碱型地幔流体与富碱热液成矿

碱交代作用是整个热液作用成矿的一个基本机理,包括:①所有的热液作用是碱型地幔流体从对岩石(或岩体或地层)进行碱交代(K、Na的带入)开始的;②提供矿源(靠富K、Na热液的强烈交代作用在热液上升路途中萃取岩石矿质);③形成碱交代岩,使热液由强碱性向酸性([H+]离子浓度增长)演化,以破坏稳定的矿质迁移形式,导致沉淀、卸载、成矿;④碱交代岩是高压高温爆裂岩,角砾和次生孔隙度由此大增,有利于热液和构造再活动,成为金属成矿和油气成藏的有利储矿围岩.文章用新的证据证明此富碱热液来自深部碱型地幔流体(A-HA00NS).通过碱金属地球化学这条纲把热液作用和地幔流体作用串联为深浅一个整体.     

不同剪切作用下水合物钻井液微观结构试验研究

在钻进水合物地层过程中,井壁附近水合物的分解和环空中水合物的分解与再形成,很可能会引起井壁失稳坍塌以及环空堵塞等复杂情况,从而影响钻井的顺利进行。在此过程中,由各组分相互作用形成的钻井液微观结构起到了至关重要的作用。但由于多组分钻井液的微观结构非常复杂,文中仅针对组分简单的水基聚合物钻井液(NaCl、CMC、PVPK90相互组合),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用(分别为600r/min和6000r/min),结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这两种剪切作用后不同组分的水基聚合物钻井液相应的微观结构。结果表明,聚合物分子以网络骨架结构形式悬浮于钻井液中,一小部分水分子、无机盐离子等被吸附在聚合物骨架结构表面上,大部分水分子、无机盐离子等小分子物质游离于聚合物网络骨架孔隙中;对于环空中含水合物的岩屑,热量主要通过网络骨架结构的热传导与充填其中流体的对流导热而传递至岩屑表面,而后通过热传导进一步向岩屑内部传递;钻井液的微观结构随着剪切作用、浓度与组分的改变而发生变化,这就对上述的传热过程产生影响,进而对钻井液中水合物分解的传热特性产生影响。     

耐230 ℃高温海水钻井液室内实验研究

为了解决深海油气井工程和大洋科学钻探深部高温井段钻井液流变稳定性和护壁性能等变差问题,以复合粘土为造浆材料,通过优选抗温抗盐降滤失剂、防塌剂和高温稳定剂等关键处理剂及钻井液配方优化研究,研发了一套耐230 ℃高温海水钻井液配方。采用高温高压流变仪、六速旋转粘度计和高温高压滤失仪等仪器,开展耐230 ℃高温海水钻井液的综合性能评价,如热稳定性、高温流变性等。实验结果显示,密度1.5 g/cm³的钻井液在230 ℃老化16 h前后,表观粘度变化率为2.5%,高温高压滤失量为23 mL。研究结果表明,该海水钻井液抗温可达230 ℃,具有良好的抗高温稳定性、高温流变性能以及较低的高温高压滤失量,可满足深海高温硬岩钻探要求。     

Geology,Geochemistry, and Geochronology of the Fenghuangshan Skarn‐type Copper Deposit in the Tongling Ore Cluster,Anhui Province,East China

The Fenghuangshan skarn-type Cu deposit, Tongling Ore Cluster, Anhui Province, is an important component in the Middle–Lower Yangtze River ore-forming belt. To better understand magmatism and its relationship to mineralization, we investigated geochemical features, ore-forming fluids, and geochronology of the Xinwuli intrusion and the related Fenghuangshan Cu deposit. Lithogeochemical characteristics show that the Xinwuli quartz monzodiorite is formed by mixing magma derived from upper mantle alkaline basalt that has been contaminated by crust materials. C, H and O isotopes indicate that ore-forming fluids mainly come from the magma, with minor amounts of meteoric fluids involved at the late stage. S and Pb isotopic components indicate that ore-forming materials are derived from the mantle. Molybdenite Re–Os isotopic dating yields Re–Os model ages ranging from 139.1±2.4 Ma to 142.0±2.2 Ma, with an isochronal age of 141.1±1.4 Ma, which is consistent with sensitive, high-resolution ion microprobe (SHRIMP) zircon U–Pb ages of quartz monzodiorite and granodiorite in the mining area. Dating analysis yields ages from 136.0±2.0 Ma to 143.0±2.4 Ma for the quartz monzodiorite (a weighted average of 139.4±1.2 Ma) and ages from 136.7±2.0 Ma to 145.3±2.4 Ma for granodiorite (a weighted average of 141.0±1.1 Ma).     

Experimental and petrological constraints on local-scale interaction of biotite-amphibole gneiss with H2O-CO2-（K, Na）Cl fluids at middle-crustal conditions： Example from the Limpopo Complex, South Africa

Reaction textures and fluid inclusions in the～2.0 Ga pyroxene-bearing dehydration zones within the Sand River biotite-hornblende orthogneisses（Central Zone of the Limpopo Complex） suggest that the formation of these zones is a result of close interplay between dehydration process along ductile shear zones triggered by H₂O-CO₂-salt fluids at 750—800℃and 5.5—6.2 kbar.partial melting,and later exsolution of residual brine and H₂O-CO₂ fluids during melt crystallization at 650—700℃.These processes caused local variations of water and alkali activity in the fluids,resulting in various mineral assemblages within the dehydration zone.The petrological observations are substantiated by experiments on the interaction of the Sand River gneiss with the H₂O-CO-2-（K,Na）Cl fluids at 750 and 800℃and 5.5 kbar.It follows that the interaction of biotite-amphibole gneiss with H₂O-CO₂-（K.Na）Cl fluids is accompanied by partial melting at 750—800℃.Orthopyroxene-bearing assemblages are characteristic for temperature 800℃and are stable in equilibrium with fluids with low salt concentrations,while salt-rich fluids produce clinopyroxene-bearing assemblages.These observations arc in good agreement with the petrological data on the dehydration zones within the Sand River orthoeneisses.     

陕西凤太晚古生代拉分盆地动力学与金-多金属成矿

采用沉积盆地构造-古地理位置恢复重建和构造-岩相学等新方法研究认为,凤太晚古生代沉积盆地属于受板块斜向俯冲碰撞动力学控制下的拉分盆地。在中泥盆世初期,凤太沉积盆地被周缘垂向基底隆起分隔,其成盆构造动力学主要受四组同生断层,晚古生代沉降中心和沉积中心不断发生迁移。中泥盆世中期在盆地北部形成了北西向沉降中心和沉积中心,晚泥盆世末期沉积盆地萎缩,沉降中心和沉积中心收缩于沉积盆地中心。石炭纪沉降中心和沉积中心从盆地中心迁移到盆地四周边缘的同生断裂带附近,在沉积盆地北侧边缘商丹带南侧,形成了石炭纪-早三叠世与俯冲消减带有关的楔状沉积充填体。在凤太拉分盆地中形成的近东西向、北北东向、近南北向和北西向网状同生断裂带系统共同控制了凤太泥盆纪拉分盆地形成与演化过程。其中,商丹带（西段）、礼县-凤县-凤镇-山阳同生断裂带（中段）和酒奠梁-镇安-板岩镇同生断裂带（西段）三个主控同生断裂带不但在泥盆纪期间对于凤太泥盆纪拉分盆地形成具有显著控制作用,而且石炭纪-早三叠世拉分盆地演化过程也具有十分重要的控制作用,石炭纪-早三叠世同生断裂带发生构造反转并控制了沉降中心和沉积中心。采用沉积盆地动力学和构造-岩相学等新方法研究认为,在凤太晚古生代拉分盆地具有分级特征,西部凤县二级盆地为金-多金属成矿集中区,东部太白二级盆地为金矿成矿集中区。在八方山-银母寺三级拉分盆地中,八方山和银母寺等多金属矿床与八卦庙超大型金矿床具有矿田尺度上成矿分带,主要由于三级盆地、同生断裂、热水沉积岩相和构造热流体叠加岩相控制了矿田和矿床尺度上金与多金属成矿分带。凤太拉分盆地北部和东部金矿矿源层和初步富集成矿形成主要与泥盆纪钠长岩相和钠质热水沉积岩相有关,并受钠长碳酸质角砾岩-铁白云石钠长石角砾岩等石炭纪构造-热流体岩相叠加;凤太拉分盆地南部温江寺三叠系浊积岩系中热水硅质岩相和层状英安质凝灰岩是卡林型金矿重要赋矿层位;凤太拉分盆地中部热水沉积-改造型铅锌矿主要与硅质岩相和菱铁矿铁白云岩相等热水沉积相密切有关。     

扬子陆块北缘马元铅锌矿床成矿物质来源探讨: 来自C、O、H、S、Pb、Sr同位素地球化学的证据

呈层状、似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中的马元铅锌矿床是近年来在扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。文章通过碳、氧、氢、硫、铅和锶同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体和成矿金属来源。研究结果表明:矿石中热液脉石矿物的δ13CPDB为-4.24‰~0.93‰,δ18OSMOW为15.92‰~23.24‰,表明成矿流体中的CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因。矿石中硫化物的δ34S变化于12.94‰~19.4‰之间;硫酸盐矿物的δ34S为32.2‰~33.48‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成均一,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为17.62~18.02、15.49~15.63和37.57~38.35,成矿金属可能主要来源于震旦系—志留系。脉石矿物石英流体包裹体的δDFI为-92‰和-113‰,如果取成矿温度200℃,根据δ18O石英值计算的相应流体包裹体的δ18O水为6.03‰~12.73‰,推测成矿流体可能起源于大气降水为主的盆地卤水,或为其他来源的流体与有机质反应形成。成矿流体87Sr/86Sr为0.70967~0.71146,高于赋矿围岩震旦系灯影组白云岩锶同位素比值(0.70890~0.70945),表明成矿流体流经了古生代地层(及基底),并与其中具有高锶同位素比值的碎屑岩、页岩和泥岩等进行了水岩反应及同位素交换。     

保山镇康地块矽卡岩型铅锌矿床成因初探

保山镇康地块是"三江"南段重要的铅锌多金属成矿区之一,地质构造复杂,铅锌成矿地质条件优越,其中核桃坪与芦子园是近年发现的两个大型铅锌矿床,矿床受近NE向断裂、背斜轴部和地层控制明显,上寒武统核桃坪组与沙河床组大理岩化灰岩为主要赋矿地层,近矿围岩矽卡岩化强烈,流体包裹体,Pb、S、H、O同位素和微量元素等地球化学对比研究表明:核桃坪和芦子园铅锌矿床均经历了中温、高温两个矿化阶段;核桃坪铅锌矿床矿石铅同位素较芦子园铅锌矿床有较高的比值和较大的变化范围,均以高μ值为特征,属于放射性成因铅,暗示其成矿物质以壳源铅为主;硫化物硫同位素均多为较低正值并呈塔式分布,具有岩浆硫特征,两者均无生物硫酸盐热化学还原作用的参与,其中硫同位素分馏已达平衡;与硫化物共生的石英δDH2O(-109‰~-91‰)和δ18OH2O(-4.3‰~2.3‰)同位素研究表明核桃坪矿床成矿流体主要来自深部岩浆水,并遭受后期大气降水或地层水的混合;核桃坪矿床与芦子园矿床的微量元素具有岩浆热液型矿床特征,不同于VMS型、MVT型铅锌矿床。因此,笔者认为两个矿床应属于与深部隐伏岩体有关的中-高温矽卡岩型铅锌矿床,矿区深部隐伏岩体的侵入产生岩浆热液并携带Pb、Zn等成矿物质与地层水或大气降水混合,在背斜轴部与NE向断裂的交汇处形成该类型矿床。     

地壳流体与地幔流体间的关系

通过铀、金矿床及地幔岩捕虏体研究，初步得出以下认识：（１）在热液作用中岩浆分异热液是不存在的；（２）碱交代作用是整个地幔交代作用和地壳交代作用的基本运作机制，现已构成有几十条具体规律的理论系统；碱交代岩是地幔流体转变为热液的化石记录；（３）拆离断层构造体系是地幔流体上升到地壳后的活动通道；（４）磷（Ｐ）是地幔流体的特征性示踪成分；（５）大洋缺氧事件、生物种属灭绝、厄尔尼诺等有共同的地幔流体致因；（６）天然气－油－盐－金属成矿是统一的热液成矿作用。软流体是今后区域成矿预测的重要新依据。软流体的顶部发育有次级、再次级的局部上凸部，这是矿带、矿田群的重要成矿控制因素和找矿新标志。     

陕南勉略阳地区陈家坝铜铅锌多金属矿床稀土元素地球化学特征

陕西省陈家坝铜铅锌多金属矿床是勉（县）-略（阳）-阳（平关）三角地区新发现的铜铅锌多金属矿床,通过对矿石及矿区地质体的微量与稀土元素地球化学对比分析,对陈家坝铜铅锌多金属矿床进行了成矿流体特征与成矿机制研究。研究表明,矿石富集LREE、Th/La、Nb/La、Hf/Sm值均小于1,指示成矿流体以富Cl为主。矿石的稀土元素配分曲线、微量元素蛛网图及含量类似于赋矿层位硅化白云岩,推断矿石为同生沉积成矿。矿石显示Ce负异常及Eu正异常,与海底高温热液及其沉积物的稀土元素组成和变化特征相似,反映了矿石与海底热流体及其沉积物形成过程相似,说明该区矿石形成于还原环境,成矿过程中岩浆流体、热卤水与海水组成的混合流体使其更有利于成矿。因此,认为成矿流体具有岩浆流体混合热卤水与海水的特征,流体之间的混合作用与水-岩作用是导致铜铅锌等成矿元素富集、沉淀的重要机制。