我国与盆地流体有关的若干特殊矿床类型

盆地流体广泛参与了沉积物的成岩、后生、成油成气、和成矿过程。在我国,相继发现了一些具有中国特色的、与盆地流体有关的重要矿床类型,包括沉积岩容矿的微细浸染型金矿床、碎屑岩系中的金-锑-钨矿床、锡-多金属矿床、银-多金属矿床等。从不同侧面揭示了盆地流体成矿的某些重要特征。     

论我国微细浸染型金矿床与沉积盆地演化的关系——以右江盆地为例

对华南右江盆地中某些微细浸染型金矿床开展了系统的地质学、组构学以及矿床地球化学研究。地质学和组构学研究表明，这类矿床具有大量的沉积阶段－成岩阶段的成因特征，在沉积物沉积－成岩期间就已经成矿。矿化与碳酸盐岩孤台的密切联系和丰富的成岩期软变形组构，表明成矿与控制海底地形的同沉积期断裂活动密切相关。而大量泄水构造和液化层理的出现则表明，在沉积物成岩阶段，沉积柱中曾有大量流体的活动。而且这种盆地流体的活动与成矿有密切关系。丰富的生物－有机成因组构则显示，成矿与沉积有机质的演化有着密切的内在联系。另外，矿床没有显示出与岩浆活动的任何关系。因此，右江盆地的微细浸染型金矿床与美国的卡林型金矿床不同，可能是离散大陆边缘张性盆地演化过程中盆地流体活动的产物之一。这一认识也得到地球化学研究不同程度的支持。     

右江沉积盆地演化与微细浸染型金矿床成矿作用关系探讨

右江沉积盆地在大地构造位置上被称为右江印支褶皱带,其沉积-构造演化可划分为3个阶段:大陆边缘裂谷、弧后裂谷和坳陷盆地.桂西北地区是右江盆地的主体部分,该区典型微细浸染型金矿床(金牙、高龙)的含矿硅质岩特征、矿床的地质特征、地球化学特征、矿石组构学特征一致表明矿床在沉积成岩期已形成,矿床属同生沉积成因.矿床的形成与右江沉积盆地演化密切相关.裂谷环境、盆地的岩相古地理、同沉积断裂等因素对矿床的形成起重要的控制作用.     

华北克拉通北缘的中元古代多旋回复合盆地及其地质意义:来自碎屑锆石U-Pb年龄的统计学证据

华北克拉通是划分我国中元古代地层序列的标准地区,查明华北地区各中元古代盆地的发育与演化机制、寻找长城系下部1. 80～1. 65Ga的沉积盖层、完善1. 4～1. 0Ga待建系标准剖面,是我国中元古代综合地层学研究亟待解答的三个主要问题。现有资料显示,华北北部的燕辽盆地缺失长城系底部地层,南部熊耳盆地各地层小区的蓟县纪-待建纪盆地演化过程差异较大。与之相比,北缘盆地的中元古界相对完整且较连续出露,是系统开展中元古代年代地层学和盆地动力学研究的理想对象。鉴于狼山地区的"中、新元古界"已被重新厘定为新元古界狼山群,中元古代的华北北缘盆地应以渣尔泰群、白云鄂博群、腮林忽洞群和化德群为代表。由于缺乏火山岩夹层年龄的有效约束,与这些地层单元的时代划分、区域对比和盆地类型有关的认识分歧,普遍发端于对碎屑锆石年代学数据的不同理解。因此,本文对渣尔泰群和白云鄂博群的部分层位进行了碎屑锆石年代学研究,并全面收集了北缘盆地碎屑锆石年代学研究的相关数据,参考新近提出的两种统计学分析方法,对渣尔泰群、白云鄂博群(含腮林忽洞群)和化德群的碎屑锆石年龄数据进行了真实沉积时代和盆地构造属性的统计分析。通过设置单点精度高、但样本库计算总量降低的对照组进行方法可信性的对照分析,结果显示样本库总量对统计结果的影响更大,因此利用相关方法解析前寒武纪哑地层的沉积时代和盆地属性,应当遵从"合理降低单点精度限制以谋求更大样本库"的原则。结合前人建立的中元古代沉积-岩浆事件序列,本文分析结果显示中元古代的北缘盆地是在长城纪造山后伸展盆地之上、叠加了蓟县-待建纪裂谷事件而成的多旋回复合盆地。通过北缘和燕辽地区沉积、岩浆事件的综合对比,提出华北克拉通北部的中元古代盆山耦合过程,可分为:由造山后向陆内伸展转换的构造反转期阶段(1. 82～1. 60Ga)、被动裂谷早期的陆内伸展阶段(1. 6～1. 4Ga)、裂谷作用阶段(1. 4～1. 3Ga)和成因机制不明的长期沉积间断阶段(1. 3～1. 0Ga)。     

有机流体成矿作用与石油藏成藏作用相互耦合—以右江盆地微细浸染型金矿为例

右江盆地微细浸染型金矿与古油藏均产于二叠纪生物礁的核部或侧翼。流体包裹体拉曼光谱分析和矿石抽提物色质谱分析均发现了大量的有机质官能团，暗示金矿成矿过程与古油藏的形成、演化密切相关。金矿与古油藏的物质均来源于盆地裂陷期和凹陷早期的沉积地层，流体来源于沉积地层中封存的建造水，形成年龄＞172Ma。在随后约40Ma(172-130Ma)的时间里，流体向盆地中生物礁及其他构造部位运移聚集。由于盆地中烃源岩逐渐成熟，这一过程是油气运移成藏的过程，也是有机流体萃取成矿物质，最终演变为有机成矿流体并聚集的过程。燕山运动是金矿成矿作用的主要构造营力（130－46Ma)，同时也是古油藏破坏的主要原因。正是古油藏的破坏打破了流体的动态平衡，导致流体中成矿物质沉淀形成矿床。右江盆地的金矿和古油气藏是同一种流体体系在其发展演化过程中不同阶段的产物。     

右江盆地微细浸染型金矿的成因探讨

右江盆地微细浸染型金矿主要赋矿层位为中三叠统浊积岩，容矿岩石主要为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。矿体明显受断裂控制。硅化和黄铁矿化围岩蚀变明显、强烈。矿床形成温度180℃－250℃。成矿时代为燕山晚期。成矿流体来源于主要为大气降水。矿源层为中三叠统浊积岩。矿床的形成经历了同沉积期的预富集和燕山期的大气降水渗流、萃取、富集成矿两个阶段。     

华北克拉通北缘西段新元古代裂谷的确认与成矿

狼山-渣尔泰山是华北克拉通北缘西段元古宙伸展构造体制下被动陆缘的重要热水喷流成矿带,内产东升庙、炭窑口、霍各乞、甲生盘等大型-超大型矿床,其含矿建造是元古宇渣尔泰山群。该成矿带的主体在狼山山脉主峰地区,产有东升庙、炭窑口、霍各乞三大矿床。自2010年在狼山西南原渣尔泰山群阿古鲁沟组地层中发现新元古代酸性火山岩(锆石年龄816~805 Ma)以来,其东部狼山主峰地区的渣尔泰山群及产在其中的炭窑口、东升庙、霍各乞矿床是否也都可以归于新元古代形成是需要进一步研究的重要科学问题。本文依据的事实有:(1)狼山西南新元古界的碎屑锆石最小年龄为1 155 Ma与碳酸盐岩是方解石大理岩;(2)炭窑口矿区渣尔泰山群顶部刘鸿湾组地层的碎屑锆石年龄的两个年龄峰值分别为1 862~1 762 Ma(最小年龄为1 732 Ma)和2 448 Ma,所含碳酸盐岩全部是白云石大理岩类;(3)狼山北侧狼山群含矿岩组中发现年龄为887 Ma±的新元古代基性火山岩; (4)霍各乞矿床含重晶石与微晶长石的硅质层发育,多与黄铁矿层互层状产出,也有与闪锌矿+磁黄铁矿及方铅矿层互层,激光原位分析得到的黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿的δ³⁴S为17.60‰~21.97‰,显示喷流成矿的硫同位素组成特征。根据以上事实可以确认:(1)狼山西南含酸性火山岩与方解石大理岩的前寒武纪地层是与狼山南侧炭窑口矿区含白云石大理岩的渣尔泰山群在不同盆地中沉积而成;(2)狼山南侧是中元古代裂谷带,产有以炭窑口、东升庙矿床为代表的中元古代喷流-沉积成矿系统;(3)狼山北侧是新元古代裂谷带,产有以霍各乞矿田为代表的新元古代热水喷流成矿系统。产在新元古代狼山群中的霍各乞矿是介于SEDEX型与VMS型之间、但靠近SEDEX型一侧的热水喷流-沉积矿床。     

右江盆地微细浸染型金矿成矿流体特征与来源

右江盆地金矿床原生包裹体中液体包裹体占包裹体总数的90%以上,包裹体的均一温度和盐度均较低,化学组成富Na 低K 、富Cl-低F-,2＜Na /K ＜10,1.5＜Na /(Ca2 Mg2 )＜4,不具有岩浆水和热卤水的特点.氢氧同位素组成表现为氢同位素变化不大,氧同位素变化范围大,但在δD-δ18O图解上具有大致沿华南中生代大气降水δD=-70%的直线上下分布的规律.流体包裹体中36Ar属大气成因,Sr同位素具有壳源的特点.上述证据表明,右江盆地微细浸染型金矿成矿流体中的水主要来源于大气降水.并指出大气降水在金矿成矿过程中不是矿区范围内的直线下渗,而是作盆地规模的由南向北的渗流.     

华北克拉通东部盆地白垩-古近纪构造沉降的时空变化及其与克拉通破坏的关系

白垩—古近纪为华北克拉通东部断陷盆地的形成时期,通过运用盆地分析技术,本次工作得到了这一时期各盆地的各阶段构造沉降曲线及相应的构造沉降量和沉降速率。构造沉降分析表明,华北克拉通东部白垩—古近纪盆地的最强构造沉降峰期为古新世(孔店期),次构造沉降峰期为早白垩世早期(莱阳期)。其中早白垩世早期为华北克拉通东部、南部盆地的最强构造沉降峰期,古新世为克拉通内部渤海湾盆地区的最强构造沉降峰期,而其它时期盆地的构造沉降特征表现为构造沉降峰期前后的弱沉降过渡阶段。结合盆地的分布规律,盆地的主要构造沉降中心在白垩纪集中在华北克拉通的南缘和北缘,而在古近纪则迁移到克拉通内部渤海湾地区,即由华北克拉通边缘向内部迁移。伸展期盆地的演化经历了宽裂谷(莱阳期)→窄裂谷(大盛期)→宽裂谷(孔店期)→窄裂谷(东营期)的循环演化模式,揭示了岩石圈的温度和强度的变化。而这种构造沉降的时空变化更支持华北克拉通破坏以拆沉机制为主。     

华北克拉通北缘早白垩世金成矿与地幔物质的贡献

华北克拉通北缘是我国重要的金成矿带,早白垩世金矿床主要分布在成矿带的中-东段赤峰-朝阳矿集区、五龙-猫岭矿集区、夹皮沟矿集区、老岭矿集区及附近区域。本文综述了华北北缘早白垩世金矿床的地质及同位素地球化学特征,讨论了早白垩世地幔组分参与金成矿的证据和过程。研究表明,华北北缘早白垩世金矿床与矿区内中-基性岩脉具有密切的时空关系;金矿脉中石英流体包裹体氢-氧同位素、碳酸盐矿物碳同位素及含金黄铁矿氦-氩同位素组成揭示成矿流体以岩浆水为主,具有壳-幔混合来源的特征;硫-铅-锶-钕同位素组成显示成矿物质具有显著的上地幔贡献。个别金矿床原位硫同位素组成反映成矿流体经历了强烈的水-岩反应,从围岩中萃取了部分硫等成矿组分。总体上,华北北缘早白垩世金矿具有基本一致的地质和地球化学特征,反映了幔源岩浆对金矿床的成矿流体及成矿物质具有重要贡献,其金成矿过程与早白垩世（140~120Ma）华北克拉通破坏及相关的壳幔相互作用有关。

     

Geochronology of the Xiaodonggou Porphyry Mo Deposit in Northern Margin of North China Craton

The Xiaodonggou porphyry Mo deposit is located in the Mesozoic calc-alkaline Xiaodonggou granitoid within a Palaeozoic fold zone of northern China. The mineralization mainly occurred in an area of 0.54 km² at the south-eastern part of the Xiaodonggou granitoid. The mineralization includes disseminated molybdenite, pyrite, chalcopyrite, magnetite and pyrrhotite and stockwork quartz-sulfide veins. A molybdenite-rich inner core is surrounded by a concentric zone of the sulfide mineral assemblage of pyrite, galena and sphalerite. Intense potassic alteration is overprinted by sericitization and silicification in the mineralized zone. SHRIMP U-Pb data of zircon indicate that the granitoid crystallized at 142 ± 2 Ma (2σ). Re–Os age dating for six molybdenite samples from underground galleries of the deposit constrains the age of porphyry-style Mo mineralization to be 138.1 ± 2.8 Ma (2σ). These data suggest that porphyry-style mineralization was associated with the Xiaodonggou granitoid intrusion and support an Early Cretaceous porphyry-type metallogenic epoch along the northern margin of North China Craton.     

华北地台北缘中段金矿床成矿年代学研究

华北地台北缘中段是我国重要的金矿化集中区。文中采用石英的4 0 Ar - 39Ar法和单颗粒锆石的U -Pb测年法 ,结合前人资料 ,提出本区绿岩带初生型金矿床的成矿时代为古元古代—新太古代 ,其中辽西排山楼金矿的成矿时代为 (2 10 5 .2± 10 .4)Ma ,金厂峪金矿的成矿时代为 (2 5 39± 2 3)Ma ,小营盘金矿的成矿时代为180 0Ma左右。构造期后再生型金矿床的成矿时代为燕山晚期—华力西中期 ,其中东坪金矿床的成矿时代为(35 0 .9± 0 .9)Ma ,冀东头道门子沟金矿的成矿时代为 (2 17.32± 2 .0 4)Ma ,峪耳崖金矿床的成矿时代为燕山早期 ,金厂沟梁和二道沟金矿的成矿时代为燕山晚期。     

华北克拉通北缘寒武系层序地层划分

华北克拉通北缘寒武系碳酸盐岩作为区域油气勘探的重要目标,其沉积环境演化和层序地层格架的研究对区域地层及有利储层定位具有重要指导意义,也为华北地区寒武系油气勘探提供线索。以大量露头剖面实测分析为基础,结合典型井录井、测井、微观显微镜下分析以及地化测试等数据资料,在年代地层框架下进行旋回性地层分析研究,对华北克拉通北缘寒武系岩性、岩相以及地层叠置样式进行详细剖析,研究沉积趋势变化,总结寒武系层序地层划分样式。研究认为：在全球海平面变化控制下,华北地区自府君山组开始,发育广泛的由南向北的持续海侵,在陆源碎屑供给以及碳酸盐岩加积作用的相互制约下,华北地区表现为碳酸盐台地的形成-发展-镶边过程;以张夏组为界,中-下寒武统表现为缓坡-陆棚的沉积环境,上寒武统为具镶边的台地沉积背景;在不同层位不同层序边界类型（I型、Ⅱ型、Ⅲ型）的分隔作用下,将华北克拉通北缘寒武系划分为7个可区域性对比的三级层序,各三级层序高水位体系域多表现厚层清水碳酸盐岩沉积的特点,且受不同程度白云石化作用,成为区域寒武系重要的有利油气储集层。     

华北地块北缘铅锌矿床类型、地质特征及构造演化

本文重点对华北地块北缘铅锌矿类型、特征、时空分布等进行了初步总结, 并探讨了铅锌成矿作用与区域构造演化的关系。通过初步总结认为, 该地区铅锌矿床的主要成因类型有SEDEX型、矽卡岩型、岩浆热液型、沉积改造型、MVT型及复合型等。从形成时间来看, 矿床主要形成于中元古代、晚古生代和中生代三个时期, 并在中元古代和中生代达到高峰。中元古代以形成SEDEX型、沉积改造型和MVT型矿床为主, 该时期处于被动陆缘基础上发育的裂谷环境; 晚古生代产出少量岩浆热液型铅锌矿床, 其形成可能为华北地块与西伯利亚南缘蒙古增生褶皱带拼合后的伸展及岩石圈拆沉作用有关; 中生代为岩浆热液型、矽卡岩型铅锌矿床的重要成矿期, 该时期主要发育陆内构造运动, 可能为欧亚构造动力学体系与西太平洋动力学体系复合、叠加作用的结果。     

华北克拉通北缘及邻区印支期岩浆活动与钼和金成矿作用

对华北克拉通北缘及邻区19处钼矿床和5处金矿床的产出环境、形成时代和成矿机理及其与印支期侵入岩的关系进行了讨论。尽管各个矿床所处的地理位置不同,但是它们大都在前寒武纪或早古生代地层中产出,并且与印支期侵入岩具有密切的时空分布关系。印支期钼矿床的形成作用可以从早三叠世一直持续到晚三叠世,大规模成矿作用高峰期为230~220 Ma。相比之下,金矿床的形成时间明显早于钼矿床,同位素年龄数据集中分布在245~239 Ma。研究结果表明,自早三叠世开始,华北克拉通北缘及邻区曾发生过多期大规模伸展构造作用,并且形成若干条近东西向展布的裂陷带。张裂构造作用所诱发的富碱性岩浆作用及相关流体活动为钼或金矿床的形成提供了动力和物质来源,因此,印支期侵入岩发育区是寻找隐伏钼或金矿床的有利地区。     

Geotectonic Settings of Large and Superlarge Mineral Deposits on the Southwestern Margin of the North China Plate

The geotectonic setting refers to the three-dimensional space and related events based on which a metallogenic system is formed and an ore-forming process takes place. This paper discusses the tectonic evolution of the southwestern margin of the North China paleocontinent and related geotectonic settings in which large or superlarge deposits are formed. Emphasis is put on the geodynamic conditions of the Jinchuan nickel-copper deposit, the Baiyin copper-polymetallic deposit and the Hanshan gold deposit. It is significant that the three deposits occur together as a "trinity" on the same paleocontinental margin. The Jinchuan nickel-copper deposit was formed during the early stage of rifting of the paleocontinental margin; the Baiyin copper-polymetallic deposit was formed during the splitting stage of a continental-margin arc. The continental-margin arc spitting resulted in an "island arc rift" in the early stage of evolution. The Hanshan gold deposit was formed within the Altun sinistral strike-slip fault     

南华北盆地构造格局及构造样式

南华北盆地的形成与发展受控于其南部的秦岭-大别造山带.南华北盆地内部的断裂主要由NWW至近EW向、NE-NNE向、NS向断裂等3组断裂系组成.NWW至近EW向、NE-NNE向控制了南华北盆地内部次一级坳陷的形成,而NS向断裂起走滑调节作用.盆地内部的构造样式主要为:冲断、盆岭、走滑-花状以及反转等构造样式.     

华北陆块北缘西段狼山-渣尔泰山裂陷槽西延的地质依据及其意义

传统的中新元古狼山一渣尔泰山裂陷槽东起渣尔泰山以东,西至狼山一带,是华北陆块北缘西段最重要的有色金属、贵金属及铁矿成矿带.经综合对比研究认为,在其西部的巴音诺尔公等地区发育有相似的中新元古界沉积地层及相应的地质事件,从而初步确定狼山-渣尔泰山裂陷槽向西延至阿拉善右旗的巴音诺尔公地区,扩大了原狼山-渣尔泰山裂陷槽的范围近1/3,该研究成果不仅具有重要的地质意义,同时对地质找矿具有很好的指导意义.     

华北地块北缘中新元古界沉积构造演化

根据文献资料及对研究区8 条实测剖面资料的综合分析结果表明,Columbia 超级大陆的裂解导致华北陆块北缘大陆裂 谷盆地的形成。随着大陆进一步伸展和洋壳的形成,华北地块北缘逐渐发展为被动大陆边缘。在1400 Ma 左右,即铁岭组 沉积后,华北地块北缘转变为活动大陆边缘。早期洋壳向华北地块低角度的俯冲造成弧后地区发生挤压（芹峪上升）,导致 铁岭组抬升和剥蚀,而后期洋壳高角度的俯冲又造成弧后区域发生强烈的伸展和断陷,沉积了下马岭组,并伴随辉绿岩的 侵入。华北地块与相邻地体之间的碰撞导致下马岭组的抬升（或蔚县抬升）以及碰撞花岗岩的形成,挤压构造发生的时间 对应于Rodinia 超级大陆的形成期。新元古代沉积是Rodinia 超级大陆裂解的结果。龙山组石英砂岩和海绿石砂岩是Rodinia 超级大陆裂解后的最早期沉积,记录了海侵初期的超覆过程。     

华北克拉通北缘白乃庙组变质火山岩锆石定年与岩石地球化学特征

白乃庙组绿片岩是白乃庙铜金矿床赋存层位,矿区构造上位于华北克拉通北缘古生代陆缘增生带内。岩石学、岩石地球化学特征指示该绿片岩原岩为中基性火山岩。对白乃庙组变质火山岩的锆石LA-MC-ICP-MS UPb年代学研究表明,该火山岩形成年龄为449±3Ma(n=33,MSWD=4.0),为晚奥陶世岩浆活动的产物。白乃庙组变质火山岩具有低的SiO2(43.47%~54.64%)、TiO2(0.60%~1.31%)和P2O5(0.08%~0.35%),宽的MgO(3.98%~12.99%)含量,属于钙碱性系列岩石,岩石富集大离子亲石元素K、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta,Zr、Hf也表现为轻微的亏损。轻重稀土分馏明显,具有不同程度的Eu异常(Eu/Eu*=0.7~1.2)和轻微负的Ce异常(Ce/Ce*=0.74~1.01)。岩石地球化学特征表明白乃庙变质火山岩经历了一定程度的结晶分异,橄榄石和单斜辉石为主要的结晶相。该变质火山岩具有较低的Ti/Y(2.5~5.0)和Zr/Y(189~355)值、低的176 Hf/177 Hf比值和较宽的εHf(t)值,暗示源区可能为岩石圈地幔,且受到了地壳的混染。Nb和Ta强烈亏损、极低的Nb/Ta值(0.08~1.09)以及Ce的负异常表明与大洋板块的俯冲作用有关,岩浆源区可能已受到俯冲组分的影响。构造环境判别显示白乃庙变质火山岩为与消减作用有关的大陆弧岩浆岩。锆石二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化范围为1073~1470Ma,平均值为1285Ma(n=30),暗示华北板块北缘在中—新元古代时期曾发生过一次重要的构造热事件。