湘南骑田岭矿集区的深部构造特征 及其对区域成矿的制约

湘南骑田岭矿集区是我国重要的有色金属基地之一,具有断裂构造异常发育,存在多期次岩浆活动、多类型矿床和矿种组合的特点。为了揭示深部地壳结构对区域成矿特征的制约,本文布置了穿越黄沙坪铅锌矿床和骑田岭花岗岩体的人工地震剖面,数据采集采用了直线多次叠加的技术方法,采取大炮和小炮相结合的激发方式进行实验工作,共完成物理点651个。实验结果表明,骑田岭矿集区深、中、浅部存在着比较明显的地震构造波组,莫霍面深度约为33~38km;在骑田岭岩体深部存在明显的莫霍面不连续性,呈现出类似于"逆断层"的构造特征和无反射波组或弱波组异常;反射速度反演结果也表明骑田岭岩体深部存在着下凹状低速度异常。这些深部构造特征说明区域存在幔源物质上涌和参与成岩成矿作用的通道,该构造通道可对应于茶陵-郴州-临武深大断裂带,暗示地幔物质的混入可能是湘南骑田岭矿集区发生大规模成矿作用的内在原因之一。而且,莫霍面"逆断层"构造特征显示区域上曾遭受较强烈的构造挤压作用,是区域中生代多次构造挤压作用的体现。这种构造挤压作用致使岩石圈增厚,发生较大规模的拆沉作用和深部岩浆上侵活动,为区域成矿作用提供必要的物质和能量。     

铜陵矿集区地壳浅表结构的地震层析研究

为了给铜陵矿集区成矿理论研究提供更多的地壳浅表结构信息 ,以及试验地震层析成像方法在金属成矿区的应用效果 ,利用高精度反射地震资料中的初至波走时数据 ,对铜陵矿集区地壳浅表结构进行了层析成像试验研究。结果显示 :矿集区浅表地壳的速度分布存在着丰富的结构变化特征 ,层析结果给出的速度变化特征与地表观察到的地质、构造、岩体和矿体分布存在着良好的对应关系。研究结果表明 ,初至波走时层析成像方法可以为深部隐伏矿床的勘探研究提供丰富的地壳浅表结构信息。笔者认为 ,今后还应考虑同时采用初至波和反射波走时 (甚至波形 )资料进行层析反演的方法 ,来进一步提高较深部 (>5 0 0m)地质目标的分辨能力。     

拉萨地体南部多金属矿集区构造样式——来自深地震反射剖面的证据

位于冈底斯成矿带中段的雄村、娘热地区,因近年来不断发现铁、铜等金属矿床,而逐渐被关注。但是由于缺少地球物理资料,该地区地壳精细结构未能取得清楚的认识。针对横过雄村-娘热矿集区130km深地震反射剖面及25km矿集区内部加密反射剖面的数据,进行了层析静校正、能量补偿、去噪、速度分析等数据处理,获得了雄村-娘热矿集区地壳结构的反射图像。结合本区地质资料,对矿集区深部结构进行了解释和推断,揭示了上地壳多条断裂及各类地质现象,认定断裂与岩浆流动上升方向有关,研究结果对矿集区成矿背景的研究具有一定价值。     

多金属成矿区深地震反射剖面数据处理技术实验研究——以庐枞矿集区为例

针对庐枞多金属矿集区地震资料特点及浅、深多重探测目标,对深地震反射数据进行了处理技术实验研究。在区域长剖面上,为了获得矿集区地壳与上地幔结构的精细图像,解释成矿深部过程,开展了循序渐进的常规处理技术实验和精细处理技术实验。在矿区剖面,为了获得了浅层精细结构,针对变观测系统接收等特点,进一步开展了特殊处理实验。经过区域剖面与矿区剖面的多重处理实验,集成了一套矿集区深地震反射剖面数据处理方法与处理技术流程,为我国进一步的深部探测积累了技术与经验。     

庐-枞金属矿集区深地震反射剖面解释结果——揭露地壳精细结构,追踪成矿深部过程

深地震反射剖面揭示了庐枞矿集区全地壳的精细结构,在研究火山岩盆地的深部构造、探讨成矿深部过程等方面取得了新认识。从长江至大别山下,Moho由30km左右加深至33km左右,罗河矿下方Moho错断大约3km。庐枞火山岩盆地是一个沿着罗河断裂向东发育的"耳状"非对称盆地,并不存在另外一半隐伏在红层之下的盆地。罗河铁矿对应Moho错断处,处在构造的转换带上。罗河断裂之下存在近于透明的弱反射区域,可能是地幔流体和岩浆上涌、喷发的通道。郯庐断裂、罗河-缺口断裂、长江断裂是庐枞地区的三个重要断裂。郯庐断裂带为不对称花束状构造,近于直立,切穿地壳。小岭矿与龙桥矿可能产出在一个隆起的火成岩体的两翼。     

利用深地震反射剖面开展矿集区深部结构的探测:现状与实例

深地震反射剖面技术以其探测精度高的优势被作为岩石圈精细结构研究的先锋技术,并在全球典型矿集区结构探测中发挥了重要作用.为深入研究青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程,本文系统总结了深地震反射技术发展现状,梳理了该技术在加拿大、澳大利亚、中国、俄罗斯、瑞典等全球多个国家的典型矿集区的应用实例,归纳总结了地壳深部结构对矿集区控矿因素的影响,阐述了地壳、上地幔深部结构与深部成矿过程的关系.从全球实例看,深地震反射剖面探测成果为大型矿集区的形成提供了深部线索,反射透明区可能是地幔流体向上运移通道,形成矿集区的成矿物质与能量来源,表明地幔物质参与了成矿作用;具有很强反射特征的断裂系统,包括大型断层、滑脱面和剪切带,是成矿流体从下地壳向上迁移的通道;矿集区深地震反射剖面中“亮点”反射可能是火山活动的深部岩浆上涌至中地壳后而形成的残余岩浆囊的反映.揭露精细的矿集区深部结构不但对矿集区构造历史演化的重建具有重要作用,还对未来成矿潜力和前景靶区的确定具有重要指导意义.     

庐江-枞阳矿集区深部结构与成矿

为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地和铁、硫矿集区深部构造和地壳结构,探讨成矿深部控制条件,作者完成了穿越火山岩盆地的深反射地震剖面(记录30 s)和罗河铁矿区浅层高分辨反射地震剖面,揭示了矿集区全地壳精细结构,同时开展区域构造测量和应力场反演研究,获得了新的认识.证实"耳状"的庐-枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东发育的非对称火山盆地,排除了另一半被断在两侧红层之下的判断;罗河断裂是一条切穿MOHO的深断裂,倾向南东,是引导地幔流体和岩浆上涌和喷发的通道;鉴别出多层界面,火山岩-侏罗系砂岩厚约4-5 km(其中火山岩厚度约3 km),三叠系-震旦系变形层底界深度大致18-20 km,变质基底组成中下地壳,MOHO平缓向西北倾,深度33-31 km;追踪郯-庐断裂带的深部产状,陡立延伸到MOHO,宽约10 km.     

深地震反射剖面揭示的西藏娘热矿集区上地壳结构

深地震反射技术是探测大型成矿带和矿集区深部结构、揭示成矿背景的重要方法。西藏娘热矿集区位于冈底斯成矿带中段,拥有众多铁、铜等多金属矿床。本文通过对其附近的岩浆流体通道等地下结构进行探索,揭示成矿与断裂形成的相辅相成过程。布设了横过矿集区130 km长的深地震反射剖面并进行了层析静校正、去噪、预测反褶积等数据处理,获得了娘热矿集区上地壳结构的反射图像。结合本区地质、地球物理资料,对矿集区上地壳结构进行了研究,指出：区域内存在的7条断裂与冈底斯成矿带矿脉分布具有一定的空间关系;一些如亮点构造的特殊现象控制了岩浆活动的上升通道,与矿床接触关系密切,具有研究价值。     

喜马拉雅西部雅鲁藏布江缝合带地壳尺度的构造叠置

陆陆碰撞过程是板块构造缺失的链条。印度板块与亚洲板块的碰撞造就了喜马拉雅造山带和青藏高原的主体。然而,人们对印度板块在大陆碰撞过程中的行为尚不了解。如大陆碰撞及其碰撞后的大陆俯冲是如何进行的、印度板块是俯冲在青藏高原之下还是回转至板块上部(喜马拉雅造山带内)以及两者比例如何,这些仍是亟待解决的问题。印度板块低角度沿喜马拉雅主逆冲断裂(MHT)俯冲在低喜马拉雅和高喜马拉雅之下已经被反射地震图像很好地揭示。然而,关于MHT如何向北延伸,前人的研究仅获得了分辨率较低的接收函数图像。因而,MHT和雅鲁藏布江缝合带之间印度板块的俯冲行为仍是一个谜。喜马拉雅造山楔增生机制,也就是印度地壳前缘的变形机制,反映出物质被临界锥形逆冲断层作用转移到板块上部,或是以韧性管道流的样式向南溢出。在本次研究中,我们给出在喜马拉雅造山带西部地区横过雅鲁藏布江缝合带的沿东经81.5°展布的高分辨率深地震反射剖面,精细揭示了地壳尺度结构构造。剖面显示,MHT以大约20°的倾斜角度延伸至大约60 km深度,接近埋深为70~75 km的Moho面。越过雅鲁藏布江缝合带运移到北面的印度地壳厚度已经不足15 km。深地震反射剖面还显示中地壳逆冲构造反射发育。我们认为,伴随着印度板块俯冲,地壳尺度的多重构造叠置作用使物质自MHT下部的板块向其上部板块转移,这一过程使印度地壳厚度减薄了,同时加厚了喜马拉雅地壳。     

长江中下游金属矿集区近地表速度结构层析成像实验及应用

利用矿集区获得的小道距、长排列接收的地震反射初至波走时数据,运用层析成像方法,首次得到长江中下游典型金属矿集区——庐枞火山岩盆地近地表1000m以上的交叉速度结构。各剖面精细的速度结构揭露出庐枞矿集区隐伏的正长岩体顶界面深度与起伏形态,发现岩体顶面凸起及陡变化部位与矿体分布存在着明显的对应关系,罗河铁矿、小岭铁矿、龙桥铁矿、马鞭山铁矿处对应着高速层顶界面的凸起位置。罗河断裂在lz06-1线与lz06-3线表现为明显的横向速度变化界面。这些结果表明,长排列的深地震反射初至波走时层析成像方法能够为金属矿集区深部隐伏矿床的勘探研究提供丰富的地壳浅表结构(0～1000m)信息。     

Tomography Imaging of Near-Surface Velocity Structure Experiment and Its Application in the Ore Concentrate Area of the Lower and Middle Yangtze River

利用矿集区获得的小道距、长排列接收的地震反射初至波走时数据,运用层析成像方法,首次得到长江中下游典型金属矿集区——庐枞火山岩盆地近地表1000 m以上的交叉速度结构.各剖面精细的速度结构揭露出庐枞矿集区隐伏的正长岩体顶界面深度与起伏形态,发现岩体顶面凸起及陡变化部位与矿体分布存在着明显的对应关系,罗河铁矿、小岭铁矿、龙桥铁矿、马鞭山铁矿处对应着高速层顶界面的凸起位置.罗河断裂在lz06-1线与lz06-3线表现为明显的横向速度变化界面.这些结果表明,长排列的深地震反射初至波走时层析成像方法能够为金属矿集区深部隐伏矿床的勘探研究提供丰富的地壳浅表结构(0～1000 m)信息.     

地壳结构与深部矿产资源立体探测技术实验——SinoProbe-03项目介绍

无论是成矿学研究,还是资源勘查,认识深部、精细了解深部十分重要.地壳、上地幔结构、物质和动力学过程是矿床形成和分布的一级控制因素,是建立区域成矿理论的基础;矿集区深部(0～10 km)结构、构造,尤其是断裂、地层、岩浆岩的空间分布及相互关系是控制内生矿床形成的直接因素,它们控制了成矿流体迁移、富集和沉淀过程;矿田和矿区...     

地壳分展模式

本文旨在综合分析早期经典的和近年来提出的陆壳的９种分层模式,既包括地球物理的,也包括构造变形、变质和物质成分的,指明它们之间的联系和区别。结合地质和地球物理的最新进展,本文对这些模式进行了评介,对莫霍面、下地壳组分及反射下地壳的地质意义提出了看法．这些模式,尤其是近年来提出的大陆壳分层的几种模式无疑对地质和地球物理学家进一步认识和了解陆壳的复杂地质作用、地壳和地球的演化及早寒武纪地质是有益的．     

南海重力异常特征及其显著的构造意义

在南海地区地震测深数据有限的情况下,利用重力异常可以研究南海大范围的深部地壳结构及地质构造展布特征。基于空间重力异常,结合最新的地形、沉积物厚度及地震测深等数据,分别从地震约束的莫霍面反演和无约束的三维相关成像两个视角研究南海的地壳结构,利用壳幔界面起伏、地壳厚度及三维等效密度分布来探讨地壳结构的纵横向变化。同时,联合采用延拓、水平梯度及线性构造增强滤波方法聚焦重力异常中的区域线性特征,突出显示了反映地壳横向变化的深断裂、洋陆转换边界、海盆扩张轴等线性构造的展布。重力解释与贯穿南海南北的广州-巴拉望地学断面对比表明,重力异常反演及异常的区域线性特征,较好地揭示了南海海域大范围的地壳结构与区域构造展布。     

福建省地壳——上地幔结构及深部构造背景的研究

本文主要根据区域、深部物探资料成果,结合地质特征,综合论述了与福建省地壳—上地幔及深部构造背景有关的重要基础地质问题:本省地壳可分为上、中、下三层,内有七个速度层,壳—幔分为七个电性层,据此建立了地壳—上地幔综合柱状图及圈层结构综合模式;省内断裂分为岩石圈、地壳、基底、盖层四种类型,最重要的断裂有七条,总结出本省构造格架具有东西分带、南北分块的特征;深部构造从东到西地幔具有陡坡带—坳陷带—缓隆带及岩石圈顶面具有深凹陷—狭窄隆起带—隆起的分区特点;提出松溪—长汀、滨海两条古俯冲带,将本省及邻区划分为武夷、戴云、台湾三个古板块及四个相应大地构造单元;提出在同安—莆田—带深凹陷上存在印支期古俯冲事件残迹,并探索了与其有关的四个大型推覆构造、三个环状构造,以及东部火山岩区存在古裂堑构造等;将省内花岗岩类成因划分为 I、S 及过渡型,探讨了它与深部构造及与板块活动关系等;论述了深部构造与内生金属矿床分布的关系,总结出了控制本省矿床形成的七种基本要素,圈出了三条主要成矿远景带及17个远景区,为今后进一步开展地勘工作提供了依据。     

泉州市中心城区区域地壳稳定性分析

在前人工作成果的基础上,对泉州市中心城区的区域地壳结构、区域地质构造、新构造运动、区域构造应力场和区域地震活动性进行综合分析.分析结果表明,泉州市中心城区在第四纪中更新世之前位于环太平洋中、新生代构造一岩浆活动带中,地壳运动频繁而又强烈,区域地质构造复杂;现代处于菲律宾海板块对欧亚板块挤压形成的"台湾动力触角"影响区,但区内的断裂不具全新世活动性,新构造运动不强烈,有史以来未见≥5.0级地震记载,属于地壳相对稳定区,未来遭遇6.0级地震的危险性不大,其地震破坏性影响主要来自周边孕震区,特别是东部海域,与"台湾动力触角"的作用和滨海断裂带的活动有关.     

庐枞矿集区上地壳结构与变形：综合地球物理探测结果

为揭示庐枞矿集区三维结构,深化对成矿作用的认识,为深部找矿提供更多信息,作者在庐枞矿集区实施了相互交叉的五条综合地球物理探测剖面。综合分析反射地震、MT及区域重磁数据,提出了矿集区上地壳结构、组成和构造变形的新认识。庐枞矿集区东西结构由"两坳一隆"组成,即西侧的潜山—孔城坳陷和东侧的庐枞火山岩盆地,二者之间以一隆起相隔;南北结构呈"南坳北隆"阶梯式台升,两个"台阶"断裂分别为汤家院—砖桥断裂、庐江—黄姑闸—铜陵拆离断层。庐枞火山岩盆地呈不对称"箕状",四周由向盆地倾斜的边界断裂围限。北、东边界断裂(BF2、LHTD)为深断裂,控制火山岩盆地的发展与演化。构造上,矿集区由"三横六纵"断裂系统构成,从北到南的"三横"依次为:庐江—黄姑闸—铜陵拆离断层、汤家院—砖桥断裂和仪津—陶家巷断裂(BF3);从西到东的"六纵"依次为:郯庐、滁河(CHF)、罗河—缺口、枞阳—黄屯、陶家湾—施家湾断裂和沿江断裂带。矿集区的形成与演化主体上受燕山陆内造山运动的影响,经历了中—晚侏罗世古太平洋板块NW向挤压和白垩纪的伸展。本文还取得了一系列新发现。确定了"沿江断裂"为逆冲断裂系,庐江—黄姑闸—铜陵断裂为向南倾斜的低缓拆离断层;新发现汤家院—砖桥断裂,该断裂将庐枞火山岩盆地和潜山—孔城坳陷分为南北两部分。庐枞火山岩东北部,发现保存相对完好的早、中侏罗世沉积盆地,盆地呈NWW—SEE走向,深达5.0km,认为它可能是印支期陆—陆碰撞后伸展阶段形成的盆地。     

宽角反射、折射地震数据与重力数据综合解释龙门山及邻近地区地壳结构

青藏高原东部的隆升机制一直都是地学界的研究热点,研究学者们提出和发展了多种岩石圈变形模型,而存在多种模型的主要原因之一是对青藏高原东部地壳及岩石圈结构认识不足。本文主要针对SinoProbe-02项目横跨龙门山断裂带、全长400多公里的宽角、折射地震数据及重力数据进行联合反演和综合解释。研究结果表明,龙门山及邻近地区地壳结构可明确划分为上地壳、中地壳和下地壳。上地壳上层为沉积层,龙门山断裂带以西大部分区域被三叠纪复理岩覆盖,而在龙日坝断裂与岷江断裂之间出现了密度为2.7g/cm³的高速异常体;向东靠近龙门山地区,沉积层厚度逐渐减薄。中地壳速度变化不均一,而且变形强烈;若尔盖盆地和龙门山断裂带下方出现明显低速带;中地壳在龙门山西侧厚度加厚,在岷江断裂下方和四川盆地靠近龙门山断裂带地区附近厚度达到最大。莫霍面整体深度从东往西增厚,最厚可达56 km。本次研究得到的地壳结构和密度分布分析结果表明现有的地壳厚度和物质组成不足以支撑龙门山及邻近地区目前所达到的隆升高度,因此四川盆地刚性基底西缘因挤压作用产生的弯曲应力也是该地区抬升的重要条件之一。     

长江中下游庐江-枞阳火山岩矿集区深部结构与成矿作用

为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地和铁、硫矿集区深部构造和地壳结构,探讨成矿深部控制条件,作者完成了穿越火山岩盆地的深反射地震剖面(150km,记录30s)和罗河铁矿区浅层高分辨反射地震剖面(20km),以及平行剖面的大地电磁、高精度重磁剖面,揭示了矿集区全地壳精细结构和电磁结构,同时开展区域构造测量和火山岩年代学研究,获得了新的认识。证实"耳状"的庐-枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东侧发育的非对称火山盆地,排除了另一半被断在西侧红层之下的判断;罗河断裂是一条切穿MOHO的深断裂,倾向南东,是引导地幔流体和岩浆上涌和喷发的通道,在中地壳形成岩浆房(反射亮斑);鉴别出多层界面,火山岩-侏罗系厚度约4~5km(其中火山岩厚度约3km),三叠系-震旦系变形层底界深度大致18~20km,变质基底组成中下地壳,MOHO平缓向北西倾,深度33~31km;追踪郯-庐断裂带的深部产状,陡立延伸到MOHO,宽约10km。从而揭示了早白垩系(132~127Ma)庐-枞火山岩矿集区深部过程与成矿、控矿作用。     

德兴大型铜金矿集区构造环境和成矿流体研究进展

江西德兴地区是我国东部成矿带中的大型矿集区之一,集中了铜厂斑岩铜矿、银山多金属矿和金山金矿等大型、超大型矿床。它又处在中国东南部大地构造的关键部位,因此,对德兴大型铜金矿集区的研究始终与该地区的构造背景及演化相伴随。目前对该地区构造格局的认识以NW侧的九岭地体与SE侧的怀玉地体沿赣东北深大断裂带的碰撞拼贴为主流;在这两个地体于晚元古代碰撞拼贴之后,该地区所经历的主要是板内(陆内)的构造活动。德兴大型铜金矿集区的成矿作用与燕山期构造—岩浆活动有着成因上的密切联系,而德兴地区的中元古界地层成矿元素含量较高,不同程度地为本区铜厂、金山、银山等矿床提供了成矿物质。成矿流体的研究成果已表明不同的矿床有不同的流体过程:铜厂斑岩铜矿成矿早阶段以岩浆派生流体为主、而晚阶段(主要成矿阶段)有大气降水的大量参与;银山多金属矿成矿流体主要为大气降水来源;金山金矿的成矿流体则以变质水为重要来源。