相山铀矿田火山岩浆期后成矿热液系统

文章系统论述了相山铀矿田的成矿特征,从时空尺度对成矿物质来源进行了探讨,结合成矿的构造-岩浆-地球动力学背景分析,研究了相山火山盆地成矿热液系统的形成和演化,认为相山铀矿田成矿流体系统是受区域构造环境制约、火山岩浆期后热液系统演化的客观产物。火山岩浆期后成矿热液系统在时间上延续了大约50 Ma,但在不同时间域内其活动空间有异,并由此制约着矿田内铀矿化的时空分布。文章还对矿田内深入找矿提出了建议。     

湘南黄沙坪铜锡多金属矿床构造控岩控矿机制及深部找矿勘查启示

黄沙坪铜锡多金属矿床是在钦杭成矿带和南岭成矿带叠合构造背景下形成的岩浆热液型多金属成矿系统的典型代表,该区铜多金属矿与锡多金属矿成矿系统复合、多期构造体系联合、深部钨锡矿与浅部铅锌银矿耦合等特点突出。针对该矿床控矿构造深部展布格局不清、深部铜锡多金属矿体定位不明的核心问题,基于矿田(床)构造精细解析,开展了多期构造体系控岩控矿作用机理及其控矿构造深延格局的深入研究,表明岩浆侵入接触构造系统与倒转背斜翼部的层间断裂-裂隙系统分别控制了脉状-不规则SK型铜钨锡多金属矿体群与沿NNE-NE向层间断裂带、NW向断裂带分布的热液脉型铅锌银(金)矿体群,这些矿体群具有不同的侧伏规律;基于矿田、矿床、矿体(脉)尺度控岩控矿构造组合样式的剖析,揭示了构造分级控岩控矿规律和中心对称成矿效应,厘清了成矿前、成矿期和成矿后构造体系,构建了矿田构造控岩控矿模式,进一步论证了坪宝矿田成矿构造动力学背景:中生代以来,坪宝矿田构造应力作用呈现“顺时针式”的运动方式,在燕山早期太平洋板块与华夏板块发生碰撞造山作用,在区内产生SEE-EW向主压应力作用,从而在矿田内形成了中酸性岩浆侵入成岩成矿系统。这些认识为坪宝矿田乃至钦杭、南岭成矿带湘南地区深部找矿勘查提供了重要启示。     

岩浆侵入构造系统Ⅰ:构造岩相学填图技术研发与找矿预测效果

岩浆侵入构造系统属地球科学复杂性理论和成矿系统理论的前沿研究。本文在总结构造岩相学填图理论和应用研究基础上,建立了岩浆侵入构造系统的构造岩相学研究内容和方法。在研究内容上从物质域-时间域-空间域,厘定构造岩相学格架、基本填图单位和独立填图单元,对岩浆侵入构造系统物质-时间-空间分布规律进行圈定。在研究层次上,遵循大地构造岩相学与成矿带构造、区域构造岩相学与矿集区构造、矿田构造岩相学与矿田构造、矿床构造岩相学与矿床构造、矿体构造岩相学与矿体构造等五个研究尺度,对岩浆侵入构造系统与成矿系统进行研究,探索岩浆侵入构造系统形成的动力学机制与金属超常富集规律。研究方法包括三维构造岩相学综合填图技术系列、构造岩相学专题研究方法和深部隐伏构造岩相学填图专题方法。以云南东川铁铜金矿集区、智利月亮山IOCG矿集区和海南丰收钨铯多金属矿床为例,论述了构造岩相学填图理论和新技术方法、岩浆侵入构造系统和找矿预测应用效果。在研究智利侏罗纪-白垩纪火山岩和侵入岩的构造岩相学特征基础上,认为白垩纪富磷灰石铁质超基性岩-铁质安山岩-铁质粗安岩等岩石组合,为IOCG成矿系统根部相和寻找IOCG矿集区的勘查标志。在月亮山IOCG矿床深部,新圈定了深部隐蔽岩浆热液角砾岩构造系统,认为电气石岩浆热液角砾岩筒为岩浆热液角砾岩构造系统中心相,赤铁矿电气石化蚀变岩属岩浆叠加热液蚀变中心相,为IOCG成矿系统的热液叠加成矿中心相标志。将云南东川和邻区新太古界-元古宙火山喷发-岩浆侵入事件序列划分为7个火山喷发-岩浆侵入旋回,建立了三大类元古宙岩浆侵入构造系统和构造岩相学分带样式,包括中元古代因民期-落雪期火山喷发-岩浆侵入构造系统、格林威尔期岩浆叠加侵入构造系统和晋宁期岩浆侵入构造系统等。通过大比例尺地面和矿山井巷工程的系列构造岩相学填图,揭示了东川铁铜金多金属矿集区内成矿系统类型的多样性,东川铁铜金多金属矿集区内成矿模型为"9层立交地铁式",探索了成矿系统深部结构,为东川铁铜金多金属矿集区深部(5000 m以浅)构造岩相学填图和找矿预测、资源高效利用和生态环境保护等提供了依据。     

初论岩浆热液成矿系统控岩控矿构造深延格局研究方法

热液矿床深部控岩控矿构造展布格局与深部矿床(体)空间定位格局等关键问题一直是制约深部勘查部署和实现找矿突破的焦点和难点。在阐述岩浆热液成矿系统矿田(床)控岩控矿构造深延格局主要研究方法的基础上,基于成矿构造体系控制多金属成矿系统、物化探异常信息系统映射多金属成矿系统的研究思路,以湘南地区黄沙坪—宝山铜锡多金属矿田(简称坪宝矿田)为例,构建了控岩控矿构造深延格局、指示控矿构造深延的综合指标评价体系研究的方法框架。据此,通过坪宝矿田控岩控矿构造解析与斑岩型热液成矿系统矿化蚀变分带等综合研究,提出了矿田内黄沙坪、宝山两个典型矿床控岩控矿构造深延格局及深部找矿有利构造部位,为该矿田(床)深部勘查部署和找矿预测提供了新思路和新方法。该方法无疑对深化其他热液成矿系统构造控岩控矿理论及有效开展深部找矿勘查均具有借鉴意义。     

初论成矿系统的时空结构及其构造控制

从成矿时间域、空间域的视角探讨了成矿系统的层次结构和构造对成矿系统的控制作用。一般内生成矿系统的时限可对应于大地构造活动旋回或相对独立的构造活动阶段,沉积成矿系统与变质成矿系统应与地质年代(代、纪、世)相对应。在空间尺度上,成矿系统从大到小可划分为7个层次：成矿全球系统、成矿巨系统、成矿大系统、成矿系统、成矿亚系统、成矿子系统和成矿亚子系统,它们分别对应于全球、成矿域、成矿省、成矿区带、成矿亚带或矿集区、矿田和矿床,低级别成矿系统的发育受到高一级成矿系统的约束,它们又受多级别成矿构造体系的控制。在此基础上阐述了长江中下游铁铜金成矿带成矿系统的类型、时空结构及其构造控制,其中区域断裂-岩浆网络体系是控制燕山期岩浆-热液成矿系统层次结构的主导因素,矿田内断裂-岩浆网络体系的“三层结构”模式控制了成矿子系统的分带性,侵入-接触构造体系多样性使成矿亚子系统和矿床产出各具特色。构造和岩浆活动的耦合是成矿系统发育的重要动力学机制,相对持续稳定的矿田构造应力场和成矿流体系统是形成大型矿田(床)的有利条件。     

胶东金矿陆内构造岩浆核杂岩隆起-拆离带蚀变成矿

胶东金矿是全球级别的大型金矿床,与世界范围内绿岩带型金矿明显不同,矿床以中生代强烈活化改造绿岩带的壳源深熔花岗岩为成矿岩体,具有地台构造活化的独特成矿特征。前人注重板块俯冲、造山作用等构造环境研究,但这里需要强调的是,胶东金矿在陆内构造环境中形成。本文特别注重岩浆侵入作用及其热液交代蚀变成矿的这一特殊过程。研究开展野外观测,依据五条1∶5万长达220km的实测剖面,编制了胶东莱州—招远地区1∶25万构造蚀变岩相成矿图,并由此提出"胶东陆内构造岩浆核杂岩隆起-拆离带蚀变"的成矿模式。此模式认为,在东亚区域反钟向剪切构造体制下,构造应力场首先引起莫霍面的变化和起伏,形成了北东向和斜列展布的地幔隆起和凹陷。这一壳幔结构的变化控制了中生代交代重熔岩浆发育的区带。例如,胶西北莫霍面凹陷区带,发育北北东分布的玲珑杂岩体。花岗岩的成岩构造测量与分析显示,形成了"玲珑花岗杂岩核"及其岩浆穹隆构造。在胶东群等变质岩与花岗岩的接触带叠加了区域剪切断裂破碎带,断裂破碎带的构造测量表明,它们在岩浆固结期或更晚发育了上盘下滑的正断层活动。就是在这些剪切拆离带,形成了多期次、多方向构造破碎且同步发生了大规模的岩浆期后热液交代蚀变成矿作用。在胶东西北部宽达1.5km或更宽的断裂破碎同步叠加的热液交代蚀变作用,形成了巨大的"玲珑-焦家式"石英脉-蚀变岩金矿床。这一"陆内岩浆核杂岩隆起-拆离带"成矿模式不仅对胶东金矿成矿研究具有推动作用,而且可以指导多层次深部外围找矿。     

对小秦岭金矿构造、岩浆控矿因素及找矿前景的分析

本文通过对河南小秦岭金矿田构造、岩浆对成矿、控矿的分析,论述了断裂构造的引张部位是矿体赋存的良好场所,说明了小秦岭金矿田属燕山晚期强烈岩浆活动形成的岩浆期后热液石英脉型金矿床。     

鄂东南徐家山金矿田成因研究

鄂东南徐家山金矿田产于志留系(含碳)碎屑岩地层中。矿田内断裂构造发育，可分为近东西向、北东向、北西向和近南北向4组。近东西向断裂是区域构造的基础，是主要的导矿构造；北东向和北西向断裂控制了晚期岩脉及金矿体的分布，也是主要的储矿构造。主成矿期的流体为低—中等盐度、低密度流体，属酸性、弱还原环境，成矿压力为44．270一47．948MPa，属地壳浅层次成矿。矿区内与成矿有关的石英包裹体中的水均属大气降水(地下水)，岩浆活动提供了部分矿质和热源。矿田内的金矿床为中低温热液型金矿床。     

青海祁漫塔格景忍—虎头崖矿田地质与找矿:岩浆—热力构造类型与构造—岩相填图

矿田是强调时间、空间、建造和构造成因上相紧密联系的一组矿床。矿田建造、构造和成矿作用标志及成矿动力学过程相关的综合研究是矿田地质研究的核心。前人对岩浆热力构造、类型划分和深部找矿预测的研究较少。岩浆热应力构造是指受岩浆热力作用影响或控制,与成矿期岩浆侵入或火山喷发活动有时空联系,形成于岩浆岩体中或围岩地层中或远程热力作用影响区的一系列与成矿有关的热力和热应力构造类型。文章在矿田地质学指导下,划分出五类岩浆热力构造类型,力图建立以岩浆热力构造为基础的构造研究、类型划分和深部找矿预测新方法。以近年实际调研工作为基础,选择青海祁漫塔格矿带景忍—虎头崖多金属矿田为例,建立印支期岩浆侵入成矿模式,厘定了岩浆热力构造的识别标志。在矿田建造与构造调研及构造岩相填图基础上,填制了该矿田岩浆热力构造类型分布图,以印支期中酸性侵入岩、花岗斑岩、夕卡岩带、大理岩带、古生代和新元古代碳酸盐岩有利岩性岩相层位和侵入接触带、断裂破碎带叠加热液蚀变带等构造发育地段为标志,圈定了该区成矿富集中心。研究剖析了该区花岗斑岩和夕卡岩型两类矿床特征,认为不同方向断裂控矿特征不同,近东西向和北西西向断裂控矿显著,晚三叠世岩浆侵入作用是该区多金属大规模成矿的主要内因,印支期岩浆侵入作用与各时代碳酸盐岩接触带形成了岩浆热液交代型矿田。目前海拔高度以夕卡岩型和热液型多金属矿床为主。中深部寻找斑岩型多金属矿床的潜力较大。此对该带矿田地质研究与找矿突破有引导推广价值。     

次火山岩型金矿床构造物理过程研究——以内蒙古金厂沟梁金矿为例

华北克拉通北缘的金厂沟梁金矿产于晚太古宙片麻岩系中,126.3-121.5Ma的浅成相斑状花岗岩岩株侵位,121.71-100.02Ma在岩株周边的放射状-共轭断裂中,岩浆热液注入形成脉状金矿。在矿床地质和地球化学背景上,对成矿过程中的构造样式及构造应力场进行研究,采用声发射地应力等方法建立了矿田的构造物理模型。6期构造应力场表明矿床所在基底岩块自9.1km深处抬升,在3.4km处小岩株侵位直到剥蚀浮升到地表的过程是与东亚滨太平洋构造成矿域中、新生代活动密切联系的。      

相山铀矿田成矿古水文地质分析

相山矿田是我国著名的大型热液铀矿田。该矿田产于中生代相山火山岩盆地古水热系统之中，是水热系统中水－岩相互作用的产物。因此，查明当时的古水文地质条件对于研究矿床成因、指导找矿具有重要意义。本文根据相山地区的地质基础资料、构造演化历史和古气候条件，运用构造－古水文地质分析法，对该矿田进行了古水文地质分期、分区，分析了古地下水的补给区、排泄区和径流途径，并对成矿古水热系统的形成条件进行了探讨。     

论热液角砾岩构造系统及研究内容、研究方法和岩相学填图应用

含矿热液角砾岩类和非含矿角砾岩类的成岩成矿机制、独立填图单元确定和构造岩相学填图等问题,一直是困惑地质学家的难题。有效解决这些难题,对于研究和恢复矿田构造具有重要价值。在热液角砾岩成岩成矿系统中,热液角砾岩类不但是流体–岩石的多期次地球化学耦合与叠加作用、强烈流体交代作用的物理–化学反应库,也是各类叠加地质作用过程和结果的构造岩相学物质记录。因此,对其深入研究有助于提升成岩成矿系统理论认识水平。在综述以往研究基础上,本文提出了热液角砾岩构造系统概念、研究内容、研究方法和技术组合。在对角砾岩相系分类基础上,针对热液角砾岩相系的复杂性,通过岩相学填图实例解剖,总结专项填图中构造岩相学填图单元建立方法和填图技术,探索采用岩相学填图恢复热液角砾岩构造系统的新方法及技术组合。通过专项研究认为热液角砾岩系统主要形成有利的构造地质背景有:(1)复式侵入岩体在多期次岩浆侵入过程中,岩浆结晶分异和不混溶作用、岩浆冷却与围岩–先存构造多重耦合过程、同岩浆侵入期的脆韧性剪切带耦合、侵入岩体在后期构造–流体叠加过程等,对于形成热液角砾岩构造系统有利;(2)在火山岩相系中,早期次火山侵入体、晚期次火山岩侵入体和后期岩浆侵入岩体等,对于形成热液角砾岩体构造系统十分有利;(3)在沉积盆地后期叠加改造过程中,先存火山角砾岩、岩溶角砾岩和沉积角砾岩相系等,在后期盆地流体注入和多期次岩浆侵入过程中,有利于形成叠加热液角砾岩体构造系统;(4)在多期次的构造–岩浆–角砾岩杂岩带中,有利于形成热液角砾岩构造系统。研究认为多期次岩浆侵入体、火山–次火山岩侵入体和盆地中热流体是形成热液角砾岩构造系统的主要机制,包括与多期次复式侵入体有关的岩浆热液角砾岩构造系统、火山–次火山热液角砾岩构造系统、构造热液角砾岩构造系统和复合热液角砾岩系统等,它们均属矿田构造类型,也是多矿种共生矿床的成岩成矿机制。采用构造岩相学专项填图技术,对不同类型热液角砾岩构造系统及成岩成矿中心进行重建,有助于寻找和发现深部隐蔽构造和隐伏铁氧化物铜金型(IOCG)矿床找矿预测。     

Dynamic Response of Curved Wall LTSLS Under the Interaction of Rainwater Seepage and Earthquake

When water permeates the loess, the strength of the loess will be greatly reduced; thus, it is necessary to study the effect of seepage on the seismic response of a loess tunnel. Fields of structure and fluid are simulated using ADINA, and the calculation model of a curved wall loess tunnel with a super-large section (LTSLS) is established. Rainwater is simulated using an incompressible constant parameter model. Considering the action of near- and far-field earthquake and pulse effects, the Galerkin method is used to solve the interaction of stress and seepage fields. By contrasting and analyzing the maximum principal stress, the minimum principal stress, the maximum displacement of lining and the internal force of the tunnel structure, the influence of rainwater seepage on the mechanical properties of LTSLS is studied, and meanwhile, dynamic responses of LTSLS under the interaction of rainwater seepage and earthquakes are studied. The results show that if rainwater seepage is only considered for shallow buried LTSLS, the pore water pressure of a tunnel is so small that it may be neglected. The damage degree of LTSLS under the interaction of rainwater seepage and earthquakes is more than that under a single field. When considering the interaction effect of rainwater and earthquakes, the pore water pressure, principal stress and displacement under a near-field earthquake with pulse effect are greater than those under a near-field earthquake without pulse effect and a far-field earthquake under the same condition.     

相山铀矿成矿古水文地质分析

相山矿田是我国著名的大型热铀矿田。该矿田产于生代相山火山岩盆地古水热系统之中,是水热系统中水－岩相互作用的产物。因此,查明当时的古水文地质条件对于研究矿床成因、指导找矿具有重要意义。本文根据相山地区的地质基础资料、构造演化历史和古气候条件、运用构造、古水文地质分析法,对该矿田进行了古水文地质分期、分区、分析了古地下水的补给区、排泄区和径流途径,并对成矿古水热系统的形成条件进行了探讨。     

安徽铜陵狮子山矿田铜金多金属矿床的成矿模式

狮子山矿田是铜陵矿集区最具代表性的铜金多金属矿田。本文选择狮子山矿田中的几个典型矿床进行地质和地球化学研究,系统阐述了矿床的控矿构造和赋矿岩石、矿体和矿石、蚀变和矿化等地质特征,确定了矿床成因类型;深入研究了侵入体与矿床矿体的时空关系以及主要矿床的流体包裹体地球化学特征及氢-氧、碳-氧、硫和铅同位素地球化学特征,探讨了成矿流体、成矿金属元素(铅)及其化合元素(碳和硫)的来源;结合成岩成矿大地构造背景分析,确定了不同矿床类型间的成因联系,建立了斑岩型-矽卡岩型-浅成热液型矿床成矿模式,为狮子山矿田边部和深部及铜陵矿集区及其邻区的找矿勘查提供了理论依据,并据此建议在铜陵矿集区以往以矽卡岩型矿床为主要找矿目标的基础上,进一步加强研究和寻找由统一的岩浆热液系统控制的斑岩型铜(-钼、-金)矿床和浅成热液型金(-银多金属)矿床。     

地震微裂群区与岩浆热液成矿

岩浆热液矿床是在地壳浅部形成的,恰好位于浅源地震的震源深度范围.文章将地震机制中的微裂隙群区理论引入到岩浆热液矿床成矿过程中,地震组合模式中闭锁带必须在下一次断裂滑动之前破坏,所以这个带为微裂群区和它相关的震源区的核心.文章认为微裂群区理论不但揭示了孕震机制,同时也揭示了岩浆热液矿床形成过程,岩浆热液侵位与断裂形成过程中微裂群区的形成发展密切相关,成矿期矿体范围内应力场与区域应力场呈共轭关系.微裂群区即为岩浆热液矿床的矿化富集场,控矿的隐爆角砾岩带也与微裂群区密切相关.     

热液流体泵吸上侵管流动力学模拟及其预测意义

地球流体相在各种地质过程中的行为和作用 ,是地球物质科学的核心课题。通过对山西义兴寨脉状金矿热液流体上侵动力学的模拟计算证明 ,构造泵吸驱动的矿液流动具有有压管流的性质 ,并探索引入柏努利方程对其流动状态进行描述。论证了地质流体因其性质和所处地质环境的不同 ,可划分为多孔介质中的渗流和较宽阔裂隙中的管流 (流动 )两种。赋存于地壳中深部或由岩浆冷却分异形成的成矿流体 ,在张剪性断裂活动中 ,主要由构造泵吸机制驱使其上侵成矿。热液在相对封闭 (未喷出地表 )的较宽阔的断裂系统中受应力驱动上侵流动 ,其性质接近于流体力学中的有压管流 ,可以用柏努利方程进行描述。推导出了描述热液管流上侵动力学特征的柏努利方程关系式 ,表明热液的流速与所处构造压力差、流体的性质 (温度和密度等 ) ,以及流动通道的结构特征有关。对义兴寨脉状金矿进行的计算结果证明 ,热液上侵流速场的空间变化与金矿化分布格局相吻合 ,流体的高流速地段指示含矿石英脉密集区 ,因此具有成矿预测意义。针对热液管流上侵过程建立的动力学总方程中 ,每一个变量都有明确的地质意义 ,并可以在矿区实际测量 ;绘制的几组理论关系曲线有助于具体分析各种地质和地球化学条件对成矿的控制作用。     

热液汉体泵吸上浸管流动力学模拟及其预测意义

地球流体相在各种地质过程中的行为和作用,是地球物质科学的核心课题。通过对山西义兴寨脉状金矿热液流体上侵动力学的模拟计算证明,构造泵吸驱动的矿液流动具有有压管流的性质,并探索引入柏努利方程对其流动状态进行描述。论证了地质流体因其性质和所处地质环境的不同,可划分为多孔介质中的渗流和较宽阔裂隙中的管流（流动）两种。赋 于地壳中深部或由岩浆冷却分异形成的成矿流体,在张前性断裂活动中,主要由构造泵吸机制驱使     

江西临川地区相山铀矿田构造应力场分析

相山铀矿田是中国最大的、与火成岩有关的中低温热液型矿床,断裂构造控矿特征明显。目前该矿床的后备资源出现危机,因此开展矿田构造研究,为深部及其外围找矿提供科学指导迫在眉睫。在野外观测分析和节理、擦痕实地测量的基础上,利用构造解析法、共轭剪节理分析法、断层擦痕反演模拟法及X光岩组法等,通过吴氏网投图分析和计算机的反演计算,确定了相山铀矿田多期次构造活动的变形特征及其主应力方向;并根据构造变形叠加关系及其成岩时代的确定,推断了应力作用的期次和时代。为此,将相山铀矿田的构造应力场划分为3期6个阶段,包括：成矿前的基底变形和早期火山活动阶段,早期矿化蚀变和第一、第二主成矿阶段,及其成矿期后阶段,矿体局部被错断;并深入分析了不同阶段构造活动及其铀成矿特征,探讨了区域构造应力场的演变与铀成矿作用关系,认为两者具有一致性特征,进而指出了区域富大矿体产出的有利构造部位。     

评流行的岩浆热液成矿理论

流行的岩浆热液成矿理论认为,热液流体和成矿金属源于岩浆,岩浆能够分异和演化,在岩浆分异的晚期,热液达到过饱和而出溶,热液成矿在岩浆后期或期后,岩浆与热液矿床在空间上、时间上和成因上密切相关。笔者认为,上述成矿理论存在许多问题：首先,下地壳是缺水的,下地壳含水量大概不会超过1%,因此,花岗质岩浆是在缺水的条件下部分熔融的,富水条件下的熔融很少,花岗岩也很少是富水的。其次,花岗质岩浆黏性大,它既不能分离结晶也不可能演化。第三,当温度压力下降岩浆固结时,水大多以（OH）的形式进入造岩矿物,几乎没有多少自由水（游离水）被分离出来,野外也没有这样的证据。含矿热液主要来源于下地壳,只要有足够的热,下地壳变质岩中含结构水的矿物即可发生脱水反应释放出水。由于变质岩脱水熔融的温度低于花岗岩部分熔融的温度,因此,脱水熔融可以出现在花岗岩部分熔融之前,熔融的范围也远大于岩浆熔融范围。热液是以自由水的形式出现的,可以在下地壳内循环,富集成矿金属元素。花岗质岩浆部分熔融时也可以包含热液和成矿金属元素,这是毋庸置疑的,至于它是否各类岩浆热液矿床成矿金属的主要来源则是需要讨论的。笔者认为,流行的岩浆热液成矿理论只是一个猜想,与下地壳内发生的情况相去甚远,还不能算是成熟的理论。但是,不排除在花岗岩含水异常丰富的特殊情况下,该理论还有适用的部分。总之,流行的岩浆热液成矿理论不具有普遍的意义。