构造应力场转换与界面成矿

构造应力场转换与界面成矿是成矿作用动力学的关键和核心,它决定着矿床的形成与分布。构造应力场转换表现为不同层次的构造叠加作用和韧－脆性变形的转换,以及同一构造层次不同时期、不同构造部位应力的转换。成矿界面是物理化学条件突变的空间和场所,是成矿流体停积而发生矿质沉淀、富集、成矿之所在,主要表现为岩性、温度、压力、ｐＨ、Ｅｈ等方面的突变性,其力学性质及岩石的物理性质、化学成分是控制矿体形态、产状、规模,矿石组构,甚至矿石成分的重要因素。它们与构造应力作用大多有相关性,而与构造－流体的脉动性及空间分布关系尤为密切。作者在矿石构造多呈张裂状态,而矿脉、矿体及蚀变带多表现为压剪变形性质的地区详细填图成果基础上,探讨了构造－流体脉动规律与界面成矿机制,提出剪压变形构造岩相向剪张变形构造岩相转换而发生金属硫化物成矿作用的新认识。     

秦岭与滇黔桂地区卡林型金矿地质与地球化学特征

滇黔桂与秦岭地区是中国卡林型金矿两大集中分布区,选取了两大矿集区30余个典型的矿点,对两大矿集区的矿床地质、稳定同位素(O、D、C、S)、Pb同位素、稀土元素和流体包裹体进行了系统对比,探索了各矿集区的成矿物质来源、成矿物理化学条件及其地质制约,两大矿集区卡林型金矿特征具有相似点,成矿时间主要集中在100～200 Ma之间,赋存围岩较为广泛,成矿流体具有混合性、以大气降水为主,成矿物质总体来源干围岩,控矿构造以压扭性为主,成矿条件为浅成、中低温、高硫低氧的中酸性环境.由于秦岭地区处于板块边缘,流体、物质成分来源相对较为复杂,深部流体参与成矿的特征明显;而滇黔桂地区为板块内部矿集区,流体、物质成分来源相对较为单一,成矿温度相对较低;区域成矿特色的差异是由其所处构造地质背景不同造成的.     

基于小波变换的吸收衰减技术在塔河油田储层预测中的应用研究

塔河油田碳酸盐岩储集层埋藏较深,一般都在5000m以下,储集层主要为碳酸盐岩裂缝和溶蚀缝洞系统,纵横向非均质性强,储集层横向预测困难.本文介绍了小波变换的基本理论,利用小波变换的局部化分析特征引入吸收衰减分析技术中,根据塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层情况设计了接近实际深度的理论模型,并对模型正演结果进行了吸收衰减分析,验证了其可行性,最后对塔河油田实际数据进行处理,含油气性预测结果跟实际钻井非常吻合,证实了方法的有效性.     

胶东山后金矿床地质体微量元素特征及找矿意义

对胶东招平断裂上的山后金矿34个钻孔进行了原生晕测量,分析了Au、Ag、cu、Pb、zn、As、Sb、Bi、Mo、Hg等10种元素,统计了胶东岩群、荆山群、玲珑花岗岩及招平断裂蚀变带中微量元素含量及变化.变质岩、花岗岩均富Bi、Ag,而贫Hg、Sb、Au、Cu、zn、As;胶东岩群、荆山群中金的丰度值相近,它们均为金矿的矿源岩;在招平断裂蚀变带中Au、Ag、Pb、Mo、Bi等元素出现了明显富集,而Cu、zn、Sb、Hg等元素没有富集,矿床多金属硫化物阶段不发育;根据聚类分析结果,Au与Ag、Cu、Pb、zn生成于不同的成矿期,招平断裂中的Au矿体形成于金成矿期,招平断裂上盘荆山群地层中的Au、Ag、cu、Pb、Zn多金属矿体形成于金银多金属成矿期;招平断裂北段的成矿条件要比南段好;根据As、Mo元素含量的变化,确定出山后金矿深部矿体预测的简单准则,并对金矿深部进行了简单成矿预测.     

胶状黄铁矿成因类型与鉴别特征

胶状黄铁矿广泛分布在多种地质体中, 对其成分标型进行深入研究可以获得大量成因信息。通过分析胶状黄铁矿的矿物形态、晶体结构, 并利用Fe-S、Co-Ni、S-Se、Se-Te和δ34S图解, 对胶状黄铁矿的组成特征进行对比研究, 可以有效区分其成因类型。沉积成因的胶状黄铁矿多呈球形、椭球状和团块状的聚合形态, Co/Ni＜l, S/Se＞2.5×104, Se/Te＜0.45, δ34S值变化范围较宽(-13‰~+13‰), 显微镜下常具有鲕粒替代的假象结构。热液成因的胶状黄铁矿多呈不规则的脉状, 微观结构常具有一定的定向性, 1＜Co/Ni＜5, S/Se＜2.5×104, Se/Te＞0.45, 其中岩浆热液成因的胶状黄铁矿Co/Ni、S/Se和Se/Te均高于变质热液成因, δ34S值范围较窄, 通常集中于0~5‰。沉积成因的胶状黄铁矿成核和晚期环带生长的过程主要发生在厌氧的早期成岩阶段, 在硫酸盐还原菌的作用下结晶出纳米粒级的微晶黄铁矿, H2S存在的厌氧环境中, Cu、Zn、Mo等金属元素以硫化物固溶体的形式进入结晶的纳米级黄铁矿颗粒而富集。而热液成因的胶状黄铁矿可作为一种载体矿物, Au、As等元素按层状-岛状生长模型赋存在胶状黄铁矿的生长环带中; 中低温条件下可相变为磁黄铁矿等矿物, 进一步促进Cu等元素沉淀。     

胶东金矿成矿模式

胶东是全球三大金矿集区之一,深入研究其成矿模式对于正确认识胶东金矿类型并指导进一步找矿具有重要的理论意义和实践价值。文章通过系统总结胶东金矿控矿构造特征与型式、构造与矿体的耦合关系、岩浆活动与金矿化的关系及其他成矿地质因素,在分析不同类型和不同层次金矿赋矿规律、成矿机制的基础上,分别建立了破碎带蚀变岩型金矿、石英脉型金矿、胶西北金矿和深部金矿成矿模式。综合分析后,提出了胶东金矿热隆-伸展成矿模式,其要义是:早白垩世,由于板块俯冲、回撤,诱发壳幔相互作用,产生大规模岩浆活动,引起广泛的流体活动;同时,地壳拉张和岩浆隆升,形成花岗岩穹窿-伸展构造,出现大量铲式断层、拆离断层等。与岩浆活动有关的高强度含矿流体活动和交代蚀变作用是胶东金矿大规模集中产出的基础条件,地壳快速隆升引起强烈减压、降温是大量金质从流体中析出、沉淀的重要原因,伸展构造则为大规模金成矿提供了充足的空间。     

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。     

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、...     

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。     

成矿多过程耦合模型数值模拟研究态势

成矿作用是构造变形-热量传递-流体流动-质量转移等四种性质完全不同过程的耦合。数值模拟是通过建立多过程耦合模型来刻画其物理和化学规律。由于这些耦合模型过于复杂而难以得到其解析解，因而数值模拟被用来讨论这些复杂动力学过程。针对成矿预测领域主要的耦合模型：形变-流动模型、形变-热-流动模型、热-流动，质模型、变形-热-流动-质模型，通过这些耦合模型应用实例分析得出，印证了高差和温度变化是流体对流、矿物沉淀发生的重要机制；详释了构造控制流体输运的方式及过程，高渗透率断裂是流体汇聚的有利场所，从而渗透率等控制成矿的关键参数成为成矿预测的主要指标。