大陆块体地球化学边界与成矿——兼论中国东秦岭金属矿集区的构造控制

地球块体不均一性边界存在地球化学急变带 ,控制大型矿床的分布 ;深部构造或隐性的构造面与地壳浅表形成的矿集区有明显的空间和形成机制耦合关系。地球化学急变带在大陆内部往往沿着一些古大陆边缘展布 ,与地壳下部和上地幔的深部构造或扩展到地幔的不连续面具有相联系的空间组合关系 ,反映壳幔相互作用对深部构造效应和大规模成矿热流体的控制。东秦岭金属矿化集中区的大型或超大型矿床沿古大陆边缘产出 ,并受地球化学急变带与地球物理梯度带交叉效应控制 ,揭示了深部构造对大型矿集区的制约。     

粤北盆地流体系统及其矿化特征

盆地构造演化流体系统矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程 ,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在 3种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关 ,形成海底火山热液沉积多金属矿床 ;凡口型流体与深部建造的循环热液有关 ,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床 ;红岩型流体与盆地成岩压实水有关 ,形成低温单一黄铁矿矿床。红岩地区盆地压实流体系统在盆缘古隆起地段形成红岩型黄铁矿矿带的同时 ,还形成特征的白云岩化作用。白云岩产状和组构、白云石“亮边”和“雾心”特征及地球化学特征表明 ,红岩型诸矿床的成因与盆地沉积物压实过程形成的流体有关     

剪切带构造-流体-成矿系统动力学模拟

剪切带构造成矿系统动力学模拟可以定量,并能展示成矿系统时空结构与发展,从而揭示其本质。可从质量平衡、输运反应耦合、转换界面成矿和动力分形弥散等四个方面对剪切带构造成矿系统动力学进行理论分析与数值模拟。质量平衡分析指出：（１）剪切蚀变作用过程中,各种物质组分发生了不同程度的迁移;（２）体积应变为增加型,金矿床定位于剪切带的扩容带中;（３）存在较大的流体与岩石比值,金矿体定位于流体流量最大部位。耦合成矿动力学模拟表明：（１）金属硫化物成矿作用发生于剪压构造变形岩相向剪张构造变形岩相转换的时空界面;（２）其决定因素是成矿元素的地球化学特性及成矿流体的特征和性状;（３）岩浆侵入后,形成以岩体为中心的温度梯度带,是热液成矿作用的主要动力之一;（４）成矿流体的流速可以促进混合热液的生长,剪切破碎带是强烈输运反应耦合成矿的有利场所。动力弥散作用过程理论分析与计算机模拟指出：（１）点源淀积弥散机制,Ｃ＝Ａρｖ２ｄｘｄｙｄｔｅ－ｋｒ／［２π（ｈ２－ｖ２ｔ）ｄｌ］;（２）分形弥散度,αｍ＝ｘｓ２Ｄ－１σ２（εｃ１－Ｄ）／２;（３）剪切带构造成矿系统是自相似的变形变质系统,在动力系统作用下,矿源系统与输运系统耦合,弥散作用发生;?     

黄铁矿热电性研究在谢家沟金矿评价中的应用

谢家沟金矿是胶东地区新发现的大型金矿床,矿床类型为“焦家式”与“玲珑式”的过渡类型。对矿床3种主要矿石类型、不同中段的22个矿石样品进行了黄铁矿热电性测试,结果表明黄铁矿以N型导电为主,早期形成的黄铁绢英岩中黄铁矿热电系数最大,主成矿阶段形成的黄铁矿—黄铜矿绢英岩次之,晚期的黄铁矿—黄铜矿石英脉最小;从+130m中段到+242m中段,N型黄铁矿的出现率逐渐变小,热电系数也随之下降,认为矿体的浅部已被剥蚀,N型黄铁矿出现率表现较好的连续性说明深部资源潜力很大。     

再论三江特提斯复合成矿系统

复合造山与复合成矿是中国区域构造演化与成矿的典型特色,其复杂的成矿物质来源、多变的构造驱动机制、丰富的成矿作用类型以及多期的活化改造过程一直是区域成矿理论研究的热点。西南三江特提斯造山带是中国复合造山的典型缩影,其经历了古生代与中生代原—古—中—新特提斯增生造山和新生代印度-欧亚大陆碰撞造山演化过程,具有复杂的复合造山演化时空格架。为系统阐释复合造山背景下的复合成矿作用,更科学地指导区域找矿勘查工作,本文在详细解析三江特提斯复合造山的基础上,依据成矿系统理论划分出与增生造山相关的原特提斯、古特提斯、中特提斯、新特提斯和与碰撞造山作用相关的挤压褶皱、拆沉伸展、挤压走滑、伸展旋扭等成矿系统;发现复合成矿作用显著,并识别出四类5个主要复合成矿系统,包括昌宁—孟连带增生-碰撞造山海底喷流(VMS)型Pb-Zn-Cu+岩浆热液型 Mo-Cu、义敦岛弧和腾冲—保山地块增生+碰撞造山岩浆热液型 Cu-Mo-Sn-W、兰坪盆地碰撞造山盆地卤水(MVT)型Pb-Zn+岩浆热液型 Cu-Pb-Zn-Ag 和扬子西缘碰撞造山富碱斑岩Au-Cu-Mo+造山型Au;详细解剖各复合成矿系统组成要素和形成机理,据此凝练出复合成矿系统理论,即指复合造山构造转换时空域中不同时期多种成矿作用或者同一时期不同成矿作用复合形成的地质系统;提出构造转换复合于早期岛弧带或者裂谷带是形成复合成矿系统的主要机制。     

西藏冈底斯地块中新生代中酸性侵入岩浆活动与构造演化

冈底斯地块上的中新生代中酸性岩浆活动,是北部班公湖-怒江和南部雅鲁藏布两个特提斯演化及其后的陆内汇聚碰撞造山和后造山伸展等大地构造事件的完整记录.地块上的中酸性岩浆活动可划分为3个带,其中北部岩带岩浆岩形成于燕山期,其类型从早期的Ⅰ型到中期的过渡型演化为晚期的S型,分别形成于板块俯冲-缝合-碰撞等构造条件下,是北部班公湖-怒江特提斯演化的集中反映.中部和南部岩浆岩带则集中体现了雅鲁藏布特提斯时空演化的完整经历.其中,南部岩带岩体以燕山晚期为主,喜马拉雅早期次之,成因及形成环境与特提斯洋壳向北俯冲作用密切相关(燕山晚期),同时俯冲结束后的同碰撞条件下的岩浆活动在该岩带内也有明显的反映(喜马拉雅早期);中部岩带岩体以喜马拉雅早期为主,燕山晚期次之.岩体大部分为同碰撞环境下岩浆活动的产物,它表征了随着洋壳板块向北俯冲程度的加深和强度的加剧,岩浆活动中心在不断向北迁移,并最终缝合碰撞的过程.因此该岩带内岩浆岩主要形成于俯冲的晚阶段及缝合后的同碰撞条件下.喜马拉雅晚期的小斑岩体实际上广泛出露于整个冈底斯地块上,它反映的是该区在经历了碰撞造山后发生的陆内伸展的构造过程.     

青藏高原壳幔形变数值模拟研究

现有数值模拟研究已在很大程度上较合理地给出青藏高原演化运动学和动力学过程的图像。利用连续介质快速拉格朗日分析方法,笔者进行了青藏高原壳幔形变数值模拟研究。据此得到的青藏高原三维壳幔形变特征反映纬向上主碰撞带远、近程效应的差异和经向上地壳物质“逃逸”的存在,印证了青藏高原形成过程中南北双向挤压、而且南部作用大于北部作用的可能应力场特征。青藏高原壳幔形变不仅强烈依赖于随深度变化的岩石力学性质及其距离挤压作用前锋带的远近,而且存在强烈的横向不均一性。同时,强应变(剪切)带的存在对高原岩石圈形变具有重要影响,高原形变过程中地壳尺度的耦合流及壳-幔解耦共存。但是,常规数值模拟研究尚存在很大局限性:(1)物理-力学模型单一;(2)几何模型简单;(3)边界形态与条件理想化;(4)模型内部块体划分粗糙;(5)不连续体介质处理困难。借助具有可处理大形变能力的4-D数值模拟方法,将观测资料与数值模拟相互补充是深入研究青藏高原壳幔形变的关键。     

鄂尔多斯盆地多种能源矿产分布及其构造背景

借助“成矿系统”的思维, 探讨鄂尔多斯盆地成矿(藏)系统形成机制及其构造背景.盆地于中生代处于大地构造体制转折的重要阶段, 盆地边缘的造山活动显著, 盆内亦分别于晚三叠世、晚侏罗世与晚白垩世左右发生过3次构造热事件.区域构造体制转换事件导致了多种成藏(矿)作用的发生.盆地内部的构造热事件引发了有机流体的活动, 周缘造山作用产生了向盆内流动的无机含铀热液.有机和无机流体的活动过程中存在相互作用, 有机流体的存在形成氧化-还原障, 导致无机流体关键物理化学参数的转变, 在氧化-还原界面处成矿.突变成矿和界面成矿是多种能源矿产成矿过程的主要机制.      

中条山西南段中生代热液成矿系统分析

中条山西南段铜镍、铜铁、金矿与中生代中酸性岩浆活动有关,成因类型为高-中低温热液型.矿体严格受断裂构造控制,不同矿产形成与矿源岩有关,铜镍矿、铜铁矿和金矿分别产于变基性侵入岩、变基性火山岩和片麻岩中,构成了中条山西南段中生代构造-岩浆-热液成矿系统.这一成矿系统是同一能量场和流体场、不同矿源场之间耦合的结果.根据成矿系统分析,该区具有很好的找矿前景,预测在不同矿源复合叠加地段,还有铜铁金、铜镍金、铜铁镍矿床产出,地质找矿应部署在中生代中酸性岩体的分布区.     

大陆动磁变化对成矿元素富集的影响——以吉林夹皮沟矿集区为例

多次交变的应力引起岩石磁性的变化称之为动磁。本文以吉林夹皮沟矿集区为例,通过磁力与成矿元素之间吸引或排斥关系,应力与岩石磁化率和应力与岩石剩余磁化强度等变换规律,探求大陆动磁变化对成矿元素富集的下列影响。1)当铁矿层或磁铁石英岩层褶皱时,金元素易在磁铁矿含量高、动磁强度大的部位(即褶皱转折端或两翼)富集。2)对非铁磁性介质,构造透镜体中的含金性既与低压区有关也与高压区有关,两者共性是沿磁能加大的方向有利于金元素的富集。对含矿围岩则相反,岩石磁性强、弱与岩石含金量呈反比。3)流体内非铁磁性物体动磁的变化对成矿元素富集的影响,主要表现在物体的总力—位移—剩磁—运行轨迹—成矿元素分异和富集的对应关系上。4)大陆动磁频度变化对成矿元素富集的影响,反映为同一构造带大陆碰撞频度与动磁强度呈反比,元素富集不明显;而不同方向构造叠加的频度与动磁强度呈正比,有利于元素富集。这些影响将拓宽和加大大陆动力学与成矿作用间的研究内容和深度。