不同采样装置及储存时间对非烃气体碳、氢、氧同位素的影响

以CO2和H2为例,探讨了常见的几种气体采集装置对于非烃类气体采集、储存过程中碳、氢、氧同位素的影响。采集装置包括高压钢瓶、锡箔纸袋、玻璃瓶,其中玻璃瓶分为蒸馏水封存和饱和食盐水封存2种,实验时间为样品采集后96 h以内。整个时间段测试结果显示:对于CO2碳同位素和H2氢同位素而言,采样装置的选择和储存时间的长短对碳、氢同位素的测定影响不大,而对于CO2氧同位素,在最初的5 h内,无介质参与时所采集的样品氧同位素基本保持恒定,有介质参与时,受介质的影响,整个测试过程中氧同位素持续变化从而无法获得准确的氧同位素比值,故建议通过现场测定的方式来获取CO2氧同位素。以上实验结果可为科研人员采集非烃类气体样品时提供参考和借鉴。

内蒙古白乃庙铜矿床稳定同位素地球化学特征及其地质意义

内蒙古白乃庙铜矿床位于中亚造山带温都尔庙加里东增生带铜多金属成矿带,矿床包括南、北两个矿带,南矿带矿体产于白乃庙组绿片岩中,北矿带矿体主要产于加里东期花岗闪长斑岩体内。成矿作用大致分为早、中、晚3个阶段,分别以石英-黄铁矿,石英-黄铜矿、辉钼矿,石英、方解石-方铅矿、闪锌矿组合为标志。同位素测试结果显示:石英流体包裹体中的δ18OH2O值在-3.2‰~5.5‰之间,δD变化范围为-94.2‰^-69‰,随着成矿作用的进行,δD基本不变,δ18OH2O逐渐降低;热液方解石的δ13CPDB为-5.4‰^-2.4‰,δ18OSMOW为-3.1‰~10.9‰,随着成矿作用的进行,δ13CPDB基本不变,δ18OSMOW逐渐降低;硫化物的δ34S值变化范围为-0.6‰^-6‰,显示出幔源硫的特征。碳、氢、氧、硫同位素显示南、北矿带不同成矿阶段流体主要来自岩浆系统,且南、北矿带间没有明显差异,但南矿带流体显示有更多大气降水和壳源物质的加入。结合矿床地质特征分析,认为在加里东期古洋壳经俯冲作用发生部分熔融形成花岗闪长岩岩浆,并沿着裂隙上升到浅部,带来成矿物质,对原始矿源层的成矿物质进行活化富集,在白乃庙岛弧带形成白乃庙斑岩铜矿床。

陕西陈家坝铜铅锌多金属矿床C、H、O、S、Sr同位素地球化学示踪

陈家坝铜铅锌多金属矿床为近年来在陕西勉(县)-略(阳)-宁(强)铜金镍矿化集中区新发现的铜铅锌多金属矿床。为了查明陈家坝矿床成矿物质来源,笔者开展了系统的C、H、O、S和Sr同位素地球化学研究。结果表明,陈家坝矿区的围岩的δ^(13)CPDB值范围-0.93‰～1.44‰,平均值为0.35‰,δ^(18)OV-SMOW值范围14.14‰～27.49‰,平均22.1‰,为沉积成因海相碳酸盐岩。脉石矿物白云石的δ^(13)CPDB范围在-0.53‰～-0.89‰,δ^(18)OV-SMOW值范围12.12‰～13.23‰,指示成矿流体中的CO_2主要来自岩浆水,少量CO_2来源于围岩海相碳酸盐岩的溶解作用。成矿流体中δD值范围-91‰～-72‰,δ^(18)OH矿流体以岩浆流体为主。成矿流体与围2岩的水-岩反应是导致该区铜铅锌2矿床中白云石和黄铜矿、闪锌矿和方铅矿矿物沉淀结晶的主要机制。矿石金属硫化物δ34S值范围4.88‰～8.90‰,平均值为7.37‰,介于岩浆硫与海水硫之间,且与矿集区内典型的徐家沟铜矿床矿石矿物δ34S变化区间重叠,表明硫主要来自于岩浆硫,部分硫来自海水硫酸盐。矿石中黄铁矿的初始锶同位素比值87Sr/86Sr比值为0.72,高于赋矿围岩锶同位素比值,接近大陆地壳的87Sr/86Sr比值(0.719),指示了成矿流体流经了雪花太坪组地层,并与其中具有高87Sr/86Sr比值的白云岩进行水岩反应及同位素交换。

随县黄家沟—尖水田钼矿床稳定同位素特征及其意义

随县黄家沟—尖水田钼矿床处于东秦岭钼矿聚集区和西大别钼矿聚集区之间的桐柏造山带内,矿体赋存于随县北部桐柏山隆起带的桐柏杂岩中呈条带状、透镜状分布的表壳岩内。通过对钼矿石中的黄铁矿硫同位素的测试分析及钼矿石中石英包裹体内的C、H、O同位素组成的分析,认为硫同位素δ34S值变化范围在0.6‰~3.2‰,平均值为2.1‰,组成变化范围窄,接近"陨石硫";钼矿石中石英包裹体的δ^(13)C_(V-PDB)介于-25.2‰^-10.4‰,δ^(18)O_(V-SMOW)介于6.6‰~11.4‰,δD值介于-72.7‰^-59.1‰。表明钼矿成矿物质来源于深部,成矿流体为岩浆水与大气降水的混合产物,稳定同位素组成范围与东秦岭钼矿带中主要的斑岩型钼矿床、大别山北麓钼矿床来源基本一致,而矿区内出露的花岗岩体则与钼的成矿作用关系不大,推测成矿流体可能与隐伏花岗岩体有关。

双王角砾岩型金矿床地质地球化学及成矿机制

文章在对双王角砾岩型金矿床地质特征进行简要描述的基础上 ,探讨了含金角砾岩体的成因 ,系统地研究了流体包裹体的特征和矿石碳、氢、氧同位素的组成。结果表明双王金矿床成矿流体以富CO2 、高温、中低盐度为特征 ,碳明显具有深源 (幔源 )特征 ,而成矿流体以典型岩浆水为主 ,混入有一定程度的变质水 ,在成矿作用晚期可能有大气降水加入到成矿系统中。结合区域地质构造背景和成岩成矿年代资料 。

新疆阿尔泰巴特巴克布拉克铁矿床成矿作用研究

巴特巴克布拉克铁矿床赋存于上志留-下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中，近矿围岩为石榴子石矽卡岩、角闪斜长变粒岩和浅粒岩。矿体总体顺层分布，呈似层状、透镜状及不规则状，空间上与矽卡岩密切相关。流体包裹体研究表明，矽卡岩阶段形成的石榴子石中发育纯气体包裹体、气体包裹体、液体包裹体、含子矿物包裹体及熔融包裹体；退化蚀变阶段发育液体包裹体和少量气体包裹体；石英-硫化物阶段主要发育液体包裹体、含液体CO2的三相包裹体及少量纯气体包裹体、气体包裹体和含子矿物包裹体。矽卡岩阶段均-温度变化为217℃～499℃，在255℃出现峰值，盐度（NaCleq）变化为8．68％～22．65％；退化蚀变阶段均-温度变化为181℃～432℃，在225气出现峰值，盐度变化为12．85％～22．65％；石英-硫化物阶段均一温度变化为140℃～482℃，在155℃出现峰值，盐度变化为0．18％～42．40％。石榴子石、石英和方解石的δ18OSMOW变化为1．8‰-7．1‰，δ18OH2O为-4．79‰～4．57‰，δDSMOW为-128‰--84‰，表明矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水，混合少量大气降水；石英-硫化物阶段大气降水所占比例明显增加。方解石δ13CV-PDB变化为-3．2‰—-2．0‰，表明流体中的碳来自深部或地幔。

准噶尔北缘老山口铁铜金矿床成矿流体及成矿机制

老山口铁铜金矿床位于准噶尔北缘,铁铜金矿化主要呈块状、团块状、脉状、角砾状、细脉浸染状产于闪长(玢)岩和玄武质火山岩的接触带中。矽卡岩阶段石榴子石以发育熔融包裹体和流体包裹体为特征,退化蚀变阶段绿帘石主要发育液相包裹体,石英-硫化物-碳酸盐阶段的方解石主要发育液相包裹体、含子矿物包裹体和含CO2三相包裹体。早期矽卡岩阶段流体包裹体均一温度变化于205~550℃及大于550℃,主要集中在220~470℃和大于550℃,盐度w(NaCleq)介于7.02%~17.96%,峰值为7.5%和16%,密度为0.60~1.00 g/cm3。退化蚀变阶段,均一温度变化于212~510℃,峰值为220℃,盐度w(NaCleq)介于6.16%~21.04%,密度为0.60~0.95 g/cm3。石英-硫化物-碳酸盐阶段,均一温度变化于150~380℃,在160℃和220℃出现峰值,盐度w(NaCleq)介于13.4%~18.47%,密度为0.75~1.10 g/cm3。石榴子石和方解石的δ18OSMOW值为5.2‰~17.8‰,δ18O水值为-2.4‰~3.5‰,δDSMOW值变化于-144.0‰^-84.0‰,表明成矿流体主要为混合的岩浆水和大气降水。方解石的δ13CPDB值变化于-6.8‰^-3.5‰,δ18OSMOW值为11.6‰~17.8‰,暗示成矿流体中碳主要来自闪长质岩浆,少量来自碳酸盐岩。黄铁矿δ34S值集中在0~3‰,结合稀土元素特征,表明硫主要来自于与矿体空间关系密切的闪长质岩浆。结合野外地质特征,认为铁矿成矿作用与矽卡岩的退化变质作用有关。

安徽铜陵凤凰山铜矿床成矿流体特征研究

本文以凤凰山矽卡岩型铜矿床为例,通过对成矿流体特征研究以及碳、氢、氧、硫、铅同位素分析,探讨成矿流体性质、成矿流体来源以及成矿物质来源。凤凰山铜矿床透辉石、石榴子石、石英和方解石中普遍发育流体包裹体,其类型为液体包裹体、气体包裹体和H2O—CO2三相包裹体。气液固相成分的激光拉曼探针分析,流体包裹体液相以H2O为主,气相以为CO2、H2O、N2、CH4为主。流体包裹体的均一温度和盐度显示成矿流体演化经历了的3个不同阶段,反应了成矿流体从高温度、高盐度向低温度、低盐度的持续演化过程,与成矿作用阶段基本对应,降温、流体沸腾是导致流体中巨量铜元素卸载的主要因素。石英和方解石中的氢、氧同位素组成表明成矿流体以岩浆热液为主,成矿晚期混有少量大气降水。黄铁矿中的硫同位素(1.8‰～2.9‰)具有幔源硫的特征。方铅矿中的铅同位素具有岩浆热液特征,表明凤凰山铜矿床中成矿元素来自上地幔。

湘西北花垣矿集区铅锌矿床成矿流体来源及矿床成因

湘西北花垣矿集区位于扬子地台东南缘,是湘西-鄂西成矿带上最典型的超大型铅锌矿床所在地.通过对花垣矿集区典型铅锌矿床流体包裹体显微测温、成分分析及C、H、O同位素研究,结果表明,该区铅锌矿床闪锌矿与方解石中流体包裹体的均一温度范围集中在120~200℃,盐度范围集中在8%~20%NaCl_(eqv).流体中液相离子成分主要为Ca^(2+)、Na^+、Mg^(2+)、SO_4^(2-)、Cl^-,气相成分主要为H_2O、N_2和CO_2及少量的CO、CH_4和H_2.流体的δDSMOW值范围为-60.4‰^-33.0‰,δ^(18)O流体值范围为3.8‰~9.2‰.以上流体包裹体和稳定同位素分析结果表明,花垣矿集区铅锌矿床的成矿流体具有热卤水的性质,主要来源于建造水和大气降水.成矿期方解石的δ^(13)CPDB值范围为-4.89‰~0.57‰,δ^(18)OSMOW值范围为13.37‰~21.73‰,略低于碳酸盐围岩,说明成矿流体中的碳主要来源于碳酸盐围岩的溶解作用.矿石沉淀机制可能为两种流体的混合,即来自深部的富含金属物质的热卤水与富含有机质和硫酸盐的建造水及下渗大气降水的混合导致了铅锌矿石的沉淀.对地质和地球化学资料的综合结果表明,花垣矿集区铅锌矿床属于密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床.

论地幔流体参与大水金矿成矿的可能性

通过对大水金矿时空分布及元素地球化学特征的分析研究,探讨了地幔流体参与大水金矿床成矿的可能性。大水金矿属于川甘陕"金三角"矿集区的一个组成部分,在时空分布上受深大断裂、壳幔混合源岩浆岩的控制,是西秦岭地区勘查发现的大型金矿床之一。研究表明,矿石及贯穿于整个成矿过程中的方解石脉的稀土配分模式总体具相对富集轻稀土的特征。流体包裹体显微测温显示矿床的成矿温度范围为105℃~400℃。包裹体(方解石)气相成分主要为CO2和H2O,液相成分中阳离子以K+为主,Na+次之;阴离子以SO42-为主,Cl-次之。矿物黄铁矿的δ34 S为-1.8‰^+4.1‰,平均值+2.4‰,反映成矿流体中硫部分来源于地幔。热液方解石的碳、氢、氧同位素组成反映成矿流体既有来自地幔的流体,也有来自岩浆岩、地层的流体,还有明显大气降水的加入。硅化灰岩矿石及硅质岩矿石的硅同位素组成具深部或岩浆热液和热水来源的特点,其氧同位素组成具火成石英来源的特点。矿石铅与矿区岩石铅(灰岩和脉岩)的铅同位素组成比较相近,在铅同位素构造模式图及Δγ-Δβ成因分类图解中,铅属壳幔混合铅。综上可知,矿床在成矿作用过程中存在地幔流体活动。