岩浆通道成矿核心内涵“两深一浅一通道”及其找矿意义

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,很好地解释了为什么很多含矿岩体围岩贫硫化物的现象。笔者将该模型的核心内涵概括为“两深一浅一通道”,“两深”指成矿物质来源于地幔、硫化物熔离发生在深部,“一浅”指硫化物的聚集成矿主要发生在较浅的岩浆房,“一通道”指较稳定的岩浆通道更有利于成大矿。结合对典型矿床和成矿带的分析,笔者提出侵位较浅的、规模相对较大的岩体,其成矿潜力好于深部的岩浆通道相。因此,认为地表矿化并不是唯一可靠的、甚至不能作为最重要的找矿标志,要提高找矿效率(特别是隐伏矿床),首先要全面分析成矿带岩浆通道系统在不同区域的埋藏、剥蚀和暴露状况,目标岩体地质产状及其与围岩时代差异等宏观地质要素,查明深部通道相与浅部岩体空间分布和形成深度的差异,在此基础上,判断浅部岩体的位置、合理部署重点勘查区域、选择有效的勘查技术、定位目标岩体,进行钻探验证。

Fluid Mechanics of Intrusives

The fluid mechanics of dike emplacement are analyzed using the translatory wave theory. The stress strain relations in the host rock are assumed linear and the fracture resistance of the host rock is assumed small. The resulting model is a flowing dyke progressing upwards to the surface with constant speed and a very small side slope. Apart from the topmost section, the form of the dyke is very close to the static form corresponding to the magma pressure in a no-flow situation. Two scales are found that control the flow, a width scale and a composite stiffness parameter for the host rock, representing the properties of the rock and the magma such as elasticity and viscosity. The theory explains a number of special features for dykes that are already known by researchers. It also adds two new points, the most interesting being that the composite stiffness of the rock can be estimated from field observations of the downwards widening angle of the dyke.

新疆喀拉通克镁铁质岩体群的岩石成因研究

喀拉通克镁铁质岩体群位于准噶尔板块北缘,由13个小岩体组成。主要岩石类型为方辉橄榄岩、橄榄苏长岩、辉长苏长岩、辉长岩、淡色辉长岩、辉长闪长岩等。主要造岩矿物为贵橄榄石、普通辉石、紫苏辉石、斜长石和数量较多的褐色普通角闪石、黑云母等。主量元素分属钙碱性系列、岛弧拉斑玄武岩系列和具有MORB属性的拉斑玄武岩系列。大多数样品具有高LREE/HREE比值、富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)。ε_(Nd)(t)=+6.2～+8.2,4件样品的ε_(Sr)(t)=-0.6～-36.3,另有1件样品为+36.5;(^(206)Pb/^(204)Pb)_i=17.784～18.008,(^(207)Pb/^(204)Pb)_i=15.400～15.555,(^(208)Pb/^(204)Pb)。=36.973～37.560。元素地球化学和Nd、Sr、Pb、Os、O、S同位素体系证明,岩浆仅在局部遭受了同化混染作用。原生岩浆为高镁的拉斑玄武岩浆(MgO=11.6%)。岩浆在上侵和运移过程中经历了以单斜辉石为主的暗色矿物的广泛分离结晶作用和斜长石的凝聚,导致了淡色辉长岩的广泛分布和超镁铁岩的严重缺失。岩浆源区由被消减板片交代的地幔楔物质和软流圈地幔物质组成,因而富集不相容元素和水,并因交代作用与岩浆生成的时差短,而保持放射成因同位素的亏损状态。在岩石圈根部拆沉和软流圈地幔上涌过程中生成了喀拉通克镁铁质岩体群。

安徽铜陵中生代侵入岩地质地球化学特征再认识及成因讨论

安徽铜陵地区是我国最著名的铜多金属矿产地,岩浆岩出露广泛,岩浆作用与成矿关系密切。作者广泛收集了前人对铜陵地区中生代岩浆岩的研究资料和成果,并在此基础上进行了仔细的岩相学观察和深入的岩石学、岩石化学和微量元素及同位素地球化学研究,系统总结了该区中生代侵入岩的地质地球化学特征,并探讨了其成因机制。研究认为:①铜陵地区中酸性侵入岩形成于晚侏罗世-早白垩世(135～147Ma),岩浆活动持续时间大约为10～15Ma;岩体沿近东西向深断裂呈带状分布,浅成侵入产出,受多期不同方向和性质的断裂控制。②依据Q-A-P图解确定区内侵入岩主要为辉石闪长岩、石英(二长)闪长岩和花岗闪长岩3类中酸性闪长质岩石,均属亚碱性高钾钙碱性系列。③3类侵入岩具有相似的微量元素、稀土元素和Pb-Sr-Nd-O同位素地球化学特征,反映原始岩浆起源于富集岩石圈地幔,受到壳源物质的混染。④3类侵入岩可能是地壳深部带状岩浆房不同岩浆层中的岩浆与构造运动诱发的深断裂相沟通并随机地上升、脉动式侵位形成的;深部岩浆房中的带状岩浆层可能是由于温度梯度引起扩散对流作用进而发生一定程度的熔离分异作用所致;岩浆演化过程中存在镁铁矿物及磷灰石和锆石等矿物的结晶分异作用。⑤铜陵地区中生代岩浆活动的大地构造背景是大陆板块内部,岩浆作用与晚侏罗纪古太平洋板块的俯冲作用密切相关,但同时受区域前中生代基底构造的制约;侵入岩原始岩浆起源于挤压向拉张转换的动力学背景下的岩石圈地幔加厚之后的减压熔融并底侵下地壳岩石。

对桐庐早白垩世火山-侵入岩成因的几点认识

本文报导了对桐庐火山－侵入岩进一步研究所获得的认识。单颗锆石Ｕ－Ｐｂ年龄测定表明桐庐火山－侵入岩是早白垩世火山活动的产物（１３４．４～１３４．９Ｍａ）。浅部岩浆房中从上往下的流纹质、流纹英安质和石英闪长质岩浆具有相近似的Ｒｂ－Ｓｒ和Ｓｍ－Ｎｄ同位素初始比，（８７Ｓｒ／８６Ｓｒ）ｉ＝０．７０８～０．７０９、εＮｄ（ｔ）＝－５．２７～－６．５６，高场强元素比（如Ｚｒ／Ｎｂ＝１０．１～１３．１）也相近似，表明盆地中各种火山－侵入杂岩是同源的。流纹英安岩中钾长石碎斑周围“组分过冷边”的存在说明岩穹壳内部酸性岩浆的冷凝、结晶要比酸性熔岩流来得慢。盆地中心浅成侵入岩中的中性岩包体的Ｒｂ－Ｓｒ和Ｓｍ－Ｎｄ同位素成分。

新疆喀拉通克铜镍矿田成矿条件、岩浆通道与成矿潜力分析

位于中亚造山带北缘的喀拉通克早二叠世铜镍硫化物矿区是新疆规模最大的铜镍矿山,包含13个岩体,相当部分为隐伏岩体,其中1号、2号、3号、9号矿床为主力矿床,经过30余年持续开发,最大开采深度已达740 m,已面临后备资源不足的危机。已知矿体主要产于辉长岩、苏长岩、辉长苏长岩以及橄榄苏长岩中,甚至角闪辉长岩局部也含矿,未见超镁铁岩产出,具有显著的磁性(200 nT)、重力(0.29×10^(-5)m/s^2)、激化率异常,以镁铁岩含矿、岩体规模小且成群成带、分异演化程度高、富铜(Cu/Ni约3:2)、PGE较高、块状硫化物贯入矿体普遍发育为特色。其围岩为含炭质板岩、片岩和凝灰岩,变形强烈,常规电法受到炭质层的干扰。依据岩石学、地球化学研究,岩浆源于软流圈地幔,基于与东天山同期铜镍矿床含矿岩相及其比例和剩余重力异常的比较,推断其应发育有相当比例的超镁铁岩,因而深部出现超基性岩的可能性很高,且含矿性应更好。这一推断得到坑道钻探的证实,2013年矿区在Y2岩体东段650~740 m深度和Y2岩体西段400~500 m深度发现隐伏超镁铁岩且含矿,局部见贯入块状矿体。橄榄辉石岩、辉石橄榄岩系矿区首次发现,粒度很细,发育强烈的蛇纹石化、纤闪石化,推测只是隐伏超基性岩的头部。结合控岩控矿构造的追溯及南、北岩带的侧伏和倾伏方向判断,硫化物珠滴构造的发现与系统观测统计,围岩烘烤边和角岩化的研究分析,提出南岩带主岩浆通道位于Y2与Y3岩体之间,而不是原普遍认为的岩浆通道位于Y1与Y2岩体之间。结合矿区的现状,提出采用高分辨率浅层地震、CSAMT和瞬变电磁地-井测量,结合传统的高精度重力勘探、磁法勘探和激发极化法来勘探和预测南岩带深部隐伏含矿超镁铁岩的空间位置和产状,圈定岩浆通道和隐伏铜镍矿体,进而推动北岩带和外围G21、22号岩体的深部探矿工作。

论裂谷盆地侵入岩区天然气的混合性——以沾化凹陷孤北地区为例

裂谷盆地岩浆活动强烈,其中侵入岩区的天然气资源丰富且天然气性质异常。为深入研究侵入岩区的天然气成因,对沾化凹陷孤北地区天然气和气源岩的地球化学特征进行了系统分析。结果发现,孤北地区侵入岩区的气源岩过成熟,天然气中无机成因二氧化碳和硫化氢含量较高、烷烃碳同位素较重、天然气性质变化较大。结合天然气成因和同位素分馏理论分析,认为造成天然气性质异常的原因是侵入岩区气源岩除经历正常的热演化作用外,还受到岩浆及岩浆流体的高温烘烤作用,导致有机质发生多阶演化、多次生烃以及碳酸盐岩(或硫酸盐)分解;岩浆流体混入也使天然气组成进一步复杂化。侵入岩区天然气不仅具有普遍混合性,而且具有多重(多源、多阶、多期及烃类气体与非烃类气体)混合性;由于混合类型及混合比的不同,导致天然气性质存在明显差异。

新疆坡北镁铁-超镁铁质岩体地球动力学背景探讨

坡北镁铁-超镁铁质岩体位于塔里木板块东北缘的北山地区，主要由坡一、坡三、坡七和坡十等十几个侵入体组成，已发现坡一和坡十岩体赋存大型Cu—Ni硫化物矿床，目前对坡北含矿岩体成岩成矿构造背景存在不同认识。本文对坡一岩体各类岩石的矿物、主量和微量元素组成进行了系统分析，坡北岩体橄榄石FO值范围为83．17～90．2，斜方辉石主要为古铜辉石，单斜辉石主要为普通辉石和透辉石；铬尖晶石D#和Mg#值变化范围分别为0．45--0．69和0．11--0．41，具有由富铝、富镁向富铬、富铁方向演化的趋势。微量元素具有明显的Nb、Ta和Ti负异常，Pb正异常。岩体主量元素变化特征主要受橄榄石、辉石和斜长石分离结晶／堆晶作用控制。模拟计算表明，岩体母岩浆MgO含量为16．09％，FeO含量为10．38％，岩浆结晶温度为1331～1411℃，为高温苦橄质岩浆。坡北岩体是早期受俯冲流体交代的岩石圈地幔在塔里木地幔柱作用下发生较高程度部分熔融的产物。

中基性侵入岩中-大比例尺专题地质填图实践——以河北武安铁矿集区填图试点为例

侵入岩类的填图方法伴随侵入岩成因分类、填图实践及研究技术手段发展而不断更新和完善。近20年来,由于新技术及新方法的应用,侵入岩的研究取得了长足的进步。研究表明,一个岩浆系统可能具有多个岩浆源区,单一岩浆房和全岩浆同时结晶模式在自然界几乎不能存在。因此,基于同源岩浆演化理论的"单元-超单元"填图方法似乎应该得到修正和完善。以河北武安铁矿集区填图试点为依托,总结出一套针对中性-基性侵入岩的填图方法——"岩浆系统-子系统"填图方法。运用该填图方法,在武安地区识别出6个岩浆成矿系统,在详细研究的基础上,对每个系统进行了若干子系统的进一步划分。在此基础上,厘清了每个系统的侵入岩组装过程及成岩成矿过程。

郯庐断裂带晚中生代富碱侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及源区性质探讨

郯庐断裂带是中国东部一条巨大的深大断裂带,它纵切华北克拉通、扬子克拉通、兴蒙-吉黑造山带和大别-苏鲁造山带四个大地构造单元,特别是在该断裂带出露许多晚中生代富碱侵入岩体,构成一条长达近2000km 的富碱侵入岩带。本文是在前人研究基础上首次从大尺度对整个郯庐断裂带富碱侵入岩的 Nd、Sr、Pb 同位素做了比较系统深入的研究,发现四个大地构造单元的畜碱侵入岩具有明显不同的 Nd、Sr、Pb 同位素特征,暗示四大构造单元富碱侵入岩的源区性质差别较大: 兴蒙-吉黑造山带晚中生代富碱侵入岩源于和亏损地幔有成因联系的年青地壳(ε_(Nd)(t)为正,平均值+2.25);华北克拉通、扬子克拉通和大别-苏鲁造山带三大构造单元晚中生代富碱侵入岩都主要源于 EMI 型富集地幔(ε_(Nd)(t)均为负值)。但是这三大构造单元岩石圈地幔富集程度差别较大。大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对富集程度最高(ε_(Nd)(t)平均值为-17.06);华北克拉通次之(ε_(Nd)(t)平均值为-10.03);扬子克拉通岩石圈地幔富集程度最低(ε_(Nd)(t)平均值为-6.41)。本文认为大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对最富集的原因可能是在早中生代扬子克拉通陆壳向华北克拉通深俯冲之后的折返过程中,因压力释放有利于熔/流体的形成、析出和向上交代并改造华北岩石圈地幔使之成为富集地幔。

内蒙古白音查干银多金属矿化区地质特征及找矿方向

白音查干银多金属矿化区是近两年来在内蒙古中东部找到的一处大型构造-蚀变岩型银-铅-锌矿预查区,大规模找矿勘查和综合性研究工作正在进行中。野外地质调查和钻(坑)探结果表明,在白音查干地区及外围存在有数条长千余米、宽几十米到百余米的银多金属矿化带。钻孔中所见矿化体以厚度大、连续性好和品位高为特征,银含量变化范围为(22.4～2270)×10-6,平均值为502.68×10-6;最高值为3775×10-6;铅为0.46%～5.40%,平均值为0.69%,最高值为6.19%;锌1.34%～18.5%,平均值为2.64%,最高值为32.11%。综合性研究结果表明,海西期中酸性岩浆活动为矿化带的形成提供了动力和物质来源,北北西向构造破碎带为成矿物质的堆积提供了空间条件,二叠系泥质粉砂岩为成矿流体的沉淀起到了圈闭作用。根椐上述成矿理论,结合地质和物化探资料数据,认为在白音查干银多金属矿化区及外围实现更大的找矿突破是完全有可能的。

庐枞盆地侵入岩的时空格架及其对成矿的制约

庐枞中生代火山盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块的北缘。庐枞盆地内火山岩和侵入岩分布广泛,包括龙门院、砖桥、双庙和浮山四组火山岩以及34个侵入岩体。本次工作在详细野外地质调查的基础上,结合作者已有的5个岩体(巴家滩岩体、城山岩体、花山岩体、黄梅尖岩体和枞阳岩体)年代学的研究工作,系统开展了盆地侵入岩体的年代学和时空分布特征研究。通过侵入岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年方法,本次研究确定庐枞盆地内15个主要侵入岩体的成岩时代分别为:黄屯岩体134.4±2.2Ma、岳山岩体132.7±1.5Ma、拔茅山岩体132.7±1.9Ma、尖山岩体132.0±1.3Ma、谢瓦泥岩体131.6±1.1Ma、龙桥岩体131.1±1.5Ma、焦冲岩体129.6±1.3Ma、土地山岩体127.4±2.8Ma、凤凰山岩体128.4±0.9Ma、罗岭岩体126.3±2.0Ma、龙王尖岩体126.5±1.5Ma、小岭岩体126.2±1.8Ma、大缸窑岩体125.9±1.3Ma、巴坛岩体125.1±1.1Ma、毛王庙岩体123.9±1.9Ma。从而得出庐枞盆地内侵入岩的成岩时代界于134～123Ma之间,属于早白垩世,并进一步将庐枞盆地内侵入岩划分成2期,其中早期侵入岩主要为二长岩和闪长岩类,主要分布在盆地北部,与龙门院旋回和砖桥旋回火山活动关系密切,岩体侵位受火山机构和北东向构造联合控制,成岩时代为134～130Ma;晚期侵入岩还可分为两类,第一类主要为正长岩类,分布在盆地南部,主要受盆地内火山机构和北北东向断裂控制,侵入活动与双庙旋回和浮山旋回火山岩浆活动相对应,成岩时代为129～123Ma;第二类主要为A型花岗岩,分布于盆地东南缘,成岩时代为126～123Ma,主要受区域北北东向大断裂控制,而与盆地火山机构无关。庐枞盆地内与岩浆岩有关的铁、铜、金、铅、锌、铀矿床可划分为3个成矿系列,其中砖桥旋回形成的二长岩类与罗河、泥河和龙桥等铁矿床、岳山铅锌矿床及井边和拔茅山铜矿床关系密切,双庙旋回形成的正长岩类与马口等铁矿床关系密切,而晚期的A型花岗岩与3440矿床等金、铀矿化关系密切。长江中下游地区燕山期存在145～136Ma、135～127Ma、126～123Ma等三期成岩(成矿)作用,庐枞盆地内侵入岩对应于该区域第二和第三期岩浆活动的产物,其形成时代明显晚于长江中下游成矿带断隆区内与斑岩型-矽卡岩型铜(铁)、金矿床有关的高钾钙碱性岩体(第一期)。庐枞盆地内侵入岩形成于区域岩石圈伸展的构造环境。

中生代大杨树盆地火山岩特征及岩浆活动规律

为查明大杨树盆地中生代火山岩特征,采集了48个火山岩样品,进行了全岩化学分析.结果表明,大杨树盆地中生代形成的火山岩类型多样,主要为安山岩、玄武岩、粗面安山岩和英安岩,其次为流纹岩、玄武质粗面安山岩和玄武安山岩,少见粗面岩、粗面玄武岩和碱玄岩.从大兴安岭及周边地区的火山岩发育特征来看,大杨树盆地发育时期,大兴安岭超壳断裂带对大兴安岭及周边地区的岩浆活动具有明显的控制作用.并且岩浆活动,在垂向上,表现为强—弱—强的演化规律,在横向上,大兴安岭断裂带附近岩浆活动强,远离该断裂方向岩浆活动逐渐变弱.

滇西马厂箐岩体暗色微粒包体岩相学特征及成因机制探讨

对马厂箐岩体中发现的暗色微粒包体的岩相学研究后发现,暗色微粒包体为暗黑色、灰黑色,大部分呈浑圆状或次圆状,可见明显的塑性流变特点,且具有微细粒结构,发育针状磷灰石,部分包体中还含有寄主岩石中的钾长石和石英斑晶.这些岩相学特征都表明了马厂箐岩体中的暗色微粒包体是岩浆混合作用的产物.暗色微粒包体的发现反映了马厂箐岩体可能是壳幔岩浆混合成因,而幔源岩浆的注入是这套岩浆成矿的关键因素.

内蒙古阿巴嘎旗奥陶纪岩体的发现及地质意义

阿巴嘎旗格日敖包岩体位于贺根山断裂带北侧,为一个复式岩体,由石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩组成,主体为二长花岗岩。采用LA--MC--ICP--MS锆石U--Pb定年方法,获得黑云母二长花岗岩206Pb/238U年龄为449±3.0 Ma,形成时代为晚奥陶世。岩石为高钾钙碱性系列,轻稀土富集,微量元素Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti亏损,Rb、Th、U、K、Nd、Zr等元素富集,表明其形成于活动大陆边缘环境。其形成可能与苏尼特左旗南侧俯冲事件有关。

岩浆侵入活动对砂岩的改造作用研究简介

岩浆侵入活动对砂岩的改造作用包括:侵入岩胀裂而导致已固结砂岩的脆性破裂和未固结砂岩的压溶作用;热流体促进或参与砂岩中矿物间的反应,使砂岩发生热变质作用,形成低温变质矿物;侵入活动提供的高温加热地层水,通过热对流的方式使砂岩温度突变,形成"相对高温"的自生矿物或引起一些溶解度对温度变化敏感的自生矿物的溶解和重新沉淀。

白马层状岩体岩浆分离结晶作用

该文以微量元素地球化学观点探讨攀西地区白马层状岩体,它是峨眉玄武岩的原始岩浆结晶产物。论文详细论述了层状岩体的橄榄岩给品、橄长岩结品、橄长辉长岩结晶3个阶段的分离结晶作用。

印尼塔里亚布锡铁多金属矿床矿浆型磁铁矿的矿物学特征与形成机理探讨

在野外地质观察基础上,运用光学显微镜、化学分析、X射线衍射、扫描电镜、流体包裹体成分分析等手段,对印尼塔里亚布锡铁多金属矿床中矿浆型磁铁矿的矿物学特征进行了研究。结果表明,矿浆型铁矿体界线清晰,呈贯入充填形态,围岩蚀变简单。矿石具块状条带、气孔状、流纹状、熔结瘤状等典型矿浆型铁矿石构造。矿石矿物组成简单,磁铁矿含量高,磷灰石+磁铁矿是标志性矿物组合。磁铁矿在化学成分上富铁(TFe=66.08%～68.01%)、富镁(MgO=3.05%～3.22%)、贫硅(SiO2=0.82%～1.91%)、贫碱(Na2O+K2O<1.06%),具明显铕负异常(δEu=0.14～0.55)。磁铁矿晶胞参数介于0.8390～0.8397 nm,接近标准值。磁铁矿晶体以致密它形晶为主,重结晶形成的三晶嵌连结构反映矿浆冷凝结晶是典型的退火过程。磁铁矿流体成分富集Li+(0.234μg/g)、Na+(3.438μg/g)等碱性阳离子及H2O(4129μg/g)、SO42-(8.916μg/g)及其它挥发性组分。在富碱、富挥发分和高氧逸度条件下,研究区矿浆型铁矿与花岗岩是酸性原始岩浆高度演化分异的同源产物。

裂谷盆地岩浆侵入对泥质围岩储集性能的影响——以东营凹陷纯西地区辉长岩为例

岩浆侵入活动大大改变了其周围泥岩的储集性能,对油气聚集具有重要意义。通过岩心观察系统分析了东营凹陷纯西地区沙河街组侵入岩周围泥岩中裂缝的类型、特征和形成机理。岩浆侵入时的瞬时高压引起泥质围岩的脆性破裂,形成拉张和挤压裂缝;岩浆的高温一方面使周围泥岩产生水热增压和生烃增压而形成大量微裂缝,另一方面还使围岩中的矿物发生热变质作用,为后期形成构造裂缝奠定了基础。最终岩浆将周围泥岩由非储层变为特殊的、发育多种裂缝的较好储层。

关于1976年松潘地震成因的讨论

作者在前人研究的基础上,通过对1976年松潘7.2级地震的有关资料的分析,同时与海城地震和唐山地震进行对比,认为松潘地震及伴随该次地震而发生的各类现象是共出一因的,其成因可能与地壳内岩浆上涌有关.作者用岩浆的上涌力、热的发散及气体的逸出,对该次地震的发生、前兆及震后效应等现象作出了解释,最后对有关问题进行了讨论.