长江中下游及邻区的地壳密度结构与深部成矿背景探讨——来自重力学的约束

长江中下游成矿带是我国最重要的矿产资源生产基地之一。为了深入理解和认识此成矿带形成的深部构造背景及其岩浆活动与成矿作用过程,本文利用NW-SE向利辛-宜兴地球物理探测剖面的重力场资料构建了跨越长江中下游成矿带地域的二维深部地壳密度结构模型。并在结合其他已有研究成果的基础上,从Moho界面的展布形态、密度分布特征与壳内低密度区的存在等方面探讨了该区的深部构造格局与成矿作用过程。研究结果表明:长江中下游成矿带地域下方的地壳密度结构与其两侧地域存在显著差异;在宁芜矿集区下方的Moho界面呈上隆形态,矿集区存在密度值略低于两侧地域的低密度异常区。幔源岩浆的上涌底侵与MASH成矿作用可较好地解释该区的结构与构造形态以及在地表所见到的岩浆广泛存在和矿产资源富集的特征。岩石圈地幔物质在宁芜矿集区下方的上涌导致了Moho界面的抬升,而脆性上地壳中的伸展断裂则为岩浆的向上运移与矿产资源的形成提供了有利场所与环境。     

长江中下游成矿带及邻区地壳速度结构：来自利辛-宜兴宽角地震资料的约束

为了理解长江中下游地区在中生代成矿的深部动力学过程,Sinoprobe-03-02项目于2011年9月至10月,在跨宁芜矿集区和郯庐断裂带实施了从安徽利辛至江苏宜兴450km长的宽角反射/折射地震剖面。速度剖面结果显示,Moho面深度和地壳速度结构在郯庐断裂两侧东西方向存在明显的差异:(1)在东部扬子块体内部,地壳覆盖层厚3~5km,西部的合肥盆地下方,则达到4~7km。(2)剖面平均Moho面深度为30~32km左右,在郯庐断裂下方,Moho面深度在35km左右;在宁芜矿集区下方,Moho面整体深度偏浅,达30~31km左右,但局部范围内,Moho面深度至34km左右。(3)剖面的下地壳平均速度在6.5~6.6km/s左右,在宁芜矿集区下方,下地壳速度偏低,为6.4~6.5km/s左右。剖面上地幔顶部的速度结构平均在8.0~8.2km/s。在宁芜矿集区下方,速度偏低,为7.9~8.1km/s左右。(4)郯庐断裂带的下方,从地表开始,还存在20多千米长的低速异常带,一直延伸到Moho面附近。剖面的宁芜矿集区下方Moho面上隆、下地壳及上地幔的低速异常等壳幔结构特征,预示下地壳不以榴辉岩残体为主,支持燕山期地幔岩浆的上涌和侵入并成矿,是热上涌物质的源地。     

安徽庐枞盆地隐伏侵入岩的LA ICP MS定年及其构造意义

庐枞中生代火山盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块的北缘。庐枞盆地内火山岩和侵入岩分布广泛,包括龙门院、砖桥、双庙和浮山4组火山岩以及34个出露地表的侵入岩体。这些侵入岩体的时空格架和岩浆演化等相关研究工作已经广泛开展,但对于盆地新发现深部隐伏岩体的研究尚未开展,制约了对庐枞盆地岩浆作用及深部成矿预测的深入研究。本次工作在详细野外地质工作的基础上,系统对盆地北部清水塘、刘墩、乔冲、牛头山、李家庄5个代表性隐伏岩体开展岩石学、地球化学和年代学研究,通过侵入岩详细镜下鉴定和锆石LAICP-MS U-Pb定年等方法,确定其主要岩性为二长岩和正长岩,岩石全碱含量均较高,准铝质或过铝质;稀土含量中等,较强Eu亏损,呈略右倾的海鸥型稀土配分模式,成岩时代分别为133.2±1.4Ma、131.3±1.3Ma、131.0±1.4Ma、131.2±1.2Ma和130.9±1.2Ma,均形成于早白垩世。通过与庐枞盆地不同侵入岩的系统对比,提出这些岩体与庐枞盆地早期侵入岩时代接近,岩石学特征类似,应为同一岩浆作用的产物,形成于区域岩石圈伸展的构造环境。     

流滑型窝崩水流结构特征及其变化规律

针对长江中下游河段流滑型窝崩,进行水槽概化模拟试验,依据精细的流场观测数据,分析窝塘附近水流结构特征及变化规律,为探索此类崩岸力学机制奠定基础。结果表明,窝塘附近水流结构可分为口外主流区、口门涡流区和窝塘回流区三大区域。随着窝崩发展,三大区域内水流结构也随之产生变化。口外主流区基本为明渠弯道水流,有明显环流特征;口门涡流区呈现长条形态,其内存在多个大小、形态、位置和强度变化的涡旋,总体规律随主流快速下移不断破碎或分解,口门上、下两端水流呈明显三维特征且脉动性很强,水面波动剧烈;窝塘回流区内为典型空腔回流,随窝崩发展,其范围扩大,中心下移,形态由椭圆形趋向圆形,强度呈现增强-减弱-稳定的趋势。     

安徽铜陵矿集区舒家店矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄

铜陵矿集区位于长江中下游成矿带的中部,区内分布多个大型铜、硫、金多金属矿床(常印佛等,1991;翟裕生等,1992;毛景文等,2009)。舒家店矿床位于铜陵矿集区东部,根据目前的研究进展,舒家店矿床类型为斑岩型铜矿床,铜矿化与舒家店辉石闪长岩密切相关(王世伟等,2011;     

安徽新桥Cu-Au-S矿床黄铁矿X射线衍射研究及其矿物学意义

新桥矿床位于安徽铜陵矿集区,是长江中下游铜铁金多金属成矿带中最大的硫铁矿矿床。矿床的成因长期以来一直存在以下不同的认识:一认为是早期的热液成矿;二认为是接触交代型(层控夕卡岩型)矿床;三认为与石炭纪海底火山活动有关的火山喷发-沉积形成黄铁矿型铜矿,后经燕山期岩浆热液叠加改造。本次工作采集矿     

扬子岩浆岩带东段基性岩地球化学

长江中下游中生代岩浆岩带称为扬子岩浆岩带。该带岩浆岩属高钾钙碱性岩系和橄榄安粗岩系,共基性端员玄武岩和辉长岩高钾富碱,硅弱不饱和,富集Ｒｂ、Ｂａ、Ｔｈ、Ｋ、ＬＲＥＥ等强不相容元素,强烈亏损Ｃｒ、Ｎｉ等强相容元素;ＲＥＥ球粒陨石标准化曲线为右倾型,在Ｌａ／Ｓｍ－Ｌａ图上排列成一斜线,是地幔不同程度部分熔融为主的产物。基性岩εＮｄ较高,Ｉｓｒ较低,在εＮｄ－ＩＳｒ图上沿地幔排列及其延长线分布,略向右漂     

长江中下游Fe- Cu- Au- Pb- Zn多金属成矿带主要地质成矿特征及潜力分析

长江中下游成矿带是我国重要的铜-金-硫-铁多金属成矿区带,主要矿床类型为矽卡岩型、玢岩型、斑岩型和热液型。区带重要矿产资源时空分布具有不均匀性,一定的矿产及矿产组合产于特定的地质历史时期,以燕山成矿期为主,区内99%以上的铁、铜、金矿资源量以及全部铅、锌、银、钼、铊矿资源量形成于燕山成矿期;且这些矿产的成矿时代多集中于燕山中晚期。长江中下游成矿带地质构造具有多层、块段、立体网络的特点,数条岩石圈断裂将整个区域分割为若干个断块;各个断块的内部结构各有差异,地质构造发展历史不同,构造-沉积-岩浆活动的特点也不尽相同,造成矿化类型、矿产组合、矿产资源储量的分布具不均匀分布的特征。在区内主干断裂带或与之平行的基底断裂与近东西向基底断裂的交切和复合部位,形成了多个岩浆-成矿活动中心;受其影响在长江中下游地区出现了多个矿集区。主导控制因素为构造-岩浆作用,而地层作为成矿与赋矿的场所,亦是主要控制因素之一,特别是特定层位中受岩相古地理环境制约的矿(胚)层,和有利的岩性层位或其组合具有十分重要的作用。根据区带成矿规律、找矿新突破以及在全国矿产资源潜力评价数据和成果基础上,在该区带内划分了五个重点远景区作为国家整装勘查区的后备选区并对其资源潜力进行了分析和评价。     

长江中下游溧水盆地火山岩的时代、地球化学特征及其地质意义

溧水盆地位于长江中下游成矿带东部,与庐枞、宁芜等火山岩盆地相似,发育中生代火山岩。为了探讨溧水盆地不同旋回火山岩形成时代、岩浆源区及岩浆活动的大地构造背景及其与铁铜成矿关系等问题,本次研究选取溧水盆地广泛出露且与成矿关系密切的中生代龙王山旋回和大王山旋回火山岩进行了锆石精确定年和Hf同位素分析以及全岩主微量元素分析。研究表明溧水盆地岩浆活动起始时间为~135 Ma,峰期时间为135~124 Ma。龙王山、大王山旋回火山岩Hf同位素特征相似,εHf(t)值范围大多在-6~-11之间,暗示其源区可能相似。岩石地球化学特征显示龙王山—大王山旋回岩浆由中基性向中酸性过渡,并向高钾富碱方向演化,空间上从北西-南东方向演变,与盆地内铁铜金锶矿的形成有关。龙王山旋回火山岩明显Sr正异常,推测龙王山旋回可能是Sr矿的矿源层。结合岩石地球化学和同位素特征,认为岩浆源区为可能为富集地幔,在喷发早期受到了少量陆壳物质的混染。溧水盆地与长江中下游其它火山岩盆地形成时代相似,可能受同一构造背景控制。结合前人研究成果分析认为在~135 Ma为太平洋板块俯冲的转折点,即俯冲作用减弱,俯冲板块发生后撤,形成区域性拉张环境,从而形成的一系列火山岩盆地。     

1849年长江中下游大水灾的时空分布及天气气候特征

清道光二十九年（1849年）长江中下游地区的大水灾,对民生造成了严重的影响。作者系统收集了档案、方志、日记和文集资料中关于该年份水灾的记载,以县级成灾分数资料为基础,重建了此次水灾的时空分布,并分析了形成这次水灾的天气气候特征。研究认为,该年度水灾基本在N28°～N33°间呈条状东西向分布,而以N31°一线的灾情最为严重;连续性的降水开始于5月18日左右,到7月18日才结束,中间还有3次持续各达10余天的强降雨过程;这次大水灾是全流域性的,涝灾大于洪灾,降水最集中区域为东部的太湖流域,这和有器测记录的几次长江全流域大洪水并不一致;本次大水灾的直接天气成因是梅雨期提前并超长,雨量明显偏大,持续时间长达62天左右,比有器测记录的更早、更长;当年夏季风应偏弱,副热带高压脊线位置异常偏南,且西风分支明显,经向环流发展,西风南支位置应该也异常偏南;夏季冷空气异常活跃可能是雨带长期在长江沿岸徘徊的真正原因。