2. 中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心, 北京 100037;
3. 中国地质大学(武汉), 武汉 43007;
4. 安徽省勘查技术院, 合肥 230041
2. China Deep Exploration Center, China Geological Survey & Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China;
3. China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 43007;
4. Geological Exploration Technology Institute of Anhui Province, Hefei 230041, China
长江中下游地区是我国重要的成矿带,位于安徽、江苏、湖北和江西四省,构造上属大别-苏鲁造山带的碰撞前陆,由扬子和华北地块沿襄樊-广济断裂和郯庐断裂带经俯冲-碰撞后形成(Faure et al., 2001)。中生代长期构造作用和多期大规模岩浆活动,在成矿带不同区域产生不同类型的矿化作用,形成了丰富的铁、铜、金等多金属矿床(常印佛等,1991;翟裕生等,1992;周涛发等,2000;吕庆田等,2004)。成矿带包含八个大型矿集区,从西南向北东依次为鄂东南、九瑞、安庆-贵池、庐枞、铜陵、宁芜、宁镇矿集区以及新近发现的南陵-宣城矿集区(吕庆田等,2020;Zhang et al., 2021a),已发现金属矿床近300处。
在全球、区域到微观尺度的不同动力系统作用下,能够发生巨量物质堆积和能量汇聚,从而形成大型、超大型矿床(Blewett et al., 2010)。要深入了解长江中下游成矿带内矿床的形成及分布规律,需从地质构造背景、动力学过程及物理化学变化等方面理解成矿的全过程,即成矿系统(吕庆田等,2019)。成矿系统能够类比“石油系统”的概念和组成,定义为控制矿床形成和保存的所有地质因素,包含源区、通道、场所三大要素(吕庆田等,2019)。长江中下游成矿带内矿床主要分为两种类型:(1)磁铁矿-磷灰石铁矿床;(2)矽卡岩-斑岩型铜-铁多金属矿床。其中,以铜-金为主的矿化主要形成于146~135Ma和126~123Ma期间(周涛发等,2017);以铁为主的矿化形成于135~126Ma之间(周涛发等,2011;Mao et al., 2011)。依据矿床分布、岩石成因,成矿作用时间及构造机制等综合分析,长江中下游成矿带晚中生代铁-铜多金属成矿作用是一个相对单一的成矿系统(Lü et al., 2021)。根据长江中下游成矿带主要矿床类型及其与控矿岩浆活动的关系,又能将这一成矿系统分为三个主要子系统(吕庆田等,2020):(1)与高钾钙碱性岩浆岩有关的矽卡岩-斑岩型成矿子系统(周涛发等,2016);(2)与偏碱性玄武安山质火山-次火山岩有关的玢岩型成矿子系统(宁芜研究项目编写小组,1978;陈毓川等,2006;Yu et al., 2015;赵新福等,2020);(3)与A型花岗岩有关的碱性岩型成矿子系统(周涛发等,2012a)。各子系统间具有统一的构造背景、深部动力学过程和岩石圈结构(吕庆田等,2020)。
然而,是什么导致在如此狭窄的区域内形成一个世界级的成矿带,成岩成矿的深部构造背景仍然没有统一的认识。目前主要有三种地质模型用于解释这一问题:(1)碰撞变形机制——岩浆作用形成于136~118Ma碰撞后伸展运动(Li et al., 2014;毛建仁等,2014);(2)俯冲变形机制——岩浆作用与180Ma以来古太平洋板块的俯冲有关(Sun et al., 2007;Lapierre et al., 1997);(3)构造机制转换——岩浆作用与190Ma以来古特提斯构造域向太平洋构造域的转换有关(邓晋福和吴宗絮,2001;常印佛等,2012;Li et al., 2014;周涛发等,2017)。
大地电磁测深方法通过采集天然电磁场信号,能够揭示地壳-上地幔尺度电性结构,已有效应用于国内外大型成矿带(/矿集区)的深部构造研究(Dentith et al., 2018; Zhang et al., 2019a, b, 2021a)。本文基于长江中下游成矿带中的宁芜、庐枞、宣城和安庆-贵池四个矿集区(图 1)的地壳三维电性结构模型,发现了成矿带北段普遍存在的中下地壳高导层,基于此建立电性结构与成矿物质源区和上升通道的关系,讨论成矿带岩浆-成矿系统的深部背景。
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图 1 长江中下游区域地形图及大地电磁测区位置图 NCB-华北地块;DOB-大别造山带;LYD-下扬子坳陷;JNO-江南造山带;NW-南京(宁)-芜湖(芜)矿集区;LZ-庐江(庐)-枞阳(枞)矿集区;XC-南陵-宣城矿集区;GC-安庆-贵池矿集区. 虚线为地质单元边界;蓝点为大地电磁测点 Fig. 1 The topographic map of the Middle and Lower Reaches of Yangtze region showing the locations of MT NCB-North China Block; DOB-Dabie orogenic belt; LYD-Lower Yangtze Depression; JNO-Jiangnan orogeny; NW-Nanjing (Ning)-Wuhu (Wu) ore district; LZ-Lujiang (Lu)-Zongyang (Zong) ore district; XC-Nanling-Xuancheng ore district; GC-Anqing-Guichi ore district. Dashes are the boundaries of the geological units; blue spots are the MT stations |
长江中下游成矿带区内地层除太古代地层缺失外,其余各时代地层发育基本完整,层序齐全,可划分为三个部分:新元古代基底岩系,古生代-早中生代海相沉积盖层和中生代-新生代陆相碎屑及火山岩系。成矿带包含崆岭-董岭、武当-随县-张八岭和江南式三种主要的前震旦系基底,在地层序列、岩石组合、变质程度及构造环境等方面均有较大差异(常印佛等,1996;严加永等,2022)。震旦纪-早三叠世,研究区处于相对稳定的陆表海环境,因地壳抬升缺失上、中泥盆统以及部分石炭统。早中生代出现膏盐沉积,晚三叠-中侏罗世沉积一套陆相碎屑岩,上侏罗统-下白垩统以钙碱性-碱性火山岩为主(吕庆田等,2020)。
长江中下游成矿带主要经历了早中生代印支和晚中生代燕山两期构造作用。早中生代,扬子和华北地块的碰撞作用使前三叠纪沉积地层卷入强烈的褶皱变形。晚中生代,构造体制由早中生代近EW向的古特提斯构造体系转换为NE向的环太平洋构造体系(周涛发等,2012b;吕庆田等,2020),北东向构造叠加于印支期东西向构造,形成复式褶皱和强烈的逆冲推覆构造(王鹏程等,2012)以及以长江断裂(西侧NW倾向,东侧SE倾向)为中心的对冲构造(吕庆田等,2015;Zhang et al., 2019b)。此外,断裂构造极为发育,包含长江断裂、主逆冲断裂、江南断裂等深大断裂(吕庆田等,2020)。
研究区火山活动基本可分为四个旋回,对应四组火山岩地层,发育时间大体相当(周涛发等,2011)。侵入岩主要分为三类:145~135Ma的高钾钙碱性岩,与铜-金-钼-铁多金属成矿作用密切相关(Xie et al., 2007;毛景文等,2009);135~125Ma的富钠闪长岩类,与铁元素富集和成矿作用密切相关(范裕等,2010);127~123Ma的A型花岗岩,呈带状分布于长江两侧,与铀-铁-金矿化有关(范裕等,2008)。
近年来,诸多岩石地球化学研究结果显示成矿带岩浆岩均具有与埃达克质岩和A型花岗岩相似的化学特征(王强等,2003;周涛发等,2016),成矿物质部分来自于上地幔,并与地壳物质混染,说明深部构造影响着长江中下游成矿带的岩浆活动和成矿作用。
2 数据采集、处理和反演在国家重点专项(“深部探测技术与实验研究”,SinoProbe-3)、国家重点研发计划项目(“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”,2016YFC0600201)及其匹配的安徽省公益性地质调查项目(2018-g-1-4)等项目资助下,我们于2010至2020年先后在长江中下游成矿带内庐枞(Yan et al., 2019)、宁芜(Zhang et al., 2019a)、南陵-宣城(Zhang et al., 2021a)和贵安庆-池矿集区采集了大地电磁测深数据,利用已广泛应用的Eminv软件(张昆,2021①)开展数据分析和反演,获得了地壳电性结构模型。庐枞、宁芜、宣城矿集区数据处理解释过程详见参考文献(Yan et al., 2019;Zhang et al., 2019a, 2021a)。本文着重描述安庆-贵池矿集区的数据处理解释过程。
① 张昆. 2021. 深部探测综合方法技术预研究. 北京:中国地质科学院.EMinv软件为张昆基于前期研发技术(Zhang et al., 2014, 2016, 2017)开发的大型数据处理解释平台,大地电磁场数据处理解释功能的正确性和准确性已获得验证(Zhang et al., 2019a, b, 2020,2021a)
2.1 安庆-贵池矿集区数据采集与处理安庆-贵池矿集区的电性结构模型基于两条测线,共119个宽频MT测量数据。测点采集时间超过20h,数据处理包括快速傅里叶变换、远参考、Robust估计、功率谱编辑和主动去噪(Zhang et al., 2019b)等,最终获得范围100~0.001Hz的频率域数据。依据趋肤深度的定义(陈乐寿和王光锷,1990),矿集区MT数据探测深度远远超过40km(平均视电阻率大于200Ωm)。为确保数据质量,对自动去噪后的数据进行人工挑选,检查主动去噪效果,删除视电阻率和阻抗相位-频率曲线中的不连续点或还原误删数据,图 2a和图 2c分别为北线YX分量视电阻率和阻抗相位拟断面示意图。
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图 2 安庆-贵池矿集区北线数据和反演模型响应对比 YX分量视电阻率数据(a)和视电阻率模型响应(b);YX分量阻抗相位数据(c)和阻抗相位模型响应(d) Fig. 2 Comparison of observed data and inversion responses of north line of the Anqing-Guichi ore district Apparent resistivity data (a) and apparent resistivity responses (b) of YX component; impedance phase data (c) and impedance phase responses (d) of YX component |
基于非线性共轭梯度三维反演算法(Zhang et al., 2014, 2017)和EMinv软件,反演0.001至100Hz范围内的频点数据,获得研究区三维地壳(地壳厚度约30km,徐峣等,2015)电性结构模型。反演使用全张量阻抗数据,非对角阻抗分量数据误差限为10%,对角线元素数据误差限为20%。反演初始模型为电阻率100Ωm的地下半空间。经过初始模型、反演参数和输入数据的反演试算,并结合先验信息选取最优结果,最终的反演迭代数据拟合差由5.76降为1.24,反演模型响应拟断面(图 2b, d)与数据基本一致,证明了模型的可靠性。
3 长江中下游成矿带北段典型矿集区地壳电性结构 3.1 宁芜矿集区地壳电性结构基于宁芜矿集区大地电磁测深数据的三维反演结果,我们获得了研究区地壳三维电性结构模型(Zhang et al., 2019a),用C代表中下地壳高导层。依据深部电性结构的差异(图 3),可将矿集区分为南北两个区域,南区(X<33.6km)高阻体底深小于20km,而北区(X≥33.6km)高阻体垂向延伸范围较大。下地壳高导层C在南区分布较广,与上地壳多条低阻带相连。北区下地壳高导层相对不明显,表现为一条与上地幔低阻层相连的垂向低阻带,分割叠覆状分布的地壳高阻体。
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图 3 宁芜矿集区三维电阻率反演模型的垂直切片(据Zhang et al., 2019a) X-距研究区南边界距离;C-高导层;CJF-长江深断裂;MTF-主逆冲断裂 Fig. 3 The vertical slices of 3-D resistivity inversion model in Ning-Wu (after Zhang et al., 2019a) X-the distance from the south boundary of the survey area; C-conductive layer; CJF-Changjiang deep fault; MTF-main thrust fault |
基于南陵-宣城矿集区大地电磁测深数据,我们获得了地壳三维电性结构模型(Zhang et al., 2021a),用C代表中下地壳高导层。根据水平切片电阻率模型可知(图 4),研究区上地壳电性结构较为复杂,高导和高阻体交错、相间分布,大致呈东北-西南走向,在3km以浅的地壳浅表更为明显。在研究区西北和东部均出现低阻异常带,西北部更为明显。东部低阻带由一系列浅表异常组成,向深部逐渐消失。中部高阻体为区域结构主体,3km以浅部分被高导层覆盖。区域中下地壳电性结构逐渐均匀并聚焦为两个主体,具有明显的东西走向分布特征,由北部高阻体和南部高导层C组成。高阻体分布范围随深度增加而缩小,高导层分布范围随深度增加扩大,表明高阻体分布受中下地壳高导层C的控制。
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图 4 南陵-宣城矿集区三维电阻率反演模型的水平切片(据Zhang et al., 2021a) 从(a)到(f)分别为1km深度、3km深度、6km深度、10.5km深度、15.2km深度和21.8km深度. C-高导层;CJF-长江深断裂;JNF-江南断裂;MSFB-茅山断裂;YCF-阳新-常州断裂 Fig. 4 The horizontal slices of 3-D resistivity inversion model in Nanling-Xuancheng (after Zhang et al., 2021a) From (a) to (f) are 1km depth, 3km depth, 6km depth, 10.5km depth, 15.2km depth and 21.8km depth, respectively. C-conductive layer; CJF-Changjiang deep fault; JNF-Jiangnan Fault; MSFB-Maoshan Fault; YCF-Yangxin-Changzhou Fault |
基于庐枞矿集区大地电磁测深数据,我们获得了地壳三维电性结构模型(Yan et al., 2019)。根据电阻率模型垂向切片(图 5),研究区地壳电性结构具有明显的垂向分带特征,即上地壳高阻层和中下地壳高导层。上地壳高阻层的底界深度约为5km,被上地壳垂向低阻带分割。中下地壳高导层几乎占据矿集区全部深部空间,并在研究区西北部与覆盖于中上地壳大型高阻体(1000Ωm,底深约10~15km)的浅部低阻带相连。此外,上地壳多条低阻带与高导层C连接,很可能是深部物质的上升通道,控制着上地壳火山岩和岩浆岩的分布。
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图 5 庐枞矿集区三维电阻率反演模型的垂直切片(据Yan et al., 2019) X-剖面距研究区南部边界的距离;C-高导层;CHF-滁河断裂 Fig. 5 The vertical slices of 3-D resistivity inversion model in Lu-Zong (after Yan et al., 2019) X-the distance from the south boundary of the survey area; C-conductive layer; CHF-Chuhe fault |
基于安庆-贵池矿集区大地电磁测深数据,我们获得了地壳三维电性结构模型(图 6)。西南测线垂向切片显示上地壳由一系列高阻体组成,中下地壳为一“弧形”高导层C。上地壳高阻体底部呈阶梯状变化,厚度沿测线自西北向东南递减。中下地壳高导层C下浮于上地壳高阻体,底部未收敛,并与上地壳垂向低阻带相连。北东剖面切片显示模型西北部上地壳存在一个高导层,底部深度约在5km左右,上地壳高阻体与南线剖面相似,被低阻带分隔。而下地壳高导层C与南线剖面的分布结构相似,是一个统一的大型高导层。
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图 6 安庆-贵池矿集区测线电性结构剖面 C-高导层;GGZF-葛公镇断裂;GTF-高坦断裂 Fig. 6 Electrical structure sections of Anqing-Guichi C-conductive layer; GGZF-Gegongzhen fault; GTF-Gaotan fault |
对比长江中下游成矿带内宁芜、南陵-宣城、庐枞和安庆-贵池四个矿集区的电性结构模型,我们发现区内普遍存在中下地壳高导层(C),推测它是深部熔融和含水流体演化、上升的痕迹。20世纪90年代,一些学者基于长江中下游地区重力数据,认为研究区处于“幔隆带”上,地壳厚度约30~32km(常印佛等,1991;唐永成等,1998)。吕庆田等(2015)基于六条穿过长江的深地震反射剖面进一步证实Moho面深度在29~35km之间。其他深部地球物理探测研究发现,成矿带地壳厚度较两侧(大别和江南造山带)浅,说明区域地壳减薄、地幔上隆主体发生在长江中下游成矿带(Shi et al., 2013;Lü et al., 2015;Zhang et al., 2021b)。此外,岩石地球化学研究表明长江中下游成矿带晚中生代中酸性岩浆岩具有埃达克岩的性质,含大量壳幔混合物质(王强等,2003;周涛发等,2016)。因此,我们认为长江中下游成矿带普遍存在的中下地壳高导层是下地壳部分熔融及其与地幔物质混染的痕迹,因为变质脱水以及岩浆分异和热液出溶过程产生大量的水(Connolly, 2010;Zhang et al., 2021a),进而表现出低阻特征。研究区中上地壳是一个较为理想的盖层,易于保存深部含水流体。
与C相连的上地壳垂向低阻带,与地表滁河断裂、长江断裂、主逆冲断裂、江南断裂带(分支)以及高坦断裂对应,我们认为这些低阻带分别反映了研究区主要断裂的垂向分布。上述断裂为研究区主要控矿断裂(邵陆森等,2015;Zhang et al., 2019a;吕庆田等,2020;Lü et al., 2021),控制了铜-金矿与铁矿床的成矿和分布,而这些矿床与硫元素的富集和运移密切相关,大量分布的硫以及热液蚀变过程中出溶的水会在很大程度上降低围岩电阻率(Kolb, 2008),因此断裂带主要变现为低阻特征。此外,以往大地电磁测深研究表明,长江中下游成矿带中的断层导电性较强(陈沪生和张永鸿,1999;Zhang et al., 2019a, b)。
长江中下游成矿带中生代构造-岩浆活动十分发育,中上地壳广泛发育多期岩浆活动(吕庆田等,2015)。反射地震研究结果表明,长江中下游地区的上地壳沉积层厚度约为7~13km,而中下地壳的前寒武纪基底厚度约为9~17km(吕庆田,2015①)。区内存在多种基底(常印佛等,1996),自北向南依次为“张八岭式”基底、“崆岭-董岭式”基底和“江南式”基底。因此,我们认为成矿带中下地壳高阻体为受中生代岩浆活动影响/改造的变质基底与岩体的混合反应,而上地壳高阻体为古生代-中生代沉积地层与侵入岩体的综合反映。由于致密沉积岩、火山岩、岩浆岩、前寒武基底均表现为高阻特征且岩浆侵位复杂,导致无法根据电阻率结构分辨各岩层(体)的范围。
① 吕庆田. 2015. 长江中下游成矿带中段深部地质调查项目. 北京: 中国地质科学院矿产资源研究所
4.2 长江中下游成矿带成矿系统的深部背景长江中下游成矿带位于扬子和华北地块的碰撞缝合带,中生代以来经历了两期主要构造活动。印支期-早燕山期以挤压应力背景为主,扬子地块向北俯冲并与华北地块碰撞(宋传中等,2010),随后又发生了陆内俯冲事件(吕庆田等,2015;Zhang et al., 2019b),俯冲板片在高温、高压环境下,发生变质和脱水熔融(郑永飞等,2015)。而燕山期以伸展应力背景为主,随着陆内俯冲板片的拆离和下沉,研究区应力体制由挤压转换为伸展(Zhang et al., 2019b, 2020, 2021a)。在此过程中俯冲板片的脱水、熔融等对上覆“地幔楔”的改造使金属物质富集,并伴随深部热物质上涌(底侵)至壳幔边界,通过MASH(熔融、同化、存储、均化)过程形成初级含矿岩浆,从而形成原始的成矿带中下地壳高导层(C,图 3-图 6)。大量的岩石地球化学证据表明,长江中下游成矿带晚中生代中酸性岩浆岩含有幔源物质,由幔源岩浆与下地壳物质混合形成(常印佛等,1991;周涛发等,2016)。因此,地幔物质上涌、下地壳部分熔融以及壳幔物质混染,共同组成成矿系统的深部物源要素。
以往地球物理、岩石地球化学和矿床学研究成果表明,深大断裂带对矿床的分布有明显的控制作用(吕庆田等,2015;周涛发等,2016),是成矿系统中的通道要素。其中,长江断裂、主逆冲断裂以及江南断裂带(分支)是成矿带三条大型逆冲构造,由地表延伸至中地壳(图 3-图 6;吕庆田等,2015;Zhang et al., 2019a, 2021a)。基于本文电性结构模型,我们发现这三条深大断裂均与下地壳高导层(C)相连,具有一定程度的同源性,在一定程度上证明了长江中下游成矿带具有相对统一成矿系统和深部背景(吕庆田等,2020)的认识。壳幔边界经MASH过程形成的成矿岩浆及流体,通过这些“烟囱式”管道(深断裂)向上迁移至中地壳,由于脆性上地壳的阻挡,在韧性-脆性过渡区堆积形成次级岩浆房(图 5、图 6中高导层C的浅层部分)。
4.3 长江中下游成矿带成矿系统的深部过程基于成矿带深部背景分析,幔源岩浆很可能通过大型剪切带(通道)从韧性的中下地壳(C)上升到脆性上地壳(高阻盖层)。剪切带的稳定宽度能够由能量方程中的反应项和扩散项的相关表达式描述,并且能够简化为仅包含反应项的表达式
地质年代学研究结果显示长江中下游地区不同矿集区的成矿时代阶段性大致分为145~137Ma、135~127Ma、126~123Ma等三个阶段(周涛发等,2016)。其中,145~137Ma的岩浆活动是铜金矿化的主要时期,主要为矽卡岩斑岩型和角砾岩筒型铜矿;135~127Ma的岩浆活动是铁矿化的主要时期,主要为“玢岩型”铁(硫)矿床(也称为磁铁矿磷灰石型矿床)和矽卡岩斑岩型铁矿(吕庆田等,2020;周涛发等, 2012a)。区内与铜铁成矿系统相关的岩浆-成矿作用相差约10Myr。成矿岩体Hf同位素组成数据显示早期铜矿的εHf(t)相对于后期铁矿和火山岩明显偏低(刘彬,2018及其参考文献),意味着含矿热液混染了更多的地壳物质。早期铜矿,特别是安庆-贵池和南陵-宣城矿集区的隐暴角砾岩铜矿,很可能受控于应力体制由挤压向伸展的转换,形成于转换过程的发育早期(Zhang et al., 2021a)。因此,含矿热液由物源区向“储层”迁移的过程中,迁移通道相对狭窄、迁移路径相对较长,并且很可能穿过韧性-脆性过渡区后再次富集、分异,形成“次级源区”并与地壳物质混染(图 7a)。而晚期铁矿,形成时间略晚于碱性火山岩,属于应力转换过程的发育晚期,物质迁移通道基本发育完全,含矿热液直接由物源区迁移至地壳浅表,过程中基本没有与地壳物质再次混染(图 7b)。我们认为应力体制转换过程先后控制了成矿带内铜、铁元素富集及其岩浆-成矿系统。
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图 7 长江中下游成矿带成矿系统模型 (a)以宁芜和南陵-宣城矿集区为代表的早期成矿系统模型;(b)以庐枞和安庆-贵池矿集区为代表的晚期成矿系统模型 Fig. 7 Model of mineral system in the Middle and Lower Reaches of Yangtze Metallogenic Belt (a) mineral system of the early mineralization represented by Ningwu and Nanling-Xuancheng ore district; (b) mineral system of the late mineralization represented by Luzong and Anqing-Guichi ore district |
本文借助成矿系统概念和理论,分析了长江中下游成矿带内宁芜、庐枞、南陵-宣城和安庆-贵池矿集区的深部地壳电性结构,建立深部电性特征与成矿系统中物质活动空间、深部背景和过程等“源、运”要素之间的联系,有助于进一步理解长江中下游成矿带的深部物质来源及物质迁移过程,服务深部找矿工作。主要结论如下:
(1) 成矿带内中下地壳普遍存在高导层,指示着曾经发生的部分熔融及其与上地幔物质的混染作用空间。本文认为板块碰撞以及随后的陆内俯冲使俯冲板片在一定深度下发生脱水和部分熔融,随后俯冲板片断离,应力体制由挤压转换为伸展,含水流体不断上升并与地壳混染,在壳幔边界通过MASH过程形成含矿岩浆。
(2) 成矿带内中上地壳的主要垂向低阻带对应于区内主要断裂,如长江深断裂、主逆冲断裂、滁河断裂、高坦断裂、江南断裂(分支)等。断裂带与中下地壳低阻层相连,具有一定程度的同源性,是深部物质上涌的通道,控制着浅部成岩-成矿作用。
(3) 成矿带内主要深部通道发育时间约为10Myr,指示着区域应力体制由挤压转换为伸展的时限。区内早期铜矿含矿热液由源区向上地壳迁移的过程中,通道相对狭窄、路径相对较长,热液混染了更多的地壳物质,对应于应力转换初期;而晚期铁矿含矿热液通过较宽的通道直接迁移至地壳浅表,壳幔混染可能仅限于初期热液形成阶段。
致谢 感谢野外工作人员对本文的支持和帮助; 感谢评审专家、主编、编辑和专辑召集人对本文的帮助。
Blewett RS, Henson PA, Roy IG, Champion DC and Cassidy KF. 2010. Scale-integrated architecture of a world-class gold mineral system: The Archaean eastern Yilgarn Craton, Western Australia. Precambrian Research, 183(2): 230-250 DOI:10.1016/j.precamres.2010.06.004
|
Chang YF, Liu XP and Wu YC. 1991. Metallogenic Belt of the Middle and Lower Yangtze River. Beijing: Geological Publishing House, 1-359 (in Chinese)
|
Chang YF, Dong SW and Huang DZ. 1996. On tectonics of "poly-basement with one cover" in Middle-Lower Yangtze Craton, China. Volcanology & Mineral Resources, 17(1-2): 1-15 (in Chinese with English abstract)
|
Chang YF, Zhou TF and Fan Y. 2012. Polygenetic compound mineralization and tectonic evolution: Study in the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt. Acta Petrologica Sinica, 28(10): 3067-3075 (in Chinese with English abstract)
|
Chen HS and Zhang YH. 1999. Lithospheric Structural Characteristics and Oil and Gas Resource Evaluation in the Lower Yangtze and Its Adjacent Areas. Beijing: Geological Publishing House, 1-200 (in Chinese)
|
Chen LS and Wang GE. 1990. Magnetotelluric Method. Beijing: Geological Publishing House, 29-180 (in Chinese)
|
Chen YC, Pei RF and Wang DH. 2006. On minerogenetic (metallogenetic) series: Third discussion. Acta Geologica Sinica, 80(10): 1501-1508 (in Chinese with English abstract)
|
Connolly JAD. 2010. The mechanics of metamorphic fluid expulsion. Elements, 6(3): 165-172 DOI:10.2113/gselements.6.3.165
|
Deng JF and Wu ZX. 2001. Lithospheric thinning event in the Lower Yangtze Craton and Cu-Fe metallogenic belt in the Middle and Lower Yangtze River Reaches. Geology of Anhui, 11(2): 86-91 (in Chinese with English abstract)
|
Dentith M, Yuan HY, Johnson S, Murdie R and Piña-Varas P. 2018. Application of deep-penetrating geophysical methods to mineral exploration: Examples from Western Australia. Geophysics, 83(3): WC29-WC41 DOI:10.1190/geo2017-0482.1
|
Fan Y, Zhou TF, Yuan F, Qian CC, Lu SM and David C. 2008. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of the A-type granites in the Lu-Zong (Lujiang-Zongyang) area and their geological significances. Acta Petrologica Sinica, 24(8): 1715-1724 (in Chinese with English abstract)
|
Fan Y, Zhou TF, Yuan F, Zhang LJ, Qian B, Ma L and David RC. 2010. Geochronology of the diorite porphyrites in Ning-Wu basin and their metallogenic significances. Acta Petrologica Sinica, 26(9): 27155-2728 (in Chinese with English abstract)
|
Faure M, Lin W and Le Breton N. 2001. Where is the North China-South China block boundary in eastern China?. Geology, 29(2): 119-122 DOI:10.1130/0091-7613(2001)029<0119:WITNCS>2.0.CO;2
|
Kolb J. 2008. The role of fluids in partitioning brittle deformation and ductile creep in auriferous shear zones between 500 and 700℃. Tectonophysics, 446(1-4): 1-15 DOI:10.1016/j.tecto.2007.10.001
|
Lapierre H, Jahn BM, Charvet J and Yu YW. 1997. Mesozoic felsic arc magmatism and continental olivine tholeiites in Zhejiang Province and their relationship with the tectonic activity in southeastern China. Tectonophysics, 274(4): 321-338 DOI:10.1016/S0040-1951(97)00009-7
|
Li JH, Zhang YQ, Dong SW and Johnston ST. 2014. Cretaceous tectonic evolution of South China: A preliminary synthesis. Earth-Science Reviews, 134: 98-136 DOI:10.1016/j.earscirev.2014.03.008
|
Liu B. 2018. Spatial and temporal distribution and genesis of copper geochemical blocks in the Middle-Lower Yangtze River Region. Ph. D. Dissertation. Beijing: Chinese Academy of Geological Sciences (in Chinese with English abstract)
|
Lü QT, Hou ZQ, Yang ZS and Shi DN. 2004. Upplating process and dynamics evolution mode in the Middle and Lower Reaches of Yangtze River: Constrain of physical geography information. Science in China (Series D), 34(9): 783-794 (in Chinese)
|
Lü QT, Shi DN, Liu ZD, Zhang YQ, Dong SW and Zhao JH. 2015. Crustal structure and geodynamics of the Middle and Lower Reaches of Yangtze Metallogenic Belt and neighboring areas: Insights from deep seismic reflection profiling. Journal of Asian Earth Sciences, 114(4): 704-716
|
Lü QT, Dong SW, Tang JT, Shi DN, Chang YF and SinoProbe-03-CJ Group. 2015. Multi-scale and integrated geophysical data revealing mineral systems and exploring for mineral deposits at depth: A synthesis from SinoProbe-03. Chinese Journal of Geophysics, 58(12): 4319-4343 (in Chinese with English abstract)
|
Lü QT, Meng GX, Yan JY, Zhang K, Zhao JH and Gong XJ. 2019. Multi-scale exploration of mineral system: Concept and progress: A case study in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River Metallogenic Belt. Geology in China, 46(4): 673-689 (in Chinese with English abstract)
|
Lü QT, Meng GX, Yan JY, Zhang K, Gong XJ and Gao FX. 2020. The geophysical exploration of Mesozoic iron-copper mineral system in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River Metallogenic Belt: A synthesis. Earth Science Frontiers, 27(2): 232-253 (in Chinese with English abstract)
|
Lü QT, Meng GX, Zhang K, Liu ZD, Yan JY, Shi DN, Han JG and Gong XJ. 2021. The lithospheric architecture of the Lower Yangtze Metallogenic Belt, East China: Insights into an extensive Fe-Cu mineral system. Ore Geology Reviews, 132: 103989 DOI:10.1016/j.oregeorev.2021.103989
|
Mao JR, Li ZL and Ye HM. 2014. Mesozoic tectono-magmatic activities in South China: Retrospect and prospect. Science in China (Series D), 57(12): 2853-2877 DOI:10.1007/s11430-014-5006-1
|
Mao JW, Shao YJ, Xie GQ, Zhang JD and Chen YC. 2009. Mineral deposit model for porphyry-skarn polymetallic copper deposits in Tongling ore dense district of Middle-Lower Yangtze Valley Metallogenic Belt. Mineral Deposits, 28(2): 109-119 (in Chinese with English abstract)
|
Mao JW, Xie GQ, Duan C, Pirajno F, Ishiyama D and Chen YC. 2011. A tectono-genetic model for porphyry-skarn-stratabound Cu-Au-Mo-Fe and magnetite-apatite deposits along the Middle-Lower Yangtze River Valley, eastern China. Ore Geology Reviews, 43(1): 294-314 DOI:10.1016/j.oregeorev.2011.07.010
|
Ningwu Project Group. 1978. The Porphyrite Iron Deposit in Ningwu Area. Beijing: Geological Publishing House, 1-320 (in Chinese)
|
Shao LS, Liu ZD., Lü QT, Yan JY, Zhang K, Zhao JH, Qi G and Zhang YW. 2015. Deep fine structure of Guichi ore concentrated area: The understanding of the integrated geophysical detection results. Chinese Journal of Geophysics, 58(12): 4490-4504 (in Chinese with English abstract)
|
Shi DN, Lü QT, Xu WY, Yan JY, Zhao JH, Dong SW, Chang YF and SinoProbe-03-02 Team. 2013. Crustal structure beneath the Middle-Lower Yangtze Metallogenic Belt in East China: Constraints from passive source seismic experiment on the Mesozoic intra-continental mineralization. Tectonophysics, 606: 48-59 DOI:10.1016/j.tecto.2013.01.012
|
Song CZ, Lin SF, Zhou TF, Yan J, Ren SL, Li JH, Tu WC and Zhang Y. 2010. Mesozoic tectonic regime transition of the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River and its adjacent area. Acta Petrologica Sinica, 26(9): 2835-2849 (in Chinese with English abstract)
|
Song CZ, Li JH, Yan JY, Wang YY, Liu ZD, Yuan F and Li ZW. 2019. A tentative discussion on some tectonic problems in the east of South China continent. Geology in China, 46(4): 704-722 (in Chinese with English abstract)
|
Sun WD, Ding X, Hu YH and Li XH. 2007. The golden transformation of the Cretaceous plate subduction in the West Pacific. Earth and Planetary Science Letters, 262(3-4): 533-542 DOI:10.1016/j.epsl.2007.08.021
|
Tang YC, Wu CY, Chu GZ, Xing FM, Wang YM, Cao FY and Chang YF. 1998. Geology of Copper-Gold Polymetallic Deposits in the along-Changjiang Area of Anhui Province. Beijing: Geological Publishing House, 1-85 (in Chinese)
|
Thiel S, Soeffky P, Krieger L, Regenauer-Lieb K, Peacock J and Heinson G. 2016. Conductivity response to intraplate deformation: Evidence for metamorphic devolatilization and crustal-scale fluid focusing. Geophysical Research Letters, 43(21): 11236-11244
|
Wang PC, Li SZ, Liu X, Yu S, Liu B, Suo YH, Xue YC and An HT. 2012. Yanshanian fold-thrust tectonics and dynamics in the Middle-Lower Yangtze River area, China. Acta Petrologica Sinica, 28(10): 3418-3430 (in Chinese with English abstract)
|
Wang Q, Xu JF, Zhao ZH, Xiong XL and Bao ZW. 2003. Petrogenesis of the Mesozoic intrusive rocks in the Tongling area, Anhui Province, China and their constraint on geodynamic process. Science in China (Series D), 46(8): 801-815 DOI:10.1007/BF02879524
|
Xie GQ, Mao JW, Li RL, Qü WJ, Pirajno F and Du AD. 2007. Re-Os molybdenite and Ar-Ar phlogopite dating of Cu-Fe-Au-Mo(W) deposits in southeastern Hubei, China. Mineralogy and Petrology, 90(3): 249-270
|
Xu Y, Lü QT, Zhang GB, Jiang GM, Zhang CR, Shan XP and Wu Q. 2015. S-wave velocity structure beneath the Middle-Lower Yangtze River Metallogenic Belt and the constraints on the deep dynamic processes. Chinese Journal of Geophysics, 58(12): 4373-4387 (in Chinese with English abstract)
|
Yan JY, Zhang K and Zhao JH. 2019. Local uplift and copper metallogenic prospect in the Luzong ore district, eastern China: Evidence from 3D magnetotelluric imaging. Exploration Geophysics, 50(1): 22-30 DOI:10.1080/08123985.2018.1563454
|
Yan JY, Lü QT, Zhang YQ, Liu WQ, Wang X, Chen CX, Xu Y and Luo F. 2022. The deep boundaries of Jiangnan orogenic belt and its constraints on metallogenic: From the understanding of integrated geophysics. Acta Petrologica Sinica, 38(2): 544-558 (in Chinese with English abstract) DOI:10.18654/1000-0569/2022.02.16
|
Yu JJ, Che LR and Wang TZ. 2015. Alteration, oxygen isotope, and fluid inclusion study of the Meishan iron oxide-apatite deposit, SE China. Mineralium Deposita, 50(7): 847-869 DOI:10.1007/s00126-015-0577-0
|
Zhai YS, Yao SZ, Lin XD, Jin FQ, Zhou XR, Wan TF and Zhou ZG. 1992. Metallogenic regularity of iron and copper deposits in the Middle and Lower Valley of the Yangtze River. Mineral Deposits, 11(1): 1-12 (in Chinese with English abstract)
|
Zhang K, Wei WB and Lü QT. 2014. Four changes for efficiency and practicality on previous 3D MT NLCG inversion algorithm. Acta Geodaetica et Geophysica, 49(4): 551-563 DOI:10.1007/s40328-014-0069-1
|
Zhang K, Yan JY, Lü QT, Zhao JH and Hu H. 2017. Three-dimensional nonlinear conjugate gradient parallel inversion with full information of marine magnetotellurics. Journal of Applied Geophysics, 139: 144-157 DOI:10.1016/j.jappgeo.2017.02.008
|
Zhang K, Lü QT, Yan JY, Hu H, Fu GM and Luo F. 2019a. The three-dimensional electrical structure and metallogenic prospect of the Ning (Nanjing)-Wu (Wuhu) basin and the southern adjacent area in eastern China. Journal of Asian Earth Sciences, 173: 304-313 DOI:10.1016/j.jseaes.2019.01.032
|
Zhang K, Lü QT, Yan JY, Shao LS, Guo D and Zhang YW. 2019b. The subduction and continental collision of the North China and Yangtze blocks: Magnetotelluric evidence from the Susong-Anqing section of western Anhui, China. Geophysical Journal International, 216(3): 2114-2128 DOI:10.1093/gji/ggy541
|
Zhang K, Lü QT, Zhao JH, Yan JY, Hu H, Luo F, Fu GM and Tan X. 2020. Magnetotelluric evidence for the multi-microcontinental composition of eastern South China and its tectonic evolution. Scientific Reports, 10: 13105 DOI:10.1038/s41598-020-69777-3
|
Zhang K, Lü QT, Lan XY, Guo D, Wang QN, Yan JY and Zhao JH. 2021a. Magnetotelluric evidence for crustal decoupling: Insights into tectonic controls on the magmatic mineral system in the Nanling-Xuancheng area, SE China. Ore Geology Reviews, 131: 104045 DOI:10.1016/j.oregeorev.2021.104045
|
Zhang YQ, Shi DN, Lü QT, Xu Y, Xu ZW, Yan JY, Chen CX and Xu T. 2021b. The crustal thickness and composition in the eastern South China Block constrained by receiver functions: Implications for the geological setting and metallogenesis. Ore Geology Reviews, 130: 103988 DOI:10.1016/j.oregeorev.2021.103988
|
Zhao XF, Zeng LP, Liao W, Li WT, Hu H and Li JW. 2020. An overview of recent advances in porphyrite iron (iron oxide-apatite, IOA) deposits in the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt and its implication for ore genesis. Earth Science Frontiers, 27(2): 197-217 (in Chinese with English abstract)
|
Zhao Z, Fu TY, Gan JW, Liu C, Wang DH, Sheng JF, Li WB, Wang PA, Yu ZF and Chen YC. 2021. A synthesis of mineralization style and regional distribution and a proposed new metallogenic model of Mesozoic W-dominated polymentallic deposits in South China. Ore Geology Reviews, 133: 104008 DOI:10.1016/j.oregeorev.2021.104008
|
Zheng YF, Chen YX, Dai LQ and Zhao ZF. 2015. Developing plate tectonics theory from oceanic subduction zones to collisional orogens. Science China (Earth Sciences), 58(7): 1045-1069 DOI:10.1007/s11430-015-5097-3
|
Zhou TF, Yue SC, Yuan F, Liu XD and Zhao Y. 2000. Two series of copper-gold deposits in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River Area (MLYRA) and the hydrogen, oxygen, sulfur and lead isotopes of their ore-forming hydrothermal systems. Science in China (Series D), 43(1): 208-218
|
Zhou TF, Fan Y, Yuan F, Zhang LJ, Ma L, Qian B and Xie J. 2011. Petrogensis and metallogeny study of the volcanic basins in the Middle and Lower Yangtze Metallogenic Belt. Acta Geologica Sinica, 85(5): 712-730 (in Chinese with English abstract)
|
Zhou TF, Wang B, Fan Y, Yuan F, Zhang LJ and Zhong GX. 2012a. Apatite-actinolite-magnetite deposit related to A-type granite in Luzong basin: Evidence from Makou iron deposit. Acta Petrologica Sinica, 28(10): 3087-3098 (in Chinese with English abstract)
|
Zhou TF, Fan Y, Yuan F and Zhong GX. 2012b. Progress of geological study in the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt. Acta Petrologica Sinica, 28(10): 3051-3066 (in Chinese with English abstract)
|
Zhou TF, Wang SW, Yuan F, Fan Y, Zhang DY, Chang YF and White NC. 2016. Magmatism and related mineralization of the intracontinental porphyry deposits in the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt. Acta Petrologica Sinica, 32(2): 271-288 (in Chinese with English abstract)
|
Zhou TF, Fan Y, Wang SW and White NC. 2017. Metallogenic regularity and metallogenic model of the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt. Acta Petrologica Sinica, 33(11): 3353-3372 (in Chinese with English abstract)
|
常印佛, 刘湘培, 吴言昌. 1991. 长江中下游铜铁成矿带. 北京: 地质出版社, 1-359.
|
常印佛, 董树文, 黄德志. 1996. 论中-下扬子"一盖多底"格局与演化. 火山地质与矿产, 17(1-2): 1-15. |
常印佛, 周涛发, 范裕. 2012. 复合成矿与构造转换——以长江中下游成矿带为例. 岩石学报, 28(10): 3067-3075. |
陈沪生, 张永鸿. 1999. 下扬子及邻区岩石圈结构构造特征与油气资源评价. 北京: 地质出版社, 1-200.
|
陈乐寿, 王光锷. 1990. 大地电磁测深法. 北京: 地质出版社, 29-180.
|
陈毓川, 裴荣富, 王登红. 2006. 三论矿床的成矿系列问题. 地质学报, 80(10): 1501-1508. DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2006.10.003 |
邓晋福, 吴宗絮. 2001. 下扬子克拉通岩石圈减薄事件与长江中下游Cu-Fe成矿带. 安徽地质, 11(2): 86-91. DOI:10.3969/j.issn.1005-6157.2001.02.002 |
范裕, 周涛发, 袁峰, 钱存超, 陆三明, David C. 2008. 安徽庐江-枞阳地区A型花岗岩的LA-ICP-MS定年及其地质意义. 岩石学报, 24(8): 1715-1724. |
范裕, 周涛发, 袁峰, 张乐骏, 钱兵, 马良, David RC. 2010. 宁芜盆地闪长玢岩的形成时代及对成矿的指示意义. 岩石学报, 26(9): 2715-2728. |
刘彬. 2018. 长江中下游地区铜地球化学块体时空分布特征及其成因研究. 博士学位论文. 北京: 中国地质科学院
|
吕庆田, 侯增谦, 杨竹森, 史大年. 2004. 长江中下游地区的底侵作用及动力学演化模式: 来自地球物理资料的约束. 中国科学(D辑), 34(9): 783-794. |
吕庆田, 董树文, 汤井田, 史大年, 常印佛, SinoProbe-03-CJ项目组. 2015. 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. 地球物理学报, 58(12): 4319-4343. DOI:10.6038/cjg20151201 |
吕庆田, 孟贵祥, 严加永, 张昆, 赵金花, 龚雪婧. 2019. 成矿系统的多尺度探测: 概念与进展——以长江中下游成矿带为例. 中国地质, 46(4): 673-689. |
吕庆田, 孟贵祥, 严加永, 张昆, 龚雪婧, 高凤霞. 2020. 长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测: 综合分析. 地学前缘, 27(2): 232-253. |
毛建仁, 厉子龙, 叶海敏. 2014. 华南中生代构造-岩浆活动研究: 现状与前景. 中国科学(地球科学), 44(12): 2593-2617. |
毛景文, 邵拥军, 谢桂青, 张建东, 陈毓川. 2009. 长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型. 矿床地质, 28(2): 109-119. DOI:10.3969/j.issn.0258-7106.2009.02.001 |
宁芜研究项目编写小组. 1978. 宁芜玢岩铁矿. 北京: 地质出版社, 1-320.
|
邵陆森, 刘振东, 吕庆田, 严加永, 张昆, 赵金花, 祁光, 张亚伟. 2015. 安徽贵池矿集区深部精细结构——来自综合地球物理探测结果的认识. 地球物理学报, 58(12): 4490-4504. DOI:10.6038/cjg20151213 |
宋传中, Lin SF, 周涛发, 闫峻, 任升莲, 李加好, 涂文传, 张妍. 2010. 长江中下游及其邻区中生代构造体制转换. 岩石学报, 26(9): 2835-2849. |
宋传中, 李加好, 严加永, 王阳阳, 刘振东, 袁芳, 李振伟. 2019. 华南大陆东部若干构造问题的思考. 中国地质, 46(4): 704-722. |
唐永成, 吴言昌, 储国正, 邢凤鸣, 王永敏, 曹奋扬, 常印佛. 1998. 安徽沿江地区铜金多金属矿床地质. 北京: 地质出版社, 1-85.
|
王鹏程, 李三忠, 刘鑫, 余珊, 刘博, 索艳慧, 薛友辰, 安慧婷. 2012. 长江中下游燕山期逆冲推覆构造及成因机制. 岩石学报, 28(10): 3418-3430. |
王强, 许继峰, 赵振华, 熊小林, 包志伟. 2003. 安徽铜陵地区燕山期侵入岩的成因及其对深部动力学过程的制约. 中国科学(D辑), 33(4): 323-334. |
徐峣, 吕庆田, 张贵宾, 江国明, 张昌榕, 单希鹏, 吴强. 2015. 长江中下游成矿带三维S波速度结构及对深部过程的约束. 地球物理学报, 58(12): 4373-4387. DOI:10.6038/cjg20151204 |
严加永, 吕庆田, 张永谦, 刘卫强, 王栩, 陈昌昕, 徐峣, 罗凡. 2022. 江南造山带深部边界及成矿制约: 来自综合地球物理的认识. 岩石学报, 38(2): 544-558. |
翟裕生, 姚书振, 林新多, 金福全, 周珣若, 万天丰, 周宗桂. 1992. 长江中下游地区铁、铜等成矿规律研究. 矿床地质, 11(1): 1-12. |
赵新福, 曾丽平, 廖旺, 李婉婷, 胡浩, 李建威. 2020. 长江中下游成矿带玢岩铁矿研究新进展及对矿床成因的启示. 地学前缘, 27(2): 197-217. |
郑永飞, 陈伊翔, 戴立群, 赵子福. 2015. 发展板块构造理论: 从洋壳俯冲带到碰撞造山带. 中国科学(地球科学), 45(6): 711-735. |
周涛发, 岳书仓, 袁峰, 刘晓东, 赵勇. 2000. 长江中下游两个系列铜、金矿床及其成矿流体系统的氢、氧、硫、铅同位素研究. 中国科学(D辑), 30(增1): 122-128. |
周涛发, 范裕, 袁峰, 张乐骏, 马良, 钱兵, 谢杰. 2011. 长江中下游成矿带火山岩盆地的成岩成矿作用. 地质学报, 85(5): 712-730. DOI:10.3969/j.issn.1004-9665.2011.05.011 |
周涛发, 王彪, 范裕, 袁峰, 张乐骏, 钟国雄. 2012a. 庐枞盆地与A型花岗岩有关的磁铁矿-阳起石-磷灰石矿床以马口铁矿床为例. 岩石学报, 28(10): 3087-3098. |
周涛发, 范裕, 袁峰, 钟国雄. 2012b. 长江中下游成矿带地质与矿产研究进展. 岩石学报, 28(10): 3051-3066. |
周涛发, 王世伟, 袁峰, 范裕, 张达玉, 常印佛, White NC. 2016. 长江中下游成矿带陆内斑岩型矿床的成岩成矿作用. 岩石学报, 32(2): 271-288. |
周涛发, 范裕, 王世伟, White NC. 2017. 长江中下游成矿带成矿规律和成矿模式. 岩石学报, 33(11): 3353-3372. |