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。

胶东望儿山金矿床氢-氧同位素地球化学

胶东金成矿省位于华北克拉通东南缘,是我国最重要的黄金集区,约占全国黄金储量的25%。其中约90%的金资源量集中于胶东半岛的西北部,主要受3个一级断裂带(三山岛断裂带、焦家断裂带和招平断裂带)控制。望儿山金矿床赋存于晚侏罗世玲珑型黑云母花岗岩中,受焦家断裂带的次级断裂带(望儿山断裂带)控制,是胶东地区受二级断裂带控制的已探明规模最大的金矿床,同时发育蚀变岩型矿化和石英脉型矿化。金矿化与硅化和绢云母化蚀变密切相关,矿体多呈脉状,主要为矿区内主干断裂F1和F5控制的1号和5号矿体以及F1和F5的次级断裂控制的3号和23号矿体。矿石分为蚀变岩型和石英脉型,主要由石英、绢云母及黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物等组成。本研究通过详细的野外和岩相学、矿相学观察,依据蚀变特征、脉体穿插关系及矿石结构构造和矿物共生组合,将成矿过程分为四个阶段:黄铁矿-石英-绢云母阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ)。针对不同高程、不同成矿阶段、不同矿石类型、不同矿体,系统采集了26件样品,分别挑选石英单矿物进行氢、氧同位素测试,总体δD值分布于-77.3‰^-54.2‰,δ18O值分布于-5.56‰~7.20‰,Ⅰ阶段δD=(-62.2±6.6)‰(n=8),δ18O=(4.60±1.52)‰(n=8);Ⅱ阶段δD=(-62.5±4.5)‰(n=7),δ18O=(0.47±2.86)‰(n=7);Ⅲ阶段δD=(-66.5±3.9)‰(n=8),δ18O=(-0.44±2.21)‰(n=8);Ⅳ阶段δD=(-65.6±4.5)‰(n=3),δ18O=(-4.43±1.09)‰(n=3)。根据氢-氧同位素组成及流体混合作用图解和水-岩交换氢氧同位素演化曲线,得出变质水与大气降水的混合流体与成矿相关。成矿流体来源主要为胶东群变质水,随着成矿作用的进行,更多大气降水混入成矿流体,成矿Ⅲ、Ⅳ阶段流体很可能以大气降水为主。成矿流体依据其流动方式主要分为渗透式流动和隧道式流动两种,蚀变岩型矿石的氧同位素组成较为集中,表明渗透式流动很可能是形成蚀变岩型矿石的成矿流体的主要流动方式;石英脉型矿石的δ18O值分布范围较大并小于或等于蚀变岩型矿石的δ18O值,表现出成矿流体的隧道式流动特征。在垂向上δD值表现出由深部到浅部总体降低的趋势,可能是在流体沸腾过程中发生了动力学分馏。横向上δ18O值的变化与已探明的矿体规模之间具有明显的负相关关系,很可能表明F1和F5断裂是具有低δ18O值大气降水下渗的主要通道,混合后的成矿流体沿F1和F5断裂运移的同时向其两侧的次级断裂流动。成矿流体与玲珑黑云母花岗岩不断发生水-岩交换作用,并发生减压沸腾作用,可能是导致望儿山金矿床同位素梯度变化及巨量金沉淀成矿的最主要原因。

内蒙古兴和县曹四夭超大型斑岩钼矿床流体包裹体和氢-氧同位素研究

曹四夭钼矿床位于内蒙古兴和县,是近年来在华北克拉通北缘发现的一个超大型斑岩钼矿床。矿体主要赋存于中生代花岗斑岩与中太古界集宁群变质岩接触带靠近变质岩一侧,成矿与晚侏罗世正长花岗斑岩密切相关。该矿床的成矿过程可以划分为3个阶段:石英-辉钼矿阶段、石英-辉钼矿-黄铁矿阶段、石英-方解石-黄铁矿阶段。流体包裹体研究表明,曹四夭钼矿床主要发育富液包裹体(WL型)、富气包裹体(WG型)、H2O-CO2包裹体(C型)和含子矿物包裹体(S型)。正长花岗斑岩的石英斑晶内发育WL型、WG型、C型和S型包裹体,其均一温度介于385~550℃,w(Na Cleq)介于8.0%~65.0%,属H2O-Na Cl-CO2-CH4体系;石英-辉钼矿阶段的石英内亦发育WL型、WG型、C型和S型包裹体,其均一温度介于243~401℃,w(Na Cleq)介于6.0%~40.7%,属H2O-Na Cl-CO2±CH4体系;石英-辉钼矿-黄铁矿阶段的石英内主要发育WL型和S型包裹体,亦有少量WG型和C型包裹体,其均一温度介于208~336℃,w(Na Cleq)介于1.2%~34.1%,属H2O-Na Cl±CO2体系;石英-方解石-黄铁矿阶段的石英内仅发育WL型包裹体,其均一温度为124~196℃,w(Na Cleq)介于3.9%~13.2%,属H2O-Na Cl体系。曹四夭钼矿床石英-辉钼矿阶段和石英-辉钼矿-黄铁矿阶段成矿热液的δ18O水值介于4.1‰~7.5‰,δDV-SMOW值为-96.0‰^-76.9‰;石英-方解石-黄铁矿阶段成矿热液的δ18O水值介于-2.9‰^-0.5‰,δDV-SMOW值介于-112.2‰^-77.7‰。表明钼成矿阶段的流体主要来自岩浆水,而石英-方解石-黄铁矿阶段有明显的大气降水注入。石英-辉钼矿阶段和石英-辉钼矿-黄铁矿阶段的流体均为不混溶流体,流体的多次沸腾和氧逸度的降低是矿质沉淀的2种主要机制。

藏北商旭金矿床成因研究:流体包裹体及氢-氧同位素证据

商旭金矿床处于班公湖-怒江缝合带中段南侧,位于藏北双湖县境内,是班公湖-怒江缝合带已发现的可能是造山型的金矿床。矿体赋存于中-下侏罗统木嘎岗日群浅变质复理石中,受北西西向断裂构造控制,金矿化与石英脉密切相关。含矿石英脉中见较多黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物,自然金沿石英裂隙分布,少量分布在黄铁矿裂隙中。岩相学特征和激光拉曼测定结果显示,商旭金矿床中存在两类流体包裹体:1富液相包裹体(L型);2含CO2包裹体(C型),此类包裹体主要为CO2三相包裹体,见CO2两相包裹体。显微测温结果表明:1L型包裹体的均一温度为89.6~409.8℃,盐度ω(NaCleq)为0.35%~9.34%,流体密度为0.55~0.98g/cm3;2C型包裹体的均一温度为264.3~395.2℃,盐度ω(NaCleq)为4.62%~9.74%,流体密度为0.66~0.81g/cm3。商旭金矿床成矿流体具有富CO2、中低温度、低盐度、低密度的特征,与典型造山型金矿成矿流体特征相似。同时,商旭金矿床成矿流体的氢氧同位素组成分别为δD=-108‰^-89‰、δ18 O=-0.8‰~5.8‰,表明成矿流体主要来自变质水与建造水的混合。综合流体包裹体和氢氧同位素证据,进一步论证商旭金矿床为造山型金矿。

新疆萨热克砂砾岩型铜矿床成矿流体碳、氢-氧同位素组成及其意义

新疆萨热克铜矿为砂砾岩型铜矿床,赋矿地层为上侏罗统库孜贡苏组砂砾岩。矿体以层状为主,并有裂隙、碎裂构造岩相伴生,常见辉铜矿等金属硫化物与石英、方解石和白云石等胶结物沿砾石间隙或岩石裂隙充填分布。为了揭示成矿流体的性质、来源,文章对矿体中呈脉状产出的石英和碳酸盐矿物(方解石和白云石)中的流体包裹体和碳、氢-氧同位素进行了测定。研究表明:石英和方解石中流体包裹体的气相分数通常为5%~15%,均一温度变化范围88~249□,平均为172□;盐度变化范围为6.30%~12.51%,平均为9.46%,为中低温、中低盐度成矿流体。脉状方解石中的δD变化范围为-72‰~-62‰,平均-67.3‰;δ^(18)O变化范围为3.9‰~8.0‰,平均5.3‰,脉状石英中δD变化范围为-101.7‰~-87.1‰,平均-93.3‰;δ^(18)O变化范围5.1‰~7.5‰,平均6.6‰,氢-氧同位素组成主要落在岩浆水和变质水重叠区及其附近。方解石(白云石)中的δ^(18)O变化范围为-15.1‰~-9.5‰,平均为-12.9‰;δ^(13)C变化范围为-2.5‰~-2.0‰,平均为-0.8‰。同位素组成显示其位于海相碳酸盐岩区左侧附近,与研究区石炭系等碳酸盐岩的碳、氧同位素相似,表明铜矿石中的脉状方解石脉(无机碳)主要与海相碳酸盐岩的溶解作用有关。综合考虑上述结果,文章推测在萨热克铜矿的北矿段深部可能存在隐伏岩体,成矿流体为变质流体与岩浆热液叠加形成的具中、低温,中、低盐度特征的混合流体,该研究区深部存在具有进一步找矿的潜力。

胶东蓬莱大柳行金矿田燕山金矿床流体包裹体特征和氢-氧同位素研究

燕山金矿床分布在胶东栖霞-蓬莱成矿带上的大柳行金矿田内,它是一座典型的石英脉型金矿床,矿体呈脉状或透镜状产于中生代花岗岩内部的断裂体系中。该矿床成矿热液过程至少可划分为4个成矿阶段,从早到晚分别是钾长石-黑云母-石英阶段、石英-黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段及石英-碳酸盐阶段,其中2、3阶段为主成矿阶段。成矿阶段的流体包裹体有5种类型,分别是气液两相包裹体(Ⅰ型)、纯液相包裹体(Ⅱ型)、含CO2三相包裹体(Ⅲ型)、纯气相包裹体(Ⅳ型)及含子矿物三相包裹体(Ⅴ型);激光拉曼探针分析显示成矿流体气相成分主要为CO2,另含少量CH4、N2、H2S及有机质等,总体属于CO2-H2O-NaCl体系。通过显微测温获得主成矿阶段成矿流体完全均一的温度在167~393℃之间,盐度为2.04%~11.51%NaCleq,密度为0.54~0.91g/cm^3,整体呈现中低温、低盐度、低密度特点;对应的δ^18O(H2O)值为2.9‰~6.6‰,δD值为-82.9‰^-70.5‰,显示成矿流体来源于深部流体,以岩浆水为主,其次有少量大气水加入。综合特征揭示,该矿床应属于中低温热液脉型金矿床。

小秦岭金矿田杨砦峪金矿深部矿脉碳-氢-氧同位素特征及其对成矿流体来源的制约

杨砦峪金矿床位于华北克拉通南缘,是小秦岭金矿田大型石英脉型矿床之一,关于区内金矿床成矿流体及成矿物质来源尚存争议。在总结矿床地质特征的基础上,对杨砦峪金矿S60深部矿脉进行碳-氢-氧(C-H-O)同位素特征研究,以探究成矿流体来源和成矿机制。H-O同位素测试结果表明,其δ^(18)O_(quartz)值为9.8‰~11.5‰,平均值为10.71‰,δD_(H2O)值为-56.1‰~-86.5‰,平均值为-68.02‰,与变质水和岩浆水接近。C-O同位素分析数据显示δ^(13)C_(CO2(PDB))值为8.90‰~-1.80‰,平均值为-4.20‰,δ^(18)O_(quartz)值为-2.03‰~13.61‰,平均值为8.38‰,表明成矿热液中的碳可能来自深部幔源;前人流体包裹体结果表明,成矿流体与高盐度、富含子晶的变质流体截然不同,而与燕山期花岗岩岩浆期后低盐富CO_(2)、H_(2)O的流体十分相似。这些特征表明,小秦岭金矿成矿流体主要来源于深部幔源流体而非变质热液,成矿机制主要是华北克拉通破坏、减薄,成矿物质被带出成矿,并非造山作用成矿,矿床成因类型属于克拉通破坏型金矿。

桂西北箭猪坡铅-锌-锑多金属矿床成因:来自闪锌矿微量、稀土元素及氢氧同位素的证据

位于广西右江盆地北东侧的丹池成矿带是中国南方重要的有色金属矿集区,箭猪坡矿床是其南段五圩矿田中规模最大、成矿特征最具代表性的大型铅-锌-锑多金属矿床,由长期开采的脉状铅-锌-锑矿体和新发现的似层状锡多金属矿体组成。通过闪锌矿的微量、稀土元素和氢-氧同位素分析,对比研究2类矿体成矿特征的差异,进一步探讨成矿流体来源及矿床成因类型。分析结果显示:箭猪坡矿床不同类型矿体中闪锌矿均相对富集Fe、Cu、Pb、Sn、Sb,亏损Ga、Ge、Co、Ni,与典型的岩浆热液型矿床相似。同时,似层状矿体中稀土元素总量(ΣREE=12.80×10^(-6)~44.31×10^(-6))高于脉状矿体(ΣREE=3.34×10^(-6)),具有明显的轻、重稀土元素分馏和Eu亏损。闪锌矿氢-氧同位素分析结果中,脉状矿体δD=-81.8‰~-69.2‰,δ^(18)O=2.1‰~5.2‰;似层状矿体δD=-109.4‰~-75.2‰,δ^(18)O=-4.0‰~4.0‰,指示2类矿体的成矿流体为岩浆热液与大气降水不同比例的混合流体。以上特征表明,箭猪坡矿床属于岩浆热液型铅锌矿床,脉状矿体和似层状矿体成矿物质(流体)主要来源于岩浆热液。

黑龙江省老柞山金矿床地质、碳-氢-氧和硫-铅多元同位素特征及矿床成因探讨

老柞山金矿床是中国东北地区的一座大型金矿床,产于兴蒙造山带东段佳木斯地块中部,是一个经历古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋、古太平洋俯冲叠加与转换的复合构造区。为了揭示成矿流体性质与组成,以及成矿物质来源,系统开展了成矿体系矿物流体包裹体的碳-氢-氧和矿石矿物硫-铅同位素研究。结果显示:δ^(13)C_(PDB)=3.932‰~5.390‰,δ^(18)O H_(2)O=2.17‰~5.60‰,δD=-90.569‰~-90.482‰,指示成矿流体主要来源于深部岩浆,成矿晚阶段伴随大气降水的混入,并与麻山群碳质岩系发生了一定程度的交换反应;矿体硫化物的δ^(34)S为3.3‰~5.1‰,矿化蚀变带硫化物的δ^(34)S为3.9‰~5.3‰,混合岩与花岗岩中硫化物的δ^(34)S为3.5‰~5.2‰,指示成矿流体性质为相对弱还原性;矿石矿物的^(206)Pb/^(204)Pb=18.165~18.571、^(207)Pb/^(204)Pb=15.452~15.613和^(208)Pb/^(204)Pb=37.764~38.396,岩浆岩的^(206)Pb/^(204)Pb=18.151~18.655、^(207)Pb/^(204)Pb=15.526~15.634、^(208)Pb/^(204)Pb=37.855~38.050。指示矿体和岩体具有同源性或成矿物质来自岩浆岩。根据与矿化密切相关的花岗闪长岩是下地壳部分熔融产物,可进一步推断成矿物质为壳源。结合矿床地质特征,认为老柞山金矿床为弱还原矽卡岩型金矿床。

北秦岭柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床流体包裹体和氢-氧-硫同位素研究

河南省柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床位于北秦岭东段,含矿伟晶岩受灰池子岩体与秦岭岩群的接触带控制。通过对研究区的地质特征、流体包裹体以及氢-氧-硫同位素的研究,探讨柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床的成矿物质、流体来源。伟晶岩型铀矿成矿流体温度为513.5~567.4℃,H同位素为-107.9‰~-89.6‰,O同位素为11‰~13.2‰,S同位素为3.5‰~5.8‰。结果表明:柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床成矿流体主要为深部岩浆水,成矿物质主要来自深部岩浆。

江苏栖霞山铅锌多金属矿床成因探讨:流体包裹体及氢-氧-硫-铅同位素证据

江苏栖霞山铅锌多金属矿床位于长江中下游成矿带宁镇地区,是华东地区最大的铅锌矿之一,近年来在其深部取得重大找矿突破,但该矿床的成因仍存在争议。本文在详细的野外调查基础上,重点对深部样品进行了系统的观察和采集。通过对其各成矿阶段流体包裹体及H、O、S、Pb同位素系统测定及分析,并结合地质事实,最终确定其矿床成因,为该矿床及区域下一步找矿提供方向。流体包裹体研究表明,栖霞山矿床流体包裹体类型以纯液相包裹体(L)和气液两相包裹体(V+L)为主。显微测温结果显示:主成矿期(热液成矿期)第一阶段磁铁矿-石英阶段(Ⅰ)的包裹体均一温度集中变化于280~380℃,盐度变化于4.24%~9.86%Na Cleqv;第二阶段石英-硫化物阶段(Ⅱ)的包裹体均一温度集中变化于180~320℃,盐度变化于1.74%~8.00%Na Cleqv;第三阶段石英-碳酸盐岩阶段(Ⅲ)的包裹体均一温度变化于80~160℃,盐度变化于0.53%~6.74%Na Cleqv。从第一阶段到第三阶段,均一温度和盐度均有降低的趋势,显示流体混合的特征,可能是其矿质沉淀的重要机制。H-O同位素分析(δ^(18)OH2O值为-1.9‰~5.5‰,δD值为-80.3‰^-69.9‰)显示成矿流体主要为岩浆流体,后期有大气降水的加入。硫化物S同位素研究显示,δ^(34)S值总体变化范围-4.6‰~3.8‰,呈塔式分布,位于零值附近,暗示着栖霞山矿床硫化物的S主要来源于岩浆,且可能有部分赋矿地层S的混入。矿石硫化物的(206)~Pb/(204)~Pb为17.616~17.817,207Pb/(204)~Pb为15.513~15.718,(208)~Pb/(204)~Pb为37.907~38.585,说明Pb主要来源于岩浆,可能有部分震旦系基底地层Pb的加入。综合矿床地质、流体包裹体及H、O、S、Pb同位素特征可知,栖霞山矿床属于主要受石炭系黄龙组灰岩与高丽山组砂岩之间"硅钙面"控制的岩浆热液矿床,与本区早白垩世晚期岩浆活动密切相关。

滇东南洒西钨铍矿床成矿流体来源和演化:来自流体包裹体和H-O同位素证据

洒西钨铍矿床位于滇东南老君山钨锡多金属成矿区。确定早期似层状矿体和晚期脉状矿体的流体性质、来源和演化过程,并对其流体地球化学和同位素进行约束,可以有效探讨洒西钨铍矿床成矿机制,为老君山矿集区下一步找矿工作提供理论思考。洒西钨铍矿床脉状矿体的形成经历了硅酸盐阶段、氧化物-硫化物阶段和碳酸盐-萤石阶段,白钨矿和绿柱石主要形成于前两阶段。对洒西钨铍矿床脉状矿体不同阶段石英中的流体包裹体进行了岩相学特征、显微测温、激光拉曼光谱分析等研究,并对早期似层状矿体和晚期脉状矿体矿石中石英的氢-氧同位素组成进行了测试。结果表明:该矿床内脉状矿体的流体包裹体主要有富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物多相包裹体3种类型。流体包裹体的气相成分以H_(2)O主,含少量还原性气体如C_(2)H_(2)等,液相成分也以H_(2)O为主。从硅酸盐阶段到碳酸盐-萤石阶段,包裹体的均一温度和盐度(NaCl_(eq))峰值范围分别为240~360℃、2.35%~13.81%;220~310℃、4.03%~9.86%和190~270℃、2.41%~6.88%。从硅酸盐阶段到碳酸盐-萤石阶段,成矿流体的温度呈现降低趋势,盐度也呈降低趋势。成矿流体总体上属中-高温度、低盐度、贫CO_(2)、含部分还原性气体的NaCl-H_(2)O流体体系。早期似层状矿体石英样品δD_(V-SMOW)值变化范围小,为-102.8‰~-99.0‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为11.7‰~13.0‰,δ^(18)OH_(2)O值为3.16‰~6.46‰;晚期脉状矿体氧化物-硫化物阶段石英样品δD_(V-SMOW)值变化范围较大,为-99.6‰~-69.5‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为11.2‰~14.1‰,δ^(18)OH_(2)O值为3.08‰~6.73‰。综合表明成矿流体主要是岩浆水,混合有少量大气降水或有机水,流体可能发生了沸腾作用,加之温度的降低,导致晚期脉状矿体氧化物-硫化物阶段主要成矿物质的沉淀。洒西钨铍矿床属于中高温热液矿床。

胶东辽上金矿床的流体包裹体、氢-氧-碳-硫-铅同位素特征及矿床成因

辽上金矿床位于胶莱盆地东北缘,是胶东东部唯一的超大型金矿床。通过流体包裹体和氢-氧-碳-硫-铅同位素地球化学特征研究,探讨辽上金矿的成因。主成矿阶段流体包裹体完全均一温度变化范围为125~345℃,主成矿温度集中于260~320℃,盐度为2.22%~13.87%NaCl_(eqv),流体密度为0.68~1.02 g/cm^(3),成矿流体属于中—低温度、中—低盐度、低密度,为富含CO_(2)的还原性质热液体系。氢、氧同位素(δD=-82.6‰~-68.9‰,δ^(18) O_(W-SMOW)=-0.24‰~+3.33‰)和流体包裹体成分指示,成矿流体为地幔初生水热液及岩浆热液+大气降水的混合流体。碳、氧同位素组成(δ^(13) C PDB=-2.9‰~-4.7‰,δ^(18) O_(SMOW)=6.9‰~9.6‰,)指示成矿流体中碳来源于花岗岩源区。矿石δ^(34) S介于7.6‰~12.6‰之间,206 Pb/204 Pb值为17.202~17.955,^(207)Pb/^(204)Pb值为15.457~15.577,^(208)Pb/^(204)Pb值为37.729~38.341,指示铅源主要来自下地壳的早前寒武纪变质岩系,可能有少量幔源铅的贡献。研究认为,辽上金矿床是与早白垩世伟德山型花岗岩有关的岩浆热液金矿,与壳幔混合花岗岩浆活动有关的岩浆热液、地幔流体在热隆-伸展构造作用下与大气降水混合产生流体不混溶而成矿。

湘东北雁林寺矿集区金矿富集机制——流体包裹体与同位素证据

湘东北雁林寺金矿集区是湖南重要的独立金矿产基地之一,一直以来众多学者对于矿集区内金的沉淀富集机制争论不休。本文通过对金矿成矿流体包裹体及同位素组成研究,反演了成矿流体演化过程和流体地球化学条件变化,了解了金富集成矿的关键机制。研究结果表明:矿集区内的金矿床流体包裹体类型有含CO_(2)包裹体(C型)和水溶液包裹体(W型),包裹体均一温度范围主要为143~231℃,盐度主要分布在(2~9)wt%NaClequiv,成矿流体为中低温、低盐度的CO_(2)-H_(2)O-NaCl体系。矿集区的成矿流体δ^(18)O值范围为4.5‰~9.7‰,δD值的变化范围为–66.8‰~–46‰。方解石δ^(13)CVPDB为–4.7‰~–3.7‰,δ^(18)OSNOW为10.6‰~15.0‰。矿集区的C-H-O同位素组成表明成矿流体性质可能为变质水,与流体包裹体特征反应的结果一致。矿集区内Au以Au(HS)_(2)^(-)络合物形式赋存于低温、低盐度的CO_(2)-H_(2)O-NaCl变质流体体系进行迁移,流体的不混溶作用是金矿富集成矿的关键。

江西众埠街大型铅锌矿床Rb-Sr同位素年龄及成矿流体特征

江西众埠街矿床位于钦杭成矿带东段,是近年来取得重大找矿突破的大型铅锌多金属矿床。为研究众埠街矿床成矿作用,对成矿阶段的石英、方解石开展流体包裹体和氢-氧同位素研究,采用闪锌矿Rb-Sr定年方法测定众埠街大型铅锌多金属矿床的成矿时代,通过闪锌矿Sr同位素初始比(87 Sr/86 Sr)i判断成矿物质来源。测得闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为359±7 Ma,表明铅锌成矿期为早石炭世。闪锌矿Sr同位素初始(87 Sr/86 Sr)i值介于0.6937~0.7163之间,平均值为0.709,表明成矿物质来源于壳幔混合。流体包裹体显微测温结果显示,均一温度范围为154~310℃,盐度范围为0.70%~5.70%NaCl eqv。石英氢-氧同位素结果显示,δD V-SMOW值变化范围为-75.4‰~-58.1‰,δ18 O H_(2)O值为1.0‰~8.1‰。综合研究表明,成矿流体主要为岩浆水,混合少量的大气降水。众埠街铅锌矿为岩浆热液型矿床,与沉积型锰矿床没有成因联系。

江南钨矿带香炉山钨矿床稳定同位素地球化学示踪

赣北香炉山矿床是江南世界级钨矿带北缘的特大型钨矿床,包含香炉山—形坪、大岩下和张天罗等3个相邻矿段。香炉山—形坪矿段主要由沿寒武系杨柳岗组泥质灰岩与黑云母花岗岩的接触带分布的透镜状和层状钨矿体组成,以矽卡岩型矿化为主;大岩下、张天罗矿段则主要由沿震旦系陡山沱组含炭质页(泥)岩与灯影组含炭含泥硅质岩顺层展布的钨矿体组成,矿化类型为角岩型。采自大岩下矿段含石英脉钨矿石中的石英H、O同位素结果显示,氧化物阶段石英δD_(V-SMOW)值为-67.9‰~-78.0‰、δ^(18)O_(H2O)值为-3.3‰~0.7‰;石英硫化物阶段石英δD_(V-SMOW)值为-64.6‰~-66.4‰、δ^(18)O_(H2O)值为-7.5‰~-0.3‰,指示了香炉山钨矿床成矿流体为岩浆水与大气水的混合流体,在氧化物阶段就发生了大气降水的加入,在石英硫化物阶段大气水混合比例接近40%。采集自香炉山各矿段不同硫化物样品中的S同位素结果相近,δ^(34)S值主要为1.2‰~5.4‰,均符合矿床硫源以岩浆硫为主的特征。综合区域地质背景和已有研究提出,在早白垩世的区域伸展背景下,新元古代地层熔融形成的富含钨的岩浆上涌,形成的岩浆热液与不断加入的大气降水在近地表发生混合形成成矿流体并持续演化,与不同层位的含钙围岩发生交代,最终沉淀形成香炉山白钨矿床。

内蒙古达里诺尔湖水体稳定同位素空间分布特征指示的区域补给差异

基于内蒙古寒旱区达里诺尔湖(简称"达里湖")无河流外泄、冬季湖面冰封、水体流动缓慢等典型区域水文气象特征,对夏、冬季湖泊底层、表层水(冰)、入湖河水、浅层地下水(井水、泉水)等样品中稳定氢、氧同位素(δD、δ^18O)值的变化进行对比分析,结果显示湖区不同水体δD和δ^18O平均值均存在湖泊水体(水、冰体)>大气降水>入湖河水>浅层地下水的变化特征.在达里湖,夏、冬季底层水δD、δ^18O值均比表层水(含湖冰)中δD、δ^18O值偏负且季节变化幅度较小.此外,冬季不同采样点底层水δD、δ^18O平均值的区域差异性比夏季明显,这反映了湖泊底层水体相对封闭、稳定的储存环境,也说明地下水补给过程存在一定程度的区域差异.而基于不同区域底层水δD、δ18O值及氘盈余指数(d)值和水深变化间相互关系的分析,发现水深变化可能是影响达里湖底层水δD、δ^18O值分布区域差异及补给过程的主要因素之一:东北部水体较浅(水深小于8m)区域采样点水体δD、δ^18O平均值多数比达里湖整体平均值偏负且d值偏正,指示浅层地下水输入及二次蒸发作用的影响;西南部水体较深(水深超过8m)区域采样点水体δD、δ^18O平均值多数比达里湖整体平均值偏正且d值偏负,说明水体相对稳定,受二次蒸发作用的影响较弱.

辽宁二道沟金矿床稳定同位素地球化学研究

通过对石英中流体包裹体的氢、氧同位素研究，揭示二道沟金矿床含矿热水溶液的δＤ为－７１‰～－１０２．５‰、δ１８ＯＨ２Ｏ为１．５３‰～６．７‰；在δ１８Ｏ－δ１８Ｄ图解中它们位于２００℃时大气降水与火山岩发生水岩交换的演化线与３００℃时大气降水与火山岩发生水岩交换的演化线所夹的区域内，表明成矿流体主要为大气降水来源的地下水，而不是岩浆热液；说明该矿床产于火山岩中的大气降水参与的浅成低温热液型金矿床．

安徽庐枞矿集区东顾山钨矿床成矿流体来源与演化:来自H、O、S同位素和流体包裹体的证据

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜金等金属成矿带,庐枞矿集区中新勘探发现的东顾山矿床与成矿带内燕山期铁、铜大规模成矿作用不同,矿化以钨为主,且已达大型规模。前人已对该矿床开展了基础地质特征和成岩成矿年代学工作,但该矿床的成矿流体和来源特征仍不清楚,矿床成因的确定需要开展相关研究。本文在详细的野外调查基础上,对各成矿阶段流体包裹体及H、O、S同位素进行了系统测定及分析,并结合地质事实,确定了成矿流体特征和来源,为成矿带内钨矿床的成因认识和下一步找矿提供理论依据。流体包裹体研究表明,东顾山矿床流体包裹体类型以纯液相包裹体(L)和气液两相包裹体(V+L)为主,矽卡岩阶段(Ⅰ)的包裹体均一温度集中变化于351~397℃,盐度变化于10. 87%~13. 60%NaCleqv;氧化物阶段(Ⅱ)的包裹体均一温度集中变化于283~367℃,盐度变化于7. 73%~10. 62%NaCleqv;第三阶段石英-硫化物阶段(Ⅲ)的包裹体均一温度变化于180~284℃,盐度变化于4. 08%~7. 57%NaCleqv。从Ⅰ阶段到Ⅲ阶段,均一温度和盐度均有降低的趋势,显示流体混合的特征,可能是其矿质沉淀的重要机制。H-O同位素分析结果(δ18OH2O值为-0. 37‰~2. 79‰,δD值为-60. 56‰^-46. 16‰)显示成矿流体主要为岩浆流体,并有约40%大气降水的加入。硫化物S同位素研究显示,黄铁矿δ34S值范围为4. 39‰~6. 00‰,高于幔源硫,略低于赋矿地层硫值(7. 60‰~8. 13‰),指示东顾山钨矿床硫源为地层硫和岩浆硫混合,地层硫的贡献不容忽视。综合矿床地质、流体包裹体及H、O、S同位素特征可知,东顾山矿床热液成矿过程中发生了显著的流体混合作用,破坏了钨络合物的稳定性,使得大量钨等金属离子从络合物载体中脱离出来并与Ca2+相结合,最终钨酸钙沉淀成矿。通过与成矿带铜铁矿床的成矿流体对比可知,长江中下游成矿带内钨矿床与铜(金)、铁矿床的成矿流体温度和盐度特征相似(中高温、中高盐度向中低温、中低盐度演化),但是由于围岩性质不同导致硫来源不同,且沉淀机制各不相同,根本原因是不同矿种的成矿岩体性质和搬运金属元素的方式存在差异。

广东大宝山多金属矿床同位素特征研究及其意义

热液矿床中硫的来源主要有三种:地幔硫、地壳硫和混合硫。在成矿热液的水-岩反应过程中,岩石中硫在转移进入成矿热液时,其硫同位素组成仍能保持源岩的同位素组成,因此可以根据矿床中硫化物的δ34S所获取的成矿溶液的总硫同位素组成,判断矿床中硫的来源。碳-氢-氧同位素、铅同位素亦能判断矿床成因和大地构造位置。本文对大宝山多金属矿硫同位素、氢-氧同位素、碳-氧同位素、铅同位素进行了系统的分析。