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地幔流体及其成矿作用 总被引：50，自引：2，他引：50
地幔流体及其成矿作用的研究是当前地学界倍受关注的前沿课题。地幔流体是一种以CO2和H2 O为主、同时含有一定量的溶质成分、相对富集大离子等不相容元素的超临界流体 ,具有独特的溶解和输运能力 ,主要来源于俯冲板块的脱水、脱气作用和地核及地幔脱气作用。地幔流体在许多大型—超大型金属、非金属、油气矿床和矿集区形成过程中具有重要意义。地幔流体成矿作用主要表现为本身成矿、提供成矿物质、成矿流体和成矿热动力。地质构造背景、岩浆活动、矿床地质、矿床地球化学等方面的研究均可提供地幔流体成矿作用的证据。地幔流体成矿作用的主要特征是矿床具有深大断裂构造背景、伴随幔源岩浆活动、成矿物质和成矿流体具有幔源性、往往形成大型—超大型矿床和矿集区 相似文献
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华北克拉通北缘的白云鄂博Fe-REE-Nb建造矿床是世界上已知的最大的稀土矿床,其矿床类型特殊,具有十分重要的意义,长期以来都备受国内外矿床地质学家的关注。由于其成矿作用的独特性和复杂性,国内外地质学界对此争议颇大,一直没有定论。国内外地质学家提出了多种成矿模式,但至目前为止,没有一种模型能够成功地解释区内缤纷复杂的地质现象,致使很多有关矿床成因关键性问题争论依旧。研究该矿床成因的意义不仅是解释矿床的形成条件,而且对于正确认识华北陆块北缘与西伯利亚板块碰撞条件下的壳幔相互作用以及寻找超大型矿床均有重要意义。结合我们多年的科研积累,特别是针对已获得大量岩石化学、稳定和放射成因同位素数据及相关研究成果,系统梳理及综述了白云鄂博超大型矿床的基底性质、火成碳酸岩、岩石地层及矿床形成时代,在此基础上,提出了白云鄂博矿床多阶段成矿模式。我们认为白云鄂博赋矿白云岩是沉积碳酸盐受地幔碳酸岩浆及派生的流体交代的产物,碳酸岩浆及其派生的富稀土流体与在地壳深部对沉积碳酸盐产生强烈交代,导致稀土元素在H8白云岩及其他地层的第一次富集。后来经加里东时期的板块聚合过程中的流体改造,使得稀土元素二次运移富集,形成了白云鄂博独特的Fe-REE-Nb矿床及区域性的大规模稀土矿化。至于铁矿的形成,我们认为它是在基底之上发育的一套BIF,经过中元古的碳酸岩侵入作用的改造,之后在加里东时期的板块聚合过程的再次聚集。 相似文献
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胶东矿集区的形成、演化受地幔剪切带和深部流体控制,壳-幔作用和地球动力体制转换是成矿物质活化→运移→聚集→成矿的基本动力学保障,构造应力场转换是其重要表现形式。郯庐断裂是深切地幔的成熟岩石圈断裂,是富含地幔流体的幔内剪切带,其内发生流体-热-化学-物理耦合,决定了胶东矿集区的形成与分布规律,其剪切深熔作用是成矿物质活化、运移的重要驱动力,是成岩成矿作用发生的根本原因之一。地幔流体通过壳-幔相互作用,形成碱交代热液,沿郯庐断裂带向上发散、运移,将含矿流体系统输运到更高的层位,为流体成矿作用提供了矿源。胶东金矿集中区为相对于周边的地幔隆起区,金矿床产于莫霍面的梯度变化处或变形部位,凹陷区局部隆起部位金的成矿强度明显小于其它地段。超大型矿床决定于超大型碱交代岩规模和深部流体活动强度及成矿元素的高效富集效应,在早期剪压体制下,流体组分、成岩组分和成矿组分大量交换运移;晚期剪张体制下,热液析出、交代作用和成矿作用易于发生。 相似文献
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内蒙古白云鄂博REE-Fe-Nb矿床是世界罕见的超大型多金属矿床, 但矿床成因一直没有解决, 而年代学研究是解决矿床成因的基础。本文结合矿床地质特征, 系统地分析了前人的年代学研究成果, 并对白云鄂博矿床的Sm-Nd同位素体系进行了深入的分析和讨论。结果表明, 白云鄂博稀土的成矿时代约为1.3 Ga, 与碳酸岩墙的形成时间一致, 成矿物质来源于地幔。加里东期的热事件(约0.44 Ga)导致了白云鄂博矿床晚期稀土矿脉的形成和原有矿体中部分稀土矿物的重结晶, 但成矿物质主要来源于矿体内部的稀土再循环, 外源物质的贡献不明显。约1.3 Ga到约0.44 Ga间的一系列中间年龄为后期热扰动的结果, 并不代表成矿事件。简言之, 白云鄂博矿床只在中元古代发生过一次实质性的稀土矿化作用, 地幔是稀土物质的单一源区。 相似文献
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白云鄂博Fe-REE-Nb建造地球化学特征及成因：元素及同位素新证据 总被引：1，自引：0，他引：1
通过野外地质观察和室内镜下研究,利用XRF和ICP-MS对白云岩及其周围的板岩的主、微量元素进行分析,同时对硫化矿化的样品开展硫同位素测试。元素测试结果显示白云鄂博Fe-REE-Nb建造白云岩既具有部分火成碳酸岩的地球化学特征,也具有部分沉积碳酸岩的地球化学特征,表明白云鄂博Fe-REE-Nb建造赋矿白云岩不是典型的火成碳酸岩或沉积碳酸盐岩。硫同位素的测试结果表明,全岩的硫同位素组成不呈塔式模型分布,出现两个比较明显的峰值,一个在0‰左右,具有深源特征;另一个在+8‰左右,明显高于幔源硫,这个结果说明其来源可能有两个:地幔和海水。赋矿白云岩中Nb随着稀土的富集也发生富集作用,但是Ta的富集作用却十分微弱,显示了成矿热液强烈富REE和Nb及贫Ta的元素地球化学特征。据元素和硫同位素结果,我们认为白云鄂博赋矿白云岩是沉积碳酸盐受地幔碳酸岩岩浆及派生的流体交代的产物,而非直接源于火山碳酸岩喷发成因。地幔深部碳酸岩岩浆及其派生的富稀土流体沿区域性深大断裂上涌与沉积碳酸盐岩进行交代作用,形成了白云鄂博独特巨大的Fe-REE-Nb矿床及区域性的稀土矿床。 相似文献
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岩石钾质变化及钾交代与成矿关系 总被引：8，自引：0，他引：8
钾质高低及变化可反映岩石演化程度和钾交代作用。发生钾交代的岩石为成矿有利岩石和找矿标志。岩石钾交代与钾质升高归根于富碱的地幔流体活动。上升的地幔流体交代上地幔和地壳岩石形成富碱岩石和碱交代岩,并活化迁移不同围岩中成矿元素形成各种矿床。大地构造单元边缘与陆内张裂活动带是地幔流体交代活动场所和大型矿床形成地。许多矿床包括金矿床和钾交代关系密切。 相似文献
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地幔流体在滇西富碱斑岩成岩成矿过程中的作用——地质年代学和同位素地球化学制约 总被引：6，自引：0，他引：6
滇西金沙江哀牢山断裂以东广泛发育富碱斑岩型多金属矿床,其富碱斑岩体中有多处产出深源岩石包体。对包体岩石和寄主富碱斑岩及其成矿石英脉的地质年代学研究显示,深源岩石包体的成岩年龄大于寄主富碱斑岩,而富碱斑岩的成岩与成矿是基本同时的。结合铅硅锶钕同位素地球化学研究表明,在富碱岩浆的成岩过程中,伴随富硅成矿流体对围岩和岩体的交代蚀变,并与地壳岩石一定程度混染而实现成矿作用。这种富硅成矿流体作用实质上是地幔流体作用在地壳中成矿作用的延续。据此,从地幔流体交代矿物的结晶年龄(116.0 Ma)到富硅成矿流体年龄(51.2 Ma),揭示地幔流体作用贯穿于富碱岩浆成岩成矿的全过程。正是这一地幔流体作用过程,导致Si、Al、Na、K及其它硅不相容元素和成矿元素富集,进而导致其Sr-Nd同位素特征由亏损地幔向富集地幔过渡,并引起从岩体→围岩对应、从高温→低温的系列成矿效应。也正是这种流体作用,构成滇西新生代广泛成矿的内在统一制约因素和大型-超大型矿床形成的重要地球化学背景。 相似文献
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地慢柱与热点的成矿作用 总被引：3，自引：0，他引：3
地幔往与热点是当今地质学前沿课题之一，但研究程度较低，国内更是刚刚起步。本文从时空演化的角度探讨了地幔柱一热点的成矿作用。地幔柱与热点既可见于板块内部，也可见于洋中脊和造山带等板块边界，既可见于现代更可见于古代，因此它可能影响到地表各处以及地史上各阶段的成矿作用．而且在其自身演化的各个阶段都有不同类型的矿化特征。已知的矿床类型包括锡、铜、铅锌、铀、稀土及宝石等。我国华南东钨西锡、东老西新的成矿规律、二叠纪峨眉山玄武岩、白云鄂博稀土矿以及阿尔泰与碱性岩有关的锡多金属成矿系列等，都可能与地幔柱－热点作用有关。 相似文献
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桂西北丹池成矿带是我国南方重要的有色金属矿业基地.本文对成矿带内芒场矿田马鞍山Pb-Zn矿和大山Sn-Zn矿、大厂矿田铜坑Sn多金属矿、五圩矿田箭猪坡Pb-Zn多金属矿等4个主要矿床矿石黄铁矿流体包裹体He、Ar同位素进行了研究.结果 表明,丹池成矿带内典型矿床成矿流体的3He/4He=0.79～5.32 Ra,介于地壳流体(0.01～0.05 Ra)与地幔流体(6～9 Ra)特征值之间,40Ar/36 Ar=273～351,接近或略高于大气40 Ar/36 Ar特征值(295.5),不同矿床成矿流体中均有幔源组分的参与,地幔流体参与成矿作用是一个区域性事件.结合区内泥盆纪喷流沉积作用、燕山晚期花岗质岩体及构造特征等综合研究认为,参与成矿作用的地幔组分主要来自壳幔相互作用过程中沿NW向深大断裂上升的深源地幔流体,丹池成矿带内成岩、成矿作用是燕山晚期同一构造-热事件产物,矿床成因属后生热液充填交代成矿. 相似文献
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《华南地质与矿产》2017,(3)
对湖北省庙垭铌-稀土矿床火成碳酸岩全岩进行了碳-氧同位素分析结果显示,庙垭碳酸岩δ13C值为-5.84‰~-3.46‰,与正常地幔和初始火成碳酸岩值基本一致,δ18O值为11.3‰~13.4‰,明显高于正常地幔和初始碳酸岩值,与富CO2-H2O流体交代后的碳酸盐岩的C-O同位素结果相似。结合矿物学、岩石学和流体包裹体观察和研究结果,初步判断庙垭碳酸岩可能经历了后期热液蚀变作用改造过程。应用水-岩交换模型计算进一步获得热液蚀变温度为约400~600°C,水/岩比为10~200。通过与区域上杀熊洞碱性-碳酸岩杂岩体和内蒙古白云鄂博Nb-Fe-REE矿床中碳酸岩的C-O同位素组成进行对比,初步认为后期热液流体交代蚀变作用过程对与火成碳酸岩相关的超大型Nb-REE矿床形成可能具有重要意义。 相似文献
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稀土元素(Y+Sc+La-Lu)作为现代工业的“维生素”,是当今社会重要的战略资源。白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床位于中国内蒙古,是世界上最大的稀土矿床。因此,该矿床的成岩成矿模式受到全球地质工作者的强烈关注,并对此进行了大量的分析研究工作。以往的工作主要集中在对H8赋矿白云岩全岩年代学和地球化学的研究上,但由于白云鄂博稀土矿床经历了后期复杂的变形变质作用,矿石的结构构造非常复杂,全岩的研究结果造成了对该矿床成岩成矿模式不同的认识和争论。近些年,随着现代地球化学分析技术的快速发展,人们可以直接对白云石和稀土矿物(如独居石、磷灰石、氟碳铈矿等)进行高精度的微区原位同位素组成和原位U-Th-Pb定年分析,从而获得能够明确指示矿物时代、成矿流体和成矿物质来源的重要证据。结合近年来的研究成果,本文总结了目前关于白云鄂博超大型稀土矿床成岩成矿模式的不同认识,提出白云鄂博矿床初始稀土成矿源于中元古代(1.3 Ga)的碳酸岩岩浆活动,后期经历了早古生代的大规模流体作用,矿床中稀土元素发生再活化、富集和沉淀,稀土矿物巨量堆积成矿的新认识。 相似文献
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通过对金顶超大型铅锌矿床的砂岩型矿石和角砾岩型矿石较为系统的岩相学、电子探针、扫描电镜和能谱分析,初步揭示了黑色不透明物质为赋载成矿物质的主体,其本质为不均匀混溶硫化物和硅酸盐的碳酸盐熔浆快速冷凝的超显微隐晶固体,是地幔流体作用的现实微观踪迹。结合矿石矿物铅同位素组成的壳幔混染渐变特点及流体包裹体稀有气体同位素组成的壳幔混合特征进行的综合研究表明,与富碱岩浆成岩成矿背景相关的地幔流体自身携带成矿物质沿深大断裂向上运移并以交代蚀变引发壳幔混染叠加的方式参与地壳中的成矿作用,这是形成金顶超大型铅锌矿床的重要地球化学机制。 相似文献
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铌和稀土资源主要来自与碳酸岩-碱性岩相关的矿床,加强碳酸岩-碱性岩系统铌和稀土成矿作用研究,对指导我国铌和稀土资源的找矿都具有重要意义。本文对与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制进行了梳理和总结。碳酸岩-碱性岩系统中铌和稀土的初始富集一般与富集地幔的部分熔融有关,地幔源区稀土和稀有金属、碱金属和挥发分的富集是成矿的关键。橄榄石、单斜辉石等早期岩浆矿物的高度分离结晶导致残余碱性岩浆中铌和稀土的进一步富集,结晶铌和稀土矿物;碳酸岩中铌矿物结晶有堆晶岩成因和交代成因两种机制。大多数与碳酸岩-碱性岩相关的铌-稀土矿床均经历了热液蚀变,岩浆铌矿物被原地蚀变成热液铌矿物;而碳酸岩-碱性岩中矿石矿物和脉石矿物中的轻重稀土在热液过程中均可被溶解迁移再沉淀为稀土矿物。包括物理富集、化学富集和/或生物富集过程在内的地表风化过程可进一步提升碳酸岩型铌-稀土矿床的品位;在碱性硅酸岩体系中,少数矿床通过物理富集提升铌和稀土品位,而大多数矿床的风化会导致稀土矿物的分解形成一些不易被经济利用的次生稀土矿物。 相似文献
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[摘 要] 马厂箐钼铜金矿床是金沙江-哀牢山断裂带上与喜马拉雅期富碱斑岩有关的典型矿床之一,其成矿作用具有特殊性。本文应用透岩浆流体成矿理论,重点探讨了马厂箐钼铜金矿床深部地质过程中成岩与由地幔流体作用引发壳幔混染并形成系列成矿的关系。通过对马厂箐矿床成岩成矿时代的厘定、岩矿石稀土和微量元素、稀有气体及Pb-Sr-Nd 同位素研究,论证了成矿流体和岩浆流体均来自于富集地幔,这种成矿流体是包含于富碱岩浆并与其互不混溶的地幔流体。在上升运移过程中,地幔流体可随富碱岩浆的结晶成岩过程对岩体进行同步自交代蚀变而在斑岩体内或其深部形成矿床;也可与岩浆分离而独立运移,在岩体与围岩的接触带及地层围岩中进行交代蚀变成矿。在这一成岩成矿过程中,
引发并促进壳幔物质混染和叠加成矿,由此导致了马厂箐矿区成矿分带表现为从岩体到围岩、从高温到低温的不同矿种和不同类型的系列成矿效应。 相似文献
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在白云鄂博粗粒方解石碳酸岩中,发现了三种围绕硅酸盐矿物的次生反应边结构:1)在方解石中的石英被磷硅钙铈矿反应边环绕与方解石分隔开;2)在方解石中的碱性闪石被磷硅钙铈矿反应边环绕与方解石分隔开;3)方解石中的榍石被硅钛铈矿反应边环绕与方解石分隔开。这种情况表明,在后期阶段该区有富稀土的流体活动,该流体沿石英或硅酸盐矿物与方解石矿物颗粒接触边缘进行交代,生成了次生稀土矿物的反应边环带。这进一步表明,白云鄂博矿床稀土的富集至少与一期富稀土流体的交代作用有关。流体除含REE外,还含有铁和钠,该种流体的成分与以往有关白云鄂博矿床流体研究所得的成分结论是完全一致的。 相似文献
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四川牦牛坪轻稀土矿床地幔流体特征——铅锶钕和氦氩同位素及稀土元素证据 总被引：8，自引：0，他引：8
四川牦牛坪稀土矿床是中国第二大轻稀土矿床。笔者对该矿床进行了较系统的Pb—Sr—Nd同位素、稀有气体同位素地球化学以及稀土元素地球化学研究。稀土元素地球化学特征研究显示,矿区萤石、方解石、氟碳铈矿稀土元素分布模式与区内英碱正长岩相似,表明牦牛坪稀土矿床成矿与英碱正长岩岩浆活动有关以及石英包裹体流体REE曲线平直,Eu与Ce无明显异常,曲线规律性较强,可以认为牦牛坪轻稀土矿床成矿流体稀土元素是深源的。Pb—Sr—Nd同位素组成表明成矿物质来自富集地幔,具深源甚至幔源特征。稀有气体同位素地球化学研究也在一定程度上揭示了牦牛坪轻稀土矿化与地幔过程之间存在着成因关系。 相似文献