从藏南陆-陆碰撞带深部结构构造演化探讨斑岩铜矿的成岩成矿问题

本文以INDEPTH项目对印度大陆与欧亚大陆碰撞带深部成像结果为基础,从构造演化角度探讨藏南陆-陆碰撞带冈底斯斑岩铜矿带的成矿作用问题。深部探测给出的碰撞带深部结构与侯增谦等地质学家提出的深部结构有较大的异同,如何协调起来以深化对藏南陆-陆碰撞条件下成矿作用的认识,这是本文讨论的中心。藏南碰撞带成矿实际上是在新特提斯大洋岩石圈俯冲形成的冈底斯岩浆弧成矿作用的基础上,再经过陆-陆碰撞挤压强烈改造后的再成矿。碰撞带的深部结构构造演化的特点是:(1)新特提斯大洋岩石圈板块向北连续俯冲了约120 Ma,形成的冈底斯陆缘火山岩浆弧带,这导致了陆缘带地壳增厚并含有大量的地幔岩浆流体物质(如南美安第斯成矿带那样);(2)在印度大陆与冈底斯陆缘弧接近碰撞时,在对挤中新特提斯大洋洋壳与大洋岩石圈地幔发生向上挤出与向下拆沉,并使部分洋壳残片和大洋岩石圈物质保存在中上地壳内;(3)两大陆岩石圈碰撞对接后,印度岩石圈地幔加深达70~80 km并沿地壳底部向北推进,并将加厚地壳内大量的成矿物质、钙碱性岩浆,洋壳及新生的下地壳,以及部分地幔物质从地壳底部将其围限起来,成为后期再成矿的物质基础;(4)查明了碰撞带深部壳/幔间产生了一层中间速度层(相当于MASH层),在中上地壳部位出现一层巨大的部分熔融层;(5)在碰撞挤压下冈底斯带内产生多组断裂构造,大型逆冲断裂系与背冲断裂,并引发了含矿岩浆的再活动,并在浮力(下地壳内)和挤压力作用下多次活动上升生成斑岩型铜矿床;(6)成矿后地表遭受过强烈的风化剥蚀作用,使矿床出露地表。     

西藏达金砾岩的沉积时代、物源及构造背景

达金砾岩出露于西藏阿里地区冈仁波齐峰南麓,因其地层中发现深海有孔虫化石而受到广泛关注,然而由于达金砾岩的沉积时代不确定,对其沉积的大地构造背景也没有统一的认识。本文中,根据最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄限定达金砾岩的最大沉积时代为渐新世末-中新世初(24~27Ma)。综合野外观察,砂岩碎屑统计和碎屑锆石U-Pb年龄分析,本文认为达金砾岩的底部和顶部地层中碎屑物质直接来源于北侧的冈底斯弧,而其中部地层中碎屑物质(包括有孔虫化石)应再旋回自西侧的弧前盆地错江顶群地层。达金砾岩与上覆的冈底斯砾岩连续沉积,且其沉积时代,源区分析结果都与冈底斯砾岩一致,因此本文认为达金砾岩应隶属于冈底斯砾岩。达金砾岩地层变形较弱,产状近乎水平,应沉积于拉张应力背景下,可能与渐新世末-中新世初俯冲的印度板片的"折返"和"断离"有关。     

西藏冈底斯尼木后碰撞花岗岩的岩浆混合作用:显微结构证据

岩浆混合过程中不同熔体之间的相互作用会影响晶体的成核与生长,形成矿物内部复杂的成分变化,以及矿物之间的不平衡结构。尼木二长花岗岩位于冈底斯岩浆岩带中部,是代表性的形成于后碰撞构造演化时期的花岗岩体。本文对其中的斜长石与角闪石颗粒进行了详细的结构和成分分析,揭示了斜长石中的港湾状、浑圆状、筛孔状熔蚀结构以及斜长石成分的突然变化和角闪石包裹黑云母的不平衡结构,并探讨了它们的成因以及相关的岩浆混合作用。分析结果显示,斜长石中突变环带的An含量为37.6~40.6,熔蚀环带的An含量为48.2~59.5,均高于两侧斜长石的An含量(18.4~26.4),表明在形成这些结构时有外来基性岩浆的混合使得岩浆成分发生了突变。样品中的部分黑云母被自形的角闪石包裹,黑云母呈浑圆状并且具有港湾状的熔蚀边,这可能是基性岩浆的混合作用使得岩浆的温度升高导致黑云母发生部分熔融,混合后的岩浆在黑云母周围继续结晶形成角闪石。这些显微结构为揭示冈底斯岩浆岩带的岩浆混合作用提供了新证据。     

西藏谢通门地区中侏罗世花岗岩的地球化学特征及时代依据

西藏谢通门县一带区域上属于冈底斯花岗岩带南亚带,侵入岩极其发育,目前填绘有白垩纪、古近纪和新近纪岩体。通过同位素年代学研究,获得12个锆石的U-Pb同位素年龄数据,在原划归白垩纪、古近纪和新近纪岩体中解体出侏罗纪侵入体,按其岩石类型特征,归并为早侏罗世东热村序列和中侏罗世东嘎乡序列。其中,在约拉嘎莫岩体中获得锆石U-Pb同位素年龄166.9±2.8Ma,时代为中侏罗世巴柔期。     

西藏玛圭铅锌多金属矿成矿地质特征及找矿远景

西藏玛圭铅锌多金属矿在冈底斯铅锌银成矿带已发现的矽卡岩型多金属矿床中处于最西段。通过目前的预查工作,在矿区内共发现有14条矿体,初步预测可达到中-大型矿床规模。冈底斯中东段目前研究程度已较高,而西段与之具有相同的良好的矽卡岩型多金属矿成矿地质条件,但发现的矿床却很少。玛圭矿床的发现为该成矿带向西延伸和扩大规模提供了依据,并增加了进一步向西寻找同类型矿床的信心。     

西藏努日晚白垩世埃达克岩:洋脊俯冲的产物

前人对冈底斯带晚白垩世埃达克岩的成因和地球动力学背景存在不同的认识.对努日地区的石英闪长玢岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Hf同位素研究.结果表明,努日石英闪长玢岩侵位于96.5±1.3 Ma,以高SiO₂（63.96%~65.75%）、Al₂O₃（14.37%~15.99%）、MgO（2.12%~2.39%）、Sr（362×10-6~575×10-6,平均为467×10-6）含量,低Y（8.94×10-6~11.50×10-6）、Yb（0.81×10-6~1.06×10-6）含量及高Sr/Y比值（33.52~60.65）为特征,显示埃达克岩地球化学特征.岩石属低钾-中钾钙碱性准铝质花岗岩（A/CNK=0.81~0.96）,富集LREE、亏损HREE,富集大离子亲石元素（LILE）、亏损高场强元素（HFSE）,无明显负Eu异常.锆石ε_Hf（t）值为-0.3~+15.2（主要为+10.0~+15.2）,二阶段模式年龄t_DM2为187~1 173（主要为187~516 Ma）,表明源区以俯冲洋壳为主,并可能卷入了少量俯冲沉积物.岩石具有较高的Mg#值和相容元素Cr、Ni含量,表明熔体在上升过程中与地幔发生了相互作用.通过与南冈底斯典型埃达克岩对比,认为努日石英闪长玢岩是在洋脊俯冲背景下、穿过板片窗的高热流导致板片窗边缘的洋壳（及少量俯冲沉积物）部分熔融形成的.      

小兴安岭霍吉河钼矿床成矿过程——透岩浆成矿作用

传统上将小兴安岭霍吉河钼矿床归类为斑岩型钼矿.通过对矿区地质特征的研究,即矿区无斑岩体、矿体围绕隐爆角砾岩呈环状出露、石英细脉-网脉状和浸染状矿石结构、成矿年龄明显晚于赋矿围岩形成时间等,认为该矿床是透岩浆成矿作用的结果.早中生代伊春-延寿花岗岩岩基带上相伴的大型-超大型钼矿是典型的透岩浆成矿作用的产物,是岩基后成矿作用.     

西藏冈底斯带阿索构造混杂岩南侧亚布努马花岗斑岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄

西藏中冈底斯北部尼玛县阿索乡亚布努马地区东侧出露一处花岗斑岩岩脉,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,该花岗斑岩的形成时代为晚侏罗世(161.2±5.9Ma)。全岩地球化学数据显示其高硅、富碱、富铝的特征,属于碱性准铝质花岗斑岩;富集轻稀土元素,轻、重稀土元素分异明显,具有明显的负Eu异常,富集Rb、Pb等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr元素及Nb、Ta、Ti、U等高场强元素,形成于岛弧环境。其源区可能为来自俯冲带增厚下地壳的深熔作用,结合区域上同时代的岩浆事件,亚布努马花岗斑岩应该形成于以班公湖-怒江洋南向俯冲为动力背景的陆缘弧环境。     

西藏冈底斯带昂仁县差绒—丁欧复式花岗岩的成因：锆石U-Pb年代学及地球化学制约

西藏冈底斯带昂仁县措迈乡差绒—丁欧复式花岗岩岩石类型为石英闪长岩、黑云二长花岗岩和二长花岗岩,各侵入体之间为突变接触关系,闪长岩U- Pb同位素年龄为155.4±2.7Ma;黑云二长花岗岩U- Pb同位素年龄为152.0±13Ma、153.96±0.92Ma,时代均为晚侏罗世。岩石地球化学显示三者均为高钾钙碱性系列岩石,石英闪长岩为弱铝质―准铝质;黑云二长花岗岩和二长花岗岩则为准铝质—过铝质。黑云二长花岗岩和二长花岗岩相比石英闪长岩表现为富硅、富碱、贫Ca、Ti、Mg,轻稀土元素更富集,轻稀土分馏程度更高,分异更加明显的特点,微量元素二长花岗岩Ba、Sr、P、Ti亏损最为明显,黑云二长花岗岩的Rb、Th、K富集最为明显,石英闪长岩相比黑云二长花岗岩和二长花岗岩的Rb/Sr（0.18~0.46）、Rb/Ba值（0.13~0.26）最低,指示其分异演化程度较低。差绒—丁欧花岗岩应是同时代不同期次侵入的复式岩体,早期为I型的石英闪长岩和黑云二长花岗岩,晚期为S型二长花岗岩,该复式岩体并非产出于单一的俯冲环境,二长花岗岩可能为弧陆碰撞时的产物。     

藏南冈底斯岩基东段朗县杂岩早白垩世岩浆作用:新特提斯洋二次俯冲

新特提斯洋长期俯冲消减作用在早白垩世可能经历二次俯冲启动或板片俯冲几何形态的重大转换。确定西藏南部冈底斯岩基早白垩世岩浆作用的岩石地球化学特征和作用方式是甄别上述过程的关键,对理解新特提斯洋的俯冲演化过程至关重要。本文就冈底斯岩基东段朗县杂岩中保存的各类早白垩世岩浆岩,开展了锆石U-Pb地质年代学和Hf同位素、全岩元素和同位素（Sr-Nd）组成分析。数据结果表明：1）基性岩侵位时代为早白垩世晚期（103.6~100.8Ma）,为高钾钙碱性偏铝质岩石,锆石ε_Hf（t）=+0.3~+5.7,全岩ε_Nd（t）=-0.8和-0.3,暗示其岩浆源区具有大量俯冲沉积物或流体的混入,为沉积物熔体和流体交代的地幔楔物质部分熔融的产物,经历了一定程度的角闪石分离结晶作用;2）中性岩形成于99.8~97.6Ma,略晚于基性岩,其主量元素与基性岩具有较好的线性关系,全岩ε_Nd（t）=+1.1,具有较多的地幔物质参与,为基性岩浆进一步演化形成;3）酸性岩（脉体）记录了多阶段岩浆作用（124.1~95.3Ma）,根据同位素组成不同进一步划分为两类,第一类具有较低的全岩ε_Nd（t）值（-8.3~-6.0）,其岩浆源区显示富集特征,t_DM2=1385~1586Ma,由古老地壳物质的再熔融形成;第二类的锆石ε_Hf（t）值（-2.8~+3.2）变化较大,岩脉的锆石ε_Hf（t）=+0.4~+8.1,t_DM=428~906Ma,全岩ε_Nd（t）=+0.1和+0.8,表明岩浆源区具有不均一性,为古老地壳物质被富流体地幔岩浆改造形成;和4）镁铁质包体的主量元素与寄主花岗岩具有较好的线性关系,锆石的Hf同位素组成变化较大（ε_Hf（t）=-9.3~+4.1）,变化范围可达13个ε单位,为岩浆混合成因。寄主花岗岩和角闪辉长岩分别作为酸性和基性端元,是基性岩浆与其诱发古老地壳熔融形成的花岗质岩浆经混合形成。结合冈底斯岩基早白垩世岩浆岩的研究结果,朗县杂岩在早白垩世（124~97Ma）的岩浆作用具有明显的岩浆混合现象,锆石Hf和全岩Sr-Nd同位素组成变化较大,可达13个ε单位,其岩浆源区复杂且富含流体,代表了新特提斯洋在早期（240~144Ma）经历漫长的俯冲之后,在早白垩世时期（~120Ma）俯冲带发生跃迁或俯冲角度达到临界点,导致大量俯冲沉积物和流体沿俯冲带俯冲下去,与发生部分熔融的地幔楔物质混合,底侵导致上覆古老地壳物质的再熔融,形成早白垩世复杂的岩浆岩组合,很可能是新特提斯洋二次俯冲开始的标志。