铜陵矿集区浅层含矿岩浆输运网络与运移机制

研究证实铜陵矿集区燕山期岩浆浅表侵入导致了大规模成矿作用, 成矿期区域中部-10 km处存在一个隐伏岩浆房, 成矿岩浆由此处产生并向上运移, 然浅层成矿岩浆输运网络与运移机制这个与成矿作用密切相关问题的探索仍有待深入. 构造力学、分形统计和地质事实综合分析表明北东向高角度褶皱相关断层及棋盘格状基底断裂系是岩浆由浅层岩浆房向盖层褶皱系输运的主要通道, 褶皱核部的虚脱部位是岩浆主要就位空间. 因而, 上褶-下断的构造网络为浅层岩浆的导流-定位系统. 多层结构地质体在变形过程中, 上部地层受下部地层顶托更趋于发生褶皱, 下部地层承受上部地层的载荷易发生断裂, 当下部地层岩石力学强度高于上部时, 上褶-下断构造组合的发育概率会更为增加. 由于存在导流网络, 浅部岩浆房顶部的富含挥发份岩浆以“岩脉式”快速向表层输运, 定位于褶皱虚脱空间中, 并快速充填和改造就位空间; 岩浆顶部的挥发份物质因压力骤降而发生隐爆, 引发多相流体不混溶以及大量成矿元素富集. 脉动式岩脉活动可能是导致铜陵矿集区岩浆岩化学成分互有差异且时空上紧密伴生的主要因素.     

宁芜火山岩盆地及邻区上地壳电性结构研究

为了较全面、客观地认识宁芜矿集区上地壳电性结构,研究"玢岩铁矿"成矿规律与深部地球物理、地质结构的对应关系,为探索深部"第二找矿空间"提供物性参数,我们完成了6条宽频大地电磁测深剖面.通过分析各剖面电性成像结果,讨论了"长江断裂带"与矿集区成矿的关系,并且认为围岩、岩浆及其上侵通道是区内矿床的控矿因素.此外,结合姑山铁矿床的位置以及铁矿床成矿规律判断宁芜火山岩盆地南部低阻条带为矿集区姑山火山-岩浆旋回的岩浆(导矿)通道,而盆地东部邻区的倾斜"叠瓦状"电性特征说明该区在经历了印支期褶皱构造运动后发育了逆冲推覆构造.     

安徽金寨沙坪沟斑岩钼矿区成岩成矿过程中的减压机制:来自假β相石英的证据

安徽金寨沙坪沟斑岩钼矿床是目前秦岭-大别钼成矿带中已探明储量最大的钼矿床.矿区侵入岩发育,岩性多样.锆石U-Pb同位素年龄表明均形成于燕山期,可分为早晚两期.本文以与钼成矿关系密切的第二期侵入岩为研究对象,通过侵入岩的精细显微岩相学观察和研究发现,属同源岩浆并经历相似演化历史的石英正长岩和花岗斑岩却先后结晶出两种相态的石英,石英正长岩中只产出他形的α相石英,花岗斑岩中结晶自形六方双锥的假β相石英斑晶,后者为β相石英相变而来的α相石英,但保留β相石英假象.结合锆石Ti温度、石英P-T相图和中酸性侵入岩Q-Aβ-Or-H_2O相图,认为石英正长岩和花岗斑岩具有较大的岩浆起源深度和相似的成岩温度,而石英正长岩中的α相石英反映其侵位结晶压力大于0.7GPa,花岗斑岩中的原始β相石英反映其结晶压力约为0.4~0.7GPa,花岗斑岩中随后结晶的基质则反映其形成压力小于0.05GPa.这一结果表明,花岗斑岩形成于至少两次快速减压作用之下,而这种减压作用对于岩浆-流体过程中成矿流体出溶、沸腾及矿质卸载和沉淀意义重大.花岗斑岩中β相石英在成岩之后的相变过程会产生体积差,可致使斑岩体及其围岩发育裂隙,这些裂隙是良好的导矿和容矿构造,有利于斑岩型矿床的热液蚀变和网脉状-浸染状矿化.可以认为,斑岩体中假β相石英斑晶是斑岩型矿床的成矿标志之一,其反映斑岩型矿床成矿系统通常形成于减压应力状态的构造背景中.     

焉耆盆地北缘哈尔莫敦背斜区的活动断裂及其形成机制

逆断裂-背斜是天山地区一种重要构造形式.对逆断裂-背斜区中的活动断裂和背斜之间的组合关系和形成机制的探讨,有利于帮助我们认识在挤压应力作用下形成的构造系统.焉耆盆地北缘哈尔莫敦背斜是盆地北缘断裂向盆地内扩展的新生逆断裂-背斜.背斜主逆断裂以30°左右的倾角向盆内逆冲,现今构造运动强烈.通过对哈尔莫敦背斜航片解译和陡坎剖...     

断裂带的韧-脆性转化与成矿

根据河南西部绿岩型脉状金矿的一些地质现象,探讨了韧性剪切带转化为脆性断裂的机制.韧性剪切过程岩石的面理化为矿液参与断裂作用,增加流体压力创造了条件.流体压力的增加一方面可以改变断裂的力学性质;另一方面可以压裂围岩,促进断裂韧-脆性转化,为脉状矿床的形成创造了条件.     

江西省万载县野猫冲铜矿控矿构造特征及找矿意义

江西省万载县野猫冲铜矿床为中低温热液（成矿流体）沿构造破碎带蚀变-蚀变岩型铜矿床。在地表地质调查、钻孔岩芯考察及岩矿鉴定的基础上,对野猫冲铜矿控矿构造进行详细研究,表明北东东向大型叠瓦状推（滑）覆构造控制矿区内各地质单元的延深与展布,北东向韧性剪切变形带控制矿区铜金矿体的展布,矿体呈似层状赋存于韧性剪切断裂之间的次级层间破碎带和小断裂带内,带内发育较强的动热变质,硅化、绢云母化和绿泥石化发育。矿石以黄铜矿为主,贫硫,成矿流体具有多期次的活动、叠加改造的特点。上栗-潭埠-宜丰断裂带自西至东已发现20余处铜多金属矿床（点）,显示该带具有巨大找矿潜力。     

新疆阿尔泰金矿断裂构造控矿规律研究

新疆阿尔泰地区金矿床,矿化点分布广泛,前人已该区金矿类型等方面做了多工作,但从断裂构造角度研究金矿床的成矿规律尚少。笔者从该区金矿床与断裂构造的空间关系分析了区内断裂构造及韧性剪切带控矿规律,指出区内金矿床严格受断裂构造及韧带切带控制,而且不同的构造分别控制着矿带、矿田、矿床直到矿体的分布及其形态和产状。     

论构造透镜体控矿

通过解析典型控矿构造透镜体, 将构造透镜体的边界划分为过渡型、突变型及复合型, 其中发育的成矿构造类型划分为脉型、网脉型及角砾岩型; 提出了构造透镜体型成矿系统概念, 认为构造透镜体弱变形域(Q)与包绕其中的线性强变形带(P)组成功能紧凑的成矿系统, 其中的构造-流体组成的双重动力系统、液压致裂形成的成矿构造系统、多源物质组成的矿源系统及网络化联通的输矿系统相互耦合, 最大限度地发挥系统功能; 变形分解作用、液压致裂作用及构造泵吸作用在系统功能实行过程中发挥至关重要的作用; 阐明了构造透镜体研究的成矿构造学意义.     

胶东金成矿系统的末端效应

胶东是中国最大的金矿集中区,金成矿作用具有瞬时性,是在同一成矿构造背景和同一流体成矿系统下完成的.胶东金矿床中控制金沉淀的两个重要机制,硫化和流体不混溶作用,均消耗成矿流体中的硫. H_2S从主成矿流体中逃逸,总硫浓度降低,不仅可导致金的高效沉淀,还能引起还原性矿物磁黄铁矿和氧化性矿物磁铁矿等矿物的沉淀.脉石矿物石英的溶解度受温度、压力和CO_2含量的影响,在低温时受压力影响小、在高温时受压力影响大,在低压时受温度影响小、在高压时受温度影响大.可以根据建立的石英溶解度模型,解释成矿脉体中石英溶解-再沉淀行为和不同类型石英脉的形成机制.也正是多期成矿流体活动,造成胶东金矿脉石英具有复杂的环带或溶蚀结构.胶东金矿主成矿期内的黄铁矿在单颗粒尺度显示出复杂的显微结构特征,微量元素(主要为富As环带与金的耦合)和硫同位素组成同样有一定规律性变化.富As流体可能是由于初始成矿流体流经富As的变沉积岩地层所导致,黄铁矿边部As-Au振荡环带的产生则与断层活动导致的压力波动和流体发生局部相分离有关.胶东金矿床中存在金成色的时空演化,水/岩反应(硫化作用)是早期金矿化的成矿机制,形成相对高成色金,而后期在浅部显著降压及伴随的流体相分离是晚期金矿化的成矿机制,形成低成色金.克拉通破坏背景下,新生下地壳发生角闪岩相-麻粒岩相的变质脱水,形成富含Au和CO_2的成矿流体.流体沿深大断裂及其次生构造上升,形成大规模断裂控制的金矿床.     

中国东部燕山期俯冲走滑体制及其对成矿定位的控制

通过中国东部１８０－９０Ｍａ前地质构造演化与北美西部１５５－０Ｍａ间地质构造演化的对比,说明中国东部燕山期由活动大陆边缘向陆内过渡的构造属性,进一步阐明中国东部燕山期金属成矿大爆发的地球动力背景－伊泽奔流岐海洋板块对欧亚大陆的低角度斜向俯冲和ＮＮＥ向左行平移剪切运动。活动大陆缘地壳缩短增厚和伸展减薄两个阶段产出有不同的岩石组全和金属成矿组合。ＮＮＥ向平移剪切带切割先成断裂体系形成控矿断裂网络分级控     

Influence of shear angle on hangingwall deformation during tectonic inversion

Tectonic inversion is a common phenomenon in island arc settings, especially in back‐arc basins. The reactivation of normal faults as thrusts, triggered by tectonic inversion, produces typical inversion fault‐related folds and thrusts in the hangingwall. These hangingwall inversion geometries are affected by two factors: the geometry of the underlying master fault and the angle of inclined simple shear relative to the regional dip of strata, in the case that the deformation is approximated by simple shear. This study employed numerical simulations to analyse the influence of the antithetic shear angle on the geometry of the hangingwall and displacement along the master fault. The simulation results reveal that a steeply inclined shear vector during extension produces a narrow, steep‐sided half‐graben, whereas a gently inclined shear produces a wide, open basin. After tectonic inversion, a tight anticline is formed under steeply inclined shear, whereas an open anticline is formed under gently inclined shear. Antithetic shear results in reduced total displacement along the master fault, and the greater the angle between the shear direction and the regional dip, the greater the displacement along the master fault. Because the deformation geometry of syn‐extension layers is affected by extension followed by contraction, a change in the shear angle during tectonic inversion produces a wide variety of deformation geometries. Comparison of the simulation results with the results of analogue modelling suggests that the shear angle decreases by 5° during the transition from extension to tectonic inversion and that such a change may be commonly observed in natural geological structures. These results highlight the benefits of numerical simulations, which can be used to readily examine a variety of constraining parameters and thereby lead to a better understanding of the mechanism of hangingwall deformation, avoiding erroneous estimates of the amount of fault displacement.     

先验地质信息约束下的三维重磁反演建模研究 ——以安徽泥河铁矿为例

安徽泥河铁(硫)矿床是近年发现的大深度隐伏矿床,它的发现再次引发了庐枞地区深部找矿的热潮.建立矿区的三维精细地质模型,对寻找深、边部隐伏矿体,深入认识深部成矿、控矿规律意义重大.本文以泥河矿区为实例,开展先验地质信息约束的三维重磁建模研究,获得了矿区面积5.6 km²(2.8 km×2.0 km)、深度1.2 km内的三维地质模型.在三维可视化平台上对该模型进行了地质解释,全面分析了矿体、地层与次火山岩之间的空间分布及对应关系,发现铁矿主要赋存于闪长玢岩与砖桥组火山岩之间,且在玢岩穹窿地段矿体厚大,这对认识"玢岩型"铁矿的成矿模式具有重要的实际意义;三维模型的重磁正演响应基本拟合了实际重磁异常,说明在建模区域内已没有新的矿体;本文提出的三维地质建模流程可为其它地区开展类似工作提供借鉴,同时研究表明地质信息约束下的三维重磁建模研究在深、边部找矿和重磁异常的精细解剖等方面具有潜在的价值和广阔的应用前景.     

1976年唐山7.8级地震成因探讨

根据唐山地区莫霍面隆升、大地构造、新构造运动特征,探讨1976年唐山7.8级地震发生的地质构造背景。唐山地震区位于辽翼台向斜北部,北邻燕山台褶带,地表发育规模不大的基岩断裂,为燕山期活动形成,新生代断裂活动性不强;地下发育深切地幔的深大断裂,与地表断裂位置相当。由震前地震前兆及震后异常现象,提出了地震发生的成因机制。唐山地震是由震前地幔拱起、岩浆上涌垂直力作用下,受NEE-SWW向区域应力场水平挤压,NNE-NE向唐山右旋剪切逆断裂活动,受阻于NW向蓟运河左旋剪切正断裂,地壳岩石间摩擦、破裂,两断裂在深部共轭交汇区应力闭锁、释放,最终导致该次地震的孕育、发生。     

闽西南多金属成矿带地质地球物理特征综合研究——以永定大排多金属矿区为例

闽西南地区位于福建武夷山成矿带西南部,自远古宙以来经历了多期次的构造演化.该区地处东南沿海构造-岩浆-成矿带上,为环太平洋大陆边缘多金属成矿带与南岭多金属成矿带复合部位,是我国重要的多金属矿产地.永定大排多金属矿区作为近年来武夷山成矿带新发现的大型多金属矿,区内叠加作用和控矿作用相对复杂,现有的地质地球物理工作程度不足以满足对该区域成矿规律的深入认识,一些基础地质问题亟待解决.因此,本文在深入收集永定大排矿区地质地球物理资料基础上,综合分析区域成矿背景与成矿构造,在重点区域布设综合地球物理勘探工作,包括1：1万高精度磁测、可控源音频大地电磁剖面及反射地震剖面.基于上述工作：1）开展了研究区航磁数据三维磁化率反演与分布特征分析与大地电磁二维电阻率反演与分布特征分析,开展了地震资料真地表深度偏移成像,获得了更加准确的地震剖面成像结果.2）结合推覆体控矿特征,地震剖面和电阻率剖面、航磁反演结果相互验证和约束,勾画了地下构造形态.地表地质剖面延伸和标定了构造形态的地质内涵,获得了从地表到3000 m深度的构造解释结果.解释结果清晰地显示了与推覆相关的构造、控矿层位以及岩体信息,为三位一体的找矿思路提供了地球物理依据.     

关于识别发震构造的思考与建议

本文基于地震活动是现代地质构造运动之产物,以及对我国及邻区现代构造条件的认识,指出了构造类比中值得关注的7个问题,提出了发震构造识别方法的新建议,其主要结果如下:(1)发震构造宜定义为,"在现代构造条件下,曾发生或可能发生地震的地质构造"。(2)我国及邻区的现代地质构造同第四纪以来的新构造运动是一脉相承,密不可分的。其中,①现代构造应力场具有明显的区域特征,而且从中更新世以来是基本稳定的;②组成我国大陆不同新构造类型的活动地块(构造单元)之间,存在包括地壳和上地幔横向非均匀性的构造格架差异;③大陆内部各活动地块之间,也存在不同的现代构造形变特征;④宜将中更新世的构造形迹作为与地震活动有关的现代构造形迹看待。(3)在进行构造类比时值得关注的问题有:①宜按活动断裂当前所处的发育阶段来评价其潜在地震;②断裂活动时代并非识别发震构造的充分条件,只有符合现代构造条件的粘~滑断裂,才应识别为大地震的发震构造;③只有同现代构造应力场相适应的先存构造,才可能孕育和发生地震;④对于某些单一断层参数与震级关系的统计结果,未考虑各地震构造区之间现代构造条件和断裂发育阶段的差异,则难以用于构造类比;⑤凡有新生代玄武岩(β6)出露的地段,有可能只发生6.5级以下的地震;⑥地震同地表断裂形迹之间没有必然的联系,尤其仅有断层物质特性分析或测年结果可用时,宜慎重对待为妥;⑦构造类比方法仅适用于识别与先存构造继承性活动有关的发震构造,对于活动地块内部新生或隐伏的发震构造仍无能为力。(4)对于发震构造识别方法的建议是:①以新构造单元为基础划分地震构造区;②按历史重演原则识别曾发生过地震的构造,即凡有较可靠中强以上地震震中、有小地震成丛或呈带分布、或有可信古地震遗迹的地段,均宜识别出符合现代构造条件的发震构造;③根据地震构造区内曾发生过不同震级档地震的构造标志,再按类比原则推断可能的发震构造;④综合评定地震构造区的极限地震,并以此作为区内发震构造最大潜在地震的阀限。     

龙滩水库诱发地震三维孔隙弹性有限元数值模拟

本文以龙滩水库为例,根据库区地质构造、深部速度结构及数字地面高程,建立了库区三维有限元模型,基于孔隙弹性理论计算了水库蓄水过程中库底断层和围岩体孔隙压力、有效附加正应力、剪应力和库伦应力的动态变化,并结合水库蓄水后库区地震活动时空分布的特征,讨论了RIS时空演化与库水加卸载及渗透过程的动态响应关系及其可能的成因机制.结果表明：（1） 龙滩水库蓄水后地震活动呈现出明显的丛集性,主要分布在罗妥（丛Ⅰ）、八茂（丛Ⅱ）、拉浪（丛Ⅲ）、坝首（丛Ⅳ）和布柳河（丛Ⅴ）5个水库蓄水后淹没的深水区,这些区域也恰恰是库水加卸载及渗透过程中ΔCFS增加最明显的区域,而ΔCFS的影区几乎没有地震发生,表明水库蓄水后库区地震活动与ΔCFS的变化密切相关.（2） 在水库蓄水过程中,与水库有直接水力联系且渗透性较好的断裂成为地表水体附加水头压力向深部扩散的优势通道,沿此通道附加水头压力扩散的最大深度达13 km左右,震旦系-古生界以碳酸盐岩为主的地层成为附加水头压力扩散的主体层位,这与蓄水后库区中、小地震震源深度均小于13 km,且优势分布在5~10 km的特征相吻合,表明由于孔隙压力的存在降低了岩石的抗剪强度,同时部分抵消了围压的影响,致使该层位的岩体易于产生脆性破坏从而诱发地震活动.（3） 无论是深部还是浅部,各丛地震密集发生的时段绝大部分与相应深度ΔCFS加速升高或阶段性高值时段相重叠,可能说明在库水位快速抬升或阶段性高值时段,受外部荷载加载速率快速升高的影响,库底岩体和断层、裂隙等结构面更容易实现失稳扩展;深、浅部地震响应时间、活动频度和强度的差异可能与不同层位岩体力学性质及渗透性能的不均匀性有关.（4） 各丛地震诱发的物理力学机制有所不同.丛Ⅰ、丛Ⅱ、丛Ⅲ地震的诱发可能与库体重力荷载、孔隙压力扩散和库水浸润弱化3种作用都有关;丛Ⅳ地震的诱发主要受控于库体重力荷载作用,孔隙压力扩散和库水浸润弱化不起主导作用;丛Ⅴ地震的诱发主要受孔隙压力扩散和库水浸润弱化作用的影响,库体重力荷载作用一定程度上抑制了地震的发生.     

水库诱发地震时空演化与库水加卸载及渗透过程的关系 ——以紫坪铺水库为例

为了解水库蓄水过程中,水库诱发地震活动的动态响应机制,本文建立了针对水库诱发地震(Reservoir-induced seismicity,RIS)定量化研究的数理模型,并以紫坪铺水库为例,对库区地质构造及水文地质结构条件、水库蓄水后库区小震活动时空演化特征进行了详细的研究.在此基础上,利用有限元方法计算了水库蓄水过程中弹性附加应力场、有效附加应力场、孔隙压力和断层稳定性的动态变化,讨论了RIS时空演化与库水加卸载及渗透过程的动态响应关系.结果表明:(1) RIS诱发机制的定量化模型可分为2个层次:一是以孔隙介质为载体的流体渗流对岩体变形和稳定性的影响,由流-固耦合形式的岩体变形与孔隙渗流模型进行描述;二是对断层相关的RIS定量研究可将水库附加水头压力沿断层面(区)的扩散与断层库仑应力变化联系起来.两种形式模型方法的结合能为RIS定量研究提供一个相对宏观的力学框架;(2) 断裂渗透结构对孔隙压力变化下断裂的力学响应具有重要的影响,研究区主干断裂可能属于一种上盘破碎带导水、下盘地层及断层核阻水的"下阻上导型"的渗透结构类型,不同程度的具有使地表水体向深部渗流的通道性.库区深部岩体渗透稳定性的差异在很大程度上导致了诱发地震活动对岩性条件的依赖.(3) 紫坪铺水库蓄水后,小震活动在空间分布上呈现出条带状分布、丛集分布和地震迁移的特点,小震震源深度优势分布在地下4~10 km范围内,在通济场断裂与安县-灌县断裂的深部汇聚区域震源分布最为密集.同时,小震活动主要集中发生在脆性程度高、渗透稳定性低的碳酸盐岩地层中,而在岩性较软弱、渗透稳定性高的三叠系须家河组砂泥岩和煤系地层中很少有地震发生.在水库蓄水后地震活动的时间响应特征上,水库西南侧和东北侧两个丛集区的小震活动可能属于"快速响应型"RIS,而都江堰小震群活动可能属于"滞后响应型"诱发地震活动;(4) RIS的发生与库水加卸载及渗透过程中库底岩体有效应力的变化密切相关.在以挤压为主的构造应力环境中,库体荷载作用的结果一般会使库底断层更趋向稳定,而水库附加水头压力扩散的效应则是促使断层趋向失稳,正是这个矛盾双方相互制约与平衡的动态过程,控制了断层库仑应力变化的取向,从而决定了RIS时空演化的规律.     

Metallogenesis of the Ertix gold belt, Xinjiang and its relationship to Central Asia-type orogenesis

The Ertix gold belt is located on the boundary of the Kalatongke arc and the Kelan back-arc basin of D-C1. Most scholars used to interpret the formation and distribution of the gold deposits in the Ertix tectonic belt in terms of the petrogenic and metallogenic models for active continental margins. However, enormous data of isotopic dating and geologic research show that the mineralization was obviously later than the oceanic subduction, whereas exactly simultaneous with the collisional orogenesis during C₂-P, especially at the transition stage from collisional compression to extension. Based on study of metallogenic time, tectonic background, ore geology, ore fluid nature, ore material source, etc., we reveal that all the gold deposits possess the character of orogenic deposits formed in collisional orogenic system, and that their ore-forming materials mainly have derived from the stratigraphic terranes south to individual deposits. Accordingly, the theoretical tectonic model for collisional metallogenesis and petrogenesis is employed to explain the formation of the Ertix gold belt and to determine the gold exploration directions.     

渤海海域现代构造应力场的数值模拟

根据渤海海域的构造演化背景和地质构造特征建立了该区的二维地质模型,用二维有限元方法计算模拟了渤海海域现代构造应力场,获得了该区构造应力场的分布特征;同时,根据计算结果把渤海海域的构造应力场分为辽东湾、渤中、渤东和渤西等4个区域,并对这4个区域在构造应力场上的差异性进行了描述。从渤海海域整体的应力分布可以看出,该区新近纪以来的断裂活动总体水平上西部较东部强烈,海域东部沿郯庐断裂带仍有较高的断裂发育程度及断裂张开性,而海域中部地区的断层发育程度、活动位移均较低