华南古生代海平面变化与大型-超大型热水沉积矿床的形成

在华南震旦系至三叠系地层中,有与热水沉积作用有关的层状、似层状和脉状金属矿床,主要集中于4个时期:(ⅰ)震旦纪大塘坡期,(ⅱ)早寒武世早期,(ⅲ)中泥盆世晚期和晚泥盆世早期,(ⅳ)早二叠世晚期.4个成矿时期均发生在一级海平面变化旋回的上升过程中的三级海平面变化旋回的最大海泛期前后,一级海平面下降过程的三级旋回的最大海泛期成矿作用微弱.最大海泛期深的海水层和非补偿性饥饿状态的悬浮、低速沉积和低能及缺氧环境为大型和超大型热水沉积矿床的形成和保存提供了有利的沉积环境;最大海泛期也是区域张裂构造活动、深部岩浆和热水作用的强烈活动期,为大型和超大型热水沉积矿床的形成提供了动力和成矿物质来源及有利的热水流体进入海底的通道,并通过热水沉积的快速堆积形成大型和超大型热水沉积矿床.     

华南古生代海平面变化与大型-超大型热水沉积矿床的形成

在华南震旦系至三叠系地层中,有与热水沉积作用有关的层状、似层状和脉状金属矿床,主要集中于4个时期:(ⅰ)震旦纪大塘坡期,(ⅱ)早寒武世早期,(ⅲ)中泥盆世晚期和晚泥盆世早期,(ⅳ)早二叠世晚期。4个成矿时期均发生在一级海平面变化旋回的上升过程中的三级海平面变化旋回的最大海泛期前后,一级海平面下降过程的三级旋回的最大海泛期成矿作用微弱。最大海泛期深的海水层和非补偿性饥饿状态的悬浮、低速沉积和低能及缺氧环境为大型和超大型热水沉积矿床的形成和保存提供了有利的沉积环境;最大海泛期也是区域张裂构造活动、深部岩浆和热水作用的强烈活动期,为大型和超大型热水沉积矿床的形成提供了动力和成矿物质来源及有利的热水流体进入海底的通道,并通过热水沉积的快速堆积形成大型和超大型热水沉积矿床。     

大型超大型金属矿床综合信息成矿预测方法研究

大型超大型矿床在其时空分布、控矿因素、形成机制、成矿模式诸方面与一般中小型矿床有相似甚至雷同之处,也有其特殊、独特方面,研究预测大型超大型矿床相当复杂,需要从不同学科、不同侧面、不同角度、不同途径、不同方法及不同思路进行综合研究。本文给出大型超大型矿床预测的综合信息方法,认为地质地球物理地球化学多学科综合分析是今后找矿的最主要途径。通过对大型、超大型矿床的趋群性特点分析,给出了矿床密集区的概念以及圈定的基本原则和边界条件。通过对大型超大型矿床发现途径的分析,指出大型超大型矿床的分布具有可预测性。并表述了综合信息预测方法流程,以矿床密集区为模型单元,以异常密集区为预测单元,通过地质、地球物理、地球化学等综合信息控矿地质变量的提取和合理赋值,加上数理统计方法的合理应用,达到对大型超大型矿床的预测目的。     

俯冲带斑岩铜矿系统成矿机理与主要挑战

斑岩型铜(钼-金)矿床作为一种典型岩浆热液成矿系统,是板块俯冲带之上最具代表性的成矿类型,具有极其重要的经济价值,长期以来是学术界和工业界的重点关注对象.已有研究揭示了大型斑岩矿床一般起源于俯冲作用诱发地幔楔部分熔融而形成的初始弧岩浆,在经历一系列复杂的演化之后,最终上升至近地表(3～5km)成矿.这其中涵盖了下列步骤:(1)俯冲板片的脱水或部分熔融并交代地幔楔诱发橄榄岩部分熔融;(2)地幔岩浆上升至下地壳底部并经历熔融-同化-滞留和均一(MASH)以及初期分离结晶;(3)初始母岩浆自下地壳底部上升至中上地壳底部形成岩浆房;(4)岩株或岩枝的最终就位与挥发分出溶;(5)成矿流体汇集和金属沉淀等众多关键地质过程.虽然对这些过程的研究已经产生了丰富的成果,极大促进和加强了对不同构造背景之下斑岩型铜矿形成机制的认识,但斑岩成矿机理研究目前仍存在较多问题亟待解决,如不同构造动力学背景对成矿岩浆地球化学特征的控制、岩浆弧演化的长期性与成矿作用瞬时性的不协调、成矿物质来源、岩浆源区和演化过程金属预富集作用对成矿的贡献、Cu和Au在预富集过程中的解耦机制等.这些尚未解决的科学问题对斑岩成矿机理的进一步研究提出了挑战,而解决这些问题也必将深化对俯冲板块边缘成矿作用的认知.     

柿竹园超大型钨多金属矿床的成矿条件与成矿模式

柿竹园矿床形成于极为有利的地质 地球化学条件 ,主要是 :( 1 )特别富集挥发分与钨锡成矿元素的地球化学背景 ;( 2 )有特富挥发分和成矿元素的岩浆热液 ,即熔 -流体系统 ;( 3)充足的矿源及挥发分源的多源补给 ;( 4)侏罗纪蓄水盆地提供渗滤、对流的水源与部分动力 ;( 5 )极有利的构造部位 ,包括 :地块边缘环境、多组断裂面交叉部位、表层缓倾剪切面与复向斜轴部复合部位 ;( 6 )多期次岩浆热液活动和矽卡岩、云英岩及脉体的叠加 ;( 7)极优的运矿与聚矿的地层介质环境 ,即在下古生界及震旦系硅铝质细碎屑岩中运矿 ,在泥盆系碳酸盐及蚀变的矽卡岩中定位 ;( 8)极佳成矿机构的匹配 ;( 9)良好的保存和产状条件 .最后提出了两个成矿模式图     

同生断层对层控超大型矿床的控制

同生断层对于超大型层控矿床的形成有重要的控制作用 .以对南秦岭、粤北、狼山等区的研究为基础 ,并综合对比国内外有关的同生断层控矿实例 ,提出了 3点新认识 :( 1 )不同级别的同生断层有不同的控矿作用 ,可称之为“同生断层多级控矿” ;( 2 )同生断层在盆地演化不同阶段 ,对盆地的流体 成矿系统有不同的控制作用 ;( 3)伴有热水沉积矿层的同生断层 ,在后期的构造 热事件中 ,因其作为地壳中先存的软弱面 ,常可复活而成为岩浆或热流体的通道 ,使原来的层状金属矿床又受到后期热液的叠加和改造 ,从而构成大型或超大型的复合型矿床 .     

试论非常规超大型矿床物质组成、地质背景、形成机制的某些独特性——初谈非常规超大型矿床

非常规超大型矿床在物质组成、地质背景和形成机制上常有其独特之处 .试图通过对国内外 4个超大型矿床 (白云鄂博矿床、柿竹园矿床、大厂矿床和美国富兰克林炉矿床 )的剖析 ,分别指出它们的独特之处 ,并阐述后者与地质历史中一些稀见作用或其耦合有关 .     

浙江东部大型超大型典型非金属矿床的地球化学特征及同位素年代学

通过解剖浙江东部与中生代火山岩有关的 4个大型 超大型非金属典型矿床 ,揭示了火山岩原地蚀变成矿的去Si,Fe,富或贫化Al,K的地球化学还原过程与不相容元素的亏损 (沸石 ) 富集 (明矾石 )规律 .提供了沸石的Rb Sr年龄和明矾石的K Ar及微区Ar Ar年龄 ,并分别评价了不同方法对非金属矿物直接定年的适用性 .最后提出了非金属矿床成矿年代与围岩时代的间隔大致在 1 0 2 0Ma左右的新认识 .     

北衙金多金属矿蚀变分带特征及矿床找矿潜力

北衙金多金属矿床近年来中边部找矿取得重大突破,金资源量达超大型矿床规模,通过新的勘查工作成果,对北衙矿床的成矿规律和蚀变分带研究表明：矿床受岩浆岩、构造、地层及岩性的控制,矿床具有红色带、绿色带、白色带的蚀变分带特征,矿床成因类型为矽卡岩中温热液型金多金属矿床。矿床成矿空间有利,深部及外围仍具有寻找金多金属矿的找矿潜力。     

中、俄、蒙边境成矿密集区与超大型矿床

中、俄蒙边境地区的地质和成矿作用对比研究表明 ,大兴安岭西坡 东后贝加尔 蒙古东部是一个成矿密集区 ,与晚中生代的板内构造 岩浆活动有关 ,在 1 6 0～1 2 0MaBP期间形成了大量成因相近的多种矿床 ,包括大型和超大型矿床 .     

新中国成立以来中国矿床学研究若干重要进展

新中国成立70年来,中国的矿产资源勘查取得了一系列重大进展,发现了数百个大型超大型矿床,形成16个重要成矿带.这些找矿重大发现为系统开展矿床成因研究、构建矿床模式、总结区域成矿规律和创新成矿理论提供了重要条件.中国的矿床学研究和发展大致可以划分为三个阶段,分别是新中国成立之初至20世纪70年代末,改革开放初期至20世纪末,以及21世纪之初到现在.论文首先概述了上述三个历史时期中国矿床学发展的特点和主要研究进展.早期的矿床学研究与生产实际紧密结合,重点关注矿床的地质特征和矿床分类.这一时期虽然研究条件落后,但学术思想活跃,提出了一系列创新的学术观点,建立了多个有重要影响的矿床模式,同时开始将成矿实验引入矿床形成机理的探讨.第二个阶段的一个显著特点是各种地球化学理论与方法被广泛应用于矿床学的研究,大大促进了对成矿作用过程和成矿机制的理解,并在分散元素成矿理论和超大型矿床研究方面取得了重大进展和突破,同时将板块构造引入各类矿床成矿环境和时空分布规律的研究.第三个阶段是中国矿床学与世界矿床学全面接轨并实现成矿理论系统创新的时期.这一时期各种先进的实验分析技术有力支撑了矿床成因的研究,深刻揭示了地幔柱活动、克拉通化、克拉通破坏、大陆裂谷作用、多块体拼合、大陆碰撞等重大地质事件与大规模成矿作用的耦合关系,并在大陆碰撞成矿、大面积低温成矿作用等重大科学问题的研究上取得了原创性成果,产生了重要的国际影响.论文概述了16类重要矿床类型的代表性研究进展,重点介绍了大塘坡式锰矿、大冶式铁矿、铜陵狮子山式铜矿、玢岩型铁矿、铁氧化物-铜-金(IOCG)矿床和石英脉型钨矿的成矿模式,分析了若干重大地质事件的成矿效应,总结了元素地球化学、稳定同位素地球化学、同位素年代学、流体包裹体分析、成矿实验、矿田构造等研究方法对推动中国矿床学发展所起的作用.文章最后简要分析了今后中国矿床学研究的发展趋势和重要研究方向,认为深部成矿作用规律、关键金属元素富集机理、非常规矿产资源、重大地质事件与成矿、超大型矿床等是今后矿床学的重点研究内容,提出要创新矿床学研究方法,加强跨学科交叉研究,使中国的矿床学能逐渐引领世界矿床学的研究,服务矿产资源国家重大需求.     

我国富碱火成岩及有关的大型-超大型金铜矿床成矿作用

我国富碱火成岩呈带状分布,长达数百甚至数千公里,已发现有15条岩带包括了世界上已发现的绝大部分富碱火成岩类型.在我国与该岩类有关形成了东坪、归来庄、玉龙等为代表的大型超大型Au,Cu矿床或矿集区.富碱火成岩对Au、Cu的成矿控制作用主要为两方面,一是矿床直接产于富碱火成岩中,二是富碱火成岩浆活动参与成矿作用.地幔交代富集、强烈的壳幔相互作用、岩石圈结构的剧烈变化和区域性构造格架的挤压向伸展、拉张的重大转折以及低硫、高氧逸度和富挥发分等因素控制了富碱火成岩的形成及相关成矿作用.     

柿竹园超大型钨多金属矿床形成的壳幔相互作用背景

与柿竹园超大型钨多金属矿床有关的千里山花岗岩属铝质碱性花岗岩．矿区内玄武岩、碱性岩、花岗岩的时空组合及岩石化学、微量元素和Ｎｄ,Ｐｂ,Ｓｒ,Ｏ同位素组成特征一致表明,该超大型矿床形成过程中伴有较强烈的深源岩浆活动,壳幔相互作用对柿竹园超大型矿床的形成有重要贡献．     

我国与火山岩有关的大型、超大型银矿床

通过对我国西南“三江”地区嘎村与老厂两个大型海相火山岩型银矿床和我国东部及新疆天山地区陆相火山岩次火山岩型银矿的地质地球化学研究,认为海相火山岩型银矿床主要产于岛弧、裂谷构造环境的次级火山-沉积盆地中,矿床具有明显的分带现象,下部为脉状-网脉状矿化,上部为产于热水沉积岩中的层状矿化(主矿体),从地表向深部成矿元素为As(Au)→Ag,Pb,Zn→Cu,嘎村矿床的层状矿体全岩Rb-Sr同位素等时线年龄为(204±14)Ma,主成矿期为晚三叠世.陆相火山-次火山岩(斑岩)型银矿床银矿形成时代多晚于围岩,矿石构造以浸染状、细脉浸染状、网脉状和团块状为主并详细地研究了陆相火山岩-次火山岩型银矿床的矿床地球化学特征和银矿床或银与萤石、卤素元素、锰的关系.     

胶东超大型金矿的形成与中生代华北大陆岩石圈深部过程

成矿年代学研究表明胶东地区超大型金矿形成于(120±10)Ma范围内.典型金矿Sr,Nd和Pb同位素组成反映成矿物质来源具有多元性和幔源物质参与成矿的信息.研究表明胶东地区之所以在中生代发生成矿大爆发,有其深部地质作用的原因.其中最主要的可能是中央造山带大陆深俯冲的后效作用和古太平洋板块俯冲的远程效应,由此诱发深部的岩石圈剧烈减薄和壳幔相互作用、浅层次的伸展和大型控矿构造的形成.     

地球化学急变带的元古宙基底特征及其与超大型矿床产出的关系

通过对中国大陆铅同位素填图和块体边界元古界基底地球化学特征研究 ,确定了华夏、扬子、华北、辽胶、中朝、中蒙古、佳木等块体边缘的地球化学急变带 .从现已揭示的超大型矿床和主要成矿带分布规律表明 ,地球化学急变带与超大型矿床的产出存在着密切的关系 .地球化学急变带两侧存在分属不同块体的中元古代基底 ,火山作用与热水沉积广泛发育 ,并存在晋宁期至中新生代的动力变质和岩浆作用改造成矿 .地球物理证据表明两侧岩石圈结构也存在明显差异     

南岭及邻区中生代含锡花岗岩的多样性:显著的矿物特征差异

南岭及邻区分布一系列与中生代花岗岩有关的锡矿床,这些岩石可以是含角闪石黑云母花岗岩,或是(黄玉)钠长石-(铁)锂云母花岗岩,其岩石化学特征指示它们分别对应于准铝质和过铝质花岗岩.细致的矿物学研究表明它们具有完全不同的矿物学特征.准铝质含锡花岗岩的矿物学特征表现为:(1)角闪石、黑云母、条纹长石等组成特征性的造岩矿物组合:(2)标志性副矿物榍石、磁铁矿等显示其原始岩浆具有较高的氧逸度;(3)含锡矿物为锡石、黑云母、榍石等;(4)锡石的成分比较纯,微量元素含量低.过铝质含锡花岗岩的矿物学特征主要表现为:(1)铁锂云母-锂云母、钾长石、钠长石为典型造岩矿物;(2)富铝矿物黄玉是较常见的副矿物,与花岗岩铝过饱和特征相符;(3)锡石是重要的锡矿物,且富含Nb、Ta.造成两类含锡花岗岩显著矿物学差异的原因可能包括熔体的氧逸度、挥发组分和岩浆分异程度的差异.氧化型准铝质花岗岩熔体中锡以四价为主,这导致锡容易富集在含钛的造岩矿物或副矿物中,在岩浆结晶分异阶段形成富锡矿物;这些富锡矿物可成为含锡花岗岩的标志性矿物.相对还原的过铝质花岗岩熔体中锡以二价为主,不易进入造岩矿物和副矿物,常常在岩浆结晶分异阶段形成岩浆成因的锡石;因此,岩浆成因锡石成为这类花岗岩的重要成矿和找矿标志.岩浆性质和锡在两类花岗岩岩浆中地球化学行为的差异,导致形成的矿床类型有所不同.准铝质花岗岩主要形成岩体浸染型、绿泥石-石英脉型、云英岩型、矽卡岩型等矿床,而过铝质花岗岩除形成云英岩型、矽卡岩型、石英脉型等矿床外,更易形成岩体浸染型锡矿化.     

我国与火山岩有关的大型、超大型银矿床

通过对我国西南“三江”地区嘎村与老厂两个大型海相火山岩型银矿床和我国东部及新疆天山地区陆相火山岩-次火山岩型银矿的地质地球化学研究,认为海相火山岩型银矿床主要产于岛弧、裂谷构造环境的次级火山-沉积盆地中,矿床具有明显的分带现象,下部为脉状-网脉状矿化,上部为产于热水沉积岩中的层状矿化(主矿体),从地表向深部成矿元素为As(Au)→Ag,Pb,Zn→Cu,嘎村矿床的层状矿体全岩Rb-Sr同位素等时线年龄为(204±14)Ma,主成矿期为晚三叠世。陆相火山-次火山岩(斑岩)型银矿床银矿形成时代多晚于围岩,矿石构造以浸染状、细脉浸染状、网脉状和团块状为主。并详细地研究了陆相火山岩-次火山岩型银矿床的矿床地球化学特征和银矿床或银与萤石、卤素元素、锰的关系。     

金顶超大型铅锌矿床氦、氩同位素地球化学

对金顶超大型铅 锌矿床成矿阶段形成的黄铁矿中流体包裹体的氦、氩同位素的研究结果表明 ,成矿流体的40 Ar/ 3 6Ar≈ 30 1 .7～ 385 .7,3 He/ 4 He≈ 0 .0 3～ 0 .0 6Ra,成矿流体属于饱和空气的表生水 .在此基础上 ,对氦、氩、硫、铅同位素耦合关系的研究进一步确定出该矿床成矿流体的形成演化过程为 :饱和空气的大气成因地下水下渗增温→通过水 岩作用从盆地地层中获取硫和氯以及放射成因的氦和氩→浸取盆地底部幔源火成岩中的铅和锌→含矿流体回返上升成矿 .由于这一过程的结果 ,而使成矿流体留下了地壳放射成因氦、(叠加有部分放射成因40 Ar的 )大气氩、地壳成因硫和幔源铅的同位素组成特征 .     

锡矿山锑矿床成矿流体的热场与运移的数值模拟

根据湘中盆地的水文地质单元和锡矿山锑矿床的成矿模式, 利用流体运移的热-重力驱动模型, 在湘中盆地以锡矿山为中心, 选取了4条具代表性的剖面进行了数值模拟, 这4个剖面分别是: 锡矿山-大界垴剖面(AO)、锡矿山-大乘山剖面(BO)、锡矿山-龙山剖面(CO)、锡矿山-大丰山剖面(DO). 模拟研究表明:在整个盆地具有相同的大气降水和相同的入渗率条件下, 锡矿山锑矿床的成矿流体大部分来自于BO和CO两个剖面方向, 即锡矿山锑矿床的成矿流体主要来自于大乘山和龙山地区. 研究同时表明: 来自于大乘山和龙山地区的成矿热液向锡矿山地区运移平均速度为0.2~0.4 m/a.