长江中下游成矿带岩浆-成矿系统深部背景和过程的电性结构约束

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜金属"仓库",然而,关于矿体密集分布成因的深部背景研究仍存较多争议,前人相继提出了碰撞变形、俯冲变形、构造机制转换等多种解释模型.本文基于成矿系统概念和前人对成矿系统各组成要素的研究成果,分析长江中下游成矿带内宁芜、庐枞、南陵-宣城和安庆-贵池矿集区的深部电性结构,并发现成矿带地壳深部普...     

长江中下游成矿带及邻区Moho深度与成矿背景探讨

长江中下游成矿带是我国最主要的铜铁金多金属成矿带之一。本文利用卫星重力数据计算布格重力异常,采用波数域迭代的Parker-Oldenburg位场迭代反演方法,通过重力数据反演获得长江中下游成矿带及邻区的三维Moho面结构,结合研究区已有的研究成果,探讨了研究区的深部构造格局。研究结果表明:研究区范围内Moho面总体从南西往北东有逐渐变浅趋势,最浅处位于长江口海域和杭州湾海域约28~29km,最深处位于大别山区约38~39km;长江中下游及邻区下方Moho面的隆起形态呈"V"字型,与地表的"V"字型构造特征相呼应,Moho面隆起的最深处位于"V"字型转折端附近,向两侧Moho面呈抬升状,北东走向的"V"字型东支隆起幅度和规模都要明显大于北西走向的"V"字型西支;卫星化极磁异常显示长江中下游成矿带的正磁异常高值集中分布在"V"字型东支的宁芜、庐枞、繁昌、怀宁等火山岩盆地;钦杭成矿带东段Moho面也明显上隆,隆起的中心沿钦杭成矿带的南侧边界断裂的东南侧线性分布。长江中下游成矿带和钦杭成矿带东段的Moho面条带状隆起带可能指示了地幔上隆、岩浆上涌并在壳幔边界处与下地壳发生底侵作用的深部边界,来自于壳、幔的深部含矿岩浆通过深大断裂等地壳薄弱点向上运移,并在适当的位置形成金属矿集区。     

长江中下游及邻区基底和花岗岩成矿元素丰度背景的研究

本文系统地研究了长江中下游及邻区的结晶基底,褶皱基底及花岗岩岩基成矿元素丰度背景,从而为区域Ｃｕ、Ａｕ,Ｗ、Ｓｎ等成矿作用提供了一套完整的基础地球化学数据,用此来作为窥视地壳组成及成矿作用时空演变的窗口。     

长江中下游成矿带成矿规律和成矿模式

长江中下游成矿带作为中国东部重要的成矿带之一,成矿地质条件、成矿规律和成矿模式的相关研究已经十分深入,形成了一系列公认的理论研究成果,本文重点论述了成矿带成矿地质条件和成矿规律方面研究的新进展,并在此基础上构筑了成矿带的成矿模式。本文主要开展了以下总结工作:(1)将成矿带的构造要素突破以往按构造单元分解的做法,确立跨构造单元的"复合构造系统",结合成矿带成岩成矿作用特点,重新确定了长江中下游成矿带的范围,并对成矿亚带进行了重新划分;(2)收集汇总了长江中下游成矿带近年来国内外学者最新的成岩成矿年龄数据,总结了矿床时空分布规律;(3)从地质,地球物理和地球化学等方面,总结归纳了沿基底结合带复活的网状断裂系统,阐明了成矿带的控矿构造格架,分析了长江中下游成矿带的成因规律;(4)补充和完善了断隆区和断凹区的成矿模式,并初步构筑了长江中下游成矿带综合成矿模式。提出长江中下游成矿带内主体成岩成矿作用总体上分为走滑挤压阶段(146~135Ma)、走滑引张阶段(135~126Ma)和拉张伸展阶段(126~123Ma)等三个阶段,古太平洋板块作用导致的壳幔过程,引发含元古代弧岩浆岩源区活化和中生代的构造活化("双活化")是长江中下游成矿带形成的主要机制。     

长江中下游成矿带及邻区地壳速度结构：来自利辛-宜兴宽角地震资料的约束

为了理解长江中下游地区在中生代成矿的深部动力学过程,Sinoprobe-03-02项目于2011年9月至10月,在跨宁芜矿集区和郯庐断裂带实施了从安徽利辛至江苏宜兴450km长的宽角反射/折射地震剖面。速度剖面结果显示,Moho面深度和地壳速度结构在郯庐断裂两侧东西方向存在明显的差异:(1)在东部扬子块体内部,地壳覆盖层厚3~5km,西部的合肥盆地下方,则达到4~7km。(2)剖面平均Moho面深度为30~32km左右,在郯庐断裂下方,Moho面深度在35km左右;在宁芜矿集区下方,Moho面整体深度偏浅,达30~31km左右,但局部范围内,Moho面深度至34km左右。(3)剖面的下地壳平均速度在6.5~6.6km/s左右,在宁芜矿集区下方,下地壳速度偏低,为6.4~6.5km/s左右。剖面上地幔顶部的速度结构平均在8.0~8.2km/s。在宁芜矿集区下方,速度偏低,为7.9~8.1km/s左右。(4)郯庐断裂带的下方,从地表开始,还存在20多千米长的低速异常带,一直延伸到Moho面附近。剖面的宁芜矿集区下方Moho面上隆、下地壳及上地幔的低速异常等壳幔结构特征,预示下地壳不以榴辉岩残体为主,支持燕山期地幔岩浆的上涌和侵入并成矿,是热上涌物质的源地。     

长江中下游成矿带及邻区地壳结构——MASH成矿过程的P波接收函数成像证据？

利用长江中下游成矿带多学科深部探测剖面于2009年11月至2011年3月间采集的天然地震数据,通过天然地震接收函数成像等分析研究,得到了研究区地壳和上地幔结构的清晰图像。接收函数成像结果显示研究区内Moho面深度存在着明显的起伏变化,在长江中下游成矿带(指剖面穿过的长江中下游成矿带宁芜矿集区,下同)下方存在着"幔隆构造"。在剖面东南端(即扬子克拉通北缘),Moho面相对稳定,深度约为30km;在茅山和江南断裂附近,Moho面存在上下起伏现象;在剖面中部或宁芜矿集区下方,Moho面存在明显隆起,深度只有28km;在郯庐断裂带下方,Moho面明显加深,深度达到36km;进一步向北到华北地台南缘,Moho面深度逐渐恢复到了32km左右的平均深度水平。其次,我们在接收函数成像结果中发现,长江中下游成矿带与其周边下地壳结构存在着明显的差异,成矿带的下地壳具有显著的地震波方位各向异性。扬子克拉通北缘的下地壳呈高速的近水平状结构,地震波各向异性特征不明显;与此相比,长江中下游成矿带的下地壳虽然也呈近水平状结构特征,但是,对于沿成矿带走向方向传播的地震波,其下地壳具有高速特征,而对于垂直于成矿带走向方向上传播的地震波,其下地壳却又表现为低速特征,这意味着成矿带的下地壳存在着平行于成矿带走向(即近北东—南西)方向的地震波各向异性,我们解释其是下地壳熔融并沿成矿带走向水平流动导致矿物晶体定向排列的结果。最后,在郯庐断裂以西的华北地台南缘观测到一条从上地壳延伸到中下地壳的南南东向倾斜的转换震相,我们推测它可能是合肥盆地内地壳伸展构造的反映。此外,我们发现接收函数成像结果中观测到的"幔隆构造"与远震P波层析成像结果在成矿带下方150km深度上显示的上地幔低速异常(江国明等,另文发表)存在着良好的对应关系,我们解释它们是软流圈物质上涌的遗迹。综合天然地震接收函数成像、远震P波层析成像和前人关于岩浆岩等方面的研究成果,我们认为长江中下游成矿带现今的下地壳可能是中生代发生成矿作用的多级岩浆房系统的一部分,成矿带的形成可能是类似MASH过程的产物。首先,软流圈物质上涌导致了长江中下游成矿带及其周边拉张环境的形成,在其上部地壳中形成了一系列伸展构造;然后,软流圈物质通过底侵进入长江中下游成矿带的原下地壳并与原下地壳物质发生同化作用,形成类埃达克质岩浆;接着,类埃达克质岩浆沿着伸展、拆离构造上升到地壳浅部形成不同层次的岩浆房和侵入岩体,并与围岩作用形成矿床。     

长江中下游成矿带深部铁矿找矿的思考

长江中下游成矿带是以燕山期岩浆成矿作用为主的一条陆内成矿带,区内已知铁矿类型主要有产于火山-沉积盆地区与中(基)性火山-侵入作用和偏碱性岩浆侵入作用有关的铁矿床,以及产于隆起区、隆-坳过渡区的与中性岩浆侵入作用有关的两大类铁矿床.本文在区域铁矿成矿背景研究基础上,对区内铁矿类型进行了简要划分,指出影响铁矿找矿突破需要解...     

长江中下游及邻区基底地球化学分区及区域成矿远景预测

大范围系统的基础地球化学研究国内外均不多见,进行区域地球化学分区仍处在摸索阶段．在区域基础地球化学研究基础上,在长江中下游及邻区利用多元示踪元素（常量元素、高场强元素、基性元素、亲氧碱性元素、成矿元素及性质相似元素比值）和Ｐｂ,Ｎｄ同位素进行不同区域地壳、同一区域地壳内不同级次的地球化学分区,从而厘定了研究区区域地壳的边界,提供了区域远景预测的地球化学依据     

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。     

安庆-贵池矿集区及邻区深部电性结构研究

长江中下游地区经历了多期次的地质构造演化具有丰富的矿产资源,对重要矿集区及其邻区的深部电性结构进行研究具有重要意义。通过对穿过安庆—贵池矿集区的一条宽频带大地电磁测深长剖面数据进行分频段以及分区反演,构建了覆盖大别造山带至下扬子地块东缘的二维电性结构模型。发现矿集区的深部电性结构与邻区的构造单元具有显著差异,大别造山带和江南隆起带与浙赣凹陷之间的地壳整体表现为高阻特征,而下扬子坳陷和江南隆起带之间存在岩石圈上地幔尺度的高导电异常体并且与地壳浅部的高导体相连。安庆—贵池矿集区的成矿机制主要为燕山期陆内俯冲以及早白垩时期的伸展作用,矿集区下地壳加厚、拆沉和上地壳丰富的断裂系统起到了重要的控矿作用。     

长江中下游及邻区区域铅同位素组成背景及其应用

本文系统地研究了长江中下游及邻区区域各类地质体铅同位素组成背景。研究表明：区域各类地质体铅同位素组成特征是受原始地幔的不均一性、壳幔交换的动力学过程、层圈铀、钍、铅丰度及作用发生的时间等诸因素控制，为此，通过区域铅同位素背景的研究可以为地球化学分区、示踪物质来源及区域成矿预测提供有意义的信息。     

《长江中下游成矿带深部成矿与找矿暨祝贺常印佛院士80华诞专辑》简介

长江中下游成矿带是我国东部重要的成矿带之一,素有东部工业走廊之称,对我国东部的经济发展具有举足轻重的作用。近年,随着泥河、姚家岭、和尚桥等深部矿床的发现和勘探,长江中下游地区的深部成矿、找矿工作再次成为全国关注的焦点。其实,关     

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。     

长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测: 综合分析

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下“痕迹”,这种“痕迹”可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,对近10多年来在长江中下游成矿带进行的多尺度地球物理、地球化学探测结果进行分析,识别典型陆内成矿系统“源区”“通道”“场所”的地球物理、地球化学“痕迹”,尝试构建陆内成矿系统的空间结构模型。主要结论有:(1)长江中下游晚中生代的大规模铁、铜多金属成矿作用是一个完整的成矿系统。该系统包括3个子系统,分别为与高钾钙碱性岩浆岩有关的夕卡岩-斑岩成矿子系统、与橄榄安粗岩有关的陆相火山岩铁(硫)成矿子系统和与碱性岩有关的铜-金(铀)成矿子系统。(2)成矿系统的“源区”来自富集地幔的熔融、底侵,并在壳/幔边界与下地壳物质的混合,具有多级分布特点。幔源岩浆与地壳物质混合的比例决定了成矿金属的类型。(3)成矿带发育的“鳄鱼嘴”构造是铁铜成矿系统的主干“通道”。成矿系统“末端”矿质沉淀的“场所”主要受近地表褶皱、断裂、层间滑脱断层,以及由它们形成的断裂(裂隙)网络控制。(4)区域磁异常、放射性和地球化学异常是成矿系统残留“痕迹”的响应和“标识”。通过分析不同尺度的“标识”特征,可以深入认识成矿系统的空间结构,并可用于深部成矿预测。     

从卫星重力资料看中国及邻区地壳密度结构

本文应用小波多尺度分析等信息提取新方法,从地球重力场模型(EGM2008)经各项校正得到的中国及邻区卫星布格重力异常中提取和反演了中国及邻区上、中、下地壳的密度信息,揭示了区域地壳三维密度结构。下地壳低密度扰动主要出现在青藏高原和华南沿海到对马海峡一带,其它地区多现较高密度扰动。所有克拉通地体密度在中下地壳都是高密度的。中下地壳低密度扰动带可分成四类:(1)出现在板块边界的低密度扰动条带,(2)出现在中国西部挤压构造有关的山脉下方,(3)与拉张走滑构造有关的构造带,(4)和与大陆内部板内造山有关的构造带。上地壳结晶基底的低密度扰动可出现在显生宙造山带和未充分发育的大陆裂谷。碰撞俯冲造山带以地壳低密度大厚度为特征,但是板内造山带不同,以地壳局部高密度中厚度为特征,局部高密度反映了中基性结晶岩的存在,莫霍面上拱反映了中基性岩浆侵入。板内拉张裂谷带上地壳基底密度局部低、中地壳低速带发育反映拉张区的流体活动,而下地壳反射体发育、莫霍面变厚成层反映拉张区的玄武岩浆底侵。由于卫星重力测量资料分辨率毕竟有限,对中国东部地区还未能给出关于中地壳密度扰动的细节,还必须开展地面重力测量资料的小波多尺度分析。     

长江中下游转换构造结与区域成矿背景分析

中国东部中生代以来的地壳运动频繁,构造演化复杂,岩浆活动剧烈,成矿作用多样,是不同体制构造转换的重要地区.长江中下游地区是中生代特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的经典地区,是两大构造体制交汇和转换的焦点部位,具有岩石圈物质重组、结构重建的时-空演化关系.长江中下游转换构造结由是中国东部中生代特提斯构造体制与太平洋构造...     

长江中下游铜陵及邻区中生代中酸性侵入岩地球化学特征及其深部岩浆作用探讨

长江中下游铜陵及其邻区的中生代侵入岩极其发育,岩石类型多样.本文通过对该区已获得的高精度成岩年龄数据的综合整理,结合系统的岩石地球化学测试数据,对长江中下游铜陵地区中生代侵入岩进行了岩带划分并提出了可能的岩浆作用模型.铜陵地区中生代中酸性岩浆侵入活动时间集中分段、空间分带明确,从北到南依次分为庐枞带、铜陵外带和铜陵内带...     

长江中下游成矿带深部找矿思路探讨

长江中下游成矿带的探明资源已开采殆尽,深部找矿（-500--2000m）应是当务之急。根据勘查与开采资料的综合研究,该区的控矿条件可概括为：岩石圈减薄事件是成矿作用的重要前提,燕山期强烈的构造-岩浆活动是区域成矿的主要关键,地表断裂构造样式是深部构造的响应,前陆盆地沉积建造是成矿作用的优越围岩条件,铁、铜矿床的岩浆岩蚀变特点明显不同,埃达克质岩可视为找铜矿床的间接标志。对于今后深部找矿提出4个思路：①火山岩盆地下部的深部找矿思路;②目标地层的深部找矿思路;③复合类型矿床的深部找矿思路;④接触带“多台阶”的深部找矿思路。     

长江中下游成矿带宣城矿集区重磁场特征与找矿启示

宣城矿集区位于长江中下游成矿带东段的安徽省南陵-宣城盆地,是长江中下游成矿带新一轮找矿工作的重点勘查区。为查明成矿深部背景,发掘成矿潜力,亟待了解深部结构特征。本文使用地面测量1：25 000重力和1：10 000磁力数据,通过重磁场分离和密度、磁化强度三维反演,结合岩矿石的密度、磁化率等物性测量结果,以及区域地质和矿床资料,以期揭示深部构造及与成矿关系。研究结果表明,新河庄背斜、陈家湾向斜、马山埠背斜和昆山向斜等褶皱构造横向上剩余密度正负差异显著呈相间分布的深部特征,垂向上褶皱构造的最大深度约为2 km;在褶皱构造下方分布北西浅、往南东逐渐加深的低密度、低磁性层,推测可能为研究区内茅山-九连山推覆构造的滑脱面。马山埠背斜轴部花岗闪长斑岩附近的重高磁高组合异常是铜山-荞麦山矽卡岩型矿床的找矿线索,然而成矿岩体规模较小,深部磁化强度弱,马山埠背斜附近深部找矿潜力有限。茶亭矿区呈重高磁高组合异常特征,同时成矿的石英闪长玢岩岩体与围岩灰岩、上覆火山岩磁性差异明显,这些特征是重要的找矿线索。文章研究结果证实,茶亭下方-400~-1900 m磁化强度正异常区域对应茶亭铜金矿床,这为在研究区其他地点深部进一步寻找斑岩型、隐爆角砾岩型铜金矿床提供了地球物理依据。     

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.