造山型矿床、成矿模式及找矿潜力

矿床新类型的识别往往导致大批矿床和成矿省的发现，预测和识别矿床新类型是矿床研究的重要任务之一。造山型金矿的普遍性和重要性已被世界范围的大量研究所证明，但其他矿种的造山型矿床却很少被涉及。笔者提出了造山型矿床的概念及其变质流体成矿的实质，建立了矿床、矿田和成矿省等不同尺度的造山型矿床成矿模式及其随时间演化的3阶段模式。强调会聚造山作用的挤压伸展转变期是大规模成矿时间。同造山成矿系统的特点是成矿年龄滞后于造山作用时间。通过矿床实例研究证明了造山型银矿床、铅锌矿床、铜矿床和钼矿床的客观存在．阐明了中国巨大的造山型矿床的勘查潜力，例证了运用矿田尺度成矿模式进行成矿预测的有效性和重要意义。     

山西五台山滹沱群四集庄冰碛岩碎屑锆石年龄及其对大氧化事件研究意义

山西滹沱群四集庄组变质陆源碎屑混杂岩的砾石岩性复杂,分选和磨圆性差,砾石表面可见划痕和凹面,发育落石构造,表明其沉积于冰水过渡带环境,记录了华北克拉通古元古代冰期事件。四集庄组不同层位不同岩石的碎屑锆石U-Pb年龄集中于2.5 Ga左右,下部2件陆源碎屑混杂岩样品的碎屑锆石给出的最小年龄分别为(2 440±40) Ma和(2 400±23) Ma,而上部1件砂岩样品碎屑锆石的最小年龄为(2 121±22) Ma,说明冰川沉积作用发生在2.4 Ga之后, 2.1 Ga之前或2.1 Ga左右,与全球性休伦冰川事件(Huronian Glaciation Event,HGE)发生时间一致。砂岩相最小碎屑锆石年龄2.1 Ga左右,说明五台地区冰川事件之后沉积作用仍未结束,冰川沉积发生在陆缘广海盆地。四集庄组之上的大石岭组具有碳酸盐岩碳同位素正漂移,沉积于2.12 Ga之后,2.08 Ga之前,与全球碳酸盐岩碳同位素正漂移事件时间一致。青石村组的红层沉积于2.08 Ga左右,也与全球红层发育记录一致。华北克拉通滹沱群记录了相对完整的大氧化事件序列。     

华北克拉通北缘晚古生代尚义钾质花岗岩的成因分析:来自岩石地球化学的证据

产于华北克拉通北缘中段的晚古生代尚义钾质花岗岩体规模很小,岩性为钾长石斑晶(～40%)的黑云母钾长-二长花岗岩,矿物组合为钾长石(50%～60%)、斜长石(10%～20%)、石英(20～30%)、黑云母(～5%)及少量绿帘石、单斜辉石和磁铁矿。SiO2含量为65.69%～70.90%,K2O+Na2O为7.22%～9.14%,K2O/Na2O比值为0.85～1.75,Al2O3为13.58～15.09%,A/CNK值为0.89～0.93,Mg#为43～46,稀土含量中等,轻重稀土中等分异,轻微负Eu异常,富集LILE和地幔元素Cr,Nb、Ta、Ti负异常,表现为富钾、偏铝质、钙碱性的I型花岗岩。通过野外观察及岩石地球化学分析可以确定钾质花岗岩是幔源基性岩浆分离结晶并同化混染早期奥长花岗岩围岩形成的。钾质花岗岩位于尚义-赤城断裂带中,其发育的构造背景应为晚古生代时古亚洲洋板块向华北克拉通俯冲形成的活动大陆边缘。     

内蒙古白乃庙铜金矿床的成矿时代和成矿构造背景

内蒙古白乃庙铜金钼矿床位于华北板块北缘的中亚造山带的温都尔庙加里东期增生带内,其成矿时间、成因类型和构造环境一直存在分歧。为确定成矿时间,作者运用高精度单颗粒激光熔融氩氩法对含矿石英脉中的黑云母和白云母矿物进行了年龄测定。获得黑云母样品22点~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为396±2 Ma(MSWD=20),白云母样品23点~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为358±2 Ma(MSWD=11),确证矿床形成于泥盆纪。矿区斑岩等岩浆岩类侵位年龄为428～466 Ma,早于成矿年龄至少40 Ma;赋矿地层白乃庙群形成于1130Ma左右,早于成矿时间约700Ma。如此大的年龄差表明白乃庙矿床不是斑岩型或海底喷流沉积型矿床,而是通过矿床地质和流体包裹体研究所确定的造山型铜金矿床。白乃庙矿床的成矿年龄与赋矿地层白乃庙群的峰期变质作用年龄(384.5±6Ma)基本一致,也与晚志留世-泥盆纪时温都尔庙增生岩浆弧与华北克拉通北缘的碰撞拼贴时间吻合,因此认为白乃庙铜金矿床形成于碰撞造山体制,是世界首例造山型铜矿床。     

西秦岭地区卡林-类卡林型金矿床及其成矿时间、构造背景和模式

秦岭造山带是世界第二大卡林-类卡林型金矿省,其地质背景与美国西部卡林-类卡林型金矿省明显不同,位于大陆内部的碰撞造山带,而非活动大陆边缘的盆岭省。秦岭卡林-类卡林型金矿主要赋存于板块缝合带及其前陆冲断带的海西-印支构造层中,以泥盆系和三叠系为主,主要岩性为瀉湖-浅海相的含碳细碎屑岩-碳酸盐岩建造,即碳硅泥岩系;成矿元素为Au-As-Sb-Hg-Ag,缺乏T1,共生矿种为Sb,Hg,Ag,U和重晶石等;成矿温度为160～300℃,流体盐度为4％～10％(NaClcq),压力为5～50MPa,深度约0．5～5km,属于中低温中浅成热液矿床,与内华达卡林-类卡林型金矿一致。成矿流体具有建造水特点,C2H6含量较高,显示了有机流体参与成矿。成矿同位素年龄介于220～100Ma之间,以170Ma为高峰,地球动力学背景属碰撞造山过程挤压-伸展转变期的减压增温体制,成矿构造模式为碰撞造山成岩成矿和流体作用模式。陆陆碰撞过程中,沿龙门山、阿坝-黑水-平青、若尔盖-文县、玛曲-勉县-略阳、白龙江、双河-公馆、凤县-镇安、安康等大型断裂带的陆内俯冲作用不仅导致了西秦岭地壳缩短增厚隆升,而且使俯冲板片变质脱水、熔融,派生成矿流体和相关熔体,流体和熔体的上升到仰冲板片次级构造带,形成了卡林-类卡林型和造山型金矿成矿系统。据此提出,西秦岭深部可能存在潜力巨大的造山型金矿省。     

辽北辽河群碳酸盐岩碳-氧同位素特征及其地质意义

辽宁省关门山地区辽河群形成时代限于2.3～1.85Ga之间,辽河群关门山组白云岩的42件样品的δ~(13)C介于3.5～5.9‰之间,具有明显的正异常特征,δ~(18)O值为15.4‰～24.8‰,指示了对Jatulian事件的响应。其中,未遭受后期流体作用的35件样品的δ~(18)O和δ~(13)C明显高于受到流体作用的7件样品,表明流体作用使碳酸盐岩δ~(18)O和δ~(13)C降低。在地质历史中,以2.33～2.06Ga时期的全球性δ~(13)C_(carb)正漂移最强烈,而辽河群强烈的δ~(13)C_(carb)正漂移现象指示辽河群沉积于2.33～2.06Ca之间。     

东秦岭斑岩钼矿带的地质特征和成矿构造背景

东秦岭钼矿带包涵5个世界级超大型(>5×105tMo)、5个大型((5～10)×104tMo)和一些中小型(<5×104tMo)钼矿床,探明钼金属储量超过5×106t,是世界最大的钼矿带。钼矿带的北、南边界分别是三宝断裂和商丹断裂,两条断裂分别为秦岭造山带的反向边界逆冲断裂(RBT)和主中央滑脱断裂(MCT)。矿床类型有斑岩型、斑岩-夕卡岩型、夕卡岩型和碳酸岩脉型,以前两者为主。含钼岩浆岩主要是富硅、钾而贫铁、镁、钙的花岗斑岩,只有黄龙铺和黄水庵矿床为碳酸岩脉。同位素年龄资料显示,黄龙铺形成于220Ma左右,而其余的与花岗斑岩有关的钼矿床形成于160～110Ma。结合秦岭造山带构造演化分析,认为黄龙铺矿床形成于弧后伸展背景,而其他矿床及其成矿斑岩形成于陆-陆碰撞体制。     

中国陆区大规模成矿的地球动力学:以夕卡岩型金矿为例

系统总结了中国不同构造单元 70个夕卡岩型金矿床的基本地质特征 ,其中 1个为超大型、1 9个大型和 2 4个中型矿床 ,总储量超过 1 0 0 0t,占全国探明储量的约 2 0 % ,表明夕卡岩型金矿是我国最重要金矿类型之一 ,值得今后地质研究和勘探工作重视。通过编制中国夕卡岩型金矿分布图 ,发现它们产于碰撞造山带、断裂岩浆带和活化克拉通边缘等 3类地区 ,所有夕卡岩型金矿集中区均受到显生宙陆陆碰撞的影响。通过对各成矿省夕卡岩型金矿和相关热液矿床及花岗岩类的同位素年龄统计 ,结合地质分析 ,发现中国夕卡岩型金矿的形成时间总晚于各成矿省最晚一次的洋盆闭合或陆陆碰撞的开始时间 ,约滞后 5 0Ma ,因此排除了它们形成于大洋板块俯冲所致的岩浆弧背景的可能性 ;通过联系各成矿省地质构造演化与碰撞造山带 p T t轨迹 ,确定各成矿省成矿作用和花岗岩浆作用均爆发于陆陆碰撞过程挤压伸展转变期的减压升温体制 ,而不是碰撞后。基于碰撞造山带构造几何和造山机制 ,认为中国夕卡岩型金矿及相关矿床的时空分布和成因适合于CMF模式解释     

胶北地体荆山群大理岩碳氧同位素地球化学特征及其对Lomagundi-Jatuli事件的指示

古元古代大气圈快速大量充氧,地球表生系统发生一系列重要变化,其中之一是23～206Ga碳酸盐岩碳同位素正异常现象,称Lomagundi-Jatuli事件,颇受瞩目,成为当前国际研究前沿。胶北地体荆山群普遍经历高角闪岩相-麻粒岩相变质作用,其下部禄格庄组碳酸盐地层发育。本文研究了山后地区荆山群禄格庄组26件大理岩和7件白云质石英岩样品,获得δ~(13)C_(carb)值在-08～+34‰(V-PDB),平均+14‰,其中大理岩δ~(13)C平均值为+16‰,白云质石英岩δ~(13)C平均值为+09‰。氧同位素值变化于93‰～202‰(V-SMOW),平均140‰。样品碳-氧同位素值之间具有很好的正相关性,且有13件样品Mn/Sr比值大于6,说明高角闪岩相的变质作用可能使δ~(13)C_(carb)下降了3‰～5‰,原始沉积碳酸盐的δ~(13)C_(carb)值高达+84‰,明显正异常,是全球性Lomagundi-Jatuli事件的响应。     

华北大陆边缘造山过程与成矿研究的重要进展和问题

本文简要总结了国家973计划项目"华北大陆边缘造山过程与成矿"前4年取得的重要进展,包括提出了镁铁质岩石容矿的热液铜镍一贵金属矿床、浅成作用的概念,将热液成矿系统分为岩浆热液、变质热液和浅成热液三大系列;基于一批造山型银、铅锌、铜、钼等矿床的发现或识别,将造山金矿的概念和成矿分带模式拓展为造山型矿床;确定华北克拉通南缘和北缘均发生了印支期成矿事件,尤其是浆控高温热液型钼矿床;发现大陆内部浆控高温热液成矿系统以富CO_2、富钾、富氟为特征,不同于岛弧区同类矿床;挤压造山带的卡林型-类卡林型金矿成矿系统也以含CO_2-H_2O包裹体而区别于弧后盆岭省的同类成矿系统;发现中央造山带和中亚造山带在成矿类型、优势矿种等方面差异显著,缘于它们分别经历了弱增生-强碰撞和强增生-弱碰撞的造山作用;确定华北陆块及其陆缘造山带东部在燕山期大规模成矿,自西向东成矿年龄梯级变新,优势成矿类型和矿种不同,缘于太平洋板块作用叠合于造山带自身的演化;发现碰撞前的热液成矿系统均或多或少地遭受改造,甚至活化、再就位成另类矿床;在秦岭造山带新发现了1.9Ga和1.75Ga浆控热液钼矿床以及430Ma的造山型银金钼矿床,在兴蒙造山带新发现了泥盆纪造山型铜金矿床,据此预测了前中生代矿床的找矿潜力;提出矿床是地球动力学研究的探针,厘定秦岭-大别-苏鲁造山带在120Ma之后的隆升剥蚀幅度总体小于10km,平均每年0.04mm,快速隆升剥蚀只能发生在130Ma之前;初步厘定古亚洲洋沿索伦-延吉缝合带自西向东闭合于260～250Ma,古特提斯洋北支最终闭合于220Ma;揭示华北克拉通对于Kenor、Columbia、Rodinia、Gondwana和Pangea超大陆事件均有响应,发现了拉马甘迪(Lomagundi)事件的碳同位素正向漂移现象,确定孔兹岩系主要形成于2.3Ga以后.提出急需加强研究的重要科学问题是大陆碰撞造山事件的起止时限和标志,前中生代成矿系统的识别和预测,燕山期大规模成矿的区域规律性和差异性,构造域叠合-转化过程的细节和机理.