青藏高原东缘缅萨洼金矿成矿流体地质地球化学特征

缅萨洼金矿位于中国中轴构造带的中南段,青藏高原的东缘,赋存于金河-箐河断裂带次级断裂羊坪子韧性剪切带中本文根据对该矿床硫化物流体包裹体的氦氩同位素、硫化物的硫同位素以及与硫化物共生的石英的流体包裹体特征、成分以及氢氧同位素组成的测定,讨论了缅萨洼金矿的成矿流体来源及其矿床成因。结果显示,该矿床硫化物流体包裹体中的3He/4He变化较小,为0.69-0.82,显示了地幔流体参与成矿作用的可能性。而4He的含量变化范围较大,一般在2.19-10.62×10-6cm3STP/g(方铅矿除外)与3He/4He相比,40Ar/36Ar的比值则变化较小,一般为251-509。而硫化物的δ34S同位素变化范围在-1.8-2.2‰,平均值为0.5‰,说明硫的地幔来源。与硫化物共生的石英的流体包裹体的类型主要有富液相的盐水溶液包裹体、富气相的盐水溶液包裹体、三相CO2包裹体、纯液相CO2包裹体以及有机流体包裹体。成矿流体的氢氧同位素则显示成矿流体来源于岩浆水(或地幔流体)与大气降水的混合流体,本文认为,缅萨洼金矿的成矿流体为地幔流体与大气降水的混合流体,是渐新世印度大陆与亚洲大陆碰撞之后,该地区大规模走滑与剪切作用过程中,局部伸展作用的产物。     

俯冲带硫的地球化学行为及硫循环SCIEI北大核心CSCD

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着硫(S)在地球内部圈层及表层的循环,影响着大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的稳定性以及地球的宜居性。厘清S在俯冲带中的地球化学行为和循环特征对理解地球各储库的氧化还原状态、岩浆作用与演化、成矿物质聚集、以及地球大气成分等具有重要意义。本文首先总结了进入俯冲带之前的大洋岩石圈的S结构模型,对S在大洋板片中的分布状态和地球化学特征进行了系统归纳。随后,系统阐述了俯冲带高压-超高压变质岩记录的板片变质及脱水过程中硫的地球化学行为。岩石学研究表明俯冲板片中的S多以硫化物相存在,硫酸盐矿物在弧前深度就已被释放或分解。相较于熔体,俯冲带流体中S的溶解度更高,是运移硫的更有效方式。DEW模型计算结果显示,流体中S含量总体较低,但在俯冲板片~90km处其含量有一个峰值(浓度0.5%~1.0%)。岩相学证据、地球化学测试结果、磷灰石S近边吸收结构(S-XANES)特征以及模拟结果都显示俯冲深部流体中S多以HS^(-)及H_(2)S形式存在,不含大量的SO_(4)^(2-)及硫酸盐;中f_(S_(2))流体有利于S迁移出俯冲板片,从而促进俯冲带大规模S循环,而高f_(S_(2))流体在流-岩交换过程沿流体通道发生S的锁固作用而不利于俯冲带S循环。质量平衡计算显示全球俯冲带S输入通量为4.65×10^(13)g/yr,弧下深度板片S输出通量为2.91×10^(12)g/yr,板片-岛弧S循环效率仅6.3%。俯冲板片在弧下深度可能存在一个短暂高效的S释放窗口,释放流体的δ^(34)S值为-2.1±3.0‰。基于高压-超高压变质岩中硫化物的研究,初步厘清了俯冲板片中S的地球化学行为,首次从板片角度全面、定量地限定了俯冲带的脱硫通量、效率、种型和同位素特征,提出俯冲带循环的S不是岛弧岩浆的氧化剂,与岛弧环境的正δ^(34)S值也无直接因果联系,对解析俯冲带S循环和理解地球长期的S循环具有重要意义。最后,本文还展望了俯冲带S循环的未来发展方向,应在俯冲带流体氧化还原性质(硫酸盐的命运)、俯冲沉积物对S循环的制约、俯冲带环境下多硫同位素的分馏效应、S循环与其它挥发分(如C等)循环之间的耦合关系、地球历史上深部S循环等方向做出探索,更深入地理解俯冲带及全球S循环过程。     

Laboratory experiments on along-slope flows in homogeneous and stratified rotating fluids

Laboratory experiments have been carried out for the flow along isobaths of simulated shelf-continental slope geometry. Cases of both homogeneous and linearly stratified fluids are considered and the background flows are sufficiently strong to have the flow near the bottom boundary range from transitional to fully turbulent. The background motions are impulsively started and flows with a coast on the right (spin-down) and on the left (spin-up) are considered. The homogeneous spin-down and spin-up processes are smooth in the sense that no vortical structures were found to be of the order of the slope width or larger. Flows reach equilibrium more quickly for spin-down cases, and this is attributed to secondary flows forced by the basin geometry. All of the stratified experiments exhibited large-scale instabilities as evidenced by the generation of slope and basin scale eddy structures and a much slower decay than their homogeneous counterparts.     

云南岩石圈热结构

本文探讨了云南深部热流及岩石圈地温分布的横向变化特征，并将岩石圈热结构概括为３种类型；典型现代构造活动区热结构，中间过渡型地质区热结构和稳定地质区热结构。最后，简单讨论了地热与地震活动的关系。     

造山型金矿成矿流体来源与演化的氢-氧同位素示踪：夹皮沟金矿带例析

在详细的矿床地质研究和成矿阶段划分基础上,系统采集了距夹皮沟断裂带100~3622m的6个金矿床不同成矿阶段的20件矿石样品,进行了氢、氧同位素测试。距夹皮沟断裂带由近及远,各金矿床的氢、氧同位素组成分别为:北沟(100~172m,δD=-97‰~-90‰,δ18O_w=-3.26‰~5.49‰)、二道沟(820~830m,δD=-95‰~-94‰,δ18O_w=-4.58‰~-0.50‰)、三道岔(1385~1412m,δD=-97‰~-91‰,δ18O_w=-3.58‰~-1.39‰)、四道岔(2776~2802m,δD=-99‰~-80‰,δ18O_w=0.75‰~4.69‰)、八家子(3400m,δD=-102‰,δ18O_w=0.22‰)、夹皮沟本区(3595~3622m,δD=-108‰~-92‰,δ18O_w=2.91‰~5.39‰)。成矿早、主、晚阶段δD、δ18O_w和W/R值分别为-97‰~-80‰、3.99‰~5.49‰和约0.1;-108‰~-90‰、-3.26‰~4.71‰和0.1~0.5;-97‰~-91‰、-4.58‰~-2.68‰和0.01~0.1。反映金矿早阶段成矿流体以变质水为主体,混入有少量岩浆水,W/R值较小;主阶段成矿流体为变质水和大气降水的混合,W/R值显著增大,氢、氧同位素和W/R值具有明显的空间不均一特征(成矿流体隧道式流动):前者与距夹皮沟断裂带的距离正相关、后两者负相关,而它们与各金矿床已探明资源量的相关性相反,可能表征了成矿系统有效流体压力对W/R值和金沉淀成矿的控制作用;晚阶段大气降水大量加入,成矿流体弥散式的流动机制引起大面积同位素均一化,W/R值最小。据此推断,氧同位素低值区与氢同位素和W/R高值区(尤其是它们的显著变化区)的套合部位是金大规模沉淀聚集的最有利地段暨找矿勘查的重要选区。     

地热涡合并与1976年唐山大地震

分析了１９７６年唐山大地震前的地热涡活动,研究了地热涡活动与唐山大地震的关系,追踪了有关地热涡的发展演化史及其合并活动对有关地震的影响．研究表明,唐山大地震前我国大华北地区有巨大的地热涡群活动,与邢台地震前地热涡的成群聚集类似,并且同样在地震爆发前发生地热涡合并．这一现象是大华北地区强地震发生的重要前期事件之一     

新疆准噶尔北缘阿克希克铁金矿流体包裹体研究

阿克希克铁金矿床位于准噶尔北缘,矿体呈似层状、脉状、透镜状赋存于南明水组火山岩及凝灰岩的接触带上。围岩蚀变不发育,主要为硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化等。矿床的形成经历了火山沉积期和热液期,铁矿化主要形成于火山沉积期,金矿化主要形成于热液期。火山沉积期石英以发育液体包裹体和少量含CO2包裹体为特征,热液期石英以发育含CO2和碳质(CH4和C4H6)包裹体为特征。火山沉积期成矿流体为中温(集中于180~320℃)、低盐度(集中于6~10 wt%Na Cleq)、中-低密度(0.59~0.98 g/cm3)的Na Cl-H2O-CO2体系。热液期成矿流体为中温(集中于220~320℃),低盐度(集中于2~10 wt%Na Cleq),中-低密度(0.55~1.03 g/cm3)的Na Cl-H2O-CO2-CH4型流体。火山沉积期石英的δDSMOW为-129.9‰~-97.9‰,δ18OSMOW值介于7.9‰~12.3‰,δ18OH2O值为-2.6‰~4.4‰,推测成矿流体为海水与岩浆水的混合。热液期石英的δDSMOW介于-129.8‰~-102.6‰,δ18OSMOW值介于11.2‰~16.1‰,δ18OH2O变化于3.1‰~7.4‰,推测成矿流体为变质水混合深循环的大气降水。结合矿床地质特征、流体成分和性质,本文认为热液期金矿化与CO2-CH4流体有关。     

天水地震区深部地温场的有限元计算

用有限元方法计算了天水地震区上地壳地温场。结果表明，影响该区浅部（层）地温场的主要因素是基底构造和断裂构造。祁连褶皱系为高热异常区，秦岭褶皱系为低热异常区，西秦岭北缘断裂带为地温梯度带。认为该带历史地震的发生与热应力差有关     

内蒙古贺根山蛇纹岩化流体来源的H-O-B同位素地球化学制约

对内蒙古贺根山蛇绿岩带内3个采样点的蛇纹岩样品开展了主量、微量元素和H-O-B同位素分析,以揭示其构造属性、蛇纹石化温度和流体来源。贺根山蛇纹岩具有低Al_2O_3含量(0.2%~1.3%)、高Mg~#(89~92)特征,为难熔地幔残余。蛇纹岩的U型稀土元素配分模式、相对富集LILE和亏损HFSE的微量元素地球化学特点,反映其原岩为化学成分高度亏损的俯冲带型(SSZ)超基性岩。样品的dD值相对均一(dD=-120‰~-133‰);理论计算显示,这些蛇纹岩的H同位素组成可能是蛇绿岩剥露地表后与区域大气降水发生再平衡作用的结果。贺根山蛇纹岩的d~(18)O变化在4.3‰~9.8‰之间,反映不同地点蛇纹石化的温度存在差别:其中贺根山东样品具有相对较高的d~(18)O值(d~(18)O=7.7‰~9.8‰),蛇纹石化温度为90~130℃,同时部分样品中出现碳酸盐矿物,表明蛇纹石化作用发生在近海底环境;小坝梁样品具有最低的d~(18)O值(d~(18)O=4.3‰~5.0‰),其蛇纹石化温度在205~235℃之间;贺根山南样品的d~(18)O值变化范围较大(d~(18)O=6.0‰~9.7‰),其蛇纹石化温度在90~170℃之间。3个采样点蛇纹岩的d~(11)B值也显示出一定的变化(d~(11)B=9.1‰~14.7‰),指示蛇纹石化流体来源于脱水的蚀变洋壳和海底沉积物;理论模拟和计算结果显示,这些板片流体的d~(11)B值变化在15‰~25‰之间。     

胶东三山岛北海域金矿床热液蚀变作用研究

三山岛北海域金矿床位于胶东金矿省的西北缘,是2015年新发现的超大型金矿床（储量470 t、Au品位4.30 g/t）,金矿体赋存于中生代玲珑式花岗岩中,主矿体受三山岛-仓上断裂带控制。中生代含矿的玲珑式花岗岩显示了复杂的蚀变、矿化共生组合关系。三山岛-仓上断裂的活动使热液流体发生渗透,导致断裂带两侧发生广泛的钾化蚀变。随后,大规模的绢云母化沿主断裂两侧形成。随着断层泥的形成,其作为"阻挡层"使含矿流体不能运移到断裂带上盘,成矿流体在下盘发生强烈的绢云母-石英-黄铁矿蚀变并伴有金的析出。最后石英-碳酸盐脉的形成标志着与金成矿相关热液活动减弱。钾化和绢英岩化岩石的平衡计算揭示了SiO2、MgO和CaO带入,TiO2、K2O基本不变,而Na2O表现为带出;大多数主量元素受强烈的矿物反应影响。Au、Ag、Bi、As、Pb、Zn等相关成矿元素呈带入特征,它们之间多呈正相关关系且与黄铁绢英岩化有密切关系,显示出在水岩反应过程中不同类型的元素具有复杂的地球化学行为。蚀变组合和流体包裹体研究表明,成矿流体以中低温（126~351℃）、中低盐度（1.02%~10.48% NaCleqv）为特征,属于CO2-H2O-NaCl±CH4体系。在热液流体中,金可能主要以Au（HS）2-络合物的形式运移;黄铁绢英岩化过程中,硫化作用使Au（HS）2-络合物失稳分解导致Au沉淀富集成矿。华北克拉通的重新活化导致软流圈上涌和大量火成岩的形成,也为胶东发生大规模金成矿作用提供了充足的的热能和流体输入。