长江中下游成矿带火山岩盆地的成岩成矿作用

长江中下游成矿带是我国重要的铜铁多金属成矿带,其中发育溧水、溧阳、宁芜、繁昌、庐枞、怀宁和金牛盆地等火山岩盆地.与成矿带中断降区相比,火山岩盆地内的成岩成矿作用研究仍显滞后.本文综合已有研究工作和资料,以庐枞盆地和宁芜盆地为主,探讨长江中下游地区火山岩盆地的地质特征、岩浆岩时空格架、地球化学特征及成矿作用和成矿模式等....     

长江中下游成矿带成岩成矿作用研究进展

长江中下游成矿带是中国最主要的铜铁金多金属成矿带之一,由鄂东南、九瑞、安庆一贵池、铜陵、庐枞和宁芜等位于断隆区、断凹区和隆凹过渡区的多个矿集区组成,成矿带形成经历了中生代转换复合的构造体制、强烈的壳幔相互作用等复杂的大陆动力学过程,具有爆发式的多阶段岩浆活动、大规模的铜铁金多金属成矿作用和多类型的复杂成矿系统演化,以及深部找矿潜力巨大等特点,是开展陆内动力学过程与成岩成矿作用研究的不可多得的天然实验室.本文从成岩成矿构造背景、地球动力学过程、时空格架以及成矿流体系统演化等方面,对近十年来国内外学者对该成矿带成岩成矿作用研究的主要成果和进展作一初步归纳,并简要分析了下一步研究的主要科学问题.     

长江中下游成矿带(安徽段)斑岩型铜金矿床成矿作用特征

长江中下游成矿带(安徽段)以长江断裂带为界,存在江北和江南两条大致对称分布的斑岩带,是省内斑岩型铜金矿床的主要产区.从研究区斑岩型铜金矿床的构造环境、矿床地质特征、成岩成矿作用等方面入手,对两条斑岩带内的斑岩型铜金矿床进行了对比研究.研究表明:矿床位于下扬子被动陆缘(坳陷区)与宿松—肥东陆缘(隆起区)和江南隆起(隆起区...     

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。     

长江中下游成矿带的构成与形成机制

长江中下游是我国一个重要的多金属成矿带,人们普遍将其作为一个位于下扬子坳陷带内的具有相同地质发展史及相似成矿作用的矿化带。大量实际资料的分析对比表明,长江中下游多金属成矿带是由北东向的南京－九江－上高矿带和北西向的大冶－九江－德兴矿带构成,两个矿带均跨越了下扬子坳陷和江南古陆,其成矿作用存在明显区别。     

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(江苏段)硫铁矿床成矿模式

通过分析长江中下游成矿带(江苏段)区域成矿地质条件、硫铁矿典型矿床及区域成矿特征,建立了陆相火山岩型和矽卡岩型硫铁矿床成矿模式.结合典型矿床成矿、物化探异常特征,提出长江中下游成矿带(江苏段)硫铁矿床找矿模型,这对于该区域找矿预测具有指导意义.     

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。     

长江中下游成矿带陆相火山岩型铁矿成矿规律

通过对长江中下游成矿带成矿地质背景、宁芜与庐枞火山盆地成矿对比等研究基础上,提出该区中生代陆相火山岩盆地及外围地区铁矿具有"双层结构控矿"的认识,上部为玢岩铁矿、下部类似于"大冶式"铁矿;同时,总结了区域铁矿成矿规律,提出了区内铁矿勘查的下步主要方向。     

长江中下游成矿带矽卡岩型矿床矿物包裹体激光拉曼分析结果及其地质-地球化学意义

矽卡岩矿床各种硅酸盐矿物中熔融包裹体和流体-熔融包裹体的显微测温资料和相成分让我们提出过大量矽卡岩是岩浆成因的建议。在本文中,我们提供沿长江中下游成矿带的许多矽卡岩矿床包含在石榴子石和辉石里的熔融包裹体和流体-熔融包裹体的激光拉曼分析结果,目的是证明所研究的并与Cu-Fe-Au矿床共生的矽卡岩系岩浆成因。我们的研究结果显示,熔融包裹体只含固体相和微量气相。流体-熔融包裹体除了含大量固相外,还含微量流体和气相以及没有被仪器检测到的气体。固体相与包裹体寄主矿物相同或类似。流体相主要为水或盐水溶液和包括C6H6、C3H6、C3H8、CH4、CO2和O2的气体。我们提出,熔融包裹体和流体-熔融包裹体是原始岩浆的最好代表。这就证明,矽卡岩组合是由一个原生岩浆直接结晶而成。此外,我们还讨论了岩浆矽卡岩形成的温度、分布范围和规模、形成机制和与Cu-Fe-Au矿化作用的联系。     

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。     

长江中下游成矿带玢岩铁矿研究新进展及对矿床成因的启示

长江中下游成矿带的宁芜和庐枞火山岩盆地中发育了大量与早白垩世(约130 Ma)陆相火山-侵入岩有关的玢岩铁矿。这类矿床的特征为具有磁铁矿-磷灰石-阳起石(透辉石)矿物组合,在国际上一般被称为铁氧化物-磷灰石型(Iron Oxide-Apatite, IOA)或基鲁纳型(Kiruna-type)矿床。玢岩铁矿的概念自20世纪70年代提出以来,其成因就一直存在争议,主要有矿浆、岩浆热液及矿浆-热液过渡的观点。近年来的高精度年代学揭示出宁芜和庐枞盆地内玢岩铁矿在约130 Ma集中爆发成矿。矿物学、岩石学及地球化学的综合研究表明成矿物质主要来源于次火山岩体,且成矿早期流体具有高温(550~780 ℃)和超高盐度(可达90% NaCl_eq)的特点。这些特点与成矿岩体及周围火山岩在成矿早阶段发育大规模钠质蚀变相吻合;但同时S-Sr等同位素和流体包裹体成分分析表明在铁成矿过程中还有外来壳源(如膏盐层物质)流体的加入。一些研究工作还表明玢岩铁矿与夕卡岩型铁矿具有相似的热液蚀变演化过程,暗示两者或许存在某些成因联系,很可能是相似流体与不同性质围岩及在不同温度下水岩交代产物。这些新的证据为探讨玢岩铁矿的成矿作用过程和成因机制提供了新的制约,也带来了新问题。本文从成岩成矿年代学、成矿物质来源、成矿早期流体性质、玢岩铁矿与夕卡岩铁矿及其外围新发现的金铜矿化的成因联系等角度,对近年来长江中下游成矿带玢岩铁矿研究的主要新进展进行初步总结。当前IOA型矿床的成因研究成为国际上矿床学研究的一个热点,除了长期争论的矿浆成因和岩浆热液成因,最近提出多个了岩浆-热液复合成矿模型,如岩浆磁铁矿-气泡悬浮模型及富水铁熔体的上升、脱气和侵位成因模型。将IOA型矿床成因争论的焦点逐渐聚焦在岩浆到岩浆后(岩浆热液)阶段,铁质究竟是以含铁岩浆热液、铁矿浆 (Fe-O或P-Ca-Fe-O),还是岩浆磁铁矿微晶或其他未知的形式来富集成矿的,还有待进一步研究,文章对以上的新模型进行简要介绍和评述,并与长江中下游的矿床进行对比。     

Cathodoluminescence and Trace Element Composition of Scheelite from the Middle-Lower Yangtze River Metallogenic Belt (MLYB): Implications for Mineralization and Exploration

The Middle–Lower Yangtze River Metallogenic Belt (MLYB) is known to contain abundant copper and iron porphyry-skarn deposits, with an increasing number of tungsten deposits and scheelite in Fe–Cu deposits being discovered in the MLYB during recent decades. The ore genesis of the newly-discovered tungsten mineralization in the MLYB is poorly understood. We investigate four sets of scheelite samples from tungsten, iron and copper deposits, using CL imaging and LA–ICP–MS techniques to reveal internal zonation patterns and trace element compositions. The REE distribution patterns of four studied deposits show varying degrees of LREE enrichment with negative Eu anomalies. The oxygen fugacity of ore-forming fluid increased in Donggushan, while the oxygen fugacity of ore-forming fluid decreased in Ruanjiawan, Guilinzheng and Gaojiabang. The scheelites from the Donggushan, Ruanjiawan, Guilinzheng and Gaojiabang deposits show enrichment in LREEs and HFSE, with Nb/La ratios ranging from 1.217 to 52.455, indicating that the four tungsten deposits are enriched in the volatile fluorine. A plot of (La/Lu)N versus Mo/δEu can be used to distinguish quartz vein type, porphyry and skarn tungsten deposits. This study demonstrates that scheelite grains can be used to infer tungsten mineralization and are effective in identifying magmatic types of tungsten deposits in prospective mining sites.     

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。     

长江中下游成矿带矿产勘查-科研工作回顾和展望

长江中下游成矿带是我国勘查-研究程度相当高的成矿带之一,地质勘查和相关研究工作可以追溯到二十世纪初。本文简要对成矿带自二十世纪初至今的勘查-科研工作成果进行了概括性回顾和综述。中华人民共和国成立后成矿带勘查研究工作总体上可以分为三个阶段:(1)第一阶段:点上起步、由点到面;(2)第二阶段:区域展开、重点突破;(3)第三阶段:立体调查、深部找矿。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,主要集中在以下几方面:(1)控矿构造格架(包括大地构造,后期还尝试引入了动力学背景的探讨);(2)成岩成矿作用的时代;(3)成矿系列(系统)及其演化;(4)成矿规律;(5)深部找矿。包括本专辑(代序)20余篇文章在内的近年来的找矿新发现、新突破以及对成矿的新认识,深化了成矿带成矿理论研究,指示成矿带特别是深部"第二找矿空间"具有很好的成矿潜力,同时也揭示了成矿带值得关注和仍有待进一步研究的科学问题。     

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。     

Genesis of Early Cretaceous porphyrite-type iron deposits and related sub-volcanic rocks in the Ningwu Volcanic Basin,Middle-Lower Yangtze Metallogenic Belt,Southeast China

ABSTRACT

The Ningwu Volcanic Basin (NVB), located in the Lower Yangtze Metallogenic Belt, is characterized by the widespread occurrence of porphyritic iron-ore deposits. These deposits are clustered in three areas within the basin: the northern, central, and southern districts. Our study shows that the differences are existed in geochemistry of the rocks and the mineralization of the deposits among these three districts. Though results of Sr–Nd isotopes indicate that the parental magma of the sub-volcanic rocks in NVB were derived from EMI and EMII, however, the sub-volcanic rocks from the northern and southern districts have higher ε_Nd(t) values (t = 130 Ma) and lower initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (t = 130 Ma) than those from middle district. The rocks from northern and southern districts are similar to EMI in geochemistry; in contrast, rocks from the middle district are close to EMII. Meanwhile, the deposits from different districts show some differences in mineralization. The magnetites from the northern ore deposits are rich in Cu, Mo, Zn, and Mg and poor in Ca, Al, and Ti, which probably indicates that the magnetites from the northern ore deposits closer to hydrothermal genesis than to magmatic genesis, but the magnetites from the centre are closer to both magmatic and hydrothermal geneses. Based on the fact that a part of the sub-volcanic rocks is closer to EMI and another part to EMII in geochemistry, we suggested that the incorporation of the lower and upper crustal materials into the source regions of the sub-volcanic rocks has taken place by different manner and processes. Integrated with analysis of the tectonic evolution of NVB, we come to the conclusion that the sub-volcanic rocks have recorded the geochemical imprints of the subduction of Yangtze block towards North China block during Indosinian Period and the delamination of the lower crust of Yangtze block during Yanshanian Period.