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。     

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。     

青藏高原碰撞造山带成矿作用：构造背景、时空分布和主要类型

大陆成矿作用是当代区域成矿学研究的重大前沿,增进对大陆碰撞造山带成矿作用的理解和认识是孕育和建立大陆成矿理论框架的核心和关键。长期以来,由于对系统完整地记录大陆碰撞过程的典型造山带的成矿作用缺乏深入系统的研究,对碰撞造山过程及壳/幔相互作用与成矿作用的耦合关系和成因联系缺乏深刻的理解,导致了对碰撞成矿阶段以及各阶段动力学过程认识不清,引发了较多争议。青藏高原造山带,成矿规模大、形成时代新、矿床类型多、保存条件好,为系统地研究大陆成矿作用、解决上述存在的问题提供了天然实验室。“印度-亚洲主碰撞带成矿作用”973项目组通过对青藏高原碰撞造山带成矿作用历时3年的系统研究,建立了青藏高原重要成矿事件的时空坐标,初步建立了成矿作用的地球动力学模型或构造控制模型,提出了一套完整的大陆碰撞带成矿理论新框架,包括三大成矿作用和12种矿床类型:同碰撞造山成矿作用(65-41 Ma,4种矿床类型),晚碰撞转换成矿作用 (40-26Ma,4种矿床类型),后碰撞伸展成矿作用(25-0 Ma,4种矿床类型)。其主控因素分别为:碰撞造山背景、壳源岩浆活动和大规模剪切变形;陆内转换背景、幔源岩浆活动和大规模走滑-推覆-剪切作用;后碰撞伸展环境、壳/幔岩浆作用和热液对流系统。     

东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用

东昆仑造山带位于中央造山系西段,在长期的地质演化过程中构造岩浆活动频繁,其中晚古生代—早中生代岩浆活动与成矿关系最为密切。本文系统总结了东昆仑造山带晚古生代—早中生代岩浆岩的分布、演化和成因,对典型矿床的地质特征进行分析,探讨东昆仑东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用的联系。东昆仑晚古生代—早中生代构造岩浆演化可分为俯冲阶段(277~240 Ma)、同碰撞阶段(240~230 Ma)和后碰撞阶段(230~200 Ma),壳幔岩浆混合作用贯穿于古特提斯构造演化全过程。镁铁质岩浆岩主体为受俯冲流体交代的地幔部分熔融,花岗质岩浆岩主体为幔源岩浆底侵镁铁质下地壳部分熔融形成。东昆仑造山带东段俯冲阶段壳幔岩浆混合作用不仅带来成矿物质,使部分元素含量增高,还带来热源;经过成矿流体物理化学条件改变,导致大量矿物质沉淀,形成矿床,主要成矿金属组合为Cu、Mo、Au,矿床规模相对较小;同碰撞阶段由于受到挤压应力,岩浆岩出露较少,矿床多沿大型断裂带分布,主要成矿金属组合也以Cu、Mo、Au为主;后碰撞阶段由于岩石圈地幔拆沉,东昆仑整体处于拉张环境,为地幔物质参与成矿和成矿流体运移提供了通道。特别是同碰撞和后碰撞的转换阶段,是东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代的主要成矿期,主要成矿金属组合为Cu、Pb、Zn、Fe。     

三江特提斯叠加成矿作用样式及过程

三江地区经历了特提斯洋的多期洋-陆俯冲和新生代以来的陆-陆碰撞;成矿主要集中在大洋生长与俯冲造山阶段以及碰撞造山主碰撞向晚碰撞的转换阶段,控制了区域喜马拉雅期斑岩型铜金矿带、沉积岩容矿型铅锌多金属矿带与造山型金矿带等。在不同时期构造环境作用下,在矿田与矿床范围内形成了复杂多样的叠加成矿作用。叠加成矿作用可划分为3种类型及9种方式:(1)VMS-岩浆热液叠加型。包括喜马拉雅期岩浆热液型矿体叠加海西期-燕山期"VMS型"矿体(老厂式Pb-Zn-Mo矿床和鲁春式Cu-Pb-Zn矿床),印支/燕山期岩浆热液型矿体叠加海西期VMS型矿体的羊拉式Cu-Mo-Pb-Zn矿床;(2)沉积-热液叠加型。包括喜马拉雅期岩浆热液型矿体叠加燕山期沉积矿源层的白秧坪式Cu-Pb-Zn矿床,喜马拉雅期建造热液型Ge矿体叠加沉积煤层的大寨/中寨式Ge矿床,燕山期岩浆热液叠加加里东期分水岭式Fe-Cu矿床;(3)多期热液叠加型。主要为喜马拉雅期与印支期两期叠加成矿作用的老王寨床式Au矿床,燕山期叠加印支期普朗-红山式Cu矿床,喜马拉雅期多期次叠加的金满Cu矿床。叠加成矿作用增加矿床的资源储量,丰富了矿种类型;但是现在仅有部分年代学与矿田-矿床尺度地质现象的某些证据,叠加矿床的矿体-矿石结构特征、形成条件与地球化学及矿物学约束仍有待于进一步研究。     

大兴安岭地区内生铜矿床的成因类型、成矿时代与成矿动力学背景

大兴安岭地区位于兴蒙造山带的东段,构造、岩浆活动强烈,蕴藏着丰富的内生有色金属、贵金属矿产资源。本文通过对该区内生铜矿床的地质特征、成因类型和年代学研究,初步将区内内生铜矿床划分为斑岩型、浅成热液高硫化型(铜银、铜锡)和接触交代型三种成因类型,除铜锡矿床外,它们的成矿作用均与高钾钙碱系列I型花岗质岩浆密切相关;其中斑岩型和浅成热液高硫化型(铜、银)的成矿分别发生在485Ma、180~170Ma和170~160Ma;而浅成热液高硫化型(铜锡)矿床与A型花岗质岩浆相关,成矿在150~135Ma之间;接触交代型与它们相伴生,主要发生在180~160Ma和150~135Ma。其成矿动力学背景分别与早古生代兴安地块与松嫩地块的拼合碰撞造山、中侏罗世的西伯利亚板块和华北板块的陆缘增生带碰撞缝合造山与早白垩世碰撞造山后的地壳伸展减薄作用过程相适应,矿床在不同阶段的造山挤压与伸展转换或造山期后的伸展阶段就位,这项研究为深入研究该区内生多金属成矿规律提供了科学依据。     

湘南粤北铅锌矿床闪锌矿的标型特征及指示意义

湘南粤北位于南岭成矿带中段,是我国最重要的铅锌矿集区之一。本文选取湘南粤北地区MVT和岩浆热液型两类铅锌矿床的闪锌矿样品,对闪锌矿的形态、结构、化学成分、硫同位素组成、流体包裹体成分等进行系统研究,分析其成矿温度、硫的来源和成矿流体特征,为揭示成矿作用提供可靠依据。研究结果表明:MVT铅锌矿床成矿作用发生在中低温、氧化-弱还原、较低压力环境,硫主要来源于容矿地层,成矿流体主要来自于热卤水和沉积物变质脱水;岩浆热液型铅锌矿床成矿作用发生在中高温、弱还原、较高压力条件下,硫源主要以岩浆硫为主,成矿流体早期以岩浆热液为主,晚期为混合流体。结合矿体与岩体的形成时间、空间分布、大地构造背景,认为岩浆热液型铅锌矿床由燕山早期(180~150 Ma)古太平洋向大陆俯冲、岩石圈加厚,爆发大规模花岗质岩浆岩侵位,导致铅锌成矿;MVT铅锌矿床由燕山晚期(130~90 Ma)欧亚大陆岩石圈伸展减薄产生的岩浆热液叠加改造泥盆系的原始矿源层形成。     

胶东中生代动力学演化及主要金属矿床成矿系列

胶东处于古特提斯和太平洋两大成矿域的结合部位,经历了强烈的中生代构造岩浆活动和重要金属矿床成矿作用。本文通过对中生代各期岩浆活动背景、典型矿床成因类型的分析判别,结合区域地质构造特征,总结提出胶东中生代成岩成矿动力学演化主要受扬子板块、华北板块碰撞造山作用和古太平洋板块俯冲作用影响,并可划分为晚三叠世陆陆碰撞造山期,中侏罗世被动陆缘向活动陆缘转换、地壳增生期,早白垩世早期地壳增生向垮塌转换期,早白垩世中期岩石圈大规模拆沉、壳幔强烈作用期,早白垩世晚期陆缘弧俯冲作用期,和晚白垩世早期弧后岩石圈强烈伸展期六个演化阶段,分别对应着区域~205Ma、160~155Ma、135~125Ma、125~115Ma、115~100Ma、100~90Ma等六期主要金及多金属成矿作用;形成的贵金属及有色金属矿床具有较为明显的时空分布规律,大致包括6个矿床成矿系列,分为9个亚系列和16个矿床式。自西向东,可划分出莱州西部、招远-平度、栖霞-蓬莱-福山、胶莱盆地东北缘、牟平-乳山、文登-威海、荣成等7个贵金属、有色金属成矿区(带)。区内造山型金矿仍是找矿的重点,斑岩型有色金属矿床可望取得突破,中低温热液脉型多金属矿床应受到充分重视。     

赞比亚铜带省铜矿成因分析

中非(赞比亚―刚果(金))沉积型铜矿以其拥有高品位的大型超大型铜、钴矿床和众多的世界级铜矿山而闻名于世。铜矿类型可分为沉积型铜矿、热液脉型铜矿、变质热液型铜矿三类。沉积型铜矿床形成后,受到深部含矿岩浆热液的侵入形成脉状铜矿,可能还有斑岩型铜钼矿的成矿作用,叠加富集原有的沉积型铜矿床。硫同位素结果显示,硫源主要为成岩硫化物和海水硫酸盐的混合硫,受到深源岩浆或岩浆热液叠加改造。沉积型铜矿成矿年龄880~735Ma,后期岩浆热液型铜钼矿成矿年龄为514~502Ma。这些发现对进一步认识总结中非铜矿带上的矿床成因及成矿规律具有重要意义。     

中亚造山带东部岩浆热液矿床时空分布特征及其构造背景

中亚造山带东部是古亚洲洋构造域、鄂霍茨克洋构造域和古太平洋构造域复合叠加区域,矿产资源丰富。本文收集2000—2014年公开发表文献中岩浆热液矿床约1 200个同位素年龄数据,整理出201个较为可靠的年龄数据,通过数字化编图,揭示成矿的时空分布特征及形成背景。结果显示:中亚造山带东部成矿作用始于寒武纪,出现6个重要成矿期:510~473、373~330、320~253、250~210、210~167、155~100 Ma。510~473 Ma(峰值507 Ma),矿床主要分布在大兴安岭—小兴安岭—张广才岭和北山地区,零星发育热液脉型和斑岩型铁铜金钨矿床,与古亚洲洋开始俯冲及微陆块碰撞拼合有关。373~330 Ma(峰值372Ma),矿床主要分布在南蒙古奥尤陶勒盖地区,发育超大型斑岩型铜金矿床,形成于古亚洲洋俯冲环境。320~253 Ma,矿床主要分布在大兴安岭南段,发育少量斑岩型铜矿床和造山型金矿床;其中,298 Ma在大兴安岭南段首次出现以钼为主的斑岩型矿床,指示该区板块俯冲增生向拼贴转变逐渐过渡。250~210 Ma(峰值244 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带东侧额尔古纳—中蒙古地块主要形成斑岩型铜矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲有关;以东地区,主要在大兴安岭南段和辽远地块形成斑岩型钼矿床,在张广才岭发育岩浆熔离型铜镍矿床,反映了古亚洲洋闭合后伸展环境。210~167 Ma(峰值170 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带西侧乌兰巴托西北部发育造山型-斑岩型金矿床,其东侧额尔古纳地区形成斑岩型铜钼矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲碰撞有关;在吉黑东部—张广才岭—小兴安岭—大兴安岭,发育斑岩型钼铜矿床和矽卡岩型铅锌钨金矿床组合,可能属于古太平洋板块向西俯冲成矿体系。155~100 Ma(峰值136 Ma),中亚造山带东部整体处于伸展环境;其中,155~120 Ma在额尔古纳地区主要发育浅成低温热液型银铅锌矿床和造山型金矿床,大兴安岭北段发育斑岩型钼矿床,可能反映了额尔古纳地区和大兴安岭北段受蒙古—鄂霍茨克洋碰撞后伸展环境控制,而在吉黑东部形成浅成低温热液型金矿床,大兴安岭南段发育热液脉型-矽卡岩型锡矿床,可能受古太平洋板块向北俯冲弧后伸展的控制;120~100 Ma沿着华北克拉通和佳蒙陆块边缘发育浅成低温热液型-斑岩型金钼矿床。本研究综合岩浆热液矿床时空分布和矿床类型,进一步揭示了古亚洲洋构造域控制中亚造山带东部古生代成矿作用持续到晚二叠世(到早三叠世),并在晚三叠世叠加古太平洋构造域成矿体系,而额尔古纳—中蒙古地块成矿作用在三叠纪开始主要受蒙古—鄂霍茨克洋构造域限定,并持续到早白垩世早期。     

中国镍矿成矿规律初探

我国镍矿可分为岩浆型、海相沉积型和风化壳型3种预测类型.矿床形成时代较为连续,最早形成于中—新元古代,最晚形成于新生代,其中中—新元古代和晚古生代是形成矿床的两个高峰期;中—新元古代矿床主要分布在华北地块和扬子地块周缘,晚古生代镍矿主要分布在中亚造山带、峨眉山和塔里木大火成岩省范围内.岩浆型镍矿主要形成于大陆边缘裂解、造山带后碰撞伸展以及地幔柱3种构造背景,根据不同构造背景并结合主要岩浆作用特点,将与幔源基性—超基性岩有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿系列类型划分出与大陆裂解边缘幔源基性—超基性岩浆作用有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型、与地幔柱基性—超基性岩浆作用有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型、与造山带俯冲作用下幔源基性—超基性岩有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型、与造山带后碰撞伸展背景下幔源基性—超基性岩有关的镍-铜-钴-铂族元素矿床成矿亚类型等4种亚类型.分别对中—新元古代与大陆边缘裂解有关的镍铜(铂)矿床、寒武纪与黑色页岩有关的海相沉积型镍钼钒矿床、早二叠世与造山带伸展背景有关的镍铜矿床、晚二叠世与大火成岩省有关的镍铜(铂)矿床、新生代与风化壳有关的镍金矿床及其对应的典型矿床特征和成矿模式进行了叙述;认为大陆裂解边缘、地幔柱、造山带后碰撞伸展是我国镍矿形成的有利成矿地质背景,与邻近深大断裂、镁铁—超镁铁岩体、高MgO的原生岩浆(高镁玄武质岩浆)、深部岩浆作用、硫饱和与硫化物熔离共同组成岩浆型镍矿的6个重要地质条件.     

北山拾金坡—金场沟金成矿带岩浆热液型金矿区域成矿模式的建立

拾金坡—金场沟金成矿带是北山地区最重要的金成矿带之一,成矿带内已发现金矿化线索38处,中小型金矿床9处,均与中酸性岩浆岩有关,主要成矿类型有岩浆热液型和矽卡岩型,其中岩浆热液型金矿是成矿带最主要的成矿类型。优选拾金坡金矿床和金场沟金矿床作为拾金坡式金矿的典型矿床,通过分析矿床的成矿地质环境、矿体特征、矿床成因和成矿模式等,建立了成矿带区域成矿模式。成矿模式的建立,将有助于促进对矿床成矿规律的认识,明确该成矿带金矿找矿方向。     

A Preliminary Review of the Metallogenic Regularity of Nickel Deposits in China

The nickel deposits mainly distributed in 19 provinces and autonomous regions in China are 339 ore deposits/occurrences, including 4 super large-scale deposits, 14 large-scale deposits, 26 middle-scale deposits, 75 small-scale deposits, and 220 mineralized occurrences. The prediction types of mineral resources of nickel deposits are magmatic type, marine sedimentary type and regolith type. The formation age is from the Neoarchean to the Cenozoic with two peaks in the Neoproterozoic and the late Paleozoic. The nickel deposits formed in the Neoproterozoic are located on the margin of the North China Block and Yangtze Block, and those formed in the late Paleozoic are mainly distributed in the Central Asian Orogenic Belt (CAOB), Emeishan and the Tarim Large Igneous Provinces (LIPs). Magmatic nickel deposits are mainly related with broken-up continental margin, post-collision extension of the orogenic belt and mantle plume. According to different tectonic backgrounds and main characteristics of magmatism, the Ni-Cu-Co-PGE metallogenic series types of ore deposits related with mantle-derived mafic-ultramafic rocks can be divided into 4 subtypes: (1) the Ni-Cu-Co-PGE metallogenic series subtype of ore deposits related with mantle-derived mafic-ultramafic rocks in the broken-up continental margin, (2) the Ni-Cu-Co-PGE metallogenic series subtype of ore deposits related with mantle-derived mafic-ultramafic rocks in mantle plume magmatism, (3) the Ni-Cu-Co-PGE metallogenic series subtype of ore deposits related with mantle-derived mafic-ultramafic rocks in the subduction of the orogenic belt, and (4) the Ni-Cu-Co-PGE metallogenic series subtype of ore deposits related with mantle-derived mafic-ultramafic rocks in post-collision extension of the orogenic belt. We have discussed in this paper the typical characteristics and metallogenic models for Neoproterozoic Ni-Cu-(PGE) deposits related with broken-up continental margin, Cambrian marine sedimentary Ni-Mo-V deposits related with black shale, early Permian Ni-Cu deposits related with post-collision extension of the orogenic belt, late Permian Ni-Cu-(PGE) deposits related with Large Igneous Provinces (LIPs), and Cenozoic Ni-Au deposits related with regolith. The broken-up continental margin, mantle plume and post-collision extension of the orogenic belt are important ore-forming geological backgrounds, and the discordogenic fault, mafic-ultramafic intrusion, high MgO primitive magma (high-MgO basaltic magma), deep magmatism, sulfur saturation and sulfide segregation are 6 important geological conditions for the magmatic nickel deposits.     

复合成矿与构造转换——以长江中下游成矿带为例

复合成因矿床分布广泛,把它们单独划分出来进行研究,对于深入认识成矿过程、发展成矿理论和指导找矿勘探,均有重要意义.鉴于中国大陆东部中生代岩浆作用强烈,对前期成矿作用的影响也很明显,因此本文以长江中下游成矿带为例,评介了复合成矿作用的几种主要机理,认同前人提出的叠加和改造是其基本类型,但预富集作用也应重视,同时也不能忽视继承成矿和再生成矿,特别是继承和预富集联合多次出现时,可以形成区域性成矿元素大规模富集.同时,本文还将它们放在区域构造体制和机制转化演化过程中加以考察,进一步明确它们在中生代构造体制转换以前主要以沉积(含热水沉积)成因的含矿建造、矿源层或矿(胚)层产出,而矿床的最终形成与就位则主要与新构造体制下由挤压向引张转化的过渡环境中构造-岩浆活动有关,呈现出“成矿大爆发”的现象.其中早期( 145～136Ma)构造机制是以走滑挤压作用为主,形成与高钾钙碱性岩系有关的铜金矿化.晚期(135 ～ 127Ma)以走滑引张作用为主,形成了与橄榄安粗岩系有关的铁硫矿化.但这两期都有广泛发育的以叠加改造为主的复合成因铜、金、铁、硫及铅锌矿床,从而在典型的岩浆热液矿床和沉积矿床之间形成了一套过渡性矿床序列(层控矽卡岩型→沉积热液叠加型→层控叠改型→迁移式改造型→原地式改造型),构建了一个矿床“家族”.末期( 126 ～ 123Ma)以引张作用为主,出现碱性火山岩和A型花岗岩类,伴随铁、金、钼、铀等矿化,成矿带的成矿活动随之进入尾声.     

新疆中亚造山带三叠纪矿床地质特征、时空分布及找矿方向

中亚造山带以晚古生代成矿为特色,但最近十几年来在新疆阿尔泰、东天山等发现越来越多的三叠纪矿床,包括3个超大型矿床。在古生代造山带中为什么三叠纪能够成矿和成大矿,不同类型矿产特征和分布规律是值得关注的重要科学问题。目前确定新疆中亚造山带19个三叠纪矿床主要为花岗伟晶岩型稀有金属矿床、斑岩型钼矿床和矽卡岩型钨矿床。花岗伟晶岩型稀有金属矿床分布于阿尔泰,斑岩型钼矿床、矽卡岩型钨矿床和钨(钼)矿床分布于东天山。19个矿床的成矿年龄变化于193～248 Ma,峰值为215 Ma。不同矿床类型成矿时代略有差别,形成时间相对较早的有矽卡岩型,其次是斑岩型,伟晶岩型形成时间跨度最大,多数形成于晚三叠世,少数延续到早侏罗世。东天山沙东-小白石头一带钨矿和阿尔泰稀有金属矿最具找矿潜力。     

Tectonic implications of Re-Os dating of molybdenum deposits in the Tianshan–Xingmeng Orogenic Belt,Central Asia

The Tianshan–Xingmeng molybdenum belt is part of a larger E–W-trending metallogenic belt in northern China. Most of these molybdenum deposits occur as porphyry or porphyry-skarn type, but there are also some vein-type deposits. Following systematic Re-Os dating of molybdenite from four deposits and comparisons with two previously dated deposits, we conclude that molybdenum mineralization in the Tianshan–Xingmeng Orogenic Belt resulted from hydrothermal activity linked to the emplacement of granitoid stocks. Three pulses of granitoid magmatism and Mo mineralization have been recognized in this study, corresponding to tectonic events in the Tianshan–Xingmeng Orogenic Belt. We identify five distinct stages of Mo mineralization events in the Tianshan–Xingmeng Orogenic Belt: 320–250 Ma, 250–200 Ma, 190–155 Ma, 155–140 Ma, and 140–120 Ma. Late Palaeozoic (320–250 Ma) Mo mineralization was closely related to closure of the Palaeo-Asian Ocean and collision between the Siberia and Tarim cratons. Triassic (250–200 Ma) Mo mineralization occurred in a post-collisional tectonic setting. The Early–Middle Jurassic (190–155 Ma) Mo mineralization was related to subduction of the Palaeo-Pacific Ocean on the eastern Asian continental margin, whereas in the Erguna block, the Mo mineralization events were associated with the subduction of the Mongol–Okhotsk Ocean. From 155 to 120 Ma, large-scale continental extension occurred in the Tianshan–Xingmeng Orogenic Belt and surrounding regions. However, the Late Jurassic (150–140 Ma) Mo mineralization events in these areas evolved in a post-orogenic extensional environment of the Mongol–Okhotsk Ocean subduction system. The Early Cretaceous (140–120 Ma) Mo mineralization occurred under the combined effects of the closure of the Mongol–Okhotsk Ocean and subduction of the Palaeo-Pacific Ocean.     

Mesozoic molybdenum deposits in the East Xingmeng orogenic belt,northeast China: characteristics and tectonic setting

Numerous molybdenum (Mo) ore deposits have been discovered in the East Xingmeng orogenic belt (East Central Asian orogenic belt), over the past 10 years, and this region is becoming one of the world's most important Mo production areas. It contains 6.18 Mt of proven Mo metal reserves, which accounts for 30% of the total proven Chinese Mo reserves. The ore district includes 37 deposits and 15 occurrences, with three major Mo ore types, that is porphyries, skarns, and hydrothermal veins. The latter can be subdivided into quartz- and volcanic hydrothermal-vein types. With the exception of the Ordovician Duobaoshan porphyry Cu–Mo deposit (477 Ma), all the East Xingmeng Mo deposits formed during the Mesozoic. Re–Os dating of molybdenite has documented three episodes of Mo mineralization: Early Triassic (248–242 Ma), Jurassic (178–146 Ma), and Early Cretaceous (142–131 Ma). Early Triassic Mo deposits are distributed along the northern margin fault of the North China Craton (NCC) and include porphyry and quartz vein types. They are characterized by the association of Mo + Cu. Jurassic Mo deposits are mainly distributed in the eastern area and include porphyry, quartz vein, and skarn types. They are typified by Mo alone and/or the association of Mo, Pb, and Zn. Cretaceous Mo deposits are distributed in all areas and include porphyry and volcanic hydrothermal vein types. Similar to the Jurassic ores, they are simple Mo or Mo + Pb + Zn deposits. Volcanic hydrothermal vein deposits are characterized by an association of molybdenum and uranium. The Triassic Mo deposits formed in a syn-collision setting between the Siberian and North China plates. The Jurassic Mo deposits formed in a compressional setting, which was probably triggered by the westward subduction of the palaeo-Pacific plate. The Early Cretaceous Mo deposits are linked to a tectonic regime of lithosphere thinning, which was caused by delamination of thickened lithosphere. However, the Mo deposits in the Erguna terrane of the northwest Xingmeng orogenic belt may be related to the evolution of the Okhotsk Ocean.     

中国东北部陆缘内生金矿床成因类型、成矿时代及地球动力学背景

中国东北部陆缘是我国内生金矿床较为发育的地区之一,以成矿作用复杂、蕴藏丰富的金资源量倍受国内外地质学家关注。通过对该区内生金矿的地质和成矿年代的系统研究,初步将该区内生金矿床划分为中温热液金矿床、接触交代-热液金矿床、斑岩型/类斑岩型金铜矿床和浅成低温热液金矿床4种主要成因类型和3个重要成矿期（170～160 Ma、130～110 Ma和110～90 Ma）。结合同位素地球化学特征,进一步确定中温热液金矿床的成矿物质主要来自下地壳源,成矿作用与中生代燕山早期古太平洋板块俯冲作用引发的中国东部大陆边缘岩石圈减薄及拆沉的动力学过程密切相关;接触交代-热液金矿床的成矿物质来源于年轻地壳,成矿作用与古太平洋板块俯冲引起的岩石圈减薄拆沉的伸展构造背景下的岩浆接触交代作用更为密切;而斑岩型/类斑岩型金铜矿床和浅成低温热液金矿床的成矿物质来源为壳幔混合源,其成矿发生在古太平洋板块向亚洲大陆正北向俯冲转入Izanagi Farallon板块西向俯冲的构造转换期。     

Geology and ages of porphyry and medium- to high-sulphidation epithermal gold deposits of the continental margin of Northeast China

The continental margin of Northeast China, an important part of the continental margin-related West Pacific metallogenic belt, hosts numerous types of gold-dominated mineral deposits. Based on ore deposit geology and isotopic dating, we have classified hydrothermal gold–copper ore deposits in this region into four distinct types: (1) gold-rich porphyry copper deposits, (2) gold-rich porphyry-like copper deposits, (3) medium-sulphidation epithermal copper–gold deposits, and (4) high-sulphidation epithermal gold deposits. These ore deposits formed during four distinct metallogenic stages or periods, at 123.6 ± 2.5 Ma, 110–104 Ma, 104–102 Ma, and 95.0 ± 2 Ma, corresponding to periods of Cretaceous intermediate–acid volcanism and late-stage emplacement of hypabyssal magmas along the northern margin of the North China platform. The earliest stage of mineralization (123.6 ± 2.5 Ma) corresponds to the formation of medium-sulphidation epithermal copper – gold deposits and was associated with a continental margin magmatic arc system linked to subduction of the Pacific Plate beneath the Eurasia. This metallogenesis is closely related to high-K calc-alkaline intermediate–acid granite and pyroxene – diorite porphyry magmatism. The second and third stages of mineralization in the study area (110–104 Ma and 104–102 Ma, respectively) correspond to the formation of gold-rich porphyry copper, porphyry-like copper, and high-sulphidation gold deposits, with metallogenesis closely related to sodic or adakitic magmatism. These magmas formed in a continental margin magmatic arc system related to oblique subduction of the Pacific Plate beneath the Eurasia, as well as mixing of crust-derived remelted granitic and mantle-derived adakitic magmas. During the final stage of mineralization (95.0 ± 2 Ma), metallogenesis was closely related to sodic or adakitic magmatism, with diagenesis and metallogenesis related to the disintegration or destruction of the Pacific Plate, which was subducted beneath the Eurasian Plate during the Mesozoic.