富碱侵入岩与金成矿关系:云南省姚安金矿床成矿流体形成演化的微量元素和同位素证据

以产在姚安富碱侵入岩体内外接触带上的姚安金矿床为对象,对成矿流体形成演化过程中的微量元素和S、C同位素地球化学进行了综合研究。研究结果表明,富碱侵入岩成岩过程中分异出的岩浆流体提供了姚安金矿床早期成矿作用所必需的成矿流体;从早期成矿阶段至晚期成矿阶段,成矿流体经历了从以岩浆流体为主的流体体系至以大气降水为主的流体体系的转变。因此,钙碱性侵入岩成岩过程中可分异出成矿流体的过程,也存在于富碱侵入岩的成岩过程中。

赣南大吉山钨矿岩体、矿脉白云母地球化学及成岩成矿意义

大吉山钨矿床是一个石英脉型钨矿床,同时伴有铌、钽、铍、钼等矿化,是南岭成矿带典型的钨多金属矿床.隐伏于大吉山钨矿深部的白云母花岗,具有钠长石化和云英岩化,是钨、铌、钽等稀有元素矿化花岗岩.白云母是一个含矿化剂(F、Cl等)的矿物,矿物中矿化剂的多寡可以反映岩浆体系矿化剂的含量.因此通过对花岗岩和矿脉中自云母成分分析研究可以了解岩石成因、岩石形成的构造背景以及体系挥发分或矿化剂的地球化学特性.

宝石款式设计的造型形式美法则

近年来，国际宝石行业多次举办各类宝石款式设计和切割大奖赛，在很大程度上促进了宝石款式设计和切割技术的发展，把珠宝首饰的发展提升到一个崭新的阶段，从美学的角度出发，探讨了宝石款式设计的造型形式美法则，并结合具体的宝石款式进行了分析。

中旬红山矽卡岩铜矿稳定同位素特征及其对成矿过程的指示

红山铜矿床位于三江地区义敦岛弧南端的中甸弧，是在晚三叠世甘孜-理塘洋盆向西俯冲过程中形成的一个中型规模的矽卡岩矿床。通常，矽卡岩体就是铜矿体或铜矿化体，主要呈似层状、层状、脉状及透镜体状产于大理岩与角岩接触带或局部在角岩中，未见其与侵入岩直接接触。通过对不同成矿阶段所形成的石榴石、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方解石等典型矿物以及大理岩的稳定同位素特征研究，发现矽卡岩的最主要组成矿物石榴石的δ^18OSMOW范围为6．2—8．3‰，反映了矽卡岩可能直接继承隐伏斑岩体的氧同位素组成。根据磁铁矿的氧同位素组成（5．5—7．1‰）所计算的磁铁矿化阶段成矿流体的δ^18OSMOW为13．1—14．7‰（400℃）或12．5—14．1％。（500℃），暗示有富集δ^18O的CO2溶入到成矿流体中。硫化物的δ^34SCDT范围4．45—6．20‰，说明矿床具有高度均一的硫源，并且在硫化物的结晶沉淀过程中，流体中硫同位素分馏很弱。由此推测主成矿期成矿流体的δ^34S∑S为5．6±0．6‰。矿床中的大理岩的δ^13CPDB为2．0—2．2‰，δ^18OSMOW为24．0—24．8‰，说明大理岩是由海相碳酸盐岩经重结晶作用而成。成矿晚期阶段形成的方解石脉的δ^13CPDB范围是-2．4—1．7‰，δ^18OSMOW范围是16．3—22．4‰，表明其C和O主要来源于大理岩。总之，我们推测红山矽卡岩很可能主要是由中酸性岩浆浅成侵位时局部同化碳酸盐围岩所形成的一种富含钙质成分的次生岩浆就位于碎屑岩与碳酸盐岩之间的构造薄弱带冷凝固结而成，矽卡岩型矿化与深部斑岩型矿化具有共同的成矿物质和成矿流体来源。

济阳坳陷CO2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内。气藏中CO2气体浓度为69％～97％，δ^13CCO2值为-5．67‰～-3．35‰，CH4／^3He值为（1．01～5．65）×10^8，^3He／^1He值为（2．80～4．49）×10^-6，即R／Ra为2．00～3．21，^40Ar／^36Ar值为317～1791，CO2/^3He值为（0．25～2．61）×10^9。以上地球化学数据表明，济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地慢，且慢源CO2在成藏过程中有损失，或者有壳源CO2的加入，特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入。在对CO2气来源定性分析的基础上，还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究.

基性-超基性岩浆成岩和成矿过程中Soret效应的研究进展

综述了当前对基性-超基性岩床和层状岩体的边缘反转现象的传统解释模型，包括围岩混染、岩浆多期注入、岩浆分层、过冷却、晶体沉降、流动分异、结晶和成分对流以及逐渐减少的颗粒间熔体量。详细论述了这些模型的优缺点，认为Soret效应是目前对边缘反转现象比较合适的解释，讨论了中国峨眉山大火成岩省朱布岩体的Soret成矿现象.

有机质在MVT铅锌矿床形成中的作用

MVT铅锌矿床与有机质密切相关。本文以有机质生成世代为序，讨论了有机质低、中、高成熟阶段的产物在MVT铅锌矿床成矿过程中的作用。腐殖酸在矿床形成的早期阶段配合、吸附Pb、Zn等金属离子，起到促进成矿源层形成的作用。油田卤水可能成为铅锌多金属元素迁移的主要载体和成矿流体的重要组成部分，甚至就是形成密西西比河谷型矿床的一种很重要的潜在成矿流体。甲烷在矿床形成晚期充当还原剂。

滇西羊拉铜矿区硅质岩特征及与成矿的关系

在滇西羊拉铜矿区发现了4层硅质岩, 该硅质岩具有低的TiO2, Al2O3与高的成矿元素(Cu, Au, Ag)含量特征. 硅质岩稀土元素总量很低, 其球粒陨石标准化配分模式为向右倾的曲线, 具有明显的负Eu异常与弱的正Ce异常, 与矿区早期形成的块状硫化物矿石、 矿石矿物及脉石矿物具有一致的稀土元素球粒陨石标准化配分模式, 而与成矿中晚期形成的夕卡岩型矿石及破碎带充填交代型矿石明显不同. 硅质岩的硅同位素组成与热水沉积的硅华及硅质岩一致, 它的铅同位素组成与块状硫化物矿石一致, 它的Rb-Sr等时线年龄为272 Ma ± 6 Ma, 与赋矿地层时代一致. 研究表明羊拉矿区硅质岩为典型的热水沉积硅质岩, 且与矿区块状硫化物矿体关系密切, 这为该矿床块状硫化物矿体为海底喷流热水沉积作用形成提供了直接的证据.

苔藓碳氮稳定同位素对环境条件和大气氮沉降的指示研究

苔藓植物由于具有特殊的形态结构和生物学性质而被广泛应用于环境变化和大气沉降的指示和监测，而稳定同位素（如13C、15N、34S）是辨识环境体系中物源走向以及研究植物和环境关系的可靠技术。本论文正是结合苔藓生物指示方法和稳定同位素示踪技术，开展了苔藓碳氮同位素指示环境条件和大气氮沉降的初步研究。通过不同环境条件下苔藓同位素的对比研究，揭示了苔藓碳氮同位素对环境因子和氮沉降变化的响应机制。进而应用石生苔藓碳氮元素含量和同位素，并结合光合色素含量等参数，对贵阳地区的大气氮沉降进行了详细研究，深化了苔藓同位素方法在环境监测和大气氮沉降研究中的应用，并为城市氮污染的防治提供了地球化学依据。获取了一些有意义的发现和创新点。 1. 不同生长条件下苔藓元素含量和同位素的变化及其意义 即使在同一地点，苔藓13C会由于水分条件和光照条件的差异而发生明显变化，而树冠对大气沉降物质的长期截留吸收会使下方苔藓氮硫含量偏低以及同位素偏负，其同位素效应还与树冠类型和树冠厚度有关。因此，应用苔藓元素含量和同位素指示区域环境和大气沉降时应尽量消除生境差异的影响，受生长条件影响或歪曲了的苔藓指示信息可能导致在解释环境变化和大气沉降时得出错误的结论，相对而言，开阔地的石生苔藓是较可靠的指示工具。利用同位素方法探讨苔藓记录信息的差异是本研究的创新点之一，目前国内外尚无相关的报道，这深化了苔藓碳氮同位素对环境条件和大气输入响应机制的认识，同时还为苔藓同位素研究大气沉降提供了采样指导。 2. 不同地区苔藓新老组织碳氮含量和同位素组成特征 贵阳市区苔藓碳含量高于贡嘎山地区，而13C明显偏负，表明城市苔藓受人为CO2排放的影响，而非污染区苔藓13C能够响应海拔和年均温度的差异。贵阳市区苔藓氮含量较高反映其氮沉降高于贡嘎山地区，明显偏负的15N值主要指示了城市废水氨释放的影响。不同地区苔藓新生组织的碳氮含量总体高于衰老组织，但同位素没有明显变化，反映了生理功能的衰退和部分元素向新生组织迁移会导致老组织碳氮含量降低，但不会明显改变其碳氮同位素记录，新组织氮含量较可靠地反映了氮沉降的水平（贵阳市约为30.18 kg/ha/yr，贡嘎山地区约为8.46 kg/ha/yr）。本研究扩展了苔藓同位素对不同地区环境因子和氮沉降差异的响应状况，并首次探讨了苔藓衰老对其碳氮含量和同位素记录的影响，为深入理解非维管植物衰老过程的碳氮同位素分馏奠定基础。 3. 贵阳地区大气氮沉降的空间分布 根据大气氮沉降和苔藓氮含量之间的定量关系（y=0.052x+0.7325），可以利用石生苔藓氮含量（0.85% ~ 2.97%）计算贵阳地区的大气氮沉降。贵阳地区的氮沉降（0.91 kg/ha/yr ~ 44.69 kg/ha/yr）总体已经超过最易受影响的陆地生态系统的氮沉降负荷值（5 kg/ha/yr ~ 10 kg/ha/yr），市区氮沉降平均值（29.21±6.17 kg/ha/yr）与前期监测值（30.18kg/ha/yr）基本一致，高于酸性针叶林和落叶林的氮沉降负荷值（15 kg/ha/yr ~ 20 kg/ha/yr）。而农村地区氮沉降平均值（14.31±5.11 kg/ha/yr）与贵州农村地区铵沉降的平均值（14.3 kg/ha/yr）吻合。本研究首次根据石生苔藓氮含量量化了氮沉降的水平和空间分布，对大气氮沉降生态环境影响的评价以及喀斯特地区脆弱生态系统的保护具有重要意义。 4. 贵阳地区大气氮沉降的主要来源和主要形态 贵阳地区石生苔藓15N值（-12.50‰ ~ -1.39‰）呈明显的双峰分布模式（-12‰ ~ -6‰和-5‰ ~ -2‰），表明该地区的氮沉降存在两个主要来源。市区明显偏负的苔藓15N值（平均-8.87±1.65‰，<5km; -8.59±2.28‰，5 km ~ 10km）主要反映城市废水和人畜排泄物NH3的影响，而往外到农村较高的苔藓15N值（平均-3.83±0.82‰ ~ -2.48±0.95‰，>15km）主要指示了农业NH3的贡献。根据市区苔藓和雨水15N值计算，市区氮沉降中铵态氮的贡献约占76%，硝态氮约为23%，贵阳地区的氮沉降以铵沉降为主。本研究首次发现了以铵沉降为主的城市地区苔藓15N值市区偏负、农村偏正的变化规律，这与氮沉降以硝态氮为主的城市苔藓15N变化（市区偏正、农村偏负）相反。此外，根据苔藓15N随大气沉降中铵态氮和硝态氮比值的变化规律，贵阳地区苔藓氮含量和15N的变化主要由两种不同铵源（城市铵和农业铵）的变化所控制，贵阳苔藓氮含量和15N的空间变化可以进一步作为铵沉降变化的证据。 5. 贵阳地区主要大气氮源（铵）的沉降机制与模式 贵阳市区往外石生苔藓氮含量随离市中心的距离呈指数降低（y=1.5e-0.13x+1.26），而15N值随距离对数升高（y=2.54Ln(x)-12.23），揭示了城市来源的铵沉降从市区往外随距离指数降低，其分布模式为点源模式，贵阳市区可被视为贵阳地区的一个点状氨源。而农村地区苔藓氮含量不随距离而变化、15N值不存在明显差异，反映了农业氨的面源分布模式。通过极限法计算苔藓氮含量和15N随距离变化的函数，氮沉降在离市中心17.2km以内以城市铵为主，以外以农业铵为主，城市铵的影响范围总体小于41km，城市铵随离市中心距离的变化关系为y=56.272e-0.116x-0.481。此外，贵阳市区往外不同方向的苔藓氮含量和15N随距离的变化梯度存在差异，表明城市铵向周边不同方向的传输具有非均一性，这主要与不同方向的地形条件、地表植被状况、风向、城市化程度等差异有关。本研究首次通过苔藓监测证实以铵沉降为主的城市，城市铵沉降的分布呈点源模式，并通过苔藓氮含量和15N的变化得出了城市铵的定量分布、沉降机制和影响因素。 6. 贵阳地区石生苔藓碳含量和13C值的变化及其意义 贵阳地区石生苔藓碳含量（34.47% ~ 52.76%）从市区到农村随距离指数降低（y=9.206e-0.042x+38.024），并与氮含量存在正相关关系，表明大气氮输入具有增加苔藓碳含量的作用。苔藓13C值（-30.69‰ ~ -26.96‰）从市区到农村随距离逐渐升高（y=0.674Ln(x)-30.03），反映了城市人为CO2的影响逐渐减小。此外，苔藓13C随碳氮含量增加而降低，碳氮同位素存在正相关关系，反映了石生苔藓光合作用与氮素吸收相互制约，市区较高的氮沉降或铵沉降增强了苔藓光合作用和碳代谢，使苔藓在固碳过程中发生更大的13C分馏。本研究首次发现了城市地区较高的氮沉降能够促进石生苔藓光合固碳能力，苔藓13C值能够指示城市人为CO2的影响以及氮沉降的生物效应。 7．其它创新之处 为深入认识城市地区氮沉降的变化及其生物响应，本研究还对石生苔藓光合色素含量进行了分析，首次探讨了石生苔藓光合生理参数和碳氮含量、碳氮同位素之间的关系。市区苔藓光合色素含量高于农村地区，叶绿素含量与碳氮含量存在正相关关系，表明光合色素分析可以反映环境胁迫状况、苔藓固碳能力和氮素营养状况。叶绿素含量与13C值呈负相关关系指示了氮沉降增强石生苔藓光合作用的机制。

陕西旬阳公馆-青铜沟汞锑矿床地球化学与矿床成因研究

陕西旬阳公馆和青铜沟汞锑矿床位于南秦岭东部的旬阳陆缘拗陷带中，是汞锑共生的大型和超大型矿床，是秦岭-中亚汞锑矿带中具代表意义的矿床。矿床成因一直存在争议，有沉积-改造、沉积-再造、岩浆热液、多源热液成因等不同看法。本次研究着手于区域地质、矿床地质和矿床地球化学特征，来探讨矿床成因。 本文在比较详细的野外调查基础上，利用流体包裹体测温、稳定同位素分析、以及等离子体质谱（ICP-MS）等方法，研究了矿床中矿石的包裹体特征和地球化学特征，认为公馆-青铜沟汞锑矿床的形成与中生代陆陆碰撞造山作用有关。在前人的研究基础上，获得了如下几点认识： ① 公馆-青铜沟汞锑矿床赋存于泥盆系白云岩中，与断裂紧密伴生，矿体呈脉状，矿石主要由辉锑矿、辰砂、石英、方解石等矿物组成，矿石类型有汞－锑型和单汞型两种。 ② 包裹体研究表明，石英和方解石中主要以富液包裹体为主。石英中包裹体均一温度为136～274℃，盐度变化范围为1.57～11.34%NaClequiv.，方解石中包裹体均一温度180～272℃，盐度为1.23～8.81% NaClequiv.。计算出的流体密度在变化范围在0.38～0.58 g/cm3之间。与国内其他一些同类矿床（如锡矿山锑矿、铜仁-凤凰汞矿带中的汞矿床、广西大厂锑矿床、晴隆大厂锑矿床、南秦岭十里坪锑矿床、沃溪金锑钨矿床等）相比成矿流体具有中低温、低盐度、低密度的特点，属于改造热液。 ③ 稀土元素研究表明：方解石的稀土配分模式和白云岩的相似，均为轻稀土富集型。 ④ 稳定同位素研究显示：辉锑矿的δ34S值为2.0～9.4‰，辰砂的δ34S值为3.3～11.6‰，与地层黄铁矿的δ34S值3.4～8.6‰一致，硫主要来源于赋矿地层；氢氧同位素研究也表明成矿流体属于改造热液，成矿期流体是经过深部循环了的地层建造水，成矿末期以大气水为主；碳氧同位素研究也表明，方解石来源于碳酸盐岩的溶解，形成过程中受到了地层有机碳的影响。 ⑤ 通过对前人的Sr同位素进一步分析研究表明：矿石样品的87Sr/86Sr值大于白云岩的值，且其87Sr/86Sr值和Hg、Sb含量呈正的线性相关关系，表明部分成矿物质Hg、Sb与Sr是同一来源的。辉锑矿中的铅有正常普通铅的特征，而白云岩的铅以异常铅为主。推断矿石中的铅主要来源于基底地层。 ⑥ 矿床成矿地球动力学背景为碰撞造山体制。在碰撞的增温增压期间，形成Ⅰ阶段矿化，即以白云石为脉石的微弱汞矿化；在挤压向伸展转变期间，形成Ⅱ阶段锑矿化和Ⅲ阶段汞矿化，是成矿的主要时期，脉石矿物主要为石英，其次为方解石；到了伸展减压降温阶段，形成Ⅳ阶段矿化，以发育微弱汞锑矿化或无矿化的粗大的方解石脉为特征。

季节性氧湖泊微量金属元素的界面地球化学行为

沉积物表层几厘米范围经常呈现某些微量金属元素富集的现象，过去常笼统地认为这是工业革命以来人为污染不断加剧的证据。但近来的研究却证明强烈的早期成岩作用可以在一定程度上造成微量金属元素在沉积物中的再迁移现象，使得其环境记录失真。因此沉积物中元素分布记录不能完全反映对流域输入的物质组成特征。另外，在一定条件下，沉积物中部分金属元素也可再次向上覆水体释放，造成“二次污染”问题，严重威胁到湖泊／水库的水质安全，成为埋藏在湖泊深处的一颗“定时炸弹”。各种地球化学过程在沉积物一水界面附近造成的重金属元素的源／汇效应因此日益受到人们的重视。近年来贵州红枫湖水质季节性恶化事件频繁出现，作为贵阳市饮用水源的阿哈湖水质也开始出现季节性恶化趋势。紧迫的环境问题及重要的科学意义促使我们系统开展了红枫湖、啊哈湖沉积物一水界面微量金属的地球化学行为研究。两湖都是黔中地区人工水库，具有岩溶湖泊的共性，也具有明显的区别。红枫湖湖水具有典型的岩溶水化学特征，湖水中度富营养化；而啊哈湖受矿山废水的影响，同时由于近年的人工石灰投放等原因，造成该湖湖水具有极硬水、硫酸盐型水特征，矿化度达到600tng／L。我们对上述两湖进行了详细研究，获得了如下的研究成果：1．硫酸盐还原细菌（SRB）及铁还原细菌（DIRB）的计数直观地指示了有机质早期成岩过程中各电子受体依次利用的分带性：即硫还原（锰还原）叶铁还原。孔隙水中硫酸根及溶解铁分布与SRB和D工RB的分布吻合。沉积物孔柱的模拟实验、各类还原性微生物计数及与孔隙水中铁锰、硫酸根分布的综合分析证实了微生物的作用是厌氧环境中各种还原反应的不可缺少的因素，界面附近氧含量的变化是引起水质恶化的基本外因。模拟实验的结果还解释了铁、锰、硫在季节性缺氧湖泊中的循环机理。2．微生物计数及生物大分子分析证实了上层沉积物（0-10厘米）是微生物活跃最为强烈的区域，易降解有机质在此区域被降解。红枫湖沉积物有机质降解持续的深度较深〔达到10cm），而啊哈湖沉积物有机质降解持续深度较浅，仅为4厘米，这主要是由于两湖都是季节性厌氧型湖泊，红枫湖在缺氧季节，有机质厌氧降解所需的电子受体迅速消耗，使得缺氧季节该湖有机质降解速率相对缓慢；啊哈湖受到大量煤矿废水注入，水体及沉积物中硫酸根、铁锰含量异常高，并在厌氧季节里为微生物厌氧呼吸提供充足的电子受体，因而易降解部分有机质在表层迅速被氧化，而且该湖沉积速率相对较慢，有机质有相对充裕的时间在上层被降解，避免了被掩埋的命运。3．啊哈湖沉积物孔隙水及界面水δ13CDIC及DIC浓度的分析，显示啊哈湖沉积物产甲烷过程很弱或不明显。这主要是受到硫酸盐还原作用的抑制。从δ34SSO42-SO42-相关关系及硫酸盐还原菌分布特征，可以在深度上划分为两种还原过程及硫同位素分馏过程：慢速还原阶段（6厘米以下），硫同位素分馏程度较大，最大分馏达13．71％。分馏因子约为1.024-1.026之间；快速还原阶段（0-6厘米），硫同位素具有明显分馏，最大达到38‰，这与快速还原过程硫同位素分馏较小的规律相反，主要原因是由于表层同时出现有还原态硫的氧化反应．产生较负的δ34S-so41，δ34S-SO42--SO42-的变化反映出混合过程。通过研究我们进一步还推断，采样点沉积物下部还有煤矿硫源的输入。4．两湖沉积物中铁、锰、硫的还原作用发生位置都具有季节性沿沉积深度上下迁移的特性，部分微量金属元素扩散通量因此发生季节性变化。受沉积物中铁锰含量的控制，红枫湖沉积物一水界面铁锰循环作用比啊哈湖弱。啊哈湖锰含量很高，导致界面附近锰的循环剧烈且远强于铁的循环，并在一定程度上引起部分微量金属在沉积物上层强烈富集。5．通过红枫湖后五沉积物剖面研究，我们发现各种微量元素由于其自身不同的地球化学性质差异，早期成岩过程对其在沉积物中的垂直分布特征的改造程度是不同的。①锰具有明显的向上富集趋势，铁在沉积物中的分布特征的后期改造作用就比较弱。②钻、镍分布的后期改造程度与铁相似，从总量来看再迁移程度比较弱。③铜、锌在早期成岩过程中逐渐向沉积物中上部富集，这主要是与铜锌强烈的亲硫性引起的。钥的表层富集现象最为明显，沉积后再迁移效应显著。由其含量在上层沉积物中的两重峰值，可以指示界面剧烈的锰循环及界面下硫酸盐还原作用对它的联合控制。6．与红枫湖相比，啊哈湖沉积物金属元素再迁移特征有很大的不同：①通过部分微量金属元素地球化学相态分析，各相态微量金属分布主要服从其总量分布特征。②沉积物稀土配分模式明确指示了啊哈湖成湖基底的位置，即沉积物－水界面下18-19厘米以下。③通过Ti、Zr、ΣREE＋Y等的分析也显示了成湖前原始基底的存在位置，同时它们在沉积物中的含量变化特征还反映了该湖扩容后陆源输入的减少。④在沉积深度上铁锰及部分微量金属元素出现明显的分离现象。⑤通过相关性分析，Fe与Cu，U、Mn与Pb，C0，Ni，Cd，Zn等都存在很好的相关性，表明它们之间具有相似的界面地球化学行为。Fe型元素与Mn型元素分布差异的原因可以简约的概括为：锰的界面循环极为强烈，导致再迁移程度很高；而铁的循环相对较弱，又容易受到上层硫酸盐还原作用的抑制，因此再迁移程度不高。此外，由岩溶地区湖泊较强的酸中和能力及近年来的人为石灰投放，沉淀PH不同导致微量金属元素间发生分离，引起下游大坝处金属元素的输入差异。因此，啊哈湖大坝附近沉积物中微量金属元素的分布特征应受到沉积后再迁移和受 pH控制的煤矿废水输送差异联合制约。