研究意义
超大型矿床一般指单个矿床的储量超过国家现行规定大型矿床储量五倍以上的矿床。(1)超大型矿床的发现和利用具有巨大的经济效益。矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础,在人类利用的矿产资源中,90%以上都是由大型和超大型矿床提供的;(2)大量新的超大型矿床的发现和利用是我国可持续发展的需要。我国是一发展中的大国,存在矿产资源需求量大和缺乏经费购买大量矿产的矛盾。我国欲走可持续发展的道路,就需要在已有矿产资源的基础上找到一批大型和超大型矿床,建立新的矿产资源基地;(3)寻找超大型矿床必须有合适的成矿理论作指导。超大型矿床是有用组分超常聚集的结果,其形成条件和分布规律有其特殊性。超大型矿床最令人困惑的问题是为什么巨量的成矿物质能够聚集到范围很小的空间,这是国内外地学界非常关注的地学前沿问题,这些问题的解决也是进一步寻找超大型矿床的重要基础。因此,开展与寻找超大型矿床有关的基础研究具有重要的理论和实际意义。
主要研究内容
由于超大型矿床巨大的经济效益,上世纪80年代末期以来,对超大型矿床的研究引起了国内外的普遍关注。国家科技部曾两度设立“与寻找超大型矿床有关的基础研究”的国家攀登计划项目(A-30、95-预25;1992-2001)重点研究该领域的问题,以为将来进一步寻找超大型矿床提供理论依据。在国家攀登计划项目(A-30、95-预25;1992-2001)、云南省-中科院合作项目和部分其它项目的支持下,我室主要开展了对以下问题的研究:(1)超大型矿床的时空分布规律和全球背景;(2)元素超常富集形成超大型矿床的关键控制因素;(3)重要超大型矿床远景类型及成矿作用;(4)重大地质作用、地质时代与超大型矿床的形成;(5)超大型矿床成矿远景。
主要科技创新贡献
(1)深入分析和论证了超大型矿床形成的地球动力学背景
从成矿地球动力学出发,对矿床形成的宏观背景进行了系统研究,提出古泛大陆及全球性构造事件对超大型矿床形成的制约。初步揭示了Rodinia古陆裂解和白垩纪超级地幔柱事件分别对我国东川式超大型铜矿及胶东超大型金矿集中区的控制。厘定了海平面变化对沉积型超大型矿床、黑色岩系和缺氧事件对我国一些超大型Sn、Sb矿床的重要控制作用,从地球早期岩浆演化剖析了元古代Pb、REE爆发性成矿的机制。
(2)系统揭示了我国超大型矿床的时空分布特点
提出了中国超大型矿床分类原则,深入进行了区域成矿分析。从地质、地球化学、地球物理和岩性变化的综合角度,考虑了超大型矿床产出的宏观地质背景,着重指出了克拉通边缘、铅同位素急变带、地壳厚度急变带、碳酸盐岩向碎屑岩过渡带等的重要意义。发现元古宙和中生代是中国超大型矿床形成的重要时期,确定了超大型金属矿床的形成在类型上的选择性和局限性。同时还从不同角度探讨了超大型矿床与成矿密集区之间在时空展布及成因上的复杂关系。岩石圈地球化学边界时空结构特点对超大型矿床控制的研究,取得了重要进展,提出了交错位、平行位及多块体拼贴控制不同类型超大型矿床的理论。
(3)揭示了元素超常富集形成超大型矿床的若干关键控制因素
深入剖析了我国重要超大型矿床的成矿机制,详细研究了挥发份、碱金属、有机质、黑色岩系、大型构造、同生构造、壳幔相互作用、热水沉积等因素与超大型矿床的关系,并获得了重要的新发现和新认识。
(4)重要超大型矿床远景类型成矿作用研究取得新的重要进展
对我国一些重要超大型矿床远景类型的成矿作用背景、形成条件进行了深入系统研究,提出并从理论上论述了富碱侵入岩直接控制或参与超大型金、铜矿床形成的机理。论证了河北省东坪金矿、新疆西天山尼勒克铜矿集区和山东鲁西金矿集区形成超大型矿床或矿集区的远景;从大规模流体运动的角度论述了西南大面积低温成矿域的成矿机制;提出了独立银矿床的概念并建立了矿床分类系统。
(5)系统总结了超大型矿床的全球背景
详细对比了国内外斑岩铜矿、绿岩带型和卡林型金矿、密西西比河谷型铅锌矿、以及陆相火山岩型金、铀矿等,深化了对这些矿床形成机制的认识,探讨了邻近国家超大型矿床形成带延入我国境内的可能性及其找矿方向,同时还建立了中国及若干矿业大国超大型矿床数据库。
(6)深入分析和论证了寻找超大型矿床有利的远景区
根据超大型矿床的时空分布特点和成矿规律,探索了某些地区形成超大型矿床的条件与可能性,提出了对寻找超大型矿床有利的五个远景区:包括大兴安岭西坡多个矿种、长江中下游铜金、湘粤赣桂铜金铀、川滇西三江地区铜金银锗与多金属、扬子地块西南和西北缘金铅锌等。
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