从藏南陆-陆碰撞带深部结构构造演化探讨斑岩铜矿的成岩成矿问题

本文以INDEPTH项目对印度大陆与欧亚大陆碰撞带深部成像结果为基础,从构造演化角度探讨藏南陆-陆碰撞带冈底斯斑岩铜矿带的成矿作用问题。深部探测给出的碰撞带深部结构与侯增谦等地质学家提出的深部结构有较大的异同,如何协调起来以深化对藏南陆-陆碰撞条件下成矿作用的认识,这是本文讨论的中心。藏南碰撞带成矿实际上是在新特提斯大洋岩石圈俯冲形成的冈底斯岩浆弧成矿作用的基础上,再经过陆-陆碰撞挤压强烈改造后的再成矿。碰撞带的深部结构构造演化的特点是:(1)新特提斯大洋岩石圈板块向北连续俯冲了约120 Ma,形成的冈底斯陆缘火山岩浆弧带,这导致了陆缘带地壳增厚并含有大量的地幔岩浆流体物质(如南美安第斯成矿带那样);(2)在印度大陆与冈底斯陆缘弧接近碰撞时,在对挤中新特提斯大洋洋壳与大洋岩石圈地幔发生向上挤出与向下拆沉,并使部分洋壳残片和大洋岩石圈物质保存在中上地壳内;(3)两大陆岩石圈碰撞对接后,印度岩石圈地幔加深达70~80 km并沿地壳底部向北推进,并将加厚地壳内大量的成矿物质、钙碱性岩浆,洋壳及新生的下地壳,以及部分地幔物质从地壳底部将其围限起来,成为后期再成矿的物质基础;(4)查明了碰撞带深部壳/幔间产生了一层中间速度层(相当于MASH层),在中上地壳部位出现一层巨大的部分熔融层;(5)在碰撞挤压下冈底斯带内产生多组断裂构造,大型逆冲断裂系与背冲断裂,并引发了含矿岩浆的再活动,并在浮力(下地壳内)和挤压力作用下多次活动上升生成斑岩型铜矿床;(6)成矿后地表遭受过强烈的风化剥蚀作用,使矿床出露地表。     

高温富硫化物热泉中硫代砷化物存在形态的地球化学模拟:以云南腾冲热海水热区为例

天然水环境中地质成因砷的存在是世界范围内对人类威胁极大的环境问题之一.在高温富硫化物地热水中,硫代砷化物是砷的主要存在形态之一.在国内尚无硫代砷化物定量检测方法的背景下,以云南腾冲地热带的热海水热区为典型研究区,基于不同类型硫代砷化物的最新化学热力学数据wateq4f.dat,利用水文地球化学模拟软件PHREEQC开展了不同类型热泉中砷的存在形态的地球化学模拟.结果表明,热海热泉中砷的主要形态是硫代砷酸盐,砷酸盐和亚砷酸盐次之,硫代亚砷酸盐则含量极低;在各类硫代砷酸盐中,按平均百分含量降序依次为:一硫代砷酸盐→三硫代砷酸盐→四硫代砷酸盐→二硫代砷酸盐.pH、Eh和总硫化物含量是热泉中砷的形态分布的控制性因素.在酸性条件下,砷以硫代砷酸盐和亚砷酸盐为主要存在形式;而在中性/偏碱性条件下,砷的形态则以硫代砷酸盐为主,砷酸盐次之.偏还原环境和高硫化物含量是硫代砷化物、特别是三硫代砷酸盐和四硫代砷酸盐稳定存在的有利条件.      

塔北西部早白垩世卡普沙良群沉积期古隆起演化及其对沉积的控制作用

古隆起是含油气盆地重要的构造单元,研究古隆起的分布及演化,并阐明其对沉积的控制作用,对于油气勘探具有重要的研究意义.通过岩心、测井资料、地震资料和野外露头的综合研究,建立了塔北西部层序地层格架,卡普沙良群内部划分为4个三级层序,在此基础上再造了卡普沙良群各层序发育时期古隆起的分布及其演化,SQ1沉积时期古隆起呈近东西向展布,横跨整个工区,由中部向东、西两侧加宽,隆起剥蚀面积为1 946 km2,SQ2时期隆起范围缩小,中部隆起被淹没,东部残余2个小的剥蚀区,西部剥蚀区范围较大,总面积约为1 365 km2,SQ3时期隆起范围进一步缩小,东部整体被淹没,西北部残余古隆起面积为899 km2,至SQ4时期古隆起消失.立足于岩心观察,结合岩矿组合、测井等资料,识别出辫状河三角洲、氧化型浅水三角洲、滨浅湖滩坝和滨浅湖4种主要的沉积体系类型.最终充分运用地震、测井、岩心及分析化验等资料,采用盆地分析的思想,综合研究了构造、古隆起、沉积古地理等要素,揭示了古隆起及源-汇体系的配置关系,研究区发育自古隆起向南北两侧供源及南部远源供源两套物源体系,北部临近隆起剥蚀区的两侧发育短物源形成的辫状河三角洲沉积,随着隆起面积的减小,辫状河三角洲分布范围逐渐减小,而南部长轴物源形成氧化型浅水三角洲沉积体系,呈现由SE向NW向逐步进积的趋势,范围逐步扩大.古隆起的发育除为区域提供物源外,还有利于岩性圈闭和地层圈闭的发育,南部的滨浅湖滩坝砂体也具有作为岩性圈闭的良好潜力.      

对华南矿产资源深部探测若干问题的探讨——以若干超大型矿床深部找矿突破为例

华南是中国近百年内矿产资源开发强度比较高的地区,形成了赣南钨矿、桂北锡矿、湘南铅锌矿等一大批老矿山。随着已探明资源的快速消耗,"深地"探测、深部找矿已是大势所趋。基于对华南不同地区、不同类型、不同企业矿山生产情况的了解,文章对矿产资源的深部探测问题,从探测的目标、理论、深度、程度、效益等诸方面加以探讨,认为:当前技术经济条件下,1坚持国家目标、科学目标和人才目标相结合的原则,宜灵活运用各种成矿理论,充分发挥"五层楼+地下室"等勘查模型的作用,把"层状含矿地质体"作为矿产资源深部探测的主要目标;2坚持从已知到未知和由浅入深的原则,重点在老矿区和浅部地质与矿产资源比较清楚的工作程度比较高的地区优先部署工作,既可以降低风险又可以满足现实需要;3宜坚持点面结合的原则,2000 m、3000 m乃至于5000 m深钻的部署,宜相应地部署在矿床、矿田和矿集区工作程度最高的地区,达到立体探测和"透明化"的目的;4坚持综合评价的原则,综合调查、综合评价、综合研究,学科也要综合,避免单打一,避免单学科冒进。以问题为导向,具体问题具体分析,注意合理的探测深度和工作程度,抓住关键,有针对性地布设工作量,才能取得成效。     

桂东南新地-安平地区辉长岩的年代学、地球化学特征及其地质意义

桂东南新地-安平地区的辉长岩体主要沿着岑溪-梧州深大断裂带两侧分布,与早古生代地层或震旦纪地层呈侵入接触关系,并被白垩纪地层覆盖。岩相学研究表明,其主体岩性以角闪辉长岩和紫苏角闪辉长岩为主,还有少量的含长辉石岩、辉长闪长岩和辉绿(玢)岩。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,角闪辉长岩的形成年龄为249.1±2.8 Ma(MSWD=0.44),相当于早三叠世。地球化学特征研究表明,这些辉长岩体具有较低MgO(2.13%~3.59%)和较高Fe_2O_3T(16.42%~33.53%)、P_2O_5(0.58%~1.18%)和TiO_2(1.52%~2.31%)的特征;岩体相对富集大离子亲石元素(LILE,如Ba、Rb和U),而Nb-Ta、Zr-Hf和Ti等高场强元素相对亏损,显示出与俯冲带有关的岛弧岩浆岩相似的地球化学特征,表明其可能形成于与俯冲-消减作用有关的活动大陆边缘(大陆弧)环境。结合区域地质特征分析认为,扬子板块和华夏板块结合带(称之为钦-杭结合带)西南段有古生代洋盆的存在,该洋盆一直延续至中三叠世的印支运动才最终闭合,本区广泛发育的大陆弧型辉长岩应为该洋盆发生俯冲-消减作用的地质记录。     

扬子西缘乡城-丽江结合带燕山期斑岩Mo多金属矿床成矿系统

位于扬子陆块西缘与西南三江造山带结合部位的乡城-丽江地区,北起四川乡城经云南格咱南至丽江地区,在印支期斑岩铜矿带上新发现叠加了燕山期斑岩Mo多金属成矿作用,形成乡城-丽江斑岩Mo矿带。受印支期古特提斯洋盆闭合后地壳缩短与加厚的影响,燕山晚期下地壳发生拆沉作用,导致后碰撞型花岗质岩浆侵位,发育了Mo多金属成矿作用,并构成斑岩成矿系统。岩石地球化学特征表明,燕山晚期含矿斑岩具高硅(SiO_2=66.29%~79.36%)、高碱(K_2O+Na_2O=5.07%~9.24%)、富钾(K_2O/Na_2O=0.71~2.13)的特点,属于高钾钙碱性岩石系列。岩石富集轻稀土元素(LREE),具有负δEu异常;微量元素具富集大离子亲石元素K、U、Th、Rb,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti的特征;大离子亲石元素的富集和Nb、Ta等高场强元素的亏损,表明形成这些岩体的岩浆主要来自地壳,具有造山带花岗岩的地球化学特征。区内代表性含矿斑岩相似的地球化学组成及分布特征表明,乡城-丽江结合带燕山晚期的成矿斑岩是由同源岩浆分异演化而来。成矿系统的分析表明,燕山晚期主要含矿斑岩成矿物质以壳源为主,但具有少量地幔物质的加入,成岩成矿物质来源具有相似或一致的源区特征。在成矿元素的组合上,由成矿斑岩体向外带表现出W、Mo→W、Mo、Cu→Pb、Zn、Ag的演化趋势。研究表明,本区燕山晚期花岗岩浆的侵入及Mo多金属成矿作用并不是独立或个别的成矿事件,而是纵跨义敦岛弧、甘孜-理塘结合带及扬子西缘的带状成矿活动,属于区内与燕山晚期岩浆侵入作用相关的统一斑岩成矿系统。     

钦-杭成矿带东段村前含矿斑岩地球化学特征及其构造环境与成矿意义

村前铜多金属矿床位于钦杭成矿带东段,为一具有矽卡岩型矿化和斑岩型矿化的铜多金属矿床,含矿岩体为燕山早期花岗闪长斑岩,岩石具有富硅、富铝、富碱的特点,属于偏铝-过铝质钙碱性花岗岩类。岩体具有从深部向浅部蚀变增强,大部分组分活动性不明显,而成矿元素Cu-Mo-Fe-Pb-Zn-Au-Ag含量明显增加,Na2O、Sr含量降低,REE元素除Eu少量丢失外,其余均呈一致的迁入特征。岩体属Ⅰ型花岗质岩石,由具角闪石+石榴子石残留相的火成岩部分熔融形成的熔浆,混合或混染了地壳重熔型岩浆上侵就位而成。钦杭结合带东段,燕山期中酸性岩浆活动具有从176~150Ma的埃达克岩或具岛弧花岗岩特征的Ⅰ型花岗岩,至150~140Ma的S型花岗岩,向140~110Ma的A型花岗岩演化趋势,显示了地壳由厚减薄的过程,暗示其大地构造背景为岩石圈的伸展减薄环境,而形成于169.3±1.1Ma的村前斑岩体正处于伸展阶段早期。综合岩体成矿特征表明,钦杭成矿带东段及邻近地区,176~160Ma主要形成与Ⅰ型花岗质岩石有关的以Cu为主的多金属矿床;160~150Ma主要形成与Ⅰ型花岗质岩石有关的Cu-Mo矿床与W-Sn矿床;150~140Ma主要形成与S型花岗质岩石有关的以W-Sn-Mo为主的多金属矿床,以及以Ag-Pb-Zn为主的多金属矿床;140~110Ma主要形成与A型花岗质岩石有关的以W-Sn-Mo为主的多金属矿床,少量与Ⅰ型花岗质岩石有关的Pb-Zn矿床。     

医巫闾山地区早白垩世同伸展花岗岩就位机制

石山岩体形成的时间约为124Ma,是医巫闾山地区早白垩世NWW向伸展变形的同构造花岗岩体。花岗岩的主量、微量元素含量表现出埃达克质岩浆的特点,SiO 2、Al2O3及碱性组分含量较高,而Fe2OT3和MgO含量较低,岩浆锆石εHf(t)值=-26.7~-20.3、tDM2=2.0~2.3Ga,表明岩浆来源于华北陆块加厚下地壳的部分熔融。通过对围岩变形组构与岩体中岩浆组构的分析,可将石山岩体的就位过程划分为三个阶段。在岩浆底劈、膨胀作用和围岩伸展滑移的共同影响下,石山岩体最终形成了主体呈近圆形、西部发育两个岩墙的形态。岩浆就位过程与围岩变形组构的相互关系,表明中、浅部地壳的伸展变形可以控制岩浆的就位过程和最终形态,但与下地壳部分熔融的关系不大,岩石圈减薄及区域伸展应力场是下地壳发生部分熔融的诱因。     

阴山陆块武川石榴基性麻粒岩P-T条件及其变质时代:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束

武川高级片麻岩地体中石榴基性麻粒岩的变质用与同位素年代学研究对于揭示阴山陆块新太古代构造演化过程具有十分重要的研究意义。它们主要以不规则透镜体或变形岩墙/岩脉群的形式赋存于新太古代晚期英云闪长质片麻岩或变质表壳岩系之中,并切割近南-北向的区域性片麻理。岩相学观察、矿物相转变分析与矿物化学研究表明,武川石榴基性麻粒岩保留了十分典型的高压麻粒岩相矿物:石榴石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+铁-钛氧化物。其中,粗粒石榴石边部常发育微弱的扩散环带,表现为从幔部至边部,镁铝榴石组分不断减少,相应地铁铝榴石组分不断增加,而钙铝榴石与锰铝榴石组分基本不变,指示晚期冷却降温作用对石榴石成分产生一定影响。斜长石具有细粒包体型与粗粒基质型两种不同的类型,它们具有十分相似化学成分,均为An=35~45的中长石。在NCFMASHTO(Na_2O-CaO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-Fe_2O_3)体系下,利用THERM OCA LC 3.33软件,对两件石榴基性麻粒岩样品进行了相平衡模拟,模拟的峰期矿物组合为:石榴石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+铁-钛氧化物,与岩相学观察十分一致。采用石榴石中最小x(g)Fe~(2 +)/(Fe~(2 +)+Mg))与斜长石是中最小ca(pl)(Ca/(Ca+Na))等值线,将本区石榴基性麻粒岩峰期高压麻粒岩相的温压条件限定在P=1.31~1.40GPa,T=770~840℃的范围内。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,两件石榴基性麻粒岩麻粒岩中发育的变质锆石分别记录了2517±6Ma(BT58-1,MSWD=0.66,n=21)与2512±16Ma(LH66-1,MSWD=0.26,n=42)的加权平均年龄,与阴山陆块其它新太古代岩石记录的约2500Ma变质年龄一致,被解释为本区石榴基性麻粒岩遭受高压麻粒岩相变质时代。结合本区其它新的研究资料,本文认为武川石榴基性麻粒岩形成可能与区内新太古代晚期造山作用有关。     

扬子北部三峡地区南沱组冰碛岩的物源特征:锆石年龄和地球化学证据

扬子陆块新元古代地层发育完整并广泛分布,三峡地区南沱组冰碛岩是扬子北部南华纪的冰成杂砾岩,不整合地覆盖在新元古代黄陵花岗岩之上.南沱组冰碛岩成分复杂,分选性差,缺乏可对比的标志,其沉积时代和物源组成研究较少且存在争议.对南沱组冰碛岩开展锆石U-Pb定年工作,得到最年轻的锆石年龄为706±7 Ma,印证了南沱组沉积时代应不早于700 Ma的说法,并可与Marinoan冰期对应.所获得锆石U-Pb年龄谱峰值主要分为~3.0 Ga,2.5~2.3 Ga,2.05~1.95 Ga和900~700 Ma,反映了扬子陆块4次地壳再造事件,其中古元古代和太古代年龄与崆岭杂岩相似,900~800 Ma和800~700 Ma的锆石年龄与附近黄陵花岗岩和扬子北缘岩体一致.冰碛砂岩的微量元素和同位素组成分异明显,可能是扬子北缘岩体、黄陵花岗岩和崆岭杂岩不同程度混合的结果.南沱组冰碛岩中包裹的花岗质砾石表现出不同的微量元素特征,具有偏低的稀土含量和亏损的重稀土组成,结合其锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素特征,这些花岗质砾石主体可能来自于附近黄陵花岗岩和崆岭岩基.南沱组冰碛岩的物质组成特征反映了新元古时期,扬子地区强烈的裂谷岩浆作用所导致的北高南低的地势环境.