深部成矿过程流体观测和岩石圈流体迁移金属实验.ppt

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1、深部成矿过程流体观测和岩石圈流体迁移金属实验胡书敏、张荣华、张雪彤、许爱忠地球化学动力学实验室,中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037070927合肥深部成矿找矿会议深部成矿的起源:中下地壳上地幔和更深部的金属流体的汇集流动(Influx)，形成大规模的金属成矿作用。目前的巨大的成矿带，跨越几个省分，甚至于跨国的矿带。这些矿带的金属分布具有大规模的分带性，有是长达几百、几千公里，显示出地球深部过程的控制因素(包括深部岩浆作用和流体活动)。目的岩石学和同位素方法可以通过分析地面采集岩石，获得岩石来源和

2、金属来源的信息。但是，需要认识金属以何形式，如何进入地壳和地表，在哪些范围内分布？实现研究深部成矿理论,解决深部的找矿工作问题。重点是热液矿床。关键科学问题金属流体,由上地幔到地壳的活动过程,深部流体/气体迁移金属和堆积:-观测.实验.实例现代:深部流体(气体)正在不断从深部迁移金属在地壳/地面一，深部成矿过程1，巨大成矿带的深部控制：中下地壳和更深部的金属流体的汇集流动，形成大规模的金属成矿作用。这一流体活动与大规模岩浆活动相伴随。目前的巨大的成矿带，跨越几个省分，甚至于跨国的矿带。这些矿带的金属分布具有大

3、规模的分带性，有的长达几百和千公里，显示出地球深部过程的控制因素，其中包括深部岩浆作用和流体活动。如，长江中下游的铁铜矿带华北地区几省邯邢-莱芜铁矿成矿区域南岭钨锡稀有金属-铅锌-锑金的区域成矿带2，物质来自地幔美欧学者观测火山的气体喷发时发现在气体里存在有大量金属（Au，Ag，Cu）。对火山喷出的金属和气体分析表明可能气体来自地幔。在大洋深部的海沟和大洋中脊，对热液成分的分析也说明气体（和流体）来自地幔。对深部流体一般认识，来自矿物流体包裹体的研究。同时，矿物和岩石的同位素分析也提供了深部来源物质的证据。3

4、，金属流体从地幔进入地壳来自地幔的流体如何进入地壳的成矿部位？关于深部金属来源，迁移和堆积过程是深部成矿机制关键科学问题。SCF、L_V、L、V…形式？研究矿床的矿物流体包体时发现热液的沸腾。这是许多矿床的一个普遍特征，如斑岩铜矿，钨锡矿床，高（或低）硫化物的金矿床。多数学者认为沸腾现象是导致金属和脉石矿物沉淀的原因。如，L—V形式。二、地球深部金属流体1，地壳和岩石圈的主要流体是NaCl-H2O和NaCl-H2O-CO2。一般地说，地壳是处于35公里深。温度是650C和500-600MPa（按照麻粒岩的出

5、现条件，下地壳的底部）。上地幔的底界条件大致是在1000C左右和2GPa。大致400公里深。它是辉石橄榄石区。深部地壳水-上地幔-超临界态流体性质。上升时，跨越临界态时，气与液相分离时，气体迁移金属。NaCl-H2O系统如盐度高，NaCl大于30%，则NaCl-H2O的临界温度高，可能是上地幔的环境。它的气液两相不混溶区温度也高。上地幔SCF超临界流体A,TNaCl和TH2O三相点，CNaCl和CH2O–临界点,2φL-V两相,H+L+V在F,E–NaCl-H2O的低共溶冰点：冰+L+V；A,B和C表示升温

6、曲线；或冷却线；C点从超临界流体下降到L-V不混溶区，通过临界态。一个超临界流体，由于减低温度压力，出现气与液相分离。这时一个均匀流体会分离为气液两相，一个高盐度的液体和一个低盐度的气体高盐度L低盐度V深部地球的含金属流体可以包含大量金属。这些金属流体在深部处于超临界态。可以含在岩浆房里。也可以分布与地壳和上地幔岩石的空隙列隙里。上世纪末，许多科学家提出地壳里存在流动的流体的依据。深部地壳和上地幔的气体迁移金属的作用，证明它是一个重要成矿过程。流体里的3He,37Cl,14C等许多同位素都可以用于判断地幔的气

7、体来源。但是，这一什么流体/气体形式进入地壳，还需要考察证明。三、深部金属流体活动(Influx)1)火山喷气的观测，气体携带Ag，Cu，Au，…2)从深至浅要经过不同相和性质变化:超临界流体SCFL-V相分离V/L,发现热液矿床里矿物流体沸腾包裹体：具有相同的相似均一温度，盐度剧烈改变，形成一种低盐度流体和另一种高盐度流体共存现象。大洋中脊的热水喷口发现，有的喷口流体是很高浓度的NaCl-H2O，临近的喷口的流体是很低浓度NaCl-H2O。这些都是流体进入气液两相不混溶区的证据。1、深部金属流体活动(I

8、nflux)方式2,深部金属流体流Influx1)油气田和金矿实例渤海周边油气田和碱性玄武岩:大金矿:大金异常区:已经发现大型金矿和气体化探的金地球化学异常分布在渤海周边和山东省许多地方.地球物理探测:高热流,高导=低速层抬升.背景:金属溶解在SCF/气相里:OildissolvinginSCF.地球深部的气体和流体实验:地幔7%水.流体如何抵达地面.现代，深部气体仍在进入地壳。Oilfieldan