哀牢山造山带金矿成矿时序及其动力学背景探讨

哀牢山金矿带是我国最重要的喜马拉雅期造山型金矿带,形成于三江特提斯复合造山过程中。论文基于对哀牢山造山带金矿成矿作用的同位素定年结果,探讨了成矿年代学与构造-热事件的关系,厘定了其相关的地球动力学背景。已获得的最老成矿年龄集中于海西期,但过剩氩的存在导致视年龄值偏离真实成矿年龄,而最小视年龄(345.2±16Ma)与区域蛇绿岩的形成同时;含镍金黄铁矿硅质岩的含金量可能与热水沉积有关,其地球动力学环境对应于海底扩张和初始洋盆的形成。印支期是区域主碰撞造山高峰期,也是大规模岩浆活动与Cu-Ni-Pt-Pd硫化物矿床、VMS型Cu-Pb-Zn矿床及斑岩型Cu-Au矿床成矿集中期,其中老王寨金矿含金黄铁矿的Re-Os等时线年龄为229±38Ma。燕山期成矿年龄数据分散于180Ma、135Ma、110Ma和90Ma左右等多个时段,其中最晚时段年龄谱的最小视年龄值(91±1Ma)可能代表了一次较为重要的构造动力体制转换,该期(约90~70Ma)的区域成岩成矿(斑岩及斑岩型Cu-Mo-W-Au矿床)规模较大,表明增生造山→碰撞造山构造体制转换在研究区存在重要的成岩成矿响应。喜马拉雅期可能经历了早(63.09~61.55Ma)、主(36.10~33.76Ma)和晚(30.80~26.40Ma)三期金矿成矿-热事件,分别受控于印度-亚洲大陆碰撞早期的强烈汇聚挤压、早-晚期转换构造动力学体制,并可能受青藏高原物质东向逃逸和软流圈脉动隆起的联合制约,金矿大规模成矿作用与构造动力体制转换过程中的壳幔物质强烈交换与构造变形密切相关。     

胶东三山岛北部海域超大型金矿床的发现及其构造 岩浆背景

胶东是我国最重要的黄金基地,近年来深部和海域隐伏区找矿又取得重大突破。尤其是,在莱州三山岛北部发现了海域超大规模金矿床。这一矿床与位于其南侧的三山岛矿区的深部主矿体相互连接,实际上为同一矿体,矿体全长超过3km,最大斜深超过1.7km,金资源总量超过500t,是我国规模最大的单一金矿体。矿床赋存于三山岛断裂下盘,为破碎带蚀变岩型金矿。其规模最大的4号矿体,赋存标高-796~-1736m,矿体走向长1446m,倾向最大延深1072m,平均厚度30.91m,平均品位5.23g/t。矿床由浅部矿体群和深部矿体群组成,二者均分布于控矿断裂倾角平缓和由陡变换的转折部位,构成由浅部至深部的台阶式分布特征,称之为阶梯式成矿模式。浅部第一台阶矿体赋存于-600m标高深度以上,矿体倾角25°~50°;深部第二台阶矿体赋存于-1000m标高以下,矿体倾角35°~40°。第一台阶与第二台阶的矿化特征有差异,后者矿体资源量多、规模大、厚度厚、品位高。控矿断裂——三山岛断裂的产状变化大,沿走向S形拐弯特征明显,沿倾向总体上显示浅部倾角陡深部倾角缓的铲式特点,且呈现倾角陡、缓交替变化规律,形成阶梯式断层。断裂下盘变形强,构造带厚度大;沿倾斜方向由浅部至深部,断裂带宽度变大、韧性变形特征增强、成矿空间增大,矿体厚度增大。这些特征指示,三山岛断裂具有铲式正断层性质。三山岛断裂的形成可能与郯庐断裂活动有关,郯庐断裂于早白垩世发生左行走滑时,在其东侧产生SEE向的伸展作用,形成了包括三山岛断裂在内的胶东地区的伸展构造。胶东侏罗—白垩纪岩浆活动强烈,玲珑型花岗岩、郭家岭型花岗岩、伟德山型花岗岩、崂山型花岗岩的地球化学特征研究表明,该区经历了由华北-扬子构造体系向欧亚-太平洋构造体系和由挤压机制向伸展机制的转换,由EM1型富集地幔向EM2型富集地幔演变。金矿的同位素年龄与壳幔混合源伟德山型花岗岩及相关中基性脉岩的形成时代一致,均形成于早白垩世。早白垩世岩浆活动在金成矿中起到了"热机"作用,使围岩中的金活化,并将地幔中的金携带上来,提供了部分成矿物质。白垩纪,中国东部软流圈上涌,构造岩浆活动强烈。在胶东地区,受早白垩世壳幔混合型大规模深部岩浆热隆影响,侏罗纪形成的壳源型玲珑岩基强烈隆升,其上覆的变质岩层发生大幅度拆离滑脱,形成拆离断层,三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂均是热隆-伸展体制下的铲形下滑断裂,属拆离断层的组成部分。这种热隆-伸展构造为金矿成矿提供了有利条件,岩浆活动为金矿形成提供了适宜的物源、热源和流体,伸展拆离构造为金矿成矿提供了有利空间,构造、岩浆、流体的耦合造成了胶东型金矿大规模成矿作用。     

云南羊拉铜矿床磁黄铁矿标型矿物学特征及成矿意义

羊拉铜矿床是三江成矿带中段重要的大型铜矿床之一,其矿床成因一直没有明确界定。里农矿段是羊拉铜矿床最主要的组成部分,该矿段矿石中黄铜矿、磁黄铁矿和黄铁矿发育,其中,磁黄铁矿矿石是矿床中含量最高的硫化物矿石。本文选取里农矿段的磁黄铁矿矿石样品,利用矿相学、电子探针和X射线衍射对磁黄铁矿形态、成分和结构标型特征进行分析,探讨其形成环境和沉淀机制,为揭示矿床成因提供有效约束。研究结果表明:羊拉铜矿床矿体具有典型的矽卡岩型矿床特征,多呈层状、似层状产出,且与花岗闪长岩岩体关系密切,受花岗闪长岩岩体和大理岩、变质石英砂岩等地层以及断裂构造的共同控制;磁黄铁矿矿石呈铁黑色、古铜色、铜褐色,块状和浸染状构造;镜下为黄白色、黄褐色,无内反射色,非均质性不明显,他形-半自形粒状结构。局部可见磁黄铁矿被石英±黄铜矿±黄铁矿±方解石脉切断,也见闪锌矿中有乳滴状、叶片状黄铜矿发育。磁黄铁矿中Fe元素含量为59.25%~60.25%,平均为59.71%,S元素为39.10%~39.97%,平均39.52%,化学分子式为Fe6S7~Fe8S9;晶胞参数平均值为a0=11.912,b0=6.859,c0=12.813,磁黄铁矿的粉晶X射线衍射曲线呈强度大致相等的双峰,表明羊拉铜矿床的磁黄铁矿以单斜磁黄铁矿为主。据此判断该区成矿作用过程中富硫、并经历快速降温变化,非均匀应力作用使六方磁黄铁矿转化成了单斜磁黄铁矿;磁黄铁矿中的硫是以S2-的形式存在,在六方磁黄铁矿向单斜磁黄铁矿的转化过程中,磁黄铁矿晶格中的Fe离子略有减少,Fe1-xS的电负性稍有增加,还原性增强;在Fe-S相图中,磁黄铁矿位于单斜磁黄铁矿和黄铁矿共生相区,表明成矿温度在250℃左右。即羊拉铜矿床的磁黄铁矿主体是形成于富硫、非均匀应力、中温的还原环境。该区磁黄铁矿富Co贫Ni,Co/Ni值范围较大,分布于矽卡岩型铜矿床范围附近,与典型矽卡岩型铜矿有相似的矿床地质和矿物学特征,表明羊拉铜矿床属于矽卡岩型矿床。据此综合羊拉铜矿床的构造背景和地球化学特征,推断了其可能的成矿作用过程:晚三叠世早期,该区由挤压环境逐步转换为伸展环境,使得之前的一些逆断层叠加张性特点。含矿岩浆沿这些断裂裂隙上侵,与低温围岩(主要为里农组大理岩)接触并有大气降水的加入,使得岩浆及成矿热液快速降温。冷凝的岩浆和热液堵塞了围岩的裂隙,原本开放的环境逐渐变得封闭、高压和还原。后续岩浆在此封闭的环境中降低了冷凝速度,而在还原性条件下,流体中铜元素的溶解度比在氧化性流体中低,更有益于铜元素的沉淀成矿,从而形成羊拉铜矿。     

剪切带断层泥特征及其在胶东金矿床研究中的应用

剪切带断层泥是中低温热液蚀变的产物。研究表明,断层泥的形成演化与剪切带水-力行为间存在强烈的作用与反馈。断层泥的粒度分布、矿物组成以及孔渗结构受断裂带构造变形和流体作用的控制。同时,由于具有组成和结构上的特性,断层泥可以通过增强岩石各向异性和储存或释放流体而改变断裂带剪切强度和流体压力。以胶东金矿集中区为例,讨论了剪切带构造变形、流体输运-反应与断层泥形成演化的耦合作用,及其对剪切带流变学行为及金矿化形成和分布的影响。     

基于BP神经网络的波阻抗反演及应用

人工神经网络是近期发展最快的人工智能领域研究成果之一.本文在介绍BP神经网络的有关原理的基础上,提出一种基于BP神经网络模型的波阻抗反演方法,该方法克服了常规基于模型的波阻抗反演方法严重依赖于初始模型的选择和易陷入局部最优等局限性.利用该方法对实际地震剖面进行了波阻抗参数反演处理,结果表明人工神经网络方法在波阻抗反演中的应用是可行的并且是有效的.     

胶西北金矿集区成矿作用发生的地质背景

通过矿集区赋存的地质背景 ,包括区域重大地质事件、壳幔结构、深断裂及浅层断裂系的导流性、区域流体活动、地层建造及岩浆侵入事件等研究 ,建立了矿集区形成与演化框架 ,并提出了形成的必备因素。成矿诸因素间彼此关联、耦合为大型矿集区的形成提供了必备而优越的条件。地质演化历史中构造体制转换事件是大规模成矿作用发生的基础 ,其引起的区域壳幔物质交换、岩浆活动等系列事件及耦合作用为区域成矿作用提供了充足成矿物质、良好导流网络、丰富成矿流体、持续成矿能量等必备条件 ,最终导致矿集区的形成。     

深浅构造耦合成矿效应--以胶东招掖金矿带为例

长期以来,成矿学研究往往仅涉及地壳浅层,即依据出露地表的各种地质矿化现象推断成矿作用过程。诚然,这种研究对于浅表矿床的研究卓有成效。但是,随着现代地质工作的逐步深入,其研究重点逐渐转向隐伏(或半隐伏)矿床的研究和大型、超大型矿床及矿集区的探寻与预测。此外,仅仅根据地壳浅层控制因素,尚难以合理解释大型、超大型矿     

山东夏甸金矿及其外围矿区隐伏矿体定位预测

胶东金矿集中区是我国最重要的黄金生产基地,具有得天独厚的成矿地质条件和丰富的金矿资源,其中的招掖金矿带更是以“玲珑焦家式金矿”之名而享誉国内外。夏甸金矿即位于招掖金矿带南端,其长期地质演化形成的地质构造背景,为金成矿提供了适宜的环境。然而随着开采的延...     

基底构造对矿床定位的控制机制:焦家金矿带构造应力转移模拟

大型-超大型金矿床具有群聚产出的空间分布规律,这种空间产出规律与断裂带的渗透性结构有关。通过应力转移模拟,计算库伦破裂应力(CFS)的变化值,获取断裂带渗透性结构可以为成矿流体通量及其中金属沉淀成矿概率提供半定量约束。胶西北焦家金矿田是我国第一个千吨级金矿田,其内金矿化严格受NE-NNE向的焦家断裂带构造控制,而其深部隐伏的近EW向基底构造带对成矿的贡献尚不明确。为此,我们根据地球物理资料解译的基底构造带空间形态,通过三维有限元模拟计算基底构造带对理想模型和焦家断裂带内库伦破裂应力变化的影响,探讨基底构造对矿床定位的控制机理。研究表明,EW向基底构造带对区域库伦破裂应力的变化有明显影响,模拟结果图像可视作该深度上NE-NNE向浅表断层和EW向基底构造带分别引起的库伦破裂应力变化之和。成矿深度上某一点因基底构造带活动引起的库伦破裂应力变化的值与基底构造带埋深与成矿深度间距的平方呈反比。当基底构造带和浅表断层运动方向指向同一象限时,基底构造带和浅表断层交汇部位的库伦破裂应力变化值相对减小;而基底构造带和浅表断层运动方向指向不同一象限时,基底构造带和浅表断层交汇部位的库伦破裂应力变化值相对增大。焦家金矿带内基底构造带在成矿期发生右行为主的走滑活动,滑动侧伏角不大于30°,滑动位移量略大于浅表的焦家断裂带。基底构造带在成矿期的再活动导致在其与浅表断裂交汇部位形成构造节点(如新城、焦家),引起该处断层破裂的传播受到阻滞,库伦破裂应力增大,而岩石破碎,有利于高渗透性的裂隙-网脉系统的发育和大型-超大型金矿床的产出;在远离焦家主断裂带的前孙家、洼孙家等部位,浅表断裂引起的库伦破裂应力变化不明显,而基底构造带引起的库伦破裂应力变化占主导,发育高渗透性裂隙-网脉系统的发育和中-小型金矿床(点)的产出。基底构造带的空间展布及其埋深与成矿深度的间距可作为评估区域成矿潜力的重要因素,EW向基底构造带与NE-NNE向浅表断层的交汇部位是重点靶区,且基底构造埋深与成矿深度的间距越小则发育金矿床的概率和规模越大。     

滇西地区深部构造特征及其对成岩-成矿的控制作用

滇西地区地处扬子板块与印度板块之间特殊地带,是西南三江复合造山带的重要组成部分。地球物理资料揭示该区深构造特征复杂:地壳呈相对稳定的三层结构,其内部存在不规则低速透镜体;莫霍面自北而南呈近东西向阶梯式逐渐抬升,形态上隆坳相间;壳-幔界面存在明显的壳-幔过渡带,软流层地幔具有多层次隆起现象。深浅部构造呈现明显的立交桥式多层架结构。深部构造与区域成岩成矿关系密切:空间上,岩体与成矿的集中区分布体现出受由幔坡带所推断的深大断构造所控制,并与壳内低速体和壳-幔混合带存在垂向上的对应关系。岩浆岩岩石组合、岩石学和地球化学特征反映岩浆形成于壳-幔混合带物质的部分熔融,而地幔流体上涌是激发壳-幔混合带发生部分熔融的重要因素。研究认为,滇西地区燕山晚期-喜马拉雅期所处的特殊构造部位及经历的区域构造动力体制时空转换是形成深部特殊地质结构的动力学条件,并是激发强烈壳-幔相互作用的重要前提。在壳幔相互作用过程中,大量地幔流体携带成矿物质经由深大断裂上升至壳-幔混合带,激发其部分熔融,形成原始岩浆;随岩浆上升和分异演化,在构造有利部位成岩成矿,由此形成区域成岩成矿的一体化特点。而软流层幔的多期次脉动式上涌则是导致成矿多期性的内在因素。