胶东盘子涧金矿床成矿流体特征--来自包裹体、H-O同位素证据

盘子涧金矿床地处华北板块胶辽隆起区,栖霞—蓬莱金成矿带上。金矿的形成主要与区内控矿断裂——盘子涧断裂和中生代岩浆岩有关。为研究该矿床成矿流体性质及演化,并控讨矿床成因,对该矿床不同阶段的包裹体进行岩相学、显微测温、包裹体激光拉曼及H—O同位素分析研究。盘子涧金矿床成矿热液期可划分为4个成矿阶段,从早到晚分别是黄铁矿—石英阶段(Ⅰ阶段)、石英—黄铁矿(绢云母)阶段(Ⅱ阶段)、金—石英—多金属硫化物阶段(Ⅲ阶段)和石英—碳酸盐阶段(Ⅳ阶段)。其中Ⅱ、III阶段为主成矿阶段。不同成矿阶段的流体包裹体有3种类型,分别是富液气液两相盐水包裹体、含CO_(2)三相包裹体和纯液相包裹体。显微测温结果显示,成矿流体的完全均一温度介于142~348℃,主要集中于200~300℃,盐度介于4.44%~10.98%NaCl_(eqv)。石英的δD_(V-SMOW)值为-74.6‰~-68.5‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为+11.65‰~+13.92‰。显示成矿流体为中低温、低盐度的CO_(2)—H_(2)O—NaCl体系,来源于地幔,以岩浆热液为主,并伴有部分大气降水加入。矿床成因类型属石英脉型金矿。

湘东北万古金矿田江东金矿床成因——流体包裹体和H-O同位素制约

万古地区金矿床成矿流体的性质、来源和演化以及矿床成因类型尚存在争议。本次选择万古地区的江东金矿床,系统开展了不同阶段石英的SEM-CL分析、流体包裹体显微测温、激光拉曼光谱分析以及H-O同位素测试。流体包裹体测试结果表明,成矿流体由中温、中—低盐度的H_(2)O-NaCl-CO_(2)体系逐渐演化为中—低温、中—低盐度的H_(2)O-NaCl体系。H-O同位素测试结果表明:岩浆流体是主要的成矿流体来源,可能来源于燕山期的岩浆活动。金在成矿流体中主要以Au(HS)_(2)^(-)形式运移,流体不混溶作用和水—岩反应可能是金沉淀的主要机制。综合江东金矿床地质特征、流体包裹体特征和H-O同位素研究结果,认为其属于与岩浆活动有关的岩浆热液型金矿床。

太古宙花岗质岩石Si-O同位素对岩石成因和板块构造的约束

板块构造的起源是地球科学核心问题之一,而表壳物质循环是现代板块构造的重要表现之一,因此检验地球表壳物质循环起始时间是约束板块构造启动时间的重要切入点。近年来,岩浆岩的Si-O同位素联合示踪开始被用来约束太古宙构造环境,但由于大多太古宙样品经历了强烈的变质作用,Si同位素数据是否代表原岩信息需要进一步的评估;此外,Si同位素在高温岩浆分异过程中变化非常小,在分析精度不够高的情况下,其分析结果则很可能无法揭示其潜在的变化规律。本文结合当前地球早期构造环境研究进展以及Si-O同位素的应用情况:(1)重点总结介绍了太古宙花岗质岩石(主要包括英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩;简称TTG)的Si同位素应用原理,及应用Si-O同位素约束地球早期构造环境的优势;(2)分析了目前研究中存在的问题,并给出了具体的改进建议和方法;(3)进一步总结了太古宙TTG Si同位素和全球规模的O同位素,Ge/Si比值,及其他地质学和地球化学指标,确认了在大约3.8Ga开始有表壳物质再循环特征的出现;(4)最后依据当前的研究进展,提出了未来具体研究方向。

水体磷酸盐O同位素技术研究进展与发展前景

磷酸盐O同位素(δ18OP)技术是识别水体P源及探究P迁移转化过程的新工具。为全面深化对δ18OP技术及其应用范围的认识,提高δ18OP技术在P源识别及P迁移转化过程领域的应用水平,有力支撑我国水体治理及管理措施的精准施策,综述了水体δ18OP值测定方法的发展历程,明确了该技术在P源识别以及探究P迁移转化领域的应用进展,并展望了该技术的发展前景。现阶段δ18OP技术面临前处理方法繁琐、应用基础争议以及应用范围受限等问题,在内陆水体中的应用仍处于起步阶段,但发展前景广阔。δ18OP技术正朝方法简单化、便捷化的方向发展,未来该技术在大尺度δ18OP空间变化信息的收集、获取以及可视化、指标化等领域具有极大的发展前景。

Mo含量和Mo同位素对古海洋氧化还原环境演化的指示作用

目前大多数研究者认为太古代地球大气中缺氧，到2400-1800Ma的时候，大气中的氧含量有了巨大的增长，大气已经处于氧化环境（Canfield等，2000；Kasting，2001）。然而海洋从还原状态转变到以氧化为主的时间还有很大的争论（Arncld等，2004；Siebert等，2005）。

广西大厂矿田C、H、O同位素及成矿流体来源研究

桂西北南丹县境内的大厂矿田由锡石硫化物型锡多金属矿、夕卡岩型锌铜矿和热液脉型钨锑矿组成。通过系统研究大厂矿田不同矿化类型矿石以及围岩的C、H、O同位素组成,得出结果显示:从远离矿体无蚀变围岩→近矿蚀变围岩→矿体,δ13C平均值分别为0.88‰、-0.74‰、-7.09‰,δ18O平均值分别为22.58‰、16.00‰、14.42‰,δ13C值与δ18O值均表现出依次降低的特点;夕卡岩型锌铜矿、锡多金属矿和钨锑矿的δ18OH2O值与δD值的关系则显示,大厂矿田的成矿流体是具有多来源的。C、H、O同位素的组成特征表明,大厂矿田锌铜矿和锡多金属矿的成矿作用均与龙箱盖岩体有关,这为进一步探讨大厂矿田夕卡岩型锌铜矿、锡多金属矿、钨锑矿成矿流体来源及成矿热液的运移方向提供了参考资料。

湘西黔东地区铅锌矿床C、O同位素地球化学特征及其对成矿过程的指示

近年来湘西黔东地区铅锌矿产勘查成果显著,已发现矿床（点）200余处,铅锌矿主要产于寒武系—奥陶系碳酸盐岩地层中。通过对该地区典型铅锌矿床碳酸盐围岩和成矿期方解石的C、O同位素组成分析,结果表明：碳酸盐围岩的δ13CPDB值（-1.16‰～1.70‰,均值0.51‰）和δ18OSMOW值（18.56‰～22.42‰,均值21.04‰）变化范围较小,组成相对均一,在δ13CPDB-δ18OSMOW图上投影点位于海相碳酸盐岩区;而成矿期方解石的δ13CPDB值（-5.80‰～0.42‰,均值-1.18‰）比围岩略低,δ18OSMOW值（12.96‰～23.05‰,均值18.36‰）有明显的下降,在δ13CPDB-δ18OSMOW图上投影点主要位于上地幔区和海相碳酸盐岩之间。根据C、O同位素组成特征并结合前人研究成果,认为成矿流体中的C主要来源于碳酸盐围岩,S来源于地层中的膏盐层,Pb、Zn主要来源于下寒武统牛蹄塘组地层,成矿流体是一种高盐度的低温热卤水,它与碳酸盐围岩的水-岩反应和降温的耦合作用是该地区成矿期方解石和矿石矿物沉淀的主要机制。

黔西北天桥铅锌矿床热液方解石C、O同位素和REE地球化学

利用连续流动质谱和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对黔西北天桥铅锌矿床原生矿石中脉石矿物热液方解石C、O同位素组成和稀土元素含量进行了分析,结果表明热液方解石C、O同位素组成相对均一,不同标高方解石C、O同位素组成不具明显差别,其δ13CPDB和δ18OSMOW分别为-3.4‰～-5.3‰和14.7‰～19.5‰,在δ13CPDB-δ18OSMOW图上介于原始碳酸岩与海相碳酸盐岩之间。热液方解石总稀土元素含量较低(ΣREE=6.80×10-6～49.1×10-6),表现为轻稀土富集、Eu负异常的"M"型,其Eu/Eu*变化范围为0.30～0.55,与硫化物具有相似的稀土配分模式。根据热液方解石与蚀变围岩、远矿围岩及不同时代地层碳酸盐岩的C、O同位素组成和REE含量特征对比结果,结合前人研究成果,认为该矿床成矿流体具"多来源混合"特征,其中围岩碳酸盐岩为成矿流体提供了主要的C和REE来源,地层中膏岩海相硫酸盐岩为成矿流体提供了主要的S来源,而成矿流体中的水则主要为变质基底昆阳群等提供的变质水,并受到大气降水的影响。

西沙群岛新近纪白云岩形成条件的探讨:C、O同位素和流体包裹体证据

西沙群岛在下中新统上部、中—上中新统和上新统产三层白云岩、C、O 同位素测试结果表明,3层白云岩中,除第一层 X606号样品δ^(13)C 和δ^(18)O 为负值,分别为-1.71‰和-3.17‰外,其它样品δ^(13)C 和δ^(18)O 组成相似,均为正值,δ^(13)C 在0.80‰～3.16‰之间,平均为2.24‰;δ^(18)O 在0.56‰～5.23‰之间,平均为2.56‰。表明白云岩为准同生成因,与冰川事件引起的超浓缩海水有关。根据δ^(18)O 计算的海水盐度为34.52%～39.98%,平均为36.88%,温度为-8.80℃～14.89℃,平均为1.07℃。白云岩结构、矿物组成、包裹体类型和特征研究表明,白云石在后生成岩演化过程中,遭受埋藏成岩流体和热液流体的改造。根据包裹体测定,埋藏成岩流体盐度为2.07%～6.30%,平均为4.55%,温度为58.4℃～89.4℃,平均为72.8℃,密度为1.00～1.02g/cm^3,平均为1.01g/cm^3;热液流体盐度为0.53%～6.45%,平均为3.84%,温度为103.3℃～296℃,平均为155.6℃,密度为0.95～0.98g/cm^3,平均为0.96g/cm^3。测试结果表明,热液成分与地层水成分基本相同,大致与正常海水盐度相当或微咸。这说明岩浆作用主要为热液流体提供热量,并使地层水加热循环,而没有明显的物质成分供给。

运用H、O同位素资料分析地下热水的补给来源——以鲁西北阳谷-齐河凸起为例

通过对阳谷-齐河凸起地下热水的化学成分、同位素及其地热地质条件的分析,对这一地区的地下热水的补给来源进行了研究。本区地下热水的δD为-65‰～-80.67‰,δ18O为-9.2‰～-10.2‰,均分布在全球雨水线的附近,说明该区地下热水主要为大气降水成因。济南北地热田地下热水的补给高程为256m,此范围大致相当于济南南部山区及其以南的泰山北麓;聊城东地热田地下热水的补给高程为411m,此范围大致相当于泰山山脉及其周边的中山区。聊城东地热田地下热水的2H过量参数d明显低于济南北地热田,说明聊城东地热田地下热水的补给区比后者更远。

赣南西华山钨矿床的流体混合作用:基于H、O同位素模拟分析

赣南西华山钨矿床是我国典型的大型石英脉型黑钨矿矿床。H、O同位素的研究表明,该矿床δD值-43‰～-66‰,石英δ18O值2.3‰～13.2‰,对应的成矿流体δ18O值-8.7‰～7.6‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合流体。不同机制下矿物O同位素模拟计算表明,冷却、沸腾和混合作用所形成矿物的O同位素组成明显不同,不同矿化阶段矿物O同位素值的投影点与冷却和沸腾演化曲线相差甚远,而与混合演化曲线比较吻合。冷却或沸腾不是西华山钨矿床成矿流体演化的主要过程,岩浆水与大气降水的混合可能才是导致钨矿化的主因。

花岗岩型热液铀矿床C,O同位素研究——以粤北下庄铀矿田为例

下庄矿田是华南重要的热液铀矿产区,区内控矿条件复杂。研究选取下庄矿田部分矿床内热液碳酸盐样品并测定其C,O同位素组成:测定矿田北部的1δ3CPDB为-7.6‰^-8.4‰,1δ8CSMOW为12.1‰~13.2‰,而矿田南部测波动范围较大1δ3CPDB则为-3.1‰^-8.5‰,δOSMOW为10.4‰~14.1‰。进一步研究结果表明,成矿流体中矿化剂ΣCO2主要来源于中新生代与区域深大断裂有关的幔源脱气作用,同时伴有壳源有机碳来源;成矿同时期伴随的强烈流体脱气(CO2)作用对矿质沉淀至关重要。

云南会泽超大型铅锌矿床C、O同位素地球化学

云南会泽超大型铅锌矿床规模大、品位富、伴生有用元素多,预示其成矿环境较为特殊。本文分析该矿床矿石中脉石矿物方解石和赋矿碳酸盐地层的C、O同位素组成,结果表明矿石中脉石矿物方解石的C、O同位素组成相对均一,不同矿体(不同标高)、不同产状以及相同矿体不同产状方解石的C、O同位素组成不具明显差别,其δ13CPDB值和δ18OSMOW值分别为-2.1‰～-3.5‰(均值-2.8‰)和16.7‰～18.6‰(均值17.7‰),在δ13CPDB-δ18OSMOW图上集中于岩浆碳酸岩与海相碳酸盐岩之间的狭小范围内。多方面的证据表明:矿床成矿流体为壳-幔混合流体,其中壳源组分可能主要由矿区(或区域)碳酸盐地层提供,而幔源组分则可能与区域大面积峨眉山玄武岩岩浆活动过程中的去气作用有关。

阿尔泰造山带南缘镁铁质—超镁铁质杂岩体的Sr、Nd、O同位素地球化学及其源区特征探讨

对阿尔泰造山带南缘喀拉通克和锡泊渡两个杂岩体的Sr—Nd-O同位素研究表明，两个杂岩体的同位素特征相似，均具有低的（^87Sr／^86Sr），和高的εNd（t）值（6．3～9．1），表明其来源于亏损的软流圈地幔，但是其δ^18O值（‰）大多大于6（5．4～10．2），表明有地壳物质的加入。Sr和O同位素表明，这种地壳物质的混入主要是源区的混入。根据Nd同位素模式年龄以及区域构造演化特征，可能是混入有早期俯冲的洋壳（可能是早古生代）的亏损地幔熔融的结果。然而，与锡泊渡杂岩体不同的是，喀拉通克杂岩体局部还经历了上部地壳的混染作用。此外，额尔齐斯深大断裂南北两侧镁铁质-超镁铁质杂岩体源区特征的相似性可能暗示了该断裂可能不是阿尔泰造山带和准噶尔造山带的分界线。

湘西花垣地区铅锌矿床C、H、O同位素特征及其对成矿流体来源的指示

湘西花垣地区铅锌矿床是铅锌矿资源储量超过千万吨的世界级超大型矿床之一。对该矿床主矿化期的方解石和闪锌矿进行了系统的C、H、O同位素研究。分析结果显示,花垣地区铅锌矿床主成矿期方解石样品的δ^(13)C_(PDB)值范围为-2.71‰~1.21‰,δ^(18)OSMOW值范围为16.09‰~22.48‰,团结、李梅、土地坪、蜂塘和大石沟各铅锌矿床中主成矿期方解石的13C、18O同位素依次表现出逐渐降低的特征,在δ^(18)O_(SMOW)-δ^(13)C_(PDB)图上主要介于原生碳酸盐岩与海相碳酸盐岩之间,该地区铅锌矿床成矿流体中的碳主要来源于海相碳酸盐岩的溶解作用。花垣矿区围岩的δ^(13)C_(PDB)值范围为0.15‰~1.17‰,δ^(18)O_(SMOW)值范围为19.79‰~23.89‰,指示沉积成因海相碳酸盐岩的特征。方解石和闪锌矿样品中流体的δD_(SMOW)变化于-91.1‰^-15‰之间,δ18Ofluid变化范围为-4.1‰~9.25‰,在矿区范围内流体的迁移方向是由北向南,δ^(18)O_(fluid)-δD_(SMOW)图显示,矿床成矿流体的主要来源是建造水和大气降水。成矿流体与围岩间的水-岩反应是导致湘西花垣地区铅锌矿床中方解石和闪锌矿矿物发生沉淀的主要机制。

中国大陆科学钻探(CCSD)HP-UHP变质岩中石英脉流体包裹体δD-δ^(18)O同位素组成及其意义

流体包裹体δD-δ18O同位素测定显示CCSD石英脉具有较稳定的氢同位素(δD=-97‰--69‰)和相对较低且变化较大的氧同位素组成,其矿物δ18O为-1．9‰～9．6‰,相应流体的δ18O为-11．66‰-0．93‰,说明其变质岩围岩在板块俯冲前曾在地表与大气降水发生过程度不同的水／岩反应,而石英脉继承了其各自寄主变质岩的δ18O组成;在CCSD纵向上,石英脉的δ18O同位素组成出现“∑”型变化,分别在900m-1．500m和2700m出现极低值,而在1770m和4000m出现高正值,说明CCSD变质岩原岩在俯冲前与大气降水间的水／岩反应受到局部侵入的岩浆岩带来的高温和构造空间的控制; CCSD中石英脉δ18O在纵向上的变化基本同步于其寄主围岩变质矿物的δ18O组成变化,说明石英脉与其他变质矿物一样,也经历了HP,甚至UHP变质,但其主体应形成于板块折返过程中HP-UHP岩石的减压重结晶及退变质;CCSD石英脉、东海地表石英脉或水晶矿的δD-δ18O同位素值分布的不均一性,说明HP-UHP岩石在板块折返及其后退变质中释放出的流体活动范围有限,没有经历大规模的流动或迁移。东海水晶的流体包裹体δD-δ18O组成与CCSD石英脉相似,显示它们的成因基本一致,主要形成于晚三叠世板块折返过程。

应用~2H、^(18)O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定

采集2个不同深度包气带土壤水2 H、18 O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2 H、18 O示踪的方法,研究了华北山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m为取样间隔,δ2 H、δ18 O值可以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2 H、δ18 O值随着埋深的增大出现周期性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2 H、δ18 O值显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18 O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。

湖南柿竹园矿田柴山铅锌矿床的C、O同位素组成及其研究意义

研究了柿竹园矿田柴山铅锌矿床早、晚期方解石的C、O同位素组成,并对C、O同位素组成之间明显的正相关关系进行了CO2去气、流体混合与水-岩反应的理论模拟。结果表明,该矿床方解石的形成主要是由成矿流体与围岩发生水-岩反应及温度降低造成的,另外大气降水的加入也起到一定的作用。成矿流体中的可溶性碳以H2CO3为主,早期成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-2.5‰和+4‰,晚期成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-1‰和+6‰,并且在成矿过程中一直有中生代大气降水的加入。

攀西宁南地区上震旦统灯影组麦地坪段C、O同位素特征和震旦系/寒武系界线的划分

对上震旦统灯影组麦地坪段的C、O同位素组成进行了分析,并根据δ13C值在剖面上的变化特征,讨论了该地区震旦系/寒武系的界线。结果表明,麦地坪段白云岩δ13C值在-3.19‰～2.86‰之间,平均值为0.10‰;δ18O值在-10.75‰～-5.17‰之间,平均值为-7.82‰。在剖面上δ13C值出现了有规律的变化,剖面下部2～21层,δ13C值均为正值,在0.04‰～1.68‰之间,平均值为0.92‰;上部23～32层,δ13C值均为负值,在-3.19‰～-1.42‰之间,平均值为-2.13‰,δ13C值存在一个显著的负漂移,变化高达4‰。麦地坪段白云岩δ13C值的变化特征与国内外同期地层非常相似,具有全球可对比性,可作为震旦系/寒武系划分的地球化学标志。

新疆伊宁县塔北铅锌矿床地质特征和S、Pb、C、O同位素组成

塔北铅锌矿床是西天山吐拉苏盆地中新近勘查成功的一个重要热液型铅锌矿床。矿体赋存于晚泥盆世-早石炭世大哈拉军山组第五岩性段酸性凝灰岩中，受断裂构造控制。矿石硫化物的δ34 S值介于0.5‰～7.3‰，估算获得成矿流体的总硫同位素值δ34 S∑S约2.7‰，具岩浆硫的特征。晚期石膏的δ34 S值为4.7‰～5.3‰，表明石膏可能是火山热液中的SO2发生歧化反应或火山喷发带出的H2 S挥发分在近地表的氧化环境中反应生成的。矿石铅同位素组成十分稳定，并与大哈拉军山组火山岩的铅同位素组成相似，指示成矿物质来源于赋矿火山岩。碳、氧同位素组成指示成矿流体中碳主要来源于深部岩浆。塔北铅锌矿床可能属于矿化较深的浅成低温热液型矿床。