矿田构造岩相学填图理论及应用

开展成矿蚀变−构造岩相解析建相和建模预测研究已成为矿田构造与找矿预测的创新方向之一。文章对国内外8类重要的成矿蚀变−构造岩相模型和形成机制进行论述总结,南美洲智利科皮亚波地区IOCG型矿田受到主岛弧带−弧相关盆地及岩浆叠加−盆地变形样式的复合控制,而中国云南东川沉积岩型铜矿床(SSC型)+IOCG型铁铜矿田受陆缘裂谷盆地、盆地变形构造样式和岩浆叠加侵入构造系统的复合控制。中国内蒙古甲−查浅成低温热液型银铅锌矿田受火山洼地、火山穹隆构造、火山岩岩相类型和火山热液隐爆角砾岩的复合控制,而深成岩浆弧控制了蒙古国南戈壁斑岩型金铜钼−浅成低温热液金银矿田;中国秦岭热水沉积型(SEDEX)银铜铅锌−菱铁矿−重晶石矿田受到陆缘拉分盆地内三级热水沉积盆地、同生断裂带和热水沉积岩相的控制。大陆造山带内不同层次的脆韧性剪切带,控制了金矿田和金钼多金属矿田定位。在新疆塔西盆−山−原镶嵌区盆地系统内,侏罗系煤系烃矿源岩是金属矿田和天然气气田的成矿成藏物质供给源区;乌拉根砂砾岩型天青石−铅锌矿田受到山前挤压—伸展转换盆地、气成热流柱构造和山前冲断褶皱带的复合控制;萨热克铜多金属矿田赋存于旱地扇杂砾岩,受到对冲式厚皮型逆冲推覆断裂带和幔源热流柱带的复合控制。其中在矿集区−矿田尺度上,电气石热流柱构造、岩浆气囊构造、复合岩溶构造岩相等是成矿蚀变−构造岩相的3种新类型;在归纳前期对矿田构造岩相、矿田构造古地理单元和典型矿田构造岩相形成机制研究基础上,文章提出了矿田成矿蚀变−构造岩相类型的新划分方法和划分原则方案,并划分确定了12种变形构造岩相类型。研究成果为矿田构造研究和找矿预测提供了新理论和新方法支撑。

构造物理化学的理论纲要和应用前景

构造物理化学是地质力学在“构造结合建造”领域兴起的研究方向,发展为探讨构造作用过程中岩石物理变化与化学变化相关性的交叉学科领域。针对“构造力能否影响化学平衡”的地球科学难题,作者开展矿田地质构造的深入研究,进行构造力影响压力的探索。构造应力场可以分解为两部分:一部分是应力差,使岩石发生变形;另一部分是平均应力部分,即各向相等的正压应力状态,使岩石体积变化。后者称为“构造附加静水压力”。“构造附加静水压力”叠加在其地质作用引起的压力之上,改变该点的压力并影响其他物理化学条件,由此控制成岩成矿地球化学过程。构造物理化学是研究“构造力改变物理化学条件进而影响化学过程”,即研究构造引起的构造附加压力、温度等物理化学条件及其控制物理化学过程的领域。构造物理化学和“成矿深度构造校正”等理论方法预测胶东金矿深部存在“第二富集带”已得到证实,为胶东成为全球第三大金矿区提供了理论和方法方面的支撑。经过30多年科研和找矿实践,构造物理化学产生了广泛学术影响;中国地质学会地质力学专业委员会1996年设立“构造物理化学专业学组”,中国地球物理学会2018年批准成立“构造物理化学专业委员会”。构造物理化学需继续深入研究的问题有:构造附加静水压力问题,构造作用影响温度问题,构造作用改变岩石物理性质问题,构造作用影响地质P-T相图问题,还要发展“构造结合建造”的构造变形岩相观测研究方法等。构造物理化学在地壳异常压力和地壳深部压力状态、构造对油气的驱动和圈闭问题、成岩成矿深度的构造校正测算和隐伏矿床预测、超高压变质带的“构造增压壳内成因”问题、煤变形-变质作用的物理化学条件、临界成矿的热力学分析、地震灾害流体对于岩石系统的构造物理化学约束以及构造变形岩相基础上的地球物理勘查等方面推广应用已取得长足进展,且具有广阔的发展前景。

滇东地区裂谷盆地内火山-侵入岩序列与金属成矿

碱性岩浆对金属成矿和金属矿集区有独特控制作用,因火山—侵入岩序列与金属成矿和岩浆叠加侵入构造系统识别难度大,长期制约了深部勘探和找矿预测。本文以云南东川铁铜金矿集区(元古宙陆缘裂谷盆地)和个旧锡铜钨铯铷多金属矿集区(三叠纪弧后裂谷盆地)为主,采用大比例尺构造岩相学填图新方法,解析研究了碱性岩浆活动有关的火山—侵入岩侵入序列与岩石组合、裂谷盆地演化和岩浆叠加侵入构造系统,揭示了它们与滇东地区铁氧化物铜金型(IOCG)、铜钴-金红石-稀土和锡铜钨铯铷多金属矿叠加成矿内在关系。研究认为:①云南东川铁铜金矿集区内,新太古代末期碱性岩类以方解石钠长岩(2520±14 Ma)和碱性铁质苦橄岩(2529±77 Ma)为主。新太古界—古元古界小溜口岩组(>2.50Ga)顶部古岩溶风化壳,受中元古代火山喷发—岩浆侵入构造叠加再造形成了特殊单元(独立填图单元,2.50~1.80Ga),它们是铜钴-金红石-稀土矿床的新找矿层位。②在中元古界因民组一段内,铁钠质碱性基性岩、铁钾质粗面岩和铁质碱性辉绿辉长岩等岩石组合形成于因民期火山断陷成盆期。因民组二段和三段是稀矿山式铁铜矿床储矿层位,铁铜矿层下盘铁钾质粗面岩为独居石型稀土成矿层位。在格林威尔造山期碱性钛铁质辉长岩(1097~1047 Ma)-碱性钛铁质闪长岩-碱性二长斑岩等碱性钛铁质侵入岩体,形成了白锡腊深部IOCG矿床和金红石富集成矿。③在个旧三叠纪弧后裂谷盆地内,三叠纪碱性苦橄岩和碱玄岩中形成了Sn-Cu-Zn-Li-Rb-Cs初始富集;在晚白垩世浅色花岗岩叠加成矿作用下,形成了金云母矽卡岩型锡铜钨铯铷矿床。④裂谷盆地内早期碱性岩中初始富集金属与后期富含成矿金属的碱性侵入岩叠加成矿可能是金属超常富集机理。在东川地区岩浆叠加侵入构造内,岩浆热液角砾岩筒对铜钴-金红石-稀土元素叠加富集成矿控制显著;在个旧地区,浅色花岗岩侵入于碱性苦橄岩-碱玄岩中,对金云母矽卡岩型锡铜钨钴铯铷矿床的叠加富集成矿控制显著。

内蒙古额济纳旗格日勒图铜多金属矿成因及找矿潜力

内蒙古珠斯楞地区为我国北山成矿带的东延区,格日勒图铜多金属矿是近些年在该区发现的重要铜多金属矿床,矿床赋存于上石炭统白山组上段(C_(2)b^(2))火山岩中。为研究该矿床的成因类型,本文开展了矿石矿物组构、矿石地球化学、石英包裹体和矿物电子探针等分析测试。结果表明,矿石中的脉石矿物主要为石英,石英中包裹体气液比15%~40%,均一温度156℃~395℃,平均温度为308.7℃。盐度(wt%NaCl)2.41~6.64,平均为4.34,属于低盐度中高温流体。石英中的气体包裹体可分为两种类型,一类为N_(2)+CH_(4),另一类为N_(2)。综合研究认为该矿床的成因类型为岩浆热液型矿床。铜多金属矿体在垂向具有明显的分带,上部发育高品位的次生富集带,金属硫化物主要为蓝辉铜矿、辉铜矿、黄铁矿、闪锌矿和少量的砷黝铜矿、黄铜矿等;下部主要为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和砷黝铜矿等。矿床的形成可初步划分为火山沉积成岩期、岩浆热液成矿期和表生成矿期。研究认为在该矿床深部及外围地区依然具有较大的找矿潜力。

智利月亮山地区中生代侵入岩成因及其构造意义:来自锆石U-Pb年代学、岩石地球化学的制约

月亮山铁铜矿区处于智利中北部海岸山带铁氧化物铜金矿(IOCG)成矿带上,位于一级控矿构造阿塔卡玛(ATACAMA)断裂带的南缘。全岩地球化学研究表明,本区二长闪长岩性质具有钙碱性、准铝质特征,其La/Nb比值大于1.5,La/Ta比值大于22,微量元素图显示均显著亏损Nb、Ta和Ti,表明二长闪长岩岩浆的源区起源于与俯冲相关的岩石圈地幔。二长闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(108.2±1.9)Ma,表明其为早白垩世晚期的岩浆活动的产物。构造环境分析表明,太平洋纳斯卡板块向南美板块俯冲过程中,形成本区南北向的ATACAMA断裂带(AFZ)与母岩浆,深层岩浆侵位经过部分熔融、结晶分异过程形成了闪长岩岩体,与本区IOCG矿床的形成关系密切。

沉积矿床中重要(变价)金属元素与古海洋环境关系综述--以新元古代-早古生代扬子板块周缘为例

对氧化—还原敏感元素和生命必需元素地球化学性质和相关沉积矿产形成机制及其时空分布特征的分析、总结和归纳,有助于对古海洋环境演化与相关沉积矿产形成关系的深入认识,这对沉积矿床学理论的发展具有重要意义。新元古代南华纪—早古生代早志留世,扬子板块周缘黑色岩系中依次沉积了举世瞩目的南华纪锰矿、震旦纪—早寒武世沉积磷块岩、早寒武世重晶石矿、镍—钼—钴多金属矿、钒矿和早志留世铀矿的完整沉积矿床系列,不同时代地层、同一时代不同沉积环境地层赋存不同类型的沉积矿产,有必要对其成矿机理进行系统研究、总结和归纳。笔者等在对氧化—还原敏感金属元素、生命必需元素和海底热液元素等元素地球化学性质综述的基础上,兼论了它们在结合黄铁矿矿物学对氧化—还原环境、生物生产力和盆地限制性分析方面具体作用;进一步结合新元古代—早古生代扬子板块古环境演化特征,对扬子板块周缘特定时代中特定沉积矿产的分布、成因机理进行分析、总结和归纳;最终得出扬子板块周缘相关沉积矿产,是在全球氧化事件、冰期—间冰期、Rodina大陆裂解大背景下,海洋中成矿金属元素得到长期积累,在特定时代区域性海水—海底热液—生物作用(根据不同矿种各有侧重)影响下,在相关重要元素地球化学性质的控制下、局部区域特殊氧化—还原环境的控制下形成的特定矿产的初步认识。最后,结合相关沉积矿床研究中存在的问题,提出下一步解决方案与展望。

微纳米金颗粒对卡林型金矿成矿的指示

卡林型金矿中金的赋存状态一直是矿物学和矿床学的研究重点之一。我国右江盆地卡林型金矿中金的赋存状态长期存在纳米金颗粒(包裹体金)和晶格金之争(Feng Hongye et al.,2021)。黄铁矿在金矿床中通常作为主要载金矿物出现,其晶体内部结构及微量元素组份特征可以用来限定成矿流体的性质、来源与演化规律、反映成矿过程、约束矿床成因等,离散不可见金的形成途径.

西南天山西段有色金属资源基地生态资源环境评价

西南天山西段有色金属资源基地是中国重要有色资源基地之一,具有巨大的现有资源量及找矿潜力,同时面临着矿产资源开发利用与生态环境保护和寻求新的找矿方法促进资源基地发展的难题。本研究通过生态资源环境综合调查与评价,查明矿业开发对区域生态环境的影响,创建了生态-环境-资源-社会-经济五位一体的综合评价技术方法,建立了生态环境资源功能区划方案,划分了鼓励开发区、限制开发区及禁止开发区,优化了资源配置,促进绿色矿业发展和生态文明建设。

西南天山中元古界阿克苏群原岩恢复与铜金富集成矿规律

西南天山萨热克地区沉积盆地下基底为长城系阿克苏群,岩石类型主要为石英片岩、黑云片岩、云母片岩和大理岩等,总厚度达6700 m,其中发现了多处铜金矿化点。研究表明长城系阿克苏群原岩主要以碎屑岩+碳酸盐岩为主,并含有一定的火山岩组分,岩石形成的构造背景表现为被动大陆边缘的陆源碎屑岩沉积,由于地壳的多次升降形成了多层碎屑岩+碳酸盐岩沉积,并伴有火山喷发沉积作用。从长城系阿克苏群黑云片岩锆石测年结果来看,其不一致线与谐和曲线上交点的^(207)Pb/^(206)Pb年龄(1609±190)Ma,推断长城系阿克苏群形成于中元古代。从长城系阿克苏群铜金矿化流体包裹体测试结果来看,热液流体主体平均温度为165.80~201.54℃,部分单个包裹体达到352℃,平均盐度(wt%NaCl)为16.87~18.40;金(铜)矿化包裹体中气相成分以CH_(4)为主,铜(金)矿化包裹体中气相成分以CO_(2)和N_(2)为主,含少量的CH_(4)。结合本区构造变形过程认为该区长城系阿克苏群的铜金矿化主要来源于该层岩石本身,构造运动使岩石发育大型褶皱断裂带和剪切破碎带,岩石中的Au、Cu等有用组分随着不断增加的温压变化而发生活化形成热液流体,富含Au、Cu等有用组分的热液流体沿构造裂隙或韧性剪切裂隙沉淀富集形成含铜石英脉或含金微细脉,热液流体在演化后期盐度(wt%NaCl)有降低趋势。本区不同岩(矿)石中硫同位素差异较大,这主要与其所处的不同形成环境有关,也与沉积盆地长期的构造演化有关。中元古界长城系阿克苏群为晚侏罗世—早白垩世沉积期重要的剥蚀物源区,为沉积型铜铅锌矿床的形成提供了一定的物质来源。

新疆西南天山西段有色金属资源基地资源环境技术经济综合评价

新疆西南天山西段作为中国重要的有色金属资源基地,面临着资源开发、经济发展、环境保护协调发展问题,将绿色矿山开发作为未来矿山开发的趋势。本文在生态资源环境综合地质调查基础上,以资源开发综合效益最大化为原则,采用层次分析法构建综合评价指标体系,结合模糊综合评价法对西南天山西段有色金属资源基地资源潜力、技术经济、环境影响进行一体化评价,提出优先开发区、重点勘查开发区和暂缓或禁止开采区三级勘查开发等级分区,为实现绿色矿业发展提供重要支撑。

内蒙古额济纳旗格日勒图铜多金属矿深部综合信息提取及其指示意义

内蒙古额济纳旗格日勒图铜多金属矿床位于成矿地质背景优越的北山成矿带,是近几年新发现的矿床,然而,前人针对矿床深部蚀变矿物类型、地质体磁化率、成矿及相关蚀变元素分布特征研究相对不足,制约了勘查效率的提高。本文以该矿床为例,使用便携式短波红外(SWIR)光谱仪、X射线荧光光谱仪(XRF)以及手持磁化率仪对矿区钻孔岩心蚀变特征、成矿元素分布特征和磁化率特征进行研究,识别出主要蚀变矿物有高岭石、钾伊利石、针铁矿、白云母、赤铁矿、埃洛石以及白云石等。在垂向上,从上至下与铜矿化关系密切的3类蚀变矿物组合依次为:埃洛石+白云石、白云母+铁镁绿泥石、高岭石+钾伊利石。成矿元素分布特征表明,Cu、Pb、Zn、Ag元素XRF分析结果与地质剖面中矿化层化学分析结果趋势基本一致,岩心中绢英岩XRF分析结果值较高,绢英岩化可作为重要的找矿标志,另外Fe可以作为判断地质体矿化信息指示性元素,As分布较集中于浅部矿层中,在矿化部位含量较高,认为As元素可以作为判定浅部矿化体的指示性元素。钻孔岩心显示磁化率有玄武岩>(矿化)绢英岩>绢英岩>流纹岩>安山岩、云母石英片岩的变化特点。研究结果表明,矿区内蚀变矿物组合关系、成矿元素分布特征、高磁化率对矿区勘查找矿具有理论指导意义。

河北蔚县山间外流盆地景观格局稳定性

蔚县山间外流盆地位于燕山—太行山生态环境涵养区。随着全域旅游示范区建设和城镇化加速发展,其景观格局受到干扰,人、地、环境关系紧张。研究蔚县山间外流盆地景观格局稳定性,对探索区域平衡发展意义重大。已有研究多集中在历史人文景观空间分布和保护更新方面,关于土地类型和地质环境下的景观格局稳定性研究较为缺乏,实践参考意义不足。本文根据土地利用类型特征和构造岩相学特征,对蔚县山间外流盆地景观格局进行了3级解构;选取景观单元表型结构指数和景观区构造岩相学指标,基于GIS平台,分别对景观单元和景观区的稳定性进行评估;讨论景观单元和景观区耦合结构下的景观格局稳定性及影响因素,并提出防治规划建议。结果表明:(1)蔚县山间外流盆地景观格局中包含62种景观类型,由耕地、林地、草地等11类景观单元及剥蚀侵蚀中低山基岩景观区、盆山过渡带景观区等6类景观区耦合构成,整体以壶流河为对称中心呈渐变镶嵌分布。(2)景观单元次稳定和次不稳定区面积分别为1911.61 km^(2)和1093.25 km^(2),累计占总面积的94%,景观区次不稳定区面积为2223.46 km^(2),占总面积的69%,景观格局次不稳定区和不稳定区面积分别为1603.36 km^(2)和880.78 km^(2),累计占总面积的78%。(3)景观格局稳定性受景观单元表型结构和景观区环境地质条件综合影响,基础级景观单元形状简单、分布聚集、规模大,中间级景观区远离断裂、地震活动性低、岩土体结构稳定、地形条件良好,高等级景观格局稳定。本研究成果可为蔚县山间外流盆地减灾防灾、空间规划及景观优化提供科学参考。

新疆萨热克巴依盆内构造样式及对萨热克大型砂砾岩型铜矿床控制规律

新疆乌恰县萨热克式大型砂砾岩型铜多金属矿床受萨热克巴依中生代陆内拉分断陷盆地控制显著,但该盆地内部构造古地理格架和构造样式不明。查明盆内构造样式特征,有助于提升对研究区内成矿规律认识和寻找隐伏矿体。采用构造岩相学填图新技术对该盆地内部构造样式及其对砂砾岩型铜多金属矿床控制规律进行研究,结果表明:(1)阿克苏岩群为盆地下基底构造层和半原地-异地地层系统。古生代地层为盆地上基底构造层和原地地层系统。早侏罗世成盆期为山前拉分断陷沉积形成的粗碎屑岩系,演进含煤碎屑岩系,最终为湖沼相黑色碳质泥岩-灰黑色粉砂岩-煤层。在中侏罗世主成盆期最大湖泛面以深湖相结晶灰岩、湖震相砾屑状泥灰岩-泥质砾岩和震积岩相泥灰质同生角砾岩等为标志,揭示三组NE向同生断裂带是成盆主控同生断裂带。早白垩世向上变粗的陆相碎屑岩系揭示该次级盆地萎缩封闭。(2)构造古地理格局为"三面环山,北西连通",在晚侏罗世初库孜贡苏期发生构造反转后,形成了周缘环山封闭式尾闾湖盆,为萨热克式砂砾岩型铜矿床形成提供了良好构造古地理格局。萨热克巴依次级盆地原型盆地为斜切西南天山造山带的山间盆地,构造动力学类型为中生代陆内拉分断陷盆地。(3)盆地内部构造样式(矿田沉积成岩成矿期构造系统)主要有裙边式复式向斜构造、NW向基底隆起构造带、古构造洼地、构造坡折带和同生断裂带、披覆褶皱等,这些构造样式和组合及后期构造变形样式对砂砾岩型铜多金属矿体控制明显。在隐伏基底隆起构造带上部受层间断裂裂隙带和岩相岩性带圈闭而聚集,推测矿质大规模聚沉机制为在该构造部位富烃类还原性成矿流体与岩相岩性多重耦合,富烃类还原性成矿流体与铜铁氧化物相岩石(含铜紫红色铁质杂砾岩类)强烈地球化学岩相学作用发育,强烈还原作用导致矿质大规模沉淀富集成矿。

新疆萨热克砂砾岩型铜矿床富烃类还原性盆地流体特征

新疆萨热克大型砂砾岩型铜矿床含矿地层为上侏罗统库孜贡苏组,与下伏下-中侏罗统煤矿形成"同盆共存"现象。在萨热克铜矿床的铜矿体内,构造裂隙中含较多沥青(有机碳含量达0.11%~2.55%),并与辉铜矿等铜硫化物共生。铜矿石中次生石英、方解石和白云石等胶结矿物包裹体含烃盐水类、含烃盐水-液烃共生类、含烃盐水-气烃共生类、轻质油类等四类富烃类盆地流体的包裹体。研究认为铜矿石中的有机质主要来源于下伏烃源岩煤层,当盆地深部富含有机质的还原性流体沿NE向构造裂隙上侵到渗透率较高的上侏罗统库孜贡苏组上段(J3kz2)砂砾岩层时,该层上部的下白垩统克孜勒苏群下段(K1kz1)褐红色粉砂质泥岩,与下部的上侏罗统库孜贡苏组下段(J3kz1)灰绿色粉砂质泥岩形成封闭的隔水层,还原性流体沿砂砾岩层发生水平渗滤扩散,与盆地中封存的地层水淋滤含铜赤铁矿质砾岩类后形成的含铜氧化相流体混合时,造成了辉铜矿的大量沉淀和碳酸盐等矿物的结晶析出,并沿砾石间隙充填分布。

甘肃红石山地区泥盆纪—石炭纪有限洋盆重建与蛇绿混杂岩深部结构

采用构造岩相学和构造-古地理单元恢复、AMT、地面高精度磁法等综合方法,对甘肃红石山和邻区泥盆纪—石炭纪有限洋盆进行重建,对红石山蛇绿混杂岩带进行构造岩相学解剖和深部探测。划分出5个构造层,前华里西期、华里西期、印支期、燕山期和喜山期。北部构造带为四顶黑山-雀儿山晚古生代岩浆弧相,中部构造带红石山蛇绿混杂岩带恢复为泥盆纪—石炭纪有限洋盆相+洋壳残片相,南部构造带为白山-狼娃山晚古生代岛弧相。蛇绿岩套从下到上的垂向单元为晚泥盆世—早石炭世变质超镁铁杂岩→堆晶超镁铁-镁铁岩→均质辉长岩和少量的辉绿岩墙→早石炭世扫子山期深水相硅质岩和含炭硅质细碎屑岩(有限洋盆相)。陆缘海相岛弧地体南北两侧为早石炭世扫子山期和白山期浅海相火山岛弧带。哈萨克斯坦板块南缘南向俯冲碰撞在敦煌地块北缘增生楔构造背景下,形成SSZ型蛇绿岩套。红石山构造-蛇绿混杂岩带与周缘地质体具有不同的构造岩相学边界,从北向南具有明显的4个构造岩相学水平分带,中心部位为超基性岩构造岩块单元,以糜棱岩相辉长岩和蛇纹石片岩为包络面的构造岩片(基质单元),蛇绿混杂岩带总体为无根状大型透镜体。红石山构造-蛇绿混杂岩带将两侧地质体卷入混杂岩带内,这种复杂镶嵌结构的构造岩相体有利于形成大型-超大型斑岩型金铜钼矿床、浅成低温热液金矿床和造山型金矿床。

新疆萨热克铜矿床铼-锇同位素年龄及其地质意义

新疆萨热克砂砾岩型铜矿床是萨热克巴依盆地近年来新发现的大型铜矿床,主成矿期与富有机质还原性盆地流体有关,铜矿石中的沥青-辉铜矿样品钼含量和铼-锇含量较高。其辉铜矿的w(Mo)为0.02%~0.03%,平均0.027%;w(Re)为6.066~5223 ng/g,w(Os)为0.0173~1.0063 ng/g。含辉铜矿沥青样品中的w(Re)为41.543~70.986 ng/g,w(Os)为0.1327~0.2118 ng/g。文章通过沥青-辉铜矿铼锇同位素定年,获得了3组成矿模式年龄和一组等时线年龄,结合矿床地质特征和矿石样品的矿物组合把该矿床的主成矿期划分为3个成矿阶段:(1)早成矿阶段(180±3)Ma^(220±3)Ma;(2)主成矿阶段(166.3±2.8)Ma和(3)晚成矿阶段(116.4±2.1)Ma^(136.1±2.6)Ma。研究结果表明,萨热克铜矿床中的辉铜矿最早形成于上三叠世—下侏罗世,可能主要呈微细粒状存在于富有机质还原性盆地流体中并随其进行迁移,辉铜矿大量重结晶沉淀成矿则形成于晚侏罗世之后,直至早白垩世结束。萨热克铜矿床这种成矿流体的长期活动可能与盆地深部隐伏基性岩浆的长期活动有关。

新疆乌拉根中-新生代沉积盆地和前陆冲断褶皱带对铜铅锌-天青石-铀-煤成矿控制规律

塔西地区是我国典型盆山原镶嵌构造区,乌拉根中-新生代沉积盆地为铜铅锌-石膏-天青石-铀-煤-天然气同盆共存富集区。这种特色陆内成矿单元因复杂构造形成演化史,多矿种同盆共存富集成矿内在关系不明。在对塔西地区构造岩相学垂向相序结构研究基础上,经原型盆地恢复、盆地动力学、盆地形成演化与构造变形史等综合研究,将构造-岩石地层系统划分为元古宙中高级变质断块(下基底构造层)、晚古生代地层(上基底构造层),下三叠统、侏罗系、白垩系、古近系和新近系为盆地充填地层体,认为乌拉根中-新生代沉积盆地经历了早三叠世-早侏罗世山体隆升与山前断陷山盆转换、早-中侏罗世主成盆期、中-晚侏罗世构造反转期、白垩纪-古近纪挤压-伸展转换主成盆期、新近纪陆内周缘山间盆地等五个主要期次。其中早侏罗世康苏期和中侏罗世杨叶期为聚煤期,形成了半环状煤矿带和煤系烃源岩。燕山早期(J2-3)和燕山晚期(K1-E1a)两次前陆冲断作用导致盆地发生构造反转,构造沉降-沉积中心从NW向转为近EW向。白垩纪-古近纪挤压-伸展转换成为主成盆期,盆地动力学为受同生断裂带控制。挤压走滑抬升隆起形成乌拉根半岛;走滑拉分断陷的构造扩容空间形成了乌拉根局限海湾瀉湖盆地,为克孜勒苏群和古近系提供了沉积容纳空间。阿尔塔什组底部热卤水沉积交代-改造型天青石矿床和石膏矿床形成于古近纪初。石膏岩-含膏泥岩-含膏泥质白云岩不但为区域滑脱构造面,也是阿克莫木天然气田良好的盖层。始新世伊普里斯阶-普利亚本阶(55.8~33.9 Ma)为铅锌-铀-天然气成藏成矿高峰期,与喜山早期三幕区域挤压构造环境和相关海退过程有显著的时间-空间耦合关系。中新世阿启坦阶-布尔迪加尔阶(23.03~15.97 Ma)形成天然气充注成藏事件。安居安组砂岩型铜矿床与该期天然气充注和西南天山隆升事件关系密切,主要与喜山中期区域挤压应力场、干旱气候环境下,在物质-时间-空间上耦合关系显著。综合研究认为,我国塔西盆山原耦合与转换的特色陆内成矿单元内,铜铅锌、石膏、天青石、煤、铀等矿床储矿层位和天然气田储集层形成于中-新生代陆内走滑拉分断陷成盆动力学背景下。铅锌-铀-天然气成藏成矿高峰期与喜山期多幕次的陆内挤压收缩体制关系密切。挤压应力场驱动了煤系烃源岩发生生排烃事件、成矿流体大规模运移和聚集。冲断褶皱带和向斜构造为圈闭构造。帕米尔北缘南倾北向冲断褶皱岩片与西南天山南缘北倾南向冲断褶皱岩片组成了对称型薄皮式冲断褶皱带。南天山深部盲冲型冲断带为叠瓦状后展式基底卷入型前陆冲断带。

论云南个旧锡铜钨三稀金属矿集区叠加成矿系统与垂向构造岩相学结构的关系

采用构造岩相学分带和变形筛分、宏观与微观构造岩相学研究相结合的方法,对云南个旧矿集区构造和叠加成矿系统进行研究,深入揭示了该矿集区内锡铜钨钴铯铷多金属战略矿产富集机制、叠加成矿作用与构造岩相学结构样式之间的内在关系。研究认为,该区发育前岩浆侵入期三叠纪弧后裂谷盆地、同岩浆侵入期岩浆侵入构造系统和构造样式、后岩浆侵入期岩溶构造样式,它们在不同时间域内发生了异时同位叠加成相成矿与同时异相分异作用,对个旧叠加成矿系统和锡铜钨钴铯铷多金属成矿作用具有显著不同的控制作用。锡铜钨铯铷多金属叠加成矿系统具有9个垂向构造岩相分带结构样式,从深到浅依次为:浅色花岗岩相(VTZ8)和岩浆气成热液结晶核相(VTZ9)为黑云母花岗岩(γK2a-b-c)同岩浆侵入期构造岩相带,分布在花岗岩侵入体顶部和边部;岩浆接触交代构造岩相带矽卡岩化相-矽卡岩相带(VTZ7),是同岩浆侵入期地层-岩浆系统耦合反应的构造岩相带;富含残余岩浆的高温气液体系发生了岩浆-气液隐爆角砾岩化,形成进入个旧组内岩浆热流柱构造和电气石热液隐爆角砾岩相带(VTZ6);同岩浆侵入期在个旧组内构造-流体耦合作用,形成了上覆断褶式碳酸盐岩层(VTZ4)和碎裂岩化大理岩化相-电气石碎裂岩化大理岩相带(VTZ5)、远端的似层状碎裂岩化相含锡白云岩(VTZ3);三叠纪弧后裂谷盆地内碱性苦橄岩-碱性火山岩相带和火山喷发机构为前岩浆侵入期构造;云贵高原侵蚀面(VTZ1)和表生岩溶构造系统(VTZ2)为后岩浆侵入构造系统,它们叠加在同岩浆侵入构造系统(VTZ3、VTZ4、VTZ5、VTZ6、VTZ7、VTZ8、VTZ9)之中。这些新成果为该矿集区深部探测和隐伏构造岩相的预测建模提供了新的理论依据。

山西清徐—太谷地区地裂缝形成机理

山西清徐—太谷地区是中国地质灾害高发区之一,地质灾害类型主要有活动断裂、滑坡、地震、地裂缝等。通过对该区开展地面路线地质调查、物探、水文工程钻探等工作,将地裂缝划分为山前地裂缝和盆地中部地裂缝2类。山前地裂缝主要与断陷盆地盆-山转换带的活动断层有关,其盆地上基底构造层岩石组合具有软硬相间的“二元结构”特征,由厚层状砂岩和薄层状粉砂质泥岩组成,这种“二元结构”在外在因素(如暴雨、地震等)的诱发作用下,软质层容易产生层间滑动,导致地裂缝等地质灾害。盆地中部地裂缝除与可能的隐伏断裂有关外,主要与清徐—太谷地区地下水过度开采有关。水文工程钻探揭露了该断陷盆地中多个含水层,每个含水层结构中的上下层为不透水的厚大粘土层或粉砂质粘土层,中间含水层为粉砂或细砂层。当地下水过量开采时,水位降低,含水层受上覆地层重力作用影响,发生沉降形成地裂缝。清徐—太谷地区上更新统粉质泥岩中常可见少量白色膏盐团斑,推测是造成本区地下水质普遍偏咸的原因。

新疆萨热克辉长辉绿岩类成岩温度-压力-氧逸度特征与成岩作用演化趋势

本文采用构造岩相学、地质温度-压力计估算等方法,来研究萨热克辉长辉绿岩类地球化学特征和恢复成岩氧逸度、硫逸度、温度、压力条件,探讨岩浆成岩作用热演化趋势。研究结果表明,(1)岩浆来源于交代富集型地幔,岩石系列为碱性变基性-碱性变超基性岩,岩石组合类型为辉长岩、似长石辉长岩和二长辉长岩,具有从辉长岩向似长石辉长岩和二长辉长岩两个方向演化的趋势;(2)岩浆经过三期六个阶段的热演化过程,地幔源区岩浆温度为1081~1211℃→地幔流体交代作用温度为545~796℃、压力为7.94~4.70kbar→壳幔混源岩浆作用温度为651~775℃、压力为2.01~0.58kbar→钾钠硅酸盐化温度为336~421℃→碳酸盐化温度为235℃→绿泥石化蚀变温度为143~80℃;(3)岩浆侵位不同于传统的主动侵位或被动侵位,而是经历了从29.4km→17.4km缓慢上升、17.4km→7.4km快速上升和从7.42km→2.15km缓慢上升的三阶段“气球膨胀”模式联合上升侵位,减压增温熔融为岩浆上侵的地球化学动力学机制,走滑拉分伸展的幔型深大断裂带为幔源岩浆提供了上升侵位通道和大陆动力学条件。