现代矿床学第三部分

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1、十四、成矿系列参考文献：1 翟裕生等，成矿系列研究，武汉：中国地质大学出版社，1996。1成矿系列的概念成矿系列是指在一定地质构造环境中形成的、在时间上、空间上和成因上有密切联系的一组矿床类型构成的整体。2成矿系列研究的思路成矿背景矿质来源热动力源成矿区（带）区域构造、区域地球化学 控矿大地构造因素成矿地 成质 矿因 热素 力学、动力学因素地质作用岩浆作用沉积作用变质作用风化作用含矿建造岩浆岩建造沉积岩建造变质岩建造风化岩建造成矿系列组合岩浆成矿系列组合沉积成矿系列组合变质成矿系列组合风化成矿系列组合成矿系列.矿床类型1. 2. 31. 2. 31. 2. 31. 2. 3成矿系列结构同源性、

2、共生性、阶段性、分带性、重叠性、过渡型、互补性成矿系列间关系共存关系、矿源继承关系、时间更替关系、叠加关系成矿系列模型成矿系列形成机理、过程成矿预测3成矿系列的层次（层次和级别）矿床类型 / 成矿亚系列 / 成矿系列组合 4成矿系列的分类岩石建造可以作为划分和建立成矿系列的基础1）程裕淇等的划分方案2）翟裕生等的方案. 岩浆及岩浆热液成矿系列组合（花岗岩类W、Sn、Mo、Bi、Nb、Ta、Li、Be系列 / 花岗闪长岩-石英二长岩类Cu、Mo、Au系列 / 花岗闪长岩类Mo、Pb、Zn、S系列 / 闪长岩类Fe (Cu、Mo)系列 / 闪长岩-安山岩类Fe、P、S系列 / 碱性岩和碳酸盐类Nb

3、、P、TR系列 / 金伯利岩类金刚石 / 镁铁-超镁铁质层状杂岩体Cr、Ni、Cu、Pt、V、Ti系列 / 镁铁-超镁铁质层状杂岩体Cr（Pt）系列 / 镁铁-超镁铁质Cu、Ni、Pt系列 / 辉长岩-斜长岩类Fe、Ti、V系列 / 科马提岩Ni-Cu-菱镁矿-滑石系列 / 蛇绿岩套豆荚状铬铁矿Cr、Ni和硫化物Cu、Zn、Au系列 / 陆相火山（次火山）岩Cu、Au、U、Ag、Pb、Zn系列 / 陆相酸性（中性）火山岩沸石、膨润土、红柱石、明矾石、叶蜡石系列 / 陆相玄武岩浮石、贵橄榄石、膨润土、凹凸棒石、硅藻土系列 / 海相火山岩（喷出-沉积岩）的Cu、Pb、Zn、Fe、S系列）. 沉积（

4、含热水沉积）和沉积改造成矿系列组合（海相黑色岩系V、U、Ni、Co、Mo系列 / 滨海相碳酸盐岩-碎屑岩Fe、Mn、P系列 / 海陆过渡相及陆相碎屑岩Fe、Al、煤、石油、油页岩系列 / 陆相及滨海相蒸发岩、碎屑岩、石膏-岩盐-钾盐系列 / 砂岩 （及页岩型）Cu、U系列 / 砂岩Pb-Zn硬石膏系列 / 碳酸盐岩Pb-Zn-重晶石系列 / 碳酸盐岩Au - Ag系列 / 碳酸盐岩Hg-Sb系列 / 河流砂矿Au、Sn等系列 / 海滨砂矿Ti、Pt、TR系列 / 古石英砾岩Au-U系列 / 大洋底结核结壳Fe、Mo、Co系列 / 洋底热卤水软泥等Fe、Mn、Zn、Cu、Pb系列）. 变质成矿系

5、列组合（条带状含铁建造中含铁硅质岩Fe-Au系列 / 花岗-绿岩中Au系列 / 受变质火山热液-沉积型Fe、Cu（Ti）系列 / 混合岩化热液交代B、Fe、TR系列 / 混合岩化伟晶岩白云母、长石、石英系列 / 富铝结晶片岩红柱石-矽线石-蓝晶石系列 / 碳酸盐岩接触变质大理岩硅灰石、透闪石、透辉石系列 / 镁质大理岩菱镁矿、滑石、海泡石系列 /. 风化成矿系列组合（花岗岩类风化壳高岭土、蒙脱石、TR系列 / 中性、镁铁质-超镁铁质风化壳（红土型）Ni、Au、Al、Fe系列 / 硫化物矿床氧化带Au、Mn、Fe系列）5成矿系列的内部结构成矿系列的结构指某个系列中各矿床成因类型间的时间、空间、物

6、质和成因上的联系。1）同源性指同一成矿系列中不同成因类型的矿床具有全部或部分相同的物质来源，都与同一种成矿作用有关。2）共生性指一个成矿系列中不同类型矿床间的共生关系，如矽卡岩型斑岩型矿床共生。3）阶段性指在一个成矿系列的形成过程中，不同类型矿床的形成时间有先有后，可划分出不同阶段。（岩浆型Fe、V、Ti成矿系列：熔离型伟晶岩型贯入型）4）分带性指成矿系列中不同类型矿床在区域、矿田内的空间排列样式，它们或沿某一含矿岩石建造层位，或围绕某一侵入岩体，或循某一断裂带作有序的分布。（江西银山：垂向上PbZnAg（上）CuAu（下） / 热液脉型（上）斑岩型（下）5）重叠性指在一个成矿系列中，形成时间

7、有先后的不同矿床类型产于同一空间范围，彼此相互重叠。热液成矿作用常沿着同一构造岩浆中心反复地脉动或多次进行。柿竹园钨钼多金属矿床中，矽卡岩型、云英岩型、石英脉型矿化反复地在同一复式花岗岩体接触带内产生，导致矿质多次重叠富集，形成了超大型矿床。6）过渡性在一个成矿系列形成过程中，矿床类型随着具体地质条件的有序变化而发生递变，成矿系统内各端元矿床之间常出现过渡型矿床。（1）矿种过渡：矽卡岩型铜矿矽卡岩型金含硫矿（大冶鸡冠嘴铜金硫矿床）（2）成矿流体的过渡：矿浆型铁矿热液型铁矿（大冶灵乡脑窖铁矿）（3）成矿方式的过渡：晚期岩浆熔离型矿浆贯入型（伟晶岩型磷灰石阳起石磁铁矿矿石，承德大庙）（4）矿化类型

8、间的过渡：矽卡岩型斑岩型7）互补性指一个成矿系列中成矿元素种类的分配和矿化强度在不同矿床类型中的分配是不均衡的，具有“此多彼少”的关系。例：鄂东南6成矿系列间的相互关系1）共存关系花岗闪长岩石英二长岩类斑岩型Cu、Mo、Au系列 （A）陆相火山次火山（安山岩流纹岩类）Cu、Au、Pb、Zn、Ag系列 （B）活动大陆边缘带隆起区 （A）隆起区的断陷火山岩盆地 （B）2）物质来源关系在一定条件下，一种较早生成的成矿系列是另一种较晚生成的成矿系列的物质来源。花岗岩绿岩带中Au系列（风化剥蚀） 河流相砂金系列镁铁超镁铁质的Cu、Ni、Pt系列（风化作用） 风化壳红土型Ni、Al、Fe系列金属硫化物矿床

9、成矿系列（化学风化作用） 铁帽型Au、Mn、Fe系列砂页岩型铜矿（构造-岩浆活动） 斑岩型铜矿3）时间交替关系一种成矿系列在时间上替换了另一种。沉积铁矿系列：太古一元古宙（含铁石英岩型硅铁建造）（O2增加） 滨海相Fe、Mn系列（鲕状赤铁矿）晚古生代中生代陆相湖沼铁矿系列（菱铁矿）4）成矿系列的分裂（裂解）在地史的长期演化过程中，一定岩石建造中成矿物质组合将“由繁到简”。元古代镁铁超镁铁质层状杂岩体Cr、Ni、Cu、Pt、V、Ti、Fe系列辉长岩斜长岩Fe、V、Ti系列高钙镁质超铁镁质Cu、Ni、Pt系列镁铁超镁铁质Cr（Pt）系列5）成矿系列的复合和叠加在一定的成矿区带中，在不同地质时期形成

10、的成矿系列间存在着复合关系，较晚生成的往往重叠复合在较早生成的成矿系列之上，或对早成的成矿系列加以继承或改造，造成复杂的成矿现象。广东大宝山多金属矿田：复合叠加中泥盆统滨海浅海相Fe、Cu、Pb、Zn系列同生热水沉积型铜多金属矿床火山沉积型菱铁矿黄铁矿燕山晚期花岗岩W、Mo成矿系列花岗闪长斑岩：斑岩型钼（钨）矿床花岗闪长岩体接触带：矽卡岩型钨钼矿床安徽铜陵：上古生代滨海浅海碎屑岩碳酸盐岩建造 Fe、S、（Cu）成矿系列 沉积改造型矿床燕山期岩浆热液Cu、Fe、S系列7成矿系列与大地构造环境1）在“稳定地块”（克拉通）中产出的成矿系列花岗绿岩带中的Au矿系列 / 条带状SiFe建造中的Fe矿系列

11、 / 与科马提岩有关的Cu、Ni矿床系列 / 石英砾岩中的Au、U成矿系列（南非） / 克拉通内部显生宙盆地的油、气成矿系列 / 密西西比河谷型Pb、Zn矿系列 / 风化壳型铝土矿系列 / 砂矿床系列（Au、Sn、金刚石、钛铁矿等）2）大陆裂谷中成矿系列大型层控型Cu、Pb、Zn矿床（云南金顶Pb-Zn）/ 镁铁质-超镁铁质层状杂岩Cr、Ni、Pt、Cu系列3）洋脊和大洋盆地中的成矿系列与蛇绿岩套有关的铬铁矿、铜镍硫化物、金矿-石棉等 / 塞浦路斯型块状硫化物矿床（Cu、Fe、Zn等）/ 洋底的锰结核和富钴锰结核 / 深海碳质沉积物中的富金属页岩4）在岛弧和活动大陆边缘环境中的成矿系列块状硫化

12、物矿床（以黑矿为主）/ 浅成低温热液金、银、汞、锑矿床 / 斑岩型铜、钼、锡和钨矿床 / 与同熔型花岗岩有关的Fe、Cu、W、Mo、Au、U矿床 / 与流纹岩有关的Sn、Be、U、Pb、Zn矿床 / 与改造型花岗岩有关的锡、钨、铋、铌钽和铍以及REE / 与安山岩类有关的磁铁矿-磷灰石-阳起石矿床 / 与火山作用有关的非金属矿床 / 边缘盆地和岩浆弧后盆地中的石油、天然气矿床5）陆一陆碰撞带中的成矿系列（造山带）与镁铁质-超镁铁质岩有关的铬铁矿矿床系列 / 蛇绿岩套中构造蚀变岩型金矿床 / 与高压变质作用有关的非金属矿床系列（硬玉等）/ 与重熔花岗岩有关的锡矿和钨矿 / 砂岩型铅锌矿床及层控铅

13、锌汞锑金矿6）被动大陆边缘和内陆盆地中的成矿系列沉积磷块岩矿床 / 蒸发岩盐类矿床系列，砂岩铜铀系列 / 黑色页岩铀钒（镍钼）系列 / 沉积的鲕状铁矿和锰矿 / 碳酸盐岩中的铅锌-重晶石系列7）大陆内部热点构造环境中的成矿系列与花岗岩类有关的锡、钨和锂、铍、铌、钽系列 / 与浅色花岗岩有关的铀矿 / 与碳酸岩及共生的碱性岩和超基性岩有关的磁铁矿磷灰石蛭石和烧绿石矿床8）与大陆线性构造有关的成矿系列与金伯利岩和钾镁煌斑岩有关的金刚石成矿系列 / 与碳酸岩有关的稀土磷铌系列8地质历史上的成矿系列全球主要成矿期和矿床类型成矿期(Ma)全球及大地构造成岩环境及岩石建造主要成矿系列 中新生代成矿期（10

14、)，红层开始出现，基性超基性杂岩体多见海底喷流热液型矿床；层状铜矿；岩浆型Cu-Ni及铂族矿床；岩浆型V-Ti-磁铁矿矿床(斜长岩)；奥林匹克坝及白云鄂博矿床古元古代成矿期(28001800)原始稳定地台形成期硅铝质陆壳加厚，形成宽广大陆架继续缺氧，大气、水体、沉积性质、生命类型均有重要改变，宽广大陆架。杂砂岩和砾岩发育；原地台中有层状火成岩杂岩体发育；出现富钾花岗岩，形成花岗岩及玄武岩层圈含金-铀砾岩型；苏必利尔条带状铁矿；南非布什维尔德Cr-Pt-Ti-V矿床；早期的块状硫化物矿床包括层控Pb-Zn矿床太古宙成矿期（2800）陆核形成阶段，出现若干个陆核原始气圈含大量C、H化合物及NH3，

15、显著缺氧，原始地壳薄，地热梯度大，表层热流值高，成分偏基性，火山活动普遍。绿岩带发育绿岩带中阿尔戈马型铁矿：绿岩带中含金石英脉层控Au矿；火山岩块状硫化物型矿床；稀有金属伟晶岩（超变质花岗-伟晶岩）矿床；科马堤岩中的硫化镍矿床；混合岩化气液交代型Mg-矽卡岩型B、Fe、TR矿床9矿床类型在地质时代上的演化各地质时代的主要成矿系列太古宙元古宙古生代中生代新生代1超镁铁质(含科马提岩)熔岩和侵入岩中Cr、Ni、Cu石棉、菱镁矿、滑石成矿系列；2玄武岩-安山岩-流纹岩中块状硫化物Au-Ag(Pb-Zn-Cu)成矿系列；3绿岩中条带状含铁建造中Fe、Mn、Au系列 (Algoma型)；4混合岩化花岗伟

16、晶岩中Li- Ta- Be-Sn-Mo-Bi-白云母系列；5混合岩化气液交代Mg-矽卡岩中B-Fe-TR系列1石英质砾岩中Au-U系列；2陆相区条带状含铁建造Fe-Au系列；3页岩中Pb、Zn(Ag)系列；4中酸性钙碱性火山岩中Zn-Pb-Ag-Cu-S系列；5 裂谷环境白云岩中Cu-Pb-Zn系列；6层状铜矿(非洲)系列；7大型层状镁铁-超镁铁质杂岩中Cr、Ni、Pt、Cu系列；8斜长岩中含Ti磁铁矿系列；9玄武岩中的Cu-沸石系列；10碳酸盐岩-碱性杂岩中的U、Th、Nb、Be、Zr、TR系列；11不整合面的U矿系列；12变质泥岩建造(富Al结晶片岩)中的红柱石-矽线石系列；13镁质碳酸盐

17、岩菱镁矿、滑石、海泡石系列1黑色页岩中V、U、Ni、Co、Mo系列；2滨海相碳酸盐岩-碎屑岩中Fe、Mn、P、Al系列；3海相碳酸盐岩、蒸发岩中岩盐-钾盐-石膏系列；4海相火山-沉积型及喷流沉积型Cu、Pb、Zn、S系列；5海陆过渡相煤、油页岩系列；6红层铜矿系列；7. 碳酸盐岩中Pb-Zn系列；8镁铁-超镁铁质岩中Cr-(Pt)-石棉系列；9，镁铁超镁铁质岩中Fe、V、Ti系列；10闪长岩类有关矽卡岩Fe-Cu-Co系列；11碳酸盐岩和碱性杂岩Nb-P-TR系列；12花岗岩类稀有金属系列1陆相及海陆交互相蒸发岩类盐类矿床系列；2碳酸盐岩中赤铁矿-菱铁矿系列；3红层Cu-U-V系列；4碳酸盐岩

18、中Pb-Zn系列；5石油天然气系列；6煤油页岩系列；7花岗岩类W-Sn-Mo-Bi-Nb-Ta系列；8花岗闪长岩Cu-Mo-Au系列；9闪长岩类Fe-Cu(Co)系列；10陆相火山-次火山Cu-Au-Ag系列；11陆相中酸性火山岩沸石-膨润土-明矾石系列1岛弧中酸性火山-次火山岩Cu-Zn-Pb-S系列；2陆相火山次火山Cu-Au-Ag系列；3碎屑岩-蒸发岩Pb、Zn矿床系列；4洋底热卤水Pb-Zn-Fe-Mn系列；5洋底Fe-Mn结核系列；6河流砂矿系列；7滨海砂矿系列；8花岗岩类风化壳成矿系列；9镁铁超镁铁质风化壳成矿系列；10陆相湖泊、蒸发、盐类矿床、K、芒硝系列；11砂岩型Cu、U-V

19、系列例 长江中下游与型花岗岩有关的成矿亚系列成矿亚系列矽卡岩斑岩型Cu-Mo-Au亚系列矽卡岩型、矿浆-矽卡岩复合型Fe、Fe-Cu亚系列玢岩铁矿亚系列含矿岩浆岩亚系列高碱富钾中酸性岩亚系列高碱富钠中酸性岩亚系列富钠偏基中性岩亚系列岩石组合闪长岩、石英闪长岩、石英正长闪长岩、花岗闪长(斑)岩、花岗岩、石英斑岩辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩、花岗岩辉长闪长玢岩-闪长玢岩、钠长岩、粗安岩等；辉石粗安玢岩粗面岩、正长岩等岩石化学成分SiO2(%)56.4465.8363.1659.3370.2364.1850.4454.1452.45K2O+Na2O(%)6.798.307.737.56

20、9.108.236.137.026.61K2ONa2O0.561.2163.160.330.890.610.230.540.37钙碱指数5456555853就位时代170130Ma160120Ma13090Ma侵位深度31km31.5km上地幔温度 自然硅、二硅铁矿、自然铁、方铁矿、硅铁矿 含钛硅铁矿、自然铜、自然银超高温与极度还原环境，与金伯利岩本身不平衡也不协调深部高度还原的流体透入到金伯利岩中，缺氧矿物是深部流体所携带的物质。 金刚石中自然元素与合金的包裹体、流体包裹体、CuCl2、KCl、NaCl包裹体的发现（2）软流层起源的熔 / 流体证据：“地幔伟晶岩”的存在，残留于地幔内部的上地

21、幔软流层熔融岩浆（亦称为“夭折的岩浆”（failed magma）在高压下结晶成粗状的晶体。（3）与幔源岩浆有关的晚期流体幔源岩浆结晶晚期分异出以H2O或CO2为主的流体。 证据：地幔交代矿物（金云母、富钛矿物、磷灰石、碳酸盐）的存在。2）地幔流体的组成的CHONS简化时以C-H-O成分系为代表（1）主要化学组成 HACONSH代表氢、卤素； A为碱金属；C为碳；O为氧；N为氮；S为硫族HACONS是上述基本组份间复杂的化合物系统，另外还总携带随机分布的不相容元素。（2）稀有气体（Rare gas或Noble gas，He氦、Ar氩、Ne氖、Kr氪、Xe氙） 原始来源通过氦氖同位素体系研究洋中

22、脊和热点玄武岩淬冷玻璃太阳风（20Ne/22Ne）地幔 （20Ne/22Ne）太阳=13.6定量相关（3He/4He）地幔 （3He/4He）太阳地球内部的地幔原始稀有气体是从太阳获得的。 主要源区通过氦氩同位素体系研究超镁铁岩包体火山气体a) 地幔柱型（Plume或P型）源区：热点地区深部的富集地幔3He / 4He为610-5，40Ar / 36Ar为350起自下地幔 /上地幔边界b) 洋中脊玄武岩型（MORB或M型）源区：洋中脊拉斑玄武岩下面的亏损地幔3He / 4He为1.110-5，40Ar / 36Ar为2104起自岩石圈地幔（包括软流层及整个上地幔）c) 岛弧型（arc或Ac型）

23、源区：岛弧深部和贝尼奥夫带以上的地幔3He / 4He 和40Ar/36Ar低于MORB值地幔流体尚受两个浅部源区组分的混染d) 大气圈型（atomsphere或A型）源区3He / 4He 为1.410-6，40Ar/36Ar为295.5e) 地壳型（crust或C型）源区3He / 4He 低于A型值，40Ar/36Ar可变（3） 原始挥发分（C、H、N） C 石墨、金刚石碳同位素研究 玄武岩及其地幔包体碳同位素研究 H A . 氢在橄榄石（Mg2SiO4）和辉石（Mg2Si2O6）中的溶解度实验Bai等（1992）在压力50 300Mpa，温度1300条件下，用地幔岩包体中的橄榄石（Mg

24、0.91Fe0.09）2SiO4作实验，结果发现橄榄石能够储存到H20的质量分数高达0.0034%。外推压力100Km深，则储水0.03%。Skogby等（1994）在H2气氛下将含Fe3+的单斜辉石加热到700800，结果发现单斜辉石贮氢相当于110010-6H2OMe3+O-2+1/2H2=Me2+OH-, Me为Fe或MnB. 地幔“无水矿物”中的水精确测定表明，橄榄石、石榴石、斜方辉石和单斜辉石都含水 橄榄石 10010-6H2O石榴石最大可含 20010-6H2O斜方辉石 45010-6H2O单斜辉石 58010-6H2O结论：天然地幔“无水矿物”有能力满足贮存亏损上地幔水含量（约1

25、00 20010-6）的要求（4） 再循环组分 橄榄岩包体中的气液包裹体（CO2地幔流体 / CO2+ H2O俯冲板块） 金刚石橄榄石族（P型）13C为-2%0 -7%0 （其中的硫化物34S0%）榴辉岩族（E型）13 C为-10%0 -20%0其中的硫化物34 S 0（-11）沉积成因硫 地壳背景硫 0（+14）水热蚀变硫3）地幔流体的性质（1） 易溶于硅酸盐熔体，特别是富碱的硅酸盐熔体。地幔挥发分具有高的熔体 / 固体分配系数，因而可以促进低熔点并饱和挥发分的富钾原始岩浆（金伯利岩、钾镁煌斑岩及富碱熔岩等）以及地幔交代岩的形成。（2） 对微量元素的高的溶解度微量元素包括大离子半径亲石元素（

26、Ca、K、Rb、Sr、Na）及高价阳离子和稀土元素（Ta、Nb、Ti、LREE）等绝大部分不相容元素和活动元素具有很高的流体 / 固体分配系数。（3） 具有使溶质及各种微量元素沉淀、聚集的特性，即再沉淀作用。4）地幔流体作用（1） 地幔交代作用地幔流体与地幔岩石反应，产生矿物交代（金云母化、角闪石化、单斜辉石化、磷灰石化），使地幔岩石富集活动元素和不相容元素，导致地幔富集事件。（2） 地幔熔融作用（流体参与），地幔中的局部熔融（3） 地球深部变形、蠕动、剪切（流体参与）（深切地幔的断裂带）（4） 地幔流体成矿作用（杜乐天）HACONS地幔流体 上涌、渗入、与地幔岩石反应 软流层（体）上隆，并沿

27、拆离断层系统向上运移，膨胀吸热 碱交代热液 碱交代作用 成矿地幔流体交代型矿床内蒙白云鄂博REE（5） 地壳重熔地幔挥发分（CO2、H2O、F、P、S、Cl、B等）和活动性助熔元素（K、Na、Li、Rb、Be、Sr、Ba）对地壳岩石所发生的富集作用，将促使大陆基底岩系的深熔和壳表岩石的分熔，形成各种富含挥发分矿化剂的成矿中酸性岩浆。3岩浆流体的性状与岩浆流体作用参考文献：9 朱永峰等，岩浆熔体中的挥发性组分及其岩石学意义，地学前缘，1996，3（4）：195199。10 李兆麟等，地质作用中的流体形成演化及成矿作用，地学前缘，1996，3（4）：237244。11 Candela P. A.

28、et al., Do some miarolitic granites preserve evidence of magmatic volatile phase permeability? Econ Geol, 1996, 90: 23102316.12 Thompson J. F. H. (ed.), Granites, fluids, and ore deposits, Mineral Assoc Canada, 1996, 23: 101128.13 Banks D. A. et al., REE composition of an aqueous magmatic fluid: A f

29、luid inclusion study from the Capitan pluton, New Mexico, Chem Geol, 1994, 113: 259272.1）岩浆流体的成分挥发分（H2O、Cl、F、H2S、S）造岩组分（K、Na、Si、Al）成矿元素（Au、Ag、Pb、Zn、Cu、Sn、Fe）2）岩浆流体的温度熔融流体包裹体均化温度约为900500流体包裹体均一化温度约为65080超临界流体（张荣华）3）岩浆流体的形成机制（岩浆分异作用）4）岩浆流体作用（1）对熔体结构的解聚降低熔体粘度（熔体结构研究莫宣学）（2）降低硅酸盐矿物的晶出温度（3）碱交代作用金属成矿4变质流体研

30、究进展参考文献：14 Skelton A. D. L., The effect of metamorphic fluid flow on the nucleation and growth of garnets from Troms, North Norway, Jour Metamorphic Geol, 1997, 15(1): 8592.15 Holness M., Fluid flow paths and mechanisms of fluid infiltration in carbonates during contact metamorphism: the Beinnan Dub

31、haich aureole, Skye, Jour Metamorphic Geol, 1997, 15(1): 5970.16 徐学纯，变质流体研究新进展，地学前缘，1996，3（4）：200208。17 Fyfe W. S. et al., Fluids in the Earths crust. Amsterdam: Elsevier, 1978.18 徐学纯，一门新兴地质学科流体地质学，地球科学进展，1996，11：6264。19 Bridgwater D. (ed.), Fluid movements - Element transport and the composition of

32、 the deep crust, Kluwer Academic Publishers, 1989.20 韩郁青等，高压超高压变质作用中的流体，地学前缘，1996，3（4）：222229。21 钟增球，剪切带的流体岩石相互作用，地学前缘，1996，3（4）：209215。22 Heinrich W. et al., Contrasting fluid flow patterns at the Bufa del Diente contact metamorphic aureole, North-East Mexico: evidence from stable isotope, Contrib

33、Mineral Petrol, 1995, 119: 362376.23 Symmes G. H. et al., Metamorphism, fluid flow and partial melting in pelitic rocks from the Onawa contact aureole, Central Maine, USA, Jour Petrol, 1995, 36: 587612.1）概述（研究简史）（1） Touret，1971，通过挪威南部麻粒岩中流体包裹体研究，发现大量CO2流体存在（2） Taylor，1977，水岩相互作用（3） Fyfe，1978，发表Fluid

34、s in the Earths crust，阐述了流体在地壳运动中的作用（4） Touret，1982，高压超高压变质流体（榴辉岩）（5） Walther等，1986，变质过程作用中的流体岩石相互作用（6） Forst等，1987，流体作用与变质岩成因（7） Cameron，1988，流体来源和成因（8） Bridgwater等，1989流体运动与元素迁移Torgersen，1991，大规模流体运移机制Thompson等，1992，变质流体迁移过程中物质和能量输运 （9） 徐学纯，1992/1993，变质流体性状及其演化（10） OHara，1994，剪切带流体岩石相互作用（11） Heinr

35、ich等，1995，接触变质流体研究（12） 徐学纯，1996，流体地质学2）下地壳及麻粒岩相变质流体研究（1） 流体成分及其对变质作用的影响 麻粒岩中的变质流体类型Touret在1971年首次在挪威南部麻粒岩中发现富CO2的流体包裹体。经过研究，确定麻粒岩相变质流体以高密度CO2为主，另有少量的H2O、CH4、H2S等Lamb等于1987年提出典型麻粒岩相条件下COH体系中的流体受fo2影响较高 H2OCO2混合流体fo2中等 富H2O流体低 H2OCH4混合流体Isterate等1989在意大利锡山麻粒岩中首次发现了高密度富N2和CH4，而CO2含量很少的变质流体结论：麻粒岩中的变质流体成

36、分可变 CO2来源Reulen，1977，（13C）2/3的CO2是深成的1/3的CO2是由局部岩石的脱碳反应和石墨的氧化作用形成的Newton，1980，CO2属地幔来源（地幔脱气/射气作用）Frost，1980，流体CO2来自深部岩浆近岩体CO2为主的流体引起麻粒岩相变质作用远离岩体H2O为主的流体引起角闪岩相变质作用 麻粒岩形成的三种主要干化机制（Newton，1986）A部分熔融吸收了岩石中的H2OB深部地壳来源的CO2流体的进入，稀释和冲洗原岩中的H2O （带走K、Rb、Sr等大离子亲石元素，导致亏损）C浅部接触变质的烘烤作用驱赶了岩石中的H2O，导致干化作用和麻粒岩的形成。（2）

37、地壳深部流体迁移和演化Bridgwater ，1989专著Fluid Movement - Element Transport and the Composition of the Deep Crust 流体迁移和演化机制 流体岩石相互作用过程中的物质和能量输运 流体控制下的元素迁移3）高压超高压变质流体研究（1）高压超高压变质流体的成分特征 榴辉岩变质流体：CO2H2ON2CH4 / N2CO2 / H2ONaCl或H2ONaClCO2 / H2OCO2N2CH4（NaCl）（N2含量高） 大别山熔融包裹体硅酸盐玻相CO2H2OCH4NaCl（2）高压变质岩中原生流体包裹体的保存镁铝榴石内的

38、蓝晶石包裹体保存有原生H2OCO2低盐度流体包裹体 蓝晶石包体和主矿物石榴石可压缩性低 在PT区间内等容抬升，压力降低/温度降低 PV=nRT（3） 高压超高压变质岩中流体来源 在浅部，俯冲板片中由成岩作用和低级变质反应形成的大量孔隙水和CH4H2O流体不断排除 在深部，俯冲洋壳的低温含水矿物发生变质反应，释放出H2O和CO2流体（4） 变质流体的演化 Philippot等，1995，西阿尔卑斯Dora-Maira地块不同变质阶段的流体包裹体A高压期形成的原生H2O-CO2-N2低盐度流体包裹体；B减压期形成的次生H2O- CO2-NaCl高盐度流体包裹体；C退变质期形成的次生H2O- NaC

39、l低盐度含水流体包裹体。 Anderson，1993，挪威加里东造山带变质级与变质流体成分关系A榴辉岩和高压麻粒岩：CO2-N2 / H2O- NaCl（不混溶流体）或H2O-N2B麻粒岩或麻粒岩相退变质榴辉岩：CO2或CO2为主流体，N2300g/L）3）卤水成因地下蒸发浓缩/蒸发岩的溶解卤水盐度和浓度 / 粉性土的膜过滤效应，结晶岩、花岗岩中含氯硅酸盐（如云母、角闪石）的水解卤水盐分升高4）成矿意义（1）沉积盆地水本身含有较高的成矿元素（2）沉积盆地水在演化过程中从周围围岩中浸取成矿元素5）有关矿床（1）密西西比河谷型（MVT）Pb、Zn、Cu、Ba、F矿床(Mississippi Val

40、ley Type)（2）页岩Pb、Zn、Ba矿床（3）裂谷盆地和红层Cu矿床（4）砂岩U矿床6地质流体与成矿参考文献：25 张文淮等，成矿流体及成矿机制，地学前缘，1996，3（4）：245252。26 贾跃明，流体成矿系统与成矿作用研究，地学前缘，1996，3（4）：253258。27 翟裕生，关于构造流体成矿作用研究的几个问题，地学前缘，1996，3（4）：230236。28 Bailey R. C., Fluid trapping in mid-crust reservoirs by H2O - CO2 mixtures, Nature, 371: 238240.29 裴荣富等，金属成矿

41、省的地质历史演化和成矿的年代学研究新进展，矿床地质，1993，12(3)。1）地质流体的种类及其成矿专属性（1）硅酸盐熔融体+M通过结晶分异或不混溶作用从硅酸盐熔融体中分离出盐水溶液和挥发组分/铜镍硫化物矿床、铬铁矿矿床和矿浆型磁铁矿床、部分伟晶岩矿床（2）H2O+NaCl+M 高盐度成矿流体w（NaCl）26.3%斑岩型Au矿、斑岩型Cu矿或斑岩型Cu（Mo）、Cu（Au）矿床（玉龙、德兴） 低盐度成矿流体w（NaCl）10%赣南W、Sn、Be、Li，浅成热液Au、Ag、Pb、Zn、Cu （3）H2O+CO2+M太古代绿岩带金矿床（玲珑金矿）（4）H2O+有机质+MFe、Mn、P、Al沉积矿

42、床/层控Au、Pb、Zn、Hg、Sb、As、U矿床（秦岭公馆大型汞锑矿、滇黔桂汞锑金砷低温矿床组合。2）地质流体的来源（1）岩浆上升过程中因分解或结晶释放的流体；（2）变质脱水脱挥发分产生的流体；（3）富水沉积物因压实或构造收缩挤压产生的流体；（4）大气降水或海水下渗循环演化产生的流体（5）地幔排气作用产生的流体（6）交代作用产生的流体3）促使成矿流体上外或侧向迁移的驱动力（1）减压作用使成矿流体从地壳较深部位迁移到较浅部位；（2）地壳热结构改变而诱发流体循环并影响大范围围岩的流体岩石反应；（3）因（造山期间）构造挤压和地热抬升驱动深部流体大规模侧向运移；（4）不同部位的应力差或流体压力差导致

43、流体侧向迁移。块状硫化物矿床、斑岩矿床、矽卡岩矿床之类的岩浆或交代热液型矿床，其形成均与结晶岩浆排出的热流体流动沉淀或交代作用有关，因而起主导作用的可能是前两种驱动力。大多数产自变质岩或沉积岩中的热液矿床，其金属矿质的搬运往往涉及到强大的侧向分力（如MVT型PbZn矿床），起主导作用的可能是后两种驱动力。4）成矿流体运移途径的确定（提问）（1）区域蚀变岩石（白云石化、硅化、钾化）（2）区域蚀变构造（含有矿化痕迹的区域构造，如剪切带、裂隙带）（3）热水沉积岩（壳内流体的地表排出口附近，海底热水喷流沉积）（4）热水成因角砾岩（有热水系统在浅表地区活动引发的构造岩带，有角砾岩、破裂化岩石带等）（5）

44、热液矿物脉（矿物封闭的微裂隙带），火成岩脉（群）（伟晶岩脉）（6）有机质成熟度（7）地气异常（气体含量或成分异常变化）（8）古地磁异常（9）矿物包裹体（10）同位素区域分布及变异（S、O）（11）成矿元素及伴生元素异常（12）岩相古地理分析及古汇水区的查定（13）已知矿床的分布型式地质、地球物理、地球化学、遥感方法追索，宏观/微观结合5）成矿流体运移方向的确定（1）宏观地质特征的变化 矿化梯度变化 交代蚀变分布（同一期） 次生矿物组合与分带 次生重磁化 成矿组合变化 温压梯度变化 物理特征变化（2）微观地质特征的规律性变化 流体包裹体的分布（多少） 主要化学成分变化 同位素和痕量元素（如碳、硫

45、、氢、铝、锶、稀土和铂族）变化 氧化还原态分布与变化在前述方向性或规律性突然被中断或破坏之处，通常可能意味着不同来源的流体发生混合，使成矿流体的物理化学条件急剧改变，促使矿质沉淀、堆积，因而这样的部位又很可能是成矿有利地段。6）流体成矿机理（1） 不同种类流体混合导致成矿（岩浆流体/大气水混合）（2）单一流体不混溶导致成矿沸腾H2O+NaCl（不混溶）（H2O（低密度蒸气相） / H2O+AlOCl（强盐水熔融相）（3）盐水体系中有机质的参与导致成矿 活化萃取（有机组份与无机物相互作用） 形成金属有机络合物迁移（有机络合物） 沉淀聚集（改变pH、Eh） 提供成矿所需的热源（有机质的裂解和聚合）（4）水岩（交换）反应导致成矿（物质、能量交换）（5）物化条件改变导致成矿7）流体成矿过程模拟张德会，计算流体地球化学研究的进展，地学前缘，2000，7（增刊）：147158（1）热质输运模拟（2）成矿流体化学质量迁移数值模拟 / 成矿流体化学水岩相互作用地球化学模拟（3）流体输运化学反应耦合动力学研究（描述热质输运的偏微分方程 / 描述反应动力学的常微分方程 / 描述平衡过程的质量作用和重量平衡代数方程）综合求解21