全球早古生代造山带(Ⅳ):板块重建与Carolina超大陆

古元古代与显生宙的板块构造特征和旋回演化过程具有明显区别,反映出地质记录为两种不同的板块构造体制。早古生代为这两个时期的过渡阶段,其构造过程研究与板块重建是地球板块构造旋回机制和周期分析的关键。本文采用综合集成的方法,在总结对比罗迪尼亚超大陆裂解以来全球早古生代主要碰撞造山带的地质事件基础上,分析早古生代碰撞造山带的演化特征,总结出与冈瓦纳大陆拼合、劳俄大陆拼合、古中华陆块群增生相关的7期碰撞-增生造山事件群:Brasiliano、东非、Kuunga、东亚与原特提斯洋和古亚洲洋演化相关的的加里东期造山事件、经典加里东造山、中欧加里东造山、Appalachian造山。再在这7期造山事件群基础上,结合古地磁、古生物、古地理等资料,重建了新元古代-早古生代末全球板块的拼合过程:罗迪尼亚超大陆从新元古代的~950 Ma开始经历了3个阶段裂解,此时存在泛大洋、莫桑比克洋和古太平洋3个大洋,随后615~560 Ma Iapetus洋打开,~560 Ma波罗的陆块与西冈瓦纳裂离导致狭窄的Ran洋打开;~540 Ma南半球Brasiliano、东非和Kuunga造山运动导致冈瓦纳大陆分阶段最终完成拼贴;~500 Ma冈瓦纳大陆北缘西段的微陆块群局部向北裂离,导致Rheic洋和Tornquist洋打开,并于~420 Ma随经典加里东造山带和中欧缝合带形成导致Iapetus洋闭合,此时斯瓦尔巴特和英国可能位于格陵兰地盾东南缘,同时冈瓦纳大陆北缘东段华北为代表的微陆块基本拼合在冈瓦纳大陆北缘;此外,虽然425 Ma西伯利亚板块有远离聚合了的劳俄大陆的趋势,但晚奥陶世-早泥盆世南美和北美板块靠近,北美板块与环冈瓦纳北缘西段的地体拼合碰撞。在大约400 Ma时,南、北美洲的混合生物群和古地理重建显示两者非常接近,因此,推测此时存在一个初始的逐步稳定的超大陆的可能,本文称为Carolina超大陆,因为Carolina造山带是这个超大陆最终拼合的地带。并据此判断超大陆旋回为7亿年。     

大兴安岭北段得耳布尔铅锌银矿床成矿流体特征与意义

得耳布尔矿床是产于大兴安岭北段额尔古纳地块内的大型铅锌银矿床,本文通过对闪锌矿、石英进行流体包裹体均一温度、盐度、激光拉曼和氢氧同位素测试以研究其成矿流体特征与来源。结果显示主成矿期闪锌矿及团块状石英中流体包裹体均一温度范围为213~260℃,盐度为3.05%~9.6%NaCleq;成矿晚期脉状石英中流体包裹体均一温度介于175~210℃之间,盐度3.53%~7.15%NaCl_(eq)。红外激光拉曼结果显示包裹体气相成分主要为H_2O及CO_2,含极少量CH_4。石英氢、氧同位素测试结果显示主成矿期δD_水值为-153.8‰~-149‰,δ~(18)O_水值为-0.77‰~2.38‰;成矿晚期δD_水值为-154‰~-141.4‰,δ~(18)O_水值为-2.27‰~-0.47‰。矿床成矿流体为岩浆水与演化大气降水的混合。额尔古纳地块内铅锌银多金属矿床成矿流体特征较为接近,主要为中低温低盐度NaCl-H_2O-CO_2±CH_4成矿流体;流体来源一致,推测为演化的大气降水与岩浆水的混合。     

内蒙古北山额勒根乌兰乌拉一带土壤测量地球化学特征及找矿方向

研究区位于内蒙古北山北带,成矿地质条件优越,1∶20万水系沉积物测量异常明显,且分布有额勒根乌兰乌拉斑岩型钼(铜)矿。以1∶5万土壤地球化学测量成果为依据,以地质认识为基础,研究了区内元素地球化学数据特征、地球化学场特征及综合异常特征。认为区内主成矿元素为Mo、Cu、Au,主要的控矿层位为咸水湖组火山岩段,成矿有利侵入体为石炭纪花岗闪长岩。划分出5种综合异常类型,其中与斑岩钼(铜)矿系统有关的综合异常和与奥陶系建造有关的综合异常是今后解剖找矿的重点。     

张家口崇礼小西湾侵入岩成矿条件及矿化机制研究

张家口市崇礼区北部完成了1∶5万地球化学测量,小西湾侵入岩位置恰与化探工作圈定的AS33,即小西湾综合异常高度套合。利用区域资料及异常查证所获得的大比例尺地质、物化探数据,对该区成矿条件进行了综合分析,并推测了矿化蚀变的形成机制及其矿化蚀变体主要赋存位置。通过推断该区矿化机制并建立模型,认为该区具有寻找中高温热液型多金属矿床的潜力,并对下一步的勘查方向提出了建议。     

区域地球化学评价中变异系数校正参数的意义

通过对我国新疆西天山各地球化学区数据的归纳和研究,计算西天山12种常见成矿元素在各地球化学区的富集系数,提出校正系数公式,并将变异系数进行合理的校正与排序。与实际矿床和矿点结合,验证校正系数的正确性和适用性,预测元素成矿有利顺序和规律,总结出西天山富集系数与变异系数在成矿中的制约关系。该方法实现了不同成矿元素之间成矿条件的对比,拓宽了地球化学参数的适用性,提高了在勘探程度较低的地区地球化学评价方法的准确性,为地球化学评价提供科学依据。     

湘西花垣地区铅锌矿床流体包裹体显微测温与特征元素测定

花垣铅锌矿床的成矿流体演化特点和铅锌矿物沉淀机制存有分歧,为了总结矿床成因并建立成矿模式,指导该地区铅锌矿的下一步找矿勘探工作.对闪锌矿、主成矿期方解石和萤石中的流体包裹体进行岩相学观察、显微测温、拉曼光谱分析以及同步辐射X射线荧光微探针分析,结果显示花垣地区铅锌矿床成矿流体温度主要为150~220℃,总盐度一般为13%~23% NaCl_eqv,多> 15% NaCl_eqv,密度多 > 1 g/cm3,成矿流体为NaCl-CaCl₂-MgCl₂-H₂O卤水体系.成矿流体均一温度具有由北而南降低的趋势.流体液相组分中主要为Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-,具有盆地热卤水体系特点.流体包裹体气相中发育CO₂、CH₄,方解石、萤石中流体包裹体均有成矿元素Pb、Zn的存在.花垣矿集区成矿流体属于低温度、中-高盐度、中-高密度,成分以钠和钙氯化物为主的含矿热水溶液,流体运移方向为由北向南,流体来源于封层水、大气降水和少量变质水.铅锌矿物的沉淀与热化学硫酸盐还原作用有关.闪锌矿、方铅矿等矿石矿物与方解石、萤石等脉石矿物应属同一富含Pb、Zn、Mn、Fe、As、Cr等成矿元素的成矿流体在同一成矿期次相同条件下沉淀的产物.      

四川甲基卡锂矿床花岗岩体Li同位素组成及其对稀有金属成矿的制约

四川康定甲基卡超大型锂矿是我国最大的硬岩型锂矿床之一,矿区中南部呈岩株状出露的二云母花岗岩常被认为是成矿伟晶岩的"矿源岩",对其开展Li同位素地球化学研究,对探讨矿区稀有金属的来源与演化具有重要意义.研究工作基于详细的野外地质调查,采用MC-ICP-MS方法对岩体锂同位素组成开展了研究.研究结果显示,岩体Li含量介于192×10-6~470×10-6,均值为309×10-6,δ7Li值介于-1.56‰~+0.90‰,均值为-0.24‰,与平均上地壳值基本一致,具有高Li低δ7Li的特征.δ7Li与Li、Rb、Ga、SiO₂及ε_Nd（t）不存在明显的相关性,岩体锂同位素组成反映了其形成时的源区特征,未受岩浆结晶分异作用和蚀变作用的影响.岩体岩石地球化学、同位素地球化学资料表明,岩浆来源以三叠系西康群砂泥岩的部分熔融为主,可能有部分深源物质的加入.此外,岩体Li同位素的变化规律表明伟晶岩的成矿流体来源于二云母花岗岩.岩体Li含量与Li同位素组合不仅可用来划分锂矿床类型,而且对稀有金属找矿具有一定的指导意义.      

地质统计学在细脉型矿体模拟中的应用:以新疆梅岭-红石铜矿为例

细脉状矿体由于矿脉厚度小且沿走向和倾向品位变化较大,致使其在资源模拟中很难实现三维建模.通过构建高斯变换的二维变异函数转载到单层三维块体模型,首次完成了对新疆梅岭-红石铜矿区细脉状矿体的三维建模.这一成果弥补了二维模型在空间形态、品位变化特征上的不足,避免了采用传统极小的子块模型匹配实体模型所产生的高平滑效应.单层三维块体模型能够更加有助于实际采矿生产中块段划分,具有创新性,并为矿产资源评价和开发设计提供基础,对同类矿体的三维建模具有重要的指导意义.      

西昆仑塔什库尔干叶里克铁矿成因:矿床地质与磁铁矿LA-ICP-MS原位分析约束

新疆塔什库尔干铁矿带是我国西部地区新近发现的重要富铁矿带.叶里克铁矿是该成矿带大型铁矿床之一,对该矿床成因方面的研究尚在起步阶段.通过对叶里克铁矿开展矿床地质研究与磁铁矿LA-ICP-MS原位分析,结果表明矿体产于布伦阔勒变质火山-沉积岩中,矿体与围岩产状基本一致,具有明显的层控特征.稠密浸染状或块状富矿体中磁铁矿主要有两种产出形式:与硬石膏或与方解石共生.这两类磁铁矿中多数微量元素含量较均一,如Mg（119×10-6~313×10-6）、Al（692×10-6~1 034×10-6）、Ti（540×10-6~840×10-6）、V（3 340×10-6~3 971×10-6）、Mn（950×10-6~1 160×10-6）、Co（4×10-6~5×10-6）、Ni（52×10-6~64×10-6）、Zn（84×10-6~143×10-6）、以及Ga（26×10-6~31×10-6）,并与高温热液中磁铁矿类似;磁铁矿Al、Ti、V含量高,Ni/Cr比高以及Ti/V比低揭示出其形成于相对还原、富Al、Ti的海底高温热液体系且沉积环境稳定.（Al+Mn）-（Ti+V）特征指示其形成温度在300~500 ℃之间.与硬石膏共生的磁铁矿比与方解石共生的磁铁矿具有相对高的Ti（前者平均690×10-6,后者平均574×10-6）、P（从27×10-6骤降到7×10-6）含量,低的Ca含量（从36×10-6骤升到203×10-6）并亏损Zr、Hf、Sc、Ta等高场强元素,指示前者形成于更剧烈的热液活动中,并且硬石膏磁铁矿在热液作用过程中多数Ca离子进入硬石膏晶格中,造成磁铁矿Ca含量降低.综合区域地质、矿床地质及磁铁矿组成等多种证据,表明叶里克铁矿形成于早寒武世的海底高温热液系统.铁矿形成与原特提斯洋南向俯冲引发的火山弧岩浆作用有关,属于海相火山岩型铁矿.      

陆相红层型铜铅锌矿床与红层盆地热卤水成矿作用

新疆乌恰县乌拉根超大型铅锌矿是中国发现的首个产于陆相红层盆地中的红层型铅锌矿床,对其成矿作用及成因有多种不同认识,但都将其归入现有的一些矿床类型,如喷流沉积型、砂岩型等,却均不能反映其独特的成矿环境与成矿作用。为此,在广泛收集和研究全国陆相红层盆地及其矿产的地质资料基础上,通过区域地质构造背景、含矿建造、矿床特征、控矿因素、成矿物质来源、成矿流体等方面对比分析,认为乌拉根铅锌矿与中国大量产于陆相盆地内红色建造中的红层铜矿,在矿床特征、控矿条件、矿床成因等方面具有高度的一致性,均为陆相红层盆地热卤水作用的结果,是同一类型的矿床。红层型矿床是地洼区的特有矿产,是地球地质演化到地洼阶段才出现的新的矿床类型,陆相红层盆地热卤水作用是一个完全独立的成矿系统,因此将其作为一个单独的矿床类型——红层型矿床是合理的,既具有重要理论意义,也具有重要的实践意义,为铅锌矿找矿开辟了新的方向和领域。