湖南首个固体矿产勘查3000m科学深钻选址研究北大核心CSCD

湘南地区地处钦杭成矿带和南岭成矿带的结合部位,成矿条件优越。湘南深地资源勘查开采项目实施的单孔3000 m科学深钻主要目标是验证和完善Cu-Sn复合成矿理论的研究成果,探索华南复杂地层的深部钻探工艺及方法,推动深部探测技术示范与找矿突破。因此,科学深钻的孔位优选是实现科学目标的关键。本文通过对坪宝地区成矿地质条件、典型矿床特征、控矿因素、地球物理探测信息等的综合分析认为:湘南坪宝地区发育多处与花岗岩成因关系密切的Cu-Sn多金属矿床,是开展深部探测的有利部位。根据坪宝地区物性特征、广域电磁测量和坑道重力测量解译结果,认为区域控岩控矿构造在深部至少有3~5 km的延伸,且广域电磁法异常对浅部矿化蚀变构造带具有良好的反映,矿化蚀变构造带向深部具有较好延深趋势。综合见矿可能性、矿床垂向分带规律、矿种组合及前期深部物探成果,结合浅部地质背景、已知矿化延伸及野外施工条件等因素,选择在宝山铜多金属矿区北西部的165剖面线上开展3000 m钻探验证。     

湖南清水塘铅锌矿床成因——来自流体包裹体和石英Rb-Sr定年证据

【研究目的】为探讨衡阳盆地及周边地区铅锌矿床的成因问题,本文对研究程度较高的清水塘铅锌矿床开展工作。【研究方法】通过矿床地质调查,不同阶段石英、方解石及闪锌矿的流体包裹体研究及石英Rb-Sr测年工作,探讨其成矿流体地球化学特征、演化与成矿过程。【研究结果】根据矿物组合及矿脉之间的穿切关系,本文将清水塘铅锌矿床成矿作用划分为黄铁矿-石英(Ⅰ)、石英-方铅矿-闪锌矿(Ⅱ)和重晶石-方解石(Ⅲ)3个阶段。流体包裹体研究表明,Ⅱ阶段石英、闪锌矿中均发育L和VL两种类型原生、次生流体包裹体;Ⅰ阶段石英、Ⅲ阶段方解石主要发育VL型原生流体包裹体。测温结果显示：Ⅱ阶段石英原生包裹体根据均一温度、盐度可细分为258~296℃、8.55%~9.21%NaCl eqv,260~298℃、3.61%~4.18%NaCl eqv,120~160℃、12.73%~18.22%NaCl eqv及145~168℃、3.06%~3.87%NaCl eqv 4组,而闪锌矿均一温度、盐度主要集中于102~178℃、10.24%~19.45%NaCl eqv;成矿流体属中—低温、中盐度的NaCl-H2O体系热液。结合包裹体产状和均一温度可知：Ⅱ阶段中盐度、低盐度流体具有不同的来源与演化过程,前者多成群分布,应为Ⅰ阶段中温(210~312℃)、中盐度(12.30%~19.30%NaCl eqv)流体演化而来;后者多沿矿物裂隙产出,可能为后期低盐度大气降水混合的结果。本文获得2组石英Rb-Sr等时线年龄分别为(88.8±2.4)Ma和(17.86±0.42)Ma,前者代表清水塘铅锌矿床的成矿时代,后者记录后期构造叠加的时代;二者均明显晚于矿区附近周家岭花岗岩((203.0±1.4)Ma)及邻区关帝庙岩体((223.4±1.9)Ma)的成岩时代。【结果】考虑到区内铅锌成矿流体与岩浆活动有关,结合清水塘、留书塘矿区硫化物S、Pb同位素组成特点推测矿区深部存在晚白垩世隐伏岩体,为铅锌成矿提供物质和能量来源。     

湘东南东风岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及稀土矿床特征

文章对湘东南地区的东风岩体进行了锆石LA-ICPMS U-Pb年龄、Hf同位素以及岩石地球化学分析,以研究岩石成因及形成构造背景,并对东风风化壳离子吸附型重稀土矿的成因进行了探讨。东风岩体2件二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为（433.5±2.6）Ma和（432.0±2.5）Ma,显示为加里东晚期。东风岩体锆石ε_Hf (t)值介于-5.12~-7.45,计算得到二阶段地幔亏损模式年龄（T_DM2）介于1714~1882 Ma,显示其成岩物质为壳源的特征。东风岩体的地球化学特征显示其为高钾钙碱性、强过铝质的花岗岩,在成因类型判别图解中显示为S型花岗岩,构造背景判别图解显示为后碰撞构造环境。综合东风岩体花岗岩的地球化学特征和Hf同位素特征,笔者认为,东风岩体形成于扬子板块与华夏板块陆内汇聚的后碰撞伸展环境,为增厚地壳减压熔融和软流圈地幔上涌诱发古老地壳物质重熔形成的S型花岗岩。东风稀土矿床为一个由富轻稀土元素的母岩经风化后形成的大型重稀土矿床,富含稀土元素的高Y型花岗岩母岩为矿床的形成提供了重要物质基础,气候及地形地貌条件为稀土元素发生淋滤迁移和吸附富集提供了重要保证。     

湘东雁林寺金矿田及邻区构造变形事件与控矿构造属性

雁林寺金矿田位于湘东北金矿区南部,发育大量中小型金矿床（点）。前人对区内包括控矿构造在内的各类变形的运动学特征及形成时代和机制尚缺乏探讨和解析,从而影响到对矿床形成和保存规律的全面认识。鉴此,本文基于区域构造特征和大量露头构造的详细解析,厘定了雁林寺金矿田及邻区的构造变形序列及其时代背景,并结合矿床地质和同位素测年等其他资料,探讨了成矿时代和控矿构造属性。主要认识如下：（1）研究区自早至晚经历了新元古代中期NW—SE向挤压、志留纪早期NW—SE向挤压、志留纪末花岗岩体主动侵位挤压、中三叠世晚期NW—SE向挤压、晚三叠世NNW—SSE向—S—N向挤压、中侏罗世晚期NWW—SEE向—近E—W向挤压、白垩纪NW—SE向伸展、古近纪中晚期NE—SW向—NNE—SSW向挤压、古近纪晚期—新近纪初NW—SE向挤压等9期构造事件,形成了不同走向和规模的褶皱、逆断裂、顺层剪切带、正断裂、右行和左行走滑断裂与剪切破裂、断陷盆地、劈理、膝折等构造类型,以及部分构造走向的后期偏转。（2）区内存在志留纪末和晚三叠世两期金成矿作用,均与同期花岗质岩浆活动有关。（3）雁林寺金矿田容矿构造主要有前中生代顺层脆韧性剪切带和层间断裂、中—晚三叠世的NW向—NWW向右行走滑断裂和剪切裂隙、花岗岩枝的内外接触带等3类。志留纪末金矿床的导矿构造为先期NE向深部逆断裂,晚三叠世金矿床的导矿构造为中三叠世晚期的NE向逆断裂、晚三叠世早期的NEE向和EW向逆断裂。对两期金矿床而言,成矿后各期变形事件中形成的不同类型断裂均可能成为破矿构造。     

湖南省桑植地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件分析

桑植地区发育了牛蹄塘组海相黑色页岩,前人对该区古生界下寒武统页岩气成藏条件研究相对较少。在文献调研的基础上,结合野外实地勘查和试验分析,对桑植下寒武统牛蹄塘组页岩储层地质要素和成藏条件进行研究,以期为该区页岩气下一步勘探开发提供借鉴与参考。结果表明: 沉积环境方面,桑植牛蹄塘组页岩沉积相类型为陆棚相和斜坡相,埋深条件好,厚度大; 有机地化特征方面,有机质丰度在2%以上,干酪根类型主要为Ⅱ₁型,少见Ⅰ型,有机质成熟度3.5%,为较好烃源岩; 有机质演化与黏土矿物成岩阶段有较好的对应关系,其成岩矿物转化阶段与有机质生油、生气门限基本一致,源岩处于大量生成干气和裂解气阶段; 储集条件方面,孔隙度为9%,发育了原生孔、次生孔、矿物质孔及天然裂缝、构造裂缝,为页岩气富集提供了空间; 脆性矿物含量高,易造缝造储。整体而言,牛蹄塘组页岩为优质页岩,页岩气的成藏条件为较好—好,其勘探、开发潜力较大。     

Co-development of Jurassic I-type and A-type granites in southern Hunan,South China: Dual control by plate subduction and intraplate mantle upwelling

Two types of spatially and temporally associated Jurassic granitic rocks, I-type and A-type, occur as pluton pairs in several locations in southern Hunan Province, South China. This paper aims to investigate the genetic relationships and tectonic mechanisms of the co-development of distinct granitic rocks through petrological, geochemical and geochronological studies. Zircon LA-ICPMS dating results yielded concordant U–Pb ages ranging from 180 to 148 Ma for the Baoshan and Tongshanling I-type granodiorites, and from 180 to 158 Ma for the counterpart Huangshaping and Tuling A-type granites. Petrologically, the I-type granodiorites consist of mafic minerals such as hornblende whereas the A-type granites are dominated by felsic minerals (e.g., quartz, K-feldspar and plagioclase). Major and trace element analyses indicate that the I-type granodiorites have relatively low SiO₂ (64.5–71.0%) and relatively high TiO₂ (0.28–0.51%), Al₂O₃ (13.8–15.5%), total FeO (2.3–4.7%), MgO (1.3–2.6%) and P₂O₅ (0.10–0.23%) contents, and the A-type granites are characterized by high concentrations of Rb (212–1499?ppm), Th (18.3–52.6?ppm), U (11.8–33.6?ppm), Ga (20.0–36.6?ppm), Y (27.1–134.0?ppm) and HREE (20.3–70.0?ppm), with pronounced negative Eu anomalies (Eu/Eu*?=?0.01–0.15). Moreover, the I-type granodiorites are classified as collision-related granites emplaced under a compressional environment, whereas the A-type granites are within-plate granites generated in an extensional setting. Zircon Hf isotopic compositions vary substantially for these granitic rocks. The I-type granodiorites are characterized by relatively young Hf model ages (T_DM1?=?1065–1302 Ma, T_DM^C =1589–2061 Ma) and moderately negative εHf(t) values (–5.9 to –11.5), whereas the A-type granites have very old model ages (T_DM1?=?1454–2215 Ma, T_DM^C?=?2211–2974 Ma) and pronounced negative εHf(t) values (–15.8 to –28.3). These petrochemical and isotopic characteristics indicate that the I-type granodiorites may have been derived from a deep source involving mantle-derived juvenile (basaltic) and crustal (pelitic) components, whereas the A-type granites may have been sourced from melting of meta-greywacke in the crust. This study proposes that the pressure and temperature differences in the source regions caused by combined effects of intra-plate mantle upwelling and plate subduction are the major controlling factors of the co-development of the two different types of magmas. Crustal anatexis related to lithospheric delamination and upwelling of hot asthenosphere under a high pressure and temperature environment led to the formation of the I-type magmas. On the other hand, the A-type magmas were formed from melting of the shallower part of the crust, where extensional stress was dominant and mantle-crust interaction was relatively weak. Rifts and faults caused by mantle upwelling developed from surface to depth and successively became channels for the ascending I- and A-type magmas, resulting in the emplacement of magmas in adjacent areas from sources at different depths.     

湘中南大庙口地区构造变形特征及其对区域页岩气构造保存条件的启示

近几年来对湖南省页岩气地质条件进行了大量调查研究,但对页岩气的构造保存条件研究和评价很少,因而影响了区域页岩气勘查工作的科学部署。笔者在湘中南永州凹陷西北缘的水岭-大庙口地区开展了1∶50 000页岩气地质调查,对该地区构造特征和构造演化过程进行了研究,在此基础上探讨了页岩气保存和富集的构造条件。调查区构造变形强烈,主要构造类型有：上古生界盖层中发育的NNW-近SN向（主）褶皱和EW向（次）褶皱,下古生界中发育的NNE向和NE向膝折,切割上古生界和下古生界的NNW-SN向、NE向、NW向等3组断裂（主要为逆断裂、正断裂,少量为走滑断裂）,下古生界中极为发育的NNW向板劈理以及泥盆系跳马涧组中发育的SN向、NNE向破劈理等。结合区域构造背景,初步确定上述构造主要形成于早古生代以来的8期构造变形事件,其中以加里东运动、印支运动和早燕山运动的挤压事件以及白垩纪区域伸展事件等最为重要。奥陶系烟溪组和天马山组底部的黑色页岩为调查区页岩气勘探目标层,但钻孔岩心页岩气解吸实验表明含气性极差。分析认为,多期构造运动造成的抬升和剥蚀及形成的断裂、劈理,既导致页岩气的散逸,也使得目标层仅局部有保存;多期构造运动形成的复杂构造样式,使得上古生界之下目标层的空间展布特征难以探明;加里东运动和印支运动所诱发花岗质岩浆活动相关的高地热场区会显著增高有机质热演化程度,总体不利于页岩气的保存。调查区对页岩气富集和保存不利的构造条件基本适用于永州凹陷及周缘其它地区,因此认为永州凹陷及周缘页岩气成藏潜力非常有限。本研究成果对区域页岩气成藏条件的客观认识以及页岩气勘查工作的合理部署具有重要的启示意义。     

湖南龙山锑金矿床白云母~(40)Ar-~(39)Ar年代学及其意义初探

龙山锑金矿是湘中Sb-Au矿集区内规模最大的脉状锑金矿床,但其精确的成矿时代尚未厘定。本次工作发现该矿床第Ⅰ成矿阶段的石英硫化物脉中发育少量的热液白云母。通过40Ar-39Ar年代学测定,确定了白云母的~(40)Ar-~(39)Ar同位素坪年龄为162. 5±1. 8Ma,相应的等时线年龄为161. 1±1. 2Ma(MSWD=1. 0),反等时线年龄为161. 1±1. 2Ma(MSWD=1. 0)。根据矿物共生组合特征,认为白云母的~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄能代表龙山锑金矿床的成矿年龄。结合湘中地区其他锑(金)矿床的年代学研究成果,本文认为,该地区在155~162Ma之间有一次热液成矿事件,与南岭地区165~150Ma与花岗岩有关的钨锡多金属矿床的成矿时代相一致。湘中地区已有的S同位素地球化学和地球物理学资料表明,该地区锑金矿床的形成可能与岩浆作用有关,类似于南岭地区晚侏罗世钨锡多金属矿床的构造背景。     

高精度航空物探在重要成矿带资源调查中的应用

高精度航空物探测量能够在复杂地形条件下同时获取均一的高质量航空地球物理多参量数据资料,其两项重要工作内容是进行岩性构造填图和矿产资源远景预测,成果是进行基础地质研究和区域成矿远景预测的重要地球物理资料。笔者以湘东南地区为例,系统地介绍了利用实测高精度航空物探资料进行岩性构造填图及找矿远景预测的过程和成果,解释成果不仅能够直接指导找矿工作,而且能够服务于以后的相关地质专题研究。综合表明即使在地质调查程度相对较高的地区,高精度航空物探调查工作仍能发挥重要作用。     

湘西头坡脑汞锌矿成矿流体特征及地质意义

湘西头坡脑汞锌矿床位于扬子陆块东南缘,矿床受北西向构造带控制,赋矿围岩为寒武系中统敖溪组第三段细晶白云岩,矿石矿物主要为辰砂及闪锌矿,脉石矿物主要为石英、白云石及方解石。头坡脑汞锌矿床矿石中的流体包裹体主要为纯液相包裹体,部分气液两相包裹体及少量纯气相包裹体。成矿流体具有中低温(84.3℃~183.9℃)、中高盐度(6.16 wt%~22.24 wt% NaCl)及中高密度(0.97~1.10 g/cm~3)等特征。气相成分测定显示包裹体中气相成分主要为CH_4,少量N_2及CO_2,液相成分为H_2O,成矿流体富烃。氢氧同位素组成分别为δD(-105×10~(-3)~-46×10~(-3))和δ~(18)O_(H_2O)(-7.1×10~(-3)~11.4×10~(-3)),指示成矿流体主要为建造水,也有大气降水的加入。根据头坡脑汞锌矿床成矿地质背景、流体特征、流体来源及区域成矿特点,认为本区汞成矿事件应当为上扬子台褶带构造运动长期性和持续性的产物。