三江特提斯复合造山与成矿作用

三江特提斯构造带作为全球特提斯构造在中国大陆最典型的发育地区,经历了复杂而完整的演化历史:从晚前寒武纪—早古生代泛大陆解体与原特提斯洋形成,经古特提斯多岛弧盆系发育与古生代—中生代增生造山/盆山转换,到新生代印度-亚洲大陆碰撞与叠加改造,完好地记录了超级大陆裂解→增生→碰撞的完整演化历史和大陆动力学过程,可谓是中国大陆构造演化的典型缩影。复合造山和叠加转换导致了三江特提斯域复杂的成矿演化,主要表现为:①在构造转换阶段,于元古代刚性基底基础上发育大量叠加改造型矿床,具有独特的金属组合(Sn-Cu,Sn-Pb-Zn,Fe-Cu等);②火山成因块状硫化物(VMS)矿床伴随特提斯岩石圈演化,连续发育于陆缘裂谷(Cu)→初始洋盆(Cu-Zn)→大洋岛弧(Cu-Zn-Pb)→弧间裂谷或弧后盆地(Pb-Zn-Ag)→弧-陆碰撞裂陷盆地(Cu-Pb-Zn)等阶段及诸环境;③特提斯阶段的岛弧型斑岩Cu矿被碰撞造山阶段的大陆型斑岩Cu矿所取代;④世界级规模的金属成矿带和巨型矿床,在新生代碰撞造山期爆发式产生。尽管已有的研究从整体上勾画出了三江特提斯域的基本构造特征和成矿面貌,但仍有许多重要问题尚未解决:①三江复合造山带构造叠加、...     

典型矿集区成矿地质事件研究和填图方法初探

针对中等尺度范围(或中等比例尺)区域成矿潜力和已知矿山的深部及外围资源评价等问题，试图用成矿地质事件方法开展相关研究。成矿地质事件评价方法，就是在恢复矿床形成过程并建立成矿模式的基础上，通过对矿源岩系的构造变形岩相形迹追索来恢复与成矿有重要意义的地质事件及其演化过程，研究在这一系列地质事件中成矿物质的分布规律和逐步富集成矿的标志及程度，并用以进一步探索、指导区域资源潜力评价和填图找矿的方法。应用这一思路对南岭中段锡多金属矿和胶东矿集区金矿进行了区域成矿地质事件研究和地质填(编)图方法的初步探讨。     

山东谢家沟金矿流体包裹体研究及其地质意义

山东谢家沟金矿是新发现的产于玲珑型花岗岩中的蚀变岩型金矿。对3个成矿阶段含矿流体的温度、压力和成分分析表明,矿床属于浅成中温热液矿床。含矿流体的演化是从高温向低温、从低盐度、低密度向高盐度、高密度的转变。Ⅰ成矿阶段流体包裹体均一温度为320~350 ℃,盐度为2.7%~6.6%,密度为0.498~0.886 g/cm³;Ⅱ成矿阶段包裹体均一温度为270~330 ℃,盐度为3.6%~8.4%,密度为0.571~0.959 g/cm³;Ⅲ成矿阶段包裹体均一温度为250~290 ℃,盐度为5.8%~10.6%,密度为0.724~1.158 g/cm³。流体成分以CO₂和H₂O为主,尚有CO、CH₄、H₂S、SO₂、N₂等,流体中CO2含量与矿石金品位正相关。据不同类型包裹体共生组合及流体演化特征,认为流体的不混溶性是导致大量金沉淀的主要原因。     

中国金矿床(I):成矿理论研究新进展

针对中国近年来金矿床学领域研究工作,综合讨论了金矿床成矿学理论研究方面的主要进展.它们集中体现在①大型-超大型金矿床;②区域成矿学与成矿系统;③造山带成矿与造山型金矿:从俯冲(增生)造山到碰撞造山成矿的显著发展;④成矿系列、成矿谱系到成矿体系研究;⑤热点、地幔柱及其多级演化:从边缘成矿到板内成矿;⑥成矿时代:从模糊到精确;⑦现代金矿成矿的实时模型;⑧从板块构造演化、超越板块构造到成矿地球动力学等8个方面.     

胶东中生代金成矿系统

胶东是我国最重要的金矿集区,其内已发现金矿床150余处,探明金资源储量4000余吨。虽然其金矿床数量众多、资源储量巨大、分布地域广泛、产出空间各异、矿化类型多样,但它们的成矿地球动力学背景、赋矿围岩环境与产出条件及其成矿作用特征总体一致:(1)胶东是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造-岩浆作用发育的内生热液金矿集区,约130~110Ma的金成矿事件比区域变质作用晚约2000Myr;(2)区域金成矿系统形成于早白垩世的陆缘伸展构造背景,大规模金成矿事件发生在区域NW向伸展转换为NE向伸展后的NEE向挤压变形作用过程中,对应于中国东部岩石圈大规模减薄、华北克拉通破坏和大陆裂谷作用的高峰;(3)金矿床群聚于NNE向玲珑、鹊山和昆嵛山变质核杂岩周边,主要沿前寒武纪变质岩与中生代花岗岩体接触带形成的区域NE-NNE向拆离断层带分布;(4)控矿断裂带经历了早期的韧-脆性变形和晚期的脆性变形构造叠加,在三维空间上呈舒缓波状延展,控制了金矿体的侧伏和分段富集;(5)矿化样式以破碎带蚀变(砾)岩型、(硫化物-)石英脉型和复合脉带型为主,矿石普遍发育压碎、晶粒状和填隙结构,浸染状、细脉浸染状、网脉状、脉状、团块状和块状构造,反映其形成于韧-脆性→脆性变形环境;(6)矿石中金属矿物以黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿为主,非金属矿物以石英、绢云母、钾长石、斜长石和方解石为主;金矿物以银金矿和自然金为主、含少量金银矿,主要以可见金的形式赋存于黄铁矿和石英裂隙中、含少量晶隙金和包体金;热液蚀变主要为黄铁矿化、硅化、钾长石化、绢云母化和碳酸盐化;成矿元素为Au-Ag(-Cu-Pb-Zn);呈现出中-低温蚀变矿化组合特征;(7)成矿流体为壳-幔混合来源,以壳源变质流体为主;成矿物质总体来源于中生代活化再造的前寒武纪变质基底岩石,并混入了少量浅部地壳和地幔组分。这种区域成矿特征的一致性,表明胶东金矿集区早白垩世大规模金成矿作用受控于统一的地质事件,属于后生的中-低温热液脉金成矿系统。这些金矿床具有明显的时空群聚分布特征,主要沿三个变质核杂岩周边的岩相接触带产出,且自西向东,金成矿作用年龄由老变新。据此,可划分为胶北隆起蚀变岩-石英脉型、苏鲁超高压变质带硫化物-石英脉型和胶莱盆地北缘蚀变砾岩型三个金成矿子系统。其矿化样式由浸染-细脉、细脉-网脉型和石英脉型→硫化物-石英脉型→蚀变(角)砾岩型变化,矿石结构、构造以细脉浸染状构造为主→环带结构与梳状构造→角砾状构造为特色,反映其成矿作用分别发生于脆-韧性转换带(约15km)→脆性张剪性断裂带→脆性角砾岩带(约5km)环境;矿化、蚀变规模和强度逐渐减弱,成矿物质中浅部壳源组分逐渐增多,可能与其矿床定位空间越来越远离源区有关;成矿温度和压力依次降低、成矿流体中大气降水和/或盆地卤水贡献逐渐增大,与其成矿深度越来越浅、成矿构造环境越来越偏张性的变化趋势一致。这种成矿特征的区域规律性变化反映至少在拆离断层韧-脆性转换带附近→脆性角砾岩带之间的地壳剖面中、在不同的垂向深度上连续成矿。胶东中生代金成矿系统的上述特征明显区别于典型的"与侵入岩有关的金矿"和"造山型金矿",也不同于全球其它已知的金矿床类型,不能被已有成矿模式所涵盖。为合理解释胶东中生代金成矿系统独特的地质与成矿特征,我们提出新的"胶东型金矿"成矿模式,指出古太平洋Izanagi俯冲板片的回转作用可能是引起区域前寒武纪变质基底岩石中成矿物质大规模活化再造的主要驱动机制,成矿流体主体来源于俯冲板片变质脱水,金可能主要以Au(HS)2-络合物的形式在流体中沿拆离断层系输运,在韧-脆性转换带附近→脆性角砾岩带,由于构造空间急剧增大、成矿流体的温度和压力突然降低,CO2、H2S逸出和硫化作用导致Au(HS)2-等金络合物失稳分解,金大规模沉淀富集成矿。     

前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

为更清楚地认识前置掺气坎阶梯溢洪道近壁面沿程掺气规律,对其掺气特性进行了研究,得到了在不同坡度、单宽流量、台阶体型条件下阶梯竖直面和水平面近壁处掺气浓度沿程分布规律,并与不设前置掺气坎但设置过渡阶梯溢洪道的掺气规律进行了对比分析。研究表明:前置掺气坎式阶梯溢洪道中阶梯水平面与竖直面掺气浓度沿程的分布规律相似,受前置掺气坎的帮助,掺气浓度很高,沿程逐渐减小,达到一定距离后趋于稳定;掺气浓度随单宽流量的增大而减小,随坡度的减缓而减小;前置掺气坎克服了过渡阶梯存在前几级的底部清水区的缺陷,能够用于更大单宽流量。     

青藏高原新生代造山型金成矿系统

形成在大洋俯冲过程的造山型金矿已被广泛研究,而对随后的大陆碰撞阶段形成的造山型金矿研究较少。青藏高原是最年轻的大陆碰撞事件的产物,为揭示大洋俯冲-大陆碰撞完整构造演化背景下的造山型金成矿系统的成因提供了难得的研究窗口。研究表明,青藏高原存在三个金成矿带:(1)在大洋俯冲和大陆碰撞初期(60～43Ma),在正向碰撞带的挤压构造中,沿雅鲁藏布江缝合带形成石英脉型金矿带;(2)在大陆侧向碰撞带的大规模走滑剪切环境中(32～21Ma),发育受剪切带控制的石英脉型和浸染型矿体为主的金矿带;(3)在中新世印度大陆岩石圈回撤背景下(19～15Ma),喜马拉雅穹窿带普遍发育与Sb矿化有关的浸染型和细脉型金矿带。矿床矿化-蚀变和成矿流体特征综合表明三个矿带成矿深度具有逐次变浅的系统变化规律。碰撞造山环境造山型金成矿作用发生在峰期变质和退变质之后,脉动式的成矿作用多数和印度-欧亚板块汇聚速率的多期下降具有同步性,和大洋板片断离和大陆板片回撤等地幔扰动事件同期。岩石圈结构控制了流体的运移和成矿位置,深部成矿流体在较厚岩石圈的压力下沿板块边界上涌至岩石圈厚度梯度处就位。石英脉型金矿金属沉淀受到地震泵模式和流体不混溶作用控制,浅成蚀变岩型主要受到水岩反应的控制。三个金矿带黄铁矿δ34S中值大多是0左右,与不同时期的围岩地层无关;成矿流体δ18O整体上与富集地幔产生流体的氧同位素一致;与成矿有关的黄铁矿的40Ar/36Ar和3He/4He值表现出明显的地幔来源特征;矿石硫化物PGE特征显示成矿流体具有和岩浆热液不同的地化属性。矿床地球化学特征、金矿化整体滞后于区域进变质并与地幔扰动事件具有同步性均表明青藏高原金矿成矿流体和金属主体来自于地幔。文章进一步为造山型金矿石氢氧同位素的时空变化提供了新的可能解释,始新世金矿δD值降低指示了有超临界流体的加入,始新世至中新世金矿床δ18O值增高则可以解释为晚期有更多俯冲的大陆物质交代地幔。成矿流体的深来源以及已有造山型金矿的中-浅成矿深度显示青藏高原具有较大的寻找造山型金矿的潜力。     

矿源系统地质-地球化学例析

以胶东金矿集中区矿源系统为例 ,运用现代分形理论、数学地质和模拟实验等方法 ,探索矿质来源和富集过程。结果表明 ,胶东群正变质岩的原岩——太古代拉斑玄武岩为初始矿源岩 ;太古代—元古代胶东群、荆山群和粉子山群变质岩为中间矿源岩 ;中生代剪切重熔岩浆岩——玲珑型花岗岩和郭家岭型花岗岩是成矿物质的直接提供者 ;郭家岭型花岗岩可能既为金成矿提供物质来源 ,又起到“热机”作用。金的成矿作用是在古老地幔分异出的太古代拉斑玄武岩基础上 ,经韧性剪切→区域变质→岩浆重熔等构造热动力作用逐步富集的过程 ,该认识为找矿勘探指明了方向     

桂东大瑶山地区铜金多金属成矿系列及成矿模式①

大瑶山地区铜金多金属矿床主要由斑岩型、矽卡岩型、断裂-蚀变岩型等三种类型的矿床(点)组成,矿种以金为主,伴有铜、银、铅、锌等矿化,构成一个较完整的成矿系列组合,可划分出2个矿床成矿系列和4个矿床成矿亚系列。成矿作用与浅成-超浅成岩浆岩关系密切,岩浆活动为矿床的形成提供了热源和热液;断裂构造提供了运移通道并控制着矿体分布;震旦系-寒武系是主要矿源层。建立了矿源层、构造、岩浆活动“三位一体”的区域成矿模式。     

胶东地区壳-幔作用与金成矿效应

胶东矿集区的形成、演化受地幔剪切带和深部流体控制,壳-幔作用和地球动力体制转换是成矿物质活化→运移→聚集→成矿的基本动力学保障,构造应力场转换是其重要表现形式。郯庐断裂是深切地幔的成熟岩石圈断裂,是富含地幔流体的幔内剪切带,其内发生流体-热-化学-物理耦合,决定了胶东矿集区的形成与分布规律,其剪切深熔作用是成矿物质活化、运移的重要驱动力,是成岩成矿作用发生的根本原因之一。地幔流体通过壳-幔相互作用,形成碱交代热液,沿郯庐断裂带向上发散、运移,将含矿流体系统输运到更高的层位,为流体成矿作用提供了矿源。胶东金矿集中区为相对于周边的地幔隆起区,金矿床产于莫霍面的梯度变化处或变形部位,凹陷区局部隆起部位金的成矿强度明显小于其它地段。超大型矿床决定于超大型碱交代岩规模和深部流体活动强度及成矿元素的高效富集效应,在早期剪压体制下,流体组分、成岩组分和成矿组分大量交换运移;晚期剪张体制下,热液析出、交代作用和成矿作用易于发生。