中国大陆造山带地壳密度结构特征

本文探讨中国大陆造山带地壳介质密度的变化特征和不同类型,并用大陆动力学机制解释这些特征产生的原因。根据重力场小波变换的尺度—源深度转换律,进行地面重力异常场多尺度分解,取得了反映中国地壳不同埋藏深度的小波细节,揭示了造山带地壳的密度结构。和克拉通地体不同,中国大陆的造山带下地壳密度都偏低,只有古生代块体弱碰撞形成的摺皱山脉是例外。这些造山带大都与古大洋封闭和俯冲碰撞作用有关。古大洋封闭后在地壳中留下的裂隙和海水,会造成地壳密度降低。中国大陆造山带地壳密度结构大致可以分四类。上中下地壳密度都偏低的属于第一类造山带。第二类造山带上中地壳密度偏低,而下地壳密度偏高。第三类造山带上中地壳密度偏高,而下地壳密度偏低。第四类造山带上中下地壳密度都偏高。通过板块构造原理和岩石物理规律对青藏高原造山带地壳密度结构分类的解释可见,青藏高原南部,中部和北部地壳密度结构分属三类不同的造山带,体现印度次大陆和欧亚板块碰撞不同阶段作用造成的结果。根据地壳密度变低和厚度是否加大,还可以识别板沿和板内造山带。     

龙门山古冰川作用

汶川地震中央区域龙门山主山九顶山海拔4 984 m,山脊北坡有三处成排分布不少规模较小的冰斗-冰川谷地形,恢复当时雪线高度在4 100 m高度。根据其形态保存程度、古今雪线高度差等情况判断,应当是2阶段冰川作用遗存。据气温和降水资料,现在九顶山雪线高度在5 000 m,刚好超出九顶山顶部。故而九顶山3 800 m以上目前处于冰缘环境,石冰川、石环、融冻泥流等冰缘现象比较突出。九顶山不存在更老的冰川作用及其地貌遗存,是青藏高原以东5 000 m上下的高山只是在末次冰期时抬升跨越冰期雪线而发育冰川这一新观点的又一证据,也是青藏高原第四纪晚期剧烈抬升的又一证据。     

滇东南富宁地区基性侵入岩与峨眉山地幔柱存在成因关系吗?——来自1∶5万洞波幅和皈朝幅地质填图的证据

在滇东南富宁地区,出露一系列以辉绿岩为主、含少量辉长辉绿岩和辉绿玢岩的基性侵入岩。根据地球化学、同位素地球化学以及锆石U-Pb年代学等分析结果,前人将这些基性侵入岩视作峨眉山大火成岩省的组成部分,源自峨眉山地幔柱。国内外研究的共识认为,峨眉山地幔柱活动发生于263~252Ma之间,持续时间极短。在开展1∶2.5万大比例尺地质调查与填图(洞波幅和皈朝幅1∶5万地质调查手图)过程中,我们发现,这些基性侵入岩不仅侵入古生代地层,还侵入了富宁县皈朝一带的晚二叠世-中三叠世岛弧玄武安山岩(255~241Ma)以及早-中三叠世地层。这些地质事实表明,富宁地区基性侵入岩的形成时代至少晚于中三叠世Anisian期或更晚,与峨眉山地幔柱活动时代存在很大的时差,岩石类型与组合上也与峨眉山大火成岩省的有很大差异。根据我们填图过程中获得的基本地质事实分析,滇东南富宁地区的基性侵入岩是华南地块与北越地块间的古特提斯分支洋盆闭合、两个地块碰撞造山(即印支造山)后的岩浆活动产物,与峨眉山地幔柱没有成因关系。     

滇西镇康水头山Pb-Zn矿床成矿流体及矿质来源探讨——H、O、S、Pb同位素地球化学证据

滇西镇康水头山Pb-Zn矿床是保山地块镇康Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿集区内又一重要找矿成果。矿体呈似层状、透镜状产于上寒武统保山组大理岩化灰岩中,呈NEE向顺层产出,矿石矿物主要为闪锌矿和方铅矿,偶见黄铜矿和黄铁矿等;脉石矿物主要有白云石、绿泥石、方解石、石英和绢云母等。本文基于对矿床地质特征的详细研究,结合矿床H、O、S、Pb同位素组成,对其成矿流体和矿质来源进行了探讨,同时与毗邻的芦子园超大型Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿床进行了对比。研究表明:该矿床石英的δD值介于-101.1‰~-93.3‰之间,均值为-96.85‰(n=4),δ~(18)O_(H_2O)值为3.37‰~3.77‰之间,均值为3.57‰(n=4),表明成矿流体早期以原生岩浆水为主,有大气降水的混入。矿床金属硫化物的δ~(34)S值均为正值,介于4.1‰~12.2‰,均值为8.23‰(n=10),与旁侧的芦子园矿床δ~(34)S值(8.9‰~12‰)较为接近。该矿床可划分出三个成矿阶段,阶段Ⅱ为以闪锌矿和方铅矿为主的主要成矿阶段(δ~(34)S主要集中在4.1‰~6.2‰之间),其δ~(34)S均值可近似代表成矿热液中的δ~(34)S∑S值,即δ~(34)S∑S≈δ~(34)S均值=6.56‰(n=7),闪锌矿和方铅矿δ~(34)S值有部分重叠,但总体上具有δ~(34)S闪锌矿δ~(34)S方铅矿以及不同颜色闪锌矿之间δ~(34)S深棕色闪锌矿δ~(34)S棕褐色闪锌矿δ~(34)S浅棕色闪锌矿的分布特征,暗示硫同位素在硫化物间的分馏达到平衡,表明S同位素组成较为稳定,显示水头山矿床具有深部壳源岩浆成因的特征。矿床金属硫化物的Pb同位素分析显示,Pb同位素组成非常集中(~(206)Pb/~(204)Pb=18.3408~18.4483,均值为18.3815,~(207)Pb/~(204)Pb=15.8337~15.9440,均值为15.8745,~(208)Pb/~(204)Pb=38.8224~39.4391,均值为38.9941,n=10),投点主要分布在上地壳演化线上方,表明其Pb主要来自于以岩浆作用为主的上地壳物质。本文认为矿区深部壳源岩浆热液是水头山矿床最重要的成矿流体与矿质来源,流体的混合作用是矿床金属元素沉淀和富集的重要机制,矿床具有低温、后生成矿特征,推测矿床的形成与燕山晚期的岩浆热液作用有关。     

湖北狮子立山锶(铅锌)矿区石英闪长玢岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其意义

湖北狮子立山锶(铅锌)矿床是我国重要的超大型锶矿床之一,产出于鄂东矿集区北部铁山岩体东缘的狮子立山岩体(主要为石英闪长玢岩)与三叠纪蒸发岩地层(嘉陵江组)的接触带或附近。本文对矿区内的石英闪长玢岩与成矿作用之间的关系和该岩体的年代学开展了详细的研究工作。结果表明,狮子立山岩体与锶矿成矿作用可能存在密切的联系,矿床中的部分Sr可能来自于石英闪长玢岩的强烈蚀变。锆石SHRIMP U-Pb的定年工作得到2个石英闪长玢岩样品的形成时代分别为138.6±0.8Ma和138.9±1.2Ma,二者在误差范围内基本一致,这些数据与前人获得的铁山岩体的成岩时代基本一致,暗示本次测得的石英闪长玢岩的样品年龄可靠性较高,且很可能与铁山岩体是同一地质背景下的产物,即形成于区域晚侏罗-早白垩世岩石圈由挤压到伸展的转换环境。狮子立山岩体的侵位地层及矿床中硫同位素组成的特征与程潮和金山店矽卡岩型铁矿具有明显的相似性,暗示在狮子立山矿床附近具有寻找矽卡岩型铁矿床的潜力。     

江南造山带东段九岭新元古代复式花岗岩源区性质的差异:来自地球化学及锆石Hf同位素的制约

江南造山带东段九岭新元古代花岗岩据其岩石学及野外产出特征可分为3个序次的侵入体,由早到晚依次为黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩及黑云母二长花岗岩。本次研究的黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩中等富硅(SiO_2分别为66.05%~75.78%和67.36%~73.94%),而黑云母二长花岗岩极富硅(SiO_2为73.96%~77.83%)。三者铝饱和指数A/CNK分别为1.53、1.71和1.32,A/NK分别为2.04、2.0和1.39,均显示典型过铝质花岗岩特征;三类岩石单元主体属高钾钙碱性系列。黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩SiO_2与MgO、TiO_2、CaO、Fe_2O_3T、Al_2O_3、MnO、V成负相关,但黑云母二长花岗岩这种相关性不明显。黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩均富轻稀土元素,(La/Yb)N分别平均为10.1和18.7,具弱Eu负异常(δEu分别为0.11～0.88和0.30～0.72),而黑云母二长花岗岩轻重稀土分馏弱((La/Yb)N=4.70),强烈Eu负异常(δEu=0.18～0.61)。三类岩石均富集大离子亲石元素Cs、Rb、Th、U、K、Pb,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti,且锆石εHf(t)变化范围极大,分别介于-6.76～9.22、-1.08～6.63和-0.64～7.96之间。研究区北西侧和南东侧岩体锆石Hf同位素组成存在明显差异,表现为岩体北西部的锆石εHf(t)变化范围高于南东部,锆石tDM2模式年龄多集中在1.6～1.8Ga。综合研究推断本区黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩的源区分别为砂质上地壳和泥质上地壳部分熔融产物,而英云闪长岩则为砂泥质源区部分熔融产物。同时,SE侧岩浆起源深度和岩体剥蚀程度均高于NW侧,且SE侧岩体的成岩时代也略早于NW侧,这暗示了新元古代华夏板块和扬子板块碰撞后的伸展过程中,研究区SE侧岩浆起源深度较深,且形成时代较早,并逐渐向NW侧迁移。另外,花岗质岩石源区由砂质向泥质转变的过程可能也是区域陆壳伸展作用逐渐增大的结果。     

湖北大悟大磊山金矿矿床成因与控矿构造

在翔实的野外地质工作基础上,对湖北大悟大磊山金矿床进行矿区填图,并结合前人研究成果,充分分析大磊山金矿的控矿构造及矿床成因,认为该金矿导矿、配矿构造是一种新的构造类型,二者均不是断裂构造,而是燕山期区域广泛的岩浆活动使得大磊山花岗岩穹窿上隆,导致围岩沿接触面下滑,形成剪切带,该剪切带为后期热液提供了导矿、配矿通道;新元古代片麻状二长花岗岩为金矿提供了较高的金元素背景值,燕山期岩浆活动不但使金元素活化、迁移,也为金矿成矿提供了物质来源,金矿的矿床成因是中低温岩浆期后热液矿床;根据含金石英脉充填煌斑岩脉裂隙的地质特征,利用LA-ICP MS锆石U-Pb定年法获得了煌斑岩成岩年龄为126.8±2.0 Ma,从而限定了大磊山金矿成矿年代。     

程潮铁矿东区地面塌陷机制及扩展机制初探

根据程湖东区塌陷历史与现状,借助三维激光扫描技术重建了地面塌陷三维地表模型,结合surfer绘制出了地面累计沉降等值线图和累计沉降值盆地;最初塌陷点大多分布在大理岩及围岩蚀变带中;塌陷区自东向西呈条带状分布,北部塌陷要比南部严重;塌陷区内呈现类似"角峰"、"刃脊"等冰川地貌的特点。根据地质条件、采矿情况以及监测资料分析,认为地下采矿是诱因,地质条件是内因,二者共同作用导致了塌坑大多首先在大理岩及围岩蚀变带区域中出现。在塌坑出现后,较高的水平构造应力得到释放,使得由NE向节理切割成悬臂梁板的岩体被折断。通过建立的力学模型分析得到岩体折断的范围达到了172 m宽。折断的岩体沿着折断面发生倾倒滑移破坏。这种力学扩展机制使得塌坑范围不断扩大,最终形成一个大的塌陷盆地。     

吉林临江荒沟山铅锌矿床流体包裹体特征及矿床成因

为确定临江荒沟山铅锌矿床成矿流体特征及矿床形成机制,笔者对矿区主成矿阶段(多金属硫化物阶段)中的铅锌矿石进行了流体包裹体岩相学、显微测温及稳定同位素研究。结果显示,包裹体均为气液两相包裹体,属NaCl-H_2O体系,且成矿流体具有中温(209℃~276℃)、中盐度(1.98~16.34wt%)、低密度(0.79~0.96 g/cm~3)的特点;成矿压力约为16.8~33.0 MPa,成矿深度为1.68~3.30 km。氢氧同位素结果显示δ~(18)O_(H_2O)和δD值分别为3.3×10~(-3)~9.9×10~(-3),-115×10~(-3)~-74.8×10~(-3),结合碳氧同位素δ~(18)O-δ~(13)C图解说明成矿流体以幔源流体为主,可能有大气降水混入。硫同位素δ~(34)S值为2.6×10~(-3)~18.9×10~(-3),具有富集重硫的特点;铅同位素~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb,~(208)Pb/~(204)Pb值分别为15.43~15.57,15.25~15.33,34.88~35.07,说明成矿物质来源于珍珠门组地层,但不排除有深源物质混入。结合区域地质,认为该矿床的成因类型为中温热液脉型铅锌矿,形成于环太平洋体系向华北板块俯冲的构造背景下,形成时代为燕山晚期。     

铜陵大团山铜(钼)矿床辉钼矿赋存状态及成因意义

大团山层状铜矿床中伴生有不同规模的钼矿体。钼矿主矿体赋存于角岩夹矽卡岩和黑色含钼碳质页岩中。矿石手标本中,矿石矿物的颗粒非常细小,难以靠肉眼或矿相显微镜进行鉴别。通过电子探针面扫描,发现钼主要以微小的鳞片状辉钼矿的形式,分布于穿插切割矽卡岩或碳质页岩的石英-方解石脉中。这类石英-方解石脉形成晚于矽卡岩或碳质页岩,通常与岩浆热液活动有关,故推断钼矿化主要与岩浆热液作用有关,辉钼矿Re-Os年龄代表着岩浆热液成矿作用的时代。