SEDEX型矿床研究现状及进展

SEDEX型矿床是一类很重要的矿床,提供了世界上约60%的铅和50%的锌.通过全面参阅前人研究成果及相关文献,系统概述了SEDEX型矿床的成矿构造背景和地质特征,结合国内典型矿床的S、Pb、H、O及B同位素,从地球化学方面综合分析探讨了SEDEX型矿床成矿物质和流体来源,在已有成矿模式的基础上,进一步完善了成矿作用过程和机制.最后,简单介绍了近年来SEDEX型矿床研究新进展,并对存在的问题和今后发展趋势提出了一些建议.     

硼同位素分析测试技术研究进展

硼(B)是一个质量较轻的流体活动性元素。它有2个稳定同位素：10B和11B,两者之间相对质量差较大,导致自然界显著的硼同位素分馏。因此,硼同位素作为强有力的非传统稳定同位素示踪工具,在化学、环境、生物、地球及行星科学等研究领域具有广泛的应用。近二十年来,国内外硼同位素分析测试技术不断改进并取得了诸多重要进展。然而,获取高质量硼同位素数据,在样品消解、分离纯化以及质谱测试三个主要环节中仍然存在很多挑战。因为硼具有易挥发性及其在不同pH值环境中因配位不同导致同位素分馏,样品消解和分离纯化对硼同位素准确测量有很大影响。样品消解法主要有高温水解法、酸溶法、碱熔法和灰化法,其中酸溶法与碱熔法是最常用的方法。分离纯化法主要包括离子交换法、硼酸甲酯蒸馏法和微升华法。这些样品前处理方法各有利弊。质谱测试方法主要有两类：一类是溶液法,即热电离质谱法(TIMS)或多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS);另一类是微区原位分析法,即二次离子质谱法(SIMS)或激光剥蚀法(LA)-MC-ICP-MS。不同的测试方法对样品前处理要求不同：溶液法要求去除基质;微区原位分析法要求样品与标样的成分匹配。这些测试方法也存在不同技术挑战：TIMS分析过程中容易产生同位素分馏。而SIMS和LA-MC-ICP-MS分析过程中存在缺少标准样品、样品表面污染、低含量样品精度有限及高含量样品重现性差等问题。基于MC-ICP-MS测量低含量样品中硼同位素的独特优势,本文深入探讨了基体效应、记忆效应和质量歧视效应三方面的现存挑战,通过梳理文献和数据对比,在总结现有硼同位素地球化学研究方法的基础上提出一些分析测试技术发展方向的建议。     

稳定碳同位素在湘中千佛洞上覆土壤-滴水-现代沉积物的迁移特征研究

通过对2021年1月~2022年10月期间,湘中千佛洞洞外大气-上覆土壤气-洞穴空气二氧化碳含量（pCO₂）及其碳同位素（δ¹³C_CO2）、8个洞穴水体（4个滴水、3个地下河水、1个池水）溶解无机碳同位素（δ¹³C_DIC）以及洞穴现代沉积物碳同位素（δ¹³C）的连续监测,初步获得了监测时段内千佛洞岩溶系统中δ¹³C在垂直方向上运移的变化特征,并得到以下3点主要认识：1）千佛洞上覆土壤气、洞穴空气pCO₂及δ¹³C_CO2表现出相似的季节变化特征,夏季pCO₂偏高,δ¹³C_CO2偏轻,冬季则相反。降水量和温度是土壤pCO₂及δ¹³C_CO2变化的主要影响因素;2）千佛洞洞穴水体δ¹³C_DIC值呈现显著的季节变化规律,夏季偏轻,冬季偏重,表明土壤pCO₂及δ¹³C_CO2对其影响较大,说明该洞洞穴水体δ¹³C_DIC可以较好地响应外界环境变化。此外,4个滴水点δ¹³C_DIC值在变幅和绝对值之间存在一定差异,这可能是受到不同滴水点的运移路径和滴水速率等因素的影响;3）千佛洞现代沉积物δ¹³C也表现出明显的季节变化特征,说明该洞现代沉积物δ¹³C可以较好地继承滴水中的δ¹³C_DIC信号。千佛洞的初步观测结果为利用该洞穴或者临近区域洞穴沉积物开展古气候重建提供了借鉴和参照。

     

新疆萨喀尔得铜矿C-H-O-S同位素特征

新疆萨喀尔得铜矿属中低温热液型,该矿石英和方解石样品中δ13CPDB值为-17.3‰~-0.7‰,δ18OSMOW为16.2‰~22.4‰,δ18OH2O水值为6.9‰~12.5‰,δD变化于-73.8‰~-52.4‰之间。研究表明,成矿流体主要来源于深部发生循环加热的建造水,并混合变质水和岩浆水;成矿早期流体中的C主要来源于地层水或大气降水,晚期有深部岩浆水的加入。δ34S值变化范围为0.2‰~6.1‰,表明流体中的S主要来自岩浆或上地幔。     

内蒙古东乌旗沙麦钨矿床成矿机制：来自流体包裹体及稳定同位素的证据

内蒙古东乌旗沙麦钨矿床位于中亚巨型缝合带的最东段,矿床内广泛发育云英岩化,钨矿体主要受NW向断裂构造控制,呈黑钨矿-石英脉状产出在燕山期沙麦岩体（岩性主要为黑云母二长花岗岩）和泥盆系围岩地层（岩性主要为角岩化砂岩、砂砾岩）中。成矿阶段从早到晚分别为：石英-黄玉阶段（Ⅰ）、云英岩-黑钨矿阶段（Ⅱ）和晚期硅化阶段（Ⅲ）。本文对矿床流体包裹体及C-H-O-S同位素进行了研究,结果显示：矿床中普遍发育CO2-H2O包裹体及水溶液气液两相流体包裹体。从成矿早期至成矿晚期,矿床流体中富CO2包裹体逐渐减少,CO2含量逐渐降低。成矿早期可见熔体包裹体与流体包裹体共存的现象,属低盐度、富CO2的岩浆来源流体。矿床成矿作用从早到晚,流体包裹体均一温度分别为279~341℃、196~286℃、103~201℃;流体盐度分别为(1.6~9.1)%NaCleq、(3.0~11.1)%NaCleq、(0.9~4.7)%NaCleq。激光拉曼光谱分析结果显示,流体中的气相主要是CO2,部分含有H2O和CH4。成矿流体从早期中高温、中盐度流体向晚期低温、低盐度流体演化,属NaCl-H2O-CO2±CH4热液体系。矿床稳定同位素研究表明,沙麦钨矿床的成矿流体主要来源于岩浆水,并在成矿晚期混入了大气水。矿床硫的来源与早白垩世岩浆-热液系统或深部幔源岩浆相关,并混入了部分地层硫。综合分析认为,沙麦钨矿为一岩浆期后热液型钨矿床。燕山期侵入体从深部携带成矿物质,经历了岩浆分异和流-熔体相互作用等过程,形成区内岩浆-热液成矿系统。流体的不混溶是导致含钨络合物分解乃至最后沉淀成矿的主要原因。     

塔里木盆地西北缘乌恰地区乌拉根铅锌矿床S-Pb同位素特征及其地质意义

乌拉根铅锌矿床产出于塔里木盆地西北缘喀什凹陷中—新生界中,成矿地质条件优越,资源潜力可观,具有超大型矿床找矿远景,但其成因一直存在较大争议。本次对乌拉根铅锌矿进行了详细的S、Pb同位素研究,探讨了其成矿物质来源和矿床成因。测试分析结果表明,乌拉根铅锌矿床矿石δ34S值为-26.09‰~+15.0‰,具有较宽的分布范围,显示出轻硫与重硫同时富集的特征,指示乌拉根铅锌矿床S主要来自海相硫酸盐的还原。乌拉根铅锌矿的206Pb/204Pb值为17.771～18.6413,207Pb/204Pb值为15.402～15.6454,208Pb/204Pb值为37.92～38.7507,Pb同位素组成变化较小,且集中于造山带铅演化线附近,推测本矿区Pb可能来自区域内的古老地层。综合前人研究和本次S、Pb同位素分析结果,认为乌拉根铅锌矿床是在南天山和西昆仑山两大造山带相互逆冲推覆背景下,盆地流体大规模运移,在油气还原条件下形成的一类赋存于沉积岩中的铅锌矿床。     

勉略缝合带三岔子辉绿岩墙锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成——古特提斯洋壳俯冲的年代学证据

为了弄清楚勉略构造带中三岔子岛弧火山岩的形成时代及源区特征,对南秦岭勉略缝合带三岔子岛弧蛇绿混杂岩中的辉绿岩墙样品进行了锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素组成及微量元素组成研究。结果表明,三岔子辉绿岩中的锆石主要包括2个年龄区间:有8颗锆石记录古生代年龄信息,其n(206Pb)/n(238U)年龄为264~487 Ma,w(Th)/w(U)为0.4~0.8,其中有6颗锆石的N(176Hf)/N(177Hf)初始值为0.281 934~0.282 292,对应的εHf(t)值为-9.4~-16.4,为典型的壳源岩浆锆石,另外2个测点(BQG-014,BQG-021)的N(176Hf)/N(177Hf)为0.282 722~0.282 798,对应的εHf(t)值为4.5~6.3,为典型的幔源岩浆锆石;有15颗锆石记录了元古代—太古代的年龄信息,N(207Pb)/N(206Pb)年龄主要为1 713~2 559 Ma,N(176Hf)/N(177Hf)初始值为0.281 288~0.282 263,对应的εHf(t)值为-1.3~8.7,绝大部分锆石的εHf(t)值大于2,显示出幔源岩浆锆石的特征。根据锆石Hf同位素组成,BQG-014和BQG-021样品为典型的幔源岩浆锆石,因此,其形成年龄(264~295 Ma)应代表了勉略洋消减过程中一次重要的大陆弧岩浆作用时间。     

金矿床的热液流体特征研究

通过对中国东部金成矿区域地质特征的分析,根据氢氧同位素及流体包裹体数据特征,表明中国东部金矿床成矿流体主要来自大气降水,其次为变质作用过程释放的水和岩浆分异水;成矿金属组分主要来自太古宙变质岩系。     

鞍山地区陈台沟变质表壳岩的年龄

鞍山市东部陈台沟村附近，有一套以斜长角闪岩类、石英岩类和长英质片麻岩类等组成的变质表壳岩（陈台沟表壳岩），它虽被划归为鞍山群但同该地区公认的鞍山群明显不同。它同白家坟花岗岩（３．８Ｇａ）和陈台沟花岗岩（３．３Ｇａ－３．１Ｇａ）为断层接触。采用Ｋｏｂｅｒ提出的单颗粒锆石逐层蒸发－沉积方法，测定了侵入陈台沟表壳岩的两条花岗岩脉（Ａ９２１２－３，Ｃｈ１０）中锆石的年龄，Ａ９２１２－３测定了８粒锆石，年龄为３３５７±４Ｍａ－３３１５±４Ｍａ（误差均为２ｄ，Ｃｈ１０测定了３粒锆石，结果为３３３７±１２Ｍａ，３２２８±３７Ｍａ和１８１３±７Ｍａ。３３５７Ｍａ和３３３７Ｍａ是这两条花岗岩脉侵位时间。１８１３Ｍａ是后期地质作用的时间。陈台沟表壳岩的年龄大于３．３５Ｇａ，建议将陈台沟表壳岩从鞍山群分离出来单独建群。     

浙西北前震旦纪火山岩的Nd、Sr同位素地球化学

在浙西北双溪坞群和上墅组火山岩系获得较可靠的Sm－Nd同位素年龄的基础上，本文进一步做了Nd、Sr同位素地球化学研究。∈Nd（T）和∈Sr（T）示踪判别了该区前震旦纪火山岩浆源区特征及其物质来源。同时，Nd同位素模式年龄为该区存在更古老基底提供了重要的地质年代信息。