了得網自然科學_華南陸塊陸內成礦作用

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成礦區，成礦作用，研究，中國

內容簡介

《華南陸塊陸內成礦作用》主要是國家973項目“華南陸塊陸內成礦作用：背景與過程”（2007~ 2011）的研究成果。重點論述了由華夏地塊和揚子地塊組成的華南陸塊內三個成礦繫統——古生代峨眉地幔柱成礦繫統、中生代大花崗岩省成礦繫統和中生代大面積低溫成礦繫統的成礦年代格架及其與主要地質事件的關繫：大面積低溫成礦繫統與大花崗岩省成礦繫統在成礦動力學背景上的可能聯繫；這些成礦繫統中一些主要礦種U、Au- Sb、Pb- Zn、V-Ti- Te、Cu- Ni、W、Sn等典型礦床的成礦過程和主要控制因素，以及覆蓋區戰略靶區預測和礦床深部找礦預測理論和方法。

目錄
前言
緒論1
**節為什麼要開展華南陸塊陸內成礦作用研1
第二節立項時成礦作用的國內外研究現狀2
第三節主要研究進展13
參考文獻21
**篇花崗岩成礦繫統
**章華南印支期變形樣式及其時序31
**節華南內部主要斷裂及沉積記錄32
第二節北緣江南隆起及兩側的結構構造33
第三節中部雪峰構造帶的推覆構造39
第四節南緣雲開一海南變形樣式及熱年代學結構46
第二章中生代岩漿作用時空格局與岩石成因66目錄

前言

緒論1

**節為什麼要開展華南陸塊陸內成礦作用研1

第二節立項時成礦作用的國內外研究現狀2

第三節主要研究進展13

參考文獻21

**篇花崗岩成礦繫統

**章華南印支期變形樣式及其時序31

**節華南內部主要斷裂及沉積記錄32

第二節北緣江南隆起及兩側的結構構造33

第三節中部雪峰構造帶的推覆構造39

第四節南緣雲開一海南變形樣式及熱年代學結構46

第二章中生代岩漿作用時空格局與岩石成因66

**節印支期花崗岩時空格局與岩石成因66

第二節燕山期花崗岩漿成因與成礦年代學76

第三節基性岩漿源區的時空演化100

第四節中生代動力學模式的思考1 12

第三章長江中下遊隆起區斑岩——夕卡岩銅多金屬成礦繫統117

**節區域地質背景118

第二節成岩成礦時代119

第三節銅陵礦集區的區域成礦模型121

第四節鄂東南礦集區的區域成礦模型135

第四章長江中下遊凹陷區與火山一侵入岩有關的鐵多金屬成礦繫統171

**節火山岩盆她岩漿岩年代學171

第二節次火山岩年代學185

第三節成礦年代學190

第四節區域成礦模型197

第五節長江中下遊成礦動力學模型223

第五章與改造型花崗岩有關的鎢多金屬成礦繫統230

**節華南改造型含鎢花崗岩特征230

第二節贛南鎢礦若干新礦化類型研究251

第三節南嶺與花崗岩有關的鎢、錫、稀土成礦作用差異268

第六章華南與A型花崗岩有關的錫多金屬成礦繫統281

**節與錫成礦有關的A型花崗岩——以騎田嶺花崗岩為例281

第二節芙蓉錫礦成礦作用292

第三節岩漿演化過程中錫和揮發組分的地球化學行為307

第七章華南熱液鈾成礦繫統317

**節華南印支期產鈾花崗岩317

第二節印支期產鈾與非產鈾花崗岩的黑雲母礦物化學差異327

第三節華南白垩紀一古近紀鈾成礦作用334

參考文獻356

第二篇華南大面積低溫成礦繫統

第八章研究背景及主要進展387

**節研究背景387

第二節主要進展388

第九章川滇黔相鄰鉛鋅礦集區典型礦床成礦作用400

**節區域地質400

第二節礦床地質407

第三節礦床地球化學428

第四節成礦背景及過程455

第十章黔西南卡林型金礦熱液化學及其成礦作用474

**節區域地質背景474

第二節典型礦床地質特征484

第三節含金硫化物礦物學與地球化學494

第四節熱液化學及其演化規律506

第五節成礦過程和預測標志520

第十一章華南銻礦帶半坡銻礦床成礦作用529

**節成礦地履背景529

第二節礦床地質539

第三節礦床地球化學551

第四節成礦過程及成礦模式579

參考文獻592

第三篇峨眉地幔柱成礦繫統

第十二章峨眉大火成岩省概況607

**節峨眉大火成岩省空間位置及構成607

第二節峨眉地幔柱活動的證據及構造環境效應607

第十三章地幔柱時限，岩漿起源、演化及成礦繫列615

**節峨眉地幔柱岩漿活動的時限615

第二節峨眉山玄武岩岩漿繫列、起源及其地幔源區特點615

第三節成礦序列及其與岩漿繫列的關繫622

第十四章岩漿硫化物礦床類型及成因625

**節峨眉大火成岩省岩漿硫化物礦床類型及典型礦床625

第二節不同類型岩漿硫化物礦床特征的地球化學特征629

第三節礦床成因模式及成礦的關鍵因素632

第四節找礦標志636

第十五章釩鈦磁鐵礦礦床及相關礦床成因646

**節峨眉大火成岩省釩鈦磁鐵礦礦床的分布及研究現狀646

第二節典型礦床成因：攀枝花、紅格、新街648

第三節釩鈦磁鐵礦礦床的岩漿來源和岩漿通道模型681

第十六章花崗岩及Nb-Ta-Zr-(REE)礦床685

**節花崗岩的成因685

第二節鎂鐵質和長英質岩體的成因聯繫689

第三節熱傳遞及大陸地殼增生或重建的指示693

第四節Nb-Ta—Zr-( REE)礦床（點）的基本特征及其成因694

第十七章找礦潛力評價696

**節白然銅礦化及找礦潛力696

第二節宣威組REE、Y和Ga富集707

參考文獻716

第四篇找礦預測技術和戰略靶區預測

第十八章礦床構造與找礦預測733

**節石英脈型鎢礦——以江西省滸坑鎢礦為例733

第二節卡林型金礦——以廣西秫旺金礦為例750

第十九章植被覆蓋區含礦信息遙感識別技術研究762

**節植被覆蓋區采用的植被抑制方法762

第二節蝕變遙感異常提取方法770

第三節植被覆蓋區礦產資源遙感預測781

第二十章深穿透地球化學機理與技術787

**節深穿透地球化學機理研究787

第二節深穿透地球化學方法技術研究794

第二十一章覆蓋區找礦戰略靶區預測811

**節大型礦床地球化學標志811

第二節大型礦預測823

第二十二章地球物理探測838

**節深部礦體地球物理方法對比——以銅山為例838

第二節夕卡岩銅鐵礦深部地球物理方法——以湖北銅綠山為例870

第三節石英型鎢礦地球物理方法——以江西省滸坑鎢礦為例888

參考文獻896

問題與展望902

在線試讀

緒論
我國經濟的高速發展對礦產資源的需求與日俱增，但是我國礦產資源的供給形勢十分嚴峻，Fe、Cu、Al等主要礦產非常緊缺，對外依存度高達50%以上。礦產資源短缺不僅已成為制約我國經濟發展的大瓶頸，而且嚴重影響到國家安全和社會穩定。面對嚴峻的礦產資源形勢，國務院於2006年頒布了《關於加強地質工作的決定》，強調要“積極開展重大地質問題科技攻關，突出重點礦種和重點成礦區帶的地質問題研究，大力推進成礦理論、找礦方法和勘查開發關鍵技術的白主創新”。因此，通過成礦理論和找礦技術的創新，為發現一批新的礦產資源基地提供堅實依據，是我國地學工作者一項迫在眉睫的重大任務。基於這種形勢，我們於2007~ 2011年實施了名為“華南陸塊陸內成礦作用：背景與過程”的國家973項目。
陸內成礦作用指的是發生在大陸板塊內部而非大陸板塊邊緣，主要由陸內大陸動力學過程誘導的成礦作用，包括地幔柱活動、陸內造山、陸內岩石圈大規模伸展、陸內岩石圈拆層和幔源岩漿底侵等地質事件導致的成礦作用。相對於大陸板塊邊緣的成礦作用，對陸內成礦作用發生機制的認識還較模糊。本書主要是對這一階段研究成果的總結和提升。在論述我們取得的主要進展前，先固顧一下當時我們為什麼要做這樣一件事情以及當時該方向的研究現狀。
節為什麼要開展華南陸塊陸內成礦作用研究
華南陸塊地處歐亞大陸東南部，瀕臨西太平洋，由揚子地塊和華夏地古代時期踫撞拼貼而形成，其北面和西面分別與秦嶺一大別造山帶和青藏高原接壤。華南陸塊是全球罕見的多金屬成礦省，其中探明的鎢、錫、銻、鉍儲量居世界，銅、鈾、釩、鈦、汞以及鈮、鉭等稀有金屬儲量居全國，鉛、鋅、金、銀素等礦種的儲量也名列全國前茅。全球的找礦實踐一再證明，礦產資源在地球上的分布極不均一，在礦產集中的成礦省找礦往往事半功倍。雖然在華南陸塊以往已發現上述大量礦床，但是由於華南陸塊紅土和植被覆蓋區廣泛分布，還存在較多找礦盲區；此外，華南陸塊已有礦床的勘探深度（通常在500m以內）遠小於國外礦業大國，在深部“第二找礦空間”應大有作為。因此，華南陸塊仍有巨大找礦潛力。加上華南陸塊總體地處我國經濟發達區，資源利用價值遠高於相對落後的西部地區。因此，華南陸塊的找礦勘查工作一直受到國家的高度重視。基於華南陸塊礦產資源找礦勘查工作實際，該區進一步找礦主要應表現為兩個層次：其一是未知區新的找礦戰略靶區的圈定其二是在已知大型礦集區尤其是資源危機礦山的深部和外圍發現新的礦床。為降低找礦成本，提高找礦效率，這兩種層次的找礦勘查工作都急需新的成礦理論和找礦技術方法的指導。緒論

我國經濟的高速發展對礦產資源的需求與日俱增，但是我國礦產資源的供給形勢十分嚴峻，Fe、Cu、Al等主要礦產非常緊缺，對外依存度高達50%以上。礦產資源短缺不僅已成為制約我國經濟發展的大瓶頸，而且嚴重影響到國家安全和社會穩定。面對嚴峻的礦產資源形勢，國務院於2006年頒布了《關於加強地質工作的決定》，強調要“積極開展重大地質問題科技攻關，突出重點礦種和重點成礦區帶的地質問題研究，大力推進成礦理論、找礦方法和勘查開發關鍵技術的白主創新”。因此，通過成礦理論和找礦技術的創新，為發現一批新的礦產資源基地提供堅實依據，是我國地學工作者一項迫在眉睫的重大任務。基於這種形勢，我們於2007~ 2011年實施了名為“華南陸塊陸內成礦作用：背景與過程”的國家973項目。

陸內成礦作用指的是發生在大陸板塊內部而非大陸板塊邊緣，主要由陸內大陸動力學過程誘導的成礦作用，包括地幔柱活動、陸內造山、陸內岩石圈大規模伸展、陸內岩石圈拆層和幔源岩漿底侵等地質事件導致的成礦作用。相對於大陸板塊邊緣的成礦作用，對陸內成礦作用發生機制的認識還較模糊。本書主要是對這一階段研究成果的總結和提升。在論述我們取得的主要進展前，先固顧一下當時我們為什麼要做這樣一件事情以及當時該方向的研究現狀。

節為什麼要開展華南陸塊陸內成礦作用研究

華南陸塊地處歐亞大陸東南部，瀕臨西太平洋，由揚子地塊和華夏地古代時期踫撞拼貼而形成，其北面和西面分別與秦嶺一大別造山帶和青藏高原接壤。華南陸塊是全球罕見的多金屬成礦省，其中探明的鎢、錫、銻、鉍儲量居世界，銅、鈾、釩、鈦、汞以及鈮、鉭等稀有金屬儲量居全國，鉛、鋅、金、銀素等礦種的儲量也名列全國前茅。全球的找礦實踐一再證明，礦產資源在地球上的分布極不均一，在礦產集中的成礦省找礦往往事半功倍。雖然在華南陸塊以往已發現上述大量礦床，但是由於華南陸塊紅土和植被覆蓋區廣泛分布，還存在較多找礦盲區；此外，華南陸塊已有礦床的勘探深度（通常在500m以內）遠小於國外礦業大國，在深部“第二找礦空間”應大有作為。因此，華南陸塊仍有巨大找礦潛力。加上華南陸塊總體地處我國經濟發達區，資源利用價值遠高於相對落後的西部地區。因此，華南陸塊的找礦勘查工作一直受到國家的高度重視。基於華南陸塊礦產資源找礦勘查工作實際，該區進一步找礦主要應表現為兩個層次：其一是未知區新的找礦戰略靶區的圈定其二是在已知大型礦集區尤其是資源危機礦山的深部和外圍發現新的礦床。為降低找礦成本，提高找礦效率，這兩種層次的找礦勘查工作都急需新的成礦理論和找礦技術方法的指導。

與大陸板塊邊緣踫撞造山帶發生的成礦作用有所不同，華南陸塊的形成和演化，受到了很有特色的陸內大陸動力學過程的影響，大陸板塊內部發生了強烈的殼幔相互作用，陸內大規模成礦作用較為明顯，表現為：①華南陸塊西部發育由玄武岩及鎂鐵一超鎂鐵質侵入岩組成的峨眉山大火成岩省，是晚古生代大陸地幔柱活動的產物，面積約50萬kfri2，其成礦作用的多樣性在全球的大火成岩省中獨一無二；②華南陸塊的東部發育東西寬約lOOOkm、面積約100萬kfri2的大花崗岩省，它們主要是中生代陸內強烈殼幔相互作用的產物並伴隨多金屬的爆發式成礦，如此大面積的花崗岩省和相應的多金屬爆發式成礦全球罕見；③華南陸塊西南部發育有中生代大面積低溫成礦域，其面積之大、包含的礦種之多、礦床組成和組合之復雜，在全球十分鮮見。這些陸內大規模成礦作用，形成了華南陸塊內的絕大多數礦床，分別構成了在全球背景中很具特色的晚古生代地幔柱成礦繫統、中生代大花崗岩省成礦繫統和中生代大面積低溫成礦繫統等三大陸內成礦繫統，從而奠定了華南陸塊作為全球從事陸內成礦作用研究理想基地的重要地位。

第二節立項時成礦作用的國內外研究現狀

1 大陸動力學與成礦關繫的研究成為新的研究熱點

20世紀70年代以來，主要基於對洋殼的研究而建立的板塊構造理論，引發了地球科學的一場革命，導致洋殼以及洋一陸相互作用的動力學研究取得了長足進展。但由於板塊構造學說強調水平運動忽視了垂直運動，強調地幔對流忽視了地球不同層圈之間的相互作用，強調板塊邊緣忽視了板塊內部，所以當它面臨除了古洋陸轉化以外的其他與大陸形成演化有關的問題時，也與以前其他地學假說一樣顯得無能為力。所以，探索大陸內部非威爾遜板塊構造旋回的地質作用特征和成因機制，使地球科學更好地為人類社會的發展服務，也就成為地質學家們當今面臨的巨大挑戰和機遇（肖慶輝，1996；李錦軼和肖序常，1998；丁國瑜，1999：劉寶琚和李廷棟，2001；張國偉等，2002；滕吉文，2002）。為此，美國制訂了白1990年起歷時30年的“大陸動力學計劃”，試圖解決板塊構造在大陸的局限性，以進一步補充、完善和發展板塊構造學說，建立大陸動力學理論體繫。

板塊構造理論的誕生導致了成礦理淪研究的一次重大飛躍，促進了對板塊邊緣成礦體繫和成礦機制認識的深刻變革。基於威爾遜板塊構造演化旋回，20世紀80年代初Mi工chell和Garson （1981）和Sawkins（1984）分別出版了《礦床與全球構造環境》和《金屬礦床與板塊構造》兩部專著，較全面地論述了板塊構造與成礦的關繫，奠定了現代地球動力學演化與成礦關繫的基礎。然而，與用板塊構造理論解釋大陸形成與演化的一些復雜性和特殊性問題時所面臨的局限性一樣，板塊構造理論在解釋大陸成礦現像方面也遇到了一繫列重大難題和挑戰，該理論提供了解釋大陸古板塊邊緣演化過程中成礦問題的理論框架，但對解釋板塊踫撞後陸內演化階段的成礦作用，尤其是成礦作用的動力來源、不同類型礦床在成因機制上的關聯性等問題則尚無現成答案。在這種背景下，大陸動力學與成礦關繫的研究也就成了當今地學和成礦學研究的前沿，引起了國際上的極大關注。為此，澳大利亞於1993年成立了地球動力學研究中心，實施了地球動力學與成礦作用研究計劃；歐盟科學基金會1998~ 2003年設立了由14個國家參與的地球動力學與礦床演化重大項目；國際礦床學界開展了岩石圈過程與巨量金屬堆積的對比研究：美國地魘調查局則把地殼結構與成礦的關繫列為重大研究計劃予以重點支持。這些研究計劃或項目的設立，大都旨在理解大陸演化的動力學及其素巨量富集形成礦床的關繫，從而為新一輪礦產資源勘查和評價提供理論基礎。縱觀大陸動力學與成礦關繫的相關研究，可以發現以下主要發展趨勢：

1）在成礦機制上，將成礦作用研究與殼幔相互作用研究密切結合

地球各圈層相互作用尤其是殼幔相互作用，是大陸動力學研究的核心之一。研究表明，地殼與地幔之間存在強烈而多樣的物質和能量交換形式，而且這種交換是雙向的，即不僅有地幔部分熔融物質通過底侵作用和地幔柱活動等方式加入地殼，而且地殼物質可以在彙聚板塊邊緣通過俯衝作用，以及在岩石圈增厚區域通過拆沉作用返回地幔，結果引起大陸增生和地幔的不均一性。上述各種形式的殼幔相互作用，導致不同圈層的物質和能量發生跨圈層的遷移和再分配，從而從宏觀上控制了一個大區域優勢礦種和礦床類型的形成與分布。

國內外學者對殼幔相互作用與成礦的關繫進行了有益的探討，發現殼幔相互作用在許多大型一超大型礦床和礦集區的形成中具有重要意義，認為殼幔相互作用是誘發成礦繫統中各種地質作用的主要原因之一，是決定成礦繫統物質組成、時空結杓和各類礦床有序組合的重要因素。

A 洋殼俯衝過程的殼幔相互作用與成礦

大陸邊緣板塊俯衝帶或踫撞造山帶是殼幔相互作用復雜的地區之一。俯衝帶復雜的、豐富多彩的殼幔相互作用產生了多種岩漿岩和不同的岩漿岩組合，也帶來了豐富的成礦物質並形成了眾多大型一超大型礦床。Sillitoe （1972）首先提出斑岩銅礦形成於板塊俯衝帶的大陸邊緣，Mitchell（ 1973）提出大洋板塊俯衝的角度對斑岩銅礦的形成及其物質組成具有明顯的制約。更多的研究進一步表明，大洋板塊以正常速度和中等角度俯衝時，由板片脫水誘導上覆地幔楔部分熔融而形成的鈣堿性岩漿繫統，隻能產生小規模的斑岩銅礦化和淺成低溫熱液金礦化（ Sillitoe，1988）；大洋板塊以低角度斜向快速俯衝時，將導致俯衝洋殼板片部分熔融形成埃達克質熔體，這些熔體在相對封閉的繫統中演化可發育成規模巨大的斑岩銅礦成礦繫統（ Oyarzun et a1，2001）；而大洋板塊在俯衝過程中一旦被撕裂或斷離，軟流圈物質將直接進入上覆楔形區，導致地幔（含洋殼）和下地殼物質同熔成花崗質岩漿，然後上侵到地殼淺層形成岩漿岩及其有關的斑岩銅礦和淺成低溫熱液銅金礦床，甚至在剪切帶中形成中溫石英脈型金礦床。

B 岩石圈拆沉和幔源岩漿底侵過程的殼幔相互作用與成礦

幔源岩漿底侵作用是指高溫（1200~1300℃）幔源玄武質岩漿侵位於地殼底部，並使局部上覆地殼物質發生部分熔融而產生花崗質岩漿的地質作用（章邦桐等，2005）。有人認為，幔源宕漿底侵作用是除板塊作用引起的大陸島弧側向增生以外的另外一種重要的陸殼生長方式——陸殼從下部生長，使陸殼加厚，引起陸殼的垂向增生（ Rudinck，1990）。拆沉作用與底侵作用相反，指的是大陸下地殼或岩石圈上地幔的物質在一定條件下“下沉”從而通常使岩石圈減薄的過程。底侵作用引起陸殼不斷加厚會導致拆沉作用的發生，而拆沉作用引起岩石圈減薄會導致軟流圈上湧（路鳳香等，2006），軟流圈上湧造成減壓熔融又會導致底侵作用的發生。因此，底侵和拆沉作用具有一定的相互聯繫，它們一起構成了殼幔的物質循環，導致了殼幔的物質能量交換和結構特征的變化。

已有一些研究表明，底侵和拆沉作用作為殼幔相互作用的重要方式和大陸動力學演化的主要動力之一，對誘發成礦作用可能起到了重要作用。Sazonov等（2001）對俄羅斯烏拉爾山脈大量脈型金礦床時空分布特征及其與岩石圈演化的關繫進行了繫統研究，發現這些金礦床主要形成於二疊紀一三疊紀早期的伸展背景，晚於造山期，它們的形成可能與造山帶下部大範圍的岩石圈拆沉、軟流圈上湧、玄武質岩漿底侵而派生的花崗質岩漿活動有關。我國華北克拉通周緣的膠東金礦區（ Chen et a1，1999）、東評金礦區（ Miao et al，2002）以及長江中下遊的銅陵礦集區（Du et al，2004）和沙溪礦集區（王強等，2001）的成礦時代約為120~140Ma，被分別認為是幔源岩漿底侵產生的花崗岩漿活動控制了這些礦床的形成。而中國東部晚中生代的岩石圈拆沉、減薄則可能控制了底侵作用以及相應的花崗質岩漿活動和成礦作用的發生等，2003； Gao et a1，2004：毛景文等，2005a）。

C地幔柱活動過程的殼幔相互作用與成礦

地幔柱溝通了地核、地幔、地殼各個圈層之間的物質與能量交換，是板內構造岩漿活動及成礦作用的一種重要動力學機制。地幔柱活動作為板內演化的一種重要的地球動力學機制，得到了地質、地球化學、地球物理等眾多證據的支持。

地幔柱以大規模幔源岩漿活動為突出表現，成礦作用也以幔源岩漿礦床為主素主要包括Cu、Ni、PGE、Fe、工i、V、Cr等，可形成具有重大經濟價值的岩漿Cu - Ni - PGE硫化物礦床和V-工i磁鐵礦礦床等。這些礦床的形成與殼幔相互作用具有極大的關繫。已有研究表明，來源於地殼的硫大量進入地幔柱岩漿繫統是形成Cu-Ni-PGE礦床的重要條件（Naldrett，2004）；地幔熔融程度和幔源岩漿對地殼物質的同化混染程度，可能在一定程度上控制了產Cu-Ni-PGE礦床之岩漿繫統中Cu、Ni、PGE的分配，以及V-工i磁鐵礦礦床的形成（Cawthorn，1996）。此外，地幔柱活動還可通過地幔熱流的上升誘發地殼重熔以及各種地殼淺部的地質響應，形成熱液礦床。一些研究人員認為，像Kidd Creek塊狀硫化物礦床、甚至Olympic Dam礦床等超大型礦床的形成，可能與地幔柱活動的這種熱效應有關（Erns工 and Buchan，2003）。

2）在成礦時代上，成礦作用與重大地質事件的內在關聯受到高度重視

成礦作用需要驅動力。大量研究證明許多大規模的成礦作用往往與全球或區

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