略论海陆成矿问题

地壳通过不均一性分异形成大陆型地壳和大洋型地壳, 陆核及地块的形成、大陆裂解与增生、洋壳的新生与消减、陆-陆碰撞拼接形成具有不同构造特征的海陆构造区。中国海陆构造演化经历了太古宙陆核形成、元古宙陆块形成、震旦纪至三叠纪联合大陆形成、中新生代联合大陆解体4个阶段, 形成北方(准噶尔—大兴安岭)、北部(塔里木—华北)、南部(扬子—华南)、南方(冈底斯—喜马拉雅), 东部(滨西太平洋)5个大陆及陆缘构造区。太古宙花岗绿岩带、元古宙裂谷(裂陷)带、显生宙大陆边缘是最重要的海陆成矿环境。海陆成矿有利因素的耦合对成矿至关重要, 而最佳耦合的机制及其发生在海陆构造区的时空位置是圈定有利成矿靶区、引导找矿突破的关键科学问题。     

中国大陆边缘构造属性与超巨量金属工业堆积

研究了大陆边缘的形成与演化,以中国大陆已存在的3条陆壳对接消减带为界,划分了5个大陆边缘构造带、13个次一级的边缘构造区及其内部的58个时空配置结构,并据区内现有金属矿产地计算了其发现几率。依据大陆边缘的形成、演化及其动力学特征,将中国大陆边缘划分为离散型、汇聚型、对接碰撞型和转换型4类,并总结了其成矿专属。大陆边缘虽然有利成矿,但是超巨量金属工业堆积应取决于其成矿有利因素是否达到最佳耦合。提出了最佳耦合应是异常地质事件激发正常成矿作用发生“引潮共振”①的结果。     

地壳对接消减带和叠接消减带与陆-陆碰撞造山和俯冲增生造山:来自侵入岩构造组合的记录

从地壳对接消减带与地壳叠接消减带的概念出发,讨论了板块构造岩浆旋回,俯冲增生造山和陆-陆碰撞造山分别对应于板块会聚构造的第一次和第二次造山作用;讨论了俯冲增生造山的结构样式,主要由俯冲增生杂岩和岩浆弧构成;陆-陆碰撞造山指相意义的S型花岗岩类的鉴别标志,以及指示板块构造岩浆旋回结束的后造山过碱性A型花岗岩类的识别标志。最后主要基于中国侵入岩大地构造图(1∶250万)及其说明书的成果,简要地讨论了中国三个克拉通性质的陆块区以及与西伯利亚克拉通、印度克拉通之间的大洋区的洋陆转换形成的俯冲增生造山和随后的陆-陆碰撞造山,认为:(1)塔里木克拉通西北缘与西伯利亚克拉通西南缘陆-陆碰撞可能发生在石炭纪,早二叠世可能完成;(2)中国三个克拉通的陆-陆碰撞可能分别发生在早—中三叠世,晚三叠世完成拼合,形成中国主体大陆;(3)早白垩世晚期—晚白垩世完成中国主体大陆与西伯利亚大陆的最终拼合;(4)新生代中国大陆与印度大陆拼合,碰撞造山仍在进行。     

中国镍矿成矿规律初探

我国镍矿可分为岩浆型、海相沉积型和风化壳型3种预测类型.矿床形成时代较为连续,最早形成于中—新元古代,最晚形成于新生代,其中中—新元古代和晚古生代是形成矿床的两个高峰期;中—新元古代矿床主要分布在华北地块和扬子地块周缘,晚古生代镍矿主要分布在中亚造山带、峨眉山和塔里木大火成岩省范围内.岩浆型镍矿主要形成于大陆边缘裂解、造山带后碰撞伸展以及地幔柱3种构造背景,根据不同构造背景并结合主要岩浆作用特点,将与幔源基性—超基性岩有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿系列类型划分出与大陆裂解边缘幔源基性—超基性岩浆作用有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型、与地幔柱基性—超基性岩浆作用有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型、与造山带俯冲作用下幔源基性—超基性岩有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型、与造山带后碰撞伸展背景下幔源基性—超基性岩有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型等4种亚类型.分别对中—新元古代与大陆边缘裂解有关的镍铜(铂)矿床、寒武纪与黑色页岩有关的海相沉积型镍钼钒矿床、早二叠世与造山带伸展背景有关的镍铜矿床、晚二叠世与大火成岩省有关的镍铜(铂)矿床、新生代与风化壳有关的镍金矿床及其对应的典型矿床特征和成矿模式进行了叙述;认为大陆裂解边缘、地幔柱、造山带后碰撞伸展是我国镍矿形成的有利成矿地质背景,与邻近深大断裂、镁铁—超镁铁岩体、高MgO的原生岩浆(高镁玄武质岩浆)、深部岩浆作用、硫饱和与硫化物熔离共同组成岩浆型镍矿的6个重要地质条件.     

中国陆壳演化、多块体拼合造山与特色成矿的关系

矿产资源的种类、时空分布、形成演化与成岩作用和大地构造格局密切相关。中国地质构造复杂,成矿条件多样(发育裂谷成矿、碰撞成矿、地幔柱成矿、低温成矿等特色成矿系统),矿床类型比较齐全,如大宗矿产(铁、铝、铜、钾盐)短缺,小宗矿产中盛产稀土元素(REE)、钨、锡、钼矿。中国早前寒武纪矿床相对较少,燕山期成矿集中爆发。这种矿产资源分布格局与中国大陆地壳的性质与演化、多块体拼合造山格局之间的内在联系尚待深入揭示。本文基于对中国陆壳演化、陆块与造山带组成格局和多块体拼合造山的系统分析总结,试图阐明中国成矿特色与其内在联系,从陆壳形成与造山带演化的宏观视角来研究中国大陆成矿特色、成矿物质时空分布规律,其特色包括:(1)中国陆壳的地台区与造山带区质量比约3∶7(全球陆壳地台区占69.6%),太古界面积小且支离破碎,地壳固化时间晚且运动频繁强烈,因此难以形成巨型条带状铁建造(BIF)富铁矿床、太古代火山岩块状硫化物型(VMS)铜锌矿带和元古代内克拉通裂谷有关的扎伊尔-赞比亚巨型铜矿。(2)环绕中朝-塔里木和扬子板块的增生造山带由老到新依次形成,并镶接于古板块边缘,使中国大陆逐渐增生扩展,导致火山岩型、与岩浆岩类和沉积岩系有关的大型矿床空间上向板块边缘推移,时间上越来越新,地壳演化成矿作用和矿床类型越来越多样化。(3)中亚成矿域以古生代多陆块拼合造山、中新生代陆内造山与山盆体系构成独特的地质构造格局。既发育增生造山阶段的弧环境相关矿床(蛇绿岩型铬铁矿、斑岩铜矿、VMS),也发育与碰撞造山有关的矿床(造山型金矿、石棉、滑石、白云母)、地幔柱叠置造山带背景下的岩浆铜镍矿和后碰撞陆内岩石圈伸展相关的大陆环境矿床(斑岩钼矿、热液金矿、伟晶岩型稀有金属矿)。(4)青藏高原(特提斯成矿域)系特提斯洋长期增生演化、印度-欧亚大陆碰撞的产物。其成矿条件优越,具有多期成矿作用、多矿种和多类型的复合成矿系统特点。形成了蛇绿岩套型铬铁矿、密西西比河谷型(MVT)铅锌矿和独具特色的碰撞环境超大型斑岩铜钼矿。(5)我国东部环太平洋成矿域,伴随晚中生代克拉通性质的根本转变及岩石圈明显的减薄过程与破坏,在华北克拉通周缘发生大规模的岩浆活动和强烈的金、铜、钼和轻稀土等成矿作用。不同时期的造山带干涉叠加使得南岭地区盛产花岗岩有关的钨、锡、钼矿,具有叠加改造成矿、大器晚成的鲜明成矿特色。由于中国成矿特色与大陆地壳演化密切相关,中国的找矿勘探部署必须立足于中国大陆演化与多块体拼合造山的基本地质事实,方能取得好的勘查效果。中国大陆小陆块拼合造山成矿还存在诸多未解之谜,文末提出了当前成矿学面临的一系列科学问题,对于今后我国找矿战略选区具有借鉴意义。     

柴达木盆地西北部锶矿成矿系统研究

柴达木盆地西北部锶矿床是已知的世界上成矿时代最年轻的大陆热水沉积层控型锶矿床。区内锶矿成矿系统位于印度板块与欧亚板块碰撞带的前陆盆地内 ,其成矿作用发生在陆 -陆碰撞造山带的前缘 ;成矿构造和成矿流体对锶矿床的形成起着重要的控制作用 ;这些锶矿床是矿源场、流体场、能量场在一定时空条件下耦合的产物     

大陆碰撞成矿论

基于经典的板块构造而建立的成矿理论已日臻完善,完好地解释了增生造山成矿作用及汇聚边缘成矿系统发育机制,但却无法解释碰撞造山成矿作用及大陆碰撞带成矿系统。通过对青藏高原碰撞造山与成矿作用的详细研究,并与中国秦岭和其它碰撞造山带综合对比,本文系统提出了一套全新的大陆碰撞成矿理论,简称"大陆碰撞成矿论",初步阐明了大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的成矿动力背景、深部作用过程和形成机制。该理论认为,伴随大陆三段式碰撞过程而发育的主碰撞陆陆汇聚环境、晚碰撞构造转换环境和后碰撞地壳伸展环境,是大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的主要成矿构造背景。对应于三段式碰撞而在深部出现的俯冲板片断离、软流圈上涌和岩石圈拆沉过程,是导致大规模成矿作用的异常热能驱动力。伴随三段式碰撞而分别出现的压-张交替或压扭/张扭转换的应力场演变,是驱动成矿系统形成发育的构造应力机制。大陆碰撞产生的不同尺度的高热流、不同起源的富金属流体流、不同级次的走滑-剪切-拆离-推覆构造系统和张性裂隙系统,是形成成矿系统和大型矿床的主导因素。成矿金属在碰撞形成的壳/幔混源高fO2岩浆-热液系统、地壳深熔低fO2岩浆-热液系统、剪切变质-富CO2流体系统以及逆冲推覆构造驱动的区域卤水系统和浅位岩浆房诱发的对流循环流体系统中,伴随成矿金属的积聚与淀积是形成大型矿床的关键机制。"大陆碰撞成矿论"还强调,完整的大陆碰撞过程可以引发三次大规模成矿作用,形成一系列标示性的大型矿床:在主碰撞陆陆汇聚成矿期,大陆碰撞引发地壳加厚与深熔,产生富W-Sn壳源花岗岩,形成花岗岩型Sn-W矿床;大陆俯冲板片断离诱发软流圈上涌,产生富金属的壳/幔混源花岗闪长岩,形成岩浆-热液型或叠合型Pb-Zn-Mo-Fe矿床;大陆碰撞从变质地体排挤出富CO2流体,在剪切带形成造山型Au矿,从造山带排泄出建造流体,在前陆盆地形成MVT型Zn-Pb矿。在晚碰撞构造转换成矿期,大规模走滑断裂系统诱发壳幔过渡带和富集地幔减压熔融,其岩浆在浅部地壳岩浆房出溶成矿流体,分别形成斑岩型Cu(-Mo-Au)矿床和碳酸岩型REE矿床;深切岩石圈的剪切作用与下地壳变质产生含Au富CO2流体,形成造山型Au矿;逆冲推覆构造驱动地壳流体长距离迁移汇聚、走滑拉分导致流体大量排泄和充填,形成Pb-Zn-Cu-Ag矿。在后碰撞地壳伸展成矿期,新生下地壳部分熔融产生富金属、富水、高fO2埃达克质岩浆浅成侵位和流体出溶,产生斑岩型Cu矿;中上地壳部分熔融层(岩浆房)驱动地热流体系统,在地热区发育热泉型Cs-Au矿,在构造拆离带形成热液脉型Pb-Zn-Sb和Sb-Au矿。     

东秦岭-大别造山带区域成矿规律研究

对该区的矿床时空分布、矿床类型、成矿系列,成矿物化条件,矿源等进行了系统的研究总结。指出区内总体成矿地质背景为具有过渡型地壳特色的大陆复合造山带,可划分为中元古代－古生代海盆同生沉积成矿、中生成大规模陆内俯冲造山体制后生热液成两个成矿阶段,具有盆地边缘控矿,动力学转换带成矿、成矿的广义层控性及碰撞造山体制浅成与中深成热液矿带成对共生等特点。     

华北古大陆南缘构造格架与成矿

东秦岭地区在前海西期表现为大陆边缘的构造活动,到海西期后特别是燕山期已属于陆内造山作用,因此称之为古大陆边缘。在对前海西期构造格架重塑的基础上,以不同建造、岩浆活动和分隔构造单元断裂资料分析为依据,以控制不同构造单元的断裂为界,自北而南将构造单元划分为：华山-熊耳山陆缘带、宽坪陆缘增生带、二郎坪弧后断陷带、秦岭古岛弧带和南秦岭泥盆纪断陷海盆。据陆缘构造发展阶段的沉积建造和岩石组合特点分为：华北陆块南缘太古宙古陆核边缘活动性沉积、早元古代华北陆块南缘古陆核边缘活动性缓慢沉积、中-新元古代华北陆块南缘拉张构造体制下的被动陆缘、加里东早期华北古陆南缘活动陆缘、早古生代华北陆块南缘太平洋型活动大陆边缘;中生代扬子与华北板块已经拼接,进一步发生陆内A型俯冲,构造型式为近南北向的深部构造作用。根据区域成矿的物质组成以及空间和时间上的分布特点,划分为5个成矿系统：前长城纪陆核活动性边缘沉积成矿系统、中-新元古代被动大陆边缘成矿系统、早加里东期构造体制转换期成矿系统、古生代活动大陆边缘成矿系统和中生代陆内碰撞造山成矿系统。     

中国大陆地壳“镶嵌与叠覆”的结构特征及其演化

初步探讨了中国大陆地壳“块带镶嵌多层叠覆”的结构特征和多阶段的构造演化过程。中国大陆地壳新元古代中期以来的一级构造单元有中朝、塔里木、扬子、敦煌4个陆块和中央、西北、东北、西南、东南5个造山区(带)。中朝陆块的形成源于古元古代期间发生的古大陆裂解;扬子、塔里木和敦煌陆块的形成源于新元古代早期发生的古大陆裂解。西北造山区的形成源于古生代晚期洋盆关闭、大陆碰撞并叠加新生代陆内再造山;东北造山带的形成过程包括古生代碰撞造山及中生代增生、碰撞造山;中央造山带至三叠纪大陆碰撞才最后形成并叠加有新生代再造山;东南造山带的形成经历了古生代至新生代的多次造山作用;西南造山带主要是中—新生代造山作用的产物。这些单元都具有“块带镶嵌多层叠覆”的结构特征和多阶段构造演化的特点。中国大陆地壳的形成与演化可以划分为太古宙—古元古代、中元古代—新元古代早期、新元古代中期—古新世和始新世以来4个构造阶段,每个阶段都对应不同的超大陆裂解-聚合旋回。其中新元古代中期以来的地壳形成演化与全球洋陆格局中的古亚洲洋、古特提斯洋、古太平洋、特提斯洋和太平洋5个动力学体制有关,相应地可以归结为古亚洲、古特提斯、古太平洋、特提斯和太平洋5个造山域。正是这些多阶段的超大     

中国与埃达克质岩有关的矿床分布、找矿方向及找矿方法刍议

根据埃达克质岩的特征、时空分布及有关矿产的产出情况,将中国与埃达克质岩有关的矿床分为产于造山带和产于陆块内两大类,若干成矿带(区)和次一级的成矿亚带。与前者相关的有古亚洲洋、秦祁昆洋、环太平洋和新特提斯成矿带;与后者相关的有中国东部、青藏高原和藏东南一川西南一滇西北成矿(区)带。埃达克岩与成矿作用的密切关系开辟了一条围绕埃达克岩来找矿的新思路。根据中国的现状和未来发展的需求,从立足于找大矿和世界级大矿出发,认为我国寻找Cu,Au,Mo和Ag等的找矿方向应当从战略目标、近期目标和远期目标3个不同层次来考虑,希望加强在古亚洲洋造山带和冈底斯造山带的找矿工作。在评述了早期和现行的找矿方法后,初步拟定了在埃达克岩出露地区的找矿思路,建议将埃达克岩作为找矿勘查的前提和标志之一来考虑。     

喜马拉雅构造-成矿域及其成矿效应初步分析

通过近年来的研究 ,提出了全新的喜马拉雅构造 -成矿域概念。从大喜马拉雅构造域及其成矿效应出发 ,通过构造域对矿集区的控制作用、成矿时代、成矿物质来源、深部过程与成矿效应的分析 ,从而较全面地评价了青藏高原及邻区的资源潜力和需要进一步工作的重要成矿带或矿集区。通过分析认为喜马拉雅构造 -成矿域内强烈的壳幔物质交换 ,下地壳翻天覆地的物质和流体交换 ,导致了在同一构造地质单元内可以有一个或多个超大型矿床的存在。并对多个重要矿床类型提出了更切合实际的观点 ,如西藏甲马铜钼银铅锌金多金属矿床属于矽卡岩 -斑岩复合型 ,云南羊拉铜钼金多金属矿床也属于矽卡岩 -斑岩复合型矿床等。在喜马拉雅构造域内形成的燕山晚期或喜马拉雅期矿床大多和大陆地壳深部复杂的动力学过程有关 ,所形成的矿床矿物组合及成矿元素组合复杂 ,特别是矿石中钴、银元素含量较高 ,许多矿床中银、钴已经作为主要成矿元素。最后明确提出了青藏高原主体及东缘重要矿集区的资源潜力     

青藏高原的形成和演化机制

青藏高原是地球上最高大和最雄伟的年青隆起区。对于它的形成和演化机制,一直是国内外地质和地球物理学者注意的问题之一。 近十年来,人们认为青藏高原的形成是由于相距千里之遥的印度板块向北漂移并与欧亚板块碰撞的结果。然而,根据作者对喀喇昆仑和喜马拉雅等地的野外考察及其深部地球物理资料的研究,提出青藏高原原来是一个统一的前震旦纪陆壳区,后经震旦纪以来多次的拉开和挤压碰撞而形成的新观点。这种拉开和挤压的运动方式,是深部鳗隆和慢拗的分异作用引起的。     

中国的岩金矿床与板块构造

本文指出,中国岩金矿床的形成和分布严格地受板块构造控制。（1）裂谷带和俯冲、碰撞带等不同构造环境金的成矿特征明显不同。俯冲带金矿床还具有水平分带性,它受富金变质基底和深断裂的影响而复杂化;（2）不同构造环境金的成矿作用,既有区别,又有联系,在威尔逊构造旋回中为一连续过程,在成矿作用、矿床类型、矿质来源、矿石金属元素组合等方面均具有旋回性;（3）吕梁期和燕山期是我国最重要的金成矿期,是分别伴随太古代绿岩-裂谷带封闭和大规模俯冲、碰撞作用而发生的。在太古代绿岩带之上叠加有燕山期俯冲构造的地区,是我国最重要的金成矿集中区。     

东秦岭-大别山及邻区挠曲类盆地演化与碰撞造山过程

东秦岭-大别造山带是3 个板块沿两条缝合带俯冲碰撞而形成的近东西向不对称的反向多层次构造叠置的复合型造山带。在泥盆纪至三叠纪板块构造阶段中不同陆块间由于俯冲碰撞作用形成了多种挠曲类盆地。盆地时空演化充分体现了商丹古洋盆俯冲消减过程、北秦岭弧后区弧陆碰撞过程以及勉略古洋(海)盆斜向的、由东向西的碰撞造山过程。     

陆内软碰撞带的鉴别及伸展裂谷海盆地的聚合封闭过程

通过成因地层对比、构造形态和盆地演化过程分析,在黔中南至桂西鉴别出一条NNE向延续的陆内软碰撞带。它是在伸展裂谷海盆地(再生陆间海)聚合封闭过程中,由活动大陆边缘向被动大陆边缘缓慢仰冲而形成的。与其同期形成的还有晚三叠世黔西滇东前陆盆地,萍乐残留弧后盆地和十万大山及龙岩后陆盆地。软碰撞带的出现,不仅掩盖了晚二叠世至中三叠世陆间海的深海沉积和洋壳基底,而且造成碰撞带两侧的地层、构造和古地理环境的不连续,同时对盆地矿产的分布和再富集也有直接影响。     

广东—海南成矿带成矿系列地质特征及其演化规律

本区成矿地质条件优越,矿产丰富多彩。目前已找到116种矿产,探明矿床数百个,已涌现出像大宝山、矾口、大降坪、211、河台、石碌、羊角岭等为代表的一大批大型、超大型矿床。然而,大多数矿床有各自的特色,又有相互的空间和成因联系,构成成矿系列。区内可划分为4个成矿区带,22个成矿系列、亚系列。南岭成矿带以壳源和壳慢源岩浆成矿系列为主;云开成矿带以壳幔源岩浆和沉积变质成矿系列为主;沿海成矿带以陆相表生风化带和壳幔源岩浆成矿系列为主;海南成矿区以沉积变质火山热液成矿系列为主。这些成矿区带成矿系列具有独特的演化规律,即成矿区带矿化随时空演化规律、成矿系列随构造应力场演化规律和成矿系列随岩浆序列演化规律。     

Tectonic evolution,superimposed orogeny,and composite metallogenic system in China

Continental China is a mosaic of numerous tectonic blocks, which amalgamated from Neoarchean to Cenozoic broadly coeval with the cycles of global supercontinents such as Kenorland, Columbia, Rodinia, Gondwana, and Pangaea. By reviewing the long-lasting geological evolution in the different tectonic blocks, it reveals that more than two episodes of tectonic events, including accretionary and collisional orogeny, and dismantling, as well as mantle plume, occurred successively or simultaneously within a single tectonic belt. This is called superimposed orogeny in this study. Examples of the dominant types of superimposed orogeny in China include: (1) Cenozoic continental collision superimposed on Paleo- to Mesozoic accretionary orogeny in the Tibet and Sanjiang orogenic belts; (2) Reactivation of Paleozoic accretionary orogen in later Mesozoic oceanic subduction in the eastern part of Qinling–Qilian–Kunlun and Central Asian orogenic belts; (3) Mesozoic oceanic subduction under the paleo-suture in the South China Block; (4) Mesozoic demantling along the Paleo- and Neoproterozoic, and Paleozoic sutures in the eastern part of North China Craton; and (5) mantle plume rising through metasomatized lithospheric mantle or stagnant oceanic slab in the Emeishan large igneous province. A comprehensive review of the spatial-temporal distribution of ore deposits and their salient features shows that the superimposed orogeny has exerted significant control on metallogeny in China. The giant porphyry and skarnore deposits, as well as orogenic gold deposits were preferentially formed along previous tectonic suture, craton margin, and arc during later orogenesis due to the remobilization of previously enriched metals. Superimposed orogeny has reworked the lithospheric structure with concomitant granitoid-associated metallogeny. The mixing of magmas from juvenile lower crust, ancient lower crust, and middle crust, which tends to induce the different mineralization of Cu–Au, Mo, and Pb–Zn–W–Sn deposits respectively, was considered to generate a wide variety of combinations of metal species. The superimposed orogeny caused the overlapping of diverse genetic types of deposit formed in different tectonic periods in the same tectono-metallogenic belt. The stratiform ore deposit, including BIF, VMS, SEDEX, or sedimentary sulfide layers, formed from Neoarchean to Paleozoic, were modified by later mineralization, resulting in the enrichment of the various metal species and enhancement of ore resources. This study brings up the concept of composite metallogenic system to summarize the regional metallogeny driven by superimposed orogeny. The composite metallogenic system was dominantly characterized by the multi-episodic and diverse mineralization concomitant with one or more features, including mineralization evolved from the previous metal enrichment, later overlapping or modification on previous ore belt, and diversifying of metal species derived from reworked lithosphere.     

洋脊地质学与成矿学

洋脊分活动型和稳定型两种,柱状地质剖面由未固结沉积物和上、下洋壳三部分构成,横向断裂带发育。岩石蚀变、变质普遍,可与大陆拉斑玄武岩对比。洋脊正在进行两种成矿过程。近20年在洋脊发现的矿床(化)可分为11个类型,其中有的具有工业意义。洋脊研究的深入,将进一步揭示洋壳的奥秘,还将提高对陆壳以及整个地球历史演化进程中的沉积、岩浆、变质、成矿、成岩和构造等作用以及这些作用之间相互促进和制约关系的认识。