长江中下游燕山期逆冲推覆构造及成因机制

长江中下游地区为我国著名铜、铁多金属成矿带之一.本文根据长江中下游及邻近地区构造等特征,将该区构造单元自北向南划分为华北地块、大别造山带、长江中下游前陆构造带、扬子地块、华夏地块;并进一步将长江中下游前陆构造带细分为保康-武汉-宿松-巢湖褶冲带、长江中下游中生代坳陷带、通山-瑞昌-石台-宁国褶冲带三个次级构造带.在燕山早期,长江以北的保康-武汉-宿松-巢湖褶冲带逆冲构造极性指向SE,而长江以南的通山-瑞昌-石台-宁国褶冲带逆冲构造极性指向NW.长江以南褶皱样式在岳阳-通山-瑞昌一线以南由隔挡式变为隔槽式,叠瓦式逆冲断裂更发育.在九岭-幕阜山隆起及南部的白垩纪红色盆地基底中逆冲断裂多为高角度,褶皱多为隔槽式,元古宇的浅变质岩卷入逆冲作用,为典型的厚皮构造.长江以北的紧闭同斜褶皱主体形成在印支期,随后被早燕山期的逆冲推覆作用改造.结合野外地质调查,通过对已有跨长江中下游地区的深地震剖面重新解释,发现以长江为界,长江中下游地区北侧深部、浅部构造处于耦合状态;而南侧深部、浅部构造已经脱藕,形成上下地壳的“鱼骨刺”结构,深部构造可能是是印支期扬子地块向华北地块下俯冲的残余结构.长江中下游地区浅部从北向南的逆冲作用应该与大别造山带超高压变质岩挤出有关,而从东南向北西的逆冲推覆作用可能同中侏罗世古太平洋板块向亚洲大陆俯冲有关.     

内蒙地轴南缘盖层中逆冲断层的样式及形成机制

内蒙地轴南缘盖层中,发育了多种样式的逆冲断层,如叠瓦式、背冲式、对冲式和楔冲式.这些逆冲断层都发育在基底断裂控制的断陷盆地边缘,并向盆内逆冲。形成发育的过程是:区域拉伸、基底断裂活动和断陷盆地发育→区域挤压、盆缘逆冲断层发育→盆缘进一步隆起、逆冲断层进一步发育。所以区域拉伸和挤压、断陷盆地的发育和盆缘逆冲断层的活动三者密切相关。逆冲作用主要发生于燕山运动时期。     

逆冲断层前锋带的构造样式

由于逆冲断层产出构造环境和规模的不同，其前缘可以有拆离型，褶皱型，前冲型，反冲型等多种样式；每种样式又可具不同特征。此外，逆冲前缘还常伴生一些重力构造，盆地构造和不同方向的反转构造。各种构造样式可以相互转化和过渡而共存于同一逆冲带，或发育于不同逆冲带中。它们是研究塑冲作用的动力状态，，扩展方式和发展阶段的重要依据。     

阴山中生代地壳逆冲推覆与伸展变形作用

研究区属燕山－阴山中生代板内造山带西段的重要组成部分。依据变形特征和物质组成,可以分为北部构造活动带、中部隆起带和南部构造活动3个不同的构造区。以中部隆起带为中心,在南北两侧的构造活动带中的构造样式和变形机制呈反向对称出现。逆冲构造和伸展构造在时间和空间上的密切共生。在印支期－燕山早期地壳以逆冲挤压变形机制为主,形成了色尔腾山逆冲推覆体系和大青山逆冲推覆体系,而燕山晚期阶段在逆冲岩席上产生了背向伸展变形作用,形成了同构造的早白垩世呼和浩特－包头盆地和固阳盆地。     

中上扬子地区构造变形带成因机制及有利油气勘探区域预测

中上扬子地区构造变形带的形成,与扬子、华夏板块的碰撞有关,其内部岩层中4个滑脱层的存在为本构造带的形成提供了物质基础;在其形成过程中,隔挡式褶皱首先形成,然后逐步完成向隔槽式褶皱的转变,并最终在造山带根部形成基底挤出式变形带。受构造带控制,各变形区的油气勘探应有所差别：隔挡式褶皱带内次级背斜、具备较好盖层的隔槽式褶皱带及逆冲推覆体之下具有较好石油地质条件地区成为有利勘探靶区。     

长江中下游深部构造及其中生代成矿动力学模式

长江中下游地区是中国重要的成矿带之一。本文利用地震、大地电磁数据以及野外地质调查,并结合前人研究的地球物理和岩石地球化学资料,明确了长江中下游地区现今深部构造,系统分析了其成矿动力学演化机制。本区发育有三大断裂体系:大别-苏鲁前陆断裂系、江南-雪峰断裂系和中国东部NE-NNE向走滑断裂系。大别-苏鲁前陆断裂系为一自北向南的叠瓦式逆冲推覆构造,而江南-雪峰断裂系为一自南向北的多级逆冲推滑构造,它们沿来安-望江-阳新-天门一线形成强烈的挤压对冲构造样式。中国东部NE-NNE向走滑断裂系早期主要表现为左行平移走滑并侧向挤压,参与了对冲构造形成过程,只是部分切割其它两个逆冲体系。这三大断裂体系均经历了印支-燕山期穿时递进的构造变形。152~135Ma,古太平洋板块向欧亚大陆俯冲时,板片可能沿着转换断层撕裂并产生底侵体。下地壳在底侵体的烘烤作用下熔融并受到混染,其岩浆在多级逆冲推覆和滑脱构造背景下充分结晶分异形成低镁埃达克岩,于断隆或隆坳过渡带生成铜矿。135~127Ma,长江中下游成矿带深部地幔开始上隆,诱发加厚岩石圈沿着郯庐断裂带局部拆沉,并引发富集地幔上升流。其与残留地壳交代反应,在郯庐断裂带两侧形成高镁埃达克岩。古太平洋板块继续向南西俯冲并发生逆时针旋转,长江中下游地区大多数NNE向断裂已转变为右行走滑,形成右行右阶的走滑拉分盆地。上隆地幔的基性岩浆沿着深切地壳的走滑断裂上升到盆地中,快速冷却形成橄榄玄粗岩岩系,从而在接触带或潜火山岩体顶部分异产生铁矿。     

黄骅盆地南部前第三系基底中的逆冲构造

黄骅盆地南部前第三系构造层中广泛发育有逆冲构造.其中西部的逆冲构造带以逆冲堆叠背形构造和逆冲叠瓦扇构造为主, 中部以楔冲双重构造和低角度盲冲或顺层滑脱构造为主, 东部以高角度板状逆冲叠瓦构造为主.这些逆冲构造带都表现为由SE向NW-MNW方向的逆冲, 而且由构造样式推测的拆离滑脱深度是由西向东逐渐加深, 表明在深层可能有一条向南东倾斜的拆离断层将它们连锁在一起, 构成统一的逆冲构造系统.从卷入逆冲构造的地层的地质时代推测, 逆冲构造主要是在早—中三叠世盆地发育之后、侏罗—白垩纪盆地形成之前形成的, 并在早—中侏罗世盆地发育过程中又有进一步活动.逆冲构造形成后又受到中—新生代时期的伸展构造和走滑构造的叠加和改造.控制黄骅盆地老第三纪伸展盆地的形成和演化的沧东断层的某些地段, 在前第三纪时期曾经是一条逆冲断层.      

长江中下游成矿带的构成与形成机制

长江中下游是我国一个重要的多金属成矿带,人们普遍将其作为一个位于下扬子坳陷带内的具有相同地质发展史及相似成矿作用的矿化带。大量实际资料的分析对比表明,长江中下游多金属成矿带是由北东向的南京－九江－上高矿带和北西向的大冶－九江－德兴矿带构成,两个矿带均跨越了下扬子坳陷和江南古陆,其成矿作用存在明显区别。     

燕山板内造山带中生代逆冲构造样式及形成过程

逆冲推覆构造是燕山板内造山带的重要构造形迹之一,我们曾对其总体特征进行了研究并同前陆褶冲带逆冲推覆构造作了比较。      

长江中下游地区二叠纪碳酸盐斜坡沉积及其成矿意义

长江中下游地区二叠系发育,主要由碳酸盐岩、硅质岩和碎屑岩组成.其二叠系不仅是华南地区最重要的烃源岩,而且也是长江中下游铜等多金属成矿带的重要赋矿层位之一,因此,进一步确定其沉积相以及古地理意义重大.发育在长江中下游地区的二叠系以往多被认为主要属于浅水碳酸盐台地沉积,其次是较深水的陆棚沉积或者裂陷槽沉积.但进一步研究发现,二叠系的碳酸盐斜坡沉积相发育,它主要由砾屑石灰岩、泥晶粉屑灰岩、硅质岩和泥晶灰岩组成,斜坡主要发育于中二叠世的栖霞期和茅口期,其次是吴家坪期和长兴期.碳酸盐斜坡主要沿安徽铜陵-东至-宿松-线以及湖北大冶-江西瑞昌一线分布,其成因大致受江南断裂和长江断裂控制.同沉积断裂不仅控制着碳酸盐斜坡的发育和展布,同时也构筑了深水盆地、斜坡和浅水台地沉积体系,构成油气生、储、盖单元的组合,为二叠系成为华南地区最重要的烃源岩提供了成因解释.控制斜坡发育的断裂既可以是含矿热水溶液、海底热泉和火山的通道,同时斜坡带也可以成为金属硫化物矿床的富集场所,因此,它对长江中下游铜多金属成矿带的层控和喷流成因提供了可选择的解释.长江中下游地区中、晚二叠世断裂发育,显示盆地的伸展特征,符合古特提斯洋东扩构造背景.     

长江中下游成矿带地质与矿产研究进展

长江中下游成矿带是我国重要成矿带之一,矿产资源开发利用历史悠久.自20世纪20年代至今,国内外学者在该地区开展了广泛深入研究工作,取得了丰硕的研究成果,并发表了大量科学研究论文和50余部专著.据统计,1959年～2012年间在公开发行的中文地质学期刊中,有关长江中下游地区的学术论文共888篇;1990年～2012年间公开发表的SCI检索论文中该区有185篇.这些论文中涉及矿床学方面的研究最多,约占论文总数的一半.成矿带内,铜陵矿集区研究程度最高,发表的相关论文数量也最多.有关成矿带的论文发表数量总体趋势逐年增加,在20世纪90年代初和2010～2012年出现两个研究高峰,反映了长江中下游成矿带近年来仍然是我国地质学研究的热点地区之一.近年来,长江中下游成矿带的地质找矿和科学研究均取得了重要进展,地质与矿产研究主要集中在以下几方面:(1)中生代构造转换与成岩成矿的地球动力学背景;(2)岩浆作用与深部过程;(3)成矿系统及其演化;(4)成矿潜力.本专辑收录的26篇论文基本反映了当前长江中下游成矿带及邻区的最新研究进展,所报道的大量地质学新观察、矿床学和岩石学研究、元素和同位素地球化学数据、同位素年代学特别是高精度锆石U-Pb年龄等对深入进一步探讨长江中下游成矿带形成与演化具有重要参考价值,对于推动成矿带基础理论研究和指导找矿勘探均有重要意义.     

长江中下游成矿带矿产勘查-科研工作回顾和展望

长江中下游成矿带是我国勘查-研究程度相当高的成矿带之一,地质勘查和相关研究工作可以追溯到二十世纪初。本文简要对成矿带自二十世纪初至今的勘查-科研工作成果进行了概括性回顾和综述。中华人民共和国成立后成矿带勘查研究工作总体上可以分为三个阶段:(1)第一阶段:点上起步、由点到面;(2)第二阶段:区域展开、重点突破;(3)第三阶段:立体调查、深部找矿。近年来,长江中下游成矿带的地质找矿和科学研究均取得了重要进展,主要集中在以下几方面:(1)控矿构造格架(包括大地构造,后期还尝试引入了动力学背景的探讨);(2)成岩成矿作用的时代;(3)成矿系列(系统)及其演化;(4)成矿规律;(5)深部找矿。包括本专辑(代序)20余篇文章在内的近年来的找矿新发现、新突破以及对成矿的新认识,深化了成矿带成矿理论研究,指示成矿带特别是深部"第二找矿空间"具有很好的成矿潜力,同时也揭示了成矿带值得关注和仍有待进一步研究的科学问题。     

长江中下游成矿带区域构造格局的新认识

长江中下游成矿带作为我国重要的成矿带之一,矿产资源开发利用及区域地质研究历史悠久,成果丰硕。本文重点论述了长江中下游成矿带的构造格局和复合构造系统,探讨了董岭/埤城式基底与江南式基底的拼合时代,提出了南北对峙带的概念,明确了江南过渡带的内涵。主要认识有:(1)长江中下游成矿带平面构造格局为"一弧一线夹两喇叭"的形态;(2)董岭/埤城式基底与江南式基底的拼合时代介于Z_1与Z_2之间;(3)南北对峙带是"纲",控制了长江中下游成矿带的构造格局;(4)剪切阶段是"眼",区域上由"压扭"向"张扭"的转换过程中成岩成矿大爆发;(5)江南过渡带的南半部早期属于江南隆起,在印支期与下扬子地区一并发生褶皱,褶皱特征类似下扬子坳陷南缘而与江南隆起腹地不同,故划到长江中下游成矿带构造单元中。     

长江中下游成矿带伴生钴资源现状及综合利用潜力评价

钴是中国极度短缺的关键矿产资源, 我国矿床中报道的钴资源量大部分以伴生形式产出, 因此估算伴生钴资源量及评价其综合利用前景十分必要。长江中下游成矿带铁矿床、铜矿床及硫铁矿床中普遍伴生钴, 但不同类型矿床中钴资源特征及差异、钴资源量及可利用性评价等研究尚未开展。目前大部分矿山伴生钴综合利用水平较低, 钴资源浪费严重。本文通过全面收集整理近年来长江中下游成矿带相关研究资料, 系统总结了成矿带不同类型矿床中钴的赋存状态, 阐明钴在各类矿床中的富集特征, 并估算了伴生钴资源量, 评价了伴生钴的可利用性。研究结果表明, 长江中下游成矿带铁矿床和硫铁矿床中主要载钴矿物为黄铁矿, 少量为磁黄铁矿、磁铁矿等; 铜矿床中载钴矿物以黄铁矿、黄铜矿为主, 少量为磁黄铁矿、斑铜矿等; 独立钴矿物在各类矿床中均有报道, 主要有辉砷钴矿、硫铜钴矿、铁硫砷钴矿、硫镍钴矿、辉钴矿、斜方砷钴矿等。钴在铁、铜和硫铁矿床中发生了不同程度富集, 其中矽卡岩型铁矿床中钴较为富集, 总体达到了伴生钴边界品位; 矽卡岩型铜矿床中的钴多数接近或达到伴生钴边界品位, 少数未达到伴生钴边界品位; 玢岩型铁矿床、斑岩型铜矿床、矽卡岩型和玢岩型硫铁矿床中钴的富集程度低, 普遍未达到伴生钴边界品位。成矿带伴生钴资源丰富, 具备形成中-大型富钴矿床的资源条件, 初步估算规模达到大型的矿床有3个(程潮、铁山、罗河), 规模达到中型的矿床有22个(龙桥、朱冲、白象山、金山店、安庆、武山、城门山、丰山洞、铜绿山、铜山口、大包庄、新桥、泥河、高村、梅山、和尚桥、姑山、沙溪、茶亭、姚家岭、冬瓜山、黄屯); 具有良好综合利用前景的伴生钴资源量约10.8万t, 具有一定综合利用前景的伴生钴资源量约4.6万t, 可作为未来潜在接替伴生钴资源量约12.5万t。成矿带主要矿床通过磁选、浮选可获得含钴>0.20%的硫精矿, 冶炼过程中可得到含钴达0.22%的转炉渣。对于含钴硫精矿或含钴转炉渣, 可通过浮选法、火法冶炼法、湿法分离法、萃取法和微生物浸出法等工艺实现钴的高效回收利用, 且回收率可达80%以上, 预期可以产生较好的经济效益。本文的研究方法对热液矿床中伴生钴资源量的评价具有重要的借鉴意义。

     

长江中下游成矿带钨矿床

长江中下游成矿带是我国重要的铜-铁-金多金属成矿带,近年来在长江中下游成矿带内发现多处白钨矿床和矿化点,为该成矿带的成矿学研究提供了新的研究课题。相比成矿带铜铁金多金属矿床研究程度,钨矿床成矿作用研究明显薄弱,尚未进行系统的成矿作用和成矿规律总结。成矿带内发育的钨矿床主要为北亚带的东顾山矿床、主带(中亚带)的阮家湾矿床和南亚带的桂林郑矿床和高家塝矿床。本文对这四个钨矿床及几个含钨矿床的地质和地球化学特征、成岩成矿时代、成矿岩体地球化学特征等方面的研究资料和成果进行了总结,讨论和试图阐明长江中下游成矿带钨矿床的成矿作用。研究显示,长江中下游成矿带存在三期钨成矿作用,分别为146～143Ma、127Ma和97Ma,在成矿带的铜主成矿期前和铁成矿期均有钨成矿作业发生。钨矿床中白钨矿的Sr-Nd同位素组成分别落入董岭式基底或江南式基底范围,表明长江中下游成矿带的董岭式和江南式基底是形成原始含矿岩浆的物质基础。长江中下游成矿带的钨矿床成矿岩体为中酸性岩,ε_(Hf)(t)值很低,且Zr/Hf、K/Rb比值小,表明成钨岩浆岩为古老地壳物质重熔并经历了较充分的分异演化,对比成矿带中成铜、成铁岩体,源区性质可能是导致长江中下游成矿带金属成矿差异的根本原因。燕山期的陆内俯冲是造成长江中下游成矿带钨矿床成矿的主导机制。     

长江中下游地区繁昌盆地火山岩成因:锆石Hf-O同位素制约

繁昌盆地是长江中下游地区沿江火山盆地之一,目前针对该盆地火山岩的研究相对薄弱,因此本文选择该盆地中分村组流纹岩、赤沙组粗安岩、蝌蚪山组流纹岩为研究对象,结合本课题组前期发表的研究成果,开展锆石原位Hf-O同位素和U-Pb年代学研究,以期深入探讨繁昌盆地火山岩的岩石成因。中分村组流纹岩、赤沙组粗安岩、蝌蚪山组流纹岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果分别为132.1±1.5Ma、129.1±1.8Ma和129.5±3.3Ma。三组火山岩的εHf(t)值分别为-8.2~-5.8、-6.0~-3.4、-7.4~-2.2,δ18O值分别为6.3‰~7.9‰、7.0‰~7.8‰、6.6‰~8.2‰,从中分村组到赤沙组再到蝌蚪山组εHf(t)、δ18O值逐渐升高。综合分析表明:中分村组、赤沙组、蝌蚪山组火山岩的源区相似,它们是新元古新生地壳熔融形成的岩浆和少量的富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆混合后经结晶分异形成。从148~133Ma至132~126Ma,本地区经历了俯冲带构造环境至拉张环境的转换,古太平洋板片的俯冲及后撤的转换时间在132Ma左右。     

长江中下游繁昌盆地火山岩年代学和地球化学:岩石成因和地质意义

长江中下游地区发育多个中生代火山盆地,自西向东依次为金牛、怀宁、庐枞、繁昌、宁芜、溧水和溧阳盆地.繁昌盆地自下而上发育中分村组、赤沙组和蝌蚪山组火山岩.中分村组下段和上段流纹岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果分别为131.2±1.1Ma和129.1±1.3Ma,和蝌蚪山组流纹岩的形成时代(130.7±1.1Ma)在误差范围内一致,表明繁昌盆地火山岩喷发持续时间较短.中分村组发育英安岩和流纹岩,赤沙组以粗安岩为主,并有少量的流纹岩,两者的SiO2含量分别为64.36％ ～75.45％和63.08％ ～69.75％.中分村组和赤沙组火山岩的稀土和微量元素特征基本一致,均富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nd、P和Ti,其中,流纹岩表现为Eu的负异常.中分村组样品的87Sr/86 Sr(t)为0.7060 ～ 0.7074,εNd(t)为-7.91～ -8.11,赤沙组样品的87Sr/86Sr(t)为0.7073,εNd(t)为-6.62～ -6.71,和蝌蚪山组玄武岩的Sr-Nd同位素组成很相似.综合分析表明,中分村组火山岩为岩石圈地幔部分熔融的岩浆底侵形成的下地壳再次部分熔融的产物,并经过辉石、角闪石、斜长石和磷灰石的结晶分异.赤沙组粗安岩为岩石圈地幔部分熔融形成的玄武岩浆,经过橄榄石、辉石、斜长石和钛铁氧化物结晶分异形成.岩石圈地幔的部分熔融在长江中下游地区中生代火山岩中表现的最为集中,表明～ 130Ma时期为本地区的拉张峰期.