岩浆热液白钨矿氧同位素组成研究:对流体源区与演化过程的示踪

南岭地区中生代发育大量岩浆热液型钨矿床,但是成矿岩体类型、侵位深度以及围岩性质存在差异,且成矿过程中受多期流体活动与大气降水的影响,流体源区与演化过程复杂。本文对不同类型钨矿床中多阶段白钨矿进行了氧同位素组成分析,研究结果显示与S型花岗岩侵入相关的白钨矿氧同位素值最高(5.7‰~7.8‰),A型花岗岩侵入相关的最低(2.9‰~4.5‰),I型花岗岩侵入相关的落在二者之间(5.6‰)。不同类型钨成矿早期流体均主要为岩浆水,后期成矿过程中外来流体贡献不同,其中大气降水对夕卡岩和云英岩型钨矿化影响较小,而石英脉型矿化存在较大比例的大气降水的加入。此外,单颗粒石英脉型白钨矿的氧同位素组成也存在较大的不均一性,核部到边部逐渐降低的趋势反映了多期次的流体活动。综合分析认为,早期结晶的白钨矿尽管经历岩浆分异、流体出溶与热液沉淀,仍保留岩浆熔体的部分氧同位素特征,而早—晚阶段白钨矿氧同位素组成的变化详细记录了流体源区特征与演化过程。夕卡岩与云英岩型白钨矿形成主要与强烈的水岩反应相关,而石英脉中白钨矿沉淀主要与大量的大气降水加入有关。

岩浆热液系统氟的富集与成矿

氟元素具有中等不相容性、强流体迁移性和挥发性,在岩浆作用和热液成矿等地质过程中扮演着重要角色。萤石(CaF 2)是自然界中最重要的含氟矿物之一,广泛应用于化工、航天、医药等重点领域,对国家战略安全、国民经济和社会发展有着深远影响。本文系统总结了氟的地球化学性质、在地球上不同储库中的含量及其在岩浆和热液系统中的富集成矿机制,同时探讨了全球主要萤石成矿带的大地构造背景以及萤石矿床的成因分类等问题,得出如下认识:(1)地壳和地幔是氟主要的储库,全硅酸盐地球地幔和亏损地幔中氟含量较低,而交代地幔和陆壳(包括中酸性上地壳和下地壳镁铁质麻粒岩)相对富氟,其部分熔融形成的富氟岩浆为萤石成矿提供主要物质来源;(2)国内外对萤石矿床的分类存在不同。国外学者划分了三类萤石矿床:即与碳酸岩、碱性岩或高硅花岗岩相关的岩浆萤石矿床,由断裂控制的角砾状、脉状和与地层不整合相关的构造萤石矿床,以及层控沉积萤石矿床;而国内学者则依据主要控矿要素进行类型划分,包括沉积改造型和热液充填型等类型;(3)全球大规模的萤石成矿带通常呈线性或带状分布,其成因与大洋板块俯冲作用或大陆裂谷作用密切相关;(4)热液的pH值、温度、组成、含氟矿物在其中溶解度等因素显著影响热液中氟的富集和沉淀过程。由于氟在地质样品中含量相对较低,未来研究亟需提高测试分析能力;萤石矿床的定年具有挑战性,提高萤石定年的精度与准确性亦是未来研究的重点。

基于Protégé的矿床成因类型本体推理判别方法——以中低温岩浆热液型金矿床为例

中低温岩浆热液型金矿床分布范围广,规模大,数量约占中国金矿床的65%,是中国矿产金的主要来源。在找矿过程中,不同矿床类型对应不同的找矿方法,确定矿床成矿模式能够为找矿提供理论支撑,并且能为矿产勘查和预测提供理论指导。鉴于此,结合勘查区找矿预测理论,对中低温岩浆热液型金矿床的本体构建和推理机制进行研究。利用Protégé本体建模软件,完成对矿床的本体建模,基于SWRL推理规则语言,定义矿床成因类型的推理规则,设计了一套面向矿床类型判别的本体推理机制,利用HermiT推理机完成推理。经大量试验,提出了矿床成因类型本体推理判别方法,其在金矿床成因类型判别方面具有较好应用效果,并可广泛应用于其他矿床成因类型的判别。

广西镇龙山岩浆热液成矿系统——来自成矿流体、成矿物质的证据

镇龙山岩浆热液成矿系统位于广西“山字形构造”前弧一个较大的短轴背斜构成的穹窿中,矿床(点)主要赋存于寒武系和泥盆系碎屑岩中。为探讨各矿床(点)之间的成因联系,在野外调查的基础上,对典型矿床进行了流体包裹体测温、激光拉曼及氢-氧-硫同位素研究。研究结果表明,包裹体主要为水溶液、气液两相包裹体,且含CO 2和CH_(4)包裹体较多,偶见含NaCl子晶的包裹体。高温矿床均一温度为320~339℃,盐度为8%~9%NaCl eqv;中温矿床均一温度为280~299℃,盐度为7%~8%NaCl eqv;低温矿床均一温度为160~179℃,盐度为5%~6%NaCl eqv。石英中流体包裹体δD V-SMOW集中在-55‰~-80.1‰之间,δ^(18)O_(V-PDB)集中在-9.1‰~-18.8‰之间,氢-氧同位素图解主要落在岩浆水的范围内,并有向大气降水偏移的趋势,表明上述矿床流体的主要来源可能是岩浆水,后期有大气降水的混入。单矿物的硫同位素峰值集中在-2‰~2‰之间,其中毒砂以正值为主,辉锑矿以负值为主,总体具有相对均一的硫源,说明硫化物中的硫均来自岩浆。上述研究表明,镇龙山地区矿床(点)分布具有明显的岩浆-热液成矿系统的分带特点,岩体及其边缘发育斑岩型高温热液矿床,外围逐渐过渡到中温和中低温热液矿床,建立了镇龙山地区岩浆热液成矿系统的水平和垂直矿化分带模型。

湘南多金属矿集区岩浆热液成矿作用研究进展

南岭成矿带中段湘南地区广泛出露中酸性岩浆岩,具有面积广、规模大、成矿独特等特征。岩体周缘多分布世界级的超大型‒大型钨锡铅锌矿床等,因其特有的成矿作用使之成为国内外研究华南陆内成矿作用的典范。在大量收集该区成矿花岗岩岩石学数据、成岩‒成矿年代学、同位素地球化学等数据的基础上,对比研究了湘南多金属矿集区多矿床成矿岩体主量、微量、稀土元素、Sr-Nd-Hf同位素、成岩成矿年代学和稳定同位素组成特征,分析探讨了该区成岩成矿作用、成矿专属性、成矿物源和动力学背景等。结果表明:岩体的主微量元素特征指示湘南花岗岩类型复杂且均有明显的成矿专属性,多金属成矿作用与花岗岩具有密切的时空关系,成岩时代的峰值介于240~230 Ma(印支期)和160~150 Ma(燕山期)两个区间,多金属成矿高峰期为燕山早中期;稳定同位素组成指示成矿物质主要来源于岩浆,后期受地层和大气降水的混染作用明显。Sr-Nd-Hf同位素显示该区花岗岩的源区以壳源为主,兼有少量幔源混合的特征。综合研究认为,今后需进一步深化多金属复合成矿机理、岩浆演化、构造系统与岩浆热液成矿系统的联合控矿机理等方面的深入研究,揭示成岩成矿构造的深延格局,为深部找矿预测奠定基础。

岩浆热液成矿系统的数值模拟——以安徽沙溪斑岩铜(金)矿床为例

数值模拟作为研究热液成矿系统的重要手段,可以通过对地质演化过程的再现,深入了解其内在动力机制。数值模拟方法的运用,需要借助力学性质、流体性质、热力学性质等信息的搜集,来建立地质模型的初始条件(压力场和温度场)和边界条件(速度和时间)。采用有限元方法,将地质模型划分为形状不规则的众多小区域,并适当在地质结构复杂的区域对网格进行加密,基于达西定律和能量守恒定律,较为清晰地再现安徽沙溪斑岩铜(金)矿床成矿过程及其内在动力机制。经过对热液流体运移中的温度和压力变化情况进行探究,发现压力达到地压梯度的时间比温度达到地温梯度的时间短,并且在不同的地质区域和结构对压力和温度的传播方向和速度有影响。数值模拟方法是一个新的成矿学研究思路,可以较为清晰地展现成矿过程,流体运移路径实现矿液运输和矿体定位,为今后矿产开发提供参考和依据。

岩浆热液矿床最佳成矿部位探讨

岩浆热液矿床是一种丰富的类矿产资源,也是我国主要的富铁矿床。该矿占富铁矿床总量的50%左右,具有良好的经济效益。因此,对岩浆热液矿床的研究具有重要意义。文章在分析新华岩浆热液成矿地质条件的基础上论述了岩浆热液矿床的成矿作用和控矿地质条件。

岩浆热液型银矿床、银矿省及形成的控制因素

岩浆热液型银矿床主要指与岩浆热液作用相关的独立银矿床和共生银矿床(Ag平均品位一般大于100g/t),它是银最重要的来源。本文对全球80多个典型的大型-超大型岩浆热液型银矿床进行了梳理和总结,将其主要分为浅成低温热液型(低硫型、中硫型和高硫型)、矽卡岩型、斑岩型和五元素型四种类型,其中浅成低温热液型占主导,斑岩型和矽卡型数量较少。全球大型-超大型的岩浆热液型银矿床主要分布在东太平洋俯冲带和中亚造山带东段,这些银矿床均位于陆壳基底之上。按照发育地区不同可分为六大银成矿省,即中国兴蒙银成矿省、美国西部盆岭银成矿省、墨西哥西北银成矿省、秘鲁中部银多金属成矿省、玻利维亚银锡成矿省和俄罗斯远东银锡成矿省。成矿时代主要集中在中、新生代。这些银成矿省与大规模酸性-中酸性岩浆活动密切相关,包括发育大量酸性熔结凝灰岩的长英质大火成岩省,或者富锡流纹岩、黄玉流纹岩和石英斑岩等高演化岩浆岩。这些大规模岩浆热液银成矿作用通常与区域大地构造背景转换相关,比如从挤压到伸展或者伸展到挤压。相对富银的含水大陆下地壳源区、大规模高分异的岩浆作用、银对熔体中共存硫化物和磁铁矿相对弱的相容性、高盐度的流体、成矿流体集中运移的通道和高效的沉淀机制是银大规模成矿的有利控制因素。银矿床的研究工作相对于铜、金矿床远远落后,银成矿省和酸性大火成岩省的内在联系、控制斑岩钼-银/锡-银两种银成矿系统的机制、岩浆演化对银成矿的控制、银矿潜力区的勘查找矿等关键问题仍亟待解决。

岩浆热场：它的基本特征及其与地热场的区别

"岩浆热场"指的是由岩浆引发的瞬间热场。热场的热主要来自未固结的岩浆,岩浆加热了围岩,使下地壳、中地壳和上地壳的下部在一个短暂的时间内保持一种高热状态。岩浆热场与地热场有许多不同:(1)热的来源不同。地热场的热主要来自地壳物质放射性生成的热;岩浆热场的热来自岩浆。(2)热的分布不同。地热场的等温面总体上呈水平分布,温度随深度增加而增加;岩浆热场的等温面则围绕岩体分布,靠近岩体温度高,远离岩体温度低,故岩浆热场的等温面是大体垂直于地热场等温面分布的。(3)热场的规模不同。地热场是全球性的,岩浆热场是局部性的,只在有岩浆的地方才出现。岩体小则规模小(热场宽度仅几米或几十米),岩体大则规模大(宽约几千米);如果存在大规模岩浆活动,岩浆热场的长宽均可达几百或上千千米,如在中国东部中生代大规模岩浆活动期间。(4)热持续的时间不同。地热场可以持续很长的时间(几十、几百或几千个百万年);岩浆热场是瞬间的突发性事件,持续的时间从几年到几个百万年。岩浆热场最重要的意义是,它是热液赖以上升的通道,它有利于来自下地壳底部和壳幔过渡带的流体(热液)的活动,使含矿热液得以顺利上升,并在热场范围内进行充分的活动、对流循环、萃取围岩中的成矿金属元素,并在地壳浅部岩浆热场之上合适的部位沉淀富集成矿。"岩浆热场"的概念依赖于对岩浆物理性质和过程的深入了解,由于我们这方面的知识相对贫乏,所以目前对岩浆热场的了解还是很肤浅的。

岩浆热液成矿理论的失败:原因和出路

流行的岩浆热液成矿理论假定含矿流体由岩浆分异作用、特别是分离结晶作用产生。由于大型、超大型矿床往往与小岩体有关,而小体积岩浆不能满足质量平衡的要求,其支持者进一步假定含矿岩体的深部存在一个大岩浆体。这种解释与矿区观察到的地质现象和理论推导结果相悖:(1)含矿斑岩中常见暗色微粒包体和大量具有较高密度的矿物,表明岩浆没有发生分离结晶作用;(2)流体的活动性远大于硅酸盐熔浆,没有证据表明岩浆分异产生的流体要在熔浆固结之后才开始活动;(3)矿区普遍见有同成矿的宽谱系岩墙群,暗示成矿期不存在大的深部岩浆房。因此,岩浆热液成矿理论遭遇的困境不仅仅是质量平衡问题,有必要重新思考岩浆相关矿床的形成机制。岩浆热液成矿理论失败的深层原因则是它将成矿作用看作是理想系统中的平衡线性过程,而成矿系统实际上是一种复杂性动力系统,成矿作用是一种非平衡、非线性过程;换句话说,在流行的岩浆热液成矿理论中,对成矿系统和成矿作用的基本属性缺乏正确的理解。在当今科学发展水平上,其失败是必然的,因而有必要构筑新的成矿理论。依据复杂性科学的基本原理,罗照华等(2007,2009)将熔浆和含矿流体看作是成矿系统中2个独立的子系统,认为它们的强相互作用及其环境约束主导了成矿系统的戏剧性变化;进而构筑了一个新的框架性模型,称为透岩浆流体成矿理论。该理论不仅可以解释比流行岩浆热液成矿理论更多的地质现象,还可以推导潜在的具体找矿标志,可能成为岩浆相关矿床成因研究的新起点。

岩浆作用对岩浆热液金铜成矿制约的元素地球化学和锆石CL图像记录——以延边小西南岔富金铜矿床为例

通过对延边小西南岔大型富金铜床矿区产出的与成矿密切的角闪花岗闪长岩、黑云花岗闪长岩、黑云二长花岗岩(花岗杂岩)侵入体和闪长玢岩岩脉的地质、岩相学和元素地球化学研究,结合单颗粒锆石CL图象特征及精细测年结果,初步确定:它们的岩浆就位发生在晚中生代早白垩世末期(112 Ma^102 Ma),适值伊泽奈崎板块向古亚洲板块俯冲的大陆边缘环境;金铜矿化发生在角闪花岗闪长岩(111.7 Ma±2.8 Ma)、黑云花岗闪长岩(106.7 Ma±1.6 Ma)、黑云二长花岗岩(104.6 Ma±2.5 Ma)与闪长玢岩(102.1Ma±2.2 Ma)的就位之间;花岗杂岩是先存的岩石圈地幔受到俯冲大洋板片提供流体的交代,形成的次生岩石圈地幔,次生岩石圈地幔的部分熔融产生的埃达克质岩浆在MOSH面附近与下地壳重熔产生的钾质熔体混合,混合后的岩浆经以斜长石为主的矿物相分离结晶作用先后上侵就位形成;而闪长玢岩岩脉则是埃达克质岩浆直接上侵就位形成;矿质主要来自俯冲大洋板块,埃达克岩浆和地壳重熔岩浆的形成以及两者的混合作用、混合岩浆的结晶分离作用是导致成矿物质活化、迁移、富集的根源。

中亚造山带东部岩浆热液矿床时空分布特征及其构造背景

中亚造山带东部是古亚洲洋构造域、鄂霍茨克洋构造域和古太平洋构造域复合叠加区域,矿产资源丰富。本文收集2000—2014年公开发表文献中岩浆热液矿床约1 200个同位素年龄数据,整理出201个较为可靠的年龄数据,通过数字化编图,揭示成矿的时空分布特征及形成背景。结果显示:中亚造山带东部成矿作用始于寒武纪,出现6个重要成矿期:510~473、373~330、320~253、250~210、210~167、155~100 Ma。510~473 Ma(峰值507 Ma),矿床主要分布在大兴安岭—小兴安岭—张广才岭和北山地区,零星发育热液脉型和斑岩型铁铜金钨矿床,与古亚洲洋开始俯冲及微陆块碰撞拼合有关。373~330 Ma(峰值372Ma),矿床主要分布在南蒙古奥尤陶勒盖地区,发育超大型斑岩型铜金矿床,形成于古亚洲洋俯冲环境。320~253 Ma,矿床主要分布在大兴安岭南段,发育少量斑岩型铜矿床和造山型金矿床;其中,298 Ma在大兴安岭南段首次出现以钼为主的斑岩型矿床,指示该区板块俯冲增生向拼贴转变逐渐过渡。250~210 Ma(峰值244 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带东侧额尔古纳—中蒙古地块主要形成斑岩型铜矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲有关;以东地区,主要在大兴安岭南段和辽远地块形成斑岩型钼矿床,在张广才岭发育岩浆熔离型铜镍矿床,反映了古亚洲洋闭合后伸展环境。210~167 Ma(峰值170 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带西侧乌兰巴托西北部发育造山型-斑岩型金矿床,其东侧额尔古纳地区形成斑岩型铜钼矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲碰撞有关;在吉黑东部—张广才岭—小兴安岭—大兴安岭,发育斑岩型钼铜矿床和矽卡岩型铅锌钨金矿床组合,可能属于古太平洋板块向西俯冲成矿体系。155~100 Ma(峰值136 Ma),中亚造山带东部整体处于伸展环境;其中,155~120 Ma在额尔古纳地区主要发育浅成低温热液型银铅锌矿床和造山型金矿床,大兴安岭北段发育斑岩型钼矿床,可能反映了额尔古纳地区和大兴安岭北段受蒙古—鄂霍茨克洋碰撞后伸展环境控制,而在吉黑东部形成浅成低温热液型金矿床,大兴安岭南段发育热液脉型-矽卡岩型锡矿床,可能受古太平洋板块向北俯冲弧后伸展的控制;120~100 Ma沿着华北克拉通和佳蒙陆块边缘发育浅成低温热液型-斑岩型金钼矿床。本研究综合岩浆热液矿床时空分布和矿床类型,进一步揭示了古亚洲洋构造域控制中亚造山带东部古生代成矿作用持续到晚二叠世(到早三叠世),并在晚三叠世叠加古太平洋构造域成矿体系,而额尔古纳—中蒙古地块成矿作用在三叠纪开始主要受蒙古—鄂霍茨克洋构造域限定,并持续到早白垩世早期。

岩浆热事件对煤层变质程度和吸附-解吸特性的影响

为研究岩浆侵入热事件对煤层变质程度和吸附-解吸特性的作用机制,采用理论分析、实验室测定和现场验证的方法,对比分析了淮北矿区海孜井田岩浆岩侵入区和邻近临涣井田未受岩浆影响的煤层多元物性参数变化规律和孔隙特征,系统研究了采集煤样的等温吸附与吸附平衡条件下瓦斯解吸过程,揭示了岩浆岩床下伏煤层瓦斯赋存特征。结果表明：海孜井田岩浆热演化作用使煤层变质程度显著增加,煤层挥发分降低,岩浆岩覆盖区域煤层的最大镜质组反射率梯度为0.53%/100 m,远大于深成变质作用。岩浆热演化区孔径0.4~0.7 nm之间的微孔极为发育,其发育程度是未受岩浆岩覆盖区煤样的数倍,且越靠近岩浆岩的煤层,微孔发育程度越明显。岩浆热演化区内煤体的吸附能力增强,吸附瓦斯量增大,煤体的瓦斯放散初速度变大,初期解吸速度快且解吸总量大。由于岩浆岩床对下伏煤层的热变质和封存作用,易造成下伏各煤层的瓦斯压力和瓦斯含量增高,煤层的突出危险性增加。

胶北～2.5Ga岩浆热事件的锆石Hf同位素特征及其对地壳演化的指示意义

位于华北克拉通东缘的胶北地体,被普遍认为是胶-辽-吉带的西南组成部分,经历了多期岩浆-变质热事件,而晚太古宙末期约2.5Ga的岩浆事件是该区最强的岩浆事件;为了确定该期岩浆热事件的性质,本文选取2件形成于约2.5Ga的英云闪长质片麻岩及花岗质片麻岩开展锆石Hf同位素测试分析;总计69个锆石Hf同位素分析点的结果显示,它们均具有正的εHf(t)值,在10.71到3.0之间,平均为6.02,两阶段锆石Hf模式年龄主要分布于2.6～2.9Ga之间,平均为2747Ma,明显大于锆石的207Pb/206Pb年龄,表明约2.5Ga的TTG及花岗质片麻岩主要源于2.6～2.9Ga新生地壳的重熔或再造;另外,一些锆石具有极正的εHf(t)值,它们的锆石Hf模式年龄与U-Pb年龄相近,这暗示在约2.5Ga有亏损地幔物质加入地壳,并发生了即时重熔;根据本次研究获得的锆石Hf同位素数据,结合前人的Nd同位素结果,我们认为胶北地体内约2.5Ga的岩浆活动可能主要表现为与地幔岩浆低侵作用有关的新生地壳的重熔或再造,约2.9Ga和2.7～2.8Ga是胶北地体地壳生长的两个时期,并且与华北克拉通大部分地区一样,2.7～2.8Ga是胶北地体新生地壳形成最重要的时期。

花岗岩与大陆构造、岩浆热场与成矿

文中指出,花岗岩研究存在两个误区:(1)花岗岩没有自己独立的理论,花岗岩主要是效仿玄武岩的理论;(2)花岗岩的理论主要是应用板块构造的理论,而板块构造的理论并不适合大陆花岗岩。板块构造理论只能解决海洋里及海洋边缘的问题(如安第斯),不能解决大陆本身的问题。花岗岩在海洋里很少,绝大部分在大陆。花岗岩能否分离结晶是学术界争论的重大问题,本文从野外和镜下关系上、从理论上、方法学上和三段论法的逻辑学上进行了分析,指出花岗岩分离结晶作用是不可能的。混合作用是又一个争论的焦点,花岗岩是能够发生混合作用的,关键是笔者认为,花岗岩的混合作用主要发生在下地壳底部,而不是在花岗岩侵位和上升的过程中。目前,花岗岩研究领域里地球化学最受重视,花岗岩地球化学研究应当着力解决两个问题:(1)解决生产中提出的问题;(2)解决地球化学学科自身发展提出的问题。离开这两条,花岗岩地球化学研究即迷失了方向。笔者认为,花岗岩区分为大洋系列和大陆系列,位于海洋和海洋边缘受俯冲作用影响的为大洋系列;位于大陆内部的属于大陆系列。现存的一些花岗岩构造环境判别图仅适用于大洋系列的花岗岩,而不适用于大陆系列的花岗岩。大陆系列花岗岩的地球动力学意义不是构造环境或碰撞环境,而是地壳底部温度和压力状况。我们提出的花岗岩按照Sr-Yb的分类,适合于解释大陆花岗岩的地球动力学问题。花岗岩与成矿的关系是学术界争论的重大问题,争论的焦点主要集中在两个问题上:(1)岩浆是怎么形成的?岩浆源自哪里?(2)流体是怎么形成的?流体来自哪里,流体如何上升?为了探讨上述问题,文中主要讨论了岩浆热场理论,希望用这个理论去解释与花岗岩有关的各种成矿作用,包括与岩浆有关的各种变质和沉积热液成矿作用以及岩浆热场对煤和油气的影响等。在此基础上,提出了"与花岗岩有关的成矿组合"的概念。岩浆热场最重要的意义可能是解释了大规模岩浆活动为什么与大规模成矿作用有关的问题,指出大规模岩浆活动所造成的是1+1>2的效果。大数据技术是当今社会的热门话题,大数据的特点主要不在于数据的大,而在于思维的新,用新思维去处理数据才是大数据的特点。不强调"因果关系",重视"关联关系";不关注"为什么",只关心"是什么",是大数据思维的特点。其实这个特点可能恰恰最符合地质找矿的实际。板块构造引发了地球科学的一场变革,但是,它只限于地球科学理论上的变革。而大数据带来的这场变革主要不是体现在地球科学理论方面,而是地球科学研究方法和研究思路方面,它所带来的效益将是前所未有的。

地热场中“岩浆热场”的识别及其意义

岩浆热场顾名思义是由岩浆活动引发的热场,与岩浆活动休戚与共.一旦岩浆停止活动冷却后,岩体的温度与围岩的温度差为0时,它将回归地热场.因此,岩浆热场是一种瞬间发生的、出现在局部地域的、等温线围绕岩体分布的、温度变化很快的一种地热场,是地壳内部热事件的一种反映.岩浆侵入和喷出活动可以出现在地质历史演化的各个阶段和不同的地区,因此,岩浆热场也可能发生在地球历史演化的不同阶段和地域.研究表明,从地热场中识别出某些岩浆热场的信息是可能的,文中列举了羊八井、腾冲现代岩浆热场和四川古岩浆热场的若干实例,指出从地热场中识别岩浆热场是很有意义的.现代岩浆热场是人类可以利用的稳定的自然资源之一,古岩浆热场则可能解释为什么大多数岩浆热液矿床是多金属成矿的问题.此外,岩浆热场还可以解释油气藏中烃源岩成熟度、煤化程度以及古代和现代的某些地热场异常问题等.因此,注意对岩浆热场的识别,探讨它的形成机制,引发的热场效应,是一个值得探索的新课题.

利用镜质体反射率方法寻找隐伏岩体--岩浆热场应用的一个实例

寻找隐伏岩体是热液矿床找矿中一项重要的任务。识别隐伏岩体的方法很多,如磁法、电法、重力法等,很多很有效。但是,缺少了一个既直接又简便的方法:镜质体反射率方法。岩浆侵位必然在周围形成一个热场,且随着距离岩浆的远近形成一个温度梯度场,叠加在地热场之上。因此,依据岩浆热场的变化即可发现隐伏岩体。如果我们能够知道隐伏岩浆的性质、围岩的热传导参数,甚至可以定量地查明隐伏岩体的深度、位置和规模。本文介绍煤田和石油地质部门最常用的镜质体反射率(vitrinite reflectance,以Ro表示)方法,具有简单、经济、有效、实用、快捷的优点。利用该方法识别隐伏岩体的有效距离根据岩体规模、成分、深度不同大约在几米至几公里范围。无论新老矿区,只要有志留纪以后的含泥质的岩石,都可以尝试采用这种方法。该方法既适用于地表也适用于钻孔。对于老矿区,有条件开展三维立体层面上的研究;新矿区钻孔少,应注意了解钻孔不同深度Ro变化的情况,尤其注意钻孔中某些深度Ro突变的情况以及随钻进深度增加Ro变化的情况,以便及时指导找矿。笔者认为,在矿区和非矿区,隐伏岩体的意义是不一样的。在矿区(无论新矿区老矿区),岩体与流体有相伴出现的可能性。如果在矿区发现Ro出现异常(Ro>2%),则应注意考察是否有与隐伏岩体相伴的矿化的可能性。笔者希望将该方法引入到矿床学研究中来,并结合热液金属矿床成矿作用的特征,开拓出新的应用前景,推进深部找矿取得新的进展。

西藏甲马铜多金属矿床的岩浆热液交代成因:地质与地球化学证据

西藏甲马铜多金属矿床的成因前人已提出了很多种观点。根据野外地质特征的观察 ,并结合矿区和区域岩矿石的微量元素、常量元素和稀土元素的分析与对比 ,作者认为该矿床的成因属于岩浆热液交代矽卡岩型矿床 ,推测其成矿时代为喜山早期。

桐柏山老湾金矿带与燕山期岩浆作用有关的岩浆热液金多金属矿床成矿作用——来自地球化学、年代学证据及控矿构造地质约束

老湾金矿带为桐柏山北麓一条重要的金多金属成矿带,其内的老湾和上上河金矿床的控矿构造,分属脆性右行走滑断裂体系中压扭性P型和张扭性R型断裂。老湾金矿床的矿脉呈右形侧列、向南相对缓倾,以浸染状、条带状、网脉状的蚀变岩型矿化为特征。上上河金矿床的矿脉平行展布,向北陡倾,除浸染状蚀变岩型矿化外,石英脉型矿化较发育。该矿带的金矿化类型与断裂构造性质具有明显的耦合关系。右行断裂控矿体系晚于韧性剪切带形成,更晚于区域峰期变质作用,这排除了热液成矿作用与早期区域变质和韧性剪切变形之间的成因联系。矿带矿化元素显示,以松扒花岗斑岩脉带为中心的Mo→Cu-Pb-Zn-Ag→Au空间分带特征。矿石硫同位素较窄的变化范围和较均一的组成(δ34S值多变化在1.69‰～5.99‰),显示单一深源岩浆硫特征。矿石与燕山期花岗岩的铅同位素的相似性,表明它们可能源自相同的源区。含金石英脉石英流体的氢、氧同位素(δ18O流体值为3.2‰～5.4‰,δD值为-86.3‰～-53.5‰)显示了成矿流体的岩浆来源。花岗斑岩锆石U-Pb同位素年龄为(138.9±3.3)Ma,与前人测得的矿脉中热液云母(39Ar/40Ar法)的成矿年龄基本一致。综合分析认为,老湾金矿带金多金属成矿作用与燕山期浅成岩浆作用具有密切的时空关系和成因联系。

成矿热液分类兼论岩浆热液的成矿效率

根据流体中H2O、CO2、NaCl三组分的相对含量,结合H2O-NaCl体系临界压力和石盐融化曲线温度,可以将地壳中的成矿流体分为5类:大气降水、海水、盆地卤水、变质流体和岩浆流体。这种基于地壳环境中普遍存在的三元系结合流体临界性和石盐融化温度的分类,对于理解地壳中沿地温地压梯度流动流体的多样性和流体混合与不混溶具有重要意义。相比其他热液,岩浆热液金属富集效率即成矿效率最高,其原因为:岩浆热液具有岩浆所提供的成矿所需的作用能量;岩浆出溶热液含有高浓度的挥发组分,它们不仅极大影响热液酸碱度和氧逸度,从而增强金属萃取效率,而且释放的巨大能量造成围岩渗透率扩大和产生流体对流;高温高盐度特征也导致岩浆热液具有远高于其他流体的金属萃取和富集效率。与岩浆熔体相比,岩浆热液系统成矿效率更高,可以归结于多数成矿元素高的溶液/熔体分配系数。最新的流体相和熔体相电负性和化学硬度的计算表明,相比熔体相,流体相具有更大的电负性和硬度。根据硬软酸碱原理和最大硬度原理,由于金属表现出更高的电负性和硬度,因此相对于硅酸盐熔体相,热液流体对金属有更强的吸引力和萃取能力。这也与绝大多数金属在溶液/熔体之间更为偏向于进入热液的实验结果相一致。