胶东西北部金热液成矿系统内部结构解析

成矿系统研究可划分为系统外部环境与内部结构2个方面, 外部环境分析立足于代表性成矿带———矿集区宏观地质背景的深入解剖, 着重揭示地球圈层的内部结构和构造体制转换-岩浆活动-流体汇集多种事件的耦合作用对成矿单元内部成矿流体活动与大规模成矿事件启动机制.内部结构研究主要通过矿田-矿床-矿体等多个尺度构造-流体-成矿作用的解析, 解剖矿体-矿化网络的时空结构, 查明成矿流体物理输运机理及元素的富集-输运-沉淀过程.以胶西北矿集区为例, 从分析系统内部结构的视角出发, 力图查明系统外部地质背景对矿集区内部成矿作用的影响, 并建立成矿系统内部各成矿要素(成矿产物、成矿过程等) 的内在联系; 作为成矿学研究思路的一种新的尝试, 深化区域成矿作用认识有一定推动作用.研究发现, 区域构造体制转换所引发的胶西北矿集区应力-应变场性质转变不但启动了区域成矿活动, 成矿活动在由压剪向张剪过渡的时空界面发生; 而且还造就了复杂多变的控矿构造形迹, 由于空间构造形迹及力学性质的差异, 导致了区域成矿的多样性.应力-应变场性质的变化引起流体各项物理化学参数发生了突变, 并引发成矿物质的富集沉淀, 成矿过程中流体一则由氧化状态向还原状态稳定过渡; 而不同构造形迹控制下的流体运移方式差异则是导致成矿多样性的内因; 成矿过程具复杂性, 其主要表现为矿体金品位和厚度的空间分布多重分形特征、蚀变分带的自相似性、成矿作用的突发性及成矿产物的多样性.      

鄂尔多斯盆地多种能源矿产分布及其构造背景

借助“成矿系统”的思维, 探讨鄂尔多斯盆地成矿(藏)系统形成机制及其构造背景.盆地于中生代处于大地构造体制转折的重要阶段, 盆地边缘的造山活动显著, 盆内亦分别于晚三叠世、晚侏罗世与晚白垩世左右发生过3次构造热事件.区域构造体制转换事件导致了多种成藏(矿)作用的发生.盆地内部的构造热事件引发了有机流体的活动, 周缘造山作用产生了向盆内流动的无机含铀热液.有机和无机流体的活动过程中存在相互作用, 有机流体的存在形成氧化-还原障, 导致无机流体关键物理化学参数的转变, 在氧化-还原界面处成矿.突变成矿和界面成矿是多种能源矿产成矿过程的主要机制.      

大陆动磁变化对成矿元素富集的影响——以吉林夹皮沟矿集区为例

多次交变的应力引起岩石磁性的变化称之为动磁。本文以吉林夹皮沟矿集区为例,通过磁力与成矿元素之间吸引或排斥关系,应力与岩石磁化率和应力与岩石剩余磁化强度等变换规律,探求大陆动磁变化对成矿元素富集的下列影响。1)当铁矿层或磁铁石英岩层褶皱时,金元素易在磁铁矿含量高、动磁强度大的部位(即褶皱转折端或两翼)富集。2)对非铁磁性介质,构造透镜体中的含金性既与低压区有关也与高压区有关,两者共性是沿磁能加大的方向有利于金元素的富集。对含矿围岩则相反,岩石磁性强、弱与岩石含金量呈反比。3)流体内非铁磁性物体动磁的变化对成矿元素富集的影响,主要表现在物体的总力—位移—剩磁—运行轨迹—成矿元素分异和富集的对应关系上。4)大陆动磁频度变化对成矿元素富集的影响,反映为同一构造带大陆碰撞频度与动磁强度呈反比,元素富集不明显;而不同方向构造叠加的频度与动磁强度呈正比,有利于元素富集。这些影响将拓宽和加大大陆动力学与成矿作用间的研究内容和深度。     

胶东成矿省巨量金成矿模型:来自地壳速度结构的约束

为理解地壳结构对超大规模造山型金成矿系统的控制作用,布设了一条NWW-SEE向穿越胶东金成矿省的宽频带流动台阵,通过噪声成像获得地壳S波速度结构.结果显示,在金矿省12～20km深度处存在一个显著的低速带(LVZ),可能为与成矿作用有关的热液蚀变带;在矿化规模和强度更大的成矿省西部下方8～12km处发育高速异常体,可能含有大量斜长角闪岩类组分,为金成矿提供部分物质来源.此外,成像结果还显示,在成矿省西部和东部分别发育犁式断层系统和陡倾斜断层系统.结合地壳速度结构特征及区域上金矿化与镁铁质岩脉有密切时空关系的地质事实,文章提出了基于地震学约束的胶东地区金成矿过程模型:镁铁质岩浆的积聚和脱气导致大规模成矿之前在中地壳形成热液蚀变带(LVZ);后来,随着上升流软流圈的加热,壳内蚀变带释放出含金流体,在犁式断层系统向上运移的过程中又可能从上地壳斜长角闪岩等岩石中萃取出部分金等成矿物质,形成富金流体;随后,富金流体继续沿不同的断层系统向上运移并因条件改变而发生矿质沉淀,在西部以韧-脆性为主的犁式断层系内形成大规模的蚀变岩型矿石,而在东部陡倾斜脆性断层系内形成规模相对较小的石英脉型矿石.     

再论三江特提斯复合成矿系统

复合造山与复合成矿是中国区域构造演化与成矿的典型特色,其复杂的成矿物质来源、多变的构造驱动机制、丰富的成矿作用类型以及多期的活化改造过程一直是区域成矿理论研究的热点。西南三江特提斯造山带是中国复合造山的典型缩影,其经历了古生代与中生代原—古—中—新特提斯增生造山和新生代印度-欧亚大陆碰撞造山演化过程,具有复杂的复合造山演化时空格架。为系统阐释复合造山背景下的复合成矿作用,更科学地指导区域找矿勘查工作,本文在详细解析三江特提斯复合造山的基础上,依据成矿系统理论划分出与增生造山相关的原特提斯、古特提斯、中特提斯、新特提斯和与碰撞造山作用相关的挤压褶皱、拆沉伸展、挤压走滑、伸展旋扭等成矿系统;发现复合成矿作用显著,并识别出四类5个主要复合成矿系统,包括昌宁—孟连带增生-碰撞造山海底喷流(VMS)型Pb-Zn-Cu+岩浆热液型 Mo-Cu、义敦岛弧和腾冲—保山地块增生+碰撞造山岩浆热液型 Cu-Mo-Sn-W、兰坪盆地碰撞造山盆地卤水(MVT)型Pb-Zn+岩浆热液型 Cu-Pb-Zn-Ag 和扬子西缘碰撞造山富碱斑岩Au-Cu-Mo+造山型Au;详细解剖各复合成矿系统组成要素和形成机理,据此凝练出复合成矿系统理论,即指复合造山构造转换时空域中不同时期多种成矿作用或者同一时期不同成矿作用复合形成的地质系统;提出构造转换复合于早期岛弧带或者裂谷带是形成复合成矿系统的主要机制。