西秦岭成矿带区域成矿规律概论

西秦岭成矿带(Ⅲ-28)已发现44种矿产,包括能源矿产4种、金属矿产15种、非金属矿产23(包括洮砚石)种、水气矿产2种。已发现各类矿产地675处,其中超大型8处、大型31处、中型80处、小型276处、矿点280处。按成矿亚带展现的成矿强度排序:合作–西和–凤县成矿亚带(Ⅳ-28①)>兴海–碌曲–徽县成矿亚带(Ⅳ-28②)>迭部–武都–留坝成矿亚带(IV-28③)>玛曲–九寨沟–三河成矿亚带(IV-28④)。按地质时代展现的成矿强度排序:中生代(Mz)>晚古生代(Pz2)>新生代(Cz)>早古生代(Pz1)。笔者按矿种和矿床类型全覆盖原则,对西秦岭成矿带厘定了矿床成矿系列11个,解析出矿床成矿亚系列20个及矿床式66个;基于矿床成矿亚系列的成矿时代–成矿作用–构造环境综合图解,建立了该成矿带区域成矿模式。西秦岭成矿带成矿演化的驱动力,内生动力占主要地位,外生动力占次要地位。华力西期的逐步拉张裂陷和印支期的强烈挤压造山,是西秦岭成矿带成矿最优势的地球动力学背景。

铜陵狮子山矿田矽卡岩铜(金)成矿系统三维动力学计算模拟及其意义

狮子山矿田产有铜陵地区乃至整个长江中下游成矿带最大的矽卡岩型铜(金)矿床,由于成矿特征的复杂性,矿田内巨大的层状矽卡岩矿床的定位机制一直存在争议。为了探讨本区成矿的动力学机制及其控制因素,本次研究基于矿田内全部的勘探资料建立了矿田三维地质模型,在此基础上建立动力学模型,在FLAC3D平台进行岩体冷却过程力‒热‒流耦合动力学计算模拟。模拟结果显示在拉张构造应力环境中,在浅部东、西狮子山矿床产出部位只在岩体接触带上形成了规模不大的高扩容区(体积应变值≥1.2%),而在深部层状矿体产出的地层中形成了大规模的层状高扩容变形区,同时流体也向高扩容区汇聚。这些流体汇聚的高扩容区与已知矿体的容矿空间高度吻合,由此推断矿体的定位受控于岩体冷却过程中产生的扩容和流体流动。石炭系中流体汇聚的高扩容空间的规模远大于已知的成矿规模,表明矿田深部的冬瓜山矿床仍存在较大的增储潜力。改变模型的边界条件和模型组成单元的特征参数进行假设模型计算实验,结果表明拉伸的构造应力环境为大规模汇流容矿空间的形成提供了有利条件,并且赋矿地层中更弱的抗剪切强度和上覆地层低渗透的孔隙特征也是控制矿体定位空间和成矿规模的重要因素。

东天山古弧盆体系成矿规律与成矿模式

东天山是中亚增生型造山带的重要组成部分,随古亚洲洋的形成、演化和消亡,发育了东天山古生代弧盆体系。基于前人对东天山古生代构造演化与成矿规律的大量研究,针对以往研究相对薄弱的早古生代构造演化与成矿,本文重点论述了以卡拉塔格矿集区为代表的早古生代构造-岩浆-成矿研究新进展,从而进一步探讨了东天山古弧盆体系古生代构造演化与成矿规律。本文将东天山古弧盆体系划分为大南湖-头苏泉成矿带和阿奇山-雅满苏成矿带,又将前者划分为卡拉塔格成矿亚带和小热泉子-土屋成矿亚带;总结出其成矿具有VMS成矿系统与斑岩成矿系统共存、多种矿化类型叠加的特征;区域共发育两次大规模成矿事件,且均与大规模火山-侵入岩浆活动有关,进而构建了东天山古弧盆体系区域成矿模式;并指出东天山古生代弧-盆多方向、多期次的转换是导致该体系内VMS-斑岩型矿床共存、叠加成矿发育的主因。

长江中下游成矿带成矿规律和成矿模式

长江中下游成矿带作为中国东部重要的成矿带之一,成矿地质条件、成矿规律和成矿模式的相关研究已经十分深入,形成了一系列公认的理论研究成果,本文重点论述了成矿带成矿地质条件和成矿规律方面研究的新进展,并在此基础上构筑了成矿带的成矿模式。本文主要开展了以下总结工作:(1)将成矿带的构造要素突破以往按构造单元分解的做法,确立跨构造单元的"复合构造系统",结合成矿带成岩成矿作用特点,重新确定了长江中下游成矿带的范围,并对成矿亚带进行了重新划分;(2)收集汇总了长江中下游成矿带近年来国内外学者最新的成岩成矿年龄数据,总结了矿床时空分布规律;(3)从地质,地球物理和地球化学等方面,总结归纳了沿基底结合带复活的网状断裂系统,阐明了成矿带的控矿构造格架,分析了长江中下游成矿带的成因规律;(4)补充和完善了断隆区和断凹区的成矿模式,并初步构筑了长江中下游成矿带综合成矿模式。提出长江中下游成矿带内主体成岩成矿作用总体上分为走滑挤压阶段(146~135Ma)、走滑引张阶段(135~126Ma)和拉张伸展阶段(126~123Ma)等三个阶段,古太平洋板块作用导致的壳幔过程,引发含元古代弧岩浆岩源区活化和中生代的构造活化("双活化")是长江中下游成矿带形成的主要机制。

矽卡岩矿床的汇流扩容空间控矿机制及其对深部找矿的意义:以铜陵—安庆地区为例

本文以铜陵—安庆地区凤凰山铜矿和安庆铜矿为例,通过野外地质分析和计算模拟实验探讨了浅成岩体冷却过程中接触带上汇流扩容空间对矽卡岩矿体的控制。在凤凰山矿田和安庆矿田,围绕新屋里岩体和月山岩体的接触带上矿体的分布极不均匀,形成大规模矽卡岩矿体的位置既与接触带本身的特征有关,也与构造变形有关。矿体的边界特征以及与矿体密切相关的角砾岩的特征表明水压致裂在赋矿扩容空间的形成过程中可能起重要的作用。矿体的围岩蚀变特征以及流体包裹体地球化学特征显示来自岩体和围岩的流体的混合以及高压流体的减压沸腾可能是矿石沉淀的主要机制。新屋里岩体和月山岩体的同构造冷却过程力学变形—传热—流体流动耦合动力学计算模拟结果显示:所有矿体都位于汇流扩容空间内,且主矿体位于最大最强的汇流扩容带内,这表明力—热—流耦合作用形成的汇流扩容空间不仅控制了矿体的位置,也控制了矿体的规模。在铜陵—安庆地区开展深部找矿勘查,应该将重点放在大规模高强度的汇流扩容区,特别是还没有发现大规模矿体的汇流扩容区,凤凰山和安庆铜矿深部找矿已取得的成果证明了汇流扩容空间控矿模式对这一地区深部找矿勘查具有重要意义。

长江中下游成矿带岩石圈结构与成矿动力学模型--深部探测(SinoProbe)综述

岩石圈结构和深部过程对理解成矿带和大型矿集区的形成十分重要。岩石圈尺度的地球动力学过程将在地壳中留下各种结构的或物质的“痕迹”，这些“痕迹”可以通过地球物理的手段去探测。为深入理解长江中下游成矿带形成的深部动力学过程，作者在国家深部探测专项（SinoProbe）和国家自然科学基金重点项目支持下，在长江中下游成矿带开展了综合地球物理探测。方法包括宽频地震、深地震反射、广角反射／折射和大地电磁测深。数据处理和反演结果取得一系列新发现：（1）成矿带上地幔顶部存在低速体，在中心深度300km处有一向SW倾斜的高速体；（2）S波接收函数证实成矿带岩石圈较薄，只有50-70km；横波分裂结果显示，成矿带上地幔各向异性方向和强度与邻区有较大区别，显示平行成矿带（NE-SW向）的上地幔变形和流动；（3）深反射地震揭示成矿带上地壳曾发生强烈挤压变形，以紧闭褶皱、逆冲和推覆为特征；在宁芜火山岩盆地、长江断裂带和郯庐断裂之下出现“鳄鱼嘴”构造，指示上下地壳在挤压变形过程中解耦；深反射地震证实发生过陆内俯冲和叠瓦，并认为是岩石圈增厚和拆沉的主导机制；（4）广角反射和大地电磁反演给出了跨成矿带地壳剖面的速度和电性结构，速度和电阻率分布总体上与构造单元相吻合。本文分析和解释了这些发现的地质意义，并结合近年在长江中下游地区的地球化学研究进展，提出了成矿带地球动力学模型。该模型认为：中、晚侏罗世陆内俯冲、岩石圈拆沉、幔源岩浆底侵和MASH过程造就了长江中下游世界级成矿带的形成。

多尺度综合地球物理探测：揭示成矿系统、助力深部找矿--长江中下游深部探测(SinoProbe-03)进展

两个原因使我们必须开展深部探测.一是寻找深部资源,二是更好地理解形成和控制陆内成矿的深部动力学过程,预测新的矿集区.在深部探测专项、国家自然科学基金和地质调查项目资助下,作者在长江中下游成矿带及邻区开展了系统的多尺度、综合地球物理探测.包括:成矿带尺度的宽频地震探测及"廊带式"综合探测,矿集区尺度的骨干剖面探测和三维建模,矿田尺度的三维探测与反演模拟.探测结果在三个层次取得了一系列新认识和新发现,完善了相关探测方法技术.主要包括:揭示了成矿带岩石圈结构、深部过程及对成岩、成矿的控制,提出了成矿带形成的动力学模型,诠释了在狭窄的成矿带内形成大规模金属堆积的深部因素;揭示了典型矿集区地壳三维结构、组成和断裂分布,建立了矿集区三维结构模型和区域成矿模式,推断了主要控矿岩体、地层的空间展布,预测了新的找矿靶区;开展了"玢岩型"、斑岩型和热液型多金属矿床综合地球物理探测试验,总结了勘查模式,预测了深边部找矿靶区;提出了硬岩区反射地震数据采集设计、激发到接收的有效措施,探索了地震弱信号提取、噪声压制、静校正和偏移等处理新技术、新方法;提出了强电磁干扰区电磁去噪的数字形态滤波等技术,完善了二/三维带地形和考虑各向异性情况的电磁正反演技术.

成熟勘探矿集区新一轮找矿:勘查战略创新及铜陵矿集区找矿实例

成熟勘探的矿集区非常有必要开展新一轮的找矿,但矿床模式的局限和大埋藏深度等困难制约了这些地区的预测性找矿发现。促进其预测性找矿发现的关键战略包括:勘查模型的创新、勘查技术的创新和各种信息的综合集成预测。勘查模型的创新必须包含基于地球动力学剖析的新成矿概念,动力学数值模拟是有效的创新手段之一;勘查技术创新的主要目的是加大探测深度和提高探测与解释的准确性,必须以详细可靠的地质资料为基础;综合信息集成是利用GIS和知识驱动及数据驱动的方法充分提取各种数据中的有用信息,集成为更加可靠的预测图。在这种思想的指导下,我们在铜陵凤凰山矿田进行了预测和勘查,并成功地发现了深部的隐伏矿床。

构造应力环境对浅成岩体成矿系统的制约:从安庆月山岩体冷却过程动力学计算模拟结果分析

为探讨构造应力环境对浅成岩体成矿系统的制约,以安庆地区的月山岩体及其所形成的安庆铜矿床为例,在传统地质调查研究的基础上,通过假设不同的力学边界条件进行岩体冷却过程动力学的计算模拟实验研究。计算结果显示,在没有构造应力作用时,在岩体的接触带上不可能形成有利成矿定位的局部汇流扩容空间,挤压和拉伸作用都能够在岩体接触带形成局部汇流扩容空间,但二者的空间分布规律有着极大的差别,只有拉伸构造应力作用下的动力学计算模拟实验能在已发现矿体部位形成汇流扩容空间,表明构造应力环境对成矿定位的汇流空间的制约以及拉伸构造应力作用对月山岩体成矿的重要贡献。在拉伸构造应力和无构造应力作用时,接触带上的流体压力都是随着变形的进程而趋降低的,只有在挤压构造应力作用下,流体压力才会有一个超压的过程,流体超压是形成斑岩型矿床的重要机制。可见挤压环境才是一种有利于斑岩型矿床成矿的构造环境,铜陵-安庆地区缺乏与矽卡岩矿床相对应的斑岩型矿床主要原因之一是成矿时处于一种拉伸的构造应力作用环境。

中国大陆环境斑岩型矿床:基本地质特征、岩浆热液系统和成矿概念模型

中国大陆环境斑岩型矿床包括斑岩型Cu(-Mo、-Au)、斑岩型Mo、斑岩型Au和斑岩型Pb-Zn等矿床类型,主要产出于青藏高原大陆碰撞带、东秦岭大陆碰撞带和中国东中部燕山期陆内环境,在地球动力学背景、深部作用过程、岩浆起源演化、流体与金属来源等方面与岩浆弧环境斑岩型矿床存在重要差异。在大洋板块俯冲形成的岩浆弧,主要发育斑岩Cu-Au矿床或富金斑岩Cu矿(岛弧)和斑岩Cu-Mo及斑岩Mo矿床(陆缘弧)。相比,在大陆碰撞带,晚碰撞构造转换环境发育斑岩Cu、Cu-Mo和Cu-Au矿床,矿床受斜交碰撞带的走滑断裂系统控制,后碰撞地壳伸展环境则主要发育斑岩Cu-Mo矿床,矿床受垂直于碰撞带的正断层系统控制;在陆内造山环境,早期发育斑岩Cu-Au矿床,晚期发育斑岩Pb-Zn矿床,它们主要沿古老的但再活化的岩石圈不连续带分布,受网格状断裂系统控制;在后造山(或非造山)伸展环境,则大量发育斑岩Mo矿和斑岩Au矿,它们则主要围绕大陆基底—克拉通(或地块)边缘分布,受再活化的岩石圈不连续带控制。大陆环境斑岩Cu(-Mo,-Au)矿床的含矿斑岩多为高钾钙碱性和钾玄质,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学特性。岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳。上地幔通过三种可能的方式向岩浆系统供给金属Cu(和Au):①提供大批量的幔源岩浆并底垫于加厚下地壳底部,构成含Cu岩浆的源岩;②提供小批量的软流圈熔体交代和改造下地壳,并诱发其熔融;③与拆沉的下地壳岩浆熔体发生反应。大陆环境含Mo岩浆系统高SiO2、高K2O,岩相以花岗斑岩为主,花岗闪长斑岩次之,既不同于Climax型,又有别于石英二长斑岩型Mo矿床,岩浆起源于古老的下地壳。金属Mo主要为就地熔出,部分萃取于上部地壳。大陆环境含Pb-Zn花岗斑岩多属铝过饱和型,与S型花岗岩相当,以高δ18O(>10‰)和高放射性Pb为特征,Sr-Nd-Pb同位素组成反映其来源于中下地壳的深熔作用,金属Pb-Zn主要来源于深融的壳层。大陆环境含Au岩浆系统以富B花岗闪长斑岩为主,常与矿前闪长岩密切共生。Sr-Nd-Pb同位素显示,含Au岩浆主要来源于上部地壳,但曾与幔源岩浆发生相互作用。金属Au部分来源于上地壳,部分来源于地幔岩浆。大陆环境斑岩型矿床显示各具特色的蚀变类型和蚀变分带,其中,斑岩型Cu(-Mo,-Au)矿热液蚀变遵循Lowell and Guilbert模式;斑岩型Mo矿主要发育钙硅酸盐化、钾硅酸盐化和石英-绢云母化;斑岩型Pb-Zn矿主要发育绿泥石-绢云母化和绢云母-碳酸盐化,缺乏钾硅酸盐化;斑岩型Au矿强烈发育中度泥化。斑岩型矿床的成矿流体初始为高温、高fO2、高S、富金属的岩浆水,由浅成侵位的长英质岩浆房在应力松弛环境下出溶而来,晚期有天水不同程度地混入。Cu、Mo、Pb-Zn通常沉淀于流体分相和流体沸腾过程中,而Au则主要沉淀于岩浆-热液过渡阶段。

黑龙江金厂矿区热液成矿过程计算模拟及成矿机制探讨

黑龙江金厂金矿是一特大型金矿床,该区中生代构造-岩浆活动强烈,并伴随大规模的热液蚀变活动,形成了金厂矿床的隐爆角砾岩型、裂隙充填型、岩浆穹窿型及接触带型等多种矿化类型,而热液扩容充填成矿可作为该矿区的代表性矿化类型。通过FLAC3D软件进行金厂矿区热液成矿过程计算模拟,结果表明:燕山晚期花岗斑岩对本区金成矿具有控制作用;本区温度场的分布受成矿岩体规模控制;受东西向压应力场影响,本区出现了NW、NE向的剪切应变带及NEE-SWW向展布的张应变扩容区,扩容区不仅与流体汇流、实际成矿位置对应较好,还指示了新的找矿靶区。

超大型矿床成矿背景-过程-勘查三位一体的找矿理念

超大型矿床是某一(或某些)矿种资源的巨大储库。据统计,全球矿产资源70%~85%的勘探储量集中分布于占全球矿床数10%的超大型矿床。由此可见发现超大型矿床对一个国家经济与社会发展的极端重要性。超大型矿床成矿背景是其形成的基础,成矿过程是其成矿的关键,勘查评价是其发现的根本途径。文章试图从成矿背景、成矿过程与勘查评价相互关联的角度探索超大型矿床“三位一体”的找矿理念。对于隐伏的和新类型超大型矿床,集“成矿背景、过程与勘查评价”于一体的找矿理念是矿产勘查成功的关键。我们根据地球成矿动力学理论,将地壳结构复杂的地质异常区域(如板块边界)定义为找矿可行地段;在找矿可行地段内,根据成矿系统理论,将成矿关键要素(源、运、储、盖)发育的地段定义为找矿有利地段;在找矿有利地段内,根据成矿系列理论,将可能出现矿床共生组合的地段定义为找矿远景地段。根据自组织成矿系统理论,一个矿集区内,矿床规模频率幂律分布,奠定了多尺度聚焦找矿的理论基础。地质矿化单一信息的多解性和不确定性奠定应用综合致矿信息找矿的理论基础。基于成矿系统和综合致矿信息数字找矿模型的矿产勘查是从成矿的因果关系(本质)和矿床与诸控矿因素的相关关系(现象)两个方面确定可能矿化地段的最有效方法。超大型矿床找寻上升至综合地学学科水平,应视为一种科学的探索,这种探索综合来自地学各相关领域致矿信息,然后将从这些信息中获取的关键成矿过程和参数转换为找矿的空间数据信息,根据选靶模型识别并确认这些空间数据信息的存在,最后在全球、成矿省和矿化集中区尺度上圈定能够定量排序的超大型矿床的找矿远景区(靶区)。集“成矿背景、过程与勘查评价”于一体的找矿理念应为未来的超大型矿床勘查奠定理论和方法学基础,为应用直接探测技术和方法探测矿床提供合理的工程勘查方案。

青海北巴彦喀拉成矿带基于GIS金矿资源综合信息预测评价

青海省北巴彦喀拉金矿成矿带位于中央造山带中段可可西里—巴彦喀拉晚印支造山带。矿带出露地层主要为晚古生代复理石—类复理石建造,晚三叠世花岗岩类沿深大断裂零星分布,NW-NWW向断裂发育,控岩、控矿作用明显。微细浸染型金矿床是矿带主攻矿床类型,近年来勘查找矿突破大,发现大场超大型金矿床,彰显巨大找矿潜力。通过收集该成矿带最新基础地质调查、矿产勘查及物化探测量成果资料,建立了基于GIS的空间数据库,然后,利用矿床位置定位预测系统(DPIS),采取找矿标志自建信息量模型、借用信息量模型和专家知识相结合方法,建立了适合本区带微细浸染型金矿预测的找矿标志信息量预测模型,据此开展区带金(锑)矿产多元信息统计预测,圈定38处找矿远景区,其中A类9处,B类16处,C类13处;规划部署重点勘查区3个,接续普查区3个,战略预查区2处。本次预测工作为北巴彦喀拉金矿成矿带进一步勘查找矿提供了新的方向。