华南地块东部岩石圈属性及其动力学过程研究

The interaction between crust and mantle controls the flow of granitic magma which affect various mineralization process, this evolutionary process is usually supposed to be the primary source for the enrichment of ore-forming elements. Therefore identifying their coupling mechanism is essential for a better understanding of the evolution and mineralization of great granite province. As the most active continental margin in crust growth and continental accretion in the Southeast Edge of EuroAsia plate, which shows the strongest mass transport between centrospheres and mantle and the most evident upwelling of deep hot material and magma activity on the earth, and the largest granite zone in China, South China Block is the world famous polymetal mineralization area, its formation and evolution is obviously great affected by the continental dynamics which makes South China Block becoming the perfect region for the study of the relationship between continental dynamics and mineralization.We decide to use comprehensive geophysical methods such as gravity ,magnetics and electromagnetics to explore the effect of dynamic process in north South China Block on the mineralization mechanism, construct the three-dimension lithosphere geological model and demonstrate the granite distribution in three dimension space.We will distinctly reveal the lithosphere structure and substance transportation of crust and mantle in metallogenic belt .Numercal simulation will be applied to reconstruct the geological process, the to explore its influence on mineralization and diagenesis. Finally we except above research will provide evidence for deep ore prospecting in South China.

壳幔相互作用控制花岗岩浆活动进而影响不同成矿作用，这种演化过程通常是成矿元素富集的动力来源，厘清它们之间的耦合机制将会极大促进对大花岗岩省演化和成矿作用的理解。作为欧亚板块东南缘地壳生长和核-幔质量传输最强烈的构造带、深部热物质上涌和岩浆活动最明显的地带以及中国花岗岩体分布最为广泛的地区，华南地块是全球罕见的世界级多金属成矿省，鉴于此选择其东部作为研究大陆动力学演化与成矿关系的理想基地，利用卫星重磁、航磁、地面重力小波分解及大地电磁数据三维反演等方法构建岩石圈结构、构造和物性模型；采取多种方法提取密度和电导率各向异性及岩石圈地幔厚度的三维变化，结合地质资料构建研究区三维壳幔地质参考模型和花岗岩三维空间分布特征；采用数值方法重构该区中生代岩石圈环境演化的动力学模型，模拟壳幔物质置换过程对成岩、成矿控制机理，为华南地区深地资源开发提供依据。

本项目的研究目标是建立岩石圈物理属性综合探测的主要方法和技术，包括以大地电磁学、地磁学为核心的岩石圈结构、构造的探测方法和技术，和以地球动力学为核心的岩石圈状态及其演化的方法和技术；构建华南地块东部岩石圈三维地质参考模型；模拟华南地块东部岩石圈构造演化过程，构建其地球动力学模型，分析壳幔相互作用对成矿模式的影响。2017年初正式开展项目研究，此后按照计划书的规划逐年进行了相关研究工作，圆满顺利完成了计划的研究内容。建立了岩石圈物理属性综合探测的主要方法和技术，攻克了球坐标大地电磁模拟技术，实现了广域电磁与大地电磁三维联合反演技术，完成大地电磁野外数据采集近150个测点，结合已有数据成功构建了华南岩石圈三维电性结构模型，识别了研究区主要断裂和缝合带，解释了中地壳低阻层成因，计算了华南上地幔水含量和部分熔融百分比，完成了华南俯冲板片动力学模拟，推导了华南地区中生代动力学过程。发现华南岩石圈不论在横向还是纵向都存在很强的不均一性，并不是简单的层状岩石圈，也不是简单的“西厚东薄”特征。动力学模拟结果显示地幔动力过程不仅影响华南地区的圈层结构，还可能通过水合作用等过程影响岩石圈组分、温度及流变结构。江山-绍兴断裂作为扬子与华夏地块的分界线，决定了扬子和华夏截然不同的岩石圈特征和构造演化方向，同时控制了华南中生代岩石圈的非对称简单剪切模式伸展过程。中生代的构造岩浆活动对华南陆块当前构造样式和中生代成矿起到了至关重要的作用，在地球动力学机制上受到古太平洋板块俯冲和后撤的影响，动力学数值模拟结果显示，其它条件不变的情况下大洋板片俯冲速度越大，俯冲角度也越大，俯冲板片形态越接近陡角度俯冲。变角俯冲理论认为的开始俯冲阶段由于古太平洋板片高速俯冲造成的平板俯冲值得商榷。平板俯冲的形成需要存在相对较小的俯冲速度和上覆板块逆冲速度比值才可以实现。