同位素地球化学填图与化学地球动力学在东秦岭造山带研究中的应用

总结了应用同位素地球化学填图和化学地球动力学研究东秦岭造山带的初步经验，并以较成功的实例来说明，内容包括：（１）华北和扬子克拉通幔源和壳源岩石化学和Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成及壳幔演化差异的确定；（２）南秦岭前寒武纪基底应归属于扬子陆块构造－地球化学省的地球化学论证；（３）关于东秦岭蛇绿岩铅同位素的Ｄｕｐａｌ型特征及其同三江地区（属古特提斯范围）蛇绿岩的相似性的揭示；（４）北秦岭元古宙基底可能为古洋岛型微陆块的地球化学证据；（５）东秦岭新元古代和早古生代洋壳俯冲消减及聚汇带壳－幔再循环的地球化学证据；（６）关于陆－陆碰撞过程中杨子陆块边缘（南秦岭）俯冲于华北陆块边缘（北秦岭）之下，从碰撞型花岗质岩浆源区地球化学研究获得的直接证据。这些初步成果说明同位素填图与化学地球动力学在造山带研究中是具有重要前景的技术途径。     

中美合作东昆仑造山带地质填图的启示：填图理念与填图方法

在中美合作东昆仑造山带地质填图实践的基础上,结合美国地质调查局（USGS）最近完成的地质填图实例的对比分析,初步总结和探讨了美国的地质填图方法和填图理念。结果表明,尽管地球物理和3S技术在地质填图中的应用不断推陈出新,但是地质填图理念、地质填图方法和地质报告风格自USGS成立以来未曾改变。“对所有地质实体按岩性进行划分和详细填图”的地质填图理念伴随USGS走过了130年曲折而艰难的历程。“地质现象引导地质路线”的填图方法是美国地质填图长期采用的方法,但应用于澳大利亚厚层风化壳和加拿大冰雪覆盖区的高精度地球物理填图方法并没有应用到造山带地质填图中,而遥感技术成为造山带基岩区填图的重要技术支撑。美国基岩区高效的地质填图速度并不能用高精度地球物理和遥感技术的应用来解释,已有地质成果的继承与利用、填图工作模式、填图与科学研究的合理定位、简明地质报告和GIS的地质应用才是决定地质填图速度的关键因素。     

中央山系大别,东秦岭和东昆仑造山带最古老岩系变 …

大别造山带,东秦岭造山带和东昆仑造山带是中国中央山系的主要构成部分,每个造山带古老岩系的变质作用过程各具特色,大别山最古老岩系大别岩群于印支期内俯冲碰撞,发生了区域性的中偏高压区域变质作用,顺时针型ｐｔ轨迹ｔｍａｘ和ｐｍａｘ近于同时达到,退这质轨迹段斜率陡,埋深后受构造驱动快速抬升到上中地壳,东秦岭是古老系秦岭岩群在要期（约１．０Ｇａ前）初始板块构造总背景下发生强烈的中压型碰撞变质作用,顺时针型ｐ     

从 Pb同位素组成特征论东秦岭陡岭块体的构造归属

针对目前关于东秦岭造山占陡岭块体在构造归属上尚存在的不同意见，对该块体中的陡岭九黑云母斜长片麻岩、斜长角闪岩和侵入于该群中的新元古代花岗岩类长石Ｐｂ同位素组成特征进行了分析，并与北秦岭块体中的秦岭群变质杂岩和侵入于秦岭群中的新元古代花岗岩类长石Ｐｂ同位素组成特征了综合对比。     

东秦岭钼矿Re-Os同位素年龄及其成矿动力学背景

东秦岭钼矿带位于华北克拉通南缘 ,集中分布于陕西省的金堆城地区、河南省栾川县南泥湖 -三道庄 -上房沟、嵩县雷门沟地区。钼矿床类型主要为斑岩型、斑岩 -矽卡岩型 ,少量热液碳酸盐岩脉型。采用电感耦合等离子体质谱仪法对南泥湖钼矿田、雷门沟钼矿床等 4个矿床 8件辉钼矿进行了 Re-Os同位素年龄测定 ,获得南泥湖矿床的辉钼矿 Re- Os模式年龄为 14 1.8± 2 .1Ma;三道庄矿床的辉钼矿 Re- Os模式年龄为 14 4 .5± 2 .2～ 14 5 .0± 2 .2 Ma,平均为 14 5 .0± 2 .2 Ma;上房沟矿床的辉钼矿 Re- Os模式年龄为 14 3.8± 2 .1～ 14 5 .8± 2 .1Ma,平均为 14 4 .8± 2 .1Ma;6件样品的等时线年龄为 14 1.5±7.8Ma(2σ) ;雷门沟钼矿床的 2件辉钼矿样品的 Re- Os模式年龄为 131.6± 2 .0～ 133.1± 1.9Ma,平均为 132 .4± 2 .0 Ma。结合前人资料 ,认为东秦岭钼矿的形成时代局限于 2 2 1.5± 0 .3～ 132 .4± 2 .0 Ma之间 ,主要出现在 2 2 1.5± 0 .3Ma左右和 14 4 .8± 2 .1～ 132 .4± 2 .0 Ma时限之间 ,其对应的地球动力学背景分别为华北克拉通与扬子克拉通的碰撞造山后陆内造山和伸展过程、中国东部构造体制大转换时期     

秦岭造山带前寒武纪地幔化学分区及壳幔物质循环…

对秦岭造山带４个构造单元前寒武纪基性火山岩６４个岩石样品的Ｐｂ同位素，２４个岩石样品的Ｎｄ同位素和３８个岩石样品的微量元素组成进行了同位素组成间、微量元素对比值间和同位素组成与微量元素含量比值间相关变异分析，并研究了岩石Ｐｂ同位素组成的拓扑学特征。结果表明，秦岭造山带前寒武纪地幔可划分为４个化学分区；４个分区中经地台南缘区长期独立演化，具典型大陆岩石圈特征；另３个地幔分区间相关演化，且均不同程度地     

中央山系大别-东秦岭和东昆仑造山带最古老岩系变质过程对比

大别造山带、东秦岭造山带和东昆仑造山带是中国中央山系的主要构成部分,每个造山带古老岩系的变质作用过程各具特色．大别山最古老岩系大别岩群于印支期陆内俯冲碰撞,发生了区域性的中偏高压区域变质作用,顺时针型ｐｔ轨迹上ｔｍａｘ和ｐｍａｘ近于同时达到,退变质轨迹段斜率陡,埋深后受构造驱动快速抬升到上中地壳．东秦岭最古老岩系秦岭岩群在晋宁期（约１．０Ｇａ前）初始板块构造总背景下发生强烈的中压型碰撞变质作用,顺时针型ｐｔ轨迹上ｔｍａｘ在压力大幅度降低的过程中达到,反映弧陆碰撞增厚后深埋岩系受重力均衡抬升;至加里东期,秦岭岩群再次在板块构造的总背景下发生岛弧型变质,局部叠加中压型接触变质作用;晚海西以来北秦岭东段缺乏高于低角闪岩相条件的区域变质作用记录．东昆仑造山带最古老岩系于吕梁或早吕梁期发生中压碰撞区域变质,主体为角闪岩相,局部高角闪岩相－麻粒岩相条件,造山带剥露较浅使低压变质带得以良好保存．     

CMF模式的排他性依据和造山型银矿实例：东秦岭铁炉坪银矿同位素地球化学

河南熊耳山区的铁炉坪银矿定位于高级变质基底中的NE向断裂带中,是熊耳山脉状造山型金、银、铅锌矿床的重要组成部分。成矿作用包括了早、中、晚3个阶段,分别形成石英-黄铁矿,多金属硫化物和碳酸盐脉3类矿物组合。早阶段成 矿温度大约为373℃左右,成矿流体δD=-90‰,δ~(13)C_(co_2)=2.0‰,δ~(18)O=9‰,来源较深;晚阶段流体温度<203℃,δD=70‰,δ~(13)C_(co_2)=-1.3‰,δ~(18)O=-2‰,属于浅源大气降水热液;中阶段流体均一温度210～249℃,δD=-109‰,δ~(13)C_(co_2)=0.1‰,δ~(18)O=2‰,是深源与浅源流体的混合。对比讨论表明,熊耳山区的早前寒武纪变质基底、熊耳群火山岩和燕山期花岗岩类的三者之一或它们的混合物,均无法提供具有早阶段流体D-O-c同位素组成(高δ~(18)O和δ~(13)C,低δD)的成矿流体,表明早阶段流体来自栾川群和管道口群的碳酸盐-页岩-硅质岩建造的变质脱水作用。矿石硫同位素组成较低,铅同位素比值较高,同样不可能来自熊耳山的主要地质体,更不可能来自其下伏的地幔和下地壳,指示成矿物质和流体应主要来自栾川群和管道口群。尽管栾川群和管道口群地层的同位素地球化学研究尚待补充,铁炉坪银矿的同位素地球化学特征似乎只能借助碰撞造山成岩成矿与流体作用模式才能合理解释。即华南与华     

东秦岭钼矿类型、特征、成矿时代及其地球动力学背景

文章在总结前人研究成果的基础上,综合论述了东秦岭钼矿床的时空分布、分类和基本特征。东秦岭钼矿带沿区域构造线呈近东西向狭长带状展布,钼矿床主要集中分布于金堆城—南泥湖地区内;其形成与燕山期中酸性浅成_超浅成小花岗斑岩体有关,钼矿床直接产于岩体内外接触带及其附近;矿床类型主要为斑岩型、斑岩_矽卡岩型,少量热液碳酸盐脉型。结合Re_Os同位素年龄数据,探讨了东秦岭钼矿床的成矿时代及其成矿物质来源、成矿环境、大规模成矿作用时限及其特征,以及成矿地球动力学背景、演化特点和成矿过程。研究结果表明:除黄龙铺钼矿床形成于(221.5±0.3)Ma外,东秦岭地区钼矿床的大规模成矿主要出现在(144.8±2.1)~(132.4±2.0)Ma时限之间,对应的地球动力学背景为华北克拉通与扬子克拉通的碰撞造山后陆内造山局部伸展过程、中国东部地球动力学体制大转换晚期岩石圈拆沉及伸展时期。     

东秦岭上宫金矿流体成矿作用:稳定同位素地球化学研究

上宫金矿是典型的断控脉状造山型金矿床，成矿过程包括早、中、晚3个阶段。蚀变岩和矿石的δ^18O明显高于未蚀变岩石，指示岩石在水岩作用过程中从流体中汲取^18O。19件早阶段流体δ^18Ow变化于4．2‰～13．4‰(平均8．1‰)，8件δDw介于-66‰～-88‰之间(平均-78％。)，1件δ^13C铁白云石1．5‰。指示流体来源于含碳酸盐地层的变质脱水作用；晚阶段δ^18Ow为-2．0‰～-0．6‰，1件δDw=-56‰，3件δ^13C铁白云石为-1．6％o～-2．2‰，指示流体以大气降水为主要成分；3件中阶段样品δ^18Ow为1．9‰～4．5‰，δ^13CCO2为-1．2‰～0．5‰，均介于早、晚阶段之间，指示中阶段为变质热液与大气降水热液的混合流体作用。大量硫化物沉淀导致中阶段流体(δDw=-113‰～-94‰)，显著低于早、晚阶段。28件中阶段硫化物δ^34S为显著的负值(-19．2‰～-6．3‰)，指示成矿流体系统中存在大量生物硫。理论分析表明，尽管熊耳地体的太华超群、熊耳群、燕山期花岗岩类和下伏地壳、地幔被前人解释为成矿流体的来源，但它们之一或其任意比例的混合物均不可能成为上宫金矿成矿流体的主导性物源，唯一可能是熊耳地体南侧的管道口群-栾川群CSC(含碳质碳酸盐-页岩-硅质岩)建造；在中生代华北与扬子板块的碰撞造山过程中，管道口群-栾川群沿马超营断裂A型俯冲到熊耳地体之下，经变质脱水、脱气作用，提供了上宫金矿流体成矿系统的主导性流体；流体成矿过程适于CMF模式解释。     

东秦岭造山带金锑钼钨矿现场考察新认识

通过现场考察和研讨,提出了秦岭造山带金矿床存在区域分带性等新认识,认为小秦岭地区金矿找矿应扩展到全区,找矿类型应由单一石英脉型扩展到构造破碎带蚀变岩型和其它新类型应注意开展浅部隐伏矿的预测评价。     

锆石Hf和全岩Nd同位素填图研究进展:以三江特提斯造山带为例

近年来,区域性的Nd-Hf同位素填图正成为探索岩石圈结构和演化,制约陆块边界位置和壳-幔相互作用以及它们与金属成矿作用耦合关系的重要研究方法。目前的研究主要集中于中国的拉萨地体以及澳大利亚太古宙尤冈克拉通,包括地体地壳性质与空间变化规律、成矿系统约束和区域找矿潜力等方面。本文以三江特提斯造山带为例,使用克里格插值法在MAPGIS平台完成同位素等值线图,基此解析三江地区岩石圈结构以及大规模成矿作用。Nd-Hf同位素填图支持昌宁-孟连缝合带为冈瓦纳和泛华夏古陆的分界。昌宁-孟连缝合带划分了两个εNd(t)同位素明显不同的异常区,缝合带以西表现为古老地壳基地组成,而缝合带以东部表现为较年轻的地体。三江特提斯造山带中不同类型与岩浆岩有关的发矿床大多汇聚在同位素边界处,这些同位素边界可能代表着地体边界或缝合带、岩浆弧。沿金沙江-哀牢山缝合带分布的斑岩型或斑岩-矽卡岩型Cu-(Mo)矿床,具有高εHf(t)正值和较高εNd(t)负值的特征,对应始新世钾质斑岩及有关的矿化。在腾冲-保山地块、义敦岛弧和临沧次地块,具有低εHf(t),低εNd(t)值岩浆岩分布特征,主要形成与过铝质花岗岩型有关的锡-钨矿床。因此,我们认为区域尺度的同位素填图对研究岩石圈结构和演化、解剖壳-幔相互作用机理、解析深部动力学机制和成矿机制、总结区域成矿规律和指导区域成矿潜力具有重要意义。     

东秦岭造山带两类元古宙地壳基底及其地壳增生

通过研究南秦岭地区陡岭群、武当群和北秦岭地区秦岭群的变质基性岩等的铅同位素和微量元素组成，揭示出东秦岭造山带分布有两种性质及不同归属的元古宙地壳，指出中、古元古代时可能一个统一的地壳基底；南秦岭的中、古元古代地壳是在扬子陆地基底上通过岛弧的侧向加积形成和，北秦岭元古宙地壳则可能垂向增生于一个富入射性成因铅同位素组成的、具古洋壳幔性质的微地块之上，研究还表明陡岭群不是北秦岭地区的秦岭群，而应属于南秦     

东秦岭造山带多重滑脱推覆与A型俯冲模式

华北板块与扬子板块经海西－印支期Ｂ型俯冲与碰撞敛合形成东秦岭复合山链后，构造变动并未结束，随之发生的是Ａ型俯冲和巨型滑脱推覆。文章依据地表地质及更能清楚地反映地壳结构的二维速度资料，对东秦岭造山带的滑脱－推覆构造进行了再次研究，并建立了该区的Ａ型俯冲模式。认为东秦岭地区存在着六重拆离滑脱与数个大型推覆构造和两条巨型Ａ型俯冲带，其Ａ型俯冲模式表现为奇特的“双楔剖竹“。     

东秦岭寨凹钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及熊耳期成矿事件

河南寨凹钼矿床位于东秦岭钼矿带,是近年来新发现的脉状钼矿床.9件辉钼矿样品Re-Os模式年龄介于1603.1±10.8～2031.9±10.2Ma,其中7件样品给出了精确的等时线年龄为1762±31Ma(1σ误差,MSWD=3.6),模式年龄的加权平均值为1753±26Ma(1σ误差,MSWD=3.2),表明寨凹钼矿形成于古元古代或熊耳期,代表着～1.76Ga左右的钼成矿事件.根据区域地质演化,认为寨凹钼矿形成于与熊耳群弧火山岩建造相当的活动大陆边缘岩浆弧背景.寨凹矿床的发现表明,熊耳期成矿事件虽遭受后期多次增生和碰撞造山作用的改造和破坏,但仍可在秦岭造山带最北部保留.     

秦岭造山带成矿作用演化的铅同位素特征

秦岭造山带的３个构造带具有不同的成矿特色,在造山过程中与成矿有关的产物,岩石铅同位素的μ值变化范围较小（９．３４～９．７０）,显示铅源及铅同位素演化的相对一致性,各类矿床的铅同位素模式年龄大体反映造山过程演化的时代对应性。