成矿流体氦、氩同位素地球化学

成矿流体氦、氩同位素地球化学胡瑞忠（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词地壳现代流体成矿流体氦、氩同位素近年的研究表明，在许多大陆地热体系和古代成矿流体中，尽管氢、氧同位素显示其中的水具有大气成因的特点，但其他证据显示其中的气体组分（如...     

四川大渡河金矿田成矿流体来源的氦氩硫氢氧同位素示踪

四川大渡河金矿田位于扬子地台西缘金成矿带北段,受大渡河剪切带控制。本文以该矿田黄金坪、白金台子、黑金台子金矿为例,根据对黄铁矿流体包裹体氦氩同位素、黄铁矿硫同位素以及与黄铁矿共生的石英流体包裹体的氢氧同位素组成测定,讨论了大渡河金矿田成矿流体的来源。结果显示,该金矿田黄铁矿流体包裹体中的~3He/~4He变化较小,为0.16～0.86Ra,而~(40)Ar/~(36)Ar的变化较大,为298～3288;而黄铁矿δ~(34)S同位素变化范围较窄,一般为0.7‰～4.2‰,集中于2.5‰～3‰,显示硫地幔来源的特点;石英流体包裹体的氢、氧同位素分别为-2.6‰～ 3.64‰和-39.13‰～-108.23‰,说明成矿流体为岩浆水和大气降水的混合流体。本文认为大渡河金矿田成矿流体是地幔流体与地壳流体的混合作用的结果,而以地壳流体占主导地位。其中,地幔流体为与下伏隐伏岩体有关的岩浆水,而地壳流体端元则是含有一定放射成因Ar的大气降水,并且温度小于200℃。     

新疆阿尔泰南缘克因布拉克铜锌矿床成矿流体的氦-氩同位素示踪

克因布拉克铜锌矿床赋存于二长花岗岩外接触带的上志留—下泥盆统康布铁堡组黑云石英片岩、变质石英砂岩中,矿体呈似层状、透镜状及脉状。本文对铜锌矿石中的黄铁矿流体包裹体氦和氩同位素组成进行了研究。黄铁矿中流体包裹体的4He含量为0.241×10-7~5.288×10-7cm3STP/g,Rc/Ra值为0.95~1.89,幔源He的含量为14.1%~28.8%,表明成矿流体中氦主要来源于地壳,存在幔源氦的加入。40Ar含量为4.345×10-8~7.752×10-8cm3STP/g,40Ar/36Ar比值变化于302.10~436.96,40Ar*含量为2.2%~32.4%,表明成矿流体中存在含有放射性成因氩的大气降水加入。结合矿床地质特征及氢、氧、碳、硫同位素特征,认为成矿流体来源于高温深源壳幔混合成因的岩浆流体,具大气氩同位素组成特征的低温大气降水。     

与富碱侵入岩有关的金、铜矿床的成矿流体:氦、氩同位素研究

近年来,对富碱火成岩(如钾玄岩和碱性斑岩)的研究引起了国内外学者的广泛关注.这不仅是因为研究富碱火成岩可以重建研究区的构造背景,也因为近年来发现很多金属矿床与这类岩石有关[1～3].其中,一些世界上规模最大、以火山岩和侵入岩容矿的铜、金矿床都与富碱火成岩关系密切[2].据统计,环太平洋区约20%的大型金矿床都产在这套岩石中或其附近,而这套岩石的体积最多不超过该区域火成岩总体积的3%[3].正是由于有关矿床的巨大的经济意义,驱使人们近年来对富碱火成岩浆活动与成矿的关系进行了许多研究,并取得了重要进展[1～9].但是,也有一些重要问题尚未得到很好解决:如产金与产铜富碱火成岩的异同以及含金与含铜成矿流体的的成因和差异等.     

广西大厂锡多金属矿床氦、氩同位素特征及其地质意义

为查明广西大厂锡矿床的成因和成矿物质来源，文章对大厂锡矿铜坑一长坡矿床不同产出形态的矿体及区内最晚期成矿的茶山锑矿黄铁矿流体包裹体的氦、氩同位素组成进行了测试。研究结果表明，铜坑一长坡矿床不同产出形态的矿体的成矿流体氦、氩同位素组成基本一致，^3He／^4He值为1.2～2.9Ra，^40Ar／^36Ar为273～327，反映了成矿流体具有相同来源，且有明显的地幔流体混入；茶山锑矿^3He／^4He值为0.78Ra，^40Ar／^36Ar为268，具岩浆流体与大气水混合特征。     

内蒙古哈达门沟金矿床成矿年代学研究

乌拉山-大青山成矿带为华北板块北缘重要的金多金属成矿带,其中产出有哈达门沟-柳坝沟大型金矿床,金矿床成矿时代和构造背景一直存在争议,长期被认为是中生代构造岩浆活动产物,最近在哈达门沟金矿床深部发现了与金共生的石英脉型和钾化蚀变岩型钼矿化,笔者等利用Re-Os同位素分析方法,首次对与含金黄铁矿共生的辉钼矿进行了年代学研究。4件辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为386.6±6.1Ma（MSWD=1.18）,加权平均年龄为386.4±2.7Ma（MSWD=0.55）,初始187Os值为-0.02±0.41 ng/g。根据辉钼矿的年龄,并且结合其它地质证据,可以推测,哈达门沟地区金矿化发生的事件可追溯到早泥盆世,属海西早期构造-岩浆活动事件,而矿区北部西沙德盖钼矿获得辉钼矿Re-Os年龄为226.4±3.3Ma,钼矿床形成于三叠纪,说明乌拉山地区内至少存在两期钼矿化,其中早期钼矿化与金矿化同时发生,且以金矿化为主,上述数据的取得,对重新认识该区金（钼）矿成矿作用及区域地质演化历史有着重要的理论和实际意义。     

中国SEDEX型矿床成矿流体硼、硅、氦-氩同位素组成研究评述

SEDEX型矿床成矿流体的研究是矿床地球化学研究的重要课题之一。正确识别系统中不同的流体来源及其混合过程,是深刻理解SEDEX型矿床形成演化的关键。系统总结了国内几个典型的SEDEX型矿床同位素研究成果,认为B和Si同位素是根据SEDEX型矿床独特的矿物组合而提出的一种示踪方法,对矿床成因和沉积环境示踪效果理想;He、Ar同位素则因为在地壳和地幔储库中有极不相同的组成,是理想的幔源流体示踪剂。鉴于SEDEX型矿床含有电气石、黄铁矿、硅质岩等特殊的矿物与岩石组合,B、Si、He-Ar同位素可能更适合SEDEX型矿床矿化流体来源研究,并指出其理论发展的薄弱之处。     

胶东邓格庄金矿床流体包裹体氦、氩同位素组成及其成矿物质来源示踪

矿床成因和成矿物质来源一直是成矿理论研究和实际找矿中争论的焦点。选择了邓格庄金矿床5件不同成矿阶段的矿石样品,对黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素进行了测试。研究结果表明：R/R_a值为0.008 33～3.612 00,平均为1.400 00;⁴⁰Ar/³⁶Ar值为465.7～4 674.7;⁴He/⁴⁰Ar^* 值为0.36～1.36,成矿流体中地幔端元流体的比例为3.73%～45.87%,平均为17.67%。结合氢氧同位素、岩浆岩、围岩蚀变和流体包裹体等证据,反映了成矿流体具地壳流体和地幔流体混合特征,主要来源于地壳,并有明显地幔流体混入,上升过程中可能还有少量大气降水的参与。     

哈达门沟—柳坝沟金矿田成矿年代研究

文章在梳理分析相关文献的基础上,综合考虑区域构造成矿背景、超大型金矿形成条件、金矿脉形成深度及隆升剥蚀幅度等方面的因素,认为哈达门沟—柳坝沟金矿田经历了漫长的地质演化,是多期次叠加成矿;在海西中、晚期初步富集,到印支期大规模成矿,再到燕山期进一步叠加富集并遭受后生改造;主成矿期为印支期,主成矿年代集中于217～240 Ma之间.     

内蒙古柳坝沟一哈达门沟金矿田稳定同位素地球化学研究

内蒙古柳坝沟一哈达门沟金矿田是华北地台北缘成矿带上的一处以广泛发育钾长石化为特色的超大型金矿田。本文在成矿地质条件分析的基础上,系统研究了柳坝沟、哈达门沟金矿床的氢、氧、碳和硫同位素组成特征,探讨了成矿热液类型和成矿物质来源。研究表明,成矿热液早期以岩浆水或初始岩浆水为主,后期有部分大气降水的加入,且柳坝沟金矿床中大气降水的参与程度更高。热液中碳主要为深源岩浆来源。矿石中硫化物的硫同位素组成特征反映了硫具有地层和岩浆的混合硫特征。柳坝沟金矿床的δ34S值低于哈达门沟金矿床;哈达门沟金矿床东段的δ34S值低于西段,可能反映了柳坝沟金矿床较哈达门沟金矿床剥蚀程度小,哈达门沟会矿床东段较西段剥蚀程度小。     

Helium and argon isotopic compositions of the Longquanzhan gold deposit in the Yishu fault zone and their geological implications

The Longquanzhan gold deposit hosted in granitic cataclasites with mylontization of the foot wall of the main Yishui-Tangtou fault. 3He/4He ratios in fluid inclusions range from 0. 14 to 0. 24 R/Ra,close to those of the crust-source helium. 40Ar/36Ar ratios were measured to be 289-1811, slightly higher than those of atmospheric argon. The results of analysis of helium and argon isotopes suggested that ore-forming fluids were derived chiefly from the crust. The δ18O values of fluid inclusions from vein quartz range from -1.78‰ to 4.07‰, and the δD values of the fluid inclusions vary between -74‰ and -77‰. The hydrogen and oxygen isotope data indicated that the ore-forming fluid for the Longquanzhan gold deposit had mixed with meteoric water in the process of mineralization. This is consistent with the conclusion from the helium and argon isotope data.     

广西栗木锡铌钽矿田成矿物质来源的惰性气体同位素示踪

文章利用黄铁矿流体包裹体惰性气体同位素,探讨了广西栗木锡铌钽矿田成矿流体的来源.黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0.14～0.97 Ra,远远低于地幔流体的比值,接近饱和大气水的比值,并与地壳流体的比值处在相同的数量级上;40 Ar/36 Ar比值为555.98～ 855.11,平均705.55,显然偏离大气氩的同位素组成;40Ar*/4He比值为0.08～0.27,平均值为0.153,接近地壳值;20Ne/22 Ne=9.671～9.748和21Ne/22 Ne=0.0306～ 0.0330,具有饱和大气水的Ne同位素比值特征.结果表明,广西栗木锡铌钽矿田老虎头、牛栏岭和金竹源3个矿床的成矿流体是大气水和地壳流体的混合流体;水溪庙矿床的成矿流体也主要是大气水和地壳流体的混合流体,但可能有少量地幔流体的加入.     

内蒙古鸡冠山斑岩型钼矿床S、Pb同位素组成:对成矿物质来源的指示

内蒙古鸡冠山钼矿床位于中亚-蒙古巨型造山带东段,是西拉沐沦钼金属成矿带中典型的大型斑岩型钼矿床。矿床产于燕山晚期火山侵入杂岩中,矿体与岩体关系密切,矿化类型以细脉浸染状斑岩型矿化为主。在野外地质观察的基础上,本文对矿石矿物黄铁矿、辉钼矿进行了S同位素组成分析,对矿床围岩全岩及黄铁矿单矿物进行了Pb同位素组成分析。结果表明,钼矿石δ~(34)S变化范围为4. 617‰～7. 072‰,平均值为5. 653‰,离散度小,硫化物δ~(34)S值全为正值,表明矿石中S源是均一的。辉钼矿δ~(34)S变化范围为4. 617‰～5. 351‰,平均值为4. 875‰。硫同位素比值5. 653‰具花岗质岩浆硫特征,推测其硫可能主要来源于下地壳岩浆源,并有一定量的地幔物质混入。全岩的~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb分别为17. 876～19. 618、15. 519～15. 609和38. 111～40. 408,表明鸡冠山钼矿床围岩的全岩铅同位素组成均变化较大。矿石矿物黄铁矿的~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(20 4)Pb分别为17. 781～17. 830、15. 523～15. 526和38. 084～38. 102,表明矿石矿物铅同位素组成变化较小。围岩全岩和矿石硫化物的铅同位素投影点均落在造山带演化线的下方,表明铅很可能源于地幔或者下地壳。     

内蒙古拜仁达坝银铅锌多金属矿床成矿流体特征及其演化

拜仁达坝银铅锌多金属矿床位于内蒙古大兴安岭西坡南缘成矿带,矿体主要赋存于海西期石英闪长岩中,受断裂控制明显。通过系统的矿相学、流体包裹体、激光拉曼光谱和氢、氧同位素研究,表明拜仁达坝银铅锌多金属矿床属于中温岩浆热液脉状矿床,热液成矿期可以分为4个阶段,前3个成矿阶段温度区间分别为238~397℃、164~328℃、150~266℃。锌矿化主要集中在Ⅱ阶段,银、铅矿化主要集中在第Ⅲ阶段。初始的成矿流体为含CH₄和CO₂的盐水体系,随着温压的逐渐降低,导致CO₂、CH₄开始逃逸,而演化成盐水体系。各阶段成矿流体的温度和盐度彼此重叠,体现出很好的继承性和连续演化的特征。笔者认为流体中CH₄、CO₂逃逸和大气降水混入导致Ag、Pb、Zn矿化,燕山期岩浆活动导致成矿流体聚集,而二叠系为成矿提供了有机物和金属元素,裂隙发育的石英闪长岩则提供了容矿空间。     

内蒙古嘎仙镍钴矿区岩浆作用与成矿

内蒙古嘎仙矿床为大兴安岭北段与岩浆作用有关的大型低品位镍钴硫化物矿床,成矿作用主要与花岗质岩浆作用有关。文章主要对矿区内矿体下盘的花岗岩类(花岗斑岩、长石斑岩、伟晶状花岗岩、黑云母花岗岩)进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得花岗斑岩的谐和线年龄(125.3±1.1)Ma～(127.5±4.5)Ma,长石斑岩的谐和线年龄为(128.1±2.2)Ma,伟晶状花岗岩的谐和线年龄为(127.9±2.3)Ma,黑云母花岗岩的谐和线年龄为(127.9±1.4)Ma,说明这些花岗岩类主要形成于中生代早白垩世。通过对矿化超镁铁岩、科马提岩、镁铁岩(辉绿岩、玄武岩)、长英质岩(闪长岩、长石斑岩、斜长花岗岩、花岗斑岩、伟晶状花岗岩、黑云母花岗岩)及围岩(大理岩)的主量、微量元素地球化学测试分析,结果表明,与吉峰科马提岩成分相比较,矿化超镁铁岩具有较高的w(SiO_2)(40.53%～54.96%)、w(TiO_2)(0.24%～0.86%)、w(Al_2O_3)(3.58%～10.47%)、w(FeO)(5.30%～8.80%)、w(CaO)(7.35%～13.66%)、w(Na_2O)(0.01%～0.76%)、w(K_2O)(0.02%～0.66%)和w(P_2O_5)(0.06%～0.61%);镁铁岩(包括辉绿辉长岩、玄武岩)铝含量较高,w(Al_2O_3)=16.34%～17.74%;长英质岩类也富铝质(Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)=1.34～1.63),多数岩石属于钙碱性系列。闪长岩与镁铁岩相比,具有较高的硅、铝、钾、钠,较低的铁、镁和钙,微量元素具有大离子亲石元素富集,高场强元素相对亏损的右倾模式;稀土元素具有轻稀土元素富集,重稀土元素相对亏损特征,超镁铁岩类成分点位于N-MORB与OIB范围之间,而镁铁岩和长英质岩类成分点位于E-MORB和OIB之间。镁铁岩落入火山弧玄武岩范围,长英质岩落入火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩范围,同属于造山后花岗岩的范围,因此镁铁质岩的形成应属于俯冲-碰撞环境,而长英质岩的形成应属于造山后伸展环境。根据各岩类所含成矿元素和亲流体元素分析,认为含矿热液来自矿区西部的深部,并且构建了嘎仙矿床的成矿模型,即超镁铁岩先期侵位,后期经历了区域的变质变形,最后发生燕山期大规模花岗质岩浆活动及成矿流体的蚀变矿化。     

豫西熊耳山地区吉家洼金矿床成矿物质来源探讨——碳、氧、硫、铅同位素地球化学证据

吉家洼金矿床位于豫西熊耳山金多金属矿集区中西部,矿体产出受断裂构造控制,属构造蚀变岩-石英脉型金矿床。为了查明吉家洼金矿床的成矿物质来源,本次对矿床的碳、氧、硫、铅等同位素进行了系统研究。研究结果表明,吉家洼金矿的δ~(13)C_(V-PDB)介于-10.3‰~-7.7‰之间,δ~(18)O_(V-SMOW)介于14.2‰~17.8‰之间,表明成矿流体中的碳来源于岩浆。硫化物δ~(34)S值介于-20.4‰~-5.4‰,表明硫来源于早白垩世花山花岗岩基,造成硫化物的δ~(34)S值呈现出较大负值的原因可能是在成矿过程中成矿流体物理化学条件的变化引起硫同位素发生分馏所致。铅同位素组成为~(206)Pb/~(204)Pb=17.042~18.149,~(207)Pb/~(204)Pb=15.333~15.575,~(208)Pb/~(204)Pb=37.675~38.868,与由新太古界—古元古界太华群岩石重熔形成的早白垩世花岗岩的铅同位素组成相似,具有壳幔混合源的特点。综合碳、氧、硫、铅等同位素的研究结果认为,吉家洼金矿床的成矿流体来源于岩浆热液,并有大气降水的加入;成矿物质主要来源于早白垩世花岗岩,矿床成因属岩浆期后热液脉状金矿床。     

内蒙古红花尔基白钨矿矿床流体包裹体研究

红花尔基白钨矿矿床为内蒙古大兴安岭中北段地区新发现的一处钨矿规模接近大型的W-Mo矿床。文章通过系统的岩相学、矿相学、流体包裹体和碳、氢、氧同位素研究,表明红花尔基白钨矿矿床属岩浆期后热液充填-交代矿床,可划分为钾长石、钠长石阶段→白钨矿-石英阶段→辉钼矿-石英阶段→铜、铁、铅、锌硫化物-石英阶段→碳酸盐-石英阶段5个成矿阶段。矿床内的白钨矿、石英以及碳酸盐中的流体包裹体均以富液相气液两相水溶液包裹体为主。白钨矿-石英阶段的均一温度范围为290~395℃,峰值为360~370℃,盐度w(Na Cleq)范围为0.88%~7.02%,峰值为2%~3%,结合包裹体激光拉曼分析,得出与钨矿形成有关的流体为中高温、低盐度的Na Cl-H2O体系的结论。白钨矿和石英的H-O以及碳酸盐的C-H-O同位素特征表明,成矿流体主要是岩浆水,并有少量大气降水的混合。成矿流体为岩浆结晶分异作用形成的富钨等成矿元素的热液。矿区花岗岩的云英岩化可能将钙萃取进入流体,参与白钨矿结晶、沉淀。     

内蒙古白乃庙金矿流体包裹体与C-H-O-S稳定同位素特征及其对矿床成因的启示

白乃庙金矿位于中亚造山带南缘白乃庙岛弧区域,是华北地台北缘中段金成矿远景区的重要组成部分.本文通过白乃庙金矿床流体包裹体和C-H-O-S稳定同位素的系统工作,揭示其成矿物质来源、成矿流体性质以及矿床成因.流体包裹体测试均一温度(126.5～283.4℃)和盐度(0.88％ ～7.59％NaCl equiv)显示成矿流体...     

内蒙古北山地区小狐狸山钼矿辉钼矿Re-Os年龄和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

小狐狸山钼矿是内蒙古北山地区近年来新发现的一个中型规模的斑岩型矿床。通过对成矿斑岩锆石和成矿晚阶段石英脉型钼矿的同位素研究,获得小狐狸山含矿花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄216.9Ma±0.5Ma（MSWD=0.41）,与斑岩型钼矿化的时间220Ma±2.2Ma在误差范围内基本一致,为该矿床主要为一个斑岩型钼矿床提供了同位素年代学的佐证;晚成矿阶段辉钼矿单矿物Re-Os模式年龄加权平均值为213.2Ma±4.6Ma（MSWD=1.3）。小狐狸山钼矿床成矿岩体的展布受控于沿黑河展布的北东东向构造,该组构造切割了早期形成的北西向区域构造,暗示216~220Ma为北山地区由后碰撞进入板内伸展环境提供了初步的年龄约束,北山地区印支期的成矿作用值得重视。