流体_熔体强相互作用的成矿功能
- 格式:pdf
- 大小:190.26 KB
- 文档页数:2
浙西北常山地区新发现热液型铍矿目录1. 内容简述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 研究内容与方法 (3)2. 浙西北常山地区矿区概况 (5)2.1 地理位置与地质环境 (6)2.2 矿产资源概况 (7)2.3 区域成矿背景 (7)3. 热液型铍矿的矿床类型与特点 (8)3.1 热液型铍矿的分类 (9)3.2 热液型铍矿的特点 (10)3.3 热液活动与矿床形成 (12)4. 新发现热液型铍矿的地区地质条件 (13)4.1 地质条件分析 (14)4.2 矿床地质特征 (15)4.3 地质勘探方法与成果 (16)5. 矿床分布特征与矿物组分 (17)5.1 矿床分布 (18)5.2 矿物组成 (19)5.3 矿石类型 (19)6. 伴生矿产分析 (20)6.1 伴生矿产种类 (20)6.2 矿物共生关系 (22)6.3 潜在经济价值 (22)7. 综合评价与开发利用建议 (24)7.1 矿产资源潜力评价 (25)7.2 环境保护与生态恢复 (26)7.3 开发利用建议 (27)8. 结论与展望 (29)8.1 研究总结 (30)8.2 对同类矿床研究的启示 (31)8.3 展望与未来研究方向 (32)1. 内容简述在浙江省西北部的常山地区,经过地质学家和矿产勘查者的深入研究与实地考察,发现并确认了一处具有重要经济价值的热液型铍矿床。
这一新发现对于推动当地矿产资源的开发利用,促进区域经济发展具有重要意义。
热液型铍矿床的形成与地壳内部的高温高压环境密切相关,其中含有丰富的铍元素,具有较高的科技含量和广泛的应用前景。
这一新发现将有助于拓宽我国铍资源的勘探领域,提高资源利用率,为国家经济发展提供有力支持。
1.1 研究背景在能源革命和绿色发展的背景下,新能源材料的需求日益增长,铍作为一种具有高比强度、低密度、优异的电绝缘特性和可作为中子吸收材料的特殊金属,在航空航天、核工业、电子信息和生物医疗等领域有着广泛的应用。
俯冲带复杂的壳幔相互作用赵振华;王强;熊小林【期刊名称】《矿物岩石地球化学通报》【年(卷),期】2004(23)4【摘要】俯冲带除俯冲板片脱水形成的富大离子亲石元素流体、交代地幔楔形成的岛弧钙碱性玄武岩安山岩英安岩流纹岩及相应侵入岩组合外,还存在由俯冲板片熔融形成的埃达克质熔体交代地幔楔形成的埃达克岩富铌玄武岩富镁安山岩组合,从而构成了俯冲带的流体交代与熔体交代两大类壳幔相互作用体系及相应的岩石组合。
熔体交代作用的显著特点是Mg、高场强元素Nb、Ti、P等含量增加,Nd Sr值增高,而Si、K、Na及La Yb降低。
洋壳板片或洋脊俯冲、玄武质岩浆底侵使地壳增厚,或板片断离、撕裂等作用均可产生埃达克质熔体并随之产生熔体交代作用。
流体和熔体与地幔橄榄岩的相互作用构成了俯冲带复杂的地球化学体系。
【总页数】8页(P277-284)【关键词】俯冲带;交代作用;壳幔相互作用;安山岩;地幔;埃达克岩;洋壳;熔体;板片;熔融【作者】赵振华;王强;熊小林【作者单位】中国科学院广州地球化学研究所【正文语种】中文【中图分类】P588;P542【相关文献】1.中亚造山带中新生代壳幔相互作用特征与过程——新疆北部幔源岩浆岩系对比研究 [J], 郭召杰;韩宝福;张元元;陈石2.大别造山带与郯庐断裂带壳、幔结构和陆内"俯冲"的耦合效应 [J], 滕吉文;闫雅芬;王光杰;熊熊3.哀牢山成矿带壳幔相互作用与金成矿关系探讨——以元阳大坪金矿床为例 [J], 袁士松;葛良胜;路彦明;郭晓东;王美娟;王治华;邹依林4.西北太平洋俯冲带东北地区壳幔结构研究进展 [J], 张瑞青;李永华;姚雪绒5.大别造山带大陆深俯冲和折返过程中壳—幔相互作用信息——来自大理岩铅同位素的证据 [J], 刘富;周汉文因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
成矿过程中构造与流体的关系成矿作用是成矿物质由分散到富集并形成矿床的过程,受多种地质因素控制,其中,构造和流体起了重要的作用。
在成矿过程中,从构造与流体的相互关系看,构造是控制一定区域中个地质体间耦合关系的主导因素,是驱动流体运移的主要动力。
各种构造形迹如断层、裂隙、角砾岩带等为地球内部流体的运移提供通道。
构造应力还对岩石的力学、物理性质发生影响,从而影响流体在岩石中的流动状态、速率和水/岩作用过程。
多种多样的构造扩容空间还是含矿流体大量停积和沉淀出矿石的场地。
这些都显示了在成矿作用过程中,构造对流体的作用和影响。
从另一方面看,流体作为从矿源地吸取并搬运成矿物质的主要媒介,在促使矿质有分散到浓集的过程中,起了极为重要的作用。
流体由于其所处地质构造环境不同,而由不同的运动方式。
地壳浅表层次的低势能的流体,受重力或热能的驱动,在岩石孔隙和裂隙中作缓慢运动。
在此过程中,对流经岩石的力学、物理、化学性质有所改变,从而对作用于这些岩石的构造活动发生影响。
处在高压或超高压状态下流体房蕴藏有巨大的内能,一旦其所处环境发生变化,如断层的切入,则引发瞬间的突发式运动,大规模的热流体就可以快速喷流等形式向低压区涌流。
在这个过程中,能强烈地破坏其邻近岩石,产生水致断裂、角砾岩带等非应力形成的构造形式。
这几显示了流体的强大作用力及其活动轨迹,也使其所在地段的构造复杂化,叠加、改造甚至破坏了原有的构造形迹。
而区域中应力构造与流体成因构造互相重叠的地带,常是矿床形成的有利场所。
由上述分析可见,在整个成矿作用过程中,构造和流体是相互作用的一对基本控矿因素。
构造在总体上或经常状态下对流体的运动起着控制作用;而在特定的空间、时间条件下,流体又表现为十分活跃的球物质,对构造作用发生物理和化学效应,其强大的能量可突破构造的束缚和局限,并产出新的构造形式。
构造和流体的相互作用对成矿物质的运移和富集状态起了明显的控制。
由于热液成因矿床在各矿床类型中占有很大的比重,加强流体成矿作用的研究很有必要,其中的一个研究方向是将构造、流体、成矿三者结合,作为一个整体加以全面研讨。
鄂尔多斯盆地砂岩型铀成矿中两种流体系统相互作用——地球化学证据和流体动力学模拟鄂尔多斯盆地是中国重要的油气和铀矿区。
研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀成矿的流体系统相互作用,对于深入理解成矿机制和指导勘探具有重要意义。
基于地球化学和流体动力学模拟的研究表明,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床形成了两个流体系统——原生和再生流体,两者共同控制了铀成矿。
首先,地球化学证据表明,原生流体是地下水体系演化的产物,其主要来源是将大气水、河川水、降水等地表水渗入地下,随着时间的推移进行了化学反应以后形成的。
在铀矿床形成过程中,原生流体带有较高的铀含量,且具有较低的还原性,因此,它在铀矿床的形成和富集过程中发挥了重要作用。
然而,原生流体的成矿作用并不是单一的,它与神经水和再生流体的相互作用密切相关。
其次,流体动力学模拟揭示了再生流体在铀成矿过程中的作用。
再生流体是地下水重新进入地下岩石体系后形成的流体,其主要特点是含有高氧化还原潜能的还原型流体,具有较好的透过性,在岩石的开裂和孔隙中与原生流体等进行混合。
最终,再生流体带有更高的铀含量并沉积在富含铀的岩石中。
因此,再生流体对于鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床的形成和富集也具有不可忽视的作用。
综上所述,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床形成了两个流体系统——原生和再生流体,两者相互作用共同控制了铀成矿。
地球化学和流体动力学模拟的研究为深入理解成矿机制提供了有力的证据,同时也为铀矿床的探测和勘探提供了重要的指导。
在鄂尔多斯盆地的砂岩型铀矿床开发中,多项数据的分析是至关重要的。
以下是一些相关数据及其分析:首先是铀含量。
根据相关研究数据,鄂尔多斯盆地的砂岩型铀矿床铀含量一般在150~300 ppm左右,其中南部地区铀含量较高。
此外,部分矿区铀含量可以达到400 ppm以上。
数据分析表明,砂岩型铀矿床的铀成矿富集程度比较高,且沿盆地南北向分布的差异性较大。
其次是地质条件。
鄂尔多斯盆地位于华北地块的东缘,分布有一系列花岗岩体,这为砂岩型铀矿床的形成提供了良好的构造背景和成矿物质条件。
流体包裹体对矿床成因研究的意义分析引言矿床成因研究一直是地质学中的热点问题之一。
而要深入了解矿床的成因,就必须研究其中的流体包裹体。
流体包裹体是指在矿石或岩石中固定的包含气体、液体和固体等成分的微小空间。
本文将探讨流体包裹体在矿床成因研究中的意义,并分析其在不同类型矿床中的应用。
一、流体包裹体的构成和类型流体包裹体的成分构成复杂多样,常见的有气包裹体、液包裹体和固包裹体。
其中,气包裹体主要包括气体和蒸汽,液包裹体主要包括水、盐水等,固包裹体主要包括晶体、酸性矿物等。
根据包裹体的形态和其与宿主矿物的关系,可以将流体包裹体划分为三种类型:单相包裹体、二相包裹体和多相包裹体。
其中,单相包裹体只包含一种相(气相、液相、固相);二相包裹体包含两种相,如气相+液相、气相+固相等;多相包裹体则包含三种相或更多相。
二、流体包裹体的意义1. 提供成矿物质的来源信息流体包裹体中的成分可以提供有关成矿物质来源的重要信息。
例如,包裹体中的挥发性元素,如氧、氢、硫等,可以指示矿床成矿过程中的热液来源。
此外,包裹体中的成分还可以揭示成矿作用的地球化学环境和物质来源,有助于寻找新的矿产资源。
2. 揭示矿床成矿流体的演化历史通过对流体包裹体中气体和液体的成分和密度等特征的分析,可以揭示矿床成矿流体的演化历史。
矿床成矿过程中,流体的成分和性质会发生变化,如温度、压力、pH值等变化,这些变化会留下记录在流体包裹体中。
通过分析流体包裹体的特征参数,可以推测成矿流体的演化过程,有助于理解矿床的形成和演变机制。
3. 评价矿床的成矿潜力流体包裹体的研究有助于评价矿床的成矿潜力。
通过对流体包裹体成分和特征参数的分析,可以判断矿床成矿过程中的温度、压力和物质来源等条件,从而评价矿床的成矿潜力及其开发利用价值。
此外,流体包裹体中的纳米颗粒和微生物等微观构造也能提供有关矿床的形成机制和演化历史的重要线索。
三、流体包裹体在不同类型矿床中的应用1. 金属矿床在金属矿床成因研究中,流体包裹体的研究尤为重要。
矿物是怎样形成的矿物(外文名:mineral)指由地质作用所形成的天然单质或化合物。
它们具有相对固定的化学组成,呈固态者还具有确定的内部结构;不过矿物是怎么形成的呢?接下来就跟着店铺一起去看看吧。
矿物的形成:矿物是自然界中各种地质作用的产物。
自然界的地质作用根据作用的性质和能量来源分为内生作用、外生作用和变质作用三种。
内生作用的能量源自地球内部,如火山作用、岩浆作用;外生作用为太阳能、水、大气和生物所产生的作用(包括风化、沉积作用);变质作用指已形成的矿物在一定的温度、压力下发生改变的作用。
在这三方面作用条件下,矿物形成的方式有三个方面:气态变为固态火山喷出硫蒸汽或H2S气体,前者因温度骤降可直接升华成自然硫,H2S气体可与大气中的O2发生化学反应形成自然硫。
我国台湾大屯火山群和龟山岛就有这种方式形成的自然硫。
液态变为固态是矿物形成的主要方式,可分为两种形式。
(1)从溶液中蒸发结晶。
我国青海柴达木盆地,由于盐湖水长期蒸发,使盐湖水不断浓缩而达到饱和,从中结晶出石盐等许多盐类矿物,就是这种形成方式。
(2)从溶液中降温结晶。
地壳下面的岩浆熔体是一种成分极其复杂的高温硅酸盐熔融体(其状态像炼钢炉中的钢水),在上升过程中温度不断降低,当温度低于某种矿物的熔点时就结晶形成该种矿物。
岩浆中所有的组分,随着温度下降不断结晶形成一系列的矿物,一般熔点高的矿物先结晶成矿物。
固态变为固态主要是由非晶质体变成晶质体。
火山喷发出的熔岩流迅速冷却,来不及形成结晶态的矿物,却固结成非晶质的火山玻璃,经过长时间后,这些非晶质体可逐渐转变成各种结晶态的矿物。
由胶体凝聚作用形成的矿物称为胶体矿物。
例如河水能携带大量胶体,在出口处与海水相遇,由于海水中含有大量电解质,使河水中的胶体产生胶凝作用,形成胶体矿物,滨海地区的鲕状赤铁矿就是这样形成的。
矿物都分别在一定的物理化学条件下形成,当外界条件变化后,原来的矿物可变化形成另一种新矿物,如黄铁矿在地表经过水和大气的作用后,可形成褐铁矿。
基金项目:中国地质调查局地质调查工作项目(1212011120987-4;1212010911028);国家国际科技合作项目(2010DFB23390);矿产地质调查中心危机矿山勘查理论项目(200699105-
4)流体-熔体强相互作用的成矿功能
罗照华
(中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083
) 矿床学家早就清楚地认识到内生金属成矿
作用主要与含矿流体有关,因而含矿流体成为矿床学领域最重要的研究对象。
同时,矿床学家也深刻认识到内生金属矿床与火成岩密切相关。
因此,流体和火成岩都是矿床学研究的重要对象,流行的岩浆热液成矿理论就是在这个基础上建立的。
然而,矿床学家继承了岩石学家的错误,
以为含矿流体是岩浆分异的产物;也继承了地球化学家的错误,以为通过流体的同位素示踪可以查明成矿金属的来源;甚至将含矿流体与成矿流体的概念相混淆。
结果,导致岩浆热液成矿理论体系的崩溃(罗照华等,2011),成矿理论难以转换为勘查理论和勘查方法。
因此,重新认识成矿系统的基本属性是当前矿床学研究的当务之急。
基于复杂性科学的基本原理,岩浆系统和成矿系统的基本构成单元都包括熔体、流体和固体等三个子系统,
可统称为岩浆成矿系统。
但是,熔体子系统是岩浆系统的核心,而流体子系统则是成矿系统的核心,固体是岩浆成矿系统演化的记录器(图1)。
据此,流体不再是岩浆成矿系统的副产品,
而是可与熔体发生强相互作用的独立子系统,矿床的产生过程与这种强相互作用密切相关。
所谓强相互作用,
实际上就是说系统对于外部输入能量的初始敏感性,因而自发涌现系统原来所没有的性质,
进而主导系统的演化。
综观可能影响岩浆成矿系统行为的所有因素,流体是唯一可能导致系统行为发生戏剧性变化和成矿作用的根本因素。
矿床是有用元素的异常聚集体,这样的基本定义包含了3个外延:①在理想系统中,成矿元素具有趋于分散的地球化学习性;②必
须要有一
图1 岩浆成矿系统的基本构成
种介质将成矿元素有效地收集在一起而又不导致大规模物质运动;③收集的成矿元素必须堆积在一个有限的空间范围内,因而成矿作用是一种非平衡、非线性过程。
只有流体具有这样的功能,因而理解流体的习性是成矿学研究的首要任务。
流体包裹体观测和高温高压实验均表明,流体中成矿金属的溶解度随温度和压力的增加而增加,因而深部流体具有更强的成矿潜力。
流体在低压下发生相分离,可产生高盐流体、水流体(低盐流体)和蒸气。
即使在高压条件下,也可以等容线为界将流体划分为高密度流体和低密度流体。
不同性质的流体相具有不同的溶解成矿金属的能力和活动能力,因而相分离必然导致成矿金属的大规模堆积和分异。
因此,内生金属成矿作用往往发生在地壳浅部。
但是,地壳浅部构造裂隙非常发育,容易导致含矿流体的散失。
有鉴于此,成矿作用的前提之一是含矿流体快速上升,
其二是得到有效圈闭,即流体逃逸圈闭空间所需要的时间小于脱络合作用、硫化作用和/或
3
05 增刊矿 物 学 报
氧化作用的时间总和。
最有效的圈闭介质是熔体。
然而,熔体的活动能力远小于流体,可见,流体与熔体必然存在一种耦合关系才有可能导致大规模成矿作用。
流体需要熔体,好比钻孔冷却用水需要泥浆,以防含矿流体因地壳浅部构造裂隙太发育而流失;熔体需要流体,恰似泥石流的发生需要水,以使熔体子系统可以快速运动,始终做好流体子系统的“护花使者”。
这就是矿区常见各种岩墙/岩脉和“小岩体成大矿”的原因。
但是,岩墙/岩脉经常不含矿,其作用主要在于堵塞流体通道,使含矿流体集中成矿。
因此,岩墙/岩脉是良好的找矿标志,有时其本身也是赋矿地质体。
流体对熔体的强相互作用主要表现在3个方面:①降低熔体的黏度;②降低液相线和固相线温度;③导致多源区、近同时、小体积岩浆孤子的产生。
因此,当岩浆成矿系统被加入大量深部流体(透岩浆流体)之后,系统将具有快速运动的能力,可有效保障溶解金属不会因再平衡而丢失。
判断含矿流体来自深部的依据除了实际观察和实验证据之外,还因为深部流体的温度至少与岩浆成矿系统的温度相当,甚至更高。
因此,深部流体的注入不会降低岩浆成矿系统的温度,因而也不会降低、反而增强它的活动性。
浅部流体(如循环大气降水和夕卡岩化产生的CO2气体)的主要作用是产生物理化学边界层,它们可以归属为成矿流体,但不是含矿流体,至少不是主要含矿流体。
例如,夕卡岩化可导致流体超压和降低围岩的渗透率,有效阻止含矿流体的散失。
结果,干夕卡岩往往形成于前,湿夕卡岩形成于后,成矿作用与湿夕卡岩的形成过程紧密相联系。
岩浆成矿系统侵位之后,低温低压环境和运动速度急速下降导致下列过程的发生:①相分离,包括熔体子系统与流体子系统的分离和多相流体的产生;②岩浆成矿系统边缘的快速固结和含矿流体快速散失;③岩浆体内部圈闭了巨量含矿流体,延迟岩浆的固结过程。
这种效应可以多斑斑状结构的成矿指示意义来说明。
众所周知,经过详细研究的活火山下面至少存在一个岩浆房。
由于岩浆房与环境之间存在巨大的温度差,岩浆必然快速冷却和固结。
但是,火山活动又常常是脉动式的,火山间歇期甚至持续很长时间。
这样就产生了一个问题:冷冻岩浆是如何活化和重新获得上升能力的。
基于岩浆活动能力主要与黏度有关以及岩浆的黏度随温度上升而减小,大多数学者将岩浆房活化归咎于幔源岩浆的注入和岩浆混合作用(如Couch等,2001),部分学者认为是底侵岩浆分异产生的高温流体导致了冻结岩浆的活化(如Bachmann和Bergantz,2006)。
实际上,岩浆活化的主要因素是黏度降低,升温不是必须的,深部流体的注入可直接导致岩浆活化(罗照华等,2010)。
据此,对于火山岩来说,多斑斑状结构也是岩浆成矿系统丢失含矿流体的证据;对于侵入岩来说,则是仍有大量含矿流体被圈闭在岩浆体内的证据,可作为深部找矿预测的确定性标志,不管地表观察发现矿化现象与否(罗照华等,2010)。
4
0
5矿 物 学 报2011年。