壳幔成矿学初探

壳幔成矿学是联结深部地质学与区域成矿学的重要桥梁,将成矿作用与深部过程联系起来,进行壳幔成矿学研究,已成为当今区域成矿学的一种重要发展趋势,壳幔成矿学研究的核心内容是大陆壳幔多层圈相互作用与成矿关系,而壳幔成矿学研究的主要技术支撑是“岩石探针”分析,壳幔成矿学研究应选择若干典型区域,采用演化历史分析与作用过程鉴别结合的思路,对岩包体及其寄生主岩和有关矿床进行深入研究,以查明区域壳幔相互作用事件幕与     

牧牛钨矿岩石地球化学特征与成矿作用

牧牛钨矿主要受断裂和NW向韧性剪切带的控制，空间上含矿构造自西向东逐步收敛，具有“帚”状特征。牧牛矿区先后发现5条含矿石英脉。通过岩石化学研究，里尔峪组为火山陆源碎屑沉积建造；矿区花岗岩属壳源成因，为中浅成侵入深度；斜长角闪岩和透辉岩属幔源成因。钨成矿与印支期岩浆岩有关，成矿作用具有多阶段性。钨矿的成矿温度275-400℃，为中-高温热液矿床。     

壳幔不谐调（同步）运动和构造圈热侵蚀与成矿

文章提出成矿学中壳幔不谐调（同步）运动和构造圈热侵蚀的事件激发正常成矿作用异常，形成超巨量金属工业堆积和特大型矿床。重点内容为探讨跨区域壳幔结构不连续性、幔根构造的形成和构造圈热侵蚀事件与成矿，并列举中国南岭钨锡多金属矿集区陆缘与陆内异曲同工成矿形成不同成矿系列的实例。     

地幔热柱的多级演化及其成矿作用——以冀北地区为例

冀北地区金、银金金属成矿作用研究表明，金、银等成矿元素除部分萃取自含矿围岩外，主要来自深源。幔枝构造是重要的热源释放体系，控制着深源含矿流 体的迁移，聚集和成矿，从而构成了以幔枝构为中心，内带为金、外带为银金金属的构造－岩浆成矿系列，并据此归纳出幔枝构造成矿模式。     

燕辽地区火山热液型铀—金—多金属矿床在矿特征

燕辽地区位于华北地台北缘东段，是我国著名的中生代火山热液型铀、金、多金属矿床成矿区。研究结果表明，其成矿作用受统一的晚唾化大陆裂陷火山岩浆活动控制；成矿时代集中在晚侏罗世及早白垩世；成矿介质为火山岩浆水、变质水和大所水混合的中温、中低温火山热液、成矿物质主要来自富集型上地幔及下地壳。     

豫西南铅锌银矿集区深部构造与成矿作用

豫西南地区是我国中部重要的多金属成矿远景区，找矿前景巨大。本文中利用重力、航磁和深部地球物理剖面资料，解析研究区三维岩石圈结构，揭示深部构造特征，进而探讨深部成矿作用。结果表明，研究区莫霍面顶面形态基本上呈东高西低，地壳厚度由东向西增大。壳-幔结构的不均一性制约着成矿系统物质和能量的交换。矿集区位于幔向斜内，其地壳增厚处、莫霍面的梯度变化处或变形部位成矿强度大。幔背斜与幔向斜之间过渡带有走向超壳型深大断裂(如栾川断裂和朱阳关断裂)，其与次级断裂的交汇处，岩浆、变质与成矿作用十分强烈，深部通道为成矿物质来源提供了较好的成矿条件，因此是形成大型、超大型矿床的有利地段。     

幔源铀成矿作用探讨

地幔流体及深源铀成矿作用是当前铀矿地学界备受关注的前沿课题。文章扼要阐述了幔源铀成矿的地球动力学背景,评述了热点铀成矿理论。通过地幔流体参与铀成矿的现实性与地幔含铀性的论证,结合粤北“交点型”铀成矿地质地球化学特征,认为地幔中铀含量存在不均一性,在大陆型热点活动（地幔柱）区的岩石圈地幔通常含有较高的铀丰度;提出在热点驱动下,地幔流体（如CO2、F等）能够溶解或萃取地幔岩中的铀并得以浓集形成富铀成矿流体,幔源铀成矿是可能的。对幔源铀成矿作用机理作了初步探讨。     

地幔流体参与铀成矿作用的研究进展——以粤北花岗岩型铀矿矿集区为例

地幔流体与铀成矿作用问题,首先关注的是地幔是否也是铀源,并且成矿流体是否具有幔源性质。研究结果表明,地幔流体参与了大型铀矿床的成矿作用,它可以是铀源,也可以是直接成矿的流体。发生地幔流体成矿作用的构造环境是拉张构造区和深大断裂区,因而其具有幔源岩浆发育、成矿物质幔源性、形成大型矿床或矿集区、特定的稳定同位素组成范围等特征。粤北铀矿集区具有相似的构造环境和成矿特征,笔者为此提出几点建议。     

云南省中部富碱斑岩成矿机理探讨

云南富碱斑岩由地壳深部的源岩分离熔融形成，该源岩则由早期侵入陆壳的幔源超基性岩与陆壳组分混合而成。斑岩成矿作用的成矿物质主要来源于岩浆，铅同位素资料表明它们有深部流体相、早期陆壳和幔源岩浆三种来源，但归根结底可能本区存在异常上地幔。地质地球化学综合分析认为，铜金等元素主要来源于幔源组分，铅锌等元素来源于陆壳组分，源岩重熔和岩浆演化使成矿元素得到进一步的富集。在不同的构造单元中，源岩的壳幔组分比、重熔程度等存在差异，因而富碱斑岩特征及成矿作用有别，出现两个成矿亚系列。     

交代岩石圈地幔与金成矿作用

交代岩石圈地幔与大型金矿床之间的成因联系受到越来越多的关注.研究成矿金属在地幔源区的富集程度和幔源岩浆中的金含量,以及金从地幔源区释放、迁移并大规模富集成矿的机制和过程可以帮助我们更好地认识交代岩石圈地幔对金富集成矿的重要作用.金是高度亲铜元素,同时还具有流体活动性,在地幔岩浆作用、岩浆热液演化和富集成矿等诸多过程中的行为较为复杂.主要从金的地球化学行为出发,通过梳理金在各类地幔岩石和幔源岩浆中的分布,以及岩浆热液中金的主要行为及其受控因素,探讨交代岩石圈地幔对巨量金成矿的关键控制机制.主要认识包括:（1）交代岩石圈地幔可能是形成大规模热液型金矿床的重要源区,但金在源区的异常富集可能并不是成矿的必要条件;（2）地幔交代组分（特别是挥发分）有助于金从地幔源区中有效释放、并通过跨岩石圈尺度的深大断裂迁移富集;（3）富挥发分的岩浆热液中金的富集沉淀过程远比一个富金的地幔源区对大规模金成矿作用的贡献更大.因此,深刻理解岩石圈地幔长期演化过程中金在地幔交代和岩浆-热液演化过程中的行为与富集机制是解析大型金矿床成因的关键.      

南海北部及其沿岸中、新生代壳幔相互作用与构造演化——纪念“陆缘扩张带”概念的倡导者陈国达教授

新生代火山岩中的深源捕虏体资料反映,南海北部及其沿岸地区岩石圈地幔的主体由主量元素易熔组分相对饱满的、同位素组成类似MORB-OIB型的、高温型的二辉橄榄岩所组成;但在其顶部残留有古老的岩石圈地幔,它由主量元素易熔组分相对贫瘠的、同位素组成类似EM型的、较低温的方辉橄榄岩组成。在下地壳底部,分布着由晚中生代幔源岩浆分离结晶和堆晶的基性麻粒岩。由此提出了该区中、新生代壳 -幔或岩石圈 -软流圈相互作用与构造演化的简略模式: (1)印支期 -燕山早期为地壳岩石圈厚度增大的华夏型后地台活化造山带环境;(2)燕山晚期岩石圈快速减薄(如拆沉作用),造山带拉伸塌陷,地壳深处并发生广泛的底侵作用; (3)始新世 -渐新世软流圈再次上涌(如地幔柱的影响),岩石圈地幔发生底蚀减薄,地壳也因为下部层的塑性流展和上部层的张裂拉伸而减薄; (4)中新世以来,由于地幔热源在拉伸环境中被释放,壳幔发生冷却,部分软流圈地幔转化为“新生的”岩石圈地幔。研究进一步说明,南海北部陆缘扩张是该区大陆构造演化到大陆活化造山带后期,在深部壳 -幔的相互作用下,岩石圈所发生的垂向减薄和侧向伸展,既不同于弧后扩张,也不是受控于大西洋式的海底扩张。     

华北地区三类岩石圈的壳幔岩石学结构与化学结构及其大陆动力学意义

根据地质和地球物理特征表现出的岩石圈不连续，华北地区可区分出鄂尔多斯克拉通型、燕山-太行造山带型和华北平原裂谷型三类岩石圈。依据岩石学方法、壳幔演化模型、造山带形成过程以及地震波速与岩石化学成分之间的关系，建立了华北地区三类型岩石圈的壳幔岩石学结构和化学结构，讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质结构、地壳和岩石圈地幔厚度的地质含义、岩石圈不连续在划分岩石圈单元中的作用及不同类型岩石圈形成的大陆动力学意义。     

大陆再造与钦杭带北东段多期铜金成矿作用

大陆再造与铜金成矿系统的研究是当前国际矿床学前沿领域。钦杭成矿带是我国21个重点成矿区带之一,也是扬子与华夏地块的拼贴带。近年,对钦杭带北东段一系列铜金矿床的系统研究表明,成矿作用与富铜金大陆地壳形成和随后的多期再造过程密切相关。晚中元古代-早新元古代,在被动大陆边缘的伸展环境,软流圈地幔部分熔融形成铁砂街岩群细碧岩和VMS型铁砂街铜矿。之后新元古代的洋壳俯冲,岛弧环境的俯冲板片部分熔融形成双溪坞岩群岛弧火山岩和VMS型平水矿铜矿体,其成矿流体主要来自于深循环海水,成矿物质主要来自于平水组幔源火山岩。随后发生的扬子与华夏地块的陆陆碰撞造山作用,新元古代双桥山群基底地层发生强烈再造,形成了受韧性剪切带控制的金山造山型金矿,富CO2变质流体的不混溶作用是金富集沉淀的最重要机制。早古生代,华南陆内造山作用导致新元古代双溪坞岩群和陈蔡岩群发生再造,形成了早古生代韧性剪切带及相应的造山型金矿(璜山、平水金矿等),金的富集沉淀与富CO2变质流体的演化密切相关。韧性剪切带及特征的富CO2变质流体,可以作为加里东期造山型金矿的找矿标志。晚中生代,古太平洋板块开始向华南大陆东南缘俯冲,位于华南内陆的德兴地区受到俯冲作用远程效应,导致德兴地区新元古代富铜金新生地壳部分熔融,形成低镁埃达克质岩及与其相关的银山和建德铜金多金属矿床,当部分熔融过程受到岩石圈地幔影响,则形成高镁埃达克质花岗闪长斑岩及超大型德兴斑岩铜矿。因此,钦杭成矿带北东段先后发生晚中元古-新元古代、早古生代和晚中生代多期铜金成矿。新元古代江南造山事件和稍早的板内岩浆作用形成了富铜金的新生地壳,为钦杭带北东段多期铜金成矿作用以及燕山期金属巨量堆积奠定了丰厚的物质基础,是该成矿带产出的关键控制要素。新元古代富铜金大陆再造是大型、超大型铜金矿床形成的一种重要机制。     

华北克拉通中生代下地壳置换：非造山过程的壳幔交换

华北克拉通内部前寒武纪麻粒岩地体和新生代火山岩的麻粒岩捕虏体的研究表明，前寒武纪下地壳与现今下地壳的是不同的。下地壳的主要置换发生在中生代。这表明，华北克拉通中生代的构造重大转折，不仅使得盆山格局发生了变化，而且下地壳和上地幔的组成和结构发生了变化。已发表的关于东部岩石圈减薄的机理有折沉作用、幔柱构造模式，均与造山带的演化相联系。本文注意到，华北克拉通最下部地壳的部分或大部都已被中代的下地壳置换，它们不仅发生在克拉通边部，而且发生在克拉通内部。因此华北克拉通中生代的下地壳被中生代的下地壳取代的作用，可称为华北克拉通中生代换底作用。中生代时期的华北拉通下可能存在有规模的地幔柱，强烈的壳幔交换是换底的作用的主要方式，热侵蚀和化学侵蚀的细节还不清楚。但可以推测这与造山带的演化没有直接关系，和造山带岩石圈根部的折沉作用有一般意义的底侵作用不同。     

斑岩铜-钼-金矿床：构造环境、成矿作用与控制因素

斑岩型矿床作为全球Cu、Mo、Au、Re等战略性矿产的主要来源，是国际矿床学界和矿业界长期关注的热点。最新研究表明，斑岩矿床既可以产于俯冲带岩浆弧环境，也可以产于与俯冲无关的非弧环境（主要包括碰撞造山环境、陆内造山环境以及活化克拉通边缘及内部），后者发育于中国大陆。文章在总结全球斑岩矿床时空分布规律的基础上，重点从成矿斑岩成因与成矿动力学机制、成矿金属来源、蚀变-矿化分带等方面，综述了2类斑岩矿床的研究进展，阐释并总结了控制斑岩成矿的主要因素与机制，以及相关研究方法。研究表明，全球斑岩矿床集中产于3大成矿域，形成时代以中、新生代为主。其中，环太平洋成矿域斑岩矿床时空分布不均，集中发育于美洲西海岸，主要形成于白垩纪以来较年轻的几个短暂时期；古亚洲洋成矿域斑岩矿床形成时间跨度于奥陶纪—早白垩世，具有“西Cu-Au东Cu-Mo、早Cu-Au晚Cu-Mo”的成矿特征；特提斯成矿域主要发育三叠纪以来的斑岩矿床，主体沿造山带分布，时间分布不均，同一构造带内发育不同时期的斑岩成矿作用；中国斑岩矿床与3大成矿域既显示出对应性，也有独特性和复杂性。弧环境成矿岩浆、金属Cu(Au)主要来源于交代地幔楔，大...     

滇西地区深部构造特征及其对成岩-成矿的控制作用

滇西地区地处扬子板块与印度板块之间特殊地带,是西南三江复合造山带的重要组成部分。地球物理资料揭示该区深构造特征复杂:地壳呈相对稳定的三层结构,其内部存在不规则低速透镜体;莫霍面自北而南呈近东西向阶梯式逐渐抬升,形态上隆坳相间;壳-幔界面存在明显的壳-幔过渡带,软流层地幔具有多层次隆起现象。深浅部构造呈现明显的立交桥式多层架结构。深部构造与区域成岩成矿关系密切:空间上,岩体与成矿的集中区分布体现出受由幔坡带所推断的深大断构造所控制,并与壳内低速体和壳-幔混合带存在垂向上的对应关系。岩浆岩岩石组合、岩石学和地球化学特征反映岩浆形成于壳-幔混合带物质的部分熔融,而地幔流体上涌是激发壳-幔混合带发生部分熔融的重要因素。研究认为,滇西地区燕山晚期-喜马拉雅期所处的特殊构造部位及经历的区域构造动力体制时空转换是形成深部特殊地质结构的动力学条件,并是激发强烈壳-幔相互作用的重要前提。在壳幔相互作用过程中,大量地幔流体携带成矿物质经由深大断裂上升至壳-幔混合带,激发其部分熔融,形成原始岩浆;随岩浆上升和分异演化,在构造有利部位成岩成矿,由此形成区域成岩成矿的一体化特点。而软流层幔的多期次脉动式上涌则是导致成矿多期性的内在因素。     

超越板块构造——我国构造地质学要做些什么?

对近十年来全球构造学和构造地质学的重要进展进行了简要评述.30年前建立的全球构造理论改变了人们对地球及其演化的认识.作为固体地球统一理论的板块构造主要涉及刚性板块边界之间的变形、地震活动和火山作用.至今还没有完整理论阐明板块运动的驱动力和地幔对流机制.板块边界和板内变形等许多问题仍然无法回答.大陆岩石圈和大洋岩石圈在成分、厚度和力学强度方面有明显的差别, 因此现有板块构造不完全适合于大陆构造.大陆地壳和地幔流变学的综合研究是认识大陆构造和超越板块构造的最佳途径.流变学是大陆造山带几何学和动力学的桥梁.大陆岩石圈对构造作用、重力作用和热作用的响应在很大程度上取决于其流变强度.岩石圈流变性质是岩石圈分层和塑性流动的主导因素.大量透入性变形和巨型大陆造山带内部构造显示非刚性特征.大陆构造和力学行为主要由地壳强度而不是地幔强度所控制.从大陆岩石圈多层性和力学强度不均匀性表征看, 现在是抛弃传统“三明治”构造模式的时候了.面对地球系统科学和地球动力学新思维发展趋势, 多学科综合研究大陆构造(造山带)和加速高水平构造地质学人才的培养是我国构造地质学发展的最紧迫任务      

新疆东准噶尔松喀尔苏铜金矿区斑岩型矿床成因研究

松喀尔苏铜金矿区位于卡拉麦里石炭纪陆相火山岩带。文章通过矿床地质、围岩蚀变、含矿斑岩、流体包裹体和同位素研究,探讨了矿床成因类型。研究表明,松喀尔苏矿床具斑岩型矿床的特征,铜金矿化体产于岩体接触带,围岩蚀变具有分带性,从岩体向围岩依次发育绢英岩化带、高岭石化带和青磐岩化带,绢英岩化带与成矿相关。含矿斑岩复式岩体系同期陆相火山活动产物,成矿作用在时间、空间和成因上与复式岩体中晚期花岗斑岩有关。花岗斑岩具有富水、富挥发性组分和岩浆爆破作用的氧化性岩浆特点,具有后碰撞花岗岩类的地球化学亲缘性,其岩浆起源于后碰撞挤压-伸展转换期的壳-幔岩浆过渡带。幔源岩浆注入、软流圈地幔底侵作用和壳-幔岩浆混合作用是形成含矿斑岩岩浆的主导因素。流体包裹体包括液相包裹体、气相包裹体和含子晶多相包裹体,激光拉曼探针分析表明,气相成分以CO₂和CH₄为主。成矿流体具有从高温、高盐度岩浆体系向低温、低盐度与大气降水混合的演化过程,流体沸腾或不混溶作用及温度、盐度降低是导致流体中成矿物质沉淀的主要因素。氢、氧同位素组成表明成矿流体以岩浆水为主,在成矿晚期混有大气降水。硫同位素具幔源硫的特征。铅同位素组成显示成矿作用起源于下地壳-上地幔过渡带的岩浆作用。综上所述,该矿床属于与陆相火山-侵入岩有关的斑岩型铜金矿床。     

A Metallogenic Model of Gold Deposits of the Jiaodong Granite-Greenstone Belt

An analysis of trace elements and isotopic geochemistry suggest that the ore-forming materials of gold deposits in the Jiaodong granite-greenstone belt have multiple sources, especially the mantle source. Seismic wave, magnetic and gravity fields show that the crust-mantle structure and its coupling mechanism are the fundamental dynamic causes for the exchange and accumulation of materials and energy in the metallogenic system. Considering the evolution history of the structural setting, the tectono-metallogenic dynamics model of the area can be summarized as follows: (1) occurrence of the greenstone belt during the Archean-Proterozoic-the embryonic form of Au-source system; (2) stable tectonic setting in the Paleozoic-an intermittence in gold mineralization; (3) intensive activation and reformation of the greenstone belt in the Mesozoic-tectono-mineralization and tectono-diagensis; (4) posthumous structural activity in the Cenozoic-destruction of orebodies in the later stage. In the middle and late Ind     

中国西北部成矿地质特征及找矿新发现

西北地区地处中亚构造域和特提斯构造域的交汇处,中间夹有塔里木克拉通和华北克拉通的西段。地质历史上,两个克拉通及其裂解的微陆块的形成和运动史,基本约束了中国西北部的构造发展历程。围绕克拉通及微陆块的显生宙造山带基本是其周缘增生的结果,由于大陆运移,其他大陆边缘增生的产物,在早三叠世(210 Ma)大陆汇聚中也添加了进来,这些造山带及其陆块边缘的增生是西北各种内生金属矿床的重要形成背景。同时,新元古代、晚古生代陆内与地幔柱有关的大火成岩省的发育,为铜镍等重要矿床的形成提供了条件。此外,在克拉通及其微陆块形成和后期的叠生盆地中,形成了重要的沉积和沉积变质矿床。西北地区近年来重要找矿发现,不断印证了西北克拉通边缘板块构造增生和板内幔源构造岩浆作用成矿的特点,并对传统的地质背景构造认识提出了挑战。这其中,最具经济价值和地质意义的是3个超大型金属矿床的发现:西天山早石炭世阿吾拉勒火山-次火山岩浆喷溢型磁铁矿矿床、东昆仑早泥盆世夏日哈木岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿床和西昆仑侏罗—白垩纪火烧云构造热液型铅锌矿床。阿吾拉勒磁铁矿矿床是中国首例火山-次火山岩浆喷溢型磁铁矿矿床,可与智利的拉科超大型典型磁铁矿矿床对比,且更具有经济价值,该矿床的勘查和研究为深入理解中亚造山带天山及其邻区石炭纪裂谷型火山岩浆作用与成矿提供了研究的范例;夏日哈木铜镍矿是中国近年来最重要的铜镍矿发现,探明镍资源量已达百万吨以上,该矿床的发现为查明中国早古生代末期新的岩浆铜镍成矿事件及其找矿潜力提供了研究新区;火烧云铅锌矿床是新近发现的具有超大型资源潜力的铅锌矿床,也是喀喇昆仑—三江造山带中蕴藏的中新生代巨型铅锌成矿带上最重要的成矿发现,为深化研究青藏高原东北缘巨型铅锌成矿带的成矿物质来源和构造控矿机制提供了新的基地。