埃达克岩与热液成矿过程中钾镁同位素分馏及其指示意义:以驱龙斑岩铜矿床为例

为研究后碰撞埃达克质岩岩浆分异和热液过程中的钾镁同位素分馏行为及其对斑岩铜矿床岩石成因的指示意义,本文对藏南驱龙斑岩铜矿床的一套埃达克质岩石开展了钾镁同位素分析。该套岩石包括闪长质包体、花岗闪长岩和花岗斑岩,后者是超大型斑岩铜矿床的成矿母岩。已有研究结果证实,这3套岩石很可能是由同一来源的不同程度的部分熔融和分离结晶作用形成的。研究结果表明,闪长质包体、花岗闪长岩和花岗斑岩的δ^(41)K组成分别为-0.38‰~-0.22‰、-0.43‰~-0.34‰和-0.59‰~-0.36‰。尽管3类岩石各自变化范围较小,但整体上δ^(41)K与K 2O和SiO_(2)含量呈现明显负相关趋势,表明全岩钾元素迁移和钾同位素发生了解耦,钾同位素产生了分馏。在闪长质包体花岗闪长岩演化期间,δ^(41)K与Sc和Y含量呈明显正相关关系,这指示了在该演化期间可能主要是角闪石分离结晶导致了钾同位素分馏。相比之下,花岗斑岩中具有明显的钾同位素组成变化,在花岗斑岩演化期间,δ^(41)K与Eu/Eu*和Sr含量呈正相关关系,表明在岩石演化晚期钾同位素的分馏可能主要跟斜长石分离结晶有关。然而,通过瑞利分馏模拟表明仅矿物分离结晶难以实现如此大的钾同位素分馏,花岗斑岩中的钾同位素分馏是岩浆热液共同作用的结果。值得注意的是,闪长质包体具有比地幔更重的钾同位素组成,导致这种现象的原因可能是复杂多样的:一方面,下地壳可能具有比地幔更重的钾同位素组成,岩浆混合机制下导致源区具有重钾同位素组成;另一方面,驱龙斑岩铜矿床的岩浆源区受到俯冲板片来源的富重钾流体/熔体所交代,导致其源区的钾同位素组成偏重。相比之下,这3类岩石的镁同位素组成比较类似(闪长质包体:-0.36‰~-0.19‰;花岗闪长岩:-0.28‰~-0.13‰;花岗斑岩:-0.44‰~-0.13‰),并且落在了地幔和下地壳范围内。这3类岩石的δ^(26)Mg跟MgO和SiO_(2)含量之间不存在相关性,表明埃达克质岩浆分异过程中(角闪石和黑云母)也不产生镁同位素分馏,与前人对花岗岩中镁同位素分馏行为的结论相一致。作为典型的热液型矿床,藏南驱龙斑岩铜矿床和江西德兴斑岩铜矿床在热液蚀变过程中均产生了钾镁同位素分馏。德兴斑岩铜矿床大部分蚀变岩的钾镁同位素值都高于新鲜岩浆岩,具有显著的钾镁同位素组成变化;相比之下,驱龙斑岩铜矿床埃达克质岩岩石的钾镁同位素组成大部分位于岩浆岩基线值范围内,受热液蚀变作用影响不显著。此外,驱龙斑岩铜矿床花岗斑岩中铜大量富集,岩浆热液流体出溶是导致铜大量富集的主要原因,可能至少有两种不同性质(温度、盐度)的热液流体导致花岗斑岩中钾镁同位素组成局部波动变化,这些流体不仅改变了花岗岩斑岩的钾镁同位素组成,并且从高度演化的岩浆中提取金属元素,最终导致铜成矿。

西藏邦铺斑岩钼铜矿床岩浆-热液流体演化:流体包裹体研究

邦铺矿床产于西藏冈底斯成矿带东段,是一个与二长花岗斑岩-闪长(玢)岩侵入体有关的斑岩型钼铜矿床。在前人的研究基础上,本文依据矿物组合、脉体穿切关系的不同,划分了3个成矿阶段:成矿前阶段、主成矿阶段以及成矿后阶段。根据气液充填度的不同以及是否含有子矿物,流体包裹体可分为5类:B15、B20H、B35、B60和B80。成矿流体从早到晚具有规律性演化特征:成矿前阶段发育B20H、B35、B60和B80包裹体,均一温度(243～421℃)变化范围较大,盐度集中在1.4～15.4wt%和34.3～48.3wt%,密度为0.62～1.25g.cm-3;主成矿阶段发育典型的沸腾包裹体组合(B20H与B60、B80共存),均一温度为240～423℃,盐度集中在1.7～16.5wt%和32.2～47.5wt%,密度为0.55～1.12g.cm-3;成矿后阶段发育B15、B35包裹体,均一温度(119～301℃)和盐度(0.9～9.7wt%)较低,密度为0.59～0.92g.cm-3。成矿压力分别为～120Mpa、34～85Mpa、20～58Mpa。激光拉曼探针分析结果表明液相成分主要为H2O,气相成分含CO2。流体包裹体研究结果表明,在>5km的古深度,岩浆房发生出溶。在约2km的古深度岩浆流体曾发生减压沸腾和不混溶作用,主成矿阶段的压力波动可能是邦铺矿床Mo、Cu在此阶段沉淀的原因。随着裂隙进一步扩大,流体氧逸度不断提高,该阶段也有少量Mo矿化的产生。

渤海湾盆地枣园油田古近系孔店组沸石矿物的岩浆热液成因

通过普通薄片、电子探针、包裹体测温、激光拉曼光谱、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等技术分析手段,对渤海湾盆地枣园油田Z56井古近系孔店组二段(简称孔二段)热液流体活动进行识别,并探讨岩浆热液流体与孔二段沸石矿物的成因联系。实验发现:(1)泥岩裂缝内可见焦沥青与绿泥石、重晶石、黄铜矿、黄铁矿、钠沸石、方沸石等热液特征矿物共生;(2)焦沥青激光拉曼光谱的分峰拟合计算温度为324~354℃,绿泥石地质温度计指示温度为124~166℃,钠沸石原生包裹体均一温度为89~196℃,反映了岩浆热液流体的温度变化较大,但是都高于正常地温;(3)绿泥石和重晶石的铕正异常明显,钠沸石的稀土元素配分曲线与孔店组玄武岩相似,指示其来源于岩浆热液流体。同时,钻井资料显示,Z56井孔二段发育多套玄武岩夹层,具备岩浆热液活动的地质基础。因此,岩浆热液流体与孔二段泥岩之间的水-岩相互作用可能是导致研究区孔二段泥岩富含沸石矿物的原因之一。图9表3参48。

松辽盆地白垩纪火山期后热液活动的岩石地球化学和年代学及其地质意义

在松辽盆地东南隆起区营城组标准剖面营三段古火山口附近识别出岩浆期后热液活动的地质记录。岩石学特征表现为隐爆角砾岩,即,原有的近火山口相岩石(原岩)被高压流体炸碎形成原地角砾、之后又被灌入的富含矿物质"岩汁"胶结形成的原地角砾岩。采集隐爆角砾岩及其上覆和下伏三个层位共10个样品进行地球化学和年代学对比研究,包括两套4个对应的原岩和岩汁、下伏4个玄武粗安岩和上覆2个流纹岩。原岩高精度^(39)Ar/^(40)Ar坪年龄113.4±0.7Ma;岩汁为含铁酸性流体的隐晶质析出物,其^(39)Ar/^(40)Ar坪年龄112.9±19.6Ma;二者的年龄差反映岩浆主期与期后热液活动的时代间隔(1Ma之内)。10个样品的共性是:(1)稀土总量中-高(∑REE=81×10^(-6)～202×10^(-6))且轻重稀土分异明显((La/Yb)_N=4.91～11.45);(2)MORB标准化蛛网图上P和部分不相容元素(Cs、Th、La和Zr)正异常,而另一部分不相容元素(Sr和Pb)负异常。整体表现为双峰式裂谷火山岩特点。主要差别在于:(1)铕和钡表现为两种情况,下伏玄武粗安岩和隐爆角砾岩中的粗面岩具正异常,而隐爆角砾岩中的流纹岩和岩汁及其上覆的流纹岩具负异常;(2)只有2个岩汁样品显示K负异常,其它8个岩石样品均为K正异常;(3)下伏玄武粗安岩(4个样)显弱的Ti正异常且Rb/Sr比低(0.04～0.05),而其它6个样品为Ti负异常且Rb/Sr比高(0.62～2.83),其中的2个岩汁样品Ti负异常最强。岩汁与其下伏粗面质原岩差别显著,而与其上覆流纹岩(SHRIMP年龄110.6Ma)的地化特征相似(见正文)。该火山期后热液活动是深源热流体萃取壳源物并沿古火山通道(构造薄弱带)运移到近地表的,可能是后续流纹质火山活动的先驱。这种高压的岩浆期后热液导致围岩炸裂、发生角砾岩化、形成大量角砾间孔和裂缝。这是造成火山口-近火山口相带成为优质储层的重要因素。该类火山岩储层改善作用早于烃类运移,可构成有利于成藏的时空配置。与该期热液活动相伴生的深源天然气早于上覆圈闭的形成,因此对成藏没有贡献。

南秦岭宁陕—镇安一带钨钼金矿田燕山期立交桥式构造—岩浆—流体叠加成矿的发现与意义

南秦岭成矿带镇安西部钨钼金多金属矿田发现多有晚印支—燕山期多期构造—岩浆—热液流体叠加成矿富集现象。经过近几年国家和陕西省整装勘查区找矿会战调研及成果集成综合研究发现,该区带经历了新元古代、加里东期、华力西期、印支期、燕山期和喜马拉雅期多期构造运动及其相应的成岩成矿叠加富集事件。对宁陕—镇安西部一带钨钼金矿集区或多金属矿田而言,其主要是受到印支晚期—燕山期发生的陆内造山期#型立交桥式多期构造—岩浆—气液叠加富集成矿事件,影响较为显著。且主要是在宁陕—镇安—山阳—柞水—旬阳北部一带形成了许多与中酸性小岩体或隐伏花岗岩斑岩—矽卡岩—远端浅成中低温热液型有关的钨钼金矿床。通过多个项目调研和成果集成,我们识别出一组成岩成矿时代主要在侏罗纪,且与隐伏花岗质岩浆活动有关的斑岩—矽卡岩—远端浅成中低温热液型矿床,矿床可分为:东阳式、桂林沟式、月河坪式、付家沟式、观花坪式、东川式六类。成矿时代主要集中在早侏罗世200~190 Ma,成矿模式具有“井”字形立交桥式成矿叠加富集特征。这是南秦岭带发现的以燕山期为主的陆内造山期钨钼金成矿作用事件,具有其特殊的侏罗纪陆内造山叠加富集成矿构造背景和作用过程。燕山期陆内造山成矿动力学转换的特殊背景、构造—岩浆—热液流体演化过程和热力作用叠加深部找矿的科学意义十分重要。

西藏拉抗俄斑岩铜钼矿床流体包裹体研究

西藏冈底斯成矿带拉抗俄斑岩铜钼矿床位于西藏特提斯构造域拉萨地块东段中南部,是近年来青藏高原地质大调查项目评价的重点矿床之一。文章在钻孔地质编录的基础上,依据矿物组合、脉体穿切关系的不同,划分了3个成矿阶段:早阶段、中阶段以及晚阶段,成矿中阶段为主成矿阶段。根据包裹体室温下的相态充填度特征以及是否含有子矿物,可将其分为3大类:液相包裹体(Ⅰ)、气相包裹体(Ⅱ)和含子晶多相包裹体(Ⅲ)。成矿早阶段流体包裹体主要为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类包裹体,均一温度集中在260~400℃之间,w(Na Cleq)为2.1%~39.4%;成矿中阶段的流体包裹体主要为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类包裹体,具有典型的沸腾包裹体组合,均一温度集中在280~360℃,w(Na Cleq)为2.2%~37.1%;成矿晚阶段流体包裹体主要为Ⅰ类包裹体,均一温度集中在220~280℃,w(Na Cleq)为3.6%~5.6%,显示包裹体均一温度及盐度呈递减趋势。成矿流体是中高温、中高盐度,且富含成矿元素的Na Cl-H_2O体系流体。矿床形成的压力为(100±10)MPa,形成深度为(3.7±0.4)km。激光拉曼探针分析结果表明,流体包裹体液相成分主要为H_2O,气相成分含有CO_2;子矿物有黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿、石膏、黄铁矿、金红石、长石等。成矿早阶段,岩浆房发生流体出溶;成矿中阶段,岩浆流体发生减压沸腾和不混溶作用。综上所述,温度降低、压力减小、pH值的增加以及氧化还原电位的变化是造成拉抗俄矿床成矿元素沉淀的主要因素。

西华山钨矿床中熔融包裹体的初步研究与矿床成因探讨

过去一直认为西华山黑钨矿石英脉是高中温热液充填而成。研究发现 ,在黑钨矿石英脉的绿柱石中存在与流体 (气液 )包裹体共生的流体 -熔体包裹体和熔融包裹体 ,表明形成黑钨矿石英脉的成矿流体是一种岩浆 -热液过渡性流体。

西华山黑钨矿石英脉绿柱石中熔融包裹体的发现及其意义

过去一直认为西华山黑钨矿石英脉是高中温热液充填而成。研究发现 ,在黑钨矿石英脉的绿柱石中存在与流体 (气液 )包裹体共生的流体 -熔体包裹体和熔融包裹体 ,这表明形成黑钨矿石英脉的成矿流体是一种岩浆 -热液过渡性流体。

新疆阿尔泰吉伯特铁矿床包裹体特征研究

吉伯特铁矿是新疆阿勒泰地区产于泥盆纪海相火山岩中的小型矿床。本文对吉伯特铁矿床的包裹体开展了研究，识别了熔体包裹体、熔体-流体包裹体以及富晶体的流体包裹体，并对其进行了初步的显微测温、激光拉曼光谱和电子探针等研究。熔体包裹体中含有富si玻璃质、贫Si富Fe熔体、石英、萤石、方解石、磁铁矿等多种成分，它们分别组成不同的包裹体组合。熔体包裹体、熔体-流体包裹体和流体包裹体的存在表明它们被捕获时是一种熔体与流体共存的不混溶状态，这充分说明了吉伯特铁矿床的形成与岩浆熔体、岩浆-热液过渡性流体有直接的成因联系。吉伯特铁矿床中Fe的矿化是一个熔体相逐渐减少，流体相逐渐增加的连续演化过程，它受岩浆作用、岩浆-热液过渡性流体以及矽卡岩作用的共同制约。

国外铁氧化物铜—金矿床的特征及其研究现状

铁氧化物铜—金矿床是一类具许多共同特征但成因联系不太密切的矿床类型,近来已成为国外铜—金勘探的主要矿床类型之一。该类矿床以矿石中含有大量的铁氧化物(磁铁矿或赤铁矿)且伴有很强的区域性钠(—钙)质蚀变为特征,可以产于元古代克拉通内或新生代大陆边缘岛弧环境,其周围具火成岩或含蒸发盐层,时空上与之有关的侵入岩为磁铁矿系列花岗岩,矿化主要产于近区域主断裂的羽状次级断裂中。部分该类矿床的形成与一定的主岩类型有关,而多数矿床可能由高盐度H2O—CO2—盐混合流体的不混溶作用形成,且矿化通常与钾化有关。对成矿流体是主要来自岩浆还是受围岩控制尚有争论,成矿模式有蒸发盐来源模式、外来流体加热模式和岩浆—热液流体模式。但对部分该类矿床详细的流体包裹体和稳定同位素研究表明成矿流体主要源于岩浆。对该类矿床进行地球物理勘探需要考虑磁铁矿、硫化物和Cu—Au矿化之间的相互关系。在我国开展对该类矿床的研究将有益于发现新的铜资源基地。

纳日贡玛铜钼矿床包裹体研究及其地质意义

纳日贡玛铜钼矿床矿物中包裹体丰富,类型多样,有晶质熔体包裹体、流熔包裹体和流体包裹体3大类,其中流体包裹体又有气体包裹体、液气包裹体、气液包裹体、含金属矿物和/或石盐子晶的气液包裹体。流体包裹体研究表明,本矿床是在较浅的地质环境中形成的,成矿温度主要为246~300℃;盐度w(NaCleq)最高为31.3%~42.2%,而且其矿体均产于高盐度包裹体分布的范围内;流体成分以Na+、Cl-和H2O为主。在含矿斑岩的石英中发现了流熔包裹体,它是一种岩浆-热液过渡性流体存在的直接证据,它说明纳日贡玛铜钼矿床是花岗斑岩在演化过程中分异出来的岩浆热液形成的。

纳日贡玛铜钼矿床中流熔包裹体的发现及其意义

纳日贡玛铜钼矿床矿物中包裹体丰富、类型多样,有晶质熔体包裹体、流熔包裹体和流体包裹体三大类。其中,流体包裹体又分气体包裹体、液气包裹体、气液包裹体、含金属矿物或石盐子晶的气液包裹体。对流体包裹体的研究表明,该矿床是在较浅的地质环境中形成的,成矿温度主要为246℃～300℃,盐度最高为31.3wt%～42.2wt%NaCl,而且其矿体均产于高盐度包裹体分布的范围内,并且流体成份以Na+、Cl-和H2O为主。在含矿斑岩的石英中发现了流熔包裹体,这是一种岩浆～热液过渡性流体存在的直接证据,该证据说明了纳日贡玛铜钼矿床是花岗斑岩在演化过程中分异出来的,由岩浆热液形成。

金从何来?太古代造山型金矿床中的金来源于变质沉积岩

太古代造山型金矿是世界黄金产量的重要组成部分,但这些金矿中金和其他金属元素的来源仍存在很大争议。可能的来源包括沉积岩和火山岩分异的变质流体,岩浆热液流体以及下地壳和陆下岩石圈地幔。该争议大大阻碍了对太古宙造山型金矿成因的认识。针对该争议,瑞典斯德哥尔摩大学Pitcairn等对加拿大阿比提比带和庞蒂亚克亚省不同变质级别的变质沉积岩。

湖相细粒沉积岩中的“斑状”深源碎屑--以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

在对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组暗色湖相细粒岩进行研究时,发现多套以夹层形式产出、矿物组成多为不稳定-次稳定矿物、碎屑颗粒呈斑块状且结构成熟度普遍较低的碎屑岩。构成岩石的晶质碎屑均呈大小混杂、形态各异的棱角状,分选差,分布无规律,单矿物常见高温熔蚀成因港湾状边缘。地球化学特征显示:构成岩石的矿物颗粒为深部来源,甚至可能有幔源物质加入。认为岩石样品的碎屑颗粒不再源自传统认识中的周缘母岩风化搬运或热液沉淀,而是在陆内裂谷欠补偿湖盆背景下、源自地球内部不同深度、不同性质的岩浆-热液物质流体。这些深源岩浆-热液物质流体上涌进入湖(海)底喷流通道,由喷口喷出后,随喷口距离远近,在不同机械搬运方式和驱动力下参与沉积过程。