长江中下游地区二叠纪碳酸盐斜坡沉积及其成矿意义

长江中下游地区二叠系发育,主要由碳酸盐岩、硅质岩和碎屑岩组成.其二叠系不仅是华南地区最重要的烃源岩,而且也是长江中下游铜等多金属成矿带的重要赋矿层位之一,因此,进一步确定其沉积相以及古地理意义重大.发育在长江中下游地区的二叠系以往多被认为主要属于浅水碳酸盐台地沉积,其次是较深水的陆棚沉积或者裂陷槽沉积.但进一步研究发现,二叠系的碳酸盐斜坡沉积相发育,它主要由砾屑石灰岩、泥晶粉屑灰岩、硅质岩和泥晶灰岩组成,斜坡主要发育于中二叠世的栖霞期和茅口期,其次是吴家坪期和长兴期.碳酸盐斜坡主要沿安徽铜陵-东至-宿松-线以及湖北大冶-江西瑞昌一线分布,其成因大致受江南断裂和长江断裂控制.同沉积断裂不仅控制着碳酸盐斜坡的发育和展布,同时也构筑了深水盆地、斜坡和浅水台地沉积体系,构成油气生、储、盖单元的组合,为二叠系成为华南地区最重要的烃源岩提供了成因解释.控制斜坡发育的断裂既可以是含矿热水溶液、海底热泉和火山的通道,同时斜坡带也可以成为金属硫化物矿床的富集场所,因此,它对长江中下游铜多金属成矿带的层控和喷流成因提供了可选择的解释.长江中下游地区中、晚二叠世断裂发育,显示盆地的伸展特征,符合古特提斯洋东扩构造背景.     

黑龙江省铜山斑岩铜矿床流体包裹体研究

铜山大型铜矿床位于小兴安岭西北部,是中亚-兴蒙造山带北东段最著名的斑岩型铜矿床之一,矿体产于加里东期花岗闪长岩和中奥陶世多宝山组安山岩、凝灰岩中,铜矿化与硅化-绢云母化关系密切.流体包裹体研究表明,铜山铜矿床主要发育气液两相包裹体、含CO_2包裹体和含子矿物多相包裹体.成矿流体在形成过程中经历了早、中、晚3个阶段的演化.成矿早阶段发育气液两相水溶液包裹体和少量含子矿物多相包裹体,均一温度介于420℃～＞5500C之间,流体盐度介于13.72 wt%～59.76 wt%NaCl eqv之间;中阶段为铜山矿床的主成矿阶段,发育气液两相水溶液包裹体和含CO_2包裹体,均一温度为241℃～417℃,流体盐度介于2.96 wt%～14.04 wt%NaCl eqv之间,主成矿期成矿流体总体上属H_2O-CO_2-NaCl体系;晚阶段仅发育气液两相水溶液包裹体,均一温度为122℃～218℃,盐度介于3.71 wt%～15.96 wt%NaCl eqv之间,表明晚阶段有大气降水的混入.成矿早、中阶段的流体均为不混溶流体,流体沸腾作用是金属硫化物大量沉淀的主要机制.铜山矿床形成于陆缘弧环境.     

中扬子地区中二叠统沉积及古地理特征

中扬子地区中二叠世为广海盆地,地层总体南厚北薄,岩相呈渐变关系,从南到北由浅海相的灰岩向半深海及深海相的硅质灰岩、硅质岩转变,沉积水体南浅北深.从微相分析的角度证明了在研究区中二叠统广泛发育的砾屑灰岩为异地沉积成因,而非差异压实成因.栖霞期研究区遭受广泛海侵,中扬子北缘为外缓坡-盆地沉积,中扬子克拉通主体为缓坡沉积,局...     

鄂西地区茅口组重力流沉积特征及古地理意义

通过对鄂西地区中二叠统详细的野外剖面测量及沉积微相分析,发现鄂西地区中二叠统茅口组发育重力流沉积,沉积类型多样,发育于碳酸盐岩斜坡沉积环境中,自上而下分为滑塌沉积、碎屑流沉积、颗粒流沉积。滑塌沉积主要发育于湖南慈利江垭剖面,颗粒流与碎屑流发育于湖北长阳资丘剖面。滑塌沉积物主要由杂乱堆积的棱角状—次棱角状砾屑灰岩组成,分...     

宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回,并伴随有两大类侵入岩发育：一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩,与玢岩型铁矿床的形成密切相关,主要发育于大王山火山旋回晚期（约131 Ma）;另一类为花岗岩类侵入岩,形成于铁矿化之后,成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近（130~126 Ma）。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究,区分了不同侵入岩源区差异。结果表明,与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ¹⁸O集中于6.0‰~6.5‰,ε_Hf（t）集中于-6.0~-5.0;成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ¹⁸O集中于7.0 ‰至8.0 ‰,ε_Hf（t）分布于-8.7~-1.2。结合前人研究,区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区,4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔,而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回,大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而,岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。     

南天山中段上石炭统碎屑岩岩石学、地球化学、重矿物 和锆石年代学特征及其对物源区、构造演化的约束

晚古生代是天山构造带发生变革的关键时期,对南天山层序清楚尚未变质的晚古生代沉积记录进行研究,对于恢复南天山晚古生代的构造古地理、并对其构造演化史提供约束,具有重要地质意义。南天山中段上石炭统阿依里河组砂岩主要为含砾砂岩、岩屑砂岩、次岩屑砂岩、长石砂岩和含铁岩屑砂岩,砂岩中石英颗粒含量67.41%,岩屑25.07%,长石7.52%,Q/(F+L)平均为2.07,岩石具有低的结构成熟度和成分成熟度。碎屑岩SiO2平均为64.78%,Al2O310.22%,TiO20.35%,TFe2O34.23%,MgO 1.37%,CaO 7.16%,K2O 2.13%,Na2O0.93%。稀土总量∑REE平均为130.1×10―6,δEu异常0.74,LaN/YbN9.4。砂岩中重矿物组合主要为锆石、白钛石、赤褐铁矿和黄铁矿,其次有电气石、磷灰石、金红石、石榴子石、铬铁矿和锐钛矿。阿依里河组的源岩主要为中-酸性火成岩、低级-中级变质岩和沉积岩,还有少量基性岩等。根据QFL判别,砂岩物源区主要为消减杂岩源区,其次是弧造山带和碰撞造山带源区。根据稀土元素、微量元素特征,以及Th-Co-Zr/10、Th-Sc-Zr/10和Ti/Zr-La/Sc判别图,阿依里河组碎屑岩物源区属于大陆岛弧区和活动大陆边缘区,与上地壳源区相比,有铁镁质的叠加。校正后的碎屑岩化学风化指数CIAcorr.平均为71.25(52.25~89.40),指示源区主要经历了中等程度的化学风化。砂岩碎屑LA-ICP-Ms锆石U-Pb年龄测定表明,锆石年龄分为两期,主要为404~542Ma,其次是1797~2436Ma,表明物源区地质体时代主要为早古生代和古元古代,它们和南天山早古生代消减带弧和塔里木北缘库鲁克塔格古元古代基底比较吻合。同时,进一步将南天山造山带开始碰撞的时间限制在早泥盆世末—中泥盆世,俯冲汇聚在早古生代,大规模的隆升剥露在二叠纪以后。     

塔里木盆地北缘上石炭统砂岩碎屑组分及其对物源类型和构造属性的指示

南天山在晚古生代以来经历的一系列碰撞和微板块的拼合事件在塔里木盆地北缘的沉积作用和构造演化中都有明显的反映,而沉积物物源分析是认识盆地演化、解释构造背景的重要途径和方法。根据对塔里木盆地北缘地区多个剖面的研究,上石炭统阿依里河组砂岩碎屑组分以石英为主,其次是长石及各种岩屑,有时含有机质杂基及云母。其中石英平均含量为70.7%(53%～86%),长石平均含量7.1%(5%～17%),岩屑平均含量为22.5%(20%～30%)。物源分析结果表明,砂岩物源主要来自再旋回造山带,并且主要具俯冲消减的缝合带和碰撞造山属性,少量具弧造山属性。结合塔里木北缘晚石炭世的岩相古地理特征,认为物源可能来自于北侧的古天山造山带。     

深部矿产地质调查中多元数据三维地质建模技术研究——以铜陵矿集区为例

深部矿产地质调查以解析深部地质结构、寻找深部隐伏矿、半隐伏矿和难识别矿为主要目标。根据深部矿产地质调查工作的特点,提出一套基于数据库、3S、三维建模、三维可视化等技术,并适用于矿集区的三维地质建模技术方法。该技术方法以较全面的地质调查资料为基础,以成矿系统理论为指导,利用多元数据平行剖面建模法,以研究区"含矿地质体"及其空间展布特征为目标,分级构建"矿集区—矿田—矿床"模型并耦合,实现矿集区2 000m以浅三维成矿系统结构"透明化"展示。多元数据三维地质模型可为验证成矿模式、提取示矿信息、构建找矿模型及三维找矿预测等提供信息支撑,该建模技术已在铜陵矿集区实践验证并取得良好效果,可为其他地区开展类似工作提供借鉴。     

还原性含碳质围岩在斑岩铜矿成矿中的作用

斑岩铜矿是最重要的铜矿资源类型, 高氧逸度岩浆是公认的评价斑岩成矿的有效指标。硫在成矿岩浆中主要以硫酸盐形式存在, 在矿石中则以硫化物为主。什么触发了高氧化性成矿岩浆热液的还原与成矿？这是关系斑岩铜矿形成机制和高效评价的重大科学谜题。前人关注的焦点是成矿母岩浆的起源与演化, 还原性围岩在成矿中作用长期被忽视。还原性围岩主要有两种: 富碳质围岩和富亚铁围岩。本文在前人工作基础上, 以甲玛、德兴、普朗等大型-超大型斑岩铜矿为例, 研究了斑岩铜矿的空间分布与含碳质围岩之间的关系, 发现斑岩铜矿围岩中普遍发育黑色含碳质地层, 并在成矿过程中普遍发生褪色蚀变; 发现蚀变围岩和矿床中方解石和矿石矿物流体包裹体的δ13CV-PDB值普遍较低, 与沉积碳酸盐围岩的值显著不同。首次提出并论证了含碳质围岩中甲烷等还原性气体组分的加入可能是引发斑岩成矿系统氧化-还原转换和矿质沉淀的关键。CH4沿构造裂隙扩散进入斑岩成矿系统, 无需成矿斑岩与围岩直接接触即可将成矿溶液中SO2– 4还原, 解决了困扰矿床学家多年的一道难题。围岩中碳质含量高, 产生的甲烷数量大, 可将成矿热液中SO2– 4在斑岩体内全部还原, 形成金属硫化物沉淀, 则矿体主要产在斑岩体之内; 围岩中碳质含量低, 产生的甲烷数量不足, 则矿体主要赋存于斑岩体与围岩的内外接触带。含碳质围岩中还原组分即可在岩浆阶段加入, 也可在热液阶段加入。在岩浆阶段加入将造成岩浆还原, 形成“还原型斑岩”, 易导致成矿物质分散, 不利于形成大矿富矿; 在热液阶段加入, 对成矿更有利。“高氧化性斑岩+还原性富碳质地层/富铁火山岩”是高效评价斑岩成矿的新指标。     

铜陵深部成矿与找矿方向探讨

从铜陵地区成矿的地质条件和成矿地质特征出发,笔者系统总结前人的研究成果,对铜陵矿集区的深部成矿作用与过程进行了深入探讨。构造分析显示铜陵地区盖层具有多期多个变形系统,以上褶下断为主,志留系以下的地层变形性质可能已经改变;岩浆作用显示含矿岩体以同熔型花岗岩类为主,岩浆岩具有明显的成矿专属性特征,与铜金矿关系密切的岩石主要属高钾钙碱性系列岩石,成铁、硫的火山-侵入体主要为橄榄安粗岩系列。岩浆岩空间分布主要受构造控制,岩浆热液的运移深部以中尺度渗流为主,浅部以"岩脉"式上侵,成矿岩体与围岩存在一定的耦合关系,成矿时代以燕山期为主。通过对矿床的分布、类型及成矿规律的总结,结合成矿预测理论,对研究区的成矿部位、类型及地段进行了预测,对铜陵地区深部找矿的方向有一定指示意义。