中国造山带内生金属矿床类型、特点和成矿过程探讨

中国是造山带最为发育的国家之一,尤其是在西部地区分布广泛。本文从成矿地球动力学演化角度对中国造山带中矿床类型、特点和成矿过程进行了初步的综合研究,将造山带矿床分为碰撞造山型和俯冲造山型两种。前者进一步可分为同碰撞造山过程成矿和后碰撞造山成矿。以青藏高原为例,又将同碰撞造山过程成矿分为碰撞造山期成矿、松弛期(伸展)成矿、走滑拉分盆地成矿和剪切带扩容成矿。以西秦岭和东天山为例,剖析了后碰撞成矿特点、过程和成矿规律。在扬子克拉通西南缘发育有中国颇具特色的低温成矿域,包括广泛分布的卡林型金矿、密西西比型铅锌矿和玄武岩型铜矿,本文研究提出这些矿床形成于中生代大陆边缘造山带弧后伸展盆地。     

准噶尔造山带碰撞体制的成矿作用及金等矿床分布规律

准噶尔造山带是乌拉尔—蒙古造山带的重要组成部分。该区的碰撞造山作用主要发生在石炭纪和二叠纪,并经历了先挤压后伸展的演化过程。区内的金等矿床主要就位于晚石炭世—二叠纪,集中分布在碰撞造山作用较强烈的地带,矿床形成于碰撞作用的挤压—伸展转变期。因此该区金等矿床的成矿时间、空间和地球动力学背景等与碰撞造山作用发生的时间、空间及动力学背景完全吻合,表明适于用碰撞造山成矿模式指导找矿和研究。而该区矿床的实际分布也确与碰撞造山成矿模式完全一致。     

西准噶尔地区造山型金矿床时空分布、 成矿动力学背景及模式

造山型金矿形成于汇聚板块边缘,俯冲增生或碰撞造山体制,是现代矿床学研究的热点之一。西准噶尔地区有几十个造山型金矿,但其究竟形成在洋壳俯冲增生造山过程还是洋盆闭合后的碰撞造山过程,尚不清楚。本文系统总结了西准噶尔地区造山型金矿的时空分布及地质、地球化学特征,发现它们主要赋存于达拉布特断裂西北侧,可分为安齐(包括哈图金矿)和萨尔托海(包括萨Ⅰ金矿)两个成矿带;成矿作用受控于达拉布特走滑断裂引发的区域变质变形事件,矿体主要赋存于中晚石炭世变质火山沉积岩或蛇绿岩中,发育NaCl—H_2O—CO_(2 )±CH_(4 )±N_2流体包裹体体系,成矿温度为170～380℃,成矿流体主要为变质热液,晚期为大气降水热液;成矿同位素年龄为271～300 Ma,已有资料显示西准噶尔地区存在多期次俯冲增生作用,并于晚石炭世—早二叠世消减完毕。而造山型金矿广泛发育的达拉布特西北侧古洋盆闭合于308～328 Ma,此后为大陆碰撞造山体制,因此西准噶尔造山型金矿形成于大陆碰撞造山体制,适合于碰撞造山成岩成矿和流体作用模式。晚石炭世—早二叠世,达拉布特地区陆—陆或弧陆碰撞过程中,大规模的韧脆性剪切变形及区域变质事件导致地层及围岩中不稳定组分发生变质活化,形成含矿变质流体,流体向上运移至韧—脆性转换带内形成了西准噶尔造山型金矿成矿系统。     

影响碰撞造山成岩成矿模式的因素及其机制

基于分析陆内俯冲过程物质的活化迁移规律建立了碰撞造山成岩成矿模式,认为仰冲板片上依次出现热液矿床带、花岗岩基带和斑岩带。探讨了陆内俯冲的角度、速度、俯冲板片物质成分、地热梯度等因素对陆内俯冲成岩成矿模式空间分带模型的影响,推导了有关的变异形式,在充分显示碰撞造山成岩成矿模式之科学性和实用性的同时,为在碰撞造山带或陆内俯冲区进行实际找矿提供了理论参考。     

论豫西金矿成矿模式和找矿方向

本文以豫西金矿为例,以碰撞造山带的构造模式为基础,探讨了碰撞造山过程中成岩、成矿作用的特征和时空演化规律,建立了碰撞造山成岩成矿模式。指出碰撞造山带的超叠壳楔上,随距缝合线距离的增大,依次出现热液矿床(D)带、花岗岩(G)带和斑岩(P)带。豫西小秦岭、熊耳山、外方山、桐柏和二郎坪等地金矿集中区的岩石、矿床和地球化学分带性与理论推导的模式吻合,表明豫西金矿形成于中生代的碰撞造山作用。有效的找矿工作应以碰撞造山成岩成矿模式为指导。     

南天山：晚古生代还是三叠纪碰撞造山带？

伊犁-哈萨克斯坦板块和塔里木-卡拉库姆板块之间的南天山造山带是‘中亚型造山带’的典型代表之一，经历了复杂的构造演化与地壳增生过程。传统上，它被视为华力西期褶皱带或晚古生代碰撞造山带。但近年来，部分学者提出它可能为三叠纪碰撞造山带。本文在综述南天山造山带的蛇绿岩、高压变质岩、花岗岩类等方面研究成果的基础上，讨论了其碰撞造山的时限。我国境内南天山西段碰撞造山可能开始于早石炭世（345Ma），结束于晚石炭世末（300Ma左右）。二叠纪时期，南天山至整个中亚地区进入后碰撞演化阶段。现有资料证实南天山为一晚古生代碰撞造山带，并非一三叠纪碰撞造山带。     

碰撞带热结构与碰撞成矿系统

造山带热结构对大陆碰撞带的形态大小、构造式样、岩浆活动和变质作用具有重要控制作用。然而,热结构对碰撞成矿作用的控制还不清楚。本文概述比利牛斯、阿尔卑斯、加里东、扎格罗斯、青藏高原和华力西等全球主要碰撞带的热结构与成矿系统发育特征,对比各个造山带内不同矿床类型成矿温度变化,探讨热结构对碰撞成矿的控制作用。研究表明,碰撞带主要发育盆地流体有关的密西西比河谷型铅锌矿床、变质流体有关的造山型金矿床和岩浆热液有关矿床(斑岩铜矿床、云英岩型钨锡矿床和岩浆热液有关的铌钽锂铍矿床等)。其中,前两者在大多数碰撞带内均有发育,代表了大陆碰撞成矿作用的基本类型。这些矿床的成矿温度在热碰撞带比较高而在冷碰撞带则偏低。岩浆热液有关矿床一般只出现在比较热的碰撞带内,这些热碰撞带的温度压力条件有很大区域在湿固相线以内,热扰动能够造就地壳发生部分熔融形成含矿岩浆。     

大陆碰撞成矿理论的创建及应用

本文阐明了大陆碰撞成矿理论的重要性,将大陆碰撞成矿理论的发展史划分为1970年以前的预备期,1971～1990年的孕育期,1991～2000年的诞生期,2001～2010年的成长期和2011年以后的成熟期;指出大陆碰撞成矿理论的核心内容是4个不同尺度(全球构造、造山带、地体、矿床)的碰撞造山流体成矿模式(CMF模式)和4种类型成矿系统的特征及其与其它环境同类成矿系统的对比;介绍了运用大陆碰撞成矿理论指导找矿预测的成功范例.事实证明,中国学者发挥中国碰撞造山带丰富的自然优势,为发展大陆碰撞成矿理论做出了重大贡献.     

甘肃北山造山带类型及基本特征

北山造山带经历多期次、多阶段的板块裂解－俯冲－碰撞－拼合的复杂地质演化历程，具多旋回复合造山的特色。通过对造山带构造单元的建立、古板块重建、原型盆地恢复、造山带结构、构造特征及造山机制和模式的研究，确定北山造山带类型为陆－增生弧碰撞造山带。     

新疆阿克塔斯金矿床黑云母花岗岩锆石U-Pb和绢云母39Ar/40Ar测年及地质意义

阿克塔斯金矿床位于新疆阿尔泰造山带南缘,矿体赋存于黑云母花岗岩与中泥盆统北塔山组中性火山岩接触带,矿石类型主要为石英脉型和蚀变岩型。矿区中酸性侵入岩体的岩石类型为二长花岗岩、黑云母花岗岩。近矿的黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(329.5±1.8)Ma,成岩时代为早石炭世;主成矿期的金-黄铁矿-石英细脉中的绢云母~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄为(247.7±1.3) Ma、等时线年龄为(245.1±1.4)Ma,成矿时代为早三叠世。研究表明,阿克塔斯金矿成岩与成矿时代相距80 Ma,为碰撞造山和后碰撞造山不同地质作用的产物。该矿床具有造山型金矿的特点,额尔齐斯断裂带的右形剪切走滑作用控制金矿成矿过程。     

东天山碰撞造山与金铜成矿系统分析

根据碰撞带不同单元按构造一岩石地层划分原则,分出有序和无序两套地层岩石组合,分属两个不同的构造一火山活动带,碰撞造山与韧性剪切带强时空耦合．碰撞带两侧岛弧火山岩和带内碰撞花岗岩特征和成岩成矿时代、地球化学省等表明其较特殊的碰撞造山和陆内造山成盆多阶段演化特点。与碰撞造山有关的金铜矿分七种成因类型。现划10个成矿区带分属两个古陆边缘成矿系统,金矿成矿可分为五个阶段。金铜矿成带分布与碰撞造山演化有关,空间上北部铜矿带,南部金矿带,为今后进一步找矿指明了方向,提出了具体靶区。     

ANALYSIS ON GOLD AND COPPER OREFORMING SYSTEM WITH COLLISION OROGENY OF EASTERN TIANSHAN

According to tectono-stratigraphical division principle,different units in KangguertageHuangshan collision zone,Eastern Tianshan,are divided into order and disorder two types of stratum-rock associations,which belong to two kinds of different tectono-volcanic activity belts.The collision ororeny and ductile shear zone have a strong space-time coupling.Based on the island arcbearing volcanic rock on both sides of the collision zone,time of ore-forming and rock-forming,characteristics of collision granit,geochemical province,special multistage collision orogeny and intracontinental orogeny basin-forming developed features have been found.Gold and copper deposits,with the relation to the collision orogeny,are divided into seven genetic types.The ten metallogenic zones are classified into two kinds of ore-forming system of paleo-continental margin.Metallogenesis of gold deposits can be classified into five stages.Gold and copper deposits are distributed in belts with the relation to the development of the collision orogeny.The distribution of main large scale copper deposits in the north part of the collision zone and most large-middle scale gold deposits in the south part of the collision zone can direct the prospecting for gold and copper deposits.The actual targets are put forward.     

山东焦家金矿矿床成因及成矿模式

胶东矿集区是我国金矿资源的主要密集区,重点解剖焦家金矿有助于深化对区域同类矿床的成因认识.文章从矿床地质、矿床地球化学、稀土元素地球化学、同位素地球化学、成矿流体以及成矿构造环境等几个方面对该矿床进行了研究,在上述的基础上探讨了焦家金矿的矿床成因模式,认为华北板块与华南板块碰撞的后造山作用引起的构造转折,导致地壳拉张,深部物质上涌,在有利的部位大规模成矿.     

理论预测与科学找矿--以西藏冈底斯斑岩铜矿为例

近年来在西藏冈底斯构造成矿带发现了多个以斑岩铜矿为主的大型和超大型矿床,这些矿床均形成于青藏高原板内隆升过程,主要成矿年龄为17～15 Ma,其矿床类型、矿床规模、成矿部位和成矿时代与作者10 a前的理论预测结果基本吻合.突破板块碰撞造山和板块碰撞成矿模式,按大陆动力学和成矿动力学的新思路,认为冈底斯斑岩铜矿形成于特提斯开合转换、板块碰撞造陆之后的晚新生代构造隆升、下地壳层流、板内造山、地壳增厚、热隆伸展的动力改造成矿过程.加强基础地质研究、倡导创新科学思维、发展地质与成矿理论对于中国西部的找矿勘探具有十分重要的作用.     

青藏高原南部晚新生代板内造山与动力成矿

青藏高原晚新生代构造隆升是板块碰撞成因还是板内造山过程 ,关系到高原形成机制、演化过程以及岩石圈动力学与大陆动力学的关系等一系列重大科学问题。近年来在冈底斯发现多个以斑岩铜矿为主的大型和超大型矿床 ,其成矿时代为 2 0～ 12Ma ,与青藏高原构造隆升时代一致 ,也与笔者10年前以大陆动力学和成矿动力学为理论指导的预测结果吻合。青藏高原南部晚新生代大量的地质、地球物理、矿床等方面的证据根本不支持碰撞造山理论 ,如青藏高原内部伸展边缘逆冲、碰撞与隆升之间时差明显 ,壳内低速层和低阻层发育 ,造山与成盆关系密切 ,板内隆升环境下发生大规模构造变形、岩浆活动和动力成矿等。青藏高原南部晚新生代构造隆升作用是在新特提斯开合转换、碰撞造陆之后 ,在下地壳层流作用的驱动下 ,发生板内造山、地壳增厚、热隆伸展和改造成矿的构造成矿过程 ,大规模的板内金属成矿在 3～ 4Ma以来的均衡隆升、成山过程中进一步改造。     

斑岩成矿系统多中心复合成矿作用模型——以西藏甲玛超大型矿床为例

青藏高原冈底斯成矿带诸多大型-超大型斑岩成矿系统的勘查和研究成果显示,传统的陆缘弧或岛弧背景的成矿作用模型不能更好的用于指导碰撞造山背景下斑岩成矿系统的勘查实践。文章以甲玛超大型矿床为实例,基于十余年的勘查实践,通过对不同类型矿体蚀变和矿化结构的精细解剖和成岩成矿年代学的系统分析,建立造山背景下斑岩成矿系统多中心复合成矿作用模型。同时,系统总结甲玛矿床地质特征,阐述成矿作用模型中地层、构造、岩浆等基础地质要素,并详细解析斑岩型钼铜矿体、矽卡岩型铜多金属矿体、角岩型铜钼矿体、Manto型富铜铅锌矿体以及独立金矿体所构成的多元矿体结构特征。最后,揭示甲玛斑岩成矿系统多中心复合成矿作用模型与传统模型的差异,提出其对相同构造背景下斑岩成矿系统勘查评价的启示。     

川西南陆内俯冲造山带地质特征及金成矿作用

川西南地区北起青川,向南西至云南丽江发育着一条长达800余公里的燕山晚期-喜马拉雅期陆内俯冲造山带.其中央地带的地质构造特征主要表现为由主滑脱-俯冲带、超壳断裂和次级滑脱带组成的一套巨型推覆构造体系,伴随构造活动发育有从绿片岩相到角闪岩相的动力变质作用;仰冲块体地质构造特征主要表现为由前俯冲阶段的边缘海沉积物仰冲并褶皱变质形成复合山链,而在俯冲阶段则于山链间形成山间断陷盆地并接受磨拉石建造红层沉积.形成特征的岩浆活动分带;俯冲块体上则只有大型断陷盆地内的典型红色沉积,而不发育岩浆活动.陆内俯冲造山带的央央巨型推覆构造带和仰冲块体是金矿成矿的重要大地构造环境,形成了各具特色的金矿床.中央地带主要表现为断裂构造系统中不同层次、类型和性质的构造对金矿成矿的控制,矿床类型主要为蚀变岩型;在仰冲块体上,与复杂的构造-岩浆活动相伴,金矿类型多样,成因复杂.金矿成矿可以划分为2个系列和6个亚系列.陆内俯冲造山带内的这种金矿成矿特点可用陆内俯冲造山成矿模式进行解释.     

山东鲁东碰撞造山型金矿成矿作用探讨

碰撞造山成矿作用是大陆动力学研究的重要内容,大地构造相编图是研究山东大陆块体离散、会聚、碰撞、造山的大陆动力学过程的主要载体和具体表达形式.作者在编制1:50万山东省大地构造相图时发现,鲁东地区中生代有两次重要的碰撞造山事件——印支和燕山碰撞造山作用.印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压-超高压变...     

大陆再造与钦杭带北东段多期铜金成矿作用

大陆再造与铜金成矿系统的研究是当前国际矿床学前沿领域。钦杭成矿带是我国21个重点成矿区带之一,也是扬子与华夏地块的拼贴带。近年,对钦杭带北东段一系列铜金矿床的系统研究表明,成矿作用与富铜金大陆地壳形成和随后的多期再造过程密切相关。晚中元古代-早新元古代,在被动大陆边缘的伸展环境,软流圈地幔部分熔融形成铁砂街岩群细碧岩和VMS型铁砂街铜矿。之后新元古代的洋壳俯冲,岛弧环境的俯冲板片部分熔融形成双溪坞岩群岛弧火山岩和VMS型平水矿铜矿体,其成矿流体主要来自于深循环海水,成矿物质主要来自于平水组幔源火山岩。随后发生的扬子与华夏地块的陆陆碰撞造山作用,新元古代双桥山群基底地层发生强烈再造,形成了受韧性剪切带控制的金山造山型金矿,富CO2变质流体的不混溶作用是金富集沉淀的最重要机制。早古生代,华南陆内造山作用导致新元古代双溪坞岩群和陈蔡岩群发生再造,形成了早古生代韧性剪切带及相应的造山型金矿(璜山、平水金矿等),金的富集沉淀与富CO2变质流体的演化密切相关。韧性剪切带及特征的富CO2变质流体,可以作为加里东期造山型金矿的找矿标志。晚中生代,古太平洋板块开始向华南大陆东南缘俯冲,位于华南内陆的德兴地区受到俯冲作用远程效应,导致德兴地区新元古代富铜金新生地壳部分熔融,形成低镁埃达克质岩及与其相关的银山和建德铜金多金属矿床,当部分熔融过程受到岩石圈地幔影响,则形成高镁埃达克质花岗闪长斑岩及超大型德兴斑岩铜矿。因此,钦杭成矿带北东段先后发生晚中元古-新元古代、早古生代和晚中生代多期铜金成矿。新元古代江南造山事件和稍早的板内岩浆作用形成了富铜金的新生地壳,为钦杭带北东段多期铜金成矿作用以及燕山期金属巨量堆积奠定了丰厚的物质基础,是该成矿带产出的关键控制要素。新元古代富铜金大陆再造是大型、超大型铜金矿床形成的一种重要机制。     

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。