熊耳山—外方山矿集区中生代Au-Mo成矿系统

熊耳山—外方山矿集区位于秦岭造山带之华北板块南缘,经历了复杂的碰撞造山过程,成矿时间跨度大,成矿强度高,成矿作用多样。复合造山过程和相应的成矿作用已被深入研究,但成矿系统的划分和叠加成矿作用尚需研究。本文将熊耳山—外方山矿集区发育的Au-Mo矿床划分为造山型Mo矿床、斑岩型Mo矿床、岩浆热液脉型Mo矿床、造山型Au矿床和岩浆热液型Au矿床5个类型,对应5种成矿系统：(1)造山型Mo矿床形成于250~227 Ma的同碰撞环境和227~194 Ma的后碰撞环境,为变质热液萃取壳源Mo成矿;(2)斑岩型Mo矿床形成于163~135 Ma的洋陆俯冲环境和135~116 Ma的岩石圈减薄环境,为岩浆热液携带幔源或壳源Mo成矿;(3)岩浆热液脉型Mo矿床形成于227~194 Ma的后碰撞环境,为岩浆热液携带幔源Mo成矿;(4)造山型Au矿床在三叠纪发生了预富集作用,主要形成于163~135 Ma的洋陆俯冲环境和135~103 Ma的岩石圈减薄环境,为变质热液萃取壳源Au成矿;(5)岩浆热液型Au矿床仅形成于135~103 Ma的岩石圈减薄环境,为岩浆热液携带壳源Au成矿。矿集区主要存在两种叠加成矿作用,即不同构造背景下多种成矿系统的叠加和同一构造背景下不同成矿系统的叠加。     

新疆准噶尔北缘早石炭世金-铜-钼成矿事件:年代学证据

新疆准噶尔北缘地区已发现多处大中型内生金属矿床,它们主要形成于2个构造-岩浆活动期,即泥盆纪洋陆俯冲期的岛弧型斑岩铜(金)矿,二叠纪后碰撞造山期的铜镍硫化物型矿床和造山型(或剪切带型)Au矿。作者近年来在对该区地质构造和矿床研究中获得了一批早石炭世成岩成矿年代学数据:除已发表的希勒库都克斑岩铜钼矿床流纹斑岩(329Ma)和辉钼矿(327Ma)年龄外,本文工作新近获得201金矿闪长岩年龄为324Ma、科克森套地区花岗闪长斑岩年龄为328Ma、库尔吐班套地区花岗岩年龄为323Ma、阿克塔斯Au矿区花岗闪长岩年龄为327Ma,这些年龄数据集中在323~328Ma,即早石炭世(主要在维宪阶和谢尔普霍夫阶)。综合分析认为,该区在早石炭世洋盆已经闭合进入碰撞造山阶段,该阶段岩浆活动以出露小规模中酸性岩脉、岩株为特征,构造活动和壳幔相互作用强烈,主要成矿类型有斑岩型Cu Mo矿、浅成低温热液型Au矿、脉岩-构造蚀变岩型Au矿,构成一独特的与浅成岩有关的早石炭世金-铜-钼成矿带。     

三江特提斯复合造山与成矿作用研究进展

国家973规划项目"三江特提斯复合造山与成矿作用"实施3年来,在成矿动力学背景、增生造山成矿系统、碰撞造山成矿系统、构造体制转换与复合叠加成矿作用、成矿预测理论和勘查技术集成等方面取得了重要进展。(1)厘定了原特提斯、古特提斯、新特提斯和陆陆碰撞等一系列重要的区域构造-岩浆事件及其动力学背景,提出存在较大规模的燕山期构造-岩浆-成矿事件。(2)划分了被动边缘盆地型、活动边缘多岛弧盆型和大洋盆地型3个VMS型Cu-Pb-Zn成矿子系统,确立了玉龙和格咱-香格里拉斑岩型Cu矿带印支期岩浆作用的贡献及俯冲岛弧构造环境。(3)沉积岩容矿Pb-Zn-Cu-Ag多金属矿床的形成贯穿于印-亚大陆碰撞的三个演化阶段,成矿年代由南向北逐渐变新;它包括2套子系统:脉状Cu成矿系统,与变质流体活动有关,成矿物质来自深部地壳和浅部沉积地层的混合;Pb-Zn(-Cu-Ag)成矿系统,与盆地流体活动有关,成矿物质主要来自沉积地层。(4)金沙江-哀牢山斑岩型Cu(Au)成矿系统形成于35Ma左右,受控于印-亚大陆碰撞导致的地壳增厚。(5)造山型Au成矿系统主要发育在哀牢山金矿带,三期金成矿作用发生于~62Ma、~35Ma和28Ma左右,分别受控于印-亚碰撞早期的强烈汇聚挤压、早-晚期转换构造动力学体制。(6)区域存在3期重要构造体制转换事件:增生造山→碰撞造山、主碰撞→晚碰撞和晚碰撞→后碰撞,前两者控制区域斑岩铜矿带、沉积岩容矿多金属矿带和造山型金矿带,后者控制了沱沱河盆地中的Pb-Zn矿床。(7)最典型的叠加成矿系统为VMS 型Cu-Pb-Zn与斑岩型Cu叠加成矿系统,主要发育于羊拉-红山-普朗-铜厂沟矿集区、云县-景谷、江达-维西和昌宁-孟连成矿带。(8)探索成矿预测理论与方法,并选择羊拉-红山-普朗-铜厂沟矿集区为重点地区,开展隐伏矿体预测工作,取得找矿进展。本专辑论文基本覆盖了上述各个方面的研究进展,论文涉及4个主题:成矿动力学背景、增生造山成矿系统、碰撞造山成矿系统、构造体制转换与复合叠加成矿作用。     

南秦岭山阳-柞水矿集区构造-岩浆-成矿作用

山阳-柞水矿集区是南秦岭成矿带主要矿集区之一。从新元古代到晚侏罗世-早白垩世,山阳-柞水地区经历了洋壳俯冲和陆陆碰撞的构造演化,在演化的不同阶段形成了不同矿化类型、矿化组合的Cu、PbZn、Ag、Fe、Mo、Au矿床。新元古代时期,由于洋壳的俯冲作用,山阳-柞水地区形成了与基性岩有关的钛磁铁矿;泥盆纪-二叠纪时期,古秦岭洋消减形成山阳-柞水弧前盆地的同时,也形成一系列沉积型Fe、Ag、PbZn矿床;三叠纪时期,华北、扬子板块全面碰撞并形成了与碰撞作用密切相关的晚三叠世斑岩型Mo矿和造山型Au矿;晚侏罗世-早白垩世时期,则形成了碰撞后伸展环境下的矽卡岩-斑岩型CuMo-Au矿床。山阳-柞水矿集区内的各种时代和类型的矿床是秦岭造山带不同阶段的构造-岩浆活动的产物,对真实、客观的理解秦岭地区的构造演化具有重要意义。     

东昆仑与成矿有关的三叠纪花岗岩演化:基于莫河下拉岩体岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学的证据

东昆仑造山带在三叠纪不仅是一个重要的构造-岩浆带,也是一个对于国民经济非常重要的多金属成矿带.该区在三叠纪形成了大量与成矿有关的花岗岩,它们之间的联系、与区域构造运动的关系目前尚未明确.在莫河下拉银多金属矿花岗斑岩岩相学、地球化学和锆石年代学的研究基础上,总结了东昆仑地区三叠纪与成矿有关花岗岩的基本特征,并探讨了它们的演化规律.结果表明:(1) 东昆仑与成矿有关的三叠纪花岗岩年龄为250~200 Ma,具有一个由低K系列-中K钙碱性系列向高K系列-钾玄岩系列过渡的明显趋势,240~200 Ma,A/NK比值由2.00降到1.00;(2)(87Sr/86Sr)_i为0.710~0.715,ε_Nd(t)值为-0.6~0.0,ε_Hf(t)主要集中在-5~1,峰值为-2~-1,表明东昆仑与成矿有关三叠纪花岗岩物质主要来源于古老的地壳物质,同时有少量的幔源物质加入;(3) 东昆仑地区在240 Ma进入后造山阶段,出现大规模的钙碱性花岗岩,220 Ma之后花岗岩大量减少,210~204 Ma出现的花岗岩以碱性A型花岗岩为主,标志着碰撞造山结束进入到板内裂解阶段.      

哀牢山造山带金矿成矿时序及其动力学背景探讨

哀牢山金矿带是我国最重要的喜马拉雅期造山型金矿带,形成于三江特提斯复合造山过程中。论文基于对哀牢山造山带金矿成矿作用的同位素定年结果,探讨了成矿年代学与构造-热事件的关系,厘定了其相关的地球动力学背景。已获得的最老成矿年龄集中于海西期,但过剩氩的存在导致视年龄值偏离真实成矿年龄,而最小视年龄(345.2±16Ma)与区域蛇绿岩的形成同时;含镍金黄铁矿硅质岩的含金量可能与热水沉积有关,其地球动力学环境对应于海底扩张和初始洋盆的形成。印支期是区域主碰撞造山高峰期,也是大规模岩浆活动与Cu-Ni-Pt-Pd硫化物矿床、VMS型Cu-Pb-Zn矿床及斑岩型Cu-Au矿床成矿集中期,其中老王寨金矿含金黄铁矿的Re-Os等时线年龄为229±38Ma。燕山期成矿年龄数据分散于180Ma、135Ma、110Ma和90Ma左右等多个时段,其中最晚时段年龄谱的最小视年龄值(91±1Ma)可能代表了一次较为重要的构造动力体制转换,该期(约90~70Ma)的区域成岩成矿(斑岩及斑岩型Cu-Mo-W-Au矿床)规模较大,表明增生造山→碰撞造山构造体制转换在研究区存在重要的成岩成矿响应。喜马拉雅期可能经历了早(63.09~61.55Ma)、主(36.10~33.76Ma)和晚(30.80~26.40Ma)三期金矿成矿-热事件,分别受控于印度-亚洲大陆碰撞早期的强烈汇聚挤压、早-晚期转换构造动力学体制,并可能受青藏高原物质东向逃逸和软流圈脉动隆起的联合制约,金矿大规模成矿作用与构造动力体制转换过程中的壳幔物质强烈交换与构造变形密切相关。     

大陆碰撞成矿论

基于经典的板块构造而建立的成矿理论已日臻完善,完好地解释了增生造山成矿作用及汇聚边缘成矿系统发育机制,但却无法解释碰撞造山成矿作用及大陆碰撞带成矿系统。通过对青藏高原碰撞造山与成矿作用的详细研究,并与中国秦岭和其它碰撞造山带综合对比,本文系统提出了一套全新的大陆碰撞成矿理论,简称"大陆碰撞成矿论",初步阐明了大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的成矿动力背景、深部作用过程和形成机制。该理论认为,伴随大陆三段式碰撞过程而发育的主碰撞陆陆汇聚环境、晚碰撞构造转换环境和后碰撞地壳伸展环境,是大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的主要成矿构造背景。对应于三段式碰撞而在深部出现的俯冲板片断离、软流圈上涌和岩石圈拆沉过程,是导致大规模成矿作用的异常热能驱动力。伴随三段式碰撞而分别出现的压-张交替或压扭/张扭转换的应力场演变,是驱动成矿系统形成发育的构造应力机制。大陆碰撞产生的不同尺度的高热流、不同起源的富金属流体流、不同级次的走滑-剪切-拆离-推覆构造系统和张性裂隙系统,是形成成矿系统和大型矿床的主导因素。成矿金属在碰撞形成的壳/幔混源高fO2岩浆-热液系统、地壳深熔低fO2岩浆-热液系统、剪切变质-富CO2流体系统以及逆冲推覆构造驱动的区域卤水系统和浅位岩浆房诱发的对流循环流体系统中,伴随成矿金属的积聚与淀积是形成大型矿床的关键机制。"大陆碰撞成矿论"还强调,完整的大陆碰撞过程可以引发三次大规模成矿作用,形成一系列标示性的大型矿床:在主碰撞陆陆汇聚成矿期,大陆碰撞引发地壳加厚与深熔,产生富W-Sn壳源花岗岩,形成花岗岩型Sn-W矿床;大陆俯冲板片断离诱发软流圈上涌,产生富金属的壳/幔混源花岗闪长岩,形成岩浆-热液型或叠合型Pb-Zn-Mo-Fe矿床;大陆碰撞从变质地体排挤出富CO2流体,在剪切带形成造山型Au矿,从造山带排泄出建造流体,在前陆盆地形成MVT型Zn-Pb矿。在晚碰撞构造转换成矿期,大规模走滑断裂系统诱发壳幔过渡带和富集地幔减压熔融,其岩浆在浅部地壳岩浆房出溶成矿流体,分别形成斑岩型Cu(-Mo-Au)矿床和碳酸岩型REE矿床;深切岩石圈的剪切作用与下地壳变质产生含Au富CO2流体,形成造山型Au矿;逆冲推覆构造驱动地壳流体长距离迁移汇聚、走滑拉分导致流体大量排泄和充填,形成Pb-Zn-Cu-Ag矿。在后碰撞地壳伸展成矿期,新生下地壳部分熔融产生富金属、富水、高fO2埃达克质岩浆浅成侵位和流体出溶,产生斑岩型Cu矿;中上地壳部分熔融层(岩浆房)驱动地热流体系统,在地热区发育热泉型Cs-Au矿,在构造拆离带形成热液脉型Pb-Zn-Sb和Sb-Au矿。     

秦岭印支期构造背景、岩浆活动及成矿作用

秦岭造山带以其独特的大地构造位置、复杂的地质演化和丰富的矿产资源而成为地质科学研究的焦点,科学家已经基本清楚了其大地构造格局和地质演化轮廓,共识其在印支期(三叠纪:251～199.6Ma)彻底实现了由海盆向大陆造山带的转变。但是,盆山转变的过程细节、洋盆闭合的时间、三叠纪大地构造属性以及相关的岩浆作用和成矿作用研究薄弱,认识分歧较多。笔者通过综合分析地质、地球物理、地球化学、矿产资源等方面的研究成果,认为三叠纪的秦岭恰似现今地中海,并存着洋陆俯冲和陆陆碰撞,并逐渐由洋陆俯冲转变为陆陆碰撞体制;秦岭古特提斯洋于230～200Ma期间自东向西拉链式缝合,扬子陆块与华北-秦岭联合大陆之间的碰撞造山作用接踵而至;三叠纪的秦岭构造背景并非单一的陆陆碰撞,更非过去认为的造山后或碰撞后。秦岭印支期岩浆作用强烈,形成了埃达克岩、钙碱性花岗岩、高钾钙碱性花岗岩、碱性岩、疑似奥长环斑花岗岩、碳酸岩等多种岩浆岩;它们自勉略缝合带向北显示分带性,依次是:阳山—胭脂坝过铝质S型或改造型花岗岩带、南秦岭高镁埃达克质的钙碱性花岗岩带、北秦岭高钾钙碱性花岗岩带、华北克拉通南缘碱性岩-碳酸岩带;印支期岩浆作用的复杂性、多样性、空间分带性和成分极性等特点无法用陆陆碰撞或碰撞后构造体制来解释,而应是勉略洋板块向北俯冲的结果。秦岭印支期成矿作用长期被忽视,但最近已发现有重要经济价值的印支期矿床类型有碳酸岩脉型、造山型和斑岩型钼矿床,卡林型-类卡林型、造山型和斑岩-爆破角砾岩型金矿床,造山型银多金属矿床,表明在洋陆俯冲向陆陆碰撞转变体制的成矿作用强烈、成矿类型多样,印支期矿床的找矿潜力较大。     

兴蒙造山带成矿规律及若干科学问题

兴蒙造山带位于中亚造山带东段,形成于古生代,在中生代遭受了西北部蒙古-鄂霍茨克洋构造域和东部古太平洋构造域的强烈改造。该造山带也是中国北方地区一个重要的金属成矿带,因此对该造山带成矿规律的总结和研究,无论是在理论上还是在找矿勘查实践中都具有十分重要的意义。笔者对该地区的研究成果进行了收集和整理。根据已有的年代学数据,该区已发现的绝大多数矿床形成于侏罗纪—白垩纪,与古生代古亚洲洋构造体系关系不大。根据兴蒙造山带内的成矿与不同构造体系演化之间的关系,将研究区内的矿床分为4类:(1)与古亚洲洋构造体系有关的矿床,形成于500~210 Ma,矿床类型主要是斑岩型Cu-Mo、Mo和Au矿床、浅成低温热液型Au矿床和矽卡岩型Pb-Zn矿床,矿床形成环境主要为岛弧及古亚洲洋闭合后的碰撞与伸展阶段;(2)与蒙古-鄂霍茨克洋构造体系有关的矿床,形成时间240~110 Ma,矿床类型主要是斑岩型Cu-Mo和Mo多金属矿床、浅成低温热液型Au矿床、中低温热液脉型Pb-Zn-Ag矿床和热液脉型Ag多金属矿床,形成环境主要为陆缘弧、蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的碰撞造山-后碰撞,以及造山后的伸展崩塌阶段;(3)与古太平洋构造体系有关的矿床,成矿作用发生于210~100 Ma,矿床类型主要有斑岩型Mo(W、Cu)矿床、矽卡岩型多金属矿床和浅成低温热液型Au矿床,形成于与古太平洋板块俯冲有关的活动大陆边缘环境;(4)与蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加有关的矿床,矿床主要形成于150~120 Ma,矿床类型主要有斑岩型Mo(Cu、W)矿床、热液脉型Pb-Zn-Ag和Cu多金属矿床、高温岩浆热液型稀有稀土元素、W(Sn)、Sn矿床和矽卡岩型Fe多金属矿床,矿床形成环境处于蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋这两大构造体系的叠加区域,总体属于一个伸展的构造背景。不同构造体系下的成矿特点是不同的,而所富集的主要金属元素也有差别。根据所产出的不同金属的资源量大小对比,Cu主要产在与古亚洲洋构造体系和蒙古-鄂霍茨克洋构造体系,Mo主要产在蒙古-鄂霍茨克洋构造体系和古太平洋构造体系,Pb-Zn主要产在蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加区和古亚洲洋构造体系,Au主要产在古太平洋构造体系,Ag和Sn主要产在蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加区,W主要产在蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体系叠加区域和古太平洋构造体系。     

河南省内乡县银洞沟银金多金属矿成矿年龄: 热液锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年

北秦岭构造带广泛发育与古生代洋壳俯冲和碰撞造山有关的岩浆活动以及与造山过程有关的变质作用,但古生代热液脉型矿床在北秦岭构造带少见报道。银洞沟银金多金属矿为北秦岭构造带东部的一处中型热液脉型矿床,本文通过对该矿床赋矿围岩和含矿石英脉中锆石开展LA- MC- ICP- MS U- Pb测年和锆石成因研究,确定了矿床的形成时代,并探讨了矿床的成矿动力学背景。结果表明赋矿围岩黑云母二长花岗岩的形成时代为431. 4±2. 1 Ma,含矿石英脉中锆石结晶年龄为419. 4±5. 9 Ma,石英脉中锆石的岩相学、锆石中矿物和流体包裹体及锆石微量元素研究表明419. 4 Ma代表矿床的形成时代。结合前人的研究结果,确定银洞沟银金多金属矿为形成于晚志留世的造山型矿床,成矿作用与碰撞期后～420 Ma的变质作用密切相关,成矿流体来源于地层的变质脱水,成矿物质主要来源于秦岭岩群和二郎坪群。