成矿流体活动的地球化学示踪研究综述
成矿流体的地球化学特征与矿床成因分析
成矿流体的地球化学特征与矿床成因分析引言：矿床是地球内部的宝库，它们是地壳深部成矿作用的产物。
而成矿流体作为矿床形成的必要条件，具有着极其重要的地球化学特征。
本文将着重探讨成矿流体的地球化学特征及其对矿床成因的影响。
一、成矿流体的来源成矿流体主要来自地幔、地壳及地下水系统。
地幔来源的成矿流体富含各种金属元素，如Cu、Pb、Zn等；地壳来源的成矿流体则富含稀土元素、钨、砷等。
地下水系统提供了矿床形成过程中重要的输运媒介。
二、成矿流体的物理化学特征1. 温度与压力成矿流体的温度与压力与矿床成因密切相关。
高温高压条件下的成矿流体更容易溶解矿物，形成热液矿床；相反，低温低压条件下的成矿流体容易析出矿物，形成富矿物沉积矿床。
2. pH值成矿流体的pH值对金属元素的溶解性起着重要作用。
低pH值环境下，成矿流体中的金属元素更容易溶解形成矿床；而高pH值环境则促使金属元素析出沉积。
3. 氧化还原状态成矿流体的氧化还原状态直接影响金属元素的赋存形式。
强还原条件下，金属元素以单质态存在或形成硫化物矿物；而强氧化条件下，金属元素则以卤化物或氧化物等形式富集。
三、成矿流体的主要物质成分成矿流体中的主要物质成分包括水、气体、离子以及各种溶质。
其中，水是成矿流体的主要组成部分，可溶解和输运大量的金属元素。
此外，气体成分如CO2、H2S等也对矿床成因起到重要影响。
四、成矿流体对矿床成因的影响1. 成矿流体的迁移作用成矿流体的迁移作用决定了矿床的形成位置和类型。
成矿流体在地下岩石中的迁移路径、速度和方式直接决定了矿床的分布模式。
2. 成矿元素的赋存与沉积成矿流体中的金属元素赋存状态与矿床成因密切相关。
它们可以以离子形式溶解在流体中，也可以以矿物颗粒形式悬浮于流体中，最终在特定的地质条件下沉积形成矿床。
五、矿床成因分析与矿产找矿通过分析成矿流体的地球化学特征，可以为矿床的成因提供重要线索。
矿床成因分析是矿产勘探的关键环节，对于找矿工作具有重要指导作用。
成矿流体特征分析与矿床形成模式
成矿流体特征分析与矿床形成模式随着矿产资源的日益枯竭和对矿床成因的深入了解，对成矿流体特征分析的研究日益重要。
成矿流体是一种在地壳中存在的流动的液态或气态物质，对矿床形成过程起着至关重要的作用。
研究成矿流体特征有助于揭示矿床成因机制，进一步完善矿床模型，从而为矿产资源的勘查和开发提供科学依据。
成矿流体包含丰富的元素和同位素信息，通过分析这些化学特征，我们可以了解到成矿流体的成分、来源、演化过程以及与其它地质过程之间的关系。
一般来说，成矿流体中的主要元素包括硫、铁、镁、钠等，而同位素包括氢、氧、碳等元素的同位素组成。
通过测定这些元素和同位素的含量和比例，我们可以根据它们的地球化学特征来推测成矿流体的来源和演化历史。
成矿流体的来源可以通过研究流体中的同位素组成来判定。
同位素组成的差异可以揭示不同的成矿流体来源，例如通过氢氧同位素分析可以判断成矿流体是否来自地表水，通过硫同位素分析可以判断成矿流体是否来自岩浆等。
同时，通过成矿流体中元素和同位素的含量和比例的变化，我们还可以推断成矿流体的演化历史，例如流体中硫同位素含量的变化可以反映出金属硫化物的沉淀过程。
在研究成矿流体特征的过程中，我们也可以发现不同矿床类型之间的差异。
不同矿床类型的形成机制是由成矿流体的组成和性质决定的。
例如，热液型矿床主要由热液流体的热液活动和物质输运导致的，而岩浆型矿床则是由于岩浆在地下经历演化过程后释放出的成矿流体形成的。
因此，通过深入研究不同矿床中的成矿流体特征，我们可以进一步理解矿床的成因机制，为寻找新的矿产资源提供指导。
除了成矿流体特征的研究外，也有许多其他因素对矿床形成起着重要的作用。
例如，构造背景、矿床围岩的性质、地球化学特征等都会对矿床形成产生影响。
因此，在研究成矿流体特征的同时，还需要考虑到这些因素的综合影响。
只有在掌握了这些信息之后，我们才能够建立一个相对完善的矿床模型。
综上所述，成矿流体特征分析是研究矿床形成机制的重要手段之一。
三道湾子金矿床地球化学研究进展
三道湾子金矿床地球化学研究进展摘要黑龙江省三道湾子金矿床地处小兴安岭西北部，兴安地块东缘，贺根山-黑河断裂西北侧。
是00年以来发现的一座大型浅成中-低温热液金矿床，是我国乃首例独立的碲化物金矿床，金资源量大于25吨，平均金品位为15g/t。
本文通过查阅最近十年来对三道湾子金矿的研究文献，总结了三道湾子金矿床的地球化学研究进展，包括主、微量元素，H-O-S-Pb等稳定同位素，放射性元素定年以及流体包裹体研究。
认为三道湾子金矿成矿年龄约120Ma；成矿物质主要来源于岩浆，为深源；成矿流体为岩浆水和大气降水的混合。
关键词：三道弯子金矿；地球化学；矿床1矿床简介三道湾子金矿位于小兴安岭西北部，黑龙江省黑河市西北约50km的三道湾子村北山，行政区划属黑河市爱辉区上马场乡管辖。
矿区地理坐标：东经：126°59′47″－127°00′58″，北纬：50°21′40″－50°22′09″(见图 1-1)。
三道湾子金矿位于多宝山-罕达气-红叶家成矿中带北部，该带是黑龙江省北部重要的金及多金属成矿区。
三道湾子金矿资源量达到大型矿床，矿床富矿段金品位高达20000×10-6，金的赋存状态主要以碲化物为主，与斐济的Emperor金矿床具有很大的相似性。
2矿床地球化学特征2.1 主量元素三道湾子金矿赋矿围岩的主量元素主要有吕军（2011）、翟德高（2014）和程琳（2017）做了研究。
分别采集了安山岩、硅化安山岩、石英脉（矿体）、基性岩脉以及花岗岩样品进行了主量元素的分析。
根据翟德高的采样分析结果将岩石的地球化学数据投图在Nb/Y-Zi/TiO2图解上，所有火山岩和岩脉样品均表现出准铝质和过铝质的特征（翟德高，2014）。
吕军在分析了安山岩、硅化安山岩和石英脉（矿体）的主量元素后认为金矿脉围岩蚀变组分的带入-带出平衡关系说明在交代作用过程中相对加入组分有SiO2，反映的是硅化作用的增强。
地球化学勘查的研究现状、发展趋势
第四发展期(1990 年以后)，为信息找矿期。这一 时期，找矿难度明显加大，找隐伏矿的方法空前 增多，探测深度明显增大，所获信息量成倍增加， 推断解释的不确定性也随之增加。既需要现代高 新技术，又需要多学科的综合研究，越来越多的 研究者将成矿作用臵于岩石圈、地壳、乃至整个 地球-宇宙体系的演化过程来考虑。勘查地球化学 找矿，以某些微观或超微观信息的获得，使间接 找矿为主的信息找矿期又重新返回到直接找矿为 主的时期。因此，发展高灵敏度和大探测深度的 勘查地球化学方法，具有特别重要的意义，并预 示着一个找隐伏矿的新时期的到来。
L.Malmqvist 和 Kristiansson(1984)研制出地气法 （Geogas）找隐伏金属矿床。20世纪80 年代初， 瑞典 Lund 大学物理系和布立登(Boliden Mineral) 公司合作，提出金属元素从地下深处以微气泡附 着气体形式上升到地表并在矿体上形成成矿元素 异常的思想，据此开始研究并使用一种新的“金 属气体”测量技术，即地气测量。他们在本国及 其它国家的 30 多个地区进行试验，发现地气异常 与矿化存在明显的对应关系，并对地气迁移机制 也作了许多工作。
浅析国内外地球化学勘查 的研究现状、主要进展及 发展趋势
物探0901班 武孝 200911020121
（一）地球化学勘查的研究现状 1、国外地球化学勘查的研究现状
1798 年，B.M.谢维尔金提出了“矿物邻近 性”的概念。 1849 年德国 J.F.A.布莱绍普特揭示了矿物 共生组合的规律性，对推断铁帽和矿化露 头下部可能的矿化情况提供了依据。
3、国内外地球化学勘查的发展阶段
第一发展期(1950 年以前)。这时期，勘探者主要 依靠肉眼观察地表露头找矿，以土壤测量和水系 沉积测量为主要手段，对于土壤中的地球化学异 常，用探槽或浅井揭露矿体。人们这一阶段延续 的时间最长，找到的矿最多。据R.W.Boyle(1977) 统计，迄今为止，世界各地开采的矿床 80％以上 是在古人开采的基础上进行的。
地球化学勘探与矿化特征分析在找矿中的整合与创新
矿产资源M ineral resources 地球化学勘探与矿化特征分析在找矿中的整合与创新黄 敬摘要：地球化学勘探和矿化特征分析是矿产资源勘探中的两个重要领域，它们的整合与创新在矿产资源的开发与利用中具有重要意义。
本文从理论基础、技术方法和实际案例等方面探讨了地球化学勘探与矿化特征分析的整合与创新。
关键词：地球化学勘探；矿化特征分析；找矿地球内部充满了丰富的矿产资源，这些资源对于人类的工业和社会发展至关重要。
为了有效地勘探这些矿产资源，地球科学家一直在不断探索新的方法。
地球化学勘探和矿化特征分析是两个关键领域，它们为找矿工作提供了重要的信息，本文将讨论如何整合和创新这两个领域，以提高矿产资源的勘探效率。
1 理论基础的整合与创新地球化学勘探和矿化特征分析在理论基础上有很多共通之处，都关注地下矿床的特征。
因此，将这两个领域的理论基础整合，可以提供更全面的理论支持，从而更好地理解矿床的分布规律。
1.1 元素和矿物的关联元素与矿物之间的关联在地球化学和地质学中具有重要意义，这种关联帮助地质学家和矿物学家更好地理解地球内部的构成和过程，为矿产资源勘探和矿床研究提供了主要思路。
元素是物质的基本构成单元，地球上的所有物质都由不同元素组成，矿物是一种具有特定化学成分和晶体结构的自然形成的固体物质，这些元素组成了各种不同类型的矿物，每种矿物都包含一组特定元素。
例如，石英主要由硅和氧元素构成，方铅矿主要含铅和硫元素。
地质学家可以通过研究矿物中的元素含量来了解地球内部的化学成分和矿床的性质，不同类型的矿物通常与特定元素关联，这为找矿工作提供了重要线索。
例如，金通常与石英矿物相伴随，铜矿常与辉铜矿或黄铜矿有关，通过分析矿物样品中的元素含量，找矿工作者可以初步确定潜在的矿床位置。
地球化学研究也依赖于元素和矿物之间的关联，从而了解地球内部的化学过程，地球内部的矿物变化和地质作用会导致元素的重新分布和富集，这对地质演化的理解非常关键。
新疆可可塔勒铅锌矿床形成硫铅同位素地球化学证据
新疆可可塔勒铅锌矿床形成硫铅同位素地球化学证据新疆可可塔勒铅锌矿床是世界上著名的铅锌多金属矿床之一，是中国最大的硫铅锌矿床之一。
近年来，对针对该矿床的形成机理进行了多方面的研究和探索，其中，硫铅同位素地球化学证据是早期研究中的重要内容之一。
本文将从硫铅同位素地球化学证据角度来探讨该矿床的形成机制。
在新疆可可塔勒铅锌矿床中，硫铅同位素组成较为复杂，不同矿物中的硫铅同位素比值存在着一定的差异。
研究表明，矿床中的矿物硫铅同位素组成既与原始岩石有关，也与成矿作用有关。
具体而言，矿床中的硫铅同位素比值受到了热液流体来源、温度、压力等多种因素的控制。
加之可可塔勒矿床的成矿年代背景较为复杂，该矿床的铅锌矿物形成时间跨度较大，基于硫铅同位素的研究还能对可可塔勒矿床的成矿时代和成矿作用机制等方面信息提供一定的指导和帮助。
通过研究矿床中的硫铅同位素组成，可以得出以下几点结论：首先，可可塔勒矿床的铅锌矿物形成时间跨度比较大。
硫铅同位素的研究发现，该矿床中的铅锌矿物形成的时代跨度多达3亿年以上，主要的成矿时代为志留纪晚期至泥盆纪。
同时，矿床中形成的不同铅锌矿物硫铅同位素比值也存在明显差异。
其次，可可塔勒矿床的原始矿物来源复杂。
硫铅同位素的研究发现，在可可塔勒矿床中，不同矿物中的硫铅同位素组成差异明显，显示出不同的物源来源。
可可塔勒矿床蚀变-代谢岩中的硫铅同位素组成显示出与海相变质岩的相似性，而矿床中的硫铅同位素组成则显示出热液流体的特征，表明可可塔勒矿床的矿物来源比较复杂，包括了多种物源。
最后，可可塔勒矿床的成矿作用机制主要受到热液流体的影响。
因为硫铅同位素主要受到热液流体影响，所以可以发现矿床中的硫铅同位素组成与热液流体相似。
矿床中的硫铅同位素比值显示出了明显的硫铅交换作用，这反映了成矿流体的流动和充满不同的开采空间。
总之，硫铅同位素地球化学证据为我们了解新疆可可塔勒铅锌矿床的形成机制提供了重要的信息。
实际在矿床的原始岩石、孔隙水以及古流体等多个方面的数据证明了可可塔勒矿床的成矿机制主要受到热液流体控制，这种基于硫铅同位素的研究表明新疆可可塔勒铅锌矿床的成矿机制较为复杂，需要进一步深入探索和研究。
流体包裹体研究进展、地质应用及展望
流体包裹体研究进展、地质应用及展望一、本文概述流体包裹体，作为地球内部流体活动的重要记录者，一直以来都是地质学领域的研究热点。
它们以微小包裹体的形式被固定在矿物晶体中，为我们提供了了解地球内部流体性质、活动历史以及成矿作用的关键信息。
本文旨在综述流体包裹体的研究进展，包括其形成机制、分析方法以及地质应用等方面的内容，并对未来的研究方向进行展望。
通过梳理流体包裹体的研究历程，我们可以更好地理解地球内部流体系统的运作机制，为资源勘探、环境评价等领域提供理论支持和实践指导。
二、流体包裹体的形成与演化流体包裹体，作为地质作用中重要的记录者，其形成与演化过程对于理解地壳内流体活动、物质迁移以及成矿作用等具有重要意义。
包裹体的形成通常与岩浆活动、变质作用、构造活动等地质过程密切相关。
在岩浆活动中，随着岩浆冷却和结晶，其中的挥发分和溶解物被捕获在矿物晶格中，形成原生包裹体。
而在变质作用中，由于温度、压力的变化，原有岩石中的矿物发生重结晶，其中的流体被包裹在新的矿物中，形成次生包裹体。
包裹体的演化过程则是一个复杂的物理化学过程。
随着地质环境的变化，包裹体中的流体可能发生相变、溶解-沉淀、氧化还原等反应，导致其成分、形态、大小等发生变化。
这些变化不仅记录了地质历史中的流体活动信息，也为研究地壳内流体性质、运移路径和成矿机制提供了重要线索。
近年来，随着科学技术的进步，尤其是微区分析技术的发展，使得对流体包裹体进行更加精细的研究成为可能。
例如，通过激光拉曼光谱、电子探针等手段，可以对包裹体中的流体成分进行定性定量分析；而通过显微测温、压力计算等方法，则可以揭示包裹体的形成温度和压力条件。
这些技术的发展为深入研究流体包裹体的形成与演化提供了有力工具。
未来，随着研究方法的不断完善和创新，我们对流体包裹体的认识将更加深入。
通过综合应用多种技术手段，结合地质背景分析，有望揭示更多关于地壳内流体活动、物质迁移和成矿作用的细节信息。
安徽铜陵狮子山铜矿田地球化学特征综述
安徽铜陵狮子山铜矿田地球化学特征综述安徽铜陵狮子山铜矿田是中国重要的铜矿产区之一，其地球化学特征对于铜矿勘探和开发具有重要意义。
本文将从地质背景、矿床类型、矿物组成和地球化学特征四个方面综述安徽铜陵狮子山铜矿田的地球化学特征。
一、地质背景安徽铜陵狮子山铜矿田位于皖南造山带的中部，属于金矿带的南段，地质构造活动剧烈，岩浆活动频繁。
区域地质构造以狮子山断裂为主，断裂经过的地层发生了明显的变形和隆升，形成了狮子山盆地。
狮子山盆地内分布有多个铜矿床，其中以狮子山矿床、鹅池山矿床和小岗山矿床最为著名。
二、矿床类型安徽铜陵狮子山铜矿田的矿床类型主要包括斑岩型铜矿床、蚀变型铜矿床和似斑岩型铜矿床。
其中，狮子山矿床属于斑岩型铜矿床，鹅池山矿床和小岗山矿床则属于蚀变型铜矿床。
斑岩型铜矿床主要形成于岩浆活动期间，铜矿成矿流体主要来源于岩浆。
蚀变型铜矿床则主要形成于后期的热液作用，成矿流体主要来源于地下水。
似斑岩型铜矿床则是两种类型的铜矿床的过渡类型。
三、矿物组成安徽铜陵狮子山铜矿田的矿物组成非常复杂，主要包括黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、菱铁矿、方解石、石英等。
其中，黄铜矿是最主要的矿物，占总矿物量的90%以上。
黄铜矿的成分主要是铜、铁、硫等元素，具有典型的硫化物矿物特征。
四、地球化学特征安徽铜陵狮子山铜矿田的地球化学特征主要表现在以下几个方面：1.成矿流体的特征安徽铜陵狮子山铜矿田的成矿流体主要来源于地下水和岩浆，流体的温度和压力较高。
成矿流体中主要含有铜、铁、硫等元素，其中铜的含量最高，达到了数千克/吨。
2.矿床的特征安徽铜陵狮子山铜矿田的矿床呈层状或脉状分布，矿体厚度较薄，但长度很长，一般达到几百米甚至几千米。
矿床的成因非常复杂，既受到岩浆活动的影响，又受到后期的热液作用的影响。
3.矿物的特征安徽铜陵狮子山铜矿田的矿物种类非常丰富，主要包括黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、菱铁矿、方解石、石英等。
其中，黄铜矿是最主要的矿物，占总矿物量的90%以上。
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第14卷第4期1999年8月地球科学进展ADVAN CE I N EA R TH SC IEN CESV o l.14 N o.4A ug.,1999成矿流体活动的地球化学示踪研究综述Ξ倪师军,滕彦国,张成江,吴香尧(成都理工学院,四川 成都 610059)摘 要:成矿流体活动的地球化学示踪是近年来流体地球化学研究的一个新趋势。
通过流体来源示踪、运移示踪和定位示踪可以追溯流体活动的全过程,对恢复流体活动历史、演化历程具有积极意义。
对成矿流体活动的地球化学示踪方法进行了一定的总结,对人们常用的地球化学示踪方法——同位素地球化学示踪、元素地球化学示踪、包裹体地球化学示踪及气体地球化学示踪的研究现状进行了综述。
关 键 词:成矿流体;流体地球化学;地球化学示踪中图分类号:P595 文献标识码:A 文章编号:100128166(1999)0420346207 地球化学示踪研究是查明元素、矿物等在地质地球化学作用过程中的来源、演化及其最终发展状态,是揭示地球化学作用机理和过程的重要途径和有效手段。
成矿流体地球化学是当前国际地学界研究的前沿和热点之一,成矿流体活动的地球化学示踪研究已成为一个新的趋势,通过流体来源示踪、运移示踪和定位可以追溯流体活动的全过程,对恢复流体活动的历史、演化历程具有积极意义。
1 同位素地球化学示踪由于同一元素不同同位素的原子质量不同,其热力学性质有微小的差异。
正是这种差异导致同位素组成在物理、化学作用过程中发生变化,引起同位素分馏,包括热力学平衡分馏和动力学分馏2种类型〔1〕。
经过长期的分异、分馏、衰变演化,地球不同层圈、不同地质单元具有明显不同的同位素组成特征。
因此可以根据同位素具有基本相同的化学性质示踪成岩、成矿物质的来源、推断源区的地球化学特征。
另外还可以根据同位素分馏规律和矿物的同位素组成,示踪矿物形成时的物化条件和演化过程〔1〕。
用稳定同位素数据来定量地说明成矿介质水和其他物质的来源,开始于60年代初期〔2〕,作为独特的示踪剂和形成条件的指标,稳定同位素组成已广泛地应用于陨石、月岩、地球火成岩、沉积岩、变质岩、大气、生物、海洋、河流、湖泊、地下水、地热水及各种矿床的研究,成为解决许多重大地质地球化学问题的强大武器〔3〕。
在应用稳定同位素研究成矿流体的演化过程(源、运、储)的同时,人们也不断地应用放射性同位素来定量、半定量地研究地质地球化学作用过程,即应用放射性同位素研究地球化学示踪和地球化学作用发生的年代问题。
同位素分析新方法新技术的不断发展,如R e2O s、L u2H f、L a2B a2Ce等方法的建立〔4〕,使同位素示踪技术也得到了丰富和发展。
111 氢、氧同位素示踪利用氢、氧同位素示踪成矿溶液的来源,是同位素示踪技术在地质研究中取得的最重要成果之一〔1〕。
由于不同来源的流体具有不同特征的氢氧同位素组成,因此成矿流体的氢氧同位素组成成为判断成矿流体来源的重要依据,如卢武长①、魏菊英〔5〕Ξ国家自然科学基金项目“成矿流体定位的地球化学界面及地学核技术追踪方法研究”(编号:49873020)、国家科技攻关项目“矿床(体)快速追踪的地球化学新方法、新技术”(编号:962914203202)和国土资源部百名跨世纪优秀人才培养计划基金资助。
第一作者简介:倪师军,男,1957年4月出生,教授,主要从事地球化学的教学与研究。
收稿日期:1998208210;修改稿:1999204213。
①卢武长1稳定同位素地球化学1成都地质学院内部出版,19861116～1451等总结的各种类型天然水中的氢氧同位素组成(表1)。
张理刚〔6〕按氢、氧同位素组成把成矿介质水分为5种类型:大气降水、海水、再平衡混合岩浆水、变质分泌水和复合水—混合水。
近年来人们认为水—岩反应是热液矿床形成的重要机制之一,利用氧同位素可以研究水—岩交换过程。
李延河将整个水—岩同位素交换演化过程分为3个阶段:大气降水沿构造裂隙下渗阶段;面型蚀变阶段;成矿溶液沿裂隙上升成矿阶段〔1〕。
表1 天然水中的氢、氧同位素组成Table1 Co m position s of H and O isotopes i n natural water ∆D S MOW(‰)∆18O S MOW(‰)∆D S MOW(‰)∆18O S MOW(‰)大气降水+50～-500+10～-55+50～-350-10～-50海 水0±0±0±0±地热水,热卤水不同地区、不同的地质地球化学条件差别较大岩浆水-40～-85+5.5～+9.5-50～-85+6～+8.5变质水-20～-655～25-20～-65+5～+25 魏菊英(1988)卢武长(1986)112 碳同位素示踪尽管碳同位素用于物源示踪的准确性开始被人怀疑〔7〕,但至今仍被广泛用于指示油气来源、运移演化、热液矿床的成矿物质来源、全球变化等问题。
在研究热液矿床成矿流体来源时,碳同位素常与氧同位素体系综合作用。
不同来源的碳同位素组成范围具重叠特征。
在金矿床研究中发现〔8〕,碳同位素组成不仅位于典型的深源碳的同位素组成范围内,而且与沉积岩和变质岩碳的组成很难区分。
碳同位素的物源示踪应建立在同位素体系的演化以及具体成矿环境分析的基础上,而不应是简单的对比,成矿体系中碳(氧)同位素的演化不仅可以提供成矿物源的信息,而且对成矿过程、成矿方式的研究具有重要意义〔8〕。
天然气运移时气体同位素组成的变化及其对天然气运移的示踪具有一定的意义。
可以利用天然气乙烷碳同位素与烃原岩酸解气乙烷碳同位素的可比性进行气源对比,追踪天然气的来源〔9〕,碳、氧同位素结合追踪油气物源将更为有效〔10〕。
113 硅同位素示踪硅是地壳中分布最广的元素之一,石英是最主要的造岩矿物,很多热液矿床中均发生硅化,而且已经发现大量石英脉型热液矿床,因此,研究硅的来源及其与流体成矿活动的关系具有重要意义。
硅同位素动力学分馏是引起硅同位素变化的最主要原因〔1,11〕。
热液活动带来大量的硅质和成矿物质,由于温度下降,物理化学条件的变化,部分硅质和成矿物质首先在喷口附近沉淀下来,形成海底黑烟囱、硅华和热水沉积成因硅质岩。
不同成因的硅质岩、粘土矿物等具有明显不同的硅同位素特征,而且这些特征不会在后来的变质、改造过程中发生明显变化。
因此,硅同位素已成为恢复变质原岩、示踪脉石英硅质来源、判别硅质岩、粘土矿物等成因的重要手段之一〔1〕。
丁悌平在《硅同位素地球化学》〔12〕中讨论了一些层状矿床和石英脉型矿床中硅同位素的组成及特征,硅华∆30Si:-3.4‰～0.2‰,脉石英∆30Si: 0.7‰～-1.5‰,硅化岩石∆30Si:1.1‰～-0.5‰,并指出硅同位素在指示成矿流体来源、成矿物质来源及硅质的来源具有一定的实用价值。
114 氯同位素示踪由于氯的地球化学稳定性,故在地下水、热液矿床的成因和元素迁移理论方面,对氯同位素的研究具有特殊意义〔13〕;早在1984年Kaufm ann就已经指出由于氯是自然界各种水体及卤水沉积物的大含量组分,又是一个十分活跃的水迁移元素及重要的金属沉淀剂,因此国内外学者对氯同位素的分析方法及地球化学行为非常关注,希望用氯同位素直接探讨卤水的成因、成矿流体及油气运移路径、金属与盐类矿床及油气藏成藏机制〔14〕。
以氯同位素(36C l 和37C l)作为示踪剂可以成功地判断咸水成因,其结果比∆18O、∆D资料更可靠〔15〕。
Eastoe等〔16〕研究发现E l mw ood2Go rdon sville矿床热液作用过程中氯同位素的变化特征对流体运动具有指示作用。
115 硼同位素示踪由于硼在自然界中分布较集中,平均丰度低,而且11B和10B之间质量差大,分馏效应显著,故硼同位素组成可以作为判定硼来源的有效示踪剂和指相标志〔17〕,在自然界中B的同位素组成变化很大(∆11B= -32‰～+58‰),但在不同类型地质体中却有较特定的分布范围。
造成自然界B的同位素分馏的主要原因在于流体—固体反应体系的pH值和水 岩比值变化。
B的这些特殊地球化学性质在不同地质地球化学作用示踪,特别是与流体有关的地球化学过程的研究中得到了广泛应用〔18〕。
据T akao〔19〕等研究日本指宿(Ibu suk i)及其附近地区的热泉水的地球化学特征时指出:测试的热泉水的地球化学组分与以前的争论是一致的,即该地区热泉水溶解的主要组分是海水与地下热的岩石反应的结果;热泉水的11值范围是+2.1‰～+3914‰,可以判断硼同位743第4期 倪师军等:成矿流体活动的地球化学示踪研究综述 素有2种来源,一是海水,∆11B为+39‰,另一种是火山气体,∆11B为+6‰。
116 锂同位素示踪锂同位素组成特征是盆地卤水、海水等流体活动的良好示踪剂。
大量的实验研究表明锂在地质系统中具有较高的活动性,在地质作用过程中反映流体活动的特征〔20～22〕,许多学者的研究也证明水—岩反应期间L i+的浓度会增大并可能追踪地热流体的加入及确定地下水的来源及驻留时间〔23,24〕。
锂同位素组分在热液蚀变程度不同的岩石中变化较大,是热液流体作用的有效指示。
Chan〔25〕等认为在新鲜的洋中脊玄武岩中∆6L i为-314‰～417‰(L2SV E标准),低温蚀变洋底岩石锂同位素组成增加,蚀变最严重、年龄最老的岩石∆6L i达-14‰。
117 铅同位素示踪人们较早采用铅同位素进行成矿物质来源的研究,也是研究成矿物质来源比较有效的方法之一。
现已建立了地球不同深度的铅同位素演化模式借以判断成矿物质的来源。
根据矿石矿物及围岩的铅同位素组成特征(206Pb 204Pb)及Zartm an铅构造模式示踪成矿物质来源、研究矿床的成因机制、矿床的垂直分带等方面均具有积极意义。
118 锶同位素示踪87Sr 86Sr是判断成岩成矿物质壳、幔来源的重要指标,一般87Sr 86Sr>0.710时被认为是壳源, 87Sr 86Sr<0.705时为幔源,在矿床地质研究中常利用其进行成矿元素来源的示踪。
对成矿流体来源的示踪人们也作了许多研究工作,并已经很好地描述了使用锶同位素示踪深源流体、岩浆流体的壳幔混染作用。
通过测定围岩、热液蚀变矿物、流体包裹体中的锶同位素组成,可以确定成矿流体的来源,人们早已在应用初始锶同位素特征示踪古流体成矿作用和利用锶流体—岩石反应〔26～30〕,例如Pettke等〔30〕研究了阿尔卑斯山西北部B ru sson石英脉型金矿床的Sr同位素组成特征,并依此追踪含矿流体的来源,认为流体来源深度超过10km。
119 铼锇同位素示踪由于地壳和地幔在R e O s比值方面差异很大,其中地壳岩石R e O s比值较之地幔岩石的高2～4个数量级,因而这一同位素体系在探讨地幔作用,尤其是地壳—地幔相互作用方面,显示出极大价值〔31〕。