流体成矿系统与成矿作用研究

对几乎所有金属矿床类型来说，其形成过程均与金属从源岩的活化、原始渗滤、矿质运移和金属沉淀富集成矿关系密切，这些过程主要是由流体的运动和作用完成的。因此，识别金属和流体的来源，追溯流体从源区将金属运载至最终成矿部位所经过的路径，以及查明金属和流体沿运移通道发生的物理、化学和时间上的各种变化及其特殊性质，可以为矿床评价与勘查提供很有价值的定量成矿信息。成矿流体的来源－运移－沉淀（－堆积）过程会以流体成矿系统的形式保留下来。对流体成矿系统和作用的全面了解可通过调查活动的和古代的两种系统获得。活动流体成矿系统是目前正在进行原始矿质搬运的系统，调查这些系统可对运移通道中的含矿流体进行取样和监测研究。古流体成矿系统包括各时代从含金石英脉到铅－锌矿脉系统的所有热液脉型矿床以及沉积喷气型和所谓层控矿床。对含矿矿物和岩石的广泛岩石学、化学、流体包裹体和同位素研究将为定量评价与预测矿床的分布和变化提供至关重要的资料。流体成矿系统内具有一些重要特征，如各种地质要素的方向性、相关性和指示性变化。     

安徽铜陵天马山矿床与大团山矿床流体成矿作用对比研究

对安徽铜陵天马山矿床与大团山矿床流体包裹体进行了系统研究和对比。在此基础上探讨了在铜陵天马山矿床与大团山矿区分别形成层控夕卡岩型铜矿床的主要原因。研究结果表明,天马山矿区之所以形成金硫矿床,主要与岩浆岩岩体本身含金高而含铜低,围岩地层中有含有机质赋金黄铁矿层存在,并且主成矿阶段的成矿流体以岩浆流体为主有     

江西相山矿田多金属成矿流体特征与成矿作用

随着相山铀矿矿田勘探深度的增加和铀矿科学深钻的实施,在矿田内揭露了大量多金属矿化,流体包裹体和地球化学研究表明,铅锌矿成矿期温度集中在230~300℃之间,成矿压力为12~51MPa,盐度4%~8%Na Cleqv,包裹体气体成分主要为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为铅锌矿+黄铁矿;黄铜矿成矿期温度集中在320~380℃之间,成矿压力为33~95MPa,盐度8%~12%Na Cleqv,包裹体气体主要成分为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为黄铜矿+磁黄铁矿+毒砂,成矿流体具有中高温、高压、中高盐度、还原性、低氧逸度、富CO2的特征,铀和多金属成矿流体均具有深源特征,但铀和多金属成矿作用在时间、空间、蚀变和流体特征上存在明显的差异性,不属于同一成矿作用的产物,为华南早中白垩世成矿阶段不同时期的产物。     

内蒙古特拜金矿流体包裹体特征与成矿作用

华北地台北缘西段是我国重要的金矿成矿区,目前为止已发现了浩尧尔忽洞、朱拉扎嘎、赛乌素、碱泉子、卡修他他等多个规模不等、不同成因的的金矿床,显示出较大的成矿潜力。特拜金矿是近年来在华北地台北缘西段新发现的一个中型金矿。为探索该金矿的成矿机制,本文对特拜金矿开展了矿床地质和流体性质研究。结果表明,特拜金矿-赋存于早古生代的碳质板岩、碳质千枚岩中。矿体展布受黑色岩系、NW向F2断裂带和NE向F8断裂带的共同控制。矿区周边出露华力西期特拜石英闪长岩和管材陶鲁盖花岗岩等岩浆岩。该金矿从早期成矿阶段到晚期成矿阶段,流体包裹体的均一温度从300℃~350℃逐渐降低到150℃~200℃,盐度从16wt%NaCleqv~20wt%NaCleqv逐渐降低到1wt%NaCleqv ~4wt%NaCleqv;流体的气相组成以CH4-N2-CO2为特征,δDV-SMOW为-91.6‰~-84.5‰,δ18OH2O为2.8‰~3.5‰之间,流体相对富集Ba、Pb、Sr等元素,相对亏损Rb、Th、Nb、Zr、Y、Yb等元素。成矿流体主要来源于岩浆期后热液,可能混合了少量的大气降水。成矿流体处于一种还原性、低温的环境下,金在流体中以Au(HS) 2- 络合物的形式迁移。流体向上运移过程中,因温度、压力的降低而发生不混溶现象,并导致金的沉淀。     

江西相山矿田多金属成矿流体特征与成矿作用

随着相山铀矿矿田勘探深度的增加和铀矿科学深钻的实施,在矿田内揭露了大量多金属矿化,流体包裹体和地球化学研究表明,铅锌矿成矿期温度集中在230~300℃之间,成矿压力为12~51MPa,盐度4%~8% NaCleqv,包裹体气体成分主要为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为铅锌矿＋黄铁矿;黄铜矿成矿期温度集中在320~380℃之间,成矿压力为33~95MPa,盐度8%~12% NaCleqv,包裹体气体主要成分为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为黄铜矿＋磁黄铁矿＋毒砂,成矿流体具有中高温、高压、中高盐度、还原性、低氧逸度、富CO2的特征,铀和多金属成矿流体均具有深源特征,但铀和多金属成矿作用在时间、空间、蚀变和流体特征上存在明显的差异性,不属于同一成矿作用的产物,为华南早中白垩世成矿阶段不同时期的产物。     

澳大利亚纳沃日金矿流体混合与金的成矿作用

流体包裹体研究表明，纳沃日金矿成矿脉体中流体包裹体类型有三种，富CH4、CH4－CO2－H2O和富H2O包裹体。初始成矿流体是富CH4热液，在主矿化阶段，另一来源的CO2－H2O流体与CH4流体发生了不均匀混合，并且在石英－磁黄铁矿阶段最为强烈，造成不同矿化部位的xCH4变化极大，早期近于纯CH4流体被充分“稀释”后，石英－黄铁矿阶段的xCH4显著减小，到成矿晚期只剩CO2－H2O流体。正是由于不同性质流体的混合，造成热液的pH及fo2的升高，流体中的金－硫络合物分解，金沉淀成矿。     

流体的沸腾和混合在热液成矿中的意义

讨论了流体沸腾和混合在热液成矿中的重要作用及研究进展。成矿汉体的降温可能不是许多金属矿物沉淀的最有效机制；流体的沸腾作用对浅成热液帮床，斑岩铜钼等矿床中矿物的沉淀作用很大，造成的矿化具有强度大，品位富及垂向分带较发育的特征，同时因其影响范围小，作用时间短，限制了它的作用的发挥。     

水岩反应中成矿流体浓缩理论在矿量预测中的应用

初始稀薄的含矿流体在其生成、运移、演化的过程中,通过水-岩反应,生成宽广的含水蚀变带,水与C、S等物质反应消耗自由水以及流体沸腾等作用,使体系中自由水大量减少,促成残余流体浓缩。依据这种流体浓缩理论,借助流体包体的分析资料,可以进行深部矿量预测。本文以福建上杭紫金山铜金矿为例,阐述这种方法的实际应用。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀一油一煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀—油—煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

右江盆地含油气成矿流体性质及其成藏-成矿作用

右江盆地含油气成矿流体是一种多组分、多相态的不混溶体系,成藏流体具低温(多为90～160℃)和低盐度(多小于6wt%NaCl)的特征,其主要组分是有机质、CO2和H2O;金矿成矿流体以中低温(多集中于150～250℃)和低盐度(0.4～6.7wt%NaCl)为特征,其主要组分为H2O和CO2,次为烃类有机组分。盆地内古油藏与金矿床在空间上密切共存,在成藏和成矿流体活动时限上基本一致,在成因上一脉相承,表明两者均为盆地有机成矿流体演化的产物。加里东晚期至印支中期,"盆-台相间"的沉积构造格局为成矿和成藏奠定了物质基础,盆地有机成矿流体的活动使油气和金属分别聚集形成油气藏和金属矿床。印支晚期至燕山早期,伴随褶皱造山作用的盆地流体活动使油气的原始分布格局发生改变,并造成了油气和金属矿床的空间分带。燕山中晚期强烈的构造抬升剥蚀,使油气藏和金属矿床遭受强烈的破坏与改造。     

Magma mixing and gold mineralization in the Maevatanana gold deposit,Madagascar

The Maevatanana gold deposit in Madagascar is hosted by Archean metamorphic rocks in quartz–sulfide veins that are structurally controlled by NNW–SSE trending shear zones. Fluid inclusion data show that the trapping conditions in quartz range from 0.87 to 2.58 kbar at temperatures of 269–362 °C. Laser Raman spectroscopy confirms that these inclusions consist of CO₂, SO₂, and H₂O. The δ³⁴S values of the pyrites range from 1.7‰ to 3.6‰, with an average of 2.25‰, supporting a magmatic origin. Noble gases (He, Ne, Ar, Ke, Xe) are chemically inert, thus will not be involved in chemical reactions during geological processes. Also due to the low concentration of He in the atmosphere and the low solubility of He in aqueous fluids, the atmosphere-derived He is unlikely to significantly affect He abundances and isotopic ratios of crustal fluids, ensures that He production should have the typical crust ³He/⁴He ratios. The ³He/⁴He ratios of fluid inclusions in pyrite from the deposit range from 0.06 to 0.12 Ra, while the ⁴⁰Ar/³⁶Ar ratios range from 6631 to 11441. We infer that the ore-forming fluids could have been exsolved from a granitic magma. The oxygen and hydrogen isotope compositions of the ore-forming fluids (1.5‰ ≤ δ¹⁸O_H2O ≤ 7.8‰; –72‰ ≤ δD ≤ –117‰) indicate they were derived from a granitic magma. Four pyrite samples from the gold deposit yield a precise Re–Os isochron age of 534 ± 13 Ma. Given that the post-collisional granites in northern and central Madagascar were derived by melting of sub-continental lithospheric mantle and formed between 537 and 522 Ma, we can state that the gold metallogenesis was coeval with the crystallization age of these parental magmas. These data could be accounted for the formation of the Maevatanana gold deposit. First, the shear zones hosting the deposit formed around 2.5 Ga, when the Madagascan micro-continental blocks collided with other continental blocks, triggering large-scale tectono-magmatic activity and forming NNW–SSE trending shear zones. The gold mineralization at Maevatanana is coeval with the crystallization age of the Cambrian post-collisional A-type granitoid plutons in northern and central Madagascar, implying that this deposit is associated with extensional collapse of the East African Orogen. This extension in turn induced asthenospheric upwelling, melting of sub-continental lithospheric mantle. These magmas underplated the lower crust, generating voluminous granitic magmas by partial melting of the lower crust. The mixing magma during tectono-thermal reactivation of the East African Orogen produced large volumes of volatiles that extracted gold from the granitic magma and produced Au–S complexes (e.g., Au(HSO₃)²⁻). The shear zones, which were then placed under extensional collapse of the East African Orogen in the Cambrian, formed favorable pathways for the magmatic ore-forming fluids. These fluids then precipitated gold-sulfides that form the Maevatanana gold deposit.     

基于钙均衡估算黄龙钙华沉积速率的探讨

从黄龙钙华的成因研究出发,结合地质历史分析及长观资料对核心景区景观水系统的相对稳定性作出了评价。通过对景观水中钙离子及其它组分含量在时间及空间上变化特征的分析研究,揭示了钙离子含量在时间上的相对稳定以及在空间上自上游而下逐渐降低的规律,这为采用钙均衡模式来研究钙华堆积区内的年沉积量提供了重要保证。在此基础上,进一步通过同位素测年、物探、测绘等综合手段对钙华堆积区内的历史与现代的平均沉积速率进行系统研究,并与前人的研究成果对比,验证了钙均衡模型的可行性和可靠性。计算结果表明,黄龙核心景区钙华的平均沉积速率为1～ 4. 86mm /a。      

岩浆混合作用的类型、标志、机制、模式及其与成矿的关系——以新疆北部为例

新疆北部广泛发育具有岩浆混合特征的岩体,岩体类型主要有钙碱性花岗岩、碱长花岗岩和碱性花岗岩,其中以第一类最为发育;岩体中的暗色包体类型以闪长质为主,成分可从闪长岩、石英闪长岩、石英二长闪长岩,过渡到花岗闪长岩,部分地区可发育辉长质、安山玄武质、安山玢岩质包体;有些地区还发育有岩浆混合岩.该区岩浆混合作用主要形成于四个大地构造演化阶段,即D3-C1交界的洋-陆俯冲期、C1末-C2初的碰撞期、C2-P的后碰撞期和T1的板内期.岩浆混合作用的判别标志有岩体宏观标志(近等轴状)、野外宏观标志(暗色微粒包体发育,有时可见岩浆混合岩)、显微标志(淬冷和矿物不平衡结构)、岩石地球化学标志(线性过渡特征)、年龄(一致)标志等.该区的岩浆混合作用是多级次的,其深部岩浆源区的混合表现为壳幔相互混合作用;混合作用表现出多阶段性,以基性岩浆注入到酸性岩浆为主要方式,由物理混合到化学混合渐变过渡.该区岩浆混合作用与斑岩铜钼金矿床密切相关,其成矿关系模式可概括为:基性岩浆与花岗质岩浆混合产生混合岩浆,经过进一步分异演化形成了含矿岩浆;与岩浆混合作用有关的斑岩铜钼矿的找矿标志为:岩浆混合作用强烈的大岩体内或附近晚期补充侵入的小型斑岩体具有找矿潜力.     

A study on the mixing proportion in groundwater samples by using Piper diagram and Phreeqc model

Piper (1944) diagram has been the basis for several important interpretations of the hydrogeochemical data. As seen in this diagram, most natural waters contain relatively few dissolved constituents, with cations (metals or bases) and anions (acid radicles) in chemical equilibrium with one another. Apart from the facies representation, the composition of the mixed sample can be identified in terms of the composition of the parental solution. To bring out this advantage of the Piper diagram, a study was conducted in the Kalpakkam region of Tamilnadu, South India. By taking the geology and water table into consideration, two sample locations were selected as parent solution and third one as the mixture sample. All three samples were analyzed for calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na), potassium (K), chloride (Cl), sulphate (SO4) and phosphate (PO4) by Ion Chromatograph (Metrohm IC 861). HCO3 was determined by volumetric titration. The Piper diagram shows that parent solutions clustered towards Na-Mg-Ca-HCO3-Cl and Na-HCO3 facies, and the mixing sample belongs to Na-Mg-HCO3 facies. Phreeqc interac-tive (Ver 2.8) along with the original composition of the mixture sample was used to correlate the mixing proportion identified by the Piper diagram.     

河流中污染源垂向紊动混合过程研究

着重研究了河流中点源及线源污染物的垂向紊动混合过程.根据大江河中污染物在排放口近区范围内的垂向紊动混合过程,提出了部分均匀混合水深的新概念,建立了点源及线源的垂向紊动混合过程基本方程.通过求解方程,得到部分均匀混合水深随纵向距离变化的基本规律和全水深垂向均匀混合距离的理论公式,且用相关实测资料进行了验证.将所建立的垂向紊动混合过程基本规律引入数值模型中,建立了部分均匀混合水深平均二维水质模型,并用现场罗丹明示踪实测资料进行验证,表明该模型较传统的全水深平均模型在近区具有更高的计算精度,与三维模型相比则有更高的计算效率.     

海底热水成矿系统中的流体端员与混合过程：来自白银厂和呷村VMS矿床的流体包裹体证据

古今海底热液流体系统是人们关注的重要科学问题,正确识别流体系统中不同来源的流体端员及其混合-分离过程,是深刻理解海底流体系统及火山成因块状硫化物(VMS)矿床成因的关键。本文选择了我国境内两个典型的VMS矿床:甘肃白银厂矿床和四川呷村矿床,分别对上部块状矿带和下部脉状-网脉状矿带进行了系统的流体包裹体研究。研究表明,海底热液成矿流体系统是一个富集CO_2和CH_4的NaCl-H_2O流体系统。在此系统中,至少已鉴别出5种端员流体,即(1)低温 (12wt％NaCl)卤水;(2)高温(>320℃)高盐度(>14.5wt％NaCl)流体和(3)高温(>350℃)中盐度(10～16wt％Nacl)富气流体,以及(4)低温(～100℃)低盐度(2～5wt％NaCl)流体和(5)中温低盐度流体,它们构成了3个相互分离的温度-盐度演变趋势或混合途径。)低温高盐度卤水封存于卤水池中,在呷村矿床,卤水池发育在海底凹陷盆地热液区内,在白银厂矿床,卤水池则发育在海底之下的多孔火山碎屑岩单元及穿透性断裂破碎带内。高温高盐度流体和高温中盐度富气流体均来自矿区下部浅位岩浆房,前者以液态富金属H_2O流体为主,通常与冷海水发生混合;后者以富CO_2和CH_4的气体为主,高温(>450℃)下呈相对独立的气流存在,至到250～260℃才作为液相混入成矿热液流体中。低温低盐度     

西藏甲玛铜多金属矿床暗色包体岩石成因:对岩浆混合和成矿的启示

岩浆混合作用的研究对揭示壳幔相互作用,探讨成岩成矿过程具有重要意义。甲玛矿区位于冈底斯成矿带东段,为超大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床,矿区内的中酸性岩浆岩中普遍发育暗色包体,对其中的暗色包体中的闪长质包体开展详细的岩相学、岩石地球化学、Hf同位素地球化学及U-Pb同位素地质年代学等方面研究以期查明岩石成因,为岩浆混合作用和成矿作出启示,完善甲玛成岩成矿模型。岩相学观察表明,闪长质包体及寄主岩浆岩中存在多种反映岩浆混合作用的典型组构,如长石-石英熔蚀结构、石英镶边结构、长石交代筛状结构、长石反环带结构、磷灰石针柱状结构等,锆石LA-ICP-MS UPb同位素定年结果显示,包体形成时代(15. 3±0. 3Ma)与中酸性寄主岩石在误差范围内一致,也符合了岩浆混合作用的存在。闪长质包体化学成分上类似高Mg埃达克岩(MgO=3. 53%～6. 62%,Sr/Y=20～57,(La/Yb)N=51～64),具有低SiO_2(52. 44%～59. 45%),高K_2O(3. 19%～5. 62%),高相容元素(Ni=86×10~(-6)～146×10~(-6); Cr=102×10~(-6)～228×10~(-6))的特征,∑REE高于中酸性寄主岩浆岩,且轻重稀土分异明显((LREE/HREE)N=21～23),富集LILE(Rb=189×10~(-6)～284×10~(-6),Sr=498×10~(-6)～658×10~(-6),Ba=1247×10~(-6)～1378×10~(-6)),相对亏损HFSE(Nb、Ta、Ti),在稀土元素配分图及微量元素蛛网图中闪长质包体介于冈底斯带碰撞后时期的超钾镁铁质岩(来源于富集的岩石圈地幔)与甲玛中酸性寄主岩浆岩(主要来源于加厚新生下地壳)之间,Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-0. 9～4. 6)同样也介于超钾镁铁质岩与花岗闪长斑岩(代表中酸性寄主岩浆)之间。这些特征说明闪长质包体是富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与加厚新生下地壳部分熔融形成的中酸性岩浆发生混合的产物,同时指示了东冈底斯带中新世时期也存在岩石圈地幔伸展对流减薄事件,以及证实了南拉萨地体广泛分布的高钾埃达克质岩在形成过程中,伴随着与富集岩石圈地幔来源的超钾镁铁质岩浆发生不同程度混合。此外,富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆的混入,将会为中酸性岩浆系统加入大量的水和金属物质,这也是控制甲玛超大型斑岩-矽卡岩型矿床形成的关键因素。