壳幔混染成矿机制的流体包裹体证据—以滇西老王寨金矿为例*

深部地质过程的流体包裹体示踪显示,老王寨金矿床含矿石英中Na Cl-H2O包裹体和CO2-H2O包裹体发育,含矿热液从成矿前阶段→成矿阶段→成矿后阶段,其均一温度、成矿压力、盐度与侵位深度变化依次表现为226.2~374.9℃→173.1~251.1℃→107.2~170.9℃、(827~1 084)×105Pa→(711~736)×105Pa→(410~460)×105Pa、9.208%~9.857%→4.496%~4.651%→2.736%~4.651%和3.19~4.18 km→2.74~2.84 km→1.59~1.78 km。综合研究表明,矿区初始含矿流体主要为含CO2的地幔流体,随着成矿作用的进行,含矿热液温度、压力、盐度和侵位深度不断降低,导致成矿流体由高温熔浆性质向低温热液性质演变,从而表现出壳幔混染特征。这一深部地质演化过程反映,高温高压的含矿地幔流体,在参与成矿过程中,与地壳岩石相互作用,引发交代蚀变及壳幔物质混染叠加成矿。     

相山矿田居隆庵铀矿床成矿物理化学条件分析

目的了解相山矿田居隆庵铀矿床成矿物理化学性质及其背景。方法应用岩石化学及铷、锶、硫、氧等同位素地质及包裹体研究方法。结果含矿主岩碎斑熔岩岩石形成的初始岩浆起源于上地幔,在上升过程中混染并重熔了地壳组分;成矿热液起源于深部岩浆热液,在沿构造上升过程中混合了浅部地下水溶液,形成了一种混合热液。结论成矿热液物理化学性质为弱酸、弱还原性的中低温热液,成岩成矿物质既来源于深部(上地幔),又有浅部物质的混合。     

河南省新县姚冲钼矿床成因机制研究

在详细的野外地质工作基础上,通过含矿石英中的流体包裹体,矿石硫、铅同位素,含矿石英氢、氧同位素等研究,探讨姚冲钼矿床成矿物质来源和形成机制.显微观察表明流体包裹体可分为LH2O+VH2O两相水溶液包裹体(Ⅰ型)、LH2O+LCO2+VCO2三相水溶液包裹体(Ⅱ型)和含子矿物的LH2O+LCO2+VCO2+S四相水溶液包裹体(Ⅲ型)三种类型;流体包裹体均一温度介于190℃~384℃(含子晶介于322℃~513℃)之间,盐度介于1.62wt%~13.18wt%NaCl eq之间;流体包裹体激光拉曼组分分析显示:Ⅰ型包裹体主要为H2O并含有少量CO2,Ⅱ型和Ⅲ型包裹体主要为H2O和CO2;计算密度介于0.641~0.965g·cm-3之间,估算最大成矿深度约2km.矿石硫同位素δ34SV-CDT值介于-2.89‰~-0.30‰之间,均值为-1.78‰.矿石铅同位素206 Pb/204 Pb比值介于16.363~17.344之间,均值为16.757;207Pb/204Pb比值介于15.298~15.473之间,均值为15.368;208Pb/204Pb比值介于37.324~37.854之间,均值为37.539.含矿石英的δDSMOW值介于-79.80‰~-64.30‰之间,均值-70.20‰;δ18 OH2O值介于1.24‰~3.08‰之间,均值2.07‰.以上研究表明姚冲钼矿床形成于中高温浅成环境,成矿物质主要来源于下地壳溶融形成的岩浆,可能混有少量的地幔物质;成矿流体以岩浆水为主,混有大气降水,混合作用是矿床形成的主要机制.     

吉林省老岭成矿带南岔和荒沟山金矿床成因

探讨吉林省老岭成矿带南岔和荒沟山金矿床成矿流体来源、成因类型并建立区域成矿模式。对矿床进行了流体包裹体、稳定同位素等方面研究,结果显示南岔金矿发育含CO_2三相包裹体和气液两相包裹体,为NaCl-H_2O-CO_2体系,成矿流体为中温、低盐度、低密度、中压和中成深度特点;荒沟山金矿发育气液两相包裹体,为NaCl-H_2O体系,成矿流体为中低温、低盐度、低密度、中低压和中浅成特点。南岔金矿石δ~(34)S为-9.8‰～1.1‰,荒沟山金矿石δ~(34)S为1.8‰～14.3‰,体现深源硫和地层硫特征;铅同位素显示矿床铅来自地层和岩浆;碳、氢、氧同位素显示矿床流体主要为幔源流体。结合区域地质资料,认为二者形成于燕山晚期,为中(低)温热液脉型金矿,形成于古太平洋板块向华北板块俯冲的构造背景下。     

四川冕宁牦牛坪稀土矿床流体包裹体中发现含锶和轻稀土的子矿物

四川牦牛坪矿床为地质特征独特的大型稀土矿床.流体包裹体研究表明在萤石、石英、方解石中存在大量含子矿物的多相包裹体.扫描电子显微镜/能谱分析(SEM/EDS)查明,子矿物种类繁多,除常见的石盐、重晶石、石膏等子矿物外,还发现有含锶矿物(天青石、菱锶矿)、磷灰石和轻稀土矿物的子矿物.含锶子矿物和轻稀土子矿物的大量产出表明成矿流体为富Sr、Ba、轻稀土的流体,而且与英碱正长岩有关.     

广西大福楼锡多金属矿床成矿流体特征

通过流体包裹体岩相学和显微测温学等分析,研究大福楼矿床成矿流体的性质及其演化。研究结果表明:大福楼锡矿共发育6种类型的流体包裹体,即Ⅰ型(单相气相包裹体)、Ⅱ型(单相盐水溶液包裹体)、Ⅲ型(两相富蒸汽包裹体)、Ⅳ型(两相富液体包裹体)、Ⅴ型(含CO2相包裹体)以及Ⅵ型(含NaCl子矿物包裹体)。流体包裹体的均一温度为120~430℃,主要的成矿温度为120~145℃和380~430℃。流体包裹体盐度变化不大,介于17.00%~22.00%之间,属于高盐度流体,具有岩浆热液的标志;流体密度为0.158~1.105 g/cm3,压力为12.0~65.0MPa,属于中高压力的成矿流体。大福楼锡多金属矿床的成矿流体与大厂矿田其他矿床具有很好的一致性,表明其可能相似的来源与演化。     

粤北内洞钨钼多金属矿床流体包裹体地球化学特征

含矿石英脉中的石英发育气液两相原生流体包裹体,成矿流体属低盐度盐水溶液,成矿期石英流体包裹体的均一温度指示:该区钨钼多金属成矿作用主要发生在高中温阶段。并估算得出流体包裹体所代表的主要成矿压力范围为36.35~102.58 MPa,成矿的相应深度范围为2.69~8.37Km,属于典型的中浅成成矿环境。成矿流体为Na2SO4-NaCl-H2O体系。     

安徽省池州市马头钼矿床成矿流体特征和矿床成因

安徽马头钼矿床位于长江中下游成矿带的安庆-贵池矿集区内,矿体主要赋存在花岗闪长斑岩中,其矿化类型由浅部石英脉型和深部细脉浸染型矿体组成.其中,浅部蚀变以绢英岩化和青磐岩化为主,钾化和碳酸盐化相对较弱,深部蚀变主要为强钾化和少量硅化.成矿流体研究结果表明,该矿床浅部主要为Ⅰ型水溶液包裹体,而深部则包含Ⅰ型水溶液包裹体、Ⅱ型富CO_2包裹体和Ⅲ型含CO_2包裹体.浅部Ⅰ型包裹体均一温度集中在224℃~283℃,盐度在3.8wt.%~7.6wt.%NaCl之间;深部Ⅰ型和Ⅱ型包裹体均一到液相,其均一温度分别集中在263℃~316℃和311℃~331℃,盐度分别为5.1wt.%~10.3wt.%NaCl和0.6wt.%~2.0wt.%NaCl,Ⅲ型包裹体均一温度为335℃~362℃,盐度为2.7wt.%~6.7wt.%NaCl.深部大量Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型包裹体共生在同一石英颗粒中,均一温度相近,均一方式不同,表明深部细脉浸染型成矿作用过程中可能有流体不混溶作用发生,导致CO_2逃逸,流体性质改变致使Mo等成矿物质的沉淀.本研究发现NaCl-H_2O-CO_2体系流体不混溶为马头钼矿床属于斑岩型矿床提供了新的地质地球化学证据.     

云南老王寨金矿床深部地质过程的流体包裹体与稀有气体同位素示踪

云南老王寨金矿床流体包裹体研究表明:含金石英脉中流体包裹体类型主要为NaClH2O型和CO2-H2O型;成矿前阶段(Ⅰ)均一温度集中在300.0~350.0℃,盐度(NaCl质量分数)介于9.209%~9.856%,成矿压力变化于82.7~108.4 MPa,侵位深度约为3.18~4.17km;成矿阶段(Ⅱ)均一温度主要在195.0~225.0℃,盐度介于4.495%~4.650%,成矿压力变化于71.1~73.6 MPa,侵位深度为2.73~2.83 km;成矿后阶段(Ⅲ)均一温度在106.8~171.1℃,盐度介于2.737%~4.650%,成矿压力变化于41.0~46.0 MPa,侵位深度约为1.58~1.77 km。稀有气体同位素测定显示:成矿流体3He/4He比值平均为0.461 4 Ra,居于地壳与地幔的特征值之间;40Ar/36Ar和38Ar/36Ar平均值分别为341.8和0.206 75,居于地球大气与MORB或OIB的特征值之间;129~136Xe/130Xe比值与大气比值相比,均表现出有过剩的特征。综合研究表明:温压较高的含CO2深部热液将金属元素向浅部运移,随着温度和压力的降低,加上CO2的逃逸,导致溶液过饱和,金与黄铁矿等硫化物沉淀下来形成矿床,呈现出从成矿前阶段(Ⅰ)→成矿阶段(Ⅱ)→成矿后阶段(Ⅲ),含矿流体以温度、压力、盐度和侵位深度降低的连续演化特点。这一演化过程反映来自深部的地幔流体与地壳流体和物质相互作用,引发壳幔物质混染,从而有利于成矿作用的进行。     

辽西蒋家屯和兰家沟钼矿的流体包裹体对比研究

通过对辽西蒋家屯和兰家沟钼矿的流体包裹体研究，两种不同类型的成矿流体被识别出来.蒋家屯脉状钼矿含矿石英脉中发现大量的Ⅰ型水溶液流体包裹体，成矿流体的均一温度为163~234℃，盐度为3.06%~ 6.01%(NaCl eqv，质量分数)，表明成矿流体为中低温度、低盐度流体.兰家沟斑岩型钼矿含矿石英脉中发育含CO₂Ⅱ型包裹体，包裹体内较高含量的CO₂指示了成矿深度较大.兰家沟钼矿的成矿流体均一温度为200~283℃(Ⅰ型包裹体)和281~346℃(Ⅱ型包裹体)，盐度为2.74%~7.31%(NaCl eqv，质量分数)(Ⅰ型包裹体)和3.52%~4.80%(NaCl eqv，质量分数)(Ⅱ型包裹体).鉴于上述研究，与大型兰家沟斑岩型钼矿相比，目前揭露的蒋家屯脉状钼矿体成矿深度较小，成矿温度较低，其深部可能会发现更具经济价值的斑岩型钼矿体.     

甘肃干沙鄂博稀土矿床成矿介质演化过程:来自包裹体的信息

在矿床地质研究基础上,通过对石英、萤石、方解石中流体包裹体岩相学、显微测温分析,对甘肃省干沙鄂博稀土矿床成矿流体的特征、演化及成矿机理进行了讨论.结果表明:矿床中发育大量包裹体,按室温下的成分相态特征,将其分为熔体包裹体、流体-熔体包裹体、气液H2O包裹体、气液CO2包裹体、CO2-H2O包裹体和含子矿物的气液H2O包裹体、含子矿物的CO2-H2O包裹体等7种类型.在成矿过程中,包裹体组合从熔体包裹体→流体-熔体包裹体+流体包裹体→流体包裹体的变化,反映了成矿介质经历了从岩浆→岩浆+热液→热液的演化过程.在岩浆-热液成矿期,流体-熔体包裹体大量存在,以及富H2O相CO2-H2O包裹体与富cO2相CO2-H2O包裹体密切共生,表明成矿时曾经发生两次不混溶作用,早期岩浆-热液不混溶作用导致萤石和REE-氟碳酸盐的晶出,而CO2-H2O不混溶作用引起了硫化物的沉淀.     

陕西凤县八卦庙金矿流体包裹体的成分特征

对赋存于南秦岭泥盆系浅变质碎屑岩中的陕西凤县八卦庙金矿主成矿阶段的石英中流体包裹体进行研究，发现八卦庙金矿成矿流体盐度变化较大，从中等偏低盐度到富含子矿物的高盐度流体包裹体均有分布，通过光学显微镜，EPMA、SEM/EDS观察发现子矿物主要为黄铁矿，石盐及一些成分复杂的子矿物，LRM分析流体包裹体成分以富含CO2为特征，除此之外还检出了CO，CO2，CH4，H2S，C2H4等，表明矿床成矿流体具有相对还原的复杂物理化学条件，不同于一般的热液金矿床。     

江西相山铀矿田深部铅锌矿成矿流体演化特征

相山铀矿田为我国最大的火山岩型铀矿床,近年在相山铀矿田深部发现有大量的铅锌矿脉,通过对铅锌矿脉石矿物的流体包裹体显微测温分析表明:相山深部铅锌矿方解石均一温度主要在110~412℃之间,流体盐度变化范围大,在0.53wt%~17.99wt%NaCl_(eqv)之间。包裹体中液相阳离子以Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+为主,Na~+次之,阴离子以Cl~-、SO_4~(2-)为主,F-次之,流体以富集Ca~(2+)、SO_4~(2-)为特征,流体包裹体的气相成份以H_2O、CO_2、N_2及O_2含量高并缺少CO为特征,其含量显著高于矿田内的铀矿床。铀矿床水云母δD_(V-SMOW)值≈-72‰~-28‰,δ~(18)O_(V-SMOW)值≈7.3‰~15.2‰,铅锌矿绢云母δD_(V-SMOW)值≈-99.1‰~-80.8‰,δ~(18)O_(V-SMOW)值≈12.1‰~15‰。铅锌矿的成矿流体主要来自于岩浆水。相山矿田铀矿床和铅锌矿同属一个成矿系统,从早期到晚期成矿阶段表现为一个降温的过程,早期沉淀中高温铅锌矿,晚期形成中低温铀矿。     

西藏多不杂铜矿床锶、钕、铪同位素特征及其地质意义

探讨西藏自治区改则县多不杂铜矿床的成矿物质来源及成矿动力学原理。选择矿区内花岗闪长斑岩全岩、黄铁矿以及锆石样品,测试锶、钕、铪同位素组成。结果显示,多不杂铜矿床样品中的Sr初始值介于幔源镁铁质岩石Sr同位素的平均值和壳源硅铝质岩石Sr同位素的平均值之间,靠近幔源镁铁质岩石,暗示花岗闪长斑岩的原始岩浆起源于地幔,在上升侵位时与硅铝质地壳物质发生交换,使其具有壳幔混染特征;花岗闪长斑岩具有相对高(~(87)Sr/~(86)Sr)i、低~(143) Nd/~(144) Nd的特征是交代富集地幔的反映,锶同位素的迁移行为与成矿元素相似,携带含矿物质的流体由斑岩体向围岩进行了迁移,并与围岩之间发生充填交代,导致变质砂岩含矿;锆石ε_(Hf)(t)值基本为正值,且变化范围较大,是有较多幔源组分参与成岩的标志,指示幔源岩浆作用过程中伴有地壳流体的混染。矿床成因综合研究初步揭示多不杂铜矿床是由地幔流体作用引发壳幔物质混染叠加成矿。     

山东纱岭金矿流体包裹体及氢氧硫同位素特征

为研究纱岭金矿成矿流体性质、成矿物质来源,通过在纱岭金矿深部钻孔中采取样品,开展流体包裹体测温、激光拉曼分析,氢氧硫同位素样品测试工作,研究了流体包裹体及氢氧硫同位素特征。结果表明:纱岭金矿流体包裹体的均一温度为141～400℃,平均值为261℃;盐度变化范围大致分布在1.02%～12.29%NaCl_(eq),平均5.75%NaCl_(eq);包裹体密度变化于0.62～1.05 g/cm~3,平均0.80 g/cm~3;包裹体的成分主要有CO_2、H_2O、CH_4等;不同矿石类型的包裹体温度、盐度、气液比的变化具有规律性,自断裂中心部位的黄铁绢英岩化碎裂岩至最外侧的黄铁绢英岩化花岗岩,其包裹体的温度逐渐降低,盐度逐渐升高;纱岭金矿区硫同位素δ~(34)S为8.2‰～10.60‰,平均值为9.94‰;石英的δ~(18)O_(quartz)的变化范围为10‰～13.8‰,δ~(18)O_(H_2O)为0.46‰～6.46‰,δD为-70.6‰～-89.7‰。纱岭金矿成矿流体属中低温、低盐度、低密度的H_2O-CO_2-NaCl±CH_4流体体系;金矿的成矿物质是多来源的,成矿流体主要为地幔流体及岩浆水,可能有大气降水的加入。金矿成矿深度大,剥蚀量小,深部找矿潜力较大。     

滇西富碱斑岩型多金属矿稀有气体同位素组成特征及地质意义*

通过对滇西富碱斑岩型多金属矿区稀有气体同位素组成的研究表明,黄铁矿和石英脉等流体包裹体中3He/4He值主要为0.160 8~3.470 0 Ra,远高于地壳特征值,而整体略低于地幔特征值;20Ne/22Ne和21Ne/22Ne平均值分别为11.271和0.032 2,接近地幔同位素组成;40Ar/36Ar和38Ar/36Ar平均值分别为395.51和0.197 6,均高于大气比值,而低于MORB比值;128~136Xe/130Xe值与大气相比均表现出过剩的特征。综合研究表明,滇西多金属矿区包裹体中稀有气体同位素组成在显示含矿流体的幔源特征的同时,又表现出强烈的地壳特征;成矿流体主要源于深部地幔,在参与交代蚀变过程中,其性质由熔浆向热液过渡,同时引发壳幔物质叠加混染,正是这种流体作用构成了滇西新生代富碱斑岩多金属成矿的内在统一制约因素。     

吉南白山市板庙子金矿床成矿流体研究

板庙子金矿是老岭成矿带上近年来发现的大型隐伏矿床.为研究成矿流体的性质及元素沉淀机制,运用显微测温、激光拉曼探针技术,对其矿物的流体包裹体进行系统研究.实验结果表明:1)流体包裹体类型主要为气液两相包裹体,其次为富气相包裹体、纯液相包裹体;2)均一温度变化范围在113~355℃之间,成矿流体盐度为0.87~7.85wt%(NaCl),密度为0.60~1.0g/cm3;3)气体成分主要为H2O、CO2.研究结果表明初始成矿流体为中低温,低密度,气体成分以H2O、CO2为主的流体,成矿过程中与变质流体等的混合是其成矿的主要机制;该矿床为受层位与断裂共同控矿、早期有岩浆活动的浅成低温热液金矿床.     

粤北302铀矿床成矿机制探讨——来自流体包裹体的证据

在对粤北302铀矿床岩相学研究的基础上,划分矿物生成世代,并对成矿期流体包裹体进行岩相学观察,得出成矿期流体包裹体主要有三种类型,按其成分划分为盐水包裹体、含CO2三相包裹体、纯CO2包裹体。盐水包裹体冰点温度为-0.8~-3.4℃,均一温度为106~254℃,盐度为2.39%~5.55%wtNa Cl equiv;含CO2三相包裹体充填度为20%~90%,均一温度为198~354℃,盐度为3.76%~9.24%wtNa Cl equiv;纯CO2包裹体均一温度为17.8~22.1℃。流体包裹体岩相学观察结合显微测温数据说明成矿流体经历过沸腾作用,其成矿温度大约在250℃,压力约为(1.0~1.1)×108Pa,流体沸腾作用可能是导致302铀矿床成矿的重要机制。     

德兴铜厂斑岩铜矿流体过程

从德兴斑岩铜矿床中蚀变矿物、包裹体记录及同位素组成的时空变化，示踪成矿热液流体来源、演化过程及迁移途径。氧、锶同位素空间变化表明，虽然与铜厂斑岩铜矿成矿过程有关的热液流体至少有3种，包括高温岩浆流体、来自深部围岩的非岩浆流体和大气降水，但是起主导作用的是岩浆流体。岩浆流体通过沸腾作用或不混溶作用而形成，它携带成矿物质从深部向上部及边部迁移、聚集，并在演化过程中引起围岩蚀变和金矿矿化。铜厂地区存在着两种不同成因的伊利石，热液成因的伊利石以1M型、结晶度较差的含膨胀层为特征,而沉积浅变质成因的伊利石以2M1型、结晶度完好和不含膨胀层为特征，而且前在空间上分布在离接触带不到2km的范围内，从而指示了热液流体活动的空间规模。Nd、Sr同位素在空间上的变化则表明，在成矿流体作用过程中，Nd同位素相对稳定，斑岩的εNd变化在－0．76－－3．60范围内，表明岩浆系壳－幔混合来源。而Sr同位素初始比由斑岩体内部向围岩接触带则呈有规律升高带附近富集而成的。     

相山大型火山岩热液铀矿床成矿深部轨迹及其模拟实验

在野外地质研究基础上实施系列实验,从野外建立成矿深部轨迹模型转化为深部轨迹实验模型,在岩浆阶段首次在国内实验得出流体与熔体铀、钍分配系数,探讨在岩浆阶段铀、钍、钾的地球化学行为;在热液蚀变阶段实验证明铀与钠的亲密关系;成矿阶段铀与钾的关系,表现出钾、钠不相容和钾、钠更替规律。实验表明,基底变质岩和含矿主岩铀溶解随压力增加而增加,地下深部成矿远景愈好。同时矿石Pb,Sr,Nd,He同位素组成示踪共同显示,矿源来自火山岩和基底;火山热液与深部幔汁联合作用促成铀迁移富集多次成矿直至成为富大铀矿。