Global trends in the evolution of metallogenic processes as a reflection of supercontinent cyclicity

The worldwide distribution of large and superlarge mineral deposits (LSLDs) on a geological time scale is analyzed. It has been established that their formation from Eoarchean to Cenozoic was nonuniform in time. The maxima and minima of ore generation intensity correlate well with global cyclical processes, eventually resulting in the assembly and breakup of supercontinents. The periods of supercontinent amalgamation are characterized by the highest rate of continental crust growth due to the contribution of juvenile sources, a maximum of orogenic activity, and the most intense deposit formation. Periods close to betweencycle boundaries are distinguished by a low intensity of both endogenic and ore-forming processes. As follows from the available data, the number of known LSLDs slightly decreases from the Kenoran to Columbian cycle, significantly decreases in the next Rodinian cycle, which, in turn, is followed by abrupt growth in the Pangaean and Amasian cycles, especially as concerns LSLDs of the granitoid-related class. The intensification of metallogenic activity correlates with a commensurable increase in orogenic activity of the Earth’s crust probably caused by continental crust expansion, an increase in the number of sialic blocks participating in the formation of accretionary and collisional orogens, and acceleration of lithospheric plate motion. Some trends are also described for other LSLD classes (basic–alkaline, volcanic-hosted massive sulfide, sedimentary, epigenetic sediment-hosted), caused to a certain extent by supercontinent cycles and their evolutionary variations.     

Orogene und kratogene Metallogenese

The typical features of metallogenic provinces in the orogenic belts are described and explained in the sense of the modern plate tectonics. Some phenomena, however, are not in agreement with the scheme of “consuming margins” — particulary the timing of the magmatic-tectonic cycles and the assembly of ore metals in mountain chains. Therefore the older assumption of a synorogenic anatexis of the continental crust has to be maintained. The metals of the continental crust got combined with the volatiles and with the metals of the basaltic magma to form ore deposits. The Alpine-Mediterranean metallogenesis seems to be the result of repeated and interfering subduction (producing deposits of Cu, Fe, Cr) and palingenesis (producing deposits of Pb-Zn, Au, Ag etc.) in Cretaceous and in Tertiary time. In the cratonic areas, three types of metallogenic provinces can be distinguished: Huge lakkolithes of liquid basic mantle magma with Cr, Ni, Cu, Pt — areas of granitization with a haphazard distribution of different ores — and the simple stratiform deposits in the stable platform cover; the latter as well as the small deposits along rifts and separating margins can best be explained as mobilisates created by heat flow and some mantle volatiles.     

构造体制转换的温度场效应及其耦合成矿动力学数值模拟

运用FLAC方法 ,再现了湖南中生代岩石圈构造体制由挤压增厚转换为伸展减薄过程中 ,区域构造应力场和地温场的可能的演化历程 ,探讨了其耦合成矿效应和深部动力学制约。结果表明 :(1)剪切应变带在地壳中纵横交错的分布格局为印支燕山期岩浆底侵和地壳物质部分熔融、成矿物质运移和定位提供了有利条件 ;(2 )构造热体制转换可驱动深部流体活动 (大规模侧向运移或向上运动 ) ,导致壳幔物质活化 ,控制流体循环和水岩作用过程 ,形成热液矿床 ;(3)矿床 (体 )往往赋存于剪切应变、体积应变和温度由极大向极小转换的构造部位 (或时段 ) ,而其极大值和极小值区域 (或时段 )均不利于成矿 ;(4 )由于不同构造部位剪切应变、体积应变和温度场扰动的差异 ,其成矿效应明显不同 ,从而形成金属矿床的韵律性分带结构 ;(5 )这种空间上的分带结构可能反映了其成矿作用时间结构、构造物理化学条件和剥蚀程度的差异 ,印支期W Pb Zn或Sn和Cu矿的形成与中地壳片麻岩类岩石部分熔融关系密切 ,而燕山期Cu Au矿的形成主要与基性岩浆底侵和下地壳物质部分熔融有关 ,并直接受控于该区中生代早期的岩石圈伸展减薄作用。这一认识可为成矿预测提供依据。     

论主要金属成矿的演化序列

一、前言在地质工作不断发展,地表矿和浅部矿愈来愈少的情况下,为了有效地指导普查找矿工作,成矿规律的研究引起了广大矿床学者的重视。从不同角度,用不同观点,阐明世界的或区域的成矿规律,是当前矿床学发展的主要动向之一。例如,从原子本性和核本能的角度、从成矿系列的角度、从岩浆岩成矿专属性的角度等,以及从板块构造的观     

论华南块状硫化物矿床成矿规律与找矿方向

华南块状硫化物矿床，在成因上同生喷气沉积为主，兼具后期叠加改造特点。在成矿时代上具多期成矿特征，尤以中－晚元古代，泥盆纪，石岩纪和晚侏罗世－白垩４个时代为主。在空间分布上具“成带分布，分段集中，成群产出”的规律，受拉张性明背景，火山或热泉活动及特殊岩相古地理环境控制。重要矿床集中于一些特殊成矿结中。成矿作用表现出明显的继承性和新生性，成矿物质组合也随着时间和空间而发生规律性变化。需指出，江南古陆周     

甘肃白银厂矿区及外围区域地质背景、成矿系列及找矿潜力

白银厂矿区及外围是北祁连铜多金属成矿带的主要地段.新元古代以来的大陆裂谷作用-活动陆缘的洋壳俯冲、弧后扩张-陆-陆碰撞造山作用,及其所导致的强烈多期次的火山活动、岩浆侵入及变质作用,为本区提供了优越的成矿条件.区内既有与岛弧海相酸性火山作用有关的白银厂黑矿型Cu-Pb-Zn-Au-Ag成矿系列,又有与弧后扩张脊蛇绿岩套和基性火山岩有关的塞浦露斯型Cu-Zn(Co)系列;与大陆裂陷火山作用有关的喷流沉积型Fe-Cu-Zn-Pb系列以及陆内造山早期与韧-脆性剪切作用有关的Au-Pb系列和与酸性岩浆作用有关的Au-Cu系列等.石青硐-白银厂火山岩带是本区最有找矿潜力、也是快速实现找矿突破的首选区带;朵家滩-白银南-青城皋兰群变质火山岩带,是值得探索的大型喷流沉积型Fe-Cu-Zn-Pb矿床远景区;老虎山-银洞沟-崛吴山火山岩带的塞浦露斯型Cu-Zn(Co)矿床具有扩大资源量和进一步发现矿床的前景;韧-脆性剪切带型Au矿床及与酸性侵入体有关的岩浆期后热液型Au-Cu矿床是两个具有重要意义的找矿新方向.     

同位素填图与深部物质探测(Ⅱ)：揭示地壳三维架构与区域成矿规律

地球深部是大规模成矿作用的“驱动机”、“供应源”和“传输带”。深入揭示深部物质组成与分布、物质循环与能量转换、三维架构与动力过程,对理解成矿作用至关重要。岩浆岩“探针”及区域同位素(如全岩Nd、锆石Hf)填图是探索深部物质组成与演化过程的主要手段,可以探测地壳深部物质组成的三维架构,揭示新生地壳/古老地壳/再造地壳的空间分布与时空演变,从而为提升区域成矿规律认识提供深部物质制约证据,有助于成矿潜力的定量半定量评价及其区域成矿预测。文章重点总结和探讨了岩浆岩全岩Nd同位素和锆石Hf同位素区域填图在解决地壳三维架构与成矿规律方面的应用成果,深入探讨了巨量岩浆岩发育的深部驱动机制及其成矿制约,对比总结了不同类型造山带(如中亚增生造山带、青藏高原碰撞造山带、秦岭复合造山带等)和不同克拉通的地壳深部组成结构与成矿制约特色。研究显示：不论是什么造山带和克拉通,深部年轻地壳分布区制约了铜金、铜镍等矿床的形成分布;古老地壳控制了大型钼矿、铅锌矿、稀有金属等矿产;两者过渡地带常常发育铁矿等。这些研究不仅揭示了区域成矿规律,而且对成矿预测与成矿潜力评价有潜在的应用价值,有可能成为成矿规律研究特别是深部物质探测及成矿背景研究的新方向。     

西秦岭北部蛇绿混杂岩带成矿作用与区域构造演化的关系

文章依据西秦岭北部区域构造演化过程、蛇绿混杂岩带成矿作用及其主要矿床类型特征，认为西秦岭北部矿床的形成表现出多种成矿作用的复合、叠加和改造特征，不同类型矿床的形成均受到地质作用类型、物质来源和构造环境的严格控制。客观地总结了西秦岭北部蛇绿混杂岩带的成矿规律：不同矿种、不同类型和不同时期的矿床集中分布，空间相伴，大致可分为关子铁、硫矿集区，李子园金铜、银铅矿集区和太阳寺金、金银铅矿集区。早古生代在商丹洋壳俯冲作用下，主要形成海相火山-沉积铁、硫矿床；加里东期俯冲-碰撞造山作用下，主要形成热液充填-交代型银铅矿床、变质岩改造型矿床；印支期在构造-岩浆作用下，主要形成石英脉型金（铜）矿床、斑岩型钼（铜、铋）矿床、构造蚀变岩型金矿床。海相火山-沉积作用、区域变质作用、岩浆及其岩浆热液作用对成矿有较大影响，主要成矿作用与区域构造演化过程中的主要地质事件在时间和空间上相对应。     

成矿理论的预测能力及其改善途径

成矿理论预测能力决定了成矿理论的价值及其对找矿勘查的贡献。通过分析成矿理论预测能力的历史和现状,探讨了制约成矿理论预测能力的因素,并针对这些因素提出促使成矿理论预测能力提高的途径。成矿系统的复杂性和研究方法上的不足,使得应用成矿理论进行成矿预测时,既没有能完全把握成矿的本质过程及控制矿体定位的关键因素,也没能弄清勘查区域的地质特征与地质过程,还进行了条件并不充分的不严格推理,从而使得当前成矿理论的预测能力并不高。从历史的变化规律来看,任何一种成矿理论经过一段时间应用后,其预测能力是逐渐下降的;针对某一特定矿床建立的成矿模式的预测能力要比根据某一类矿床的共同特征而建立的成矿理论低得多,区域成矿的理论预测远比矿床(体)预测容易。针对创造和应用成矿理论的不足,提高成矿预测能力的途径主要有:(1)不盲目追求高新技术和新奇理论,扎扎实实做好基础地质工作;(2)发展地球信息探测技术,在更大的范围更准确地探测地球信息;(3)创新地壳构造理论,更加准确推测地壳构造时空演化特征;(4)以整体论方法研究成矿理论系统,揭示成矿作用的复杂性规律;(5)去掉多余假设,使理论的内核尽可能简单化;(6)发展地质动力学计算模拟,通过计算模拟更深入了解成矿及相关地质系统;(7)发展多源信息三维空间集成技术,实现推理计算化。     

新疆库鲁克塔格成矿带主要矿床类型及成矿系列划分

库鲁克塔格是新疆前寒武纪出露较全的地区,然而该区区域成矿规律研究程度非常低.通过对研究区已有资料进行总结分析,系统阐述研究区矿床类型,并对其成矿系列进行划分.研究区从太古代到早古生代形成了7个主要的岩浆构造演化阶段:古太古代陆核形成阶段(3.3~3.0 Ga)、新太古代-古元古代陆壳增生改造阶段(2.6~2.3 Ga)、古元古代中晚期陆壳改造阶段(2.1~1.8 Ga)、中元古代晚期-新元古代早期造山运动阶段(1.1~0.86 Ga)、新元古代中期后碰撞伸展阶段(830~800 Ma)、新元古代中晚期陆内裂解阶段(770~600 Ma)和早古生代造陆运动阶段.成矿作用主要发生在古元古代、新元古代及早古生代.依据各构造演化阶段、含矿建造特征及矿床成因特征,将库鲁克塔格成矿作用类型总结为以下6个主要成矿系列,即形成于古元古代陆壳增生改造环境下的Fe-P-Cu-Au系列、新元古代俯冲碰撞环境下的Cu-Au系列、新元古代后碰撞环境下的Cu-Mo-Au-Fe-P-REE系列、新元古代裂解环境下的Cu-Ni系列、早古生代沉积盆地中Ag-V-Mo-Au-U-P系列和早古生代俯冲岛弧环境下的Cu-Au系列.      

Variscan Sn–W–Mo metallogeny in the gravity picture of the Krušné hory/Erzgebirge granite batholith (Central Europe)

Late Variscan wolframite (± molybdenite) and cassiterite–wolframite greisen, skarn and vein deposits occur in a close spatial association with the granites of the Krušné hory/Erzgebirge batholith (KHEB) in Central Europe. We examined the distribution of the deposits in relation to the gravity field affected by Late Variscan granites using the data from previous gravity and metallogenic studies. Late Variscan granites are differentiated into earlier biotite monzogranites (low-F granites) and later biotite or lithium mica syenogranites (high-F granites) in accordance with the previous classifications. All the outcrops of granites in the KHEB region and their hidden continuation are confined to the Bouguer anomaly contour of − 20 mGal. The Sn–W–Mo (rare metal) deposits and occurrences are within the gravity contour of − 30 mGal with the exception of the Grossschirma stratiform tin deposit in the Freiberg polymetallic ore district. We constructed a geological model based on the gravity data along two profiles across the KHEB showing the position of some rare metal deposits and of outcropping and hidden granite bodies. The models show that the overlapping of earlier and later granites is in the areas of the most intense regional gravity minima. These coincide with the Eastern Volcano-Plutonic Complex (Altenberg minimum), which encloses large volumes of felsic extrusives, microgranite dikes and granites, and the Western Plutonic Complex (Eibenstock minimum), with small volumes of felsic dikes and predominance of earlier and later granites, with no extrusives preserved. There is no distinct relationship between the masses of Late Variscan granites and the distribution and the sizes of associated W ± Mo and Sn–W deposits. We prefer the idea that rare metal mineralization was formed by hydrothermal fluids derived from outside of presently outcropping granites. It originated in two cycles: one connected with the formation of earlier granites producing W ± Mo associations and the other one associated with later granites connected with Sn–W mineralization. Mineralizing fluids were probably generated by mantle–crustal interaction in the crust near the mantle–crust boundary as also indicated by lamprophyric intrusions coeval with the Late Variscan granitic magmatism.     

锆石Hf同位素填图对东昆仑造山带地壳性质和成矿潜力的约束

文章收集了东昆仑造山带发表的锆石Hf同位素数据,利用Surfer 10软件填制的锆石Hf同位素等值线图显示,东昆仑造山带整体自西向东呈现出古老地壳与新生地壳交替分布的特征,东昆南地体研究程度较低,其东段的布青山—温泉一带的地壳性质与北侧较为相似,显示较低的锆石Hf同位素值(新生地壳)的特征。大量数据和已有研究成果表明,地壳性质(新生地壳或古老成熟地壳)很可能是控制成矿作用类型的关键因素。根据东昆仑造山带地壳性质和成矿作用类型,提出布青山—温泉一带可能是东昆南地体最有潜力的Cu-Au成矿地带。     

新疆晚古生代大陆边缘成矿系统与成矿区带初步探讨

新疆地处中亚成矿域的中段，古生代大陆边缘增生明显、构造和岩浆活动强烈、矿产资源丰富。古生代大陆边缘成矿作用主要集中在两个时期，即以阿尔泰南缘为主的早中泥盆世和以天山为主的早石炭世。本文在综合研究及与境外对比的基础上，按照北疆地区晚古生代大陆边缘的构造动力学和成矿特征，将研究区大陆边缘成矿系统划分为：活动大陆边缘海相火山岩-盆地流体成矿系统，活动大陆边缘火山岛弧-岩浆活动成矿系统和被动大陆边缘沉积盆地-热水活动成矿系统三类。同时对形成于大陆边缘的成矿区带进行划分，主要包括：阿勒泰南缘晚古生代活动大陆边缘块状硫化物成矿带；阿尔泰南缘-东准噶尔活动大陆边缘卡拉先格尔岛弧斑岩铜金成矿带；东天山晚古生代活动大陆边缘铜钼锌成矿区带；西准噶尔洋内弧斑岩-浅成低温热液铜金成矿区带；西天山（伊犁地块）活动大陆边缘金铜成矿区带；塔里木板块被动大陆边缘沉积型铅锌成矿带。本文认为大陆增生与成矿作用的关系是矿床学和成矿系统研究的重要内容，成矿区带是成矿系统发生成矿作用的响应，而成矿系统是成矿区带形成的本质。     

试论中国东部中生代成矿大爆发

中国东部在中生代尤其是燕山期发生了大规模的金属成矿作用,形成了一批重要矿床,其成矿强度之高,密度之大,矿种之丰富,在全球中生代成圹作用中首屈一指,故可称为中生代成矿大爆发。研究表明,中国东部中生代成矿大爆发是该地区在特定地质背景下下发生岩石圈大减薄和构造格局大转折相结合,从而导致大规模壳幔相互作用和构造圈热侵蚀事件的产物。深入研究中国东部中生代成矿大爆发的背景和过程,不仅能解决矿床学学院发展中的许     

小岩浆大流体成大矿与透岩浆流体成矿作用——以东秦岭-大别山成矿带钼矿床为例

岩浆活动与内生金属成矿作用关系密切,备受国内外矿床学家的关注。表现为它们在时空上具有广泛的一致性,成矿与岩浆岩有关,成矿物质由同源岩浆分异演化而来。这便是著名的岩浆热液成矿理论,也称岩浆期后热液成矿理论,该理论把内生金属成矿系统看作是一个理想系统。东秦岭-大别山地区的钼矿-花岗岩关系研究表明,钼成矿与小岩体(小岩浆)关系密切,而大岩体/基与钼矿没有成生联系;地质事实表明,大型-超大型矿床往往广泛发育了大规模的热液(流体)蚀变(大流体),具有大的流体/岩浆比,其矿化蚀变范围是小岩体的几十甚至几百倍,表明成矿过程中必有外来流体的广泛参与。由于小岩体往往没有经过强烈的分异结晶作用,质量平衡计算表明,小岩浆体不可能产生足够数量的含矿流体和成矿物质;因此,成岩与成矿有本质的区别,成矿系统应是一个非线性的复杂性动力学系统。研究表明,东秦岭-大别山小斑岩体来源较深(下地壳),成矿流体来源于地幔,二者呈双层结构;岩浆实际上是沟通深部和浅部的通道,这种非岩浆分异的外来成矿流体我们称之为透岩浆流体。小岩体不是成矿的必备的条件,只有出现大流体时才能成大矿。东秦岭-大别山地区有200多个小岩体,但大型、超大型钼矿矿床仅有10余个,只有小岩浆(小岩体)大流体(强蚀变)成大矿,其余众多小岩体由于没有流体(蚀变)或流体少(弱蚀变)而不成矿或成小矿。由此可见,岩浆成矿系统实际上是一种流体(挥发分)过饱和系统或熔体-流体流及流体对熔体的强相互作用。当岩浆系统被加入大量源自地幔的高温高压含矿流体之后,系统将具有极大的活动能力,从而深部含矿流体沿裂隙快速上升到地壳浅部卸载成矿。为解释上述成矿特征,作者引入并厘定了透岩浆流体的概念。透岩浆流体被重新定义为透过岩浆活动并导致岩浆系统行为发生非线性变化的外来流体。据此,输入了含矿流体的岩浆可成矿,未输入含矿流体的岩浆不成矿。这种认识可以解释东秦岭-大别山地区大多数小岩体不成矿或只形成小矿的现象。     

地洼区铀成矿的时间分布规律

根据国内外发现的地洼区及其与铀成矿时代的关系,分为早元古代、中元古代、晚元古代、早古生代、晚古生代,中生代和新生代等7个不同时代的地洼区。铀的成矿富集,发生在地洼阶段激烈期向余动期的过渡时间内。元古代地洼区地壳固结早,铀成矿年龄值大,地洼余动期时间长。中新生代地洼区地壳固结晚,铀成矿年龄值小,地洼余动期时间较短。     

青藏高原碰撞造山带成矿作用：构造背景、时空分布和主要类型

大陆成矿作用是当代区域成矿学研究的重大前沿,增进对大陆碰撞造山带成矿作用的理解和认识是孕育和建立大陆成矿理论框架的核心和关键。长期以来,由于对系统完整地记录大陆碰撞过程的典型造山带的成矿作用缺乏深入系统的研究,对碰撞造山过程及壳/幔相互作用与成矿作用的耦合关系和成因联系缺乏深刻的理解,导致了对碰撞成矿阶段以及各阶段动力学过程认识不清,引发了较多争议。青藏高原造山带,成矿规模大、形成时代新、矿床类型多、保存条件好,为系统地研究大陆成矿作用、解决上述存在的问题提供了天然实验室。“印度-亚洲主碰撞带成矿作用”973项目组通过对青藏高原碰撞造山带成矿作用历时3年的系统研究,建立了青藏高原重要成矿事件的时空坐标,初步建立了成矿作用的地球动力学模型或构造控制模型,提出了一套完整的大陆碰撞带成矿理论新框架,包括三大成矿作用和12种矿床类型:同碰撞造山成矿作用(65-41 Ma,4种矿床类型),晚碰撞转换成矿作用 (40-26Ma,4种矿床类型),后碰撞伸展成矿作用(25-0 Ma,4种矿床类型)。其主控因素分别为:碰撞造山背景、壳源岩浆活动和大规模剪切变形;陆内转换背景、幔源岩浆活动和大规模走滑-推覆-剪切作用;后碰撞伸展环境、壳/幔岩浆作用和热液对流系统。     

中国大陆主要成矿域地壳速度结构与成矿作用

文章汇集了中国11条地球科学断面和数十条人工地震剖面，对中国大陆的地壳结构进行了综合研究。获得了主要成矿域的地壳分层结构模型。根据各层的厚度和地震波速度差异，揭示出主要成矿域地壳速度结构的横向变化，勾绘出壳内低速层的分布特征。文中还探讨了中国大陆主要成矿域岩石圈的现今活动性，以及地壳厚度、壳内低速层、“墙式”地震剪切波垂向低速带和下地壳底部高速层(体)的分布特征以及与成矿作用的关系。     

南秦岭及邻区大陆动力成矿系统 及成矿系列特征与找矿方向

以南秦岭及邻区为例, 从大陆岩石圈地幔尺度上探讨了早古生代以来４ 种大陆动力学成矿系统及其１４ 种不同的成矿系列, 并指出了具有重要经济价值的主要成矿系列及今后的找矿方向。在早古生代大陆岩石圈地幔垂向构造扩展动力成矿系统中, 陆缘主动裂谷盆地中, 陆缘主动裂谷盆地中Ｎｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ａｕ－Ｕ－Ｓｅ等是主要成矿系列。晚古生代岩石圈地幔俯冲收缩导生大陆壳伸展形成的伸展动力学成矿系统中, 形成的４种成矿系列是具有重大经济价值的主要成矿系列。印支期陆陆碰撞造山期形成的含金剪切型金成矿系列及燕山期－ 喜马拉雅期陆内造山期热泉型金矿成矿系列中, 常形成大型－超大型金矿矿集区。