鄂霍茨克洋与太平洋构造域叠合的岩浆作用与成矿响应

课题拟重点开展华北北缘及其邻区燕山期岩浆-成矿作用的时空分布规律、成岩-成矿性质及形成背景研究。通过对比不同时空背景下岩浆-成矿作用的类型,查找典型构造带上岩浆的岩石化学及同位素组成的时空演变规律,明确古鄂霍茨克洋和太平洋俯冲体系对区内岩浆作用的制约,限定古洋壳向华北地块俯冲、转换的时限。分析岩浆-金属成矿作用区岩浆产生的物理化学条件、运移演化过程、源区性质及记录的壳幔相互作用,并在剖析典型资源矿产聚集区燕山期成矿类型及成矿机理基础上,探讨岩浆性质、成岩过程与成矿类型、成矿作用的关系,建立岩浆-成矿作用与古洋壳俯冲叠合的内在联系,构建成岩-成矿作用与块体俯冲拼合的动力学过程。同时,将深源岩石包体示踪和地球物理资料有机结合,开展不同地区深部岩石圈组成、结构,以及深部过程与浅部响应的综合研究。     

佳木斯地块西缘金矿带构造效应与壳幔作用--以鹤岗隆起为例

佳木斯地块西缘金矿带的形成受左行走滑断裂带和深部流体控制，壳-幔作用和地球动力体制转换是成矿物质活化→运移→聚集→成矿的基本动力学保障，构造应力场转换是其重要表现形式。深切地幔牡丹江岩石圈断裂的活动发生了深熔作用，使成矿物质得以活化、运移的重要驱动力，是成岩成矿作用发生的根本原因之一。地幔流体通过壳-幔相互作用形成了含矿流体，为流体成矿作用提供了矿源，并沿深断裂运移到更高的层位，在物理化学条件发生改变时沉积成矿。佳木斯地块西缘金矿带是受深断裂控制的，矿床之间是相互联系的，是在一个构造应力体制下完成它们的成矿作用的。北北东向和伴生的北西西向断裂，并有中生代浅成-超浅成岩体或脉岩侵位是今后找矿的方向。     

流体构造动力学与成矿作用

流体是地球的重要物质组成,其构造作用与动力学是地质力学与构造学重要的研究方向。流体构造动力学是介于流体地质学、地质力学和构造地质学之间的一个交叉学科。文章介绍了流体构造动力学的概念、主要研究内容、流体的构造作用方式及构造类型与特征,总结了近年来在流体构造动力学与成矿研究过程中取得的一系列重要进展。主要有提出液压致裂的新动力学机制、发现斑晶堆积构造并指出斑岩是岩浆房中部分结晶残余岩浆再侵位的产物及发现并厘定构造混积岩等多个方面,总结了存在的问题并指出了进一步研究的方向;指出流体作为构造作用的主要参与者和重要组织者,不仅对成矿流体的运移通道及其沉淀与就位的空间进行开拓,更重要的是作为载体运移、富集成矿元素并为最终成矿奠定基础。      

石油初次运移动力学模型研究及其应用

烃源岩中生成的油气经过初次运移, 进入到储集层, 其本质应该是一个动力学过程。前人对于油气初次运移动力学有一定的研究, 但是定量研究较少。本文以烃源岩中石油初次运移为研究对象, 建立下生、上储型排烃地质模型, 从微观动力学的角度对即将进入储集层的游离相石油进行力学分析, 认为烃源岩中的石油发生初次运移进入储集层是一个动力和阻力的力学非平衡过程, 运移动力包括烃源岩地层压力和烃源岩层毛细管力, 运移阻力包括储集层地层压力、储集层毛细管力和内摩擦力。当动力大于阻力时, 石油发生初次运移; 当动力与阻力相等时, 对应着石油初次运移的临界状态; 当动力小于阻力时, 石油不能发生初次运移。因此, 可以通过对比石油初次运移动力和阻力的大小定量地预测石油初次运移充注窗口。本文将建立的石油初次运移力学模型应用到安塞油田长6段油藏, 定量地预测了石油初次运移充注窗口, 为进一步的油气勘探提供依据。     

太古宙岩石圈构造变形过程与岩浆作用的数值模拟研究

太古宙岩石圈构造变形是岩石圈与软流圈在高温条件下发生垂向运动的结果,反映了太古宙非板块构造体制下的地球动力学过程.为了解释这个已经消失的过程,前人利用数值模拟方法并结合较少的地质实例,提出了盖子构造、热管构造、湿盖子构造、地幔柱构造等多种可能存在于太古宙的前板块构造体制.这些体制的主要差异源于前人实验中对岩浆作用的简化方式不同,进而导致了对太古宙地球动力学过程认识的不一致性.为了解决上述矛盾,本研究在不简化岩浆运移过程的前提下,讨论了五种可能条件及其组合对太古宙岩石圈构造变形的控制作用.结果显示,太古宙岩石圈强度较高时,只有经充分弱化才可能产生垂向变形.岩浆的存在不仅弱化了岩石圈,还借由自身浮力提供了变形所需的驱动力.地幔柱主要引发岩石圈减薄与底部拆沉,其他因素如岩石圈厚度、地壳性质、薄弱带等并非岩石圈变形的敏感因素.该结论揭示了太古宙岩浆作用对岩石圈构造变形过程起到了重要控制作用.     

珠江口盆地白云凹陷新生代构造演化动力学

白云凹陷构造演化史的研究对在白云凹陷开展油气勘探和深水沉积研究具有重要的意义。通过对断裂与沉积结构平面和剖面特点的分析,结合岩浆活动特点,文中提出白云凹陷是一个复式地堑,推测这种结构特点与凹陷下地壳的强烈韧性减薄和颈缩变形有关,表现为热岩石圈的伸展。其发育机制推测与白云凹陷位于构造转换带上有关,特殊的构造位置使白云凹陷成为强烈构造变形区,岩石圈地壳强烈减薄,伴随伸展过程和地幔上涌,脆性地壳或上地幔中部分熔融物质的出现导致岩石圈强度的急剧降低,在区域伸展应力场下以韧性流变方式减薄。岩浆在构造转换带下聚集并发育主岩浆房,由于白云凹陷南北边缘没有发育正断裂系统,岩浆主要沿垂直伸展的方向运移,因此在珠琼运动一幕和二幕南南东向伸展应力作用下,岩浆向白云凹陷的东部和西部运移至北西向基底深大断裂处,那里由于北西向断裂表现为左行张剪性质而成为压力较低的地区,从而成为岩浆上涌和侵位的地方。在岩浆聚集的地区,活动岩浆体附近的脆性变形被分散的韧性变形所取代,因此在凹陷的东北和西南两个角上,发育了张性和张剪性小断裂群,由于热岩石圈弹性较差,白云凹陷长期持续沉降。白云凹陷的断裂活动和沉积演化史还受到南海海盆扩张活动的影响。     

我国地幔矿物岩石地球化学研究取得新进展 我会新组建的地幔矿物岩石地球化学委员会成立 同时召开第一次学术交流会

中国东部上地幔特征与地球动力学讨论会于1989年10月10—14日在合肥举行,这次会议是由我会新组建的地幔矿物岩石地球化学委员会与“1989年地球物理综合学术讨论会第六专题——岩石圈物质组成”和岩石圈委员会第二工作组“大陆岩石圈的热、力学、化学和岩浆演化”分组联合召开的,这一形式提供了在地球科学研究中的不同学科、不     

印度-亚洲大陆碰撞成矿作用主要研究进展

"印度-亚洲大陆主碰撞带成矿作用"973项目(2002～2008年)以青藏高原为研究对象,以构建大陆碰撞成矿理论体系为总体科学目标,经过70多位科技人员历经5年研究,取得了重大研究成果.笔者初步总结了项目在成矿动力学背景、壳/幔深部过程、大陆成矿作用及战略新区预测等方面的研究进展.项目详细再塑了青藏高原碰撞造山过程,创新性提出了碰撞造山二阶段演化模式,即主碰撞聚合(65～41 Ma)、晚碰撞转换(40～26 Ma)、后碰撞伸展(25～0 Ma)二阶段连续演变历程,发现主碰撞期发牛岩浆大规模底侵与地壳垂向增生,晚碰撞期出现地幔物质测向流动与幔源钾质岩浆组合,后碰撞期出现岩石圈减薄与伸展岩浆组合.伴随碰撞过程,应力场出现自挤压(压扭)到伸展(张扭)交替更迭变化.综合研究提出了青藏高原碰撞造山地球动力学模式.创新性地提出了大陆碰撞成矿理论体系新框架,包括三大碰撞成矿作用(主碰撞汇聚成矿作用、晚碰撞转换成矿作用和后碰撞伸展成矿作用)、10种重要的成矿系统和12种大陆特色的矿床类型,揭示了大陆碰撞带的区域成矿规律.初步提出了以大陆型斑岩铜矿新理论为代表的5类矿床成矿新模型,揭示了大陆碰撞带金属成矿机制.在系列地质、矿产综合编图和数据库建没基础上,提出了成矿预测新思路和新方法,提交了7处找矿战略新区,并在若干靶区取得找矿突破,探索出一条科研带动勘查突破、勘查提升理论认识的新路.     

岩浆作用、深部壳幔过程与资源-环境效应

本文提出3个大地构造单元中火成岩构造组合及其所应的岩石圈—软流圈系统的状态,着重讨论了岩浆作用与深部壳幔过程对成矿作用的约束,简要讨论了它们的环境效应。提出研究岩石圈—软流圈动力学的演化趋势对中国大陆未来预测的重要性。     

煤层气解吸扩散运移动力学

煤层气运移动力学,是研究煤层气成藏机制的重要基础理论。煤层气解吸扩散运移是复杂的动力学过程,物质在地质场的质量交换和质量传递,须具备一定的动力和经受一定的阻力来实现,这些作用力是诸多综合因素的合力,其变化过程可从物质变化的速度等力学量、温度压力等热力学量、组分浓度等化学量来描述。     

定量化火成岩结构分析与岩浆固结的动力学过程

定量化火成岩结构分析将传统的定性或半定量化的岩相学研究提高到了与岩石地球化学分析相比拟的定量化程度,实现了诸如晶体粒度分布、晶体空间分布、晶体定向程度分析和二面角测量等方面的定量化研究。集中介绍了以上4种国际上应用广泛的定量化火成岩结构分析方法,包括各种研究方法的基本理论公式、岩浆动力学意义和实现方式。详细介绍了定量化火成岩结构分析中处于核心地位的晶体粒度分布理论,概括了二维岩石薄片法、三维连续剖面法和X射线层析技术,在定量化火成岩结构分析中的应用原理和现状。对晶体粒度分布分析中数据的封闭性和有效性检验进行了简要论述。综合阐述了晶体成核生长,晶体的聚集、分离和分解,岩浆混合,压滤、压熔和岩浆流动,结构的调整和平衡等一些基本的岩浆动力学过程中晶体粒度分布特征的表现。结合一些已发表的晶体粒度分布和晶体空间分布数据,简要概括了重要的基本定量化火成岩结构参数所表达的封闭和开放岩浆体系的特征,以及参数间协变关系所反映的岩浆固结动力学过程。最后给出了二维岩石光薄片分析法的基本流程和注意事项,认为今后定量化火成岩结构分析和地球化学分析结合在一起的综合方法,将成为研究成岩成矿动力学过程的重要手段,也将会逐步扩展到岩浆相关矿床中成岩成矿机制分析和成矿预测的方向。     

地壳内的岩浆动力学过程及其资源与环境效应SCIEI北大核心CSCD

岩浆是将地球内部物质传送到表层系统的主要载体,并造成显著的资源聚集和环境效应。岩浆动力学是研究岩浆的迁移、储存、演化、就位以及喷发过程,侧重物理机制。这些岩浆过程主要发生在岩浆通道系统中,包括岩浆储库和岩浆管道。本文对目前国际岩浆动力学领域一些热点和前沿进行了介绍,这包括从岩浆房到岩浆储库概念的转变、岩浆储库的生长和动力学演化过程、岩浆过程的时间尺度以及岩浆中晶体的生长。然后阐述了岩浆中挥发分的种类和溶解度、获取天然岩浆挥发分含量的方法、一些典型镁铁质岩浆中的挥发分含量、岩浆去气的化学和物理机制,并简要梳理了热液金属矿床的形成过程和岩浆挥发分进入地表圈层系统引发的环境气候效应。最后列举了一些岩浆动力学有关的重要科学问题并建议了进一步的研究方向。     

江西大湖塘钨矿田平苗矿区含矿花岗岩矿物学特征及对成矿的指示意义

赣西北大湖塘钨矿田位于江南造山带东段,是世界级超大型W-Cu-Mo多金属矿田,矿化类型以细脉浸染型矿化为主,成矿作用与燕山期高分异花岗岩密切相关。本文通过对平苗矿区与成矿关系密切的燕山期花岗岩中黑云母和斜长石等矿物进行系统的原位主量元素和微量元素分析,探究岩浆的氧逸度、岩浆系统的深部动力学特征和详细结晶过程,并对成矿作用的指示意义进行探讨。研究表明,似斑状二云母花岗岩从岩浆结晶早期到晚期,一直保持较低的氧逸度（NNO-QFM）,可能与岩浆源区中更多的富泥质沉积岩有关,这种富钨的泥质岩源区和还原性岩浆环境更有利于钨矿的形成。燕山期花岗岩中斜长石的钙长石（An）和CaO含量均远低于晋宁期黑云母花岗闪长岩,很难为白钨矿化提供足够的钙,而黑云母花岗闪长岩由于体积巨大、钙含量高,很可能为区内大规模的白钨矿化贡献了大量的钙元素。斜长石原位分析显示,An和Al₂O₃含量之间存在显著的正相关性,而与FeO含量之间无明显的正相关性,FeO随着An含量的增加基本保持稳定,斜长石中Sr和Ba含量之间也无显著的负相关性,表明该区岩浆房为化学成分相对封闭的岩浆系统,岩浆演化过程中只有热量混合和/或减压作用,没有发生明显的镁铁质岩浆注入与混合。因此,钨、铜、硫等成矿元素应主要来自岩浆源区双桥山群的富泥质变质沉积岩和变质玄武岩的贡献,而非由外来基性岩浆的补给提供。该区岩浆岩形成于华南板块由挤压向伸展的转换期,挤压环境有利于在地壳浅部形成长期稳定的、规模较大的高分异岩浆房,促进成矿元素高度富集和大规模岩浆热液的形成,导致该区发生大规模的钨铜矿化。     

华南中生代变质核杂岩构造及其与岩石圈减薄机制的关系初探

变质核杂岩是岩石圈伸展减薄的典型构造形式,也是研究岩石圈减薄机制的"窗口"。在大量前人研究的基础上,对华南中生代岩石圈减薄的时间与机制和华南变质核杂岩的研究现状进行了综述。变质核杂岩是华南中生代岩石圈伸展与减薄的重要产物,它在华南地区的广泛出现为讨论岩石圈伸展与减薄作用提供了重要约束。同位素地质年代统计表明,华南地区变质核杂岩主体形成与剥露的峰期介于140~120Ma的早白垩世,它们的出现与华南大规模岩石圈减薄、岩浆活动及大规模成矿作用的时间非常吻合。本文还介绍了一些关于变质核杂岩和岩石圈减薄机制研究的最新进展,这些研究进展表明,加强对变质核杂岩等伸展构造的研究,对研究岩石圈板块演化的时间、机制、运动学,进而建立更加完善的岩石圈演化模型具有重要意义。     

氯在岩浆演化过程中的地球化学性质初探

地质过程中,氯可以影响很多元素的性质。本文利用前人的实验数据,模拟计算不同压力和初始含水量等条件下,氯在岩浆和共存富水流体相中浓度随岩浆结晶分异的变化。结果显示,在岩浆演化之初,氯在各种压力下都基本留在岩浆中,表现出高度不相容元素的特点。对于结晶分异晚期的岩浆体系,氯的行为受压力的影响较大。在低压下,氯在岩浆/富水流体之间的分配系数较高,水是否达到饱和对氯在岩浆中的含量变化影响不大。随着压力的升高,该系数迅速降低。在中等压力下,岩浆中水含量一旦达到饱和,大量的氯进入流体相,形成高盐度的流体,氯在岩浆中的含量即迅速降低。随着岩浆分异的进行,共存的流体中的氯含量也随之降低。在更高的压力下,水无法达到饱和,氯始终表现为高度不相容的特点。氯的上述性质可以很好地解释它在很多结晶分异程度较低的火山岩玻璃(如MORB和OIB)中表现为高度不相容的特点,也可以帮助理解氯在侵入岩和喷出岩中性质的差别,以及“花岗岩大岩体不成矿,小岩体成大矿”的现象。     

地幔柱成矿系统:以峨眉山地幔柱为例

地幔柱沟通了地核、地幔、地壳各个圈层之间的物质与能量交换,提供了板内构造岩浆活动及成矿作用的一种重要的动力学机制。峨眉山地幔柱是晚古生代全球最显著的地幔柱活动之一,形成了多种有重大资源经济价值的矿床类型。以峨眉山地幔柱为例,对几种典型矿床类型的产出特征及成因进行了系统分析,阐述了地幔柱成矿系统中各种成矿作用与地幔柱构造岩浆活动的关系及成矿机理。(1)通过对部分典型岩浆硫化物矿床的地质地球化学特征和矿化特征分析,揭示了峨眉山大火成岩省不同矿化特征的岩浆硫化物矿床形成于统一的地幔柱岩浆活动体系,并与峨眉山玄武岩为同源演化关系,岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程存在的差异造成了矿化类型的变异。(2)对攀西地区4个超大型钒钛磁铁矿矿床进行了详尽的地质地球化学分析,论述了成矿岩浆的性质、与峨眉山玄武岩的关系及成岩演化过程和成矿模式,表明成矿母岩浆来自于地幔柱,但经历了较大程度的地壳混染作用,提出岩浆的多次补给混合及结晶锋面上发生的双扩散造成的液态分层导致了韵律条带矿石的形成。(3)阐述了滇黔相邻地区玄武岩型自然铜和黑铜矿铜矿化现象,指出玄武岩岩浆气液阶段的自变质作用和玄武岩构造变质热液蚀变改造作用两种方式造成铜矿化富集,岩浆气液阶段的自变质作     

中国西部典型岩浆铂族元素矿床超常富集成矿机制

中国西部探明了一系列与新元古代以来幔源岩浆有关的镍铜铂族元素(platinum group elements, PGE)岩浆矿床,华北克拉通新元古代金川镍铜铂族硫化物矿床、峨眉山二叠纪大火成岩省金宝山铂族元素矿床等记录了不同构造环境幔源岩浆PGE超常富集成矿过程。亲铁性的铂族元素高度富集于地核,深部地幔起源、高程度部分熔融形成的镁铁质岩浆中PGE含量较高,地幔岩浆系统不同条件下铂族元素以纳米态元素簇、合金、硫化物熔体或超临界流体运移-聚集成矿,在阶段性岩浆房多阶段、多途径富集,成矿作用类型丰富。华北-华南克拉通岩石圈地幔PGE含量均略高于原始地幔值;华北克拉通岩石圈地幔PGE含量从古生代到中新生代略有降低,表明存在PGE抽取岩浆事件。中国西部新元古代以来的幔源岩浆源区PGE不亏损、岩浆活动时间长、岩浆-硫化物相互作用PGE多阶段富集及地幔柱岩浆动力学背景是PGE超常富集成矿的有利地质条件,其控制因素及动力学背景的认识对查明PGE成矿潜力和拓展资源储量具有重要意义。     

滇西北中甸弧成矿岩体中榍石化学成分特征及其成岩成矿标识

位于西南三江构造火成岩带义敦弧南段的中甸弧,以发育印支期斑岩型铜矿床和燕山期矽卡岩-热液石英脉型钼-钨-铜矿而著称.针对普朗、地苏嘎和休瓦促成矿岩体中的榍石单矿物,利用EMPA和LA-ICP-MS测定化学成分,探讨化学成分对成岩成矿的指示意义.普朗、地苏嘎和休瓦促岩体榍石均为岩浆来源.普朗岩体榍石形成温度为743~754℃,休瓦促岩体榍石形成温度为702~753℃.根据榍石的δCe、δEu推断三个岩体氧逸度高低顺序为:普朗>地苏嘎>休瓦促,榍石中的Cu含量对母岩浆中的Cu金属量变化不敏感,不能单独作为母岩浆Cu金属量的判别标志;钼成矿对岩体的氧逸度要求不高,在利用榍石中的Mo含量判断母岩浆中的Mo金属量时要综合考虑氧逸度和辉钼矿结晶的影响;岩体中的F含量能降低岩浆粘度,对钼成矿有促进作用,可以作为Mo成矿的指标;榍石中的W、Sn含量对Mo-W矿床具有指示作用,休瓦促Mo-W矿岩体中榍石的W、Sn含量要高于普朗和地苏嘎不成Mo-W矿的岩体.      

斑岩铜矿研究的若干进展

综述了近年来斑岩铜矿研究领域取得的最新成果，包括6个方面：（1）斑岩铜矿与岩浆的氧化状态有关，只有氧化型岩浆才能形成斑岩铜矿，并提出了确定岩浆氧化状态的新标志；（2）岩浆中硫和氯的含量，存在状态，溶解度等对成矿有重要控制作用；（3）岩浆能否较早达到水过饱和状态，并发生流体相的出溶是成矿的另一个控制因素；（4）俯冲板片释放出的流对对上覆楔形地幔的交代作用是形成含矿岩浆的重要环节；（4）岩浆混合或底侵作用可能在某些斑岩铜矿成矿中起到了重要作用。（5）提出了一些新的成矿及找矿标志，如早期磁铁矿蚀变相。     

兰坪盆地喜马拉雅期构造-岩浆活动与流体成矿的关系

以往人们对兰坪盆地铅锌多金属矿床成因的研究,大多侧重于对十地下水成矿作用和热水沉积改造作用探索,而忽视了盆地内构造－岩地该区多金属 矿作用的贡献。本文重点研究了兰坪盆地及邻及喜山期岩浆岩的微量经地球化学特征。并对岩浆活动与流体成矿的关系进行了详细的讨论。