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。

非岩浆后生热液矿床构造—流体耦合成矿作用研究现状综述

构造—流体耦合成矿作用是矿床学研究的核心问题之一。本文聚焦非岩浆后生热液矿床成矿系统的构造—流体耦合成矿作用研究成果,从构造对流体作用、流体对构造作用两个方面,总结了构造活动与流体作用同步进行且相互影响的机制。通过典型实例分析,认为构造—流体耦合成矿作用研究要从时间、空间、物质方面的耦合关系阐明构造与流体成矿作用过程及其“矿源—输运—聚集”过程,揭示构造活动与流体成矿作用机理。在此基础上,提出了构造—流体耦合成矿作用研究的主要方向及发展趋势。该研究对丰富热液矿床成因理论研究和成矿规律的认识具有重要意义。

北疆卡鲁安Li-Be-Nb-Ta伟晶岩岩浆-热液过渡过程与晶体-熔体-流体相互作用:锆石矿物学记录

新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变化复杂,均发育三类、不同世代的锆石:Zr-P、Zr-A和Zr-O。Zr-P为原生岩浆锆石,它们具有均匀或振荡CL结构,相似的低HfO_(2)和Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs、Ta含量。Zr-P_(Ⅰ)和Zr-P_(Ⅱ)的稀土元素配分模式呈左倾型,而Zr-P_(Ⅲ)的稀土配分模式呈平坦型,这与磷灰石和锰铝榴石分离结晶或熔-流体相互作用有关。Zr-A的CL结构不均匀,发育孔洞、微小富U/Th矿物包裹体,并含较高的Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量。Zr-A_(Ⅰ)和Zr-A_(Ⅱ)锆石显示相似的富集轻稀土、平坦式重稀土的M型稀土元素配分模式,而Zr-A_(Ⅲ)显示与Zr-P_(Ⅲ)相同的平坦型稀土配分模式。显微结构和成分差异表明,Zr-A是由原生岩浆锆石溶解-再沉淀而来,其中Zr-A_(Ⅰ)、Zr-A_(Ⅱ)锆石形成于岩浆热液过渡阶段的晶体-熔体-流体相互作用,而Zr-A_(Ⅲ)为流体交代的产物。Zr-O形成最晚,它们的CL结构均匀且强度最高,含最低UO_(2),而HfO_(2)、Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量与原生岩浆锆石Zr-P相似,为热液成因。因此,卡鲁安富锂伟晶岩经历了岩浆、岩浆-热液过渡和热液多阶段演化,流体出溶后的晶体-熔体-流体相互作用活化早期锂辉石中的Li为伟晶岩晚期锂云母矿化(锂再富集)提供了重要物质条件。

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。

巴尔哲碱性花岗岩中的熔体和熔体-流体包裹体:岩浆-热液过渡的信息

熔体包裹体由被封存在矿物中的原始岩浆组成,有效的保存了有关其主矿物形成时周围岩浆介质的物理化学信息,是研究岩浆演化和成矿作用的原始样品。本文以内蒙古巴尔哲超大型稀有稀土金属矿床中伟晶岩壳和石英斑晶中的熔体包裹体和流体-熔体包裹体为研究对象,使用高温热台和激光拉曼进行分析。结果显示熔体包裹体的熔融温度在750～1027℃之间(平均为916℃),熔体-流体包裹体的均一温度在475～650℃之间(平均为562℃),而包裹体内的硅酸盐矿物和稀土矿物的存在表明巴尔哲岩体的岩浆-热液演化及其对稀有稀土矿化的制约。

南海扩张期岩浆流体对洋壳厚度的影响: 数值模拟

扩张期洋中脊热液循环系统的热排出与岩浆系统的热注入共同控制着洋壳厚度的生成,而岩浆流体是热液循环系统的流体成分之一,往往与下渗海水混合参与各圈层能量和物质传递,但其能量传递对洋壳厚度的影响机制目前还不清楚.利用有限元的数值模拟手段,对扩张期热液循环系统中岩浆流体与洋壳厚度的关系进行研究.结果表明:(1)相较于只有海水参与的对流循环,含有岩浆流体的热液循环造成的洋壳厚度的减薄量更大、热液喷口温度更高.(2)岩浆流体对洋壳厚度的二次减薄作用随其含量的增大而减弱,热液喷口温度随其含量的增大而升高.(3)南海岩浆水、地幔水含量和洋壳厚度的分布具有非均质性,东部次海盆的地幔水、岩浆水含量高于西南次海盆,前者的平均洋壳厚度也大于后者,并且在海盆残余扩张脊附近存在异常薄洋壳.结合模型结果分析认为,残余扩张脊附近的薄洋壳可能受到扩张期热液循环或后期岩浆流体的影响,而东部、西南次海盆的洋壳厚度差异可能是由于前者的岩浆流体含量高于后者而造成的.

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。

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。

滇黔桂地区不同成矿温度热液金矿床磷灰石矿物化学特征:兼论卡林型金成矿流体来源特殊性

滇—黔—桂地区是我国重要的金成矿区之一,分布有众多高温岩浆热液型金(铜)矿床和低温热液型金矿床,但这些矿床的成矿物质来源和形成过程仍存在争议。通过对高温岩浆—热液型金(铜)矿床(姚安金矿床和普朗金铜矿床)和低温卡林型金矿床(八渡和泥堡)中的热液磷灰石进行微量元素统计分析发现:高温富碱斑岩型金(铜)矿床中的磷灰石自形程度较好,具有较高的F和Cl含量,稀土元素呈轻稀土富集,重稀土亏损;相对而言,低温卡林型金矿床中产出的磷灰石自形程度较差,具有相对较低的F和Cl含量,稀土呈中稀土富集模式。另外,磷灰石δEu-δCe图解和球粒陨石标准化稀土元素配分模式揭示卡林型金矿床相对于岩浆热液型铜、金矿床具有更高的氧逸度。结合右江盆地辉锑矿稀土元素地球化学分析,认为磷灰石(包括萤石和方解石)中稀土(MREE)富集特征指示低温成矿流体可能与特殊的盆地基底岩石存在一定联系。综合分析认为:磷灰石在高温—中低温金矿床中具有独特的地球化学特征,能够有效揭示矿床类型及成矿流体演化过程。

胶东地区岩浆热液型金矿成矿流体演化与成矿预测

胶东地区岩浆热液型金矿的成矿作用不是一次完成的 ,成矿作用的多阶段活动不仅表现在矿石结构构造上 ,包裹体观测表明 ,在同一包体片中 ,甚至在同一石英颗粒上经常见有不同类型的原生包裹体。这表明成矿作用过程中深部上升的富含 CO2 热液与断裂内原地水频繁发生混合作用 ,即成矿流体是多次脉动式注入的。脉动式叠加矿化的找矿意义是成矿场的垂向迁移。即早期金矿化倾向于分布在浅部 ,随着时间的推移 ,成矿温度下降 ,在矿场向深部迁移 ,矿化深度增加。因此剖面上存在多个矿化富集段 ,富集段与贫化段相间分布。

岩浆-热液系统中铁的富集机制探讨

与岩浆-热液系统有关的铁矿类型有岩浆型钒钛磁铁矿床、玢岩铁矿、矽卡岩型铁矿和海相火山岩型铁矿,与这些铁矿有关的岩浆岩从基性-超基性、中性到中酸性岩均有,其中岩浆型钒钛磁铁矿床与基性-超基性深成侵入岩有关,形成于岩浆阶段,主要与分离结晶作用有关,但是厚大的富铁矿石的形成则可归结于原始的富铁钛苦橄质岩浆、分离结晶作用、多期次的岩浆补充以及流动分异等联合过程。钒钛磁铁矿石产于岩体下部还是上部与母岩浆的氧逸度有关:高的氧逸度导致磁铁矿早期结晶而使得其堆积于岩体的下部,相反,低氧逸度则导致低品位的浸染状矿石产于岩体的上部。虽然野外一些证据表明,元古宙斜长岩中的磷铁矿石可能是不混溶作用形成的,但是目前尚无实验证据。某些玢岩铁矿的一些磷灰石-磁铁矿石可能与闪长质岩浆同化混染了地壳中的磷导致的不混溶作用有关。除此之外,其他各类与岩浆作用有关的铁矿床均与岩浆后期的岩浆-热液作用有关。这些不同类型铁矿床的蚀变和矿化过程具有相似性,反映了它们形成过程具有相似的物理化学条件。成矿实验以及流体包裹体研究表明,岩浆-流体转换过程中出溶流体的数量以及成分受多种因素控制,其中岩浆分离结晶作用以及碳酸盐地层和膏盐层的混染可导致出溶的流体中Cl浓度的升高。早期高氧逸度环境可以使得硫以SO42-形式存在,抑制硫与铁的结合形成黄铁矿,有利于铁在早期以Cl的络合物发生迁移。大型富铁矿的形成需要一个长期稳定的流体对流循环系统,而岩浆的多期侵位或岩浆房以及在相对封闭的环境中(需要一个不透水层)一个有利于流体循环的断裂/裂隙系统是形成一个长期稳定的流体对流循环系统的必要条件。但是由于不同地质环境,流体中铁的卸载方式和位置会有明显差别,由此导致不同的矿石结构构造和不同的矿体产状。

紫金山地区斑岩-浅成热液成矿系统的成矿流体演化

本文从流体包裹体和热液矿物的年代学方面追踪了紫金山地区的斑岩 浅成热液成矿系统中成矿流体的演化过程和演化轨迹。研究表明,汇聚到岩体顶部的岩浆流体在10 4 .5Ma左右、6 5 0～5 5 0℃温度区间减压沸腾,形成的不混溶流体导致了钾硅酸盐化蚀变及初始Cu(Mo)矿化。其后流体继续向花岗闪长斑岩的外接触带上升运移和降温,在10 2 .5Ma左右、4 2 0～380℃区间,再次减压沸腾,分离出的富液相H2 O NaCl流体进一步与对流循环中的大气降水混合,导致体系的温度和盐度逐步降低,演化出绢英岩化蚀变及含铜硫化物矿化的流体。流体进一步向花岗闪长斑岩外接触带汇聚,在不同构造部位、不同时期分别氧化形成两种不同的流体:其一是在10 0Ma左右,流体到达花岗闪长斑岩顶面之上80 0～2 0 0 0m的火山岩穹部位,温度降至2 80～2 5 0℃时又一次减压沸腾和不混溶,不混溶流体进一步与对流循环中的大气降水混合,使之冷却、稀释和酸化,演化成酸性硫酸盐型浅成热液蚀变和Cu Au矿化的流体;其二是在94 .7Ma左右,形成绢英岩化后的流体侧向扩散到远离花岗闪长斑岩的大型低平火山洼地中,由于大气降水的大量注入,使其演化成为低盐度、较低的温度的H2 O NaCl体系,其沿不整合面附件的断裂 裂隙系统充填,形成冰长石石英细网脉及Ag Au矿化。

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。

岩浆到热液演化的包裹体记录--以骑田岭花岗岩体为例

骑田岭花岗岩是燕山期花岗岩早期多阶段侵入复式岩体,岩石化学的研究表明它是富碱的、高分异的A型花岗岩,形成于板内拉张的构造环境。在其第二阶段中细粒黑云母花岗岩内广泛发育着厘米级至米级似伟晶岩囊状体和石英晶洞,它们是富挥发份岩浆固结的产物,代表岩石形成过程经历了明显的岩浆-热液过渡阶段。包裹体显微岩相学研究在骑田岭黑云母花岗岩的石英中发现熔体-流体包裹体和流体包裹体共存,这一结果进一步证实骑田岭中细粒黑云母花岗岩中的似伟晶岩囊状体和石英晶洞是花岗质熔体在岩浆-热液过渡阶段的产物。显微测温结果显示,熔体-流体包裹体的捕获温度大于530℃,说明岩浆热液过渡阶段的温度不低于该温度;闪锌矿中流体包裹体的均一温度在285～417℃之间,盐度为11.7%NaCleqv,代表了成矿流体的温度和盐度;流体包裹体的均一温度为172～454℃,代表热液阶段流体的温度。从中细粒黑云母花岗岩到似伟晶岩囊状体再到石英晶洞,岩浆-热液体系经历了富挥份熔体→熔体+高盐度流体→高盐度流体→低盐度流体的完整演化过程,形成了CaCl2-NaCl-H2O-CO2体系的岩浆热液流体。包裹体岩相学及激光拉曼探针分析结果显示,在流体包裹体和多晶熔体-流体包裹体中含有长石、方解石、金红石及金属氧化物等子矿物,暗示其所捕获的流体具有较强的成矿能力。

岩浆热场与热液多金属成矿作用

岩浆热场指的是很短时间内一个局部地区出现的岩浆活动使该区域地热梯度明显上升,形成局部区域的瞬间热场。热场的规模通常很小,离岩体约几米至几千米。范围、规模和形状与侵入体的温度、成分、形态、大小、侵入深度以及流体、构造、围岩性质等有关。岩浆热场最重要的意义在于它是流体赖以上升的场所。岩浆热场不同于地热场的一个重要区别是,岩浆热场往往伴有流体的活动,是流体循环、上升、汲取地壳中有用金属元素的场所。文中讨论了岩浆热场与热液多金属成矿之间的关系,讨论了岩浆热场在岩浆热液矿床、热泉型矿床、热水沉积矿床以及变质热液矿床成矿过程中的作用。岩浆热场对于热液多金属成矿作用的影响是非常明显的,它从一个新的角度解释了成矿为什么是多金属、多成因、多来源等问题。文中强调指出,岩浆热场说解释了为什么大规模岩浆活动与大规模成矿作用密切相关,指出大规模岩浆活动产生的热效应不是1+1=2,而是1+1>2的效果。即它可以在一个局部范围内把岩浆热场从一个开放体系变为封闭体系,在这个封闭体系内,固岩可以达到更高的温度,热可以持续更长的时间,促进热场范围内流体的对流循环,使流体可以从围岩中汲取尽可能多的有用金属元素,起到单个岩浆无法比拟的效果。许多大型一超大型的多金属矿床即可能与这种作用有关。从热场说角度来看,大规模岩浆活动的成矿潜力几乎是无可限量的。文中还讨论了岩浆热场说的原理及应用中存在的问题,指出岩浆热场说与成矿的关系非常值得关注,它也许可以改变目前对成矿作用的某些固有认识,开拓出一个新领域。

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。

岩浆热液出溶和演化对斑岩成矿系统金属成矿的制约

岩浆热液过渡阶段对于与岩浆热液有关矿床的形成非常重要。以往的研究多侧重于岩浆结晶阶段和低于固相线的热液阶段过程和演化 ,但对于流体从熔体出溶到熔体最后固结过程的理解却很有限。基于流体包裹体冷热台研究、单个流体和熔体包裹体原位无损成分分析技术 ,并结合挥发份和成矿元素在共存相间分配的实验和质量平衡计算模拟 ,岩浆热液出溶和演化对金属成矿制约的研究取得了很大进展。文中从岩浆中挥发份的出溶和演化、成矿元素在岩浆热液过渡体系各相之间的分配、斑岩矿床成矿流体及与金属成矿的关系、浅成热液矿床成矿流体及与金属成矿的关系几个方面进行了阐述。研究表明 :( 1)岩浆熔体不仅含有足够的挥发性组分 ,而且出溶的挥发份能够被圈闭在流体包裹体中而成为岩浆出溶热液的实物证据。 ( 2 )挥发份和成矿元素不仅在岩浆熔体和出溶的溶液间分配 ,还将在熔体与盐水溶液、熔体与气相以及盐水溶液与气相间进行分配。Cu在岩浆蒸气中比在共存的熔体中要富集数百倍 ,而Cu ,As,Au(可能作为HS配合物 )则偏向于分配进入与液体相共存的蒸气相中。 ( 3 )成矿元素在熔体 /溶液间的分配系数受控于熔体中初始水含量与饱和水含量之比值和岩浆熔体与共存出溶水溶液的w(Cl) /w(H2 O)和w(F) /w(Cl)比值。 ( 4 )

关于岩浆热液矿床形成的几个问题──以斑岩型矿床为例

岩浆在其放气作用过程中能向地表释放出大量的金属元素，如Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｕ，如果存在适当的富集机制，从岩浆熔体中释放出来的成矿元素在一定的地质环境中聚集并沉淀就能够形成工业矿体。岩浆液态不混溶作用是导致分散于岩浆熔体中的成矿元素有效富集并最终形成工业矿体的重要机制。在封闭体系中，随岩浆结晶作用的进行，挥发性组分会在残余岩浆中不断聚集并最终析出而形成岩浆热液。Ｆ和Ｂ因易与Ｓｉ、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ等造岩元素结合而倾向于固定在熔体结构中，并在结晶作用发生时进入矿物晶格中，因此不易从岩浆熔体中析出而进入流体中。蚀变与矿化是两个独立的地质作用，尽管矿化与蚀变相伴生，但成矿作用的发生与否与蚀变作用没有本质上的联系。

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。

在岩浆热液流体和高度演化的花岗质岩浆之间氟和氯的分配

在0．5－5千巴、775－1000℃条件下，实验测定了水流体与细岗岩、黄玉流纹岩成分的熔融体之间F和CI的分配。F和CI的分配系数Di已经计算出来。DC1为0．8－85；然而，在典型的地质条件下，相对于含F花岗质熔融体来说，CI更强烈地分配进入水流体。由于流体和岩浆中的F减少而H2O^fl（流体中H2O／（H2O＋CO2）体积摩尔数）、温度、压力以及流体和熔融体中的CI增加，因此愈来愈有利于CI分配进入流体。在1000℃和2千巴条件下，CI有利于分配进入含F＞7wt%和CI≤1200ppm的细岗岩熔融体中。DF为0．2－1．0；但是相对于水流体来说，F在花岗质熔融体中更富集。由于压力及熔融体中的F、温度以及XH2O^fl减少，F在黄玉流纹岩熔融体中更强烈地富集。然而，在800℃和2千巴条件下，如果熔融体含F≥7wt%，那么相对于黄玉流纹岩熔融体来说，F有利于分配进入水流体。计算结果表明，如果岩浆中初始H2O、CaO和铁镁含量低，而所产生的水饱和压力高。那么在黄玉流纹岩岩浆及与克莱马克斯（Climax)型钼矿床有关的岩浆结晶作用的最后阶段，在岩浆以及共生的岩浆热液流体中可以出现F（＞4wt%)和CI（＞5000ppm)的极大富集。