二维初至波层析成像揭示的兰坪盆地—扬子西缘浅层地壳结构

兰坪盆地—扬子西缘位于青藏高原东南缘,在地质构造上属特提斯-喜马拉雅强烈挤压、碰撞造山带的东部,兼跨华南板块与古冈瓦纳板块两大构造单元。其浅层地壳是记录地壳形变、岩浆作用与成矿作用的重要载体。本文利用兰坪盆地—扬子西缘220km长的深反射地震剖面的初至波(Pg震相)数据,通过层析成像反演方法,获得了测线下方4km以浅的上地壳浅层P波速度结构。成像结果显示,兰坪盆地沉积厚度从西到东逐渐减薄,扬子块体西缘东部表现出“两侧厚中间薄”的特点;兰坪盆地内有多组逆冲断裂,金沙江断裂与程海断裂近乎垂直;金顶铅锌矿的形成可能与底部热隆有关,北衙金矿下方结晶基底向上突起,推测由岩浆上涌所致。

滇西兰坪盆地膏盐微量元素、同位素地球化学特征及意义

滇西兰坪盆地中多数金属矿床伴生大量膏盐体,为了探讨膏盐体与金属成矿关系,对膏盐体进行了微量元素和同位素地球化学分析。发育在云龙组中呈层状黑色石膏稀土总量,δEu(0.87)和δCe(0.95),^(87)Sr/^(86)Sr(0.708629~0.710189),δ^(34)S_(V-CDT)(9.6‰~+11.9‰)与区域云龙组地层地球化学特征相近;分布在云龙组地层中呈蘑菇状、指状侵入的块状石膏的稀土总量,δEu(0.65)和δCe(0.85),^(87)Sr/^(86)Sr(0.707695~0.708127),δ^(34)S_(V-CDT)(+12.6‰~+15.4‰)与晚三叠世三合洞组碳酸盐岩的地球化学特征相近。结合微量元素和同位素地球化学分析,兰坪盆地的Sr、Cu、Pb和Zn等成矿元素主要来源于热卤水对地层的淋滤和萃取,成矿元素S主要为沉积地层中的硫酸盐热化学还原的产物。

滇西兰坪盆地的形成及演化

滇西兰坪盆地的形成和发展经历了漫长且复杂的历史过程 ,由洋盆→洋陆转换→陆内盆地→盆山转换等过程。根据盆地充填和造山带特征 ,讨论兰坪盆地的演化历史及盆山对应关系。通过对兰坪盆地地质资料综合分析 ,可将兰坪盆地及周缘造山带的演化历史分为三个阶段 :兰坪地块形成阶段 ;陆内盆地演化阶段 ;盆山转换及推覆构造形成阶段。

兰坪盆地白秧坪铅锌铜银多金属矿床:成矿年代及区域成矿作用

针对沉积岩容矿铅锌矿床的定年难题,选用闪锌矿的Rb-Sr法和成矿阶段方解石的Sm-Nd法,对白秧坪铅锌铜银多金属矿床3个矿段(吴底厂、李子坪、富隆厂)分别测定,取得了较好的定年效果。测得白秧坪铅锌多金属矿床的铅锌成矿年龄为30～29Ma,而且3个矿段结果可互相印证。进而通过成矿年龄的探讨,认为矿区发生过2次矿化事件,一期为以铜为主的矿化,发生于古新世末-始新世初期,印度板块-欧亚板块强烈挤压后的应力松弛阶段成矿;另一期是以铅锌为主的矿化,发生于30～29Ma,对应于始新世末-渐新世早期挤压后应力松弛阶段。两期矿化事件在上千千米的'三江'成矿带上普遍存在,但在不同部位铅锌成矿时代略有不同,印度板块的东北角首先对接欧亚板块,位于岬角处正碰位置铅锌成矿要稍早于两侧的铅锌矿化事件。

滇西兰坪盆地构造体制和成矿背景分析

大规模成矿作用的地质构造背景是国内外矿床学界普遍关注的重大问题。文章从盆地整体着眼 ,从盆地构造_沉积_岩浆_变质作用过程着手 ,通过盆地内地质、地球物理和遥感等事实分析了滇西兰坪盆地的构造体制和成矿背景。兰坪盆地在古特提斯构造基础上发展起来 ,近南北向盆缘超岩石圈断裂和盆中央穿壳断裂及近东西向隐伏构造共同控制了盆地的动力过程 ,中_新生代经历了印支期裂谷、燕山期拗陷及喜马拉雅期走滑拉分的性质演变。受印度板块与欧亚板块碰撞制约 ,板内构造体制下的深大断裂和岩浆活动、幔流上涌、地层中不整合及壳幔相互作用等所体现的大陆地壳强烈运动是兰坪盆地的成矿基本地质背景。

云南兰坪盆地喜马拉雅期碱性岩^(40)Ar/^(39)Ar年龄及地质意义

对侵位于云南兰坪中新生代红层盆地中的碱性岩进行了Ar_Ar同位素定年 ,获得永平卓潘碱性杂岩体的侵入年龄为 36 .70Ma,巍山莲花山碱性石英二长斑岩的侵入年龄为 38.81Ma。兰坪盆地的构造演化受控于古特提斯的闭合及印度与亚洲大陆碰撞的造山作用 ,盆地经历了陆内裂谷、拗陷盆地和走滑盆地 3个阶段的发育过程。喜马拉雅期盆地处于走滑拉分阶段 ,可分为 4个构造幕 ,碱性岩主要在第 1构造幕期间侵入。盆地中的碱性岩体是青藏高原东缘总体呈NW走向的金沙江红河巨型富碱侵入岩带的组成部分。金沙江红河断裂带经历由转换压扭变形(42～ 2 4Ma)到转换张扭变形 (2 4～ 16Ma)、再到东西向伸展 (<16Ma)的过程 ,兰坪盆地的碱性岩发育于转换压扭变形期间。

三江特提斯兰坪盆地构造-流体-成矿系统

西南三江中段兰坪地区经历了复杂的碰撞造山过程,导致成矿时间长、强度大、作用多样,复合叠加成矿突出;碰撞造山时空演化格架和成矿作用已有深入探索,而叠加成矿作用及其对碰撞造山过程的响应,构造控矿样式,及金属富集机理尚需研究。本文以碰撞造山过程与成矿系统研究为基础,选取金顶和金满等矿床为重点解剖对象,以盆地卤水和热液铅锌铜银成矿作用为主线,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb和流体包裹体测试分析手段,解析兰坪盆地构造-流体-成矿系统。利用锆石U-Pb同位素定年获得兰坪盆地西侧片麻质花岗岩和二长花岗岩的上交点年龄和加权平均年龄为1067±20Ma和206±1Ma,分别代表了基底岩石前寒武时期变质事件的年龄,以及昌宁-孟连古特提斯洋后碰撞造山事件的年龄。在此基础上,构建了兰坪盆地的前寒武盆地基底形成、中二叠世-中三叠世前陆盆地、晚三叠世裂谷盆地、侏罗纪-白垩纪坳陷盆地、古新世-早渐新世前陆盆地和晚渐新世-中新世走滑拉分盆地等复杂的转化过程。三江特提斯兰坪盆地发育3个与碰撞造山盆地有关的Pb-ZnCu-Ag-Au-Sb-Hg成矿系统:(1)中低温热液脉型Cu-Ag多金属成矿系统,以金满-连城铜钼矿床为代表。成矿铜和铅锌矿化两期叠加,集中于早始新世(56~46Ma)和渐新世-中新世(32~21Ma)。成矿流体盐度变化于0.88%~20.51%NaC leqv之间,成矿温度较低,通常在210~270℃,显示以低温高盐度的盆地卤水为主的特征,可能受到来自富CO2的变质流体影响;(2)浅成低温热液Sb-Au-Hg-As多金属成矿系统,以笔架山锑矿床为代表。成矿时间集中于中-晚始新世。成矿流体盐度<6.0%NaC leqv,成矿温度较低,通常在145~200℃,显示以大气降水为主的特征;(3)密西西比河谷型Pb-Zn多金属成矿系统,以金顶超大型铅锌矿床为代表。成矿时间集中于32~21Ma之间。成矿流体盐度变化于1.6%~18%NaC leqv之间,成矿温度较低,通常在80~190℃,显示以低温高盐度的盆地卤水为主的特征,可能有大气降水的贡献。文章最后解析了兰坪盆地构造-流体-成矿过程。研究对兰坪地区盆地卤水–岩浆热液型铅锌铜银成矿系统认识,为大陆碰撞过程及叠加成矿作用进一步研究提供理论支撑。

兰坪盆地新生代碎屑岩地球化学特征及其对物源制约

兰坪盆地的新生代地层,包括勐野井组、等黑组、宝相寺组、金丝厂组和三营组等,岩性有砂岩、泥岩和砾岩。由于盆地内部断层纵横,新生代地层的横向对比比较困难,研究揭示新生代地层的物源对于恢复盆地的岩相古地理环境、探讨盆地演化与构造演化的关系等具有重要地质意义。根据砂岩、泥岩和砾岩胶结物的La/Th、La/Yb、Cr/Th、K/Rb、K/Th、Zr/Hf、Th/Sc、U/Th比值以及δCe和δEu等地球化学参数并结合沉积相的研究成果,可以看出兰坪盆地新生代沉积物存在三种物源组分:即深源卤水、基性-超基性岩和长英质岩石。金顶地区存在长英质岩石、基性-超基性岩和深源卤水三种物源混合的现象,啦井地区则存在长英质岩石、基性-超基性岩物源的混合。河湖相碎屑岩的Cr/Co比值可以指示物源区的距离远近,这个比值越小则物源区距离越大。

三江造山带兰坪盆地东缘火山岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成

青藏高原东南缘"三江"复合造山带南、北两段发育若干火山-岩浆岩带,随着火山岩年代学、地球化学数据的积累,其时空关系渐趋清晰。但由于中-新生界沉积覆盖,这些火山岩带向南常终止于兰坪盆地附近,致使火山岩时空构架不明。兰坪盆地东部弥沙地区出露盆地基底岩石,由两个构造层组成,上部为碎屑岩及生物碎屑灰岩,下部出现大量火山碎屑物质。含火山岩段出露厚约150m,可分为三个喷发-沉积韵律,由流纹质熔结凝灰岩、晶屑岩屑熔结凝灰岩组成的火山碎屑岩与紫红、灰黑色泥岩、大理岩组成的沉积岩相间组成。火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb数据表明,岩浆活动始于或早于258Ma,一直持续到248Ma。锆石原位Lu-Hf分析结果显示,早期岩浆包含较多幔源物质,而晚期岩浆则几乎完全由古老地壳局部熔融形成。本文提供的新数据表明,兰坪盆地东缘火山岩与三江造山带其它地区古特提斯洋俯冲阶段火山岩具有一致的年代学组成、相同的Hf同位素变化规律,可能属于发育在扬子板块西缘之上江达-维西-云县弧火山岩带。

滇西北兰坪盆地李子坪铅锌矿床微量元素地球化学特征

闪锌矿中的稀土元素、微量元素蕴含着与成岩、成矿密切相关的地球化学信息。李子坪铅锌矿床位于兰坪盆地北部,矿体呈脉状、似层状产出于侏罗系花开佐组碎屑岩及碳酸盐岩夹泥质岩组合建造中。微量元素地球化学特征显示,该矿床闪锌矿形成于中低温环境,以富含Ga、Ge、Ag、Cd、Tl、Ni、Cu和As等微量元素,亏损Fe、In、Sn、Mn和Co等元素为特征。总体上,该矿床闪锌矿中Ag、Ga和Fe等微量元素组成明显不同于喷流沉积铅锌矿床(如白牛厂、老厂和大宝山),更不同于夕卡岩型矿床(如核桃坪与鲁子园),而与一般MVT型矿床(墨西哥Tre Marias、云南会泽和贵州牛角塘)和金顶铅锌矿床类似,但Cd含量明显低于MVT型矿床和云南金顶铅锌矿床,暗示其独特的成矿机制。稀土元素研究显示,闪锌矿与赋矿围岩的REE分布模式表现出相同的变化趋势,而不同于兰坪盆地富碱岩体,暗示该矿床闪锌矿的REE分布模式受围岩地层的影响。

西南三江兰坪盆地大规模成矿的流体动力学过程——流体包裹体和盆地流体模拟证据

中国西南部云南兰坪盆地因金顶Zn-Pn矿床和新发现的白秧坪超大型Cu-Co-Ag矿床而驰名。金顶矿床以白垩系和第三系陆相碎屑岩为主岩,拥有2亿吨矿石,平均品位Zn6.08%、Pb1.29%(1500万吨金属),是目前中国最大的Zn-Pb矿床,也是世界上形成时代最新且唯一产于陆相沉积岩容矿的超大型Zn-Pb矿床。不同于世界上人们公认的沉积岩容矿基本类型,即SST、MVT和Sedex型,金顶矿床也许代表了Zn-Pb矿床的一个新类型。通常认为兰坪盆地大规模成矿流体起源于盆地卤水,流体流动以重力驱动为主,压力体系接近静水压力。但基于矿田内水压破裂观察、流体包裹体研究和盆地流体动力学模拟,我们认为深部超压流体的注入对整个成矿系统起着重要作用。闪锌矿及相关脉石矿物(石英、天青石、方解石、石膏)中流体包裹体观测的均一温度主体在110～150℃,盐度(质量分数)在1.6%～18.0%NaCl;在时间上,大规模成矿主要阶段伴随着流体温度的不断升高和盐度的逐渐降低;在空间上,金顶矿区空间上从东到西,成矿流体温度明显降低,盐度系统性升高。富CO2流体包裹体揭示成矿流体曾高达(513～1364)×105Pa,大大高于静水压力。数值模拟表明,盆地沉积和压实产生的流体超压可以忽略,区域构造推覆也不足以产生如此高的流体压力。我们认为成矿流体超压很可能是幔源流体注入引起的;幔源含矿的相对高温低盐度流体沿导矿构造注入金顶穹隆构造-岩性圈闭并与其中富H2S的相对低温高盐度卤水混合是兰坪盆地大规模成矿的关键动力学过程。这个特殊的流体动力学过程和成矿系统,使兰坪盆地的成矿有别于世界其他沉积盆地已知的成矿作用。

兰坪盆地喜马拉雅期构造-岩浆活动与流体成矿的关系

以往人们对兰坪盆地铅锌多金属矿床成因的研究 ,大多侧重于对古地下水成矿作用和热水沉积改造作用探索 ,而忽视了盆地内构造 -岩浆活动对该区多金属成矿作用的贡献。本文重点研究了兰坪盆地及邻区喜山期岩浆岩的微量元素地球化学特征 。

兰坪盆地连城脉状铜矿床辉钼矿Re-Os定年及其地质意义

兰坪盆地贱金属矿床是一套独特的受逆冲推覆构造系统控制的矿床类型,连城脉状铜矿床是其重要组成之一。以往研究采用多种测年手段限定脉状铜矿成矿年龄,但结果分歧较大。本文采用辉钼矿Re-Os同位素定年方法,获得连城矿床辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为(48.14±0.87)Ma,等时线年龄为(49.0±1.3)Ma,初步厘定兰坪盆地热液脉型铜矿床形成于48～49Ma。结合区域地质与控矿构造分析,该矿床应为盆地西部逆冲带逆冲变形过程中的产物,由此限定兰坪盆地西部逆冲推覆的起始时间至少早于49Ma,同时佐证了兰坪盆地西部逆冲带内以Cu(-Ag)为主的成矿系统的形成发育可能早于东部逆冲推覆带内以Pb-Zn为主的成矿系统。

云南兰坪盆地推覆构造及其控矿作用

兰坪盆地发育与金沙江—哀牢山造山带和澜沧江—昌宁—孟连造山带有关的前陆逆冲推覆构造 ,构成对冲式构造 ,两个系统推覆构造的界线大致是兰坪—云龙一线 ,逆冲推覆作用主要发生在喜马拉雅期。兰坪盆地内金沙江—哀牢山造山带前陆逆冲推覆构造对矿床和矿体的产出有明显的控制作用 ,其中金顶矿床受控于穹窿状主推覆断层 ,矿体产于推覆断层及其下盘的层间破碎带中 ;河西地区的各矿段由推覆前锋带上的冲起构造所控制 ,矿体沿主推覆断层和反冲断层分布。综合分析逆冲推覆构造的控矿特点 ,并对比已知矿区 ,认为白基阻山口地区是一个重要的成矿远景区。

兰坪盆地大型矿集区多金属矿床的铅同位素组成及铅的来源

滇西兰坪中、新生代陆相盆地中蕴藏有金顶超大型铅锌矿床、白秧坪大型银矿床及羊拉、金满等一系列大、中型铜矿床 ,矿点、矿化点星罗棋布 ,为一成矿时代新、矿床规模大、矿床种类丰富的大型矿集区。分布于盆地边缘的矿床与火山活动有一定关系 ,盆地内部的矿床产于中、新生代沉积岩中。铜矿床沿澜沧江深大断裂带东侧分布 ,向东至盆地中部 ,为铅锌银分布区 ,再向东出现汞锑砷矿化。该矿集区不同矿床的铅同位素组成及铅的来源 ,可分为三种类型 ,①金顶超大型铅锌矿床以具有低同位素比值的铅为主 ,铅的主体来源相当于下地壳铅 ,整个矿床的铅为下地壳铅与盆地沉积岩铅的混合铅 ;②金满铜矿床及盆地内其它铜铅锌矿床的铅来自盆地沉积岩 ;③位于盆地边缘的羊拉铜矿床 ,早期热水沉积成矿阶段铅的来源与二迭系玄武岩铅一致 ,为幔源铅 ,晚期热液成矿阶段铅来自地壳重熔型岩浆作用。

兰坪盆地古近纪沉积相类型及沉积环境演化

通过对兰坪盆地野外露头及相关室内研究,分析了区内古近纪的沉积环境、层序特征、沉积相展布及其演化特征。认为古近纪主要发育冲积扇、河流、三角洲和湖泊环境。沉积建造为一个完整的盆地演化旋回:低位期,印度板块向欧亚板块的俯冲挤压造成兰坪走滑拉分盆地的形成,沉积了一套局限的湖盆相红色含膏盐细碎屑岩建造;湖扩期,挤压应力场转变为拉张应力场,湖盆扩大,大面积沉积了一套滨浅湖相紫红、砖红色砂泥岩互层沉积;湖缩期,受晚始新世喜马拉雅运动一幕的影响,应力场再次转变为强烈挤压,东西两侧造山带共同向盆地内推覆扩展,致使盆地范围明显缩小,仅在推覆体前缘形成一系列快速充填的小型山前陆相前陆盆地。层序古地理编图显示,蒸发岩发育于低位体系域,与低位期的沉积充填特点和气候有关,极具有找钾盐矿的前景。

成矿预测中遥感与地质异常的综合分析——以兰坪盆地为例

遥感技术以其独特的空间和波谱特性,使其在成矿预测中的地位更加稳固。它可以从宏观和多方位的角度预测矿床存在的有利区域;地质异常作为一种新的地质理论,通过定量统计分析方法把各种有利的成矿地质条件进行成矿有利度得分。地质异常场是一个综合异常场,是各种成矿地质因素的综合反映。地质异常综合评价更多是侧重于微观的、局部的分析。基于遥感技术和地质异常理论自身的优势和局限性,笔者把遥感和地质异常相结合,对兰坪盆地的成矿有利区域进行综合评价,并得到了很好效果。

滇西兰坪盆地多金属矿床碳、氧、氢同位素组成及其地质意义

兰坪盆地多金属矿床碳、氧和氢同位素组成特征表明,成矿流体中的CO2源自海相碳酸盐岩(或蚀变海相碳酸盐岩)的热解作用和沉积有机物的氧化作用或脱羧基作用;成矿流体为古大气降水在一定地质条件下与盆地和基底岩石发生水岩作用而形成的盆地热卤水,其中金顶铅锌矿床的成矿流体尚有变质水的混入。这表明盆地内多金属矿床的成矿物质应源自地壳(基底和盆地地层),喜马拉雅期盆地周缘碱性岩浆活动对盆地内多金属矿床的成矿作用贡献是间接的,沉积有机物直接参与了成矿作用。

滇西北兰坪盆地白秧坪多金属矿床流体包裹体研究

白秧坪多金属矿床位于滇西兰坪中-新生代沉积盆地中北部,是著名三江成矿带内新近发现的重要矿床之一。碳酸盐矿物染色法岩相学和矿相学研究表明白秧坪多金属矿床成矿期早阶段共生组合矿物为闪锌矿+方铅矿+白云石+石英±含Ag矿物±含Cu矿物,方解石主要为成矿期晚阶段产物。闪锌矿及与其共生脉石矿物(白云石、石英)中流体包裹体多呈米粒状、椭圆状、负晶形以及不规则状,以孤立产出的原生包裹体为主。流体包裹体显微测温以及激光拉曼探针分析表明,成矿流体为H2O-NaCl-CaCl2流体体系,盐度峰值范围为22.00%～25.00%NaCleqv,成矿温度多数集中在110.0～180.0℃之间,密度大于1.00g.cm-3。该矿床属于低温、高盐度、中等密度热液铅锌多金属矿床。矿床成矿压力介于28.02～70.64MPa之间,成矿深度范围在1.04～2.62km,形成深度较浅。成矿流体始终处于相对还原环境,金属离子和还原硫可能共存于同一流体系统,由于物理化学条件的改变发生沉淀而形成矿床。结合矿床产出背景、矿质来源、控矿构造等因素,白秧坪多金属矿床具有密西西比河谷型(MVT)成矿流体特点。

滇西兰坪盆地富隆厂一带铅锌多金属矿床中闪锌矿的微量元素、S-Pb同位素特征及意义

在野外地质观测基础上,对滇西兰坪盆地富隆厂一带的铅锌多金属矿床中广泛发育的闪锌矿进行了微量元素、S-Pb同位素组成的综合对比分析研究。结果表明,3个矿床的闪锌矿均表现出富Cd,贫Ge和Ga,Fe-Cd呈反相关关系,Zn/Cd平均比值较低,δ34S值基本一致,其变化范围较窄,峰值在5‰～6‰之间;不同矿床闪锌矿的铅同位素基本重合,在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb投影图解中,主体均位于上地壳线和造山带线之间,在Δβ-Δγ图解中,总体上落入上地壳-地幔混合的俯冲带铅范围和上地壳铅范围内,与盆地内不同物质来源端员对比发现矿物中的Pb同位素基本在中新生代沉积岩系范围内。因此认为富隆厂一带铅锌多金属矿床是同一成矿流体活动的产物,只是产出空间位置不同,实为同一矿床。同时,其成矿温度为中低温,硫可能来自盆地中膏盐的有机质热化学还原或含硫有机物的分解,金属可能源自区域沉积地层。