长江中下游及邻区的地壳密度结构与深部成矿背景探讨——来自重力学的约束

长江中下游成矿带是我国最重要的矿产资源生产基地之一。为了深入理解和认识此成矿带形成的深部构造背景及其岩浆活动与成矿作用过程,本文利用NW-SE向利辛-宜兴地球物理探测剖面的重力场资料构建了跨越长江中下游成矿带地域的二维深部地壳密度结构模型。并在结合其他已有研究成果的基础上,从Moho界面的展布形态、密度分布特征与壳内低密度区的存在等方面探讨了该区的深部构造格局与成矿作用过程。研究结果表明:长江中下游成矿带地域下方的地壳密度结构与其两侧地域存在显著差异;在宁芜矿集区下方的Moho界面呈上隆形态,矿集区存在密度值略低于两侧地域的低密度异常区。幔源岩浆的上涌底侵与MASH成矿作用可较好地解释该区的结构与构造形态以及在地表所见到的岩浆广泛存在和矿产资源富集的特征。岩石圈地幔物质在宁芜矿集区下方的上涌导致了Moho界面的抬升,而脆性上地壳中的伸展断裂则为岩浆的向上运移与矿产资源的形成提供了有利场所与环境。     

Crustal Structures Beneath the Mid-lower Yangtze Metallogenic Belt and Its Adjacent Regions in Eastern China-Evidences from P-wave Receiver Function Imaging for a MASH Metallization Process?

利用长江中下游成矿带多学科深部探测剖面于2009年11月至2011年3月间采集的天然地震数据,通过天然地震接收函数成像等分析研究,得到了研究区地壳和上地幔结构的清晰图像.接收函数成像结果显示研究区内Moho面深度存在着明显的起伏变化,在长江中下游成矿带(指剖面穿过的长江中下游成矿带宁芜矿集区,下同)下方存在着“幔隆构造”.在剖面东南端(即扬子克拉通北缘),Moho面相对稳定,深度约为30km;在茅山和江南断裂附近,Moho面存在上下起伏现象;在剖面中部或宁芜矿集区下方,Moho面存在明显隆起,深度只有28km;在郯庐断裂带下方,Moho面明显加深,深度达到36km;进一步向北到华北地台南缘,Moho面深度逐渐恢复到了32km左右的平均深度水平.其次,我们在接收函数成像结果中发现,长江中下游成矿带与其周边下地壳结构存在着明显的差异,成矿带的下地壳具有显著的地震波方位各向异性.扬子克拉通北缘的下地壳呈高速的近水平状结构,地震波各向异性特征不明显;与此相比,长江中下游成矿带的下地壳虽然也呈近水平状结构特征,但是,对于沿成矿带走向方向传播的地震波,其下地壳具有高速特征,而对于垂直于成矿带走向方向上传播的地震波,其下地壳却又表现为低速特征,这意味着成矿带的下地壳存在着平行于成矿带走向(即近北东南西)方向的地震波各向异性,我们解释其是下地壳熔融并沿成矿带走向水平流动导致矿物晶体定向排列的结果.最后,在郯庐断裂以西的华北地台南缘观测到一条从上地壳延伸到中下地壳的南南东向倾斜的转换震相,我们推测它可能是合肥盆地内地壳伸展构造的反映.此外,我们发现接收函数成像结果中观测到的“幔隆构造”与远震P波层析成像结果在成矿带下方150km深度上显示的上地幔低速异常(江国明等,另文发表)存在着良好的对应关系,我们解释它们是软流圈物质上涌的遗迹.综合天然地震接收函数成像、远震P波层析成像和前人关于岩浆岩等方面的研究成果,我们认为长江中下游成矿带现今的下地壳可能是中生代发生成矿作用的多级岩浆房系统的一部分,成矿带的形成可能是类似MASH过程的产物.首先,软流圈物质上涌导致了长江中下游成矿带及其周边拉张环境的形成,在其上部地壳中形成了一系列伸展构造;然后,软流圈物质通过底侵进入长江中下游成矿带的原下地壳并与原下地壳物质发生同化作用,形成类埃达克质岩浆;接着,类埃达克质岩浆沿着伸展、拆离构造上升到地壳浅部形成不同层次的岩浆房和侵入岩体,并与围岩作用形成矿床.     

长江中下游成矿带及邻区地壳结构——MASH成矿过程的P波接收函数成像证据？

利用长江中下游成矿带多学科深部探测剖面于2009年11月至2011年3月间采集的天然地震数据,通过天然地震接收函数成像等分析研究,得到了研究区地壳和上地幔结构的清晰图像。接收函数成像结果显示研究区内Moho面深度存在着明显的起伏变化,在长江中下游成矿带(指剖面穿过的长江中下游成矿带宁芜矿集区,下同)下方存在着"幔隆构造"。在剖面东南端(即扬子克拉通北缘),Moho面相对稳定,深度约为30km;在茅山和江南断裂附近,Moho面存在上下起伏现象;在剖面中部或宁芜矿集区下方,Moho面存在明显隆起,深度只有28km;在郯庐断裂带下方,Moho面明显加深,深度达到36km;进一步向北到华北地台南缘,Moho面深度逐渐恢复到了32km左右的平均深度水平。其次,我们在接收函数成像结果中发现,长江中下游成矿带与其周边下地壳结构存在着明显的差异,成矿带的下地壳具有显著的地震波方位各向异性。扬子克拉通北缘的下地壳呈高速的近水平状结构,地震波各向异性特征不明显;与此相比,长江中下游成矿带的下地壳虽然也呈近水平状结构特征,但是,对于沿成矿带走向方向传播的地震波,其下地壳具有高速特征,而对于垂直于成矿带走向方向上传播的地震波,其下地壳却又表现为低速特征,这意味着成矿带的下地壳存在着平行于成矿带走向(即近北东—南西)方向的地震波各向异性,我们解释其是下地壳熔融并沿成矿带走向水平流动导致矿物晶体定向排列的结果。最后,在郯庐断裂以西的华北地台南缘观测到一条从上地壳延伸到中下地壳的南南东向倾斜的转换震相,我们推测它可能是合肥盆地内地壳伸展构造的反映。此外,我们发现接收函数成像结果中观测到的"幔隆构造"与远震P波层析成像结果在成矿带下方150km深度上显示的上地幔低速异常(江国明等,另文发表)存在着良好的对应关系,我们解释它们是软流圈物质上涌的遗迹。综合天然地震接收函数成像、远震P波层析成像和前人关于岩浆岩等方面的研究成果,我们认为长江中下游成矿带现今的下地壳可能是中生代发生成矿作用的多级岩浆房系统的一部分,成矿带的形成可能是类似MASH过程的产物。首先,软流圈物质上涌导致了长江中下游成矿带及其周边拉张环境的形成,在其上部地壳中形成了一系列伸展构造;然后,软流圈物质通过底侵进入长江中下游成矿带的原下地壳并与原下地壳物质发生同化作用,形成类埃达克质岩浆;接着,类埃达克质岩浆沿着伸展、拆离构造上升到地壳浅部形成不同层次的岩浆房和侵入岩体,并与围岩作用形成矿床。     

长江中下游成矿带及邻区Moho深度与成矿背景探讨

长江中下游成矿带是我国最主要的铜铁金多金属成矿带之一。本文利用卫星重力数据计算布格重力异常,采用波数域迭代的Parker-Oldenburg位场迭代反演方法,通过重力数据反演获得长江中下游成矿带及邻区的三维Moho面结构,结合研究区已有的研究成果,探讨了研究区的深部构造格局。研究结果表明:研究区范围内Moho面总体从南西往北东有逐渐变浅趋势,最浅处位于长江口海域和杭州湾海域约28~29km,最深处位于大别山区约38~39km;长江中下游及邻区下方Moho面的隆起形态呈"V"字型,与地表的"V"字型构造特征相呼应,Moho面隆起的最深处位于"V"字型转折端附近,向两侧Moho面呈抬升状,北东走向的"V"字型东支隆起幅度和规模都要明显大于北西走向的"V"字型西支;卫星化极磁异常显示长江中下游成矿带的正磁异常高值集中分布在"V"字型东支的宁芜、庐枞、繁昌、怀宁等火山岩盆地;钦杭成矿带东段Moho面也明显上隆,隆起的中心沿钦杭成矿带的南侧边界断裂的东南侧线性分布。长江中下游成矿带和钦杭成矿带东段的Moho面条带状隆起带可能指示了地幔上隆、岩浆上涌并在壳幔边界处与下地壳发生底侵作用的深部边界,来自于壳、幔的深部含矿岩浆通过深大断裂等地壳薄弱点向上运移,并在适当的位置形成金属矿集区。     

长江中下游成矿带岩石圈结构与成矿动力学模型——深部探测(SinoProbe)综述

岩石圈结构和深部过程对理解成矿带和大型矿集区的形成十分重要。岩石圈尺度的地球动力学过程将在地壳中留下各种结构的或物质的"痕迹",这些"痕迹"可以通过地球物理的手段去探测。为深入理解长江中下游成矿带形成的深部动力学过程,作者在国家深部探测专项(SinoProbe)和国家自然科学基金重点项目支持下,在长江中下游成矿带开展了综合地球物理探测。方法包括宽频地震、深地震反射、广角反射/折射和大地电磁测深。数据处理和反演结果取得一系列新发现:(1)成矿带上地幔顶部存在低速体,在中心深度300km处有一向SW倾斜的高速体;(2)S波接收函数证实成矿带岩石圈较薄,只有50~70km;横波分裂结果显示,成矿带上地幔各向异性方向和强度与邻区有较大区别,显示平行成矿带(NE-SW向)的上地幔变形和流动;(3)深反射地震揭示成矿带上地壳曾发生强烈挤压变形,以紧闭褶皱、逆冲和推覆为特征;在宁芜火山岩盆地、长江断裂带和郯庐断裂之下出现"鳄鱼嘴"构造,指示上下地壳在挤压变形过程中解耦;深反射地震证实发生过陆内俯冲和叠瓦,并认为是岩石圈增厚和拆沉的主导机制;(4)广角反射和大地电磁反演给出了跨成矿带地壳剖面的速度和电性结构,速度和电阻率分布总体上与构造单元相吻合。本文分析和解释了这些发现的地质意义,并结合近年在长江中下游地区的地球化学研究进展,提出了成矿带地球动力学模型。该模型认为:中、晚侏罗世陆内俯冲、岩石圈拆沉、幔源岩浆底侵和MASH过程造就了长江中下游世界级成矿带的形成。     

华南地区地壳厚度变化及对成矿类型的制约:来自卫星重力数据的约束

华南地区是中国金属矿产资源的“大粮仓”,分布有多个多金属成矿带。多金属成矿带的形成常伴随着地下特殊的深部背景和过程,通过莫霍面深度的计算,对华南地区的地壳厚薄变化所反映的壳幔耦合关系进行研究,可为探索华南地区地下巨量金属资源的形成与演变过程提供参考。本文首先基于球坐标的重力解算方法对高阶卫星重力场模型EIGEN-6C4的数据进行校正,得到华南地区的卫星布格重力异常。然后采用改进的Parker-Oldenburg方法进行变密度界面反演,获得华南地区莫霍面起伏特征。最后结合区内不同成矿带的范围和前人发表的地质、地球化学等资料,探讨华南地区不同成矿带的成矿物质来源与莫霍面起伏的关系。认为长江中下游和钦杭东段处于莫霍面隆起区域的成矿带,幔源物质对其成矿作用起主导地位,形成以铜、铁为主的多金属矿床;南岭、武夷、钦杭西段及鄂西—湘西位于莫霍面隆-陷交替区域的成矿带,成矿与壳、幔源物质的相互作用密切相关,最终形成钨、锡、金、银、铅锌等多金属矿床。     

长江中下游成矿带及典型矿集区深部结构探测——SinoProbe-03年度进展综述

大陆现今的地壳结构和物质组成是地壳经历了复杂的动力学演化过程形成的"产品",保留着演化过程中重大地质事件留下的痕迹,使用现代地球物理探测技术对这个"产品"进行成像,不仅可以了解现今的构造和物质状态,还可以推演过去曾经发生的动力学过程.长江中下游成矿带是我国重要的铁、铜多金属资源基地,其形成的深部动力学过程一直是矿床学家...     

Application of Comprehensive Magnetotelluric Sounding Technique in Prospecting Deep Structures: A Case Study of Nihe Porphyrite Iron Deposit

长江中下游成矿带是我国东部重要的铁、铜多金属矿产资源基地,使用现代地球物理探测技术对该成矿带典型矿床深部结构进行探测,对认识深部矿床成因、总结找矿方法和深部找矿的实践具有重要意义.本文选取位于长江中下游成矿带庐枞矿集区内的泥河玢岩铁矿为实验区,开展了音频大地电磁(AMT)、可控源音频大地电磁(CSAMT)和瞬变电磁(TEM)等电磁法探测实验;通过对AMT、CSAMT和TEM数据的处理和反演,发现3者相同测线反演结果反映的控矿地质体电性特征基本一致,但细节上存在一定差异.综合3种电磁测深反演结果,电性特征刻画了砖桥组火山岩地层分布,分辨出闪长玢岩体的隆起部位和基本形态,揭示了矿体的赋存位置.认为在合理的数据采集、处理和反演条件下,电磁测深能有效地区分复杂地质构造条件下次火山岩与围岩的电性差异,找到控矿构造界面,从而推断出矿体的位置.     

成矿系统的多尺度探测:概念与进展——以长江中下游成矿带为例

在全球矿产勘查逐渐转向“绿地”、深部和覆盖区的大背景下,急需成矿理论的指导。20世纪末提出的成矿系统概念由于其强大的区域成矿预测功能,引起了矿业界广泛的关注和研究。本文首先回顾了成矿系统的概念、组成和分类,然后讨论了成矿系统主要组成部分的探测和识别方法,最后结合笔者近年在长江中下游成矿带开展的多尺度探测,讨论了陆内典型成矿系统的深部过程、地壳结构和地球物理响应,并对成矿系统概念在成矿预测领域的应用前景进行了展望。本文主要结论：（1）成矿系统是由控制矿床形成和保存所有要素构成的自然系统,基本组成单元包括“源区”、“通道”和“场所”,每个组成单元都包括复杂的物理、化学和动力学过程;（2）矿床是成矿系统多尺度深部过程耦合在某一“点上”的“结果”。成矿系统在演化过程中,各种物理、化学作用对地壳和岩石圈地幔进行了强烈“改造”,留下各种物理、化学和矿物学“痕迹”,这些“痕迹”改变了岩石的地球物理性质,具有很好的可探测性;（3）基于长江中下游多尺度探测结果,提出了陆内典型成矿系统“源区”形成过程、控制岩浆/流体迁移的“通道”和物质沉淀场所的新认识;（4）在地学大数据、机器学习、人工智能不断发展的今天,成矿系统和基于成矿系统的多尺度成矿预测将是未来的重要研究方向。     

胶东金矿集中区岩石圈结构与深部成矿作用

利用胶东及其邻区1∶2 0万重力异常和1∶10万航磁异常探测资料, 结合地震各向异性研究成果, 解析其三维岩石圈结构.在此基础上, 综合深部结构和矿床地质特征, 探讨深部作用与成矿动力学, 深化矿床成因认识, 为科学找矿提供决策依据.研究表明, 壳幔结构的不均一性制约着成矿系统物质和能量的交换, 反映在其结构、构造和演化等多个方面.矿集区为地幔隆起带的坳陷区, 幔坳与幔隆接触部位成矿强度大, 幔隆区的局部隆起部位成矿强度小; 金矿床主要分布于花岗岩变薄部位与变质岩的接触带上; 印支中晚期郯庐断裂带深切上地幔, 通过壳-幔相互作用, 将含矿流体系统输运到更高的层位, 发生蚀变、矿化作用.艾山岩体所处构造部位的特殊性, 反映了它可能是壳幔岩浆对流侵位中心.      

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

Inter-regional correlation of transgressions and regressions in the Cretaceous period

Well investigated platforms have been selected in each continent, and the history of Cretaceous transgressions and regressions there is concisely reviewed from the available evidence. The factual records have been summarized into a diagram and the timing of the events correlated between distant as well as adjoining areas.On a global scale, major transgressions were stepwise enlarged in space and time from the Neocomian, via Aptian-Albian, to the Late Cretaceous, and the post-Cretaceous regression was very remarkable. Minor cycles of transgression-regression were not always synchronous between different areas. Some of them were, however, nearly synchronous between the areas facing the same ocean.Tectono-eustasy may have been the main cause of the phenomena of transgression-regression, but certain kinds of other tectonic movements which affected even the so-called stable platforms were also responsible for the phenomena. The combined effects of various causes may have been unusual in the Cretaceous, since it was a period of global tectonic activity. The slowing down of this activity followed by readjustments may have been the cause of the global regression at the end of the Cretaceous.     

The lamprophyres of Afyon stratovolcano,western Anatolia,Turkey: description and genesis

The Afyon stratovolcano exhibits lamprophyric rocks, emplaced as hydrovolcanic products, aphanitic lava flows and dyke intrusions, during the final stages of volcanic activity. Most of the Afyon volcanics belong to the silica-saturated alkaline suite, as potassic trachyandesites and trachytes, while the products of the latest activity are lamproitic lamprophyres (jumillite, orendite, verite, fitztroyite) and alkaline lamprophyres (campto-sannaite, sannaite, hyalo-monchiquite, analcime–monchiquite). Afyon lamprophyres exhibit LILE and Zr enrichments, related to mantle metasomatism.     

METAMORPHIC PETROLOGY

正20140751 Guo Xincheng(Geological Party,BGMRED of Xinjiang,Changji 831100,China);Zheng Yuzhuang Determination and Geological Significance of the Mesoarchean Craton in Western Kunlun Mountains,Xinjiang,China(Geological Review,ISSN0371-5736,CN11-1952/P,59(3),2013,p.401-412,8     

GEOCHEMICAL EXPLORATION

正20141058 Chen Ling(Key Laboratory of Mathematical Geology of Sichuan Province,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China);Guo Ke Study of Geochemical Ore-Forming Anomaly Identification Based on the Theory of Blind Source Separation(Geosci-     

SEISMIC GEOLOGY

正20141334 Chen Kun(Institute of Geophysics,China Earthquake Administration,Beijing100081,China);Yu Yanxiang Shakemap of Peak Ground Acceleration with Bias Correction for the Lushan,Sichuan Earthquake on April20,2013(Seismology and Geology,ISSN0253-4967,CN11-2192/P,35(3),2013,p.627-633,2 illus.,1 table,9 refs.)Key words:great earthquakes,Sichuan Province     

HISTORICAL GEOLOGY & STRATIGRAPHY

正20141624 Cai Xiongfei(Key Laboratory of Geobiology and Environmental Geology,Ministry of Education,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China);Yang Jie A Restudy of the Upper Sinian Zhengmuguan and Tuerkeng Formations in the Helan Mountains(Journal of Stratigraphy,ISSN0253-4959CN32-1187/P,37(3),2013,p.377-386,5 illus.,2 tables,10 refs.)     

PALEONTOLOGY

正20142263Lü Shaojun(Geological Survey of Jiangxi Province,Nanchang 330030,China)Early-Middle Permian Biostratigraphical Characteristics in Qiangduo Area,Tibet(Resources SurveyEnvironment,ISSN1671-4814,CN32-1640/N,34(4),2013,p.221-227,2illus.,2tables,22refs.)Key words:biostratigraphy,Lower Permian,Middle Permian,Tibet     

MATHEMATICAL GEOLOGY

正20142560Hu Hongxia(Regional Geological and Mineral Resources Survey of Jilin Province,Changchun 130022,China);Dai Lixia Application of GIS Map Projection Transformation in Geological Work(Jilin Geology,ISSN1001-2427,CN22-1099/P,32(4),2013,p.160-163,4illus.,2refs.)     

GEOCHEMISTRY

正20140692 Duo Tianhui(No.402 Geological Team,Exploration of Geology and Mineral Resources of Sichuan Authority,Chengdu611730,China);Wang Yongli Computer Simulation of Neptunium Existing Forms in the Groundwater(Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration,ISSN1001-1749,CN51-1242/P,35(3),