东昆仑早石炭世火山岩的地球化学特征及其构造背景

东昆仑早石炭世火山岩主要沿昆中缝合带及其旁侧分布,岩性以玄武岩为主,之后亦有安山岩和英安岩产出,先后形成于洋脊、洋岛和岛弧构造环境。洋脊玄武岩Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＲＥＥ含量和ＦｅＯ／ＭｇＯ比值低,钙、铁、镁高,轻重稀土元素分馏差。岛弧玄武岩硅、碱、铝和ＲＥＥ含量以及ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ比值高,镁、铁质低。洋岛玄武岩ＴｉＯ２和Ｐ２Ｏ５高,Ｋ２Ｏ低,ＲＥＥ和ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ介于前二者之间。火山岩的构造背景表明,早石炭世昆中断裂带以“开”为主,形成洋脊玄武岩和洋岛玄武岩;早石炭世末转为“合”,形成岛弧型玄武岩、安山岩和英安岩。洋脊玄武岩的识别,对于研究区域构造及其演化甚为重要。     

素填土的自然固结特征、固结机理及其利用

工程实例的试验成果表明：素填土在自然状态下将产生固结,但这种固结除了受自身重力作用外,还受到雨水下渗、阳光照晒和风力风干等因素的影响,且上部主要受雨水下渗、阳光照晒和风力风干的影响,下部则主要受自身重力的作用。因此素填土的这种固结不是单纯的自重固结,我们称之为自然固结。试验结果还表明：经过一定时间后,在雨水下渗和阳光照晒和风力风干的作用下,上部一定深度内的素填土固结度较好,且形成“硬壳层”,填筑时间四年的素填土在6m深度内,其力学性能相当或接近于夯击能为2160kN·m的夯填土,因此可以作为对沉降敏感性要求不高的轻型低型建筑物和道路、小荷载的持力层,这既可节省工程造价,且也是安全的。     

小岩体成大矿学说的内涵和意义

内生金属成矿系统被认识到是一种复杂性动力系统,而成矿作用则是一种非平衡、非线性过程。在这种理论框架下,成矿作用首先是一种物理过程,成矿系统是一种流体驱动的地质子系统。小体积岩浆系统也是一种流体驱动的地质子系统,因而小岩体与内生金属成矿作用具有内在的联系,揭示小岩体与成矿作用的内在联系是实践复杂系统成矿理论的关键环节。笔者列举了流行岩浆热液成矿理论的一些常见矛盾,阐明了小岩体成大矿学说的重要意义。基于岩浆系统时空结构的分析,小岩体可以划分为无根小岩体和有根小岩体,后者可以进一步划分为头部小岩体和通道小岩体。由于流体中成矿金属的溶解度与P-T呈正相关,大型-超大型矿床主要与无根小岩体有关。在小体积岩浆成矿系统中,透岩浆流体起了关键作用。透岩浆流体不仅向岩浆体注入了大量成矿金属,也是岩浆快速上升的触发机制和多源区近同时部分熔融的根本原因。这种特征决定了小岩体往往呈岩体群产出,而不是孤立的单个岩浆侵入体。岩浆快速上升造就了成矿期的近场应力场以主压应力分布在竖直方向为特征,后者进一步决定了小岩体群的空间展布形式。据此,小岩体可作为有效的可填图找矿标志。可以说,小岩体成大矿学说为研究岩浆动力学打开了新的窗口,是区域成矿预测的基本依据和重塑内生金属矿床成矿学的里程碑。     

超临界流体的快速泄出:来自霓辉石英脉的证据

河南外方山地区熊耳群火山岩中新发现了一种霓辉石英脉群,脉表现出独特的矿物组合及晶体特征,如霓辉石英脉具有复杂的矿物组成,表现出强烈的不平衡特点;霓辉石英脉具明显的对称分带特征,各分带中矿物组成及特征显著不同;存在具熔蚀边结构的钾长石-霓辉石集合体团块;霓辉石具在明显核幔结构,内核化学成分与幔边部存在较大差异;钾长石晶体元素分布存在似"文象"结构,表现出Fe元素的熔体分离特征;脉中矿物普遍发育环带结构;霓辉石英脉交代致密火山岩围岩形成蚀变带,新生大量榍石、霓辉石等矿物且含量随着与脉壁距离的增加急剧减少,显示出强烈的流体/气体扩散交代作用.霓辉石英脉独特的矿物组合及晶体特征反映了其成因的复杂性以及生长环境的变化.根据霓辉石英脉矿物的特点,推测其源于流体、熔体和晶体的混合物,并经历了快速侵位、快速冷却的过程,因而能够保存流体演化各阶段的结晶信息,保留不同成因的晶体群.外方山霓辉石英脉矿物可划分为捕虏晶亚群、熔体晶体群、超临界流体亚群、热液晶体亚群和凝聚晶体亚群等.外方山霓辉石英脉矿物晶体群的深入研究可能有助于揭示岩浆熔体向流体转换的机制及侵位机制,进而可揭示岩浆-流体成矿作用.     

岩浆通道成矿系统

全球最主要的岩浆铜镍硫化物矿床基本特征是:(1)矿石与围岩边界平直,呈侵入接触关系;(2)"矿浆"在岩浆成矿系统的晚期上侵就位;(3)矿体赋存于岩浆通道中.已有的成矿模型不能同时解释这三个基本特征,暗示必须进一步理解岩浆铜镍硫化物矿床的形成机制.最近几年我们的研究发现岩浆铜镍硫化物矿床中典型矿石具有如下特征:(1)矿石中存在流体晶矿物组合,它们既不同于岩浆岩中的矿物组合,也不同于变质岩中的矿物组合,推测是从流体中直接结晶的产物;(2)铜镍硫化物矿床中不同部位矿体中矿石存在显著的成分变化,前锋端矿石以富Ni为特点,尾端矿石富含Cu、Pt、Pd.据此,本文提出了"岩浆通道成矿系统"的新模型,试图整合解释岩浆铜镍硫化物矿床中的各种观测事实.所谓岩浆通道成矿系统,系指岩浆演化晚期,"矿浆"运移和就位的空间及其相关成矿要素的组合.该模型强调:(1)深部岩浆房在岩浆矿床的形成过程中起着非常重要的作用,"矿浆"定位于岩浆成矿系统演化的晚期;(2)矿浆具有整体的流动性,因而提出了"岩浆通道前进方向"的概念;(3)所谓的"矿浆"实际为富含矿熔体-流体流,后者因失去挥发份而呈"矿浆"状,以大的流体体积和流体/熔体比值为特征.数值模拟表明,往硫化物矿浆加入挥发份流体可以显著提高矿浆的上升能力.当加入的挥发份流体达到30vol.%时,受到质疑的密度问题将不复存在,矿浆具有快速上升到浅部地壳的能力.但是,如此富含挥发份的矿浆也不再是传统概念上的矿浆,而是含矿熔体-流体流.此外,由于流体超压等原因,含矿熔体-流体流利用先存的构造薄弱面快速上升,形成岩浆通道,并在有利的部位卸载成矿金属形成矿体.因此,矿体常常侵入切割围岩.     

河南汝阳地区竹园沟钼矿地质特征、成矿时代及地质意义

位于东秦岭钼成矿带内的河南汝阳钼铅锌多金属矿田是国内近几年发现的大型矿床集中区,区内发育东沟超大型斑岩钼矿床、竹园沟大型钼矿床和老代仗沟、西灶沟、王坪西沟等大型铅锌矿床。介绍了竹园沟大型钼矿床的地质特征,并利用Re-Os同位素定年方法对竹园沟钼矿体中的辉钼矿进行了成矿年代的测定,获得辉钼矿同位素的模式年龄为(122.2±2.3～119.6±2.2)Ma,平均为120.9Ma±2.3Ma。该成矿年龄显示竹园沟钼矿的成矿时代与汝阳南部其他钼铅锌等多金属矿床的形成时代相近,表明汝阳南部钼铅锌多金属成矿带成岩成矿年龄(120～110Ma)的一致性,均形成于统一的地球动力学背景,即中生代晚期中国东部岩石圈大规模伸展时期的板内拉张环境。     

秦岭—大别山地区钼矿类型与矿化组合特征

秦岭—大别山地区是中国乃至世界上重要的有色金属、贵金属成矿带,钼矿为本地区最具特色的矿产,并且分布广、类型多、储量大。根据钼矿赋存状况、与岩浆岩的空间关系、矿物组合、矿体产状、热液蚀变等特征,初步将秦岭—大别山地区的钼矿床划分为5个类型7个亚型和10个矿床式。不同类型矿床中成矿元素的分布组合特征不同,可分为3种矿化组合,即Mo(Mo-W-Re)、Mo-Cu-Fe和Mo、Pb、Zn、Ag、Au。根据新的成矿理论,不同类型钼矿的成矿流体与熔体的关系是不一样的,可以分出4种关系。秦岭—大别山地区钼矿类型的系统划分,对本区钼矿的找矿勘查工作提供了理论支撑,具有重要的理论和经济意义。     

大兴安岭—小兴安岭地区中生代岩浆-构造-钼成矿地质事件序列的初步框架

兴蒙造山带是中国一条重要的成矿带.通过近几年的调查研究,以及大量人力、物力和资金投入,在该区发现了一批大、中型钼矿床,但是钼矿产出的区域地质背景还不是很清楚.对该区中生代A型花岗岩类、地质图分析以及钼矿的研究得知:(1)研究区印支期和燕山期是两个独立的造山旋回,印支期造山在220～200Ma左右结束,以区域上发育一套碱...     

岩浆热液成矿理论的失败:原因和出路

流行的岩浆热液成矿理论假定含矿流体由岩浆分异作用、特别是分离结晶作用产生。由于大型、超大型矿床往往与小岩体有关,而小体积岩浆不能满足质量平衡的要求,其支持者进一步假定含矿岩体的深部存在一个大岩浆体。这种解释与矿区观察到的地质现象和理论推导结果相悖:(1)含矿斑岩中常见暗色微粒包体和大量具有较高密度的矿物,表明岩浆没有发生分离结晶作用;(2)流体的活动性远大于硅酸盐熔浆,没有证据表明岩浆分异产生的流体要在熔浆固结之后才开始活动;(3)矿区普遍见有同成矿的宽谱系岩墙群,暗示成矿期不存在大的深部岩浆房。因此,岩浆热液成矿理论遭遇的困境不仅仅是质量平衡问题,有必要重新思考岩浆相关矿床的形成机制。岩浆热液成矿理论失败的深层原因则是它将成矿作用看作是理想系统中的平衡线性过程,而成矿系统实际上是一种复杂性动力系统,成矿作用是一种非平衡、非线性过程;换句话说,在流行的岩浆热液成矿理论中,对成矿系统和成矿作用的基本属性缺乏正确的理解。在当今科学发展水平上,其失败是必然的,因而有必要构筑新的成矿理论。依据复杂性科学的基本原理,罗照华等(2007,2009)将熔浆和含矿流体看作是成矿系统中2个独立的子系统,认为它们的强相互作用及其环境约束主导了成矿系统的戏剧性变化;进而构筑了一个新的框架性模型,称为透岩浆流体成矿理论。该理论不仅可以解释比流行岩浆热液成矿理论更多的地质现象,还可以推导潜在的具体找矿标志,可能成为岩浆相关矿床成因研究的新起点。