墨西哥中——新生代成矿系列和成矿带划分及其大地构造意义

墨西哥是矿产资源大国,其中产量最高的包括银、铜、铁、铅锌等。这些矿产的生成主要源于多种多样的矿床类型和各式各样的矿化类型,其中浅成低温热液型、斑岩型、矽卡岩型、IOCG(铁氧化物铜金)型是最突出的矿床类型。这些矿床的形成与北科迪勒拉山系的形成有关,体现了联合大陆长期积聚或解体的某些阶段,尤其是中新生代成矿带的空间展布特征与其形成的大地构造环境密切相关。划分的9个构造-岩浆-成矿带,分别形成3个俯冲成矿系列,即从沿海到内陆依次发育的IOCG型铁铜金成矿带→斑岩型铜钼金成矿带→浅成低温热液型银金多金属成矿带,分别代表太平洋古板块、法拉隆板块和科科斯板块向北美板块从俯冲、挤压到碰撞后伸展的板块构造岩浆成矿环境。这类俯冲边界型成矿系统的主体部分是西马德里造山带岩浆弧中的斑岩型铜钼矿成矿系统和盆岭省中的火山岩控制的浅成低温热液型银金矿成矿系统。     

西北主要成矿带地质矿产调查工程进展

为支撑找矿突破战略行动,服务国家矿产资源后备基地建设,在中国地质调查局计划-工程-项目新的总体布局下,西安地质调查中心联合中国地质科学院矿产资源研究所、有色金属矿产地质调查中心、国土资源实物地质资料中心、郑州矿产资源综合利用研究所和30多家地勘单位等,开展了西北主要成矿带地质矿产调查。 在已有成果的基础上,通过近2年的工作,新发现矿(化)点200余处,圈定找矿靶区70余处,一批找矿成果持续获得地方基金支持,部分矿权已成功招牌挂,有效地带动了社会资金的投入,深化了铜镍、金、石墨、硬岩型铀矿等成矿规律的认识,促进了找矿突破,支撑了大型矿产资源基地建设,创新了造山带填图、戈壁荒漠区地质填图以及工程-项目成果的集成与编图技术,实现了与地方资金投入的统一; 同时支撑了科技条件平台建设与人才培养,基本实现了大项目机制。 该文围绕“西北主要成矿带地质矿产调查工程”的目标任务,阐述了工程的技术路线和取得的主要成果,并对未来的工作进行了展望。     

青藏高原地壳密度变形带及构造分区

将区域重力场多尺度刻痕分析用于提取青藏高原地壳变形带的信息,可了解高原内地壳变形带从浅到深的变化和平面分布特征,并对青藏高原主要地体的空间分布定位,为岩石圈研究提供地表地质难以取得的新信息.多尺度脊形化系数的图像刻划不同深度平面上的地壳变形带.青藏高原地壳变形带从上到下由细密逐渐变为粗稀型,而且细密型变形区分布的范围逐渐缩小,到下地壳完全消失.从这种情况可以推测,以垂直地面方向上看,地壳变形带应该是树形的,下地壳粗稀型的变形带为树的主干,而中地壳粗稀型的变形带为树的分枝,上地壳的变形带为树枝的小枝杈.上地壳细密型变形分布区反映了与中新生代地壳缩短变形区的范围,下地壳清晰连续的变形带反映了青藏高原的构造骨架.多尺度边界刻痕系数的图像刻画不同深度平面上的地体边界,下地壳的刻痕边界系数与密度剧烈变化带位置吻合;因此,由多尺度刻痕分析划分地体时同时取得地体密度信息.青藏高原内密度较高的地体包括喜马拉雅地体、克什米亚地体、察隅河地体、柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体.柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体是青藏高原中有壳根的核,而密度最高的克什米亚和察隅河地体在大陆碰撞时不易碎裂,对东西两个构造结的形成起了关键作用.     

资源一号卫星星内粒子探测器与神舟二号X射线探测器对高能电子探测的比较分析

利用资源一号卫星和神舟二号留轨舱上搭载的高能粒子探测设备对2001年2～6月同一时段内的资料进行了对比分析. 神舟二号飞船X射线探测器的观测结果反映的空间高能电子的分布, 表明在400km的较低高度上, 地理纬度40°附近以及SAA地区也可以观测到数百keV的高能电子. 资源一号卫星的探测结果显示了在800km高度附近, 同一时段内若干兆电子伏特的高能电子的全球分布. 后者出现的最低地理纬度和相应的经度位置则和前者是一致的, 说明两个高度上高能粒子的分布仍然都受地磁场控制, 粒子主要来源于地球辐射带. 资源一号卫星高能粒子探测器的能挡与神舟二号飞船X射线探测器的能挡不同, 彼此可以较好地补充. 但由于神舟二号轨道倾角较低, 全面的对比也受到一定的局限, 在进一步深入分析现有资料的同时, 可以在本文基础上设计更好的联合探测方案.     

南大巴山前陆冲断褶皱带断裂流体地球化学特征及构造保存研究

南大巴山前陆构造带位于城口断裂与铁溪-巫溪断裂之间,为研究该构造带断裂对烃类运移及构造对页岩气保存的影响,本文对该构造带内断裂流体的碳氧同位素和流体包裹体进行了测试分析。测试结果显示,研究区断裂流体碳氧同位素整体较围岩更为分散,δ~(13)C_(PDB)介于-2.9‰~3.9‰之间,属正常海相碳酸盐层的碳同位素值,坪坝断裂附近δ~(13)C_(PDB)呈明显亏损,具外来流体混合的特征。流体包裹体为含烃的气液二相盐水包裹体,气相成分为CH_4,液相为H_2O。包裹体均一温度以城口断裂附近最高,主要为311~336℃,频率峰值温度为328℃;往南叠瓦带流体均一温度主要位于183~269℃之间,峰值为230℃,断褶带峰值为213℃,滑脱褶皱带为170℃,整体表现为向盆内方向降低。盐度主要为4.43%~8.6%NaCl。研究表明,城口断裂作为大巴山构造带南北分界的主干断裂,古流体的形成温度和热演化程度最高,且从盆地向北至城口断裂,各构造带流体的热演化程度、成岩温度、古流体压力均逐渐升高,说明随着构造活动的增强,构造带中的流体更为活跃,持续时间更长,导致流体形成的深度和温度变化较大。构造带内的流体总体上形成于封闭体系,在主构造应力的驱动下,盆地深部含烃流体沿断裂向浅部运移,并与浅部地层流体发生混合,运移通道整体处于封闭状态;而构造带内的一些次级断裂,因其形成的时间以及向下延伸的深度不足以触及下古生界烃源岩层,因此其对流体封闭性的影响有限。     

Geochemical and isotopic evidence for a magmatic-hydrothermal origin of the polymetallic vein-type Zn-Pb deposits in the northwest margin of Jiangnan Orogen,South China

Polymetallic vein-type Zn-Pb deposits are located in the Xiangxi–Qiandong zinc-lead metallogenic belt (XQMB) of the northwestern margin of the Jiangnan Orogen, South China. Ores are mainly found in fault-bounded quartz veins hosted in the upper part of the Banxi Group that consists of low-grade metamorphic sandstone, siltstone with minor tuff interbeds. The Zn-Pb deposits primarily contain sphalerite, galena, chalcopyrite and pyrite, accompanied by quartz and minor calcite. Zinc, lead, copper, indium and gallium are enriched in these ores. Investigation of the ore fluid reveals low temperature (87–262 °C) with scattered salinity (range from 2.73 to 26.64 wt% NaCl_eqv.). Hydrogen and oxygen isotopic compositions of fluid inclusions in quartz indicate mixing of magmatic hydrothermal fluid and meteoric water (δ¹⁸O_{H2O SMOW} = 0.2‰ to 4.2‰; δD_{H2O SMOW} = −126‰ to −80‰). Carbon and oxygen isotopic composition of carbonate samples indicate the magmatic hydrothermal origin of CO₃²⁻ or CO₂ in ore-forming fluid (δ¹³C_PDB = −6.9‰ to −5.7‰, δ¹⁸O_SMOW = 11.3‰ to 12.7‰). Sulfur and lead isotopic compositions (δ³⁴S_VCDT = 8.8–14.2‰ and ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 17.156–17.209, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.532–15.508, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 37.282–37.546) demonstrate that sulfur sources were relatively uniform, and low radiogenic lead isotopic compositions indicate that ore metals were derived from a relatively unradiogenic source, probably by mixing of mantle with crust. Therefore, polymetallic vein-type Zn-Pb mineralization in this area probably arose from a magmatic-related hydrothermal system, and the deposition of sulfides occurred in response to cooling and boiling of magmatic hydrothermal fluids (high salinity, high δ¹⁸O_H2O and δD_H2O and metal-bearing), and is mainly the result of emplacement into open space and mixing with meteoric water (low salinity, low δ¹⁸O_H2O and δD_H2O). This study provides direct evidence that magmatism was involved in the ore-forming processes of the low temperature metallogenic district, South China, and it raises awareness about the presence of polymetallic vein-type Zn-Pb deposits in the northwest margin of Jiangnan Orogen and their potential as a source of zinc, copper, indium and gallium.     

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。     

LA-ICP-MS Analysis of Magnetite and Application in Genesis of Mineral Deposit

Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) is well characterized by the in-situ, real time, lower limit of detection and high space resolution, etc. Therefore, it is more excellent in the analysis of trace element for varied minerals in comparison to other micro-zone analysis technologies. Magnetite as a common mineral from different deposits and rocks has been focused on chemical compositions by researchers worldwide. In fact, as the insignificant matrix effect for most elements in magnetite, analysis results could be calculated effectively against Fe-rich silicate glass as the reference material. Therefore, researches on trace element distribution of magnetite have been developed rapidly in recent years, and it has a wide application prospect in reflecting the condition of ore-forming, discriminating different deposit types and indicating prospecting exploration. Comparing varied previous discrimination diagrams about magnetite via collecting trace element data from available literatures based on 25 deposits, we found that there was an urgent need for further detailing and reexamining the boundary of fields representing different genetic types, and it was vital for interpreting the data through carefully petrographical observation before analysis. In addition, we discussed several complex physicochemical factors, which would influence the element concentration of magmatite in igneous and hydrothermal processes, such as melt/fluid composition, temperature, cooling rate, pressure, oxygen fugacity, sulfur fugacity and silica activity. In magma stage, Magnetite’s components are closely related to melts composition and differentiation, while fluid features would also significantly change magnetie's components. Furthermore, there is serious interference for discriminating the genesis of magnetite because of late stage fluids and equilibrium again in subsolidus condition. This paper reviewed the developments of trace elements analysis by LA-ICP-MS and important applications about magnetite in mineral deposit so that unique thoughts for the research on mineralization and ore-forming processes could be obtained.     

华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题

研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性.大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52 ～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征.根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型.华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关.华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境.华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见.本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别.阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘.华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出F(e)和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢.但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究.     

陕西省凤太矿集区二里河铅锌矿床的成矿时代: 来自闪锌矿Rb-Sr同位素年龄的证据

八方山-二里河铅锌矿床位于陕西凤县-太白(简称凤太)矿集区西北部,矿体主要产于中泥盆统古道岭组与上泥盆统星红铺组接触带中,受NWW向八方山-二里河背斜控制。本次工作对二里河铅锌矿床主成矿阶段的闪锌矿进行了Rb-Sr同位素测年研究,获得了等时线年龄为220.7±7.3Ma,表明矿床形成于晚三叠世,该年龄对于整个凤太矿集区的铅锌成矿时代具有同样约束意义。闪锌矿的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i值为0.714145±0.000031,指示成矿物质可能主要来源于大陆壳。结合前人的研究成果分析认为,二里河铅锌矿床是凤太矿集区在印支期区域性强烈的构造-岩浆-成矿作用过程中的产物。