长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测: 综合分析

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下“痕迹”,这种“痕迹”可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,对近10多年来在长江中下游成矿带进行的多尺度地球物理、地球化学探测结果进行分析,识别典型陆内成矿系统“源区”“通道”“场所”的地球物理、地球化学“痕迹”,尝试构建陆内成矿系统的空间结构模型。主要结论有:(1)长江中下游晚中生代的大规模铁、铜多金属成矿作用是一个完整的成矿系统。该系统包括3个子系统,分别为与高钾钙碱性岩浆岩有关的夕卡岩-斑岩成矿子系统、与橄榄安粗岩有关的陆相火山岩铁(硫)成矿子系统和与碱性岩有关的铜-金(铀)成矿子系统。(2)成矿系统的“源区”来自富集地幔的熔融、底侵,并在壳/幔边界与下地壳物质的混合,具有多级分布特点。幔源岩浆与地壳物质混合的比例决定了成矿金属的类型。(3)成矿带发育的“鳄鱼嘴”构造是铁铜成矿系统的主干“通道”。成矿系统“末端”矿质沉淀的“场所”主要受近地表褶皱、断裂、层间滑脱断层,以及由它们形成的断裂(裂隙)网络控制。(4)区域磁异常、放射性和地球化学异常是成矿系统残留“痕迹”的响应和“标识”。通过分析不同尺度的“标识”特征,可以深入认识成矿系统的空间结构,并可用于深部成矿预测。     

深部构造与地质过程控矿研究

随着大规模全球填图和矿产勘探的发展，在地壳深部寻找新的矿产资源的紧迫性日益增加。大型热液成矿系统和矿集区的时空分布受深部地质过程演化制约，成矿系统明显与岩石圈各个层圈的深部结构和组成的不均一性密切相关，其时空分布本质上受深部构造和过程制约。通过深部热-物质迁移的研究，可以建立岩石圈块体构造模型和非线性成矿作用动力学及源区构造等概念，深入探讨岩石圈及与相邻圈层物质和能量交换过程中造矿组分的分散与富集机制及时空演化规律，可以预测矿床出现的种类和聚集的部位，特别是大型矿集区的位置和矿化形式，从而为大型-超大型矿床及矿集区的探寻与预测提供思路和基础。     

长江中下游成矿带岩浆-成矿系统深部背景和过程的电性结构约束

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜金属"仓库",然而,关于矿体密集分布成因的深部背景研究仍存较多争议,前人相继提出了碰撞变形、俯冲变形、构造机制转换等多种解释模型.本文基于成矿系统概念和前人对成矿系统各组成要素的研究成果,分析长江中下游成矿带内宁芜、庐枞、南陵-宣城和安庆-贵池矿集区的深部电性结构,并发现成矿带地壳深部普...     

同位素填图与深部物质探测(Ⅱ)：揭示地壳三维架构与区域成矿规律

地球深部是大规模成矿作用的“驱动机”、“供应源”和“传输带”。深入揭示深部物质组成与分布、物质循环与能量转换、三维架构与动力过程,对理解成矿作用至关重要。岩浆岩“探针”及区域同位素(如全岩Nd、锆石Hf)填图是探索深部物质组成与演化过程的主要手段,可以探测地壳深部物质组成的三维架构,揭示新生地壳/古老地壳/再造地壳的空间分布与时空演变,从而为提升区域成矿规律认识提供深部物质制约证据,有助于成矿潜力的定量半定量评价及其区域成矿预测。文章重点总结和探讨了岩浆岩全岩Nd同位素和锆石Hf同位素区域填图在解决地壳三维架构与成矿规律方面的应用成果,深入探讨了巨量岩浆岩发育的深部驱动机制及其成矿制约,对比总结了不同类型造山带(如中亚增生造山带、青藏高原碰撞造山带、秦岭复合造山带等)和不同克拉通的地壳深部组成结构与成矿制约特色。研究显示：不论是什么造山带和克拉通,深部年轻地壳分布区制约了铜金、铜镍等矿床的形成分布;古老地壳控制了大型钼矿、铅锌矿、稀有金属等矿产;两者过渡地带常常发育铁矿等。这些研究不仅揭示了区域成矿规律,而且对成矿预测与成矿潜力评价有潜在的应用价值,有可能成为成矿规律研究特别是深部物质探测及成矿背景研究的新方向。     

初论安徽沿江地区成矿系统的深部构造-岩浆控制

深部构造岩浆作用对长江中下游成矿带安徽沿江地区成矿系统的控制表现为：（１）地幔隆起带与成矿系统的总体地质背景的演变密切相关;（２）源于地幔隆起带不同部位（幔脊与幔坡）的原始岩浆,其生成方式和物质组成不尽相同,它们分别产生相应的不同岩浆岩系列和成矿亚带;（３）不同深度的构造岩浆房组成中心式网格式环带式“三层结构”,是控制区内不同岩浆岩系列及有关矿床集中分布的主要因素;（４）源于地幔隆起带脊部的碱性玄武岩浆,由于与下地壳物质发生的ＡＦＣ作用强度不同,形成了高钾钙碱性岩浆和橄榄安粗岩浆,分别与铜、金成矿亚系统和铁、硫成矿亚系统有关     

深部探测技术与实验研究(SinoProbe)

“深部探测技术与实验研究”作为国家地壳探测工程的培育性启动计划(2008—2012年), 专项围绕深部探测实验和示范, 在全国部署“两网、两区、四带、多点”的深部探测技术与实验研究工作,“两网”:全国电磁参数标准网和全国地球化学基准网;“两区”: 大华北综合探测实验区、华南综合探测实验区; “四带”: 西秦岭中央造山带、青藏高原腹地、三江活动带、松辽油气盆地;“多点”: 金川铜镍矿集区、罗布莎地幔探针(铬铁矿矿集区)、腾冲火山、长江中下游和南岭矿集区、南北中国板块汇聚边界等。旨在: 自主研发深部探测关键仪器装备,全面提升国产化水平; 为实现能源与重要矿产资源重大突破提供全新科学背景依据和基础信息; 揭示成藏成矿控制因素, 突破深层找矿瓶颈, 开辟找矿“新空间”; 把握地壳活动脉搏, 提升地质灾害监测预警能力; 深化认识岩石圈结构与组成, 全面提升地球科学发展; 为国防安全的需要了解地壳深部物性参数; 为地壳探测工程的全面实施进行关键技术与实验准备。     

反射地震技术在成矿地质背景与深部矿产勘查中的应用：现状与前景

矿床是地球演化过程中特定阶段、特定地质环境下形成的,深部结构、构造和动力过程是控制成矿作用的关键因素。成矿带或矿集区现今的地壳结构、构造保留着其演化动力学过程留下的痕迹,通过对不同深度地壳结构的探测,不仅可以提供成矿系统(成矿物质来源、迁移路径和存储空间)形成时期的构造背景和成矿地质环境信息,还可以直接追踪控矿构造的延深,甚至直接发现深部矿体。反射地震是深部探测的核心技术,应用于大陆地壳结构探测和油气勘探已经有近百年的历史,但应用于成矿学的研究和深部金属矿勘查只有二十几年。本文回顾了近年反射地震技术在区域成矿背景、矿集区深部3D结构和深部找矿勘查中取得的重要进展,讨论了该技术在应用中存在问题和下一步技术发展方向,为我国"地壳探测工程(SinaProbe)"在重点成矿带和矿集区开展立体探测提供一些借鉴。     

长江中下游成矿带深部成矿潜力、找矿思路与初步尝试——以铜陵矿集区为实例

深部是未来资源勘查的重要方向,现有成矿理论和找矿实践也说明深部（〉500m）具有巨大的找矿潜力。如何开展深部找矿？找什么类型的矿？在哪个深度上找矿？按照什么样的技术思路开展深部勘查工作？是目前深部找矿急需解决的关键问题。在分析长江中下游成矿带成矿规律和成矿特点的基础上,按照成矿“缺位”预测的原则,对成矿带深部成矿潜力和主要找矿目标层进行了分析,提出“成矿系统分析”＋“立体填图”＋“钻探验证”开展深部找矿的基本思路。并以铜陵矿集区为例,介绍近年来在深部成矿预测的初步结果。本文旨在“抛砖引玉”,引导大家对深部找矿思路和技术方法进行广泛的讨论,尽快形成可操作的深部矿产勘查程序,指导我国危机矿山深、边部的找矿工作。     

南岭区域成矿与深部探测的研究进展及其对西藏钨锡找矿的指示

本文通过对桂西北矿集区、湘南矿集区和赣南粤北矿集区的地质学、地球化学、矿床学等方面的研究,扼要对比了南岭西段、中段和东段的地壳演化历史和区域成矿特点,发现在矿集区尺度上,南岭成矿带西段表现为燕山晚期的爆发式成矿作用;南岭成矿带中段表现为伴随多期岩浆活动而发生多期次成矿,形成多金属矿床;东段虽然也发生多期次的岩浆活动,但成矿作用以燕山期早期第一阶段为高峰;南岭西段也具有发现东段式钨矿的潜力。在不同矿集区深部找矿方向上,南岭西段的少花岗岩地区应重点探测与深部隐伏花岗岩体有关的成矿作用,高温高压成矿实验也表明溶洞式矿体也应列为找矿重点;南岭中段应根据不同的成矿环境探测深部矿体,如黄沙坪矿床深部存在"柿竹园式"矿床;南岭东段,应该在"五层楼"下部寻找"地下室"矿体。在物质来源方面,在湘南骑田岭矿集区的探测技术试验结果表明,骑田岭岩体深部存在地幔物质上涌的通道,岩体中心相的细粒黑云母花岗岩较外围的粗粒黑云母花岗岩混入了较多的幔源物质,白蜡水矿区的富锡流纹质次火山岩脉,也暗示深部存在一期更晚的、含幔源物质更多的岩浆活动,与锡矿成矿物质多来源于地幔的认识一致。根据以上认识,并综合对比南岭与西藏成矿的异同,本文认为在西藏地区,宜在低剥蚀地区的中低温热液矿床的深部探测钨锡矿床,在发育老地层的高剥蚀地区寻找中高温热液型钨锡矿床。     

西南特提斯川滇黔成矿区富锗铅锌矿床成矿理论研究新进展

川滇黔铅锌多金属成矿区位于特提斯成矿域与环太平洋成矿域交界地带的扬子陆块西南缘，并广泛分布了全球罕见的碳酸盐岩容矿的后成热液型富锗铅锌多金属矿床，其铅锌品位特高、储量大、富含稀散元素锗和贵金属银，经济价值巨大，备受广泛关注。针对制约该区深部找矿突破的成矿构造动力学背景及其响应机制、矿源—输运—聚集成矿过程、铅锌锗元素超常富集—巨量聚集成矿机制、矿床类型归属与铅锌多金属成矿系统等重大理论问题，历经20余年，通过区域地球物理剖面探测、矿田构造解析、典型矿床精细解剖及矿床地球化学、实验地球化学等系统研究，在成矿理论方面取得重要研究进展：① 提出了富锗铅锌矿形成于印支期碰撞造山过程的陆内走滑构造系统，解析并厘定了断褶构造组合样式及成矿构造体系，建立了构造分级成矿- 控矿、矿体空间定位模式；② 系统概括了矿化空间组合结构及矿床成矿规律，查明了“矿源—输运—聚集”成矿过程，揭示了铅锌共生分异机制及铅锌锗超常富集成矿机制；③ 提出了具有一定普适性的会泽型铅锌矿床新类型，建立了矿床成矿系统及流体“贯入”—交代成矿模型。在此基础上，提出了陆内走滑构造系统控矿—流体“贯入”- 交代成矿论（构造控矿—流体“贯入”成矿论）。应用该理论研发出适用于该类矿床深部勘查技术方法系列，取得了近些年来川滇黔地区一系列找矿突破和新进展。该研究进展不仅为川滇黔成矿区矿床勘查技术研发及深部找矿突破提供了理论支撑，而且将在扬子陆块西南缘乃至特提斯成矿域的类似矿床研究和找矿勘查部署中发挥重要的指导作用。     

利用深地震反射剖面开展矿集区深部结构的探测:现状与实例

深地震反射剖面技术以其探测精度高的优势被作为岩石圈精细结构研究的先锋技术,并在全球典型矿集区结构探测中发挥了重要作用.为深入研究青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程,本文系统总结了深地震反射技术发展现状,梳理了该技术在加拿大、澳大利亚、中国、俄罗斯、瑞典等全球多个国家的典型矿集区的应用实例,归纳总结了地壳深部结构对矿集区控矿因素的影响,阐述了地壳、上地幔深部结构与深部成矿过程的关系.从全球实例看,深地震反射剖面探测成果为大型矿集区的形成提供了深部线索,反射透明区可能是地幔流体向上运移通道,形成矿集区的成矿物质与能量来源,表明地幔物质参与了成矿作用;具有很强反射特征的断裂系统,包括大型断层、滑脱面和剪切带,是成矿流体从下地壳向上迁移的通道;矿集区深地震反射剖面中“亮点”反射可能是火山活动的深部岩浆上涌至中地壳后而形成的残余岩浆囊的反映.揭露精细的矿集区深部结构不但对矿集区构造历史演化的重建具有重要作用,还对未来成矿潜力和前景靶区的确定具有重要指导意义.     

太行山北段深源流体与金矿成矿作用

太行山北段金矿研究表明,金的成矿物质主要来自深源,部分萃取自迁移途中的围岩。成矿具有明显的成矿集中期和集中区,这种时间、空间分布特征与地幔热柱多级演化密切相关。含金的深源流体随地幔热柱多级演化向上迁移,当其迁移到幔枝（变质核杂岩）外围主拆离滑脱带及其上盘裂隙扩容带时,由于物理、化学条件的改变,使其聚集沉淀成矿,并可表现出斑岩脉型、隐爆角砾岩型、大脉型、网脉型等多种矿石类型为一体的系列成矿。硫、铅、     

山东栖霞香夼矿床深部地球化学成矿机理

山东栖霞香夼铜多金属硫化物矿床深部铜矿化延伸至-1200m以下,但该矿化体的形态分散且品位明显偏低。本研究利用电子显微技术、ICP-MS、X射线荧光光谱、AAS、ICP-AES等分析测试方法系统分析了矿床深部沿纵向与横向两个方向上定向采集的岩石样品。研究结果表明,香夼矿床矿化具有水平分带和垂直分带特征,具体表现为:在水平方向上,由西向东以铅-锌为主过渡到以铜为主的侧向分带;在垂直方向上,从上而下表现为铅-锌矿带-铜矿带、铜(钼)矿带的正向分带。花岗斑岩体和板岩内部均存在矿化体,矿化作用主要位于构造破碎蚀变带内,其中破碎带蚀变程度与矿化呈明显的正相关关系。矿化岩石矿物微形貌、微结构、成分及组合特征综合表明,尽管矿区板岩内部也存在大量的矿化体,但该矿床的矿化体与花岗斑岩紧密接触并呈现出密切的联系。地球化学和流体包裹体的研究结果显示,该矿化作用的成矿物质具有深源特征,成矿温度大致为230℃~350℃。成矿流体主要为岩浆水,并表现出壳幔流体相互混合的特征。     

Control of Deep Tectonics on the Superlarge Deposits in China

Seventy-three large-superlarge deposits in China were formed in 4 metallogenic epochs, and located in 6 metallogenic domains. By combing their time-space distribution and the relevant data of crustal thickness, we discuss the control conditions of deep tectonics on superlarge deposits. The various spatial variation of the crustal thickness where deposits locate is closely related to their different tectonic setting. The crustal thickness of the region where deposits are in the Precatnbrian metallogenic epoch is 37.1 km and shows double-peak distribution, which is related to the different tectonic-mineralization processes in the Tarim-North China and Yangtze metallogenic domains. The crustal thickness of the region where deposits are in the Paleoproterozoic metallogenic epoch is 43.4 km and shows normal distribution, which is the result of "pure" mineralization setting. The crustal thickness of the region where deposits are in the Late Palaeozoic-Early Mesozoic metallogenic epoch is about 41.2 km and show     

深部找矿新进展对矿床成矿模式研究的意义

一些典型矿床具有以下成矿模式：赣南钨矿的“五层楼+地下室”模式,云南老厂铅锌银多金属矿床的VMS(火山成因块状硫化物)铅锌矿与斑岩钼矿同位叠加模式,四川省盐源县平川铁矿火山沉积(?)-次火山气液充填-交代矿床系列模式,江苏省南京市梅山式铁矿叠加后期火山-次火山热液金矿床的成矿模式,内蒙古毕立赫金矿斑岩-构造蚀变岩-浅成石英脉型矿化成矿系列模式(?),云南个旧锡矿热水沉积叠加岩浆期后热液成矿模式。近年国内对矿山深部和外围找矿的新发现具有重大的经济社会效益,对它们的成矿模式研究意义进行了总结。     

土堆矿区金矿体赋存规律及深部预测

通过对山东省海阳市土堆矿区金矿的大地构造背景、矿体的空间赋存规律及成矿构造特征的分析研究,结合本区矿体的产出规律,对比牟平—乳山成矿集中区的总体矿床埋藏深度,提出本区深部找矿预测。     

吉林省夹皮沟地区金成矿带深部找矿前景浅析

夹皮沟金成矿带位于吉林省桦甸市夹皮沟地区,是吉林省重要的金成矿带,也是重要的金矿集中区。本文简要介绍该区的成矿地质特征,以及同胶东半岛典型金矿的类比,浅析夹皮沟地区金成矿带的深部找矿前景。     

Coupling Effects on Gold Mineralization of Deep and Shallow Structures in the Northwestern Jiaodong Peninsula, Eastern China

For understanding the possible deep-seated processes and geodynamic constrains on gold mineralization, comprehensive physicochemical and geochemical studies of gold mineralization have been undertaken within the paleo-lithosphere framework during the metailogenic epoch from the northwestern part of the Jiaodong Peninsula in this paper. A general image of the paleo-crust has been remained although it has been superimposed and reformed by post-metailogenic tectonic movements. The gold ore deposits occur usually in local uplifts and gradient belts featuring a turn from steep to gentle in granite-metamorphic contact zones, relative uplifts of gradient zones of the Curier isothermal interfaces, depressions of the Moho discontinuity and areas where depth contours are cut by isotherms perpendicularly. Gold mineralization and lithogenesis are characterized by high temperature, low pressure and high strength of thermal flux. The depth of mineralization ranges from 0.8 to 4.5 km. The depth of the top interface of the granitic complex in the metallogenic epoch is about 3 km. There is a low-velocity layer （LVL） at the bottom of the upper crust with a depth close to 19.5 km, which may be a detachment belt in the crust. The appearance of the LVL indicates the existence of paleo-hyperthermal fluid or relics of molten magma chambers, which reflects partial melting within the crust during the diagenetic and metallogenic epochs and the superposition effects of strike-slip shearing of the Taulu fault zone. The subsidence of the Moho is probably attributed to the coupling process of the NW-SE continental collision between North China and the Yangtze Block and the strike-slip movement of the Tanlu fault accompanied with underplating of mantle magma in the northwestern part of the Jiaodong Peninsula. The underplating of mantle magma may result in partial melting and make granite magma transfer upwards. This is favorable for the migration of metallogenic materials from deep to shallow to be enriched to form deposits. Coupling interactions between the strike-slip of the Taulu fault, the underplating of mantle magma, partial melting within the crust, and hyperthermal fluid, etc. may be the important factors controlling the gold mineralization and spatial structures in the metailogenic system.     

Deep Mineralization Background and Metallogenic Regularity of the Tongling Ore District

Based on the geological conditions and characteristics of mineralization present, three-dimensional geological modelling is used in conjunction with previous deep research results, in order to discuss the process of deep mineralization in the Tongling ore district. The structural analysis shows that surface deformation is strong, deep deformation is weak, the surface has mainly experienced brittle deformation, with the possibility of a large number of deep ductile deformations. There is a thrust nappe between the Tongling uplift and the Nanling basin, that is the boundary of the Tongling block, which has resulted in the southwest uplift of the Tongling block. Combined with the deep exploration data, the three-dimensional shape of the main rock masses is interpreted, with three-layer structures in the deep magma chamber. The spatial distribution of magmatic rocks is mainly controlled by the structure. The movement of magmatic hydrothermal fluid is dominated by mesoscale seepage in the deep part and ‘dike’ type upwelling in the shallow part. There is a certain coupling relationship between the ore-forming rock mass and the surrounding rock. The ore-forming age is dominated by the Yanshanian period. Based on the distribution, types and metallogenic characteristics of the deposits, the metallogenic model of ‘layer coupling’ in the Tongling ore district is summarized, with the ‘one body, two belts and a multilayer metallogenic system’ is established, which is significant for the future direction of deep prospecting in the Tongling area.