现代海底热液成矿作用

从现代块状硫化物矿床成矿特征对比角度,总结分析了世界现代海底喷流的块状硫化物成矿堆积,综述了现代海底块状硫化物成矿主要形成于洋壳和岛弧环境的实际观察结果,突出强调了洋壳环境和岛弧或陆壳环境两种成矿环境对成矿类型分类的意义。对上地幔部分熔融岩浆来源与地壳物质可能带入、火山喷发岩浆系列的演化和对热液成矿作用的控制进行了讨论,对比分析了岩浆流体对成矿的重要贡献和控制作用,以及成矿热液循环体系形成的条件和模式。     

中国与基性—超基性岩有关的Cu－Ni（Pt）矿床成矿系列类型

中国与基性—超基性岩有关的Ｃｕ－Ｎｉ（Ｐｔ）矿床，主要形成于以前寒武系为基底的大陆裂谷，部分形成于增生褶皱带中显生宙地层为基底的裂陷槽环境。根据形成时代、当时所在的构造环境单元及成矿岩浆系列，划分为９个矿床成矿系列和８个矿床成矿亚系列。成矿时代以元古代、晚古生代为主。现今，矿床主要分布于地台边缘，造山带中也有产出，但不代表其当时形成的地质背景。成矿物质来源为上地幔，原始岩浆以上地幔部分熔融的高ＭｇＯ拉斑玄武岩（拉斑橄榄玄武岩）岩浆系列为特征，也有钙碱性岩浆（喀拉通克）和科马提岩岩浆系列（桂北）。地壳物质混染比较普遍。矿床成因类型主要为岩浆熔离型，且以硅酸盐岩浆上侵前的深部熔离作用为主。还有热液成因类型（煎茶岭）。矿床成矿系列的时空分布与中国大陆的构造演化密切相关     

塔里木陆块周缘岩浆Cu-Ni-Co硫化物矿床形成的探讨

因新发现的夏日哈木超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床成岩成矿研究存在争议,对岩浆铜镍钴硫化物矿床的成因机制又引发新一轮的关注。中国造山带中铜镍钴硫化物矿床具有鲜明的分布特点,20世纪80年代东天山黄山东等一批岩浆铜镍钴硫化物矿床的发现,曾经提出蛇绿岩形成铜镍钴硫化物矿床的观点,而后出现了洋壳削减闭合陆-陆碰撞后新生陆壳裂陷槽环境形成铜镍钴矿的主流认识;进入21世纪后,随着塔里木早二叠世大火成岩省的提出,开始将东天山和新疆北山的岩浆铜镍钴硫化物矿床与塔里木大火成岩省的形成关联起来,并认为是地幔柱作用的结果。但随着研究的深入,由于含铜镍钴镁铁-超镁铁岩地球化学具有典型的岛弧特征,又将东天山铜镍钴矿床的形成与俯冲削减的板片再次联系了起来,导致岩浆型铜镍钴硫化物矿床形成背景还存在较大争议。我们认为岩石微量元素显示岛弧信息,是俯冲交代及地壳混染引起的地球化学屏蔽效应;铬尖晶石成分及所反映的氧逸度环境指示为张性环境,而非岛弧。塔里木陆块周缘3期岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿代表了中国最重要的3期成镍事件,实际反映了塔里木陆块在全球大陆聚散演化中与超大陆之间关键的聚散事件:(1)新元古代金川Cu-Ni-PGE矿成矿代表了由于地幔柱作用以塔里木、扬子和西澳大利亚陆块之间的裂解为起点的罗迪尼亚超大陆裂解事件,直至早古生代形成原特提斯洋-古亚洲洋;(2)早古生代末夏日哈木Ni-Co矿则是代表冈瓦纳大陆南部裂解从而形成古特提斯洋的标志性事件;(3)晚古生代早二叠世坡一Cu-Ni矿应是地幔柱作用潘吉亚超大陆生长大火成岩省的深成相组成。本文系统总结了3个矿床的成矿特征,并对比了3个矿床的区别。尽管坡一在3个矿床中有基性程度最高的母岩浆,但坡一相对于夏日哈木、金川显示出低的地壳混染程度,特别是地壳硫混染程度,这可能是坡一成矿相对差的主要原因。此外坡一不仅地壳混染程度低,且其混染了较多的钙质,抑制了硫化物饱和。     

昆仑古特提斯构造转换与镍钴锰锂关键矿产成矿作用研究

【研究目的】 特提斯构造域研究愈来愈显示为原特提斯、古特提斯和新特提斯三分的特点,其中古特提斯洋的形成演化及其成矿作用的研究较为薄弱。【研究方法】 本文根据东昆仑夏日哈木早泥盆世超大型镍钴硫化物矿床、帕米尔玛尔坎苏晚石炭世大型火山源沉积型富锰矿和西昆仑大红柳滩晚三叠世大型伟晶岩型锂铍矿床发现事实,将它们成矿的构造地质背景演化作为主线关联起来研究,提出它们分别代表了古特提斯裂解、大洋扩张和闭合后碰撞构造转换结果的认识。【研究结果】 认为与古亚洲洋同期的原特提斯洋于志留纪末碰撞闭合后,在冈瓦纳大陆北缘由于地幔柱作用改造的软流圈发生部分熔融而裂解,形成了以夏日哈木与裂解背景幔源镁铁—超镁铁岩有关的超大型岩浆镍钴硫化物矿床;随着进一步扩张,在早石炭世形成了古特提斯成熟大洋,由于大洋中脊喷发提供的成矿物质,在晚石炭纪随着大洋快速扩张向消减的转换,洋底碳酸盐岩沉积中形成了玛尔坎苏大型富菱锰矿矿床;古特提斯洋闭合后于中三叠世进入碰撞造山阶段,于晚三叠世后碰撞阶段地壳重熔形成的S型花岗岩高温热液流体,并造就了大红柳滩大型伟晶岩型锂铍矿床。早晚古生代之交是古特提斯洋裂解的开始,此时秦祁昆洋为代表的原特提斯主洋已经闭合,作为原特提斯洋弧后盆地的古亚洲洋尽管尚未闭合,但夏日哈木镍钴矿床则是原特提斯造山后陆壳再次裂解的产物,并非形成于原特提斯洋岛弧或后碰撞的环境;锰是亲石元素,岩浆作用中不富集,而在外生沉积作用中富集,说明古特提斯早石炭世新生洋壳是富锰的,淋滤出的锰离子在晚石炭世相对宁静洋底深处碱性环境中形成沉积型碳酸锰矿,代表了较为强烈的岩浆作用阶段向相对宁静的沉积环境的转换;大红柳滩S型花岗岩基及其大规模伟晶岩型锂铍矿的产出,则反映了强烈的碰撞造山作用导致的地壳重熔的地球动力学背景,应是古特提斯洋缝合造山后或后碰撞伸展的环境。【结论】 就已有的成矿事实,东昆仑康西瓦—阿尼玛卿古特提斯缝合带与南部巴颜喀拉的西金乌兰—金沙江和羌塘的龙木错—双湖古特提斯缝合带相比,更富有地质意义。     

东昆仑夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床成矿特征

超大型岩浆镍钴硫化物矿床的形成多与大陆裂谷或地幔柱活动密切相关,是何种机制促使深部幔源金属元素超常富集于东昆仑造山带而形成超大型岩浆镍钴硫化物矿床呢?文章通过剖析夏日哈木岩体及矿体基本特征,发现赋矿岩体整体呈东宽西窄的楔状体,以富集轻稀土元素、贫重稀土元素以及Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素的亏损为特征,镍钴矿体主要富集于辉石岩和橄榄岩中,西段矿石富,东段矿石贫,矿石品位与橄榄石含量呈正相关关系.精细矿物学研究发现,寄主矿物"巨型"斜方辉石所包裹的橄榄石Fo值及Ni含量从核部到边部均增高,揭示含矿岩相侵入过程中可能存在至少2次岩浆活动.由橄榄石和铬尖晶石成分分析,推测夏日哈木母岩浆为低Ti、高Mg的拉斑玄武质岩浆,可能起源于软流圈地幔.结合区域构造演化和岩体形成时代,认为东昆仑夏日哈木镁铁-超镁铁质岩体形成于伸展环境,深部部分熔融形成的岩浆多次脉冲上涌叠加,地壳混染对硫化物达到饱和具有关键作用,于柴达木盆地南缘东昆仑造山带中构造薄弱部位成岩成矿,可能是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解岩浆镍钴成矿响应的表现.该认识对丰富造山带中的岩浆镍钴硫化物矿床成矿理论研究、拓宽岩浆镍钴矿床找矿空间与潜力、支撑并指导区域找矿新突破,具有重要作用.     

现代海底热液成矿作用

从现代块状硫化物矿床成矿特征对比角度,总结分析了世界现代海底喷流的块状硫化物成矿堆积,综述了现代海底块状硫化物成矿主要形成于洋壳和岛弧环境的实际观察结果,突出强调了洋壳环境和岛弧或陆壳环境两种成矿环境对成矿类型分类的意义。对上地幔部分熔融岩浆来源与地壳物质可能带人、火山喷发岩浆系列的演化和对热液成矿作用的控制进行了讨论,对比分析了岩浆流体对成矿的重要贡献和控制作用,以及成矿热液循环体系形成的条件和模式。     

西北地区重要金属矿产成矿特征及其找矿潜力

西北地区主要金属矿产种类繁多,大中型金属矿床309处。其地处大陆腹地,以塔里木陆块为主体,东接华北地台西段的阿拉善地块,南、北分别由众多微陆块镶嵌的显生宙造山系构成。北造山系以天山-兴安岭华力西造山系的西段为主体,向北接有阿尔泰-额尔古纳加里东造山系,间有准噶尔、伊犁等微地块。南造山系则自北向南依次由秦祁昆中央造山系中西段、松潘甘孜造山系等组成,间有中祁连、柴达木等微地块。构造复杂,是典型的陆内造山带发育地区。总体上处于古亚洲造山区,南接特提斯造山区,东叠环太平洋造山区。西北地区以元古宙-古生代金属成矿为显著特色。岩浆熔离型铜镍矿床、块状硫化物铜多金属矿床、海底喷流(气)型铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床、矽卡岩型钨矿床及热液蚀变岩型金属矿床是主要的成矿类型。依据时空统一、区域地质构造和成矿演化,结合成矿理论分析,西北地区成矿单元划分主要处于3个成矿域:自北而南古亚洲成矿域、秦祁昆中央成矿域和特提斯成矿域。古亚洲成矿域主要由阿尔泰、西天山-西南天山、东天山、北山成矿带组成,夹持有准噶尔盆地和塔里木盆地,以晚古生代内生矿床产出为特点。秦祁昆中央成矿域以自西而东主要有西昆仑-阿尔金、祁连山、东昆仑、秦岭成矿带构成,祁连山、东昆仑之间夹持有柴达木盆地,以元古宙、早古生代内生矿床成矿为显著特点。特提斯成矿域仅出露于青海的南部,三江成矿区的北段以中新生代成矿为特点。已有的矿产资源资料和最新地质大调查专项工作进展表明,在西北地区广大的找矿空间和良好的成矿条件基础上,需重新认识成矿地质背景,科学地确定主攻方向,以新发现的十余处具有大型-超大型金属矿床潜力的远景区为勘查重点,集中攻关,加强综合性研究,实现地质找矿重大突破。     

块状硫化物矿床的类型、分布和形成环境

从全球视野全面概括了块状硫化物矿床的成矿背景和成矿类型,突出强调了洋壳和岛弧或陆壳两种成矿环境对成矿类型分类的重要性,并探讨了由于洋、陆转化过程中过渡环境的存在对两种成矿类型亦存在过渡的成矿复杂性,分析评述了块状硫化物矿床在全球各大陆块及其主要造山带中的地质分布和成矿特点。已发现矿床数量北半球明显发育,南半球发现稀少,太古代和中新生代是火山成因块状硫化物矿床的最主要形成期,其次是晚古生代,而中国则以早古生代的发现最为重要,与全球的情况有显著差异。探讨了全球块状硫化物矿床的形成演化和主要形成环境,强调了在地质历史上造山带中可能保存下来代表弧后盆地洋壳环境的蛇绿岩中寻找火山成因块状硫化物矿床的重要性。介绍了利用高场强元素对火山成因块状硫化物矿床构造背景的判别方法。     

对小岩体成矿的认识及其找矿意义

小岩体成大矿是汤中立院士通过对岩浆铜镍硫化物矿床的勘查研究提出的学术认识,在矿床勘查实践中,发现小岩体成矿是存在于与侵入岩浆作用有关的内生矿床的普遍特征,研究小岩体成矿有助于深入认识成矿作用的关键环节和指导找矿实践。在讨论小岩体成矿的概念和定义的基础上,对小岩体成矿作用进行了分类研究,将其划分为岩浆不混溶和岩浆热液两大类型。岩浆不混溶类型又进一步划分为硫化物熔离和氧化物分凝两个亚类;岩浆热液类型则进一步划分为气液交代、气液充填交代和接触交代三个亚类。并对小岩体成矿的机理进行了认识总结,初步提出4种机制:深部熔离-多次贯入成矿、岩浆通道成矿、脉冲成矿和脉动与复合叠加成矿。讨论了隐伏和半隐伏小岩体识别的找矿价值和小岩体含矿性判别及其关键因素。