西藏雄村斑岩型铜(金)矿床Ⅰ、Ⅱ号矿体热液黑云母特征及地质意义

雄村铜(金)矿区位于西藏冈底斯成矿带中段南缘,由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体和多个矿化体组成。本文以Ⅰ、Ⅱ号矿体钾硅酸盐化蚀变带内的热液黑云母为研究对象,采用光薄片镜下鉴定、电子探针等分析方法,系统研究了热液黑云母的产状和成分特征。结果显示,雄村矿区Ⅰ号矿体黑云母类型主要为金云母和镁质黑云母;Ⅱ号矿体黑云母类型为镁质黑云母。两个矿体黑云母都具有低Ti(TiO_2 3%)、高Al(Al_2O_315%)的特点,且具有较高的MgO含量,Mg/Fe0.5,K/Na10,显示了与矿化良好的相关性。Ⅰ号矿体热液黑云母平均结晶温度470℃,氧逸度位于镍-氧化镍缓冲剂与磁铁矿-钛铁矿缓冲剂之间(NNO—HM);Ⅱ号矿体热液黑云母平均结晶温度234℃,氧逸度位于镍-氧化镍缓冲剂与铁橄榄石-石英-磁铁矿缓冲剂之间(NNO—FQM),说明Ⅰ号矿体形成于较高温、高氧逸度的热液系统,Ⅱ号矿体形成于相对较低温、低氧逸度的热液系统。此外,Ⅰ号矿体热液黑云母Ⅳ(F)值介于0.61～2.72之间,平均值1.26,Ⅳ(Cl)值介于-5.49～-4.53之间,平均值-5.03,Ⅳ(F/Cl)值介于5.63～7.89之间,平均值6.29;Ⅱ号矿体热液黑云母Ⅳ(F)值介于1.83～3.32之间,平均值2.66,Ⅳ(Cl)值介于-5.64～-4.89之间,平均值-5.31,Ⅳ(F/Cl)值介于7.14～8.68之间,平均值7.97,说明Ⅰ、Ⅱ号矿体都形成于富Cl的热液系统,且Ⅱ号矿体热液较Ⅰ号矿体更富Cl,贫F。富Cl流体易萃取流体中的Cu和Au等金属元素并以Cl的络合物形式运移,在沿构造裂隙向上运移的过程中,物理化学条件发生改变,使得流体中金属元素络合物溶解度降低,促使硫化物沉淀成矿。     

滇西镇康放羊山Cu-Pb-Zn多金属矿床流体包裹体和C-O同位素研究

滇西镇康放羊山Cu-Pb-Zn多金属矿床是保山地块发现的首个富铜的铅锌多金属矿床。为探讨其成矿流体来源和矿床成因,对该矿床开展了流体包裹体和C-O同位素研究。结果表明,阶段Ⅱ主要发育富液相包裹体,均一温度和盐度（NaCl_eq,质量分数）集中在240～300℃和8.0%～18.0%;阶段Ⅲ以含CO₂和子矿物包裹体为特征,均一温度和盐度的两个峰值为360～400℃、16.0%～24.0%和240～320℃、4.0%～14.0%;阶段Ⅳ以富液相和纯液相包裹体为主,均一温度和盐度降低至220～340℃和8.0%～14.0%。C-O同位素分析结果（δ¹³C_V-PDB值为-5.88‰~-2.37‰,δ¹⁸O_V-SMOW值为8.18‰~12.79‰）显示成矿流体主要来源于岩浆热液,在迁移过程中受到围岩溶解作用的影响。综合研究认为,放羊山矿床阶段Ⅱ和阶段Ⅲ的成矿流体主要来源于大陆碰撞形成的中高温、中高盐度、富CO₂岩浆热液,在阶段Ⅲ晚期和阶段Ⅳ受到中低温、低盐度大气降水的影响;矿床为受构造控制明显的中高温热液矿床,预测在矿区深部有望找到矽卡岩型矿体。     

内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床锆石U-Pb年龄和S、Pb同位素特征及其地质意义

为了明确内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床的成矿年龄与矿床成因,对该矿床中与成矿关系密切的流纹岩进行了锆石U-Pb年龄以及主要金属硫化物的S、Pb同位素测试。其中流纹岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄为(271.7±1.6)Ma(MSWD=1.02),显示成矿作用发生于二叠纪。金属硫化物的S同位素分析结果显示δ34SV-CDT值分布在-0.6‰~1.0‰之间,平均为0.49‰,变化范围较窄,显示S的来源单一;Pb同位素组成比较集中,206Pb/204Pb为18.207~18.674,207Pb/204Pb为15.620~15.699,208Pb/204Pb为38.144~38.790,具有壳幔混源的特征。S、Pb同位素特征均指示成矿物质主要来源于岩浆热液。结合区域地质、矿床地质、空间分带等特征以及S、Pb同位素组成可知,别鲁乌图铜多金属矿床为VHMS型矿床,形成于二叠纪陆缘弧裂谷中。     

黑龙江省东宁县五道沟金矿成矿流体特征及矿床成因

五道沟金矿位于太平岭金-铜多金属成矿带,矿体呈脉状赋存于下二叠统双桥子组碳质板岩中,并严格受NE向断裂控制。根据野外观察和岩相学研究,将五道沟金矿成矿划分为早期石英阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-碳酸盐阶段3个阶段,其中石英-黄铁矿阶段为主要成矿阶段。石英流体包裹体显微测温和拉曼光谱分析表明,金成矿期流体为中低温、低盐度的含CO₂流体。氢氧同位素分析表明,成矿流体是岩浆水和大气降水的混合流体。黄铁矿微量元素特征表明矿区内黄铁矿为岩浆热液成因;矿石硫同位素数据显示其具有岩浆硫和地层硫的混合特征。铅同位素组成图上,矿石铅、围岩铅和岩浆岩铅三者呈线性关系,具有同源特征,矿石中²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值明显高于围岩的相应值,暗示了矿石铅为围岩铅淋滤产物。矿石同位素特征表明双桥子组碳质板岩应为金矿矿源层。综合矿床地质特征、流体包裹体和H-O-S-Pb同位素分析,认为五道沟金矿为造山型金矿。     

福建李坊重晶石矿床中硅质岩硅、氧同位素组成及成因意义

福建李坊大型重晶石矿床围岩中发育层状硅质岩,为了研究硅质岩的成因,本文对14件硅质岩样品进行了硅、氧同位素分析。结果表明:δ(~(30)Si)分布范围为-0.3×10~(-3)～+0.1×10~(-3),平均值为-0.1×10~(-3);δ(~(18)O)分布范围为10.6×10-3～18.9×10-3,平均值为14.7×10~(-3)。基于该层状硅质岩的δ(~(30)Si)和δ(~(18)O)分布范围特征,结合野外地质调查研究工作的认识,该硅质岩应为原生沉积成因,二氧化硅来源于热水沉积;根据燧石-海水氧同位素地质温度计估算石英的形成温度为100.2℃—198.7℃,平均值为146.0℃,即该硅质岩形成于热水沉积,暗示李坊重晶石矿床形成于热水沉积作用。     

钛同位素地球化学综述

随着分析技术的进步,非传统稳定同位素体系在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域的应用日益广泛。钛(Ti)是一个非常重要的过渡族金属元素,在地球和其他类地球行星中广泛存在。但是由于Ti是一种难熔的、流体不活动性元素,高温地质过程中Ti同位素分馏很小。人们对Ti同位素体系的地球化学应用的关注相对其他非传统稳定同位非常有限。而近年来,随着化学纯化方案的优化以及双稀释剂方法的改进和仪器质谱性能的提高,Ti同位素组成的高精度测试已经能够实现。天然样品中Ti同位素组成的变化随之得以发现,使得学者们能够利用这一新的稳定同位素体系来解决与高温和低温地球化学相关的问题。很快Ti同位素体系地球化学研究成为当前国际地质学界的前沿研究课题和新的发展方向之一。本文首先在简要介绍Ti元素和Ti同位素体地球化学性质的基础上,介绍了Ti元素化学分离和Ti同位素分析方法。随后笔者总结了已有的不同类型球粒陨石和地球样品的质量相关Ti同位素组成研究结果,对硅酸盐地球的Ti同位素组成做了初步评估。前人对高温地质样品的Ti同位素组成研究初步探明Ti同位素在岩浆演化过程,例如部分熔融和结晶分异等重要地质过程中的分馏行为。笔者在此基础上探讨了结晶分异过程中引起Ti同位素分馏的主要控制因素,指出Ti同位素是潜在的研究岩浆演化过程的新工具。最后笔者探讨了Ti同位素地球化学未来的发展方向,以加速我国在Ti同位素地球化学方面的应用研究。     

微量硫化物、硫酸盐硫同位素EA-IRMS在线测试分析

常规EA-IRMS硫同位素测试中, 硫化银(Ag2S)的需样量为0.2~1.0 mg, 硫酸钡(BaSO4)的需样量为0.35~1.5 mg, 较大的需样量已难以满足珍贵样品及微区样品的分析要求, 因此如何减少测试样品量已成为EA-IRMS测试分析工作中急需解决的问题。通过对EA-IRMS测试系统的研究发现, 在采用常规方法测试样品时, 由于初始He载气流速(100 mL/min)、进入分流接口时的流速(10 mL/min)与进入离子源时流速 (0.3 mL/min)的差异导致样品燃烧产生的目标气体中99.7%的气体被浪费, 样品的总体利用率仅有0.3%。因此如何减少样品在测试过程中的损耗, 提高样品的利用率, 从而减少需样量的关键在于缩小载气流速的差距。本实验在常规EA-IRMS测试技术基础上进行了关键改进,在元素分析仪和分流接口之间设计增加一个由六通阀和自动加热冷阱构成的装置, 自动加热冷阱可在Load模式时收集SO2气体, 六通阀在Load-Inject模式之间切换时可改变He载气流速, 通过与分流接口匹配的反吹He载气(10 mL/min)将冷阱中富集的SO2气体送入分流接口, 从而保证进入分流接口前样品燃烧产生的SO2气体全部收集。这一改进, 理论上可以将样品的利用率提高10倍, 该系统需硫量降至3~13 μg, 并且可以提高反应管的寿命, 降低清灰的频率, 提高工作效率。同时有效避免了拖尾的产生, 提高分析结果的精密度。本次微量样品实验获得的硫同位素数据与常规方法一致, 分析精度优于0.15‰(1SD), 测量值与真值的差异在0.4‰以内, 达到国际同类实验室先进水平。此外, 该方法可为微量有机碳、氮同位素EA-IRMS测试分析工作的开展提供参考经验。     

基于分形理论的板块形态重建

全球板块重建的精细化和区域化是当前研究的热点领域之一。值得注意的是,针对重建板块形态分布规律的研究,尚未充分展开。在大数据背景下,本文根据已有板块重建模型,对中生代以来的重建板块的形态,进行了分形维数分析,并结合斑岩型铜矿床的频数分布规律,讨论了分形维数和斑岩型矿床频数对板块重建整体性评估的意义。研究结果表明,自250 Ma以来的地质历史时期,全球重建板块形态的分形维数具有先下降后上升的特点,在65 Ma达到最小,可能代表了由Pangea超大陆向未来超大陆Amasia的转换。此外,全球斑岩型铜矿床的频数异常与板块重建形态的分形维数异常具有良好的对应关系,表明板块运动过程中产生的快速形变与斑岩型铜矿床形成之间具有密切的联系。该结果可能将为整体性评估重建板块形态的真实性提供一个全新的方法,特别是对约束古老板块的形态方面,具有一定的科学价值;同时,也能为斑岩型铜矿床的成因,提供对照参考的数据基础。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层成因研究

玉北地区奥陶系碳酸盐岩经历了加里东期和海西期构造作用的改造,东部断褶带和西部斜坡区断层发育,中部平台区断层不发育,导致勘探目的层鹰山组上部与鹰山组下部和蓬莱坝组储层发育特征的不同。鹰山组上部的储层主要受控于加里东期构造活动所造成的地层抬升暴露剥蚀,形成了以大气淡水溶蚀为主的储集空间类型;而鹰山组下部和蓬莱坝组储层则主要受到埋藏白云石化作用、硅化作用以及伴随着断层的形成而发育的裂缝和热液的改造作用的控制。氧碳同位素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的分布特征也进一步证明了两种不同储层类型的主控因素。鹰山组上部洞穴中方解石的氧碳同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-12～-4‰VPDB,δ¹³C：-3～1‰VPDB）比海水沉淀的方解石（δ¹⁸O_VPDB：-9.5～-7.5‰VPDB,δ¹³C：-1.5～0.5‰VPDB）在数值上明显偏负,说明洞穴中充填的方解石属于淡水成因。在鹰山组下部和蓬莱坝组白云岩储层中发育的鞍形白云石具有较低的氧同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-10.7～-5.9‰VPDB）和高于海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（均大于0.7094）,因而被解释为热液成因,进一步说明这些地层中的溶蚀孔洞可能与热液改造有关。     

Cu–Mo Differential Mineralization Mechanism of the Dabate Polymetallic Deposit in Western Tianshan,NW China: Evidence from Geology,Fluid Inclusions,and Oxygen Isotope Systematics

Classic porphyry Cu–Mo deposits are mostly characterized by close temporal and spatial relationships between Cu and Mo mineralization. The northern Dabate Cu–Mo deposit is a newly discovered porphyry Cu–Mo polymetallic deposit in western Tianshan, northwest China. The Cu mineralization postdates the Mo mineralization and is located in shallower levels in the deposit, which is different from most classic porphyry Cu–Mo deposits. Detailed field investigations, together with microthermometry, laser Raman spectroscopy, and O‐isotope studies of fluid inclusions, were conducted to investigate the origin and evolution of ore‐forming fluids from the main Mo to main Cu stage of mineralization in the deposit. The results show that the ore‐forming fluids of the main Mo stage belonged to an NaCl + H₂O system of medium to high temperatures (280–310°C) and low salinities (2–4 wt% NaCl equivalent (eq.)), whereas that of the main Cu stage belonged to an F‐rich NaCl + CO₂ + H₂O system of medium to high temperatures (230–260°C) and medium to low salinities (4–10 wt% NaCl eq.). The δ¹⁸O values of the ore‐forming fluids decrease from 3.7–7.8‰ in the main Mo stage to ?7.5 to ?2.9‰ in the main Cu stage. These data indicate that the separation of Cu and Mo was closely related to a large‐scale vapor–brine separation of the early ore‐forming fluids, which produced the Mo‐bearing and Cu‐bearing fluids. Subsequently, the relatively reducing (CH₄‐rich) Mo‐bearing, ore‐forming fluids, dominantly of magmatic origin, caused mineralization in the rhyolite porphyry due to fluid boiling, whereas the relatively oxidizing (CO₂‐rich) Cu‐bearing, ore‐forming fluids mixed with meteoric water and precipitated chalcopyrite within the crushed zone at the contact between rhyolite porphyry and wall rock. We suggest that the separation of Cu and Mo in the deposit may be attributed to differences in the chemical properties of Cu and Mo, large‐scale vapor–brine separation of early ore‐forming fluids, and changes in oxygen fugacity.