江南造山带深部边界及成矿制约：来自综合地球物理的认识

江南造山带位于组成华南大陆的扬子地块和华夏地块之间，是揭示华南陆块演化及其动力学过程、探索该地区大规模岩浆多金属成矿作用的关键窗口。前人在构造学、岩石学和矿床学等方面取得了诸多进展，但仍对江南造山带的深部结构认识不明，导致对其定义、边界范围、形成时代及演化过程等方面长期存在争议，故亟需开展综合地球物理探测工作，为解决上述争议问题提供约束。鉴于后期构造运动对上地壳大幅改造的影响，致使对于江南造山带的深部边界存在不同认识，本文以重力数据和航磁数据为主、辅以大地电磁测深结果、并与水系沉积物地球化学资料相结合，厘定江南造山带的深部边界。综合重磁多尺度边缘检测、深部电性结构及75种元素水系沉积物地球化学数据聚类分析结果，推测钦杭结合带可能为江南造山带东南侧深部边界，并推断了江南造山带北部可能的深部边界和周缘的断裂构造。基于上述结果和认识，分析了区域构造对金、铜矿床的控制作用，认为江南造山带深部边界及深部断裂扮演了成矿系统中“导矿通道”的角色，从深大断裂形成之初就提供了铜、金等幔源成分为主的矿物质，在合适位置就位成矿；后期复杂的构造运动，使得局部位置再次活化，成矿物质重新富集迁移，在次级断裂等有利...     

江南造山带中段地壳结构与成矿启示：基于广昌-浏阳剖面接收函数的认识

江南造山带位于华南大陆扬子块体和华夏块体之间，其深部地壳结构与变形特征记录了扬子块体与华夏块体拼合与相互作用的痕迹，且在其内部与邻区发育了丰富的多金属矿床，并形成了巨型Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金属成矿带，是深化认识华南大陆地壳演化、岩浆作用与成矿系统的关键地域。针对华南大陆地区的地壳结构与成矿过程，国家科技重点研发计划“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”项目在该区实施了一条密集宽频带地震流动探测剖面，旨在探测其深部结构与物性变化特征和深部成矿背景。本文利用其中江西广昌-湖南浏阳段长320km的宽频带地震流动台站数据开展了远震P波接收函数研究，获得了剖面辖区深部地壳结构和V_p/V_s变化特征。研究结果表明：(1)剖面Moho界面深度在29～35km之间变化，呈近穹窿状分布，平均Moho界面深度为31km左右，低于全球大陆地壳平均值，且与地形高程在整体上呈镜像相关，均衡程度较好；(2)剖面沿线地壳V_p/V_s在1.64～1.83之间呈波浪状起伏变化，平均值为1.72左右，且华夏块体略高于江南造山带...     

长江中下游宁芜火山岩盆地深部结构特征——来自反射地震的认识

宁芜火山岩盆地是长江中下游成矿带的重要组成部分,盆地内广泛产出玢岩型铁矿床。为探讨宁芜火山岩盆地深部结构,作者完成了三条穿越宁芜火山岩盆地的深反射地震剖面。三条剖面的长度不一,NW01剖面长度42km,NW02长56.3km,NW03长27.1km。三条剖面的排列长度都为720道,采样间隔2ms,记录长度16s。因为本文的主要研究对象是宁芜火山岩盆地上地壳的结构特征,因此只用了总记录长度的前4s数据。通过本次研究揭示了宁芜矿集区的上地壳精细结构、岩浆和断裂系统的空间展布形态。不仅验证了以往对盆地的部分认识,而且给出了新的认识。(1)发现了直接控制盆地火山-岩浆活动的南东和北西边界断裂并非人们经常认为的两大基底深断裂:方山-南陵断裂和长江断裂带,而是北西向F1和南东向F2断裂;(2)宁芜火山岩盆地以马鞍山-薛津断裂为界向北北东方向滑脱,造成了盆地南西高北东低的隆凹构造格局;(3)阐明了就位于盆地下方的为火山-岩浆活动提供补给和热源的岩浆房的空间展布特征;(4)清晰地厘定了盆地内的断裂系统,其中最主要的断裂是隐伏于宁芜火山岩盆地深部的控制深部岩浆活动的盆中基底断裂(BCF),控制着深部岩浆岩的空间展布格局并对宁芜火山岩盆地的地层和断裂系统有强烈地改造作用。本文的发现为宁芜火山岩盆地深部结构认识、成矿预测及成矿动力学分析提供了可借鉴的证据。     

武陵—江南造山带中段地壳结构及其物质组成差异——基于地球化学和地球物理异常特征研究

区域深部结构和物质组成差异与成矿成藏及其保存具有密切关系。武陵—江南造山带中段区域西部地区是我国重要的含油气地区,中东部则以盛产铅锌等金属矿产为特征。本文通过对研究区地球化学和地球物理异常特征进行研究,探讨研究区地壳结构和物质组成差异的地球动力学背景。地球化学聚类分析结果表明武陵山—江南造山带中段不同块体之间在物质组成及元素富集规律上存在较大差异,推测与深部具有不同的构造特征有关。区域重、磁、震地球物理研究表明东部隔槽式褶皱断裂构造系统发育,且在中下地壳发育有大尺度叠瓦式逆冲断层;西部仅在上地壳尺度存在隔挡式褶皱。区内南北重力梯度带为纵贯中国南北的大兴安岭—太行山—武陵山重力异常梯度带的南段,它将华南陆块明显地分为东西两大部分。东西两部分的地质构造格局、地壳厚度以及地形地貌等方面都有巨大差别,地球物理属性差异揭示梯度带东侧构造演化主要受古太平洋西向俯冲及其远程应力作用影响,与中生代晚期古太平洋俯冲角度/方向和(或)后撤引发挤压-构造伸展体制转换有关。地球化学和地球物理综合研究表明不同块体的相互作用为湘西—鄂西成矿带成矿提供了有利条件,成矿带与齐岳山断裂和江南造山带边界交汇区域具有多处明...     

江南造山带西段新元古代构造演化——来自湘西怀化辉绿岩中辉石、黑云母成分的启示

关于江南造山带的新元古代构造演化背景素有地幔柱—裂谷模型、岛弧模型及板块—裂谷模型之争,其争论的焦点在于扬子与华夏板块碰撞的具体时间,以及聚合后裂解的动力学环境。本文选取江南造山带西段湘西怀化地区~788 Ma辉绿岩中的单斜辉石和黑云母为研究对象,采用电子探针和激光剥蚀—等离子体质谱仪对其化学成分进行了精确测定,以期进一步约束该地区的成岩构造背景。怀化辉绿岩中的单斜辉石可分为普通辉石和透辉石两种,根据单斜辉石的n(Ca)/ n(Al)值（3.48~7.15）和高w(Ti)/w(Eu)值（>1500）的特征,本文判断江南造山带西段的新元古代地幔可能遭受了硅酸盐熔体和俯冲流体的多重交代作用。单斜辉石温压计的估算结果表明,普通辉石的结晶温度为1080~1112 ℃,结晶压力0.3~0.6 GPa,对应的深度为9.1~20.8 km;而透辉石的结晶温度为1237~1274 ℃,结晶压力1.0~1.32 GPa,对应的深度为31.8~42.6 km。综合单斜辉石和黑云母的微量元素特征（单斜辉石的Al、Ti、Ca、Na等元素和黑云母的Mg、Fe等元素）、岩浆系列和构造环境判别图解,表明该区的亚碱性拉斑玄武质岩浆来自于上地幔顶部与地壳结合的部位,是软流圈地幔部分熔融产生的板内碱性玄武质岩岩浆上升到浅部发生结晶分异作用形成的。结合区域的构造演化特征,本文提出一种三阶段的改进板块—裂谷模型,用以描述江南造山带西部的新元古代构造背景。     

江南造山带西段新元古代构造演化——来自湘西怀化辉绿岩中辉石、黑云母成分的启示

关于江南造山带的新元古代构造演化背景素有地幔柱—裂谷模型、岛弧模型及板块—裂谷模型之争,其争论的焦点在于扬子与华夏板块碰撞的具体时间,以及聚合后裂解的动力学环境。笔者等选取江南造山带西段湘西怀化地区～788 Ma辉绿岩中的单斜辉石和黑云母为研究对象,采用电子探针和激光剥蚀—等离子体质谱仪对其化学成分进行了精确测定,以期进一步约束该地区的成岩构造背景。怀化辉绿岩中的单斜辉石可分为普通辉石和透辉石两种,根据单斜辉石的n(Ca)/n(Al)值(3.48～7.15)和高w(Ti)/w(Eu)值(>1500)的特征,笔者等判断江南造山带西段的新元古代地幔可能遭受了硅酸盐熔体和俯冲流体的多重交代作用。单斜辉石温压计的估算结果表明,普通辉石的结晶温度为1080～1112℃,结晶压力0.3～0.6 GPa,对应的深度为9.1～20.8 km;而透辉石的结晶温度为1237～1274℃,结晶压力1.0～1.32 GPa,对应的深度为31.8～42.6 km。综合单斜辉石和黑云母的微量元素特征(单斜辉石的Al、Ti、Ca、Na等元素和黑云母的Mg、Fe等元素)、岩浆系列和构造环境判别图解,表明该区的亚...     

秦岭——大别造山带与江南造山带的差异隆升过程:来自江汉盆地中新生代沉积记录的证据

江汉叠合盆地地处扬子地区中部,夹持于秦岭——大别造山带与江南造山带中段之间,是中生代中期以来在扬子浅海台地基础上发育起来的典型海陆交互相-陆相叠合盆地,其中充填了厚逾10000m的中三叠世-新近纪陆源碎屑岩系。据印支期以来的造山活动历程与成盆演化特点,将盆山耦合过程划分为造山前期、主造山期、造山后期与非造山期4个阶段,将盆地充填层序划分为陆架边缘、前陆、断陷和坳陷4个(盆地世代)超层序。依据盆内沉积物碎屑组份分析,发现中三叠世江南造山带进入强造山活动期,白垩纪末进入造山带坍塌后的活动平静期;秦岭——大别造山带的主造山活动阶段为晚三叠-早侏罗世,古近纪末处于非造山活动相对平静阶段。盆区整体呈现东部造山活动早,山带隆升早,持续时间长,剥露地层较快较早进入变质岩层段;西部造山活动时间晚,隆升时间相对较晚,剥露地层在早侏罗世初期才依次切入变质岩层段;盆地南、北缘山带总体呈现多幕式差异隆升过程。     

江南造山带中段大湖塘同构造花岗斑岩的成因——锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

大湖塘钨多金属矿床位于江南造山带之九岭-鄣公山隆起西段。本文对大湖塘与成矿有关的燕山期花岗斑岩开展了锆石U-Pb年代学、地球化学、Nd-Hf同位素研究。结果表明,较早期(成矿期)大湖塘花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为146.01±0.78Ma。花岗斑岩具有高硅富碱的特征和较高的分异指数DI,结合主、微量元素特征,该花岗斑岩应属于高分异的S型花岗岩。Rb/Sr、Rb/Nb比值都明显高于上地壳所对应的均值0.32和4.5,也都大于中国东部上地壳所对应的均值0.31和6.83,表明其源自成熟度较高的地壳物质。Nb/Ta和Zr/Hf比值明显低于正常花岗的Nb/Ta比值11和Zr/Hf比值33~40,而且存在REE四分组效应,说明在岩浆演化晚期存在流体-熔体的强烈作用。不均匀的Hf同位素组成[εHf(t)=-19.9~-5.3;tDM2=1.54~2.46Ga]显示该花岗斑岩主要是由年龄为1.9~1.6Ga的前寒武古老地壳(可能是双桥山群)和部分基性岩熔融形成的,并且混入了少量扬子克拉通晚太古代的基底岩石(2.5Ga)。较早期花岗斑岩A/CNK值均大于1.15,暗示其不应为火山弧花岗岩,应属于同构造(同碰撞)花岗岩,而较晚期花岗斑岩在构造判别图解上则显示出后碰撞特点。较早期和较晚期花岗斑岩形成的构造背景演化过程,表明本区经历的从挤压向伸展转变的"挤压-伸展旋回"过渡期持续了约11Ma。正是长达11Ma的"挤压-伸展旋回"为本区多期成岩作用所必需的动力持续供给提供了充分的时间,而这也是本区能够发生大规模W-Cu成矿作用的一个重要的地质前提。     

对超基性—基性岩中锆石成因、来源及其U- Pb年龄的探讨——以江南造山带西段为例

对超基性—基性岩中锆石成因及其来源的解释直接关系到岩石成岩时代的准确厘定。江南造山带西段（包括桂北、黔东和湘西地区）的新元古代变质地层中分布有大量的超基性—基性火山岩和侵入岩,过去的研究认为它们都形成于新元古代,是四堡造山阶段和造山后裂谷阶段的产物。对前人近年发表相关岩石的锆石U- Pb测年数据的分析,结合笔者等对该地区多件基性岩中锆石的LA- ICP- MS测年结果,发现部分超基性—基性岩中普遍存在少量古生代,甚至中、新生代的年轻锆石。通过锆石形态及阴极发光特征分析,认为这些年轻锆石并不能一概用后期热液改造或挑样过程中混入来解释。本文抛砖引玉,旨在引起国内同行对超基性—基性岩真实成岩年龄解释的探讨。如果以往对这些超基性—基性岩中锆石成因及成岩时代的解释存在问题,将区域上多期岩浆热事件混为一谈,那么对江南造山带西段的构造演化历史需要重新解读。     

江南造山带东段800～780Ma陆内裂谷岩浆活动——来自浙皖赣邻区约790Ma铝质A型花岗岩的证据

对江南造山带东段浙皖赣邻区的灵山花岗斑岩进行了同位素年代学和岩石地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果表明,灵山花岗斑岩形成于791.8±2.6Ma。在岩石地球化学组成上,灵山花岗斑岩具有高Si,高TFe O/(TFe O+Mg O)值,低Mg、Ca、Mn和P,显示出过铝质的特征(A/CNK=1.04~1.18);微量元素富集Rb、Ga、Th、Zr、Y,贫Sr、P、Ti、Ba;稀土元素总量较高,轻、重稀土元素分异较明显,并表现出强烈的负Eu异常,这些特点与典型的铝质A型花岗岩一致。地球化学特征和前人研究成果表明,灵山花岗斑岩形成于陆内裂谷环境,最有可能来源于早期初生地壳的部分熔融。结合前人研究成果认为,800~780Ma的岩浆活动是华南新元古代一期重要的构造岩浆事件,该期岩浆活动不仅在华南新元古代盆地的形成过程中扮演了重要角色,而且在该时期构造环境的探讨、板溪期沉积旋回时限的标定等方面都发挥了重要作用。