地质流体与成矿作用--华仁民
地幔流体与成矿作用
地幔流体与成矿作用——以白云鄂博矿床为例一.前言地幔流体是一种以CO2和H2O为主，同时含有一定量的溶质成分、相对富集LREE等不相容元素的超临界流体，具有独特的溶解和运输能力，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[1]。
地幔流体活动及其地质意义是当前地学界备受关注的一个问题地幔流体不仅对地幔的交代作用、幔源碱性岩浆的形成、大陆地壳演化有重要意义，而且地幔流体活动是岩浆作用、大地构造、变质作用、热液作用和热沉积作用产生的根本控制因素，，越来越多的研究成果表明，地幔流体在许多大型——超大型金属、非金属、油气矿床和矿区形成过程中具有重要意义[2-4]。
二.成矿意义刘伟等在评述超临界流体的金属矿床成矿意义中指出，超临界流体在金属矿床成矿过程中具有重要意义[5]，主要表现在：1.超临界流体具有高溶解性和高扩散系数，在流经矿源层时高效萃取成矿元素形成富含成矿元素的成矿流体。
Loucks的实验表明，金在超临界流体中的溶解度比估计值高出许多，最高可达1180×10-6.。
2.超临界流体有利于成矿元素以有机配合物形式发生迁移并影响流体的酸碱度和氧化还原条件。
一般认为成矿元素在成矿流体中的迁移是以无机阴离子或络阴离子形式发生迁移，但近年来一些研究发现金属元素可以有机化合物形式发生迁移。
3.成矿元素巨量堆积可能与超临界水体系临界点附近温、压变化引起的流体体系“失衡”有关。
有研究证实：在临界点附近，当T或P稍微变化时，物质的密度、粘度、扩散系数和极性等物理性质由接近于气态向接近于液态发生连续变化。
在金属矿床成矿过程中，经过漫长地质作用过程形成的富含成矿元素的流体从元素在流体中的稳定迁移状态转向成矿元素的沉淀富集状态必然要经过一个临界点。
流体包裹体研究表明，许多金属矿床成矿流体的临界点与超临界水体系流体的临界点具有耦合性。
超临界流体临界点附近T、P变化使流体体系失去平衡，导致成矿元素迁移方式的变化，从而发生大规模金属沉淀于富集，不同成矿元素因地球化学性质的差异而在不同构造部位、不同岩性中形成不同期次的矿床。
浙西北漓渚地区与岩浆岩有关铁多金属矿床类型、成矿时代及找矿前景
浙西北漓渚地区与岩浆岩有关铁多金属矿床类型、成矿时代及找矿前景张建芳;陈美君;解怀生;龚瑞君;祝必贤;汪隆武;许兴苗【摘要】The Lizhu iron polymetallic mineralization district is located in the northeastern end of the Qin-Hang metallogenic belt, northwest of the Jiangshan-Shaoxing deep fault. The mineralization is closely related with North-East striking folds, faults, stratums and intrusive rock in this district. Ore deposit types in the district include skarn type, deposition-modification type, magmatic hydrothermal vein type and disseminated-veinlet type. Re-Os model ages of six molybdenite extracts vary in range of 153.9±4.8 Ma to 148.6±2.2 Ma, with the weight average age of 150.7±1.6 Ma (MSWD=1.5), and isochrom age of 149.6±1.8 Ma (MSWD=1.7). The dating result is consistent with the zircon U-Pb age of the Shanxi diorite and the Guangshan granite (150.1±2.6 Ma-147.2±1.7 Ma) within error, indicating that the mineralization took place in Late Jurassic. The intrusion of the plutons and ore mineralization occurred during the transition of compression to extension in the Late Jurassic and lithosphere thinning in the Early Cretaceous. The Lizhu district experienced mainly the NW-SE folding in the Indochina period, subduction in Middle-Late Jurassic, and regional compression-extension shift during the Late Jurassic-Early Cretaceous, whereas the magmatic intrusions and ore mineralization took place in the third stage of the tectonism. Due to the closely spatial and temporal association of ore deposits and the porphyries, more attentionshould be paid to the porphyry deposit in concealed rocks and dispersed elements in skarn deposit in the future exploration program.%漓渚铁多金属矿区位于钦杭成矿带浙江段的北东端,江山–绍兴深大断裂北西缘,成矿与区内发育的北东向褶皱、断裂、地层及侵入岩密切相关。
赞比亚谦比希铜矿研究现状及问题
赞比亚谦比希铜矿研究现状及问题蔡珍旺（中矿资源集团股份有限公司，北京 海淀 １０００８９）摘 要：谦比希盆地位于赞比亚铜矿带中部，产出了谦比希、谦比希东南等超大型层状铜矿。
由于研究层状铜矿的复杂性及落后的经济和科技条件等原因造成对本区层状铜矿的认识呈碎片化，难以系统性、综合性研究，从而导致截然不同的观点。
本文以谦比希铜矿为突破口，总结其成因研究现状及目前存在的问题，提出相关技术路线，力争揭示赞比亚铜矿带新元古代层状铜矿成矿作用，为探索找矿模型提供依据。
关键词：谦比西铜矿；研究现状；问题；建议的研究方法；层状铜矿中图分类号：Ｐ５８８．１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０５－０１１６－２Current Research Status and Problems of Chambishi Copper Mine in ZambiaCAI Zhen-wang（Ｃｈｉｎａ Ｍｉｎｉｎｇ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈａｉｄｉａｎ １０００８９，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ Ｑｉａｎｂｉｓｈｉ Ｂａｓｉｎ ｉｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｚａｍｂｉａｎ ｃｏｐｐｅｒ ｂｅｌｔ， ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｌａｙｅｒｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｑｉａｎｂｉｓｈｉ ａｎｄ ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｑｉａｎｂｉｓｈｉ． Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｌａｙｅｒｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｒｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｌａｙｅｒｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｅａ ｉｓ ｆｒａｇｍｅｎｔｅｄ， ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｓｔｕｄｙ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｉｅｗｐｏｉｎｔｓ． Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｑｉａｎｂｉｘｉ ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔ ａｓ ａ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｉｎｔ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｉｔｓ ｇｅｎｅｓｉｓ， ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ， ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｏｕｔｅｓ， ａｎｄ ｓｔｒｉｖｅｓ ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ Ｎｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃ ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｚａｍｂｉａｎ ｃｏｐｐｅｒ ｂｅｌｔ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌｓ．Keywords: Ｑｉａｎｂｉｘｉ Ｃｏｐｐｅｒ Ｍｉｎｅ； Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ； Ｐｒｏｂｌｅｍｓ； Ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄｓ； Ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｍｉｎｅ1 研究现状1.1 沉积型层状铜矿近几十年来，众多国内外学者对沉积型层状铜矿进行了详细的研究，取得了极为丰硕的成果，尤其是借助于近年来分析测试手段的极大发展使得研究数据更为详实，然而对其矿床成因及成矿模式依然充满争议[1]。
华南大规模低温成矿的主要科学问题
华南大规模低温成矿的主要科学问题胡瑞忠;付山岭;肖加飞【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2016(032)011【摘要】大面积低温成矿是全球独特的重要成矿事件.华南地区扬子地块西南部面积约50万平方千米的广大范围,低温矿床广泛发育,包括卡林型金矿床、MVT型Pb-Zn矿床和脉型锑、汞、砷等矿床,构成华南低温成矿域.该成矿域由川滇黔接壤区的Pb-Zn、右江盆地Au-Sb-As-Hg和湘中盆地Sb-Au等三个矿集区组成.其中的矿床主要赋存于沉积岩中,受断裂构造控制,形成于100～250℃的低温条件下.以往的研究取得了重要进展,但成矿时代、成矿动力学背景、成矿物质基础和成矿过程等关键科学问题一直悬而未决.近年的研究表明,这些矿床可能形成于200 ～230Ma(印支期)和130 ～ 160Ma(燕山期)两个时期,除川滇黔Pb-Zn矿集区由盆地卤水演化成矿外,其余两个矿集区的形成可能均受印支期和燕山期的深部岩浆活动驱动,尽管成矿流体中的水主要是大气成因地下水.本专题报道了近年来这些方面的最新研究进展,包括20篇文章,主要涉及这些低温矿床的地质地球化学特征、成矿时代、矿床成因和成矿动力学背景等.【总页数】13页(P3239-3251)【作者】胡瑞忠;付山岭;肖加飞【作者单位】中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081;中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550081【正文语种】中文【中图分类】P611【相关文献】1.华南陆块陆内成矿作用的一些科学问题 [J], 胡瑞忠;毛景文;范蔚茗;华仁民;毕献武;钟宏;宋谢炎;陶琰2.华南新元古代晚期地层层序与南华间冰期—冰后期大规模沉积成矿作用 [J], 杨明桂;王光辉3.华南燕山期大规模铜成矿作用的成矿模式及找矿方向 [J], 倪培;潘君屹;迟哲4.中科院地化所胡瑞忠等:华南大规模低温成矿作用 [J],5.华南中、低温成矿带元素组合和流体性质的区域分布规律——兼论华南燕山期热液矿床的巨型分带现象和大规模成矿作用 [J], 马东升因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地质流体自然类型与成矿流体类型
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地质流体自然类型与成矿流体类型
肖荣阁，张宗恒，陈卉泉，张汉城
（中国地质大学 地球科学与资源学院， 北京 !"""#$）
摘
要： 水是地球上特征的地质流体， 大部分矿床是在水热流体参与下形成的， 但并不是所有流体都
参与成矿。根据水的主要存在环境把水分为地质流体和成矿流体类型。各种环境广泛存在的水所构 成的地质流体， 又可细分为大气降水、 盆地建造水、 海水、 岩浆水和变质水各种类型。研究认为成矿流 体的形成主要与地质作用有关， 是地质流体在特定环境特定演化阶段形成的特征产物。成矿流体则 可划分为高温硅钾卤水、 中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐卤水。高温硅钾卤水中硅钾组分含量与温度、 盐度成正相关关系， 并且其中富含 % & 、 硅化、 萤石化 ’( )$ 组分。这些特征与成矿作用中的高温钾化、 及电气石化蚀变及热水沉积特征是一致的， 高温成矿流体在演化过程中依次可以演变为中温或低温 成矿流体。中温成矿流体以碳酸盐型流体为主， 以富含 *+( , ， %-( , ， *.( , 的碳酸盐化合物为特征。低 温成矿流体一般为硫酸盐型卤水， 主要是 ’/( , ， 在海陆相各环境中广泛存 01( , ， 2/( , 的硫酸盐化合物， 在。大洋底部成矿流体是特殊环境下的地质流体类型， 具有更广泛的温度区间， 可以是从高温到中低 温的系列流体类型， 并且具有特殊地球化学组成。一般形成高温硅钾卤水与岩浆作用或变质作用有 关， 由于充分的水岩交代作用， 可以获得较高的温度及足够的溶质组分； 而形成中低温成矿流体的条 件可以更广泛， 一般地热增温、 构造热都可以为中低温成矿流体的形成提供热能。 关键词： 地质流体； 成矿流体； 高温硅钾卤水； 碳酸盐卤水； 硫酸盐卤水 中图分类号： 34!!； 3$!56! 文献标识码： （(""!） 7 文章编号： !""8 ($(! "5 "(58 "9
长江中下游九-瑞矿集区晚中生代成矿构造背景
矿床地质长江中下游九-瑞矿集区晚中生代成矿构造背景马立成1，施炜1，董树文2，李建华1，李海龙1（1 中国地质科学院地质力学研究所，北京100081；2 中国地质科学院，北京100037）九－瑞矿集区是我国重要的铜、铁等多金属富集区，位于长江中下游成矿带的转折部位（常印佛等，1991）。
前人在成矿时代、成矿模式及矿床成因等方面研究成果丰硕（常印佛等，1991；翟裕生等，1992；唐永成等，1998；华仁民等，1999；毛景文等，2004；陈志洪等，2011；董树文等，2011），为本区的找矿勘探奠定了基础。
九－瑞矿集区自中生代以来经历了印支运动和燕山运动联合控制与叠加改造，晚期叠加喜山期的变形。
区内构造总体表现为近东西向展布的向南突出的宽缓弧形褶皱带及伴生的断裂系统，发育典型的隔槽式褶皱。
野外剖面实测揭示区内北西侧褶皱总体向南倾伏，而南东侧刚好相反，构造变形复杂。
而古构造应力场如何控制区内成矿作用及变化特征仍不明确。
本文以断层面上的擦痕滑移矢量反演古构造应力场，探讨成矿期的应力场特征。
1 古构造应力场反演九-瑞地区构造变形强烈，褶皱、断裂发育。
本次野外工作系统地测量了古近系至寒武系地层中的各类构造要素，取得了翔实可靠的构造变形统计数据，断层擦痕滑移矢量数据处理采用Fault软件处理，方法见文献（Angelier，1984）。
九-瑞地区，中生代以来可识别出的古构造应力场有五期，即：印支期近S-N 向挤压和伸展，燕山期NW-SE向挤压和伸展及喜马拉雅期NE-SW向挤压。
燕山期构造变形为区内成矿的定型构造，古构造应力场见图1。
NW-SE向挤压应力场，统计特征为：σ1和σ2倾角较小，多数不超过10°，σ3倾角80%以上大于60°（图1上半部分），统计优势最大主压应力σ1为141°/6°，具典型的挤压应力场特征，其是燕山运动主幕的构造变形产物。
九-瑞地区印支期近S-N向挤压形成的褶皱发生弧形弯曲。
地幔流体及其金成矿作用：兼论夹皮沟金矿田的地幔流体与成矿
地幔流体及其金成矿作用：兼论夹皮沟金矿田的地幔流体与成
矿
邵军
【期刊名称】《贵金属地质》
【年(卷),期】1999(008)002
【摘要】地幔流体是以Ｃ－Ｈ－Ｏ为主的体系，富含Ｈ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ和大量的不相容元素（如Ｋ、Ｐ、Ｌｉ等）及一定量的金属氧化物，在不同地质环境下其组成成分有一定的变化。
地幔流体有地幔柱型、洋中脊玄武岩型和岛弧型３种主要源区，通过交代和（或）溶解地幔、地壳岩石等方式迁移、富集而成矿。
夹皮沟金矿田内构造－岩浆活动及区域变质作用表明该区地幔活动频繁且强烈，金矿成矿流体具有地幔流体组成和成矿作用特征，
【总页数】4页(P115-118)
【作者】邵军
【作者单位】沈阳地质矿产研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P618.510.5
【相关文献】
1.夹皮沟金矿田闪长岩脉、正长斑岩脉与金矿体的关系及成矿预测——以北沟金矿床为例 [J], 李临位; 刘伟
2.夹皮沟金矿田北沟金矿床原生晕特征及深部成矿预测 [J], 刘超;程文文;唐学义;
李昌寿;那福超;曹戎机;王学阳
3.齐波夫分布律与阻尼曲线在夹皮沟金矿田成矿预测中的应用 [J], 綦远江;薄继荣;杨玉清
4.成矿作用中的地幔流体现实踪迹与壳幔混染机制——以金顶超大型铅锌矿床为例[J], 李春辉;刘显凡;赵甫峰;卢秋霞;吴冉;王艳艳;楚亚婷;肖继雄
5.吉林夹皮沟金矿成矿物质来源与成矿作用 [J], 程玉明
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中国东部晚中生代斑岩浅成热液金铜 体系及其成矿流体
沟金矿形成于相当低的温度范围和近地表的环境! 上述重要特征均表明，团结沟金矿不属于斑岩 型矿床，它虽 与 岩 浆 活 动 有 关 但 不 是 岩 浆 热 液 矿 床! 有关团结沟金矿床的成矿流体尚缺乏系统的研 究工作及成果报道，但前人在进行矿床地球化学研 究时所获得的一些数据已经提供了成矿流体的基本 特征，并可揭示其来源! 综合前人有关流体包裹体 及其氢氧同位素的资料，团结沟金矿床成矿流体的 ， 盐度 较 低 （: ’ ; - 的 质 量 分 数 ! !$ < !9 ! ( <） $ * 以负值为主 （ >9 ， ! = ! 9 ? ! @% ! # ?） ! A 值也较 低 （> * 7 ?!> $ # ) ?） ! 这 些 数 据，加 上 前 面 所 述 的较低的均一温度等特征，充分显示团结沟金矿的 成矿流体主要来源于大气降水，而岩浆水在主要成 矿阶段的参与是较弱的! 由此可以总结团结沟金矿床的形成环境和机制 是：在晚白垩世中酸性火山 侵入活动的基础上，由 " 于火山地热和断裂构造的共同作用，加热并驱动大 气降水发生大规模流动；花岗闪长斑岩体与黑龙江 群变质岩接触带附近的构造破碎带成为流体活动的 中心，在这一地带发生了广泛的热液蚀变及金的矿 化! 与团结沟金矿床类似的低硫型浅成热液矿床还 有吉林延边地区的五凤和刺猬沟金矿床，陈仁义、 芮宗
由于成矿过程中水岩反应的广泛发生成矿流体的稳定同位素组成特征与其初始状态岩浆水大气降水等的稳定同位素组成特征之间可能会有相当大的差别因此在利用氢氧等稳定同位素组成判断成矿流体来源的时候必须综合地考虑成矿过程的各种因素尤其是水岩反应造成的影响针对上述问题笔者等对银山矿床不同蚀变岩石的氧同位素组成特征进行了测定研究它们在平面上和垂直方向上的变化
碰撞造山作用期后伸展体制下的成矿作用_以小秦岭金矿集中区为例_王义天
仍存在分歧。 之所以出现这种局面， 主要是由于测试 方法单一（ 主要采用 1(23 法或间接定年） 、 对本区的 成矿序列和相关构造背景认识不足等原因。 越来越多的研究成果表明， 本区的成矿作用主要 发生在中生代。 事实上， 前述)种成矿类型构成了本区 金矿床的成矿序列。 从构造变形所反映出的先后关系 来看， 蚀变千糜岩型金矿要早于石英脉型金矿。潼峪
..］ 。 在环太平洋成矿带的东北部， 一些金 展构造控矿 ［
， 从而引发大规模的蚀变矿化作用。 矿床是
地质演化过程中特定阶段的产物， 是有用元素在一
#"， #$］ 定的地质环境下高度富集的结果 ［ 。小秦岭金矿
矿床的形成也同样是伸展体制下的产物。阿拉斯加
.%］ 北部 /01-23 半岛上的金矿床形成于 $$" ,- 左 右 ［ ，
横亘于中国中部的秦岭是一条经历了长期地
!］ 质演化的复合型碰撞造山带 ［ ， 在中国大陆的形 成
!
中生代区域构造演化特征
秦岭造山带自早前寒武纪以来经历了多阶段、
演化过程中具有十分重要的地位和意义， 同时也是 中国一个重要的矿产资源集中区。位于华北板块南 缘的小秦岭是秦岭造山带的重要组成部分， 是中国 目前第二大黄金产地。小秦岭的形成是整个秦岭造 山带构造演化的结果， 其中所产出的金矿床则是区 域构造演化和深部过程共同作用下的物质反映。事 实上， 一个地区矿产资源的形成和产出与区域构造 格局、 演化及深部过程的总体特征密切相关， 并且 后者从根本上制约和决定了一个地区的矿产类型、 种类及矿床组合、 分布规律和规模远景等。因此， 将 构造演化与成矿作用联系起来进行综合研究， 是认 识和理解区域成矿作用和规律的重要途径。本文以 近年来有关秦岭造山带和小秦岭金矿集中区研究 所取得的新成果为基础， 综合分析中生代区域构造 和成矿特征， 阐明金的成矿作用与造山带演化过程 之间的时空耦合关系， 揭示造山作用期后伸展体制 下的成矿作用特征， 探讨与造山带相关的成矿作用 的一般规律。
地质流体
1 目录 1 地质构造背景 ............................................................................................................................... 2 2 对绿岩带的认识 ........................................................................................................................... 4 3 绿岩带中脉金的成因模式 ........................................................................................................... 5 4 成矿的物化条件 ........................................................................................................................... 7 5 中国绿岩带型金矿研究 ............................................................................................................... 8 一、原生金矿床 ....................................................................................................................... 8 1.顺层细脉浸染状金矿床 ................................................................................................ 8 2.脉状金矿床 .................................................................................................................... 9 二、构造期后再生型金矿床地质特征 ................................................................................... 9 1.与外生地质作用有关的砂砾岩型金矿床 .................................................................... 9 2.与壳源深熔花岗岩有关的金矿床 ................................................................................ 9 3.与偏碱性岩及碱质交代作用有关的金矿床 .............................................................. 10 参考文献......................................................................................................................................... 11 2
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地质流体与成矿作用--华仁民地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民地质流体与成矿作用南京大学地球科学系华仁民2022年9月地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民硕士研究生课程：地质流体与成矿作用一、地质流体与水岩反应概述二、成矿流体的来源与性质三、成矿流体的运移及其对金属的搬运四、成矿流体与岩石的反应五、金属从成矿流体中沉淀的主要机制六、热液成矿系统与地热系统地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民一、地质流体与水岩反应概述(一)地质流体概述1、地球系统科学与地质流体2、流体、地质流体的定义和内容(二)水-岩反应与流体-矿物界面反应概述1、水-岩反应的基本概念2、水-岩反应的实例简介3、流体-矿物界面反应基本内容和进展地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(一)地质流体概述1、地球系统科学与地质流体联合国21世纪议程认为：地球系统科学是可持续发展战略的科学基础。
地球系统科学强调地球是一个整体，将各圈层看作相互有机联系的地球系统。
地球系统科学把太阳和地心作为两个主要的自然驱动器，把人类活动作为第三个促动因素，认为所有发生在地球系统中的重大全球变化都是在上述三个力的作用下，通过物理、化学、生物过程相互作用的结果。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民而以往的地球科学一般分为固体地球科学与流体地球科学，二者往往截然分开，传统的固体地球科学主要研究固态物质如矿物岩石，而未重视对流体的研究。
大气圈地球系统生物圈水圈固体地圈{ } { } {流体地球科学地壳地幔大气科学海洋科学水文学地理学地质学地球物理学地球化学地核固体地球科学地球科学随着地球科学的发展，人们逐渐认识到流体在地球科学研究中的意义。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(三)流体-矿物界面反应流体是联系地球系统各圈层、各部分之间物质与能量传输、转移、交换、循环的主要载体(介质)流体活动贯穿于一切地质作用之中。
甚至可以说流体控制了各种地质作用的发生和进行因此，流体是地球系统科学的重要研究内容之一。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(一)地质流体概述2、流体、地质流体的定义和内容――几种不同的表述：(1)流体的简单定义：能够流动的物体。
主要是液态、气态物体。
固体在受热、受力、变形后也可流动，如熔体、泥石流等。
(2)流体是以水为主、含有各种溶解物的液体或气体；溶解物包括可溶性气体(CO2、CH4、H2S、HF等)、简单离子(H+、Na+、K+、Ca+、Mg+、Cl-等)以及络离子等。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(3)P.J.Wyllie (1991):流体应包括熔体、液体(H2O为主)、气体(CO、CO2、CH4)、超临界液体及未确定的流体相。
(4)Geofluid’93:地质流体由oil, gas, ore solution和ground water 四种流体组成。
(5)陶于祥等(1994):地质流体是存在于矿物岩石的微观晶格、裂隙和宏观构造(节理、断裂、褶皱)中的流体。
一般来说，地质流体不包括江河湖海等地表水系统，但由于水的循环，所以必然要涉及。
地质流体主要研究固体地球范围内的流体活动。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(一)地质流体概述地球中流体的量的估算：海水质量=1.4 1024g (相当于1.35 1018m3) 地壳含水量=6.9 1023g~ 1.4 1024g (约占地壳总质量的3~6%) 地幔=1.2 1024g (约占地幔总质量的0.03%) 地幔流体是与地幔环境平衡的气体和挥发份(mantle degassing) ―― 后两者可以看作地质流体。
可见地质流体的量是很大的，因此可以在地质过程中发挥很大的作用。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民地质流体是地球科学的前沿研究领域之一目前公认，前国际地科联(IGU)主席、加拿大W. S. Fyfe于1978年出版的“Fluid in the Earth’s Crust” 是一个里程碑。
20世纪80年代以来，对地壳中及地球内部流体的大量存在及其意义的研究是国际地球科学重大进展之一。
成矿作用与流体的关系极其密切有些流体本身就是矿产资源(固体矿产和化石能源)。
属于(矿产)资源的流体有：石油、天然气、卤水、非烃类气体(CO2、N2等),地下水资源，地热资源等。
流体贯穿成矿作用的全过程。
成矿过程是分散的有用元素迁移-富集的过程，必须有流体参与。
成矿4要素：物质、能量、流体、构造，其中流体是关键。
参与成矿过程的流体称为成矿流体。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(二)水-岩反应与流体-矿物界面反应概述1、水-岩反应的基本概念流体(水)在地壳中不是孤立的、而是与矿物岩石一起存在的，它们之间由于状态、成分、性质等方面的差异而发生作用或反应，即水-岩相互作用，或水-岩反应(Water-Rock Interaction)。
水-岩反应在地球表面及内部所发生的各种地质过程中都起着重要作用，无处不在。
某些地质过程的本质就是水-岩反应。
水-岩反应(WRI) 具有广泛的含义。
最广义理解：水圈和固体地圈的反应。
水-岩反应涉及风化、剥蚀、沉积、成岩、变质、火山-岩浆活动、热液交代蚀变、成矿作用等各种地质作用。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民2、水-岩反应的实例简介地下水水质变化受WRI控制的若干例子： A. 澳大利亚Otway盆地早第三系含水层地下水富Na+ ,Blake 研究认为是由于白云石的溶解释放出Ca2+Mg2+, 而Ca2+Mg2+又置换了钠贝得石(beidellite)并释放出其中的Na+进入地下水：CaMg(CO3)2 + 2H+ Ca2+ + Mg2+ + 2HCO3 Ca2+Mg2+ + Na-beidellite 4Na+ + CaMg粘土矿物基置换软化理论(base exchange softening) ――由于Ca2+Mg2+置换某些矿物中的Na+,从而使Ca2+Mg2+进入固相、Na+进入水中，导致水质变软。
该含水层由于基置换而使地下水成为Na-HCO3型软水。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(二)水-岩反应概述B. 某些地下水富氟可能与基置换软化有关Boyle的研究表明：加拿大新不伦瑞克Maritime盆地白云石溶解产生的Ca2+Mg2+,因为大量置换Na+ 而进入蒙脱石中，不能参与对地下水中F-的固定作用，从而使地下水成为Na+- F-- HCO3 -型高氟软水，F含量高达25ppm,大大超过了WHO制定的饮用水含氟标准(1.0~1.5mg/L),对人的骨骼、牙齿健康有较大影响。
Ca 是F的固定剂，高F常因低Ca引起。
(贵州是全国地方病危害最严重的地区之一，是中国乃至世界最集中的氟中毒病区。
) 地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民(二)水-岩反应概述C. 荷兰中部及东南部砂质土壤原含优质地下水，为饮用水源。
上世纪60年代以来，该地区畜牧业迅速发展，牲畜数量急剧增加，而地下水质逐渐下降。
Van Beek研究水质变化的原因，结果：牲畜的粪便数量远远超出饲料(玉米)生长所需，所以不断渗入地下。
大量的硝酸根与土壤基质发生WRI,反应之一是硫化物的氧化作用和硝酸盐的脱氮作用：2FeS2+6NO3+4H2O 3N2+2Fe(OH)3+4SO4+2H+ 这一反应使土壤肥力增加，同时由于硫化物的分解使某些重金属离子如Zn、Ni、Co、Cd、As等进入地下水，使地下水中这些重金属含量不断增高并超过了饮用水标准。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民3、流体-矿物界面反应基本内容和进展水-岩反应的实质是流体-矿物反应(Fluid-Mineral Interaction――FMI)对FMI的观察和认识已逾百年，但蓬勃发展始于20世纪70年代末，至80年代末形成高潮。
流体-矿物界面的所有作用或反应最终归结为两类基本反应：吸附与解吸吸附(sorption) ―― chemical species attach to mineral surface 解吸(desorption) ―― chemical species detach from mineral surface地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民流体-矿物界面发生的基本反应FMI的地质意义影响矿床的形成吸附――有用金属被大量吸附于某些矿物的表面，是形成矿源层(岩)的重要机制，如粘土矿物、Fe的氧化物对Cu的吸附，方解石表面对ZnCd-Co-Ni等二价金属的吸附等。
还原吸附是一种直接的成矿方式。
解吸――造成有用金属活化转移，提供矿源。
淋滤造成有害组份流失，有用金属残留富集，如BIF。
地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民流体-矿物界面的大多数溶解过程包括几个步骤例如碱性长石的溶解是分两步完成的FluidH3O+1、水合氢离子H3O+在长石表面被吸附，并与K+ (或Na+)进行离子交换，形成表面薄层KAlSi3O8+ H3O+ H3OAlSi3O8+ K+1扩散2吸附Mineral3表面反应4解吸2、长石表面层的水解(解吸)作用4H3OAlSi3O8 2Al2Si2O5(OH)4+H2O+8SiO2地质流体与成矿作用--流体地球化学(南京大学)-华仁民地质流体与成矿作用二、成矿流体的来源和性质1、成矿流体中水的几种可能。