其成因类型。测试结果表明,若羌戈壁料主要由纤维状透闪石和阳起石(95%)组成,并含少量(5%)磷灰石、透辉石、绿帘石、铬铁矿等矿物。戈壁料颜色主要有深绿色、绿色、黄绿色、白色,除白色以外的颜色与其中的FeO含量(0.48%～2.92%)有关。样品全岩的化学成分与透闪石晶体化学组成类似,全岩稀土配分模式显示Eu负异常(δEu=0.09～0.66),LREE富集,HREE平坦,稀土总量(6.93～115.93μg/g)、Cr(68.8～119μg/g)、Ni(16.4～38.8μg/g)较低。戈壁料成矿流体中氢同位素δD为-24.94‰～-56.83‰,平均值为-40.14‰,显示其主要由岩浆水、大气降水组成。从戈壁料样品中分离出的锆石SHRIMP U-Pb年龄有四组(40～60Ma、480Ma、785Ma和1450～2460Ma),这些年龄可以约束戈壁料的形成时代。戈壁料软玉的地球化学和成矿流体组成与已报道的典型的镁质矽卡岩矿床中的软玉组成类似,其中400Ma左右的成矿年龄与报道的大部分和田区域的成矿年龄一致,多组成矿年龄也显示了软玉多期次成矿的特点。     

Compositions of Upper Mantle Fluids Beneath Eastern China: Implications for Mantle Evolution

The composition of gases trapped in olivine, orthopyroxene and clinopyroxene in Iherzolite xenoliths collected from different locations in eastern China has been measured by the vacuum stepped-heating mass spectrometry. These xenoliths are hosted in alkali basalts and considered as residues of partial melting of the upper mantle, and may contain evidence of mantle evolution. The results show that various kinds of fluid inclusions in Iherzolite xenoliths have been released at distinct times, which could be related to different stages of mantle evolution. In general, primitive fluids of the upper mantle (PFUM) beneath eastern China are dominated by H2, CO2 and CO, and are characterized by high contents of H2 and reduced gases. The compositions of PFUM are highly variable and related to tectonic settings. CO, CO2 and H2 are the main components of the PFUM beneath cratons; the PFUM in the mantle enriched in potassic metasomatism in the northern part of northeastern China has a high content of H2, while CO2 a     

还原性流体与斑岩型矿床成矿机制探讨

目前已经广泛认同斑岩型Cu-Mo-Au矿床是在氧化性相对较高的含矿流体作用下形成的.但是随着研究的深入,逐渐发现了一系列具备还原性特征的斑岩型矿床,这些矿床往往不发育表征高氧逸度的原生磁铁矿和硫酸盐矿物.本文针对目前发现的与还原性Ⅰ型花岗岩相关的斑岩矿床进行了综合分析,发现此类矿床的成矿流体中普遍含有CH4等还原性流体成分,并且伴生有CO2.结合相关资料分析认为还原性流体中所含有的CH4可能来自邻近的S型花岗岩的混染作用,但也不排除是经地球排气作用从地幔进入到地壳的可能性.结合典型还原性斑岩型矿床研究,给出了一个化学模型,认为CH4和SO2属于岩浆系统自生成分,在特定化学物理阶段发生反应,形成H2S和CO2,从而抑制了硫酸盐矿物的形成.反应所生成的H2S可以与Mo结合形成辉钼矿矿化,而Cu-Au由于在氧逸度较低的环境下具备更高的活性,易于富集在气相流体中,所以可以迁移到某一距斑岩系统较远的有利部位沉淀成矿,从而形成以Mo矿化为核心区,外围Cu-Au矿化的模式.