序言
摘要：矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础,不断发现新的矿产资源,保持矿产资源稳定、持续供给是实现小康社会,保持我国经济高速增长的前提。随着地表及浅部矿产勘查程度的提高,矿床发现的难度越来越大,必须向深部进军,拓展深部矿产资源的勘查与开发满足我国经济高速发展对资源的需求。由于历史和技术的原因,长江中下游庐江-枞阳火山岩矿集区深部结构与成矿作用
摘要：为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地和铁、硫矿集区深部构造和地壳结构,探讨成矿深部控制条件,作者完成了穿越火山岩盆地的深反射地震剖面(150km,记录30s)和罗河铁矿区浅层高分辨反射地震剖面(20km),以及平行剖面的大地电磁、高精度重磁剖面,揭示了矿集区全地壳精细结构和电磁结构,同时开展区域构造测量和火山岩年代学研究,获得了新的认识。证实"耳状"的庐-枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东侧发育的非对称火山盆地,排除了另一半被断在西侧红层之下的判断;罗河断裂是一条切穿MOHO的深断裂,倾向南东,是引导地幔流体和岩浆上涌和喷发的通道,在中地壳形成岩浆房(反射亮斑);鉴别出多层界面,火山岩-侏罗系厚度约4～5km(其中火山岩厚度约3km),三叠系-震旦系变形层底界深度大致18～20km,变质基底组成中下地壳,MOHO平缓向北西倾,深度33～31km;追踪郯-庐断裂带的深部产状,陡立延伸到MOHO,宽约10km。从而揭示了早白垩系(132～127Ma)庐-枞火山岩矿集区深部过程与成矿、控矿作用。庐-枞金属矿集区深地震反射剖面解释结果——揭露地壳精细结构,追踪成矿深部过程
摘要：深地震反射剖面揭示了庐枞矿集区全地壳的精细结构,在研究火山岩盆地的深部构造、探讨成矿深部过程等方面取得了新认识。从长江至大别山下,Moho由30km左右加深至33km左右,罗河矿下方Moho错断大约3km。庐枞火山岩盆地是一个沿着罗河断裂向东发育的"耳状"非对称盆地,并不存在另外一半隐伏在红层之下的盆地。罗河铁矿对应Moho错断处,处在构造的转换带上。罗河断裂之下存在近于透明的弱反射区域,可能是地幔流体和岩浆上涌、喷发的通道。郯庐断裂、罗河-缺口断裂、长江断裂是庐枞地区的三个重要断裂。郯庐断裂带为不对称花束状构造,近于直立,切穿地壳。小岭矿与龙桥矿可能产出在一个隆起的火成岩体的两翼。庐枞金属矿集区深地震反射剖面探测研究:一种经济的、变化的采集观测系统实验
摘要：如何运用深地震反射剖面技术同时探测大型金属矿集区浅自几百米,深至地壳底部的地壳精细结构,揭示成矿的深部过程,是一项极具挑战性的攻关实验内容。本文针对庐枞金属矿集区的浅深兼顾的探测目标,实验了一种区域长剖面和矿集区剖面结合的变观测系统采集技术。结果表明,区域长剖面使用40m道距,240m炮距,18～20m井深,16～20kg药量,中间放炮,720道双边接收,60次覆盖的采集参数能够获得浅层至Moho的有效反射,揭示出成矿区的深部构造。矿集区剖面加密道距至10m,炮距80m,将覆盖次数增加到90次,并采用十字测线的拟三维采集技术能有效补充获得丰富的矿区浅层信息,揭露出浅层控矿构造及其与深部的联系。在经费有限的前提下,采用上述变观测系统方法来保证获得浅、深多重反射信息的采集技术是可行的,实际结果证实了该方法技术实验的成功。多金属成矿区深地震反射剖面数据处理技术实验研究——以庐枞矿集区为例
摘要：针对庐枞多金属矿集区地震资料特点及浅、深多重探测目标,对深地震反射数据进行了处理技术实验研究。在区域长剖面上,为了获得矿集区地壳与上地幔结构的精细图像,解释成矿深部过程,开展了循序渐进的常规处理技术实验和精细处理技术实验。在矿区剖面,为了获得了浅层精细结构,针对变观测系统接收等特点,进一步开展了特殊处理实验。经过区域剖面与矿区剖面的多重处理实验,集成了一套矿集区深地震反射剖面数据处理方法与处理技术流程,为我国进一步的深部探测积累了技术与经验。庐枞矿集区龙桥式铁矿床含矿层位地球化学特征及找矿意义
摘要：龙桥铁矿床是庐枞地区大型的铁矿床,矿床中含矿地层的归属长期存在争议。本文系统地调查了该矿床含矿层位的空间展布,分析了平面和剖面上矿体的构造样式,认为区内含矿地层为中侏罗世的罗岭组。同时,系统地研究了区内含矿地层的微量元素、稀土元素的地球化学特征。研究表明,硼元素含量与陆相沉积物接近。含矿地层中的碳酸盐岩具低∑REE、富集LREE的特征,且具弱Ce和弱Eu负异常,Y/Ho比值为34.8,与海相沉积物特征有一定差别,而与陆相湖泊沉积物稀土元素特征相似。含矿地层中矿化蚀变砂岩与中侏罗世的罗岭组砂岩也具有相似稀土元素特征。这也从地球化学上支持了野外调查得出的观点,即区内含矿地层为中侏罗世的罗岭组,为陆相沉积。在上述工作的基础上结合近期庐枞地区的勘查成果,指出庐枞南部是寻找沉积-叠加改造型矿床的有利地区。安徽庐枞火山岩盆地与邻区基底构造变形、形成演化及其对矿床分布的控制
摘要：本文简略分析了庐枞火山岩盆地形成的地质构造背景及火山岩盆地内两个重要不整合界面,两类不同性质断裂的特征。文中详细论述了庐枞及邻区印支期褶皱基底中两期叠加褶皱变形特征及其对地层序列与空间展布的控制。介绍了区内印支期金子运动与南象运动的存在表现及争议。根据近期在巢湖、和县一带普遍发现东马鞍山组与南陵湖组间不整合接触关系,进一步肯定了金子运动的存在,从而探讨了印支期两期褶皱变形形成的运动学基础及可能形成的动力学条件。在对上述成矿背景重新认识的基础上,总结了区内三类矿床的成矿特征及找矿方向(与火山岩有关的铁矿、与中酸性侵入岩有关的斑岩型铜矿及铅锌矿、接触交代型与层控型铁铜矿)。强调了燕山期构造,特别是断裂构造对岩浆侵入、火山活动及与其相关成矿作用的控制,并对区内典型矿床的控岩控矿构造条件作了论述。庐枞矿集区火山气液型铁、硫矿床及控矿构造的反射地震成像
摘要：高分辨率反射地震在探测深度和分辨率方面具有其它方法无法比拟的优势,为试验该方法在探测深部似"层状"矿床和控矿构造方面的探测效果,作者于2008年在安徽庐枞(庐江-枞阳)矿集区的罗河-泥河-大包庄矿区采集了2条10km的高分辨率反射地震剖面。尽管矿区构造较为复杂,但偏移剖面仍发现了很多与地质吻合的反射。白垩纪沉积盆地(红盆)呈现清晰的三层结构,反映该地区白垩纪以来在伸展构造背景之下沉积环境还存在阶段性变化;盆地之下的反射更可能为晚侏罗世的碎屑岩沉积或中三叠世的碳酸盐岩沉积,红盆之下可能不存在庐枞"耳状"火山岩盆地的另一半。火山岩层大致也呈现3层结构,火山沉积岩层(双庙、砖桥组)的厚度在800～1000m,火山沉积岩之下有明显的"穹隆"状反射,可能为与侵入体有关的隆起。对照精细建立的矿床地质剖面,发现罗河、泥河矿体能够产生清晰的反射,初步证实高分辨反射地震可以直接探测到矿体,但当矿体陡倾、或结构形态复杂、或空间尺寸较小时,对应矿体位置没有可辨识的反射。试验结果表明高分辨率反射地震可以用于探测深部控矿构造,在合适条件下,可以探测似"层状"矿体。庐枞火山岩盆地及其重、磁场特征
摘要：为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地的深部构造和地壳结构,2007年初在庐枞火山岩盆地进行了以深反射地震剖面探测为主的,新一轮重力、磁力和大地电磁剖面测量。作者在前人研究的基础上对庐枞火山岩盆地及其重、磁场特征进行了研究。作者首先分析长江中下游地区重、磁场的分布特征,然后以区域重、磁场特征为背景来认识庐枞地区重、磁场的分布特征。研究各类地质体的物性参数是开展地球物理解释的前提,文中收集并分析了前人对庐枞地区的岩石物性的较为系统研究成果。为了提取重、磁异常的特征,文中对重、磁异常进行了位场转换和图像处理。利用新的深反射地震剖面探测和大地电磁剖面研究成果,采用定性和定量解释方法对庐枞地区重、磁场的分布特征进行了研究并提出新的认识。庐枞火山岩盆地深部存在隐伏的磁性强的中碱性岩类是产生区域磁异常的主要原因。庐枞火山岩盆地下部火成岩所侵入的地层向盆地东南方向延伸,盆地的西北边界向东南方向倾斜。而在罗河断裂带以西没有火成岩存在。亦即庐枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东发育的非对称火山盆地。另外,在庐枞火山岩盆地西部边缘罗河深部存在切穿莫霍面的断裂带沿北东向延展数十千米。庐枞铁多金属矿集区龙桥铁矿反射地震初至波层析成像与隐伏矿床预测
摘要：为落实安徽庐枞地区北部的龙桥铁矿含矿层位在第二找矿深度的空间分布,本文应用小道距、长排列接收的地震反射初至波走时数据,运用层析成像方法,得到该地区近地表1000m以上的速度结构。研究结果显示,反射地震初至波携带了丰富的上地壳速度结构特征和界面变化的构造信息,精细的速度结构揭露出龙桥铁矿隐伏岩体顶界面深度与起伏形态,发现岩体顶面凸起及陡变化部位与矿体分布存在着明显的对应关系。长排列的深地震反射初至波走时层析成像方法能够为金属矿集区深部隐伏矿床的勘探与研究提供岩体的空间分布信息。铜陵中酸性侵入岩成因及锆石SHRIMP定年
摘要：铜陵地区高钾钙碱性系列侵入岩包括辉长闪长岩+石英二长闪长岩+花岗闪长岩,橄榄安粗岩系列侵入岩包括辉石二长闪长岩+二长岩+石英二长岩。高钾钙碱性系列侵入岩中含有富云母包体和微粒闪长质包体以及镁铁质石英二长闪长质包体,与区内的铜(金)矿化关系密切;橄榄安粗岩系列岩体中含多种深源堆积岩包体,与金(铜)、银、铅、锌等矿化关系密切。锆石SHRIMP定年结果表明,石英二长闪长岩为140Ma左右,花岗闪长岩为142～146Ma,辉长闪长岩为143Ma,辉石二长闪长岩为138～142Ma,二长岩为143Ma,可见两个系列侵入岩的年龄既有一定的差别,也有一些重叠。岩石地球化学及包体岩石学研究表明,橄榄安粗岩系列岩石可能为幔源碱性玄武质岩浆分异后形成,高钾钙性系列岩石可能为分异的幔源岩浆与壳源岩浆混合后形成。长江中下游地区庐(江)-枞(阳)和宁(南京)-芜(湖)盆地内与成矿有关潜火山岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄
摘要：庐-枞和宁-芜火山岩盆地是长江中下游地区在中生育的一系列断陷型火山岩盆地中规模最大的两个,以发育一套别具特色的橄榄玄粗岩系列火山岩/潜火山岩,并产有丰富的铁矿、硫铁矿及非金属等矿产资源为特征,其中又以玢岩型铁矿最著名。两个盆地内主要的成矿作用(玢岩型铁矿)都与第二旋回(分别为庐-枞盆地的砖桥旋回和宁-芜盆地的大王山旋回)的潜火山岩关系密切,其岩性在庐-枞盆地为正长斑岩,而在宁-芜盆地为辉石闪长玢岩。本文应用SHRIMP锆石U-Pb测年方法分别对庐-枞盆地内的巴家滩正长斑岩和焦冲正长斑岩以及宁-芜盆地内的阴山辉石闪长玢岩进行了精确的定年。结果表明,巴家滩正长斑岩和焦冲正长斑岩中锆石的206Pb/238U加权平均年龄分别为131.0±1.1Ma和131.5±1.6Ma,阴山辉石闪长玢岩中锆石的206Pb/238U加权平均年龄为127.8±1.8Ma。庐-枞和宁-芜盆地(乃至整个长江中下游地区)的火山岩-潜火山岩是在很短的时间内形成的,意味着"突发性的"岩石圈减薄可能是区内岩浆作用和大规模成矿的主要机制。庐枞火山盆地深部岩石与成矿过程
摘要：黄铁矿-硬石膏-磁铁矿矿石为典型矿石的金属矿床产于长江中下游中生代火山盆地,庐枞火山岩盆地。丰富的铁矿和黄铁矿床,主要分布在火山岩和潜火山岩里,同时也分布于盆地周边。火山岩石主要是钾玄岩-粗安岩-粗面岩组合。在深部,与它们的成分对应的岩浆岩石是碱性辉长岩-辉石二长岩-正长岩组合,如缺口辉长岩,杨山地区的辉石正长岩。火山岩和深部的辉长岩-二长岩-正长岩都经历了多次水热活动。黄铁矿-硬石膏-磁铁矿矿床主要伴随两套蚀变,即,火山岩石的大面积深色蚀变(硬石膏-辉石-长石蚀变岩)和浅色蚀变(硅化泥化)。在二长-正长岩与火山岩石的接触带,有强烈的类云英岩石(电气石-石英-云母组合)。在缺口辉长岩里,曾经发现大量磁铁矿脉(磁铁矿-方柱石-方钠石-石榴石组合)。在杨山和马口地区,正长岩里的铁矿是辉石钾长石磁铁矿组合及阳起石-磷灰石-磁铁矿组合。二长-正长岩体在盆地里广泛分布,在大范围内是几乎是层状的。调查研究表明:火山盆地底部辉长岩-二长岩-正长岩组合与铁矿有关。盆地里深部岩石和成矿作用存在有垂直分布特性。上面是喷发岩石,及潜火山岩石,下面是深部的碱性辉长岩-二长岩-正长岩杂岩体。中间有过渡带,岩墙岩席带。上面是与钾玄岩-粗安岩层和潜火山岩石里赋存的磁铁矿和黄铁矿床,下面有产于碱性辉长岩-二长岩-正长岩里也有铁矿化。蚀变岩石地质年代的初步研究发现:罗河铁矿的深部钠长石化岩石,与马口铁矿附近的正长岩石的地质年代接近(110～119Ma)。事实说明,在火山岩和潜水火山岩石里成矿作用和深部岩浆岩里成矿作用可能是同时发生的。20～435℃条件下正长岩石与水的反应动力学实验表明,在400℃左右时正长岩最容易被溶解。正长岩与水反应后,也会形成一个携带金属的流体。水岩相互庐枞火山盆地玄武岩与流体相互作用
摘要：庐枞火山盆地的玄武岩大量喷发过程和随后的浅成岩浆活动都伴随大规模流体活动,并引发了大规模的金属成矿活动和蚀变岩带,具有十分清晰的分带性。内带是深色蚀变和外面是浅色蚀变。以庐枞火山盆地的玄武岩为对象,进行高温高压水岩相互作用的化学动力学实验,对于理解火山岩石的水热蚀变和空间的分带性,认识金属来源有很大意义。实验条件是20～400℃和23MPa范围,使用流动反应器进行的。实验结果发现:在多数温度条件下,岩石里的各种金属元素有不同的溶解速率。在<300℃时,各种金属元素,Na,Ca,Mg,Al等容易溶解。而在温度>300℃时,硅容易溶解。在等于300℃时,硅有最大反应速率。溶解反应动力学过程在300℃发生转变,恰好与火山岩石的深色蚀变和外面的浅色蚀变的分界温度一致。大于300℃时的反应的产物与小于300℃时的反应的产物不同。实验结果有助于理解火山岩石的蚀变和矿石成因。同时,火山岩石的水热蚀变还可以导致含金属流体的出现,可以说明水-岩相互作用导致金属来源。这些实验对于解释火山盆地的深部的地球物理探测的成果是十分必要的。庐枞盆地侵入岩的时空格架及其对成矿的制约
摘要：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�宁芜盆地闪长玢岩的形成时代及对成矿的指示意义
摘要：宁芜盆地是长江中下游成矿带的重要组成部分和玢岩型铁矿床的主要产地,盆地内广泛产出闪长玢岩,这类岩体与铁矿床的形成关系密切,但其精确的成岩成矿时代及其形成构造背景的研究仍十分薄弱。本次工作在详细野外地质工作的基础上,系统开展了盆地内与铁矿床有关的7个闪长玢岩体的年代学研究,通过对闪长玢岩锆石LA-ICP-MS同位素定年方法,确定了盆地内主要闪长玢岩体,凹山岩体、陶村岩体、和尚桥岩体、东山岩体、白象山岩体、和睦山岩体和姑山岩体的成岩时代分别为130.2±2.0Ma、130.7±1.8Ma、131.1±1.5Ma、131.1±3.1Ma、130.0±1.4Ma、131.1±1.9Ma和129.2±1.7Ma。定年结果表明盆地内闪长玢岩成岩年龄均为130Ma左右,其成岩年龄可以近似代表铁矿床的成矿年龄。长江中下游地区存在145～136Ma、135～127Ma、126～123Ma三期成岩(成矿)作用,宁芜盆地内闪长玢岩是第二期岩浆活动的产物,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。宁芜盆地内闪长玢岩及玢岩型铁矿床形成于区域岩石圈伸展构造环境。安徽庐枞盆地井边铜矿床的成矿时代及其找矿指示意义
摘要：庐枞盆地是长江中下游多金属成矿带中一个重要的多金属矿集区,盆地内发育有多个不同规模的脉状铜矿床。目前对这些脉状铜矿床的成矿时代和构造背景等方面的研究工作还较少。本文以盆地中目前最具代表性的井边铜矿床为研究对象,分别对矿床中的安山斑岩次火山岩体和主成矿阶段石英中流体包裹体采用了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和Ar-Ar同位素定年,获得了安山斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为133.2±1.7Ma,石英流体包裹体Ar-Ar等时线年龄为133.3±8.3Ma,反等时线年龄为133.3±8.2Ma。这一结果与实际的矿床地质特征和区内岩浆岩已有的同位素年代学数据完全吻合,因而井边铜矿床的形成时代为早白垩世,与盆地中砖桥旋回侵入岩浆活动有关。这一矿化事件与长江中下游地区第二期(135～127Ma)大规模成岩成矿作用相对应,并对应于区域拉张的构造背景。通过本次研究工作,不仅为深入理解庐枞盆地内铜矿化的规律提供了资料,同时也为该区的下一步铜矿找矿工作提供了依据。铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约
摘要：冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S>0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿�