盆地形成及成矿与地幔流体间的成因联系

文中共讨论以下5个问题:(1)盆地起源于幔壳溃变和膨隆,后者是地幔流体(超临界态(>375℃)HACONS流体,简称幔汁)上涌、渗入、交代、富化、致熔的产物。地幔流体造成油气盆地深部的高热流、异常超高压、伊利水云母化、硅化和地层有机碳的加氢成油作用。(2)盆地成矿可分两大阶段,先是沉积时的同生成矿;地层沉积后还有众多的后生成矿。两者组成“盆地矿套”(杜乐天,2002)。成矿无论同生还是后生,其分布均受断裂控制,都和地幔流体活动有关。(3)黑色页岩的实质是碳-硅-泥三元岩系,和热液成矿中的碳酸盐-硅质-泥质蚀变三元完全相当。此类岩系中总是有几十种亲壳亲幔亲气元素的特殊富集。奇异的是,石油、油页岩、沥青及砂岩型铀矿彼此有完全类似的继承性元素特殊富集。此等元素群不可能都是来自盆地之外蚀源区岩体的风化。研究证明,相当多的元素是地幔流体携带上来的。(4)盆地地层中广泛发育由地幔流体衍生的热液作用。(5)盆地实质上是气盆,全盆地排气。许多气田是地幔流体排气形成的。沙漠(原地型)和天然气田的共生很值得注意,两者皆源于地球强烈排气,导致地下和大气增温,过度蒸发,不易降雨,长期干旱而形成沙漠。     

沉积盆地中金属成矿与油气成藏的耦合关系

沉积盆地中与油气密切相关的金属矿床主要包括密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床、砂页岩型铜-铀矿床、黑色页岩中的金属硫化物矿床、沉积岩容矿的金-锑-砷-汞-铊矿床等。金属矿床与(古)油气藏在空间上的密切共生/伴生关系,暗示了二者成因上的有机联系。在许多MVT铅锌矿床和砂页岩型铜矿床中,与成矿关系密切的原油及其衍生物形成于矿化前,它们为随后的金属成矿直接提供还原硫或充当硫酸盐还原反应的还原剂。在另一些情况下,某些低温热液金属矿床,特别是Au、As、Hg、Sb、Tl矿床与油气表现出同源、同运、同聚的耦合关系,金属成矿与油气成藏同时或近同时进行。与油气具不同耦合关系的金属矿床常表现出不同的特点。与成藏和/或成矿有关的盆地流体大致可分为以碳氢化合物为主的有机流体、以含金属盐水溶液为主的无机流体以及同时富含烃类和金属组分的有机成矿流体3类,盆地中的成矿、成藏作用及其耦合关系受控于这三类流体的演化过程。沉积盆地中金属矿床与油气藏空间上密切的共生/伴生关系以及成矿、成藏过程和机理的相似性,使金属与油气矿产资源的协同勘探和综合预测成为可能。     

四川呷村V HMS矿床：从野外观察到成矿模型

呷村矿床是一个与晚三叠世海相钙碱性酸性火山岩系有关的典型块状硫化物（VHMS）矿床。热水流体系统和贱金属成矿作用发育于义敦岛弧碰撞造山带上的弧间裂谷盆地内,并受其内部的一系列局限盆地及SN向基底断裂－裂缝系统控制。含矿岩系为双峰岩石组合,具火山碎屑岩－矿体－喷气岩“三位一体”特征。硫化物矿床具有“块状矿席＋层控网脉状矿带”式三维结构特征。块状矿席发育多旋回的硫化物－硫酸盐韵律型式,揭示热水流体在海底的幕式排泄以及硫化物－硫酸盐在卤水池内的韵律式化学淀积和滑塌堆积过程。层控网脉状矿带产出于流纹质火山岩系,与上覆的块状矿席平行展布,揭示高渗透性碎屑岩层和多条同级别断层或断裂共同约束海底下部热水流体,并诱导其“弥散式”排泄和侧向流动交代。热水流体的传导冷凝过程导致硫化物沉积、热水流体与冷海水的简单混合导致硅质岩或／重晶石淀积,传导冷凝与海水混合的联合作用导致含硫化物重晶石、硅质岩和红碧玉形成。     

华北克拉通北缘与盆地流体有关的若干矿床实例

与华南一样,在华北克拉通北缘及其增生带也有与盆地流体有关的矿床产出。矿床的生成总是与张裂型沉积盆地有关。根据基底大地构造性质和盆地动力学演化特征,可划分出两个与盆地流体有关的、特征各异的金属成矿省：1)华北克拉通北部元古代金．多金属成矿省,在克拉通内部,边缘元古代裂谷增生期生成沉积喷流型硫多金属矿床和沉积岩容矿的微细浸染型金矿床;2)大兴安岭中南段古生代锡．多金属成矿省,在克拉通北缘早／晚古生代增生带的张裂型沉积盆地内分别生成各具特征的铅锌/锡-多金属矿床。     

盆地流体中有机组分的成矿效应

盆地流体含有丰富的有机组分。有机质-金属耦合作用是盆地流体金属成矿机制的关键,具有极其重要的意义。有机质的成矿作用主要表现为：1)沉积有机质对盆地流体物理化学特征的制约;2)有机组分对金,属成矿元素在盆地流体中的迁移能力、迁移形式以及沉淀就位机制的制约;3)富有机质的地层作为地球化学还原障和H2S障对于流体中金属沉淀就位的制约;4)沉积有机质的演化对于盆地流体运移的制约(通过油气的阵发性析出和二次孔隙的产生)。     

西南三江碰撞造山带沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu贱金属复合成矿与深部过程

西南三江特提斯造山带中新生代沉积盆地中(沱沱河、玉树、昌都和兰坪-思茅地区)发育包括金顶超大型铅锌矿床在内的一系列以沉积岩容矿的Pb-Zn-Ag-Cu贱金属矿床,构成长达千余千米的青藏高原东缘贱金属成矿带。作为大陆碰撞环境成矿谱系的重要矿床类型,加强这些矿床的理论研究对提高和完善大陆碰撞造山成矿理论和指导找矿勘查等具有重要意义。已有研究表明这些Pb-Zn-Ag-Cu矿床的分布受盆地形成后新生代大型逆冲推覆-走滑构造控制,其容矿岩石和成矿作用特征与SEDEX和MVT矿床存在明显的差异,矿床成矿流体表现出多来源混合的特征,成矿与深部过程密切相关。尽管取得重要进展,但由于缺乏高精度年代学数据制约,成矿动力学背景及其与碰撞造山的时空联系存在较大争议。一些矿床的研究显示复合成矿迹象,但是复合成矿过程与深部驱动等问题仍不清楚。近年来我们以兰坪和昌都盆地的Pb-Zn-Ag多金属矿床和Cu多金属矿床为重点研究对象,系统开展了成矿年代学、成矿流体源-运-储系统和复合成矿机制以及深部过程对成矿制约等方面研究。结果表明,兰坪盆地西缘Cu(Mo)多金属矿床主要形成于48～58Ma,兰坪和昌都盆地Pb-Zn-Ag多金属矿床主要形成于27～33Ma。成矿流体表现出明显的多来源混合的特征,主要存在三种类型:1)变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿,以金满-连城Cu矿床为代表; 2)盆地卤水与大气降水复合成矿,以金顶Pb-Zn矿床为代表; 3)盆地卤水和岩浆流体复合成矿,以拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为代表。兰坪盆地西缘Cu矿床主要形成于新生代印度-欧亚大陆主碰撞挤压阶段,与成矿密切相关的变质流体可能来源于陆-陆碰撞俯冲引起的高压变质。Pb-Zn矿床主要形成于印度-欧亚大陆晚碰撞构造转换环境,构造挤压和造山隆起驱动盆地流体迁移,同期的岩浆活动主要为成矿提供热驱动力或成矿物质。     

沉积盆地动力学与盆地流体成矿

沉积盆地实际上是地球动力学系统中一个巨大的动态化学反应器,其所处的地球动力学背景制约着它的边界条件、外部环境及其与外部环境的物质和能量交换。盆地内则是一个由固体无机,有机沉积物颗粒和盆地流体组成的多相反应体系,包括各种流-岩-烃及流-流反应、与有机质成熟演化有关的各种有机反应、在浅部还有细菌参与的生物化学反应。体系的上部边界不断有新沉积物颗粒和流体的加入,下部则有来自基底的流体或来自盆地边缘大气降水的加入循环,同时还有盆地的构造沉降和基底热能的交换,以及可能岩浆物质,能量的加入。沉积物的固结成岩和后生变化,以及其中储存的油气和金属矿床都是这个巨型化学反应器的一部分(并非全部)产物。因此,只有站在盆地动力学的高度,才可能从整体上去认识这些共存的复杂因素和作用过程的耦合关系,才可能从本质上理解有关矿床的形成机理和产出规律。     

金管冲铀矿床控矿构造特征分析

金管冲铀矿床位于湘东地区丫江桥黑云母二长花岗岩体接触带。通过成矿构造背景和矿床构造研究，本文系统论述了不同级虽构造对铀成矿的 控制作用，认为NNE向走滑断裂与铀成矿作用之间具有密切的成因联系。晚三叠世－侏罗纪时期的构造会聚走滑导致剪切重熔型花岗岩－丫江桥岩体的形成和成矿元素的富集。白垩纪－第三纪的构造离散走滑在矿区及其附近形成张扭性断裂和离散走滑盆地，这些断裂和盆地为成矿流体的运移、循环及成矿物质的沉淀提供了良好的构造场所。     

661铀矿床矿石U-Pb等时线年龄及其成矿构造背景

661铀矿床位于赣杭构造火山岩铀成矿带东段大洲铀矿田内,矿体赋存于磨石山群九里坪组流纹岩之中,矿床定位于岩石圈伸展断陷盆地附近,明显受断裂带的控制.利用矿石U-Pb等时线法确定了该矿床两个矿体的成矿时代,分别为(107.0±2.3)Ma和(110.0±3.5)Ma.这些年龄值与断陷红盆底部发育的玄武岩的成岩年龄一致,也与东南沿海地区明显存在的110 Ma基性脉岩拉张活动的时间一致,表明岩石圈伸展与铀成矿之间具有良好的对应关系,为岩石圈伸展期与铀成矿关系研究提供了年代学证据.岩石圈伸展控制着富CO2热液形成的时间,因而也大致控制了铀成矿的时代.     

贵州新元古代锰、重晶石等矿床成矿系列及找矿突破

以矿床成矿系列理论为基础, 提出黔东及毗邻区新元古代锰矿、重晶石矿大规模成矿作用主要是流体成矿作用, 又有沉积成矿作用。在南华裂谷盆地的不同演化阶段, 形成新元古代至早古生代黑色岩系有关的锰、重晶石、磷、镍、钼、钒、铀、页岩气等矿床成矿亚系列。提出区域性的导矿构造是新发现北西向中元古代基底中的铜仁古裂谷。对铜仁古裂谷与近东西向南华裂谷盆地同生断裂、次级地堑盆地等配矿构造的交汇处, 形成含矿流体底辟通道, 控制形成了系列超大型锰矿床、超大型重晶石矿床等区域成矿规律进行了论述。在总结贵州新元古代锰矿、重晶石矿区域成矿规律的基础上, 建立了区域成矿模式, 对成功指导实现锰矿和重晶石找矿突破进行了介绍。     

Mesozoic and cenozoic sandstone-hosted copper deposits in south China

Mesozoic and Cenozoic sandstone-hosted copper deposits in South China are confined to the variegated rock formation of the faulted basins, the intermontane basins and piedmont basins around a copper-bearing old land. The variegated rock formation is generally of fluviolacustrine delta facies, shore facies and shore-cauce facies. The ore bodies are stratiform, occurring in the light-coloured beds of the variegated rock formation. The mineralization comprises chalcocite, bornite, chalcopyrite, native copper, covellite, pyrite and hematite, showing obvious zonation. The associated profitable elements in the ore are mainly silver, lead, zinc, molybdenum, selenium and uranium. The copper deposits are believed to have been formed through three processes of enrichment, i.e. weathering (copper-bearing weathered crust was formed as a result), deposition (source bed formed) and diagenesis (ore body formed). The variegated rocks with Cu, Ag, Pb, Zn, U, Mo, Cl and organic carbon anormalies and a great deal of pyrite, distributed in the faulted basins around the Cu-bearing old land, are recognized as the most favourable area for copper ore exploration.     

论盆地流体成矿/成烃作用的耦合关系

沉积盆地中的油气聚集和某些金属矿床都是盆地演化过程中盆地流体活动的产物,是同一地质-构造格架内同一自然过程留下的物质表象。油气是被封存起来的、以碳氢化合物为主的盆地有机流体,而固态的金属矿石则大多是以水溶液相为主的盆地流体在适当的部位将所溶解携带的成矿金属组分沉淀卸载的结果。碳氢化合物源干沉积有机质的演化;成矿金属元素则可能是盆地流体从沉积物颗粒通过流-岩反应萃取来的。有机组分在成矿金属元素的活化萃取、迁移、直至沉淀就位的全过程中均起了非常重要的作用。在成岩压实作用阶段(相当干油气的初次析出阶段),油气与粘土水一道从生烃层内被挤出。从这个意义上讲,油气与部分成矿水溶液具有共同的起源。但在往后的运移和聚集就位过程中,由于水和油的物理化学特征不同,二发生了分离。从而造成了金属矿床与油气藏在空间上既相互依赖,又相互分离的复杂关系。     

中、新生代陆相沉积盆地砂岩型铀矿床流体作用研究

通过对中、新生代陆相沉积盆地典型砂岩型铀矿床实例分析,本文阐述了砂岩型铀矿床的分类特征及其与盆地流体演化的关系,以及盆地流体演化史分析在砂岩型铀矿床找矿中的重要性,同时对铀在流体中活化、迁移、沉淀机制及砂岩型铀矿床流体作用研究方法进行了探讨。     

山东夏甸金矿烃类组分特征与幔源流体成矿作用探讨

烃类是成矿流体中的重要气相组分之一,与其他气态组分相比烃类则具有组分多元化和性质稳定的特点,同时烃类各组分间的相关特征和配分规律是成矿流体演化过程(氧化-还原条件、温度、压力等环境因素)的重要参数,因此烃类组分宏观和微观特征可以作为成矿物质来源、成矿流体演化以及流体间混合叠加规律的研究工具和手段.宏观上烃类组分在夏甸金矿不同类型地质体中的含量值差异明显:滦家河型花岗岩和硅质岩烃类含量很高,而胶东群变质岩、脉岩、金矿体及矿化蚀变带烃类含量明显偏低;通过烃类组分相关性、配分及比值特征等微观规律研究,可以推测夏句金矿的成矿作用与滦家河型花岗岩不存在直接关系,而与胶东群变质岩和深源的中.基性脉岩具有密切联系,表现出不同类型流体之间的叠加、改造特征,反映了夏甸金矿床乃至整个胶东矿集区具有地幔流体参与并和壳源流体发生不同程度混合,促进成矿物质运移并在合适的条件和构造空间沉淀富集的成矿特点.     

论海平面变化与层控矿床成因

桂北及桂中大瑶山西侧泥盆纪层控型站矿床成因研究表明，矿床形成赋矿盆地的海平面变化密切相关，它们是“层、系、相、位”四位一体主因素地质场作用的结果，这一新的矿床成因新模式可以概括为：区域赋矿层位与层序边界面关系密切，研究区内共划分出７个 序边界面，其中ＳＢ１（Ｉ），ＳＢ３（Ⅲ）及ＳＢ７（Ｉ）是主要的区域性赋 层位；矿体一般产于Ｉ型层序边界面之上，或产于Ⅱ，Ⅲ层序边界面之下；容矿主岩与一定的沉积体系域     

试论中国陆相油气侧向源——碰撞造山成岩成矿模式的拓展和运用

笔者根据我国陆相盆地富油、海相地层盆油、“盆小油量大”、油气与金属－非金属矿床伴生等特点，提出油气成藏物质侧向源的观点，依据碰撞造山成岩成矿与流体作用模式（CPMF）分析盆山转变过程中流体产生，运移，有机－无机分离和富集的机制，建立了盆山转换过程流体作用与油气侧向源模式。从油气田富集金属元素，造山带金属矿床成矿流体含烃类等有机组分，盆地沉积所堆积的有机质随盆山转换而形成油气，现代油气盆地与造山带金属矿集区空间耦合等4个方面论证了油气成藏物质侧向源的客观性和流体运移成藏模式的科学性。讨论了中国陆相油气藏的形成和分布规律，提出了今后油气勘查的方法。     

沉积地层中成矿作用的碳同位素特征和含矿缺氧盆地成因新观点

沉积盆地内地层中碳的来源 ,根据其碳、氧同位素特征可归纳为 :海洋沉积碳酸盐碳、生物碳、热解非生物成因碳、大气淡水方解石碳和热卤水系统中的无机碳。热水成因的金矿及喷气 沉积矿床中的碳都具有深源成因的无机碳。深部含无机碳的热流体喷溢到海洋底部可以解释为扩张盆地底部形成的缺氧环境和含矿黑色页岩的主导原因     

西藏东部隐爆角砾岩特征及其含矿性

西藏东部发育大量与喜马拉雅期斑岩密切共生的隐爆角砾岩筒(脉)。隐爆角砾岩大都遭受强烈的矿化蚀变，其中的成矿元素金、银、汞等强烈富集。包裹体和同位素的资料证实爆破流体是一种与岩浆有成因联系的、介于岩浆与岩浆期后成矿热液之间的过渡性高温流体。     

地洼盆地砂岩铜矿床的构造-流体-成矿体系及演化

我国南方地洼盆地构造演化、流体演化和砂岩铜矿成矿作用三者之间具有密切的关系,处于一个统一的系统之中。盆地早中期的裂陷、坳陷作用及热构造活动导致了富铜矿源层的形成、大气降水的深循环和水／岩相互作用、并形成中高温、压、高盐度的热卤水含铜流体。在构造－流体－砂岩铜矿成矿体系的演化中,构造演化制约了含铜流体的演化和砂岩铜矿的成矿作用,而主要发生于盆地演化的晚期。     

Oil occurrences of northeastern Russia

This paper shows that the location of large petroleum and gas hydrate deposits is related to deep ore-controlling fault zones. The large mercury deposits within these zones testify to the high differentiation maturity of the deep and crustal fluids. The mercury mineralization in compound ore assemblages is considered as the main indicator of their maturity (stable duration of development). The petroleum occurrences in Cenozoic sedimentary basins reflect only some partial changes in the location of hydrocarbon deposits with regard to the neotectonics and dynamics of the permafrost rocks.