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.     

应用深部物探资料探讨赣中南地区深断裂、隐伏逆冲推覆构造与铀成矿的关系

通过对江西省１０条大地电磁测深（ＭＴ）剖面研究成果和区域重磁、莫霍面对比分析研究,讨论了赣中南地区深部地质构造格架。本区属华南块体。与扬子块体接壤地带的萍乡－广丰一线呈现为近东西向展布的幔凹－幔坡带。华南块体内部为北北东－北东向幔隆－幔坡－幔凹结构。莫霍面变异部位多为深断裂带反映。推断了近东西向展布的萍乡－广丰深断裂带、北北东向抚州－安远深断裂带和北北东向丰城－大余深断裂带;同时推断了北东向于都－宁都逆冲推覆滑覆构造系、近东西向乐安－南城逆冲推覆构造系等。根据铀矿产的分布,论证了莫霍面变异部位、逆冲推覆构造与铀成矿作用存在着十分密切的时空关系,为寻找隐伏铀矿提供了线索。     

天山北麓活动构造基本特征

在近ＳＮ向强烈挤压下,天山北麓发育了两个不同类型的大型逆冲推覆构造,一是乌鲁木齐以西具有典型断裂扩展褶皱特征的依连哈比尔尕山山前推覆构造,二是乌鲁木齐以东博格达山前弧形推覆构造;同时水平剪切作用成了大型斜切天山的右旋走滑断裂。ＮＷ－ＮＮＷ向的博罗科努一阿齐克库都克断裂切割天山,右旋走滑特征非常清楚。天山北麓的应变分配特征在内陆造山带中具有典型性。     

云南会泽铅锌矿田控矿构造体系及成矿预测

确认了会泽Pb-Zn矿田逆冲推覆构造的存在。认为矿山厂、麒麟厂矿区构造为一双重逆冲推覆构造体系,由顶板逆冲断层与底板逆冲断层和夹于其间的一套叠瓦式逆冲断层和断层夹块组合而成。指出逆冲推覆断层引起的褶皱是控矿的主要构造。结合矿床地质特征及地球化学背景,指出了矿区深部及外围找矿方向。     

柴达木盆地北缘走滑-冲断构造特征及其油气勘探思路

处于阿尔金左行走滑构造带东缘的柴北缘,过去一致认为是个前陆逆冲带,并对其逆冲构造特征作了大量的研究。通过本次的野外地质勘察和深部地震测线研究,证实柴达木盆地北缘的主要变形样式为走滑-挤压构造,具有挤压推覆特征的同时伴生有走滑构造,并且主要断层系统沿走向滑动的距离远大于沿倾向冲断推覆的距离,从而建立了柴北缘走滑-逆冲构造的地质模型;这对其地震解释有指导作用。从柴达木盆地的构造变形时间序列和演变特征从西向东依次扩展、构造活动从老变新,认为柴北缘的走滑-逆冲构造受阿尔金山大型走滑构造和祁连山剧烈的逆冲挤压构造共同控制。最后研究了柴北缘的走滑-逆冲构造特征对油气勘探的意义,加强勘探评价冷湖—南八仙走滑逆冲构造带的翼部断块圈闭和赛什腾山南缘逆冲推覆体下伏地层。     

长江中下游及邻区的地壳密度结构与深部成矿背景探讨——来自重力学的约束

长江中下游成矿带是我国最重要的矿产资源生产基地之一。为了深入理解和认识此成矿带形成的深部构造背景及其岩浆活动与成矿作用过程,本文利用NW-SE向利辛-宜兴地球物理探测剖面的重力场资料构建了跨越长江中下游成矿带地域的二维深部地壳密度结构模型。并在结合其他已有研究成果的基础上,从Moho界面的展布形态、密度分布特征与壳内低密度区的存在等方面探讨了该区的深部构造格局与成矿作用过程。研究结果表明:长江中下游成矿带地域下方的地壳密度结构与其两侧地域存在显著差异;在宁芜矿集区下方的Moho界面呈上隆形态,矿集区存在密度值略低于两侧地域的低密度异常区。幔源岩浆的上涌底侵与MASH成矿作用可较好地解释该区的结构与构造形态以及在地表所见到的岩浆广泛存在和矿产资源富集的特征。岩石圈地幔物质在宁芜矿集区下方的上涌导致了Moho界面的抬升,而脆性上地壳中的伸展断裂则为岩浆的向上运移与矿产资源的形成提供了有利场所与环境。     

长江中下游及其邻区中生代构造体制转换

长江中下游及其邻区中生代以来经历了特提斯、古亚洲、太平洋三大构造体制复杂的转换过程,地壳活动频繁,不同期次、不同方向、不同性质的构造叠加强烈,并控制了区内的岩浆活动和热液成矿。(1)印支晚期特提斯构造体制作用,具有俯冲带性质的襄樊-广济断裂带和先后具有左旋平移转换断层性质的郯庐断裂带产生。(2)燕山早期特提斯构造体制向古亚洲构造体制和太平洋构造体制转换,其一,晚侏罗世古亚洲构造体制近南北向挤压,桐柏-大别造山带形成共轭剪切带。其二,晚侏罗世与早白垩世之交古太平洋板块活动,NE向展布的华南板内构造形成。(3)燕山晚期脉动式伸展构造产生大规模火山喷发和岩浆活动;晚白垩世-始新世长江中下游地区盆-岭构造形成。(4)喜马拉雅早期太平洋构造体制下近E-W向挤压作用,近S-N向展布的红色盆地发生反转,呈NE-SW向线状展布。     

塔里木盆地西北部构造演化特征--从皮羌断裂发育史想到

通过野外工作和地震剖面分析在此首次提出皮羌断裂具有3期构造活动历史:古生代为正断层;早第三纪-中新世为逆断层,并具有右旋走滑分量;上新世为左旋走滑(撕裂)断层.中新世,与皮羌断裂右旋走滑相协调,柯坪断隆东部带与巴楚断隆尚未分离,它们共同构成塔西南前陆盆地的前缘隆起.上新世时,柯坪断隆受南天山陆内造山的影响,形成大规模逆冲推覆构造,皮羌断裂此时发生左旋走滑,调节了柯坪断隆东西两部分推覆作用的差异性.因此,皮羌断裂是一条多期活动断裂,多期断裂构造性质的认识对重新认识塔里木盆地西北部构造演化和油气勘探具有重要意义.笔者认为,塔里木盆地西北部存在新生代两期构造演化史.     

长江中下游南部逆冲变形样式及其机制

长江中下游长江以南地区发育燕山早期(J1-J2)逆冲推覆事件,形成的断裂-褶皱构造在纵向和横向上都表现出了鲜明的特征。纵向上,逆冲变形具有分带性,本文将长江以南的中下扬子逆冲变形划分成根部带、中部带、前锋带三个次级分带,它们的运动学特征是由南向北的逆冲,变形从根部带的厚皮构造变为中部带、前锋带的薄皮构造。野外考察和地球物理资料揭示,根部带断裂陡,叠瓦式逆断层为主,向下收敛于基底和盖层之间的深部滑脱层;中部带逆冲断裂具叠瓦式和双冲式特征,断裂产状相对较缓,深部滑脱层较根部带变浅,浅部的志留系滑脱层也十分发育,带内构造不对称性不明显,褶皱样式Ω为""和"Ω"型为主;前锋带断裂组合为叠瓦状,发育大量反冲断层及倒转褶皱,其滑脱层主要是志留系或三叠系内部的软弱层。横向上,逆冲变形具有不均一性,体现在中下扬子的差异变形上:中扬子逆冲构造在中部带、前锋带卷入变形主体地层为志留系-三叠系,而下扬子中部带和前锋带却大量出露震旦-寒武系;中扬子在前锋带主要为向北倒转的不对称褶皱,前锋带Ω到根部带都是隔槽式褶皱组合,而下扬子逆冲构造前锋带为""和"Ω"式褶皱,前锋带、中部带、根部带分别为上古生界-三叠系体现的隔档式、下古生界体现的隔档式、隔槽式褶皱组合。另外,中、下扬子深部滑脱层的深度也有显著差别。在变形的动力学上,中、下扬子燕山早期逆冲作用同古太平洋板块向东亚大陆下俯冲有关。中、下扬子逆冲变形的差异性表现可能是由于J3-K1后期赣江断裂走滑逆冲造成的不均一的隆升导致的。赣江断裂以东的下扬子逆冲抬升剥蚀严重,导致深部层次构造剥露,而中扬子保留了J1-J2时期逆冲构造的浅部构造原始样式。这种模式也符合在J3-K1东亚属于安第斯型大陆边缘的观点。     

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.     

长江中下游成矿带庐枞矿集区新发现钨多金属矿床

庐枞矿集区是长江中下游成矿带内重要的铁铜矿集区,产出一系列典型的玢岩型铁矿床和斑岩型铜矿床。最近在庐枞矿集区北部东顾山地区,首次发现了钨多金属矿床,这是在长江中下游成矿带长江以北首次发现的钨矿化,为矽卡岩型。钨矿化主要呈浸染状或脉状产于东顾山岩体(黑云母花岗岩)与奥陶系(白云质灰岩)的接触带或大理岩层间破碎带中。矿石矿物主要为白钨矿及钼、铜、铅锌硫化物。钨矿化主要发育在华南地区,近年来在长江中下游成矿带的过渡带及以南的扬子地块如江南隆起等地发现多个新的大型钨矿床,但在长江以北地区一直未曾发现。庐枞矿集区北部东顾山钨矿床的发现,指明长江中下游成矿带燕山期除铁、铜大规模成矿作用以外,也有钨的成矿作用,指示该区具有良好的钨矿找矿前景。在长江中下游成矿带的其他矿集区要重视和加强钨矿化的成矿作用研究和找矿工作。     

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。     

长江中下游成矿带磁异常揭示的深部构造与成矿关系

长江中下游成矿带是我国最主要的铁铜金多金属成矿带之一。本文通过高精度航磁异常数据分析成矿带内磁异常的分布特征,研究表明,火山岩盆地和郯庐断裂带沿线的正磁异常呈团块状分布,而大别造山带和九华山的正磁异常呈宽缓分布,前者与成矿带内以铁矿化为主的多金属矿床密切相关。航磁异常边界识别结果清晰揭示了郯庐断裂带、晓天-磨子潭断裂和襄樊-广济断裂等区内重要的深大断裂,九江附近的边界可能是郯庐断裂带的南延。长江中下游及邻域的居里等温面深度变化范围约为23.5~31.5km,沉积盆地下方居里等温面总体呈现拗陷,火山岩盆地下方居里等温面总体呈现隆起,郯庐断裂带沿线的居里等温面呈带状分布的隆起。大别造山带和九华山下方居里等温面呈现拗陷,有别于火山岩盆地和郯庐断裂带沿线的居里等温面隆起。长江中下游成矿带内主要的铁铜多金属矿床点集中分布在居里等温面隆起或隆起边缘部位,指示了长江中下游早白垩世剧烈的岩浆活动使区域大地热流值相对较高,地壳深部的构造格局和岩浆活动制约了浅部的成矿。     

长江中下游地区新华夏构造体系的“米字型”结构特征

构造体系由强变形构造带和弱变形地域共同构成,这些构造带和变形带可以用结构面的形式表达。构造体系结构面的分布分析,更加适用于变形规律研究,便于追索构造应力场及其演化。以长江中下游地质结构与导矿-控矿要素研究为基础,总结了新华夏构造体系结构面的“米字型”分布特征。新华夏系“米字型”构造,由NNE 25°方向挤压断裂和褶皱带、NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂、NEE 75°方向(泰山式)压扭构造和NWW 300°方向(长江式)的横张构造组成。其演化分先后三个阶段;NNW 345°方向—NEE 75°方向的共轭剪切构造阶段、NNE 25°方向挤压构造阶段和NWW 300°方向的张性剪切构造阶段。新华夏构造体系的“米字型”构造样式的识别,为研究构造体系的应力-应变成因、探讨构造体系的形成演化以及浅部构造和深部构造相关性研究提供了重要的地质构造基础。在其它类型的构造体系中,结构面也具有“米字型”分布特征。