易门三家厂铜矿床的成矿年龄、物质来源及成因：兼论“康滇地轴“新元古代铜成矿作用与Rodinia大陆裂解的关系

引言杨子地块西部的"康滇地轴",是我国重要的铜多金属成矿带之一(冉崇英等,1990;黎功举等,1995;李朝阳等,2002),产出了拉拉、东川、易门、大红山等大型-超大型矿床.由于长期缺少高精度年代学和有效的同位素示踪数据的支持,对这些矿床的成因仍存在较大争议.本文应用40Ar-39Ar快中子活化法测定易门铜矿床矿石的形成年龄,通过矿石的Os、Sr同位素示踪成矿物质来源,进而讨论了矿床成因.并在此基础上结合前人研究成果,提出"康滇地轴"新元古代铜成矿作用可能与Rodinia大陆裂解有关。

东川桃园式铜矿Ar-Ar同位素年龄及意义

通过对东川桃园铜矿与铜矿共生石英的^40Ar／^39Ar同位素年龄的测定，得到马鞍形年龄谱，其坪年龄为768．43Ma±0．58Ma．等时线年龄为770．00Ma±5．44Ma。该矿床后期改造作用明显，并非同生沉积或成岩作用早期成矿，而与晋宁期Rodina大陆裂解有关。东川铜矿的形成可能是在Rodinia大陆裂解时，从深部带来大量成矿物质改造成岩时期初始的矿化，形成矿床的叠加富集和最终定位．因此，晋宁-澄江期是东川铜矿的主成矿期。

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.

湘西沃溪Au-Sb-W矿床中白钨矿Sm-Nd和石英Ar-Ar定年

利用白钨矿对金属矿床进行了Sm-Nd同位素定年. 研究结果表明, 湘西沃溪Au-Sb-W矿床中白钨矿的Sm, Nd含量较高, Sm/Nd值较大. 在147Sm/144Nd-143Nd/144Nd图解中, 浸染状白钨矿样品呈良好的线性分布, 其对应的等时线年龄为402±6 Ma, εNd(t)值为−30.7. 该矿两个石英样品的40Ar-39Ar年龄谱均呈“马鞍型”, 样品的最小视年龄、坪年龄和等时线年龄基本一致, 其最小视年龄(420±20和414±19 Ma)与白钨矿的Sm-Nd同位素数据相当吻合. 白钨矿的Sm-Nd年龄和石英Ar-Ar年龄均表明沃溪矿床形成于加里东晚期, 这与湖南雪峰山地区的构造演化和一些金锑钨矿床的同位素年代数据相吻合. 白钨矿的初始εNd值异常低, 远低于湖南元古宇地层的相应值, 成矿流体中的Nd很可能来自下伏的更老的陆壳基底. 对该矿成矿时间的厘定和对其成矿物源的制约为进一步认识其矿床成因奠定了基础.

Mantle-derived gaseous components in ore-forming fluids of the Xiangshan uranium

The Xiangshan U deposit, the largest hydrothermal U deposit in China, is hosted in late Jurassic felsic volcanic rocks although the U mineralization post dates the volcanics by at least 20 Ma. The mineralization coincides with intrusion of local mantle-derived mafic dykes formed during Cretaceous crustal extension in South China. Ore-forming fluids are rich in CO2, and U in the fluid is thought to have been dissolved in the form of UO2 (CO3)22− and UO2 (CO3) 34− complexes. This paper provides He and Ar isotope data of fluid inclusions in pyrites and C isotope data of calcites associated with U mineralization (pitchblende) in the Xiangshan U deposit. He isotopic compositions range between 0.1 and 2.0Ra (where Ra is the 3He/4He ratio of air=1.39×10−6) and correlates with 40Ar/36Ar; although there is potential for significant 3He production via 6Li(n,α)3H(β)3He reactions in a U deposit (due to abundant neutrons), nucleogenic production cannot account for either the 3He concentration in these fluids, nor the correlations between He and Ar isotopic compositions. It is more likely that the high 3He/4He ratios represent trapped mantle-derived gases. A mantle origin for the volatiles of Xiangshan is consistent with the δ13C values of calcites, which vary from −3.5‰ to −7.7‰, overlapping the range of mantle CO2. The He, Ar and CO2 characteristics of the ore-forming fluids responsible for the deposit are consistent with mixing between 3He- and CO2-rich mantle-derived fluids and CO2-poor meteoric fluids. These fluids were likely produced during Cretaceous extension and dyke intrusion which permitted mantle-derived CO2 to migrate upward and remobilize U from the acid volcanic source rocks, resulting in the formation of the U deposit. Subsequent decay of U within the fluid inclusions has reduced the 3He/4He ratio, and variations in U/3He result in the range in 3He/4He observed with U/3He ratios in the range 5–17×103 likely corresponding to U concentrations in the fluids b0.2 ppm.

铅锌矿床定年方法评述

矿床成矿时代的界定对于矿床成因的认识、成矿事件时间维的标定及找矿方向的确定具有十分重要的理论意义和实际意义。MVT铅锌矿床的精确定年更是建立可靠的成矿模式所必须解决的问题。本文评述了几种常用的MVT铅锌矿床的定年方法，如古地磁法、^40Ar-^39Ar法、U—Pb法、Rb—Sr法、Sm—Nd法和裂变径迹法；阐明了精确定年在研究MVT矿床成因中的作用。随着实验技术和测试手段的不断发展和提高，^40Ar-^39Ar法、Rb—Sr法和Sm—Nd法将在MVT矿床精确定年中得到广泛应用。

MVT铅锌矿床定年方法评述

MVT铅锌矿床的精确定年是建立可靠的成矿模式所必须解决的问题。文章评述了几种常用的定年方法，如古地磁法、^40Ar-^39Ar法、Pb—Pb同位素法、Rb—Sr法、Sm—Nd法、裂变径迹法，阐明了精确定年在研究MVT矿床成因中的作用，同时指出了各种方法的优点和不足。

济阳坳陷非烃气藏成因研究－来自气体地球化学和火成岩方解石脉碳氧同位素的证据

济阳坳陷是自三叠纪以来欧亚板块、印度洋板块和库拉－太平洋板块相互作用形成的一个叠置在华北板块上的中、新生代坳陷，位于华北板块东部，东临著名的郯庐大断裂。在坳陷中部的高青－平南断裂地区和西部惠民凹陷发现了大量的CO2气藏，近年来受到很多地质学家和地学工作者的注意。本文在前人资料和自己研究成果的基础上，详细分析了济阳坳陷CO2气藏的气体地球化学特征和惠民凹陷地区火成岩中方解石脉的碳氧同位素特征，为厘定区域内二氧化碳气的来源提供理论依据。通过系统的研究，获得了以下成果和结论： 济阳坳陷CO2气藏中，13CCO2值为-5.67～-3.35‰，主频率段为-4.76～-4.32‰，指示CO2气的主体为无机成因；而气藏中CH4的13C为-54.39～-35.00‰，主频率段为-54.39～-51.55‰，显示以有机成因为主。 济阳坳陷CO2气藏中3He/4He比值为2.80～4.49×10-6，主频率段为3.55～4.49×10-6；40Ar/36Ar值为317～1791，变化较大，主要分布在770～1791；13CCO2值与3He/4He成正相关关系；CO2/3Hem值介于0.769～10.2×109之间，主体为1.86～3.51×109，且CO2/3Hem值与CO2含量一定程度地正相关；CH4/3He比值介于1.01～5.65×108之间，接近于幔源流体值，而远低于壳源特征值，且CH4/3He比值随3He/4He比值减少而增加。以上种种特征都说明，济阳坳陷非烃类气藏中气体具有多来源的特征，但CO2主体是无机成因，并主要来自地幔，少量来自有机成因；在成藏过程，幔源CO2通过转变为CH4或者碳酸盐岩而丢失了部分CO2，壳源CO2和其它烃类加入到气藏中；花沟地区的气体地球化学特征与众不同，可能存在碳酸盐地层变质脱气产生的CO2的混入，但具体原因尚待进一步研究。 济阳坳陷惠民凹陷地区火成岩中方解石脉的碳同位素数据-3.30～3.14‰，氧同位素数据12.64～16.97‰，二者成正相关关系，同时也位于前人所说的沉积混染趋势线上，具有较为典型的壳幔混合特征。这些方解石脉的碳同位素又明显的位于海相碳酸盐岩范围之内，说明脉体的主要碳源不是深源的，而是来自于海相底层。

云南中甸普朗斑岩铜矿矿床地球化学

中甸格咱地区是在晚三叠世甘孜-理塘洋盆向西俯冲过程中所形成的中甸弧的主弧带，区内岛弧火山活动和岩浆侵入活动均非常强烈，广泛分布有印支期斑岩体，同时发育有众多的与其有关的斑岩型和矽卡岩型矿床或矿点。普朗斑岩铜矿就是近年来在该区发现的一个大型乃至超大型矿床，目前已圈定5个矿化体，7个工业矿体，其中，主矿体探明铜资源量436.5万吨。 本论文主要从区域地质背景、矿床地质特征、元素地球化学、同位素地球化学、流体包裹体地球化学、矿床年代学及成矿机理等角度对普朗斑岩铜矿进行了较为系统的研究，主要获得如下认识： 普朗复式岩体具明显的多次脉动侵入特征，可分为三期：第一期为大面积分布的石英闪长玢岩（部分为二长闪长玢岩），第二期为岩体中心的石英二长斑岩和花岗闪长斑岩，第三期为岩脉状闪长玢岩。岩体具有典型的斑岩铜矿蚀变分带特征，由内向外依次为强硅化带（局部）→钾化硅化带→绢英岩化带→青磐岩化带。 矿化石英二长斑岩的锆石离子探针U-Pb年龄约为226～228Ma；钾化硅化带中黑云母的40Ar-39Ar坪年龄约为210～216Ma；含矿石英脉中辉钼矿Re-Os等时线年龄约为214Ma。 普朗岩体总体显示I型花岗岩类特征，属典型的钙碱性系列岩石。锶、钕、铅同位素特征显示其岩浆源区具有幔源物质（占主要地位）与壳源物质较为均匀混合的特征。金属硫化物的硫、铅同位素特征显示成矿元素与岩体具有密切的亲缘关系。脉石矿物的氢、氧、碳同位素特征和流体包裹体特征显示成矿流体自钾化阶段至网脉状矿化阶段均具岩浆流体特征。 根据不同期次的含矿石英脉中的流体包裹体特征，主要发现有四种流体：高盐度岩浆流体（盐度：34～54wt%NaCl）、含CO2低盐度流体（盐度：2.7～6.4wt%NaCl，XCO2：0.04～0.25）、中等盐度流体（盐度：19～25wt%NaCl）以及低盐度水溶液（盐度：＜10wt%NaCl）。这些流体可能主要是原始岩浆流体演化至不同阶段的产物。 原始岩浆流体可能有两种来源：其一是斑岩侵入过程中自身分异的流体，其二是岩浆房中分异的流体。其中，岩浆房来源的岩浆流体对普朗岩体的蚀变及矿化作用起到了主导性作用。主成矿期金属硫化物的沉淀主要与流体系统开放后因其物理化学条件的变化而产生的流体相分离作用及流体对围岩的蚀变作用有关。

济阳坳陷高青—平南断裂带天然气地球化学及与火成岩的关系

济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部，是中国东部重要的含油气坳陷之一，同时也是重要的天然气气藏富集区。坳陷中部高青－平南断裂从孔店组沉积时开始发育，至明化镇末期断裂停止活动。岩浆活动导致断裂带两侧天然气的分布较为复杂：既有纯烃类气藏，也有纯非烃类气藏，还有混合气藏。已有的工作主要是着重气藏形成的地质条件、成藏模式以及盆地演化过程中的构造-热事件中的岩浆活动对CO2气藏形成的总体影响。对烃类气藏成因研究不足，仅简单的归于油型气；同时天然气藏与火山活动之间的关系研究不够，本论文在天然气、火山岩地球化学基础上，探讨天然气的来源，综合分析了火山活动对天然气形成的影响。论文获得的主要认识如下： 1. 根据花沟地区天然气碳及稀有气体地球化学特征结合该地区火山岩流体包裹体组分，认为高青、花沟地区烃类气藏应该是有机与无机成因相结合的混合气体，其有机来源主要是来自油型气；无机来源主要是地幔脱气以及发生氧化还原反应生成的无机成因气；而平南、平方王地区烃类气主要为油型气。 2. CO2气藏主要是无机幔源成因。据CO2体积百分含量、CO2碳同位素（δ13CCO2）表明CO2是无机成因，氦同位素R/Ra、40Ar/ 36Ar表明区内CO2成因与无机幔源成因密切相关。不同地区幔源包裹体中的CO2含量不同，研究表明后期火山岩浆更富CO2。高青地区CO2气以幔源岩浆脱气成因为主；平方王和平南地区为幔源岩浆脱气和壳源岩石化学混合成因。 3. 稀有气体同位素组成说明该地区He、Ar为壳幔混合成因。40Ar/36Ar值317~3178之间，氦同位素R/Ra在1.44~5.96之间；在3He/4He-40Ar/36Ar以及3He/4He-4He/20Ne图中均处于壳源与幔源混合成因区域。 4. 岩浆活动对天然气成藏效应体现在对天然气形成与成藏的影响。 5. 高青－平南断裂带幔源流体活动方式和活动强度存在时间和空间上的差异是造成高青－平南断裂带天然气分布不同最主要的原因。CO2气藏更容易在两个断裂的交汇处形成，说明了断裂为天然气的运移提供通道。

湘南瑶岗仙钨矿床成矿流体地球化学

瑶岗仙钨矿床位于湘东南后加里东隆起和湘、桂、粤北海西—印支坳陷带的交接部位，是南岭地区最典型的石英脉型钨矿床之一。为了深入研究瑶岗仙钨矿的成矿机制，本文在野外地质工作基础上，选取有代表性的样品，进行了氦、氩同位素以及碳、氧、硫稳定同位素研究，探讨了矿床成矿流体的来源，成岩成矿的关系，并初步讨论了矿床的成因模式。论文主要获得以下认识： （1）对瑶岗仙矿区不同硫化物中流体包裹体的氦、氩同位素系统测定表明，该矿床毒砂流体包裹体中3He/4He比值为0.58~2.60 Ra；黄铁矿和黄铜矿流体包裹体中3He/4He比值分别为0.41~1.26 Ra 和0.37~0.43 Ra，黑钨矿流体包裹体中氦同位素组成相对变化较大，其3He/4He比值为0.05~0.49 Ra，这些He同位素组成均明显高于地壳相应值；毒砂流体包裹体中的40Ar/36Ar变化范围在309.94~454.39；黄铁矿流体包裹体中的40Ar/36Ar变化范围在409.12~1822.31；黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中的40Ar/36Ar变化范围分别为673~886和325~903，明显高于饱和大气雨水的40Ar/36Ar值。上述氦、氩同位素组成揭示瑶岗仙钨矿床中的成矿流体具有壳、幔两端元混合的特点。结合区域地质构造演化和成矿年代学的研究成果，本文认为瑶岗仙钨矿床的成矿流体是瑶岗仙花岗岩浆分异出的含有地幔He的岩浆流体与大气成因地下水二端元混合的产物。 （2）层解石和方解石的C、O同位素显示，该矿方解石的13CPDB和18OSMOW的变化范围为-2.2‰~ -7.0‰（均值为-4.8‰）和5.6‰~14.4‰（均值为11.3‰）；层解石的13CPDB和18OSMOW的变化范围为-5.5‰~ -6.3‰（均值为-5.8‰）和12.7‰~14.3‰（均值为13.8‰）；该矿方解石、层解石的C、O同位素组成与赣南西华山钨矿床非常类似。这些C、O同位素指示，该矿的成矿流体主要来自岩浆水，后期有少量大气降水的参与。 （3）对瑶岗仙矿区不同硫化物的硫同位素研究表明，该矿硫化物δ34S值的变化范围很窄，为-2.0‰~1.5‰之间，且具有明显的塔式分布。这些特征暗示，该矿的硫来源单一，主要来自岩浆。 （4）瑶岗仙花岗岩过去被视为典型的S型花岗岩，但本文研究发现该花岗岩普遍含有地幔He。结合区域构造背景的最新研究成果，本文认为，原来被认为“由地壳物质重熔形成的”瑶岗仙S型花岗岩体，实际上也是一种岩石圈伸展背景条件下壳幔相互作用的产物，地幔物质和能量的参与在该花岗岩的形成过程中发挥了重要作用。 （5）瑶岗仙钨矿床与矿区复式花岗岩体具有密切时空关系，而且该矿的主要成矿流体和成矿物质均来自矿区花岗岩，故两者亦应具成因联系。

柿竹园钨、锡多金属矿田成矿流体地球化学研究

南岭地区是我国最重要的有色、稀有金属矿产资源产地，尤以钨、锡等金属的大规模爆发式成矿而闻名于世，已发现了一大批大型、超大型稀有和有色金属矿床。近年来的研究发现，这些矿床的形成很可能与华南地区中生代发生的大规模地壳拉张、岩石圈伸展减薄以及壳―幔相互作用的独特地质背景有关。本论文以与千里山花岗岩体密切相关的柿竹园钨锡钼铋铅锌矿田（以下简称柿竹园矿田）为研究对象，运用流体包裹体、稳定同位素和稀有气体同位素地球化学等方法，对其成矿流体的物理化学特征、来源及演化进行了研究，并在此基础上探讨了千里山花岗岩体与柿竹园矿田间的成因联系和矿田的成矿作用机制，获得以下主要研究成果： 1. 利用流体包裹体岩相学、显微测温学以及包裹体成分的激光拉曼分析技术，揭示了矿田中柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体的性质和演化特征。研究表明柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体为中高温、中高盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F体系。成矿流体的均一温度、盐度、密度和压力变化范围均较大，成矿早期夕卡岩阶段和云英岩阶段的流体具有较高的均一温度（239～477℃）和盐度（0～39.08 wt% NaCl eq.），云英岩网脉夕卡岩阶段和后期石英萤石脉阶段均一温度和盐度逐渐降低（分别为160～450℃，1.23～16.53 wt% NaCl eq.和156～340℃，1.23～4.49 wt% NaCl eq.）。夕卡岩阶段发生了流体沸腾作用。流体密度为0.37～1.12 g/cm3，主要集中在0.7～0.9 g/cm3；压力为10～820 bar，一般小于800 bar。野鸡尾锡铜矿床的成矿流体属于中高温度、中等盐度的H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F型体系，柴山铅锌矿床属中温中等盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-F体系，其均一温度和压力变化范围也较大。 2. 通过分析主要矿化类型矿石矿物及脉石矿物的C、H、O、S等稳定同位素特征，揭示了柿竹园矿田成矿流体的来源，并对C、O同位素的组成进行了CO2去气、流体混合和水―岩反应的理论模拟。研究表明矿田成矿流体主要来自千里山花岗岩浆，并有大气降水加入。水―岩反应在成矿过程中起着重要作用。 3. 对矿田不同矿化类型矿石矿物黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿等进行了He、Ar同位素研究，其中3He/4He值为0.059～1.662 Ra（Ra为空气的3He/4He值，1 Ra＝1.39×10-6），40Ar/36Ar值为289.8～1071.8，表明矿田成矿流体具有壳-幔两端员混合的特征。壳源组分为获得了大量地壳放射成因4He，但获得放射成因40Ar*较少的经过地下循环的低温饱和大气水。而幔源组分来自千里山花岗岩浆流体，表明千里山花岗岩并非传统的S型花岗岩。 4. 在总结前人研究成果的基础上，结合本次研究，建立了柿竹园矿田成矿作用模式：中生代华南岩石圈发生拉张、伸展作用，地幔物质上涌，发生壳幔相互作用，形成千里山花岗岩浆。花岗岩浆充分分异演化形成富含挥发分和成矿元素的成矿流体，与泥盆系碳酸盐岩发生反应而沉淀成矿。成矿过程有大气降水的加入，并发生了流体沸腾作用。