复合造山和复合成矿系统:三江特提斯例析

提出复合造山定义,认为复合造山指多期次造山以及其它类型壳幔过程(裂谷作用、地幔柱活动、克拉通减薄等)在同一构造带先后发生或者多类型过程同时同位发生的地质事件;复合造山是大洋闭合-大陆拼贴过程的必然演化结果、地质历史时期普遍存在的地质过程,其具有不同属性板块拼接、多条蛇绿岩套与岛弧带并列、构造格架继承与改造、物质活化与循环运动以及构造体制转换突出等特征;复合造山带成矿时代长,类型多样,金属富集强度大,大型矿集区集中。复合成矿系统指在特定时-空域中,不同时期多种成矿作用或者同一时期不同成矿作用复合形成的成矿系统。复合成矿表现为成矿物质继承改造或成矿作用融合交叉,导致成矿元素多幕式富集,成矿空间广,成矿强度大,成矿概率增加。复合成矿系统分为多期复合和同期复合两类。复合造山驱动了复合成矿系统的形成,其是中国区域成矿典型特色。复合造山和复合成矿系统在特提斯构造带最为典型,中国西南三江造山带是典型解剖区。构建了古生代与中生代原-古-中-新特提斯洋闭合引发的增生造山和新生代印度-欧亚大陆汇聚导致的碰撞造山过程,厘定了增生造山海底喷流型Cu-Pb-Zn-Ag、增生-碰撞造山岩浆热液型CuMo-Sn-W、碰撞造山盆地卤水-岩浆热液型Pb-Zn-Ag-Cu和碰撞造山斑岩-矽卡岩型Au-Cu-Mo四类典型复合成矿系统。     

中国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制研究进展

"973"项目"中国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制"实施3年多来,在成矿动力学背景、复合造山与复合成矿系统、大型矿集区的成矿深部驱动机制、成矿预测理论和勘查技术集成等方面取得了重要进展。研究工作完善了西南特提斯大地构造演化格架;构建了西南特提斯域岩浆时空序列;明确了复合成矿系统的理论概念,在西南特提斯成矿域内厘定出增生造山海底喷流型Cu-Pb-Zn-Ag、增生-碰撞造山岩浆热液型Cu-Mo-Sn-W、碰撞造山盆地卤水-岩浆热液型Pb-Zn-Ag-Cu和碰撞造山斑岩-矽卡岩型Au-Cu-Mo四类典型复合成矿系统;深入剖析了代表性矿床的成矿过程和深部驱动机制;总结出典型矿床相应的最佳勘查技术集成,并在羊拉铜钼矿床(矽卡岩叠加型)、普朗铜矿床(俯冲型斑岩矿床)、北衙金多金属矿床(碰撞型斑岩矿床)等不同构造背景、多个构造单元、多种矿床类型勘查中予以实践应用,取得了良好的找矿效果。本专辑论文覆盖了上述各方面的研究进展,涵盖成矿动力学背景、典型复合成矿系统及深部驱动机制等主题。     

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。     

试论幔柱构造与成矿系统——以三江特提斯成矿域为例

以三江特提斯成矿域为例,简述了幔柱构造特征,提出了“幔柱构造成矿体系”新观点。研究表明,热幔柱发育演化,导致大陆岩石圈向大洋岩石圈构造体制转化,伴随大陆活化、减薄、去根、张裂、解体和成洋诸事件;冷幔柱形成演变,导致大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转变,并引发俯冲造山→碰撞造山→陆内造山过程。在幔柱构造制约下,一系列形成于不同构造背景、产出不同地质环境、具有不同成矿体制、不同序次组合和不同成矿类型的矿床成矿系列组合和矿床成矿谱系,共同构成统一的成矿体系。热幔柱成矿体系包括热幔柱热点和热幔柱－扩张脊２大次级成矿系统,冷幔柱成矿体系包括冷幔柱－俯冲造山、冷幔柱－碰撞造山和冷幔柱－陆内造山３大次级成矿系统。最后,按成矿体系,成矿系列和矿床三级体制对三江特提斯成矿域主要矿床形成条件和成矿规律进行了全新分析。     

三江特提斯兰坪盆地构造-流体-成矿系统

西南三江中段兰坪地区经历了复杂的碰撞造山过程,导致成矿时间长、强度大、作用多样,复合叠加成矿突出;碰撞造山时空演化格架和成矿作用已有深入探索,而叠加成矿作用及其对碰撞造山过程的响应,构造控矿样式,及金属富集机理尚需研究。本文以碰撞造山过程与成矿系统研究为基础,选取金顶和金满等矿床为重点解剖对象,以盆地卤水和热液铅锌铜银成矿作用为主线,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb和流体包裹体测试分析手段,解析兰坪盆地构造-流体-成矿系统。利用锆石U-Pb同位素定年获得兰坪盆地西侧片麻质花岗岩和二长花岗岩的上交点年龄和加权平均年龄为1067±20Ma和206±1Ma,分别代表了基底岩石前寒武时期变质事件的年龄,以及昌宁-孟连古特提斯洋后碰撞造山事件的年龄。在此基础上,构建了兰坪盆地的前寒武盆地基底形成、中二叠世-中三叠世前陆盆地、晚三叠世裂谷盆地、侏罗纪-白垩纪坳陷盆地、古新世-早渐新世前陆盆地和晚渐新世-中新世走滑拉分盆地等复杂的转化过程。三江特提斯兰坪盆地发育3个与碰撞造山盆地有关的Pb-ZnCu-Ag-Au-Sb-Hg成矿系统:(1)中低温热液脉型Cu-Ag多金属成矿系统,以金满-连城铜钼矿床为代表。成矿铜和铅锌矿化两期叠加,集中于早始新世(56~46Ma)和渐新世-中新世(32~21Ma)。成矿流体盐度变化于0.88%~20.51%NaC leqv之间,成矿温度较低,通常在210~270℃,显示以低温高盐度的盆地卤水为主的特征,可能受到来自富CO2的变质流体影响;(2)浅成低温热液Sb-Au-Hg-As多金属成矿系统,以笔架山锑矿床为代表。成矿时间集中于中-晚始新世。成矿流体盐度6.0%NaC leqv,成矿温度较低,通常在145~200℃,显示以大气降水为主的特征;(3)密西西比河谷型Pb-Zn多金属成矿系统,以金顶超大型铅锌矿床为代表。成矿时间集中于32~21Ma之间。成矿流体盐度变化于1.6%~18%NaC leqv之间,成矿温度较低,通常在80~190℃,显示以低温高盐度的盆地卤水为主的特征,可能有大气降水的贡献。文章最后解析了兰坪盆地构造-流体-成矿过程。研究对兰坪地区盆地卤水–岩浆热液型铅锌铜银成矿系统认识,为大陆碰撞过程及叠加成矿作用进一步研究提供理论支撑。     

三江特提斯复合造山与成矿作用

三江特提斯构造带作为全球特提斯构造在中国大陆最典型的发育地区,经历了复杂而完整的演化历史:从晚前寒武纪—早古生代泛大陆解体与原特提斯洋形成,经古特提斯多岛弧盆系发育与古生代—中生代增生造山/盆山转换,到新生代印度-亚洲大陆碰撞与叠加改造,完好地记录了超级大陆裂解→增生→碰撞的完整演化历史和大陆动力学过程,可谓是中国大陆构造演化的典型缩影。复合造山和叠加转换导致了三江特提斯域复杂的成矿演化,主要表现为:①在构造转换阶段,于元古代刚性基底基础上发育大量叠加改造型矿床,具有独特的金属组合(Sn-Cu,Sn-Pb-Zn,Fe-Cu等);②火山成因块状硫化物(VMS)矿床伴随特提斯岩石圈演化,连续发育于陆缘裂谷(Cu)→初始洋盆(Cu-Zn)→大洋岛弧(Cu-Zn-Pb)→弧间裂谷或弧后盆地(Pb-Zn-Ag)→弧-陆碰撞裂陷盆地(Cu-Pb-Zn)等阶段及诸环境;③特提斯阶段的岛弧型斑岩Cu矿被碰撞造山阶段的大陆型斑岩Cu矿所取代;④世界级规模的金属成矿带和巨型矿床,在新生代碰撞造山期爆发式产生。尽管已有的研究从整体上勾画出了三江特提斯域的基本构造特征和成矿面貌,但仍有许多重要问题尚未解决:①三江复合造山带构造叠加、...     

三江特提斯复合造山与成矿作用研究态势及启示

简述了"三江特提斯复合造山与成矿作用"项目的总体框架、研究目标和研究内容,总结了已开展的研究工作和研究进展。项目已在4个方面取得了系列重要进展:(1)通过对缝合带中放射虫硅质岩和基性-超基性岩,以及不同地体内火成岩的年代学和地球化学等研究,构建了三江地区从原特提斯、古特提斯、中特提斯到新特提斯大地构造-岩浆演化格架;(2)通过对VMS型Cu-Pb-Zn,沉积岩容矿型Zn-Pb-Cu-Ag,夕卡岩/斑岩Cu-Au-Mo及多成因类型Au 4种典型矿床类型研究,建立了复合造山过程中成矿系统结构和解析了巨量金属集聚成矿过程;(3)分析了增生造山→碰撞造山、主碰撞→晚碰撞和晚碰撞→后碰撞三期重要构造体制转换事件,提出了叠加成矿作用的3种类型和9种方式;(4)总结提炼了适合"三江"地区的"斑岩成矿系统+模型+高光谱+蚀变矿物填图+高精度磁测+电法"、"成矿模式+层位+瞬变电磁法+激发极化法"、"成矿系统+重+磁+多种电法"等勘查技术方法。     

复合成矿系统理论:揭开西南特提斯成矿之谜的关键

本文总结了"三江特提斯复合造山与成矿作用"和"中国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制"两轮国家重点基础研究发展规划项目研究进展及其重大突破,主要内容包括以下四个方面:(1)构建了西南特提斯从原特提斯、古特提斯、中特提斯到新特提斯增生-碰撞造山演化模式,揭示复合造山与构造体制转换机制;(2)创建复合成矿系统理论体系,揭示复合造山带巨量金属富集机理。通过对西南特提斯成矿域典型矿床系统剖析,厘定了增生造山海底喷流型Cu-Pb-Zn-Ag、增生-碰撞造山岩浆热液型Cu-Mo-Sn-W、碰撞造山盆地卤水-热液型Pb-Zn-Ag-Cu和碰撞造山斑岩-矽卡岩型Au-Cu-Mo四类复合成矿系统;(3)通过同位素地球化学、地球物理场和成矿系统等综合研究,分析了西南特提斯岩石圈结构以及大规模成矿作用,解析深部动力学机制和成矿机制;(4)构建矿床成因模式和勘查模型,理论指导找矿取得突破。     

西南三江特提斯研究进展与展望

西南三江(怒江、澜沧江、金沙江)造山带是连接青藏高原与东南亚的桥梁,是特提斯研究的关键场所。通过回顾近十年来西南三江特提斯研究在原特提斯、高压榴辉岩带、弧后盆地结合带等方面取得的重要进展,指出了甘孜-理塘古特提斯洋及义敦岛弧存在与否、潞西-瑞丽带超基性岩构造环境、昌宁-孟连带石炭纪—二叠纪玄武岩和碳酸盐组合的地质意义、原特提斯时空配置4个关键地质问题。在此基础上,进一步提出未来特提斯研究的3个重点方向：①进一步完善三江地区构造格架;②探索原特提斯与古特提斯转换过程;③开展古生物学、古地磁学、地质学、地球化学等多学科综合研究,由定性到半定量、定量研究特提斯动力学。     

西南三江成矿带中南段金属矿床成矿规律与若干问题探讨

三江中南段地区地质构造演化复杂,古特提斯演化过程和陆内汇聚造山过程均伴随大规模的成矿作用,但是其涉及的空间范围不同,统一进行成矿带划分不能清晰地反映区域成矿规律。本次工作按前寒武纪、古特提斯阶段和陆内造山阶段进行了成矿带划分,提出了新的划分方案。系统提出了经过三江中南段地区至东南亚的5条展布千余公里长的大型成矿带：大理－哀牢山Cu、Ni、PGE成矿带,兰坪-－思茅盆地铅锌、银铜钴、汞锑多金属成矿带,金沙江－哀牢山铜金矿带,东南亚锡矿带西带和中带。在此基础上探讨了成矿带中存在的若干地质问题。     

Sanjiang Tethyan metallogenesis in S.W. China: Tectonic setting, metallogenic epochs and deposit types

Tectonically, the Sanjiang Tethyan Metallogenic Domain (STMD) is located within the eastern Himalayan–Tibetan Orogen in the Sanjiang Tethys, southwestern China. Although this metallogenic domain was initiated in the Early Palaeozoic, extensive metallogenesis occurred in the Late Palaeozoic, Late Triassic and Himalayan (Tertiary) epochs. Corresponding tectonic settings and environments in the domain are: an arc-basin system related to the subduction of the Palaeo-Tethyan oceanic slabs; a post-collision crustal extension setting caused by the lithospheric delamination or slab breakoff underneath the Sanjiang Tethys during the Late Triassic; large-scale strike-slip faulting and thrusting systems due to the Indo-Asian continent collision since the Palaeocene. In this metallogenic domain important gold, copper, base metals, rare metals and tin ore belts, incorporating a large number of giant deposits, were developed. The main types of deposits include: (1) porphyry copper deposits, controlled by a large-scale strike-slip fault system, (2) VHMS deposits, mainly occurring in intra-arc rift basins and post-collision crustal extensional basins, (3) shear-zone type gold deposits in the ophiolitic mélange zone along the thrusting–shearing system, (4) hydrothermal silver-polymetallic deposits in the Triassic intra-continental rift basins and Tertiary strike-slip pull-apart basins, and (5) Himalayan granite-related greisen-type tin and rare-metallic deposits. Within the metallogenic epochs of the Late Palaeozoic to Cenozoic, the styles and types of the ore deposits changed from VHMS types in the Late Palaeozoic through exhalative-sedimentary type deposits in the Late Triassic, to porphyry-type copper deposits, shear-zone type gold deposits, hydrothermal vein-type silver-polymetallic deposits, greisen-type tin and rare-metal deposits in the Cenozoic. Correspondingly, ore-forming metals also changed from a Pb–Zn–Cu–Ag association through Ag–Cu–Pb–Zn, Fe–Ag–Pb and Ag–Au–Hg associations, to Ag–Cu–Pb–Zn, Cu–Mo, Au, Sn, and Li–Rb–Cs–Nb–Zr–Hf–Y–Ce–Sc associations.     

特提斯成矿域主要金属矿床类型与成矿过程

作为全球三大巨型成矿域之一的特提斯成矿域目前尚缺少系统的研究和总结。特提斯构造带是欧亚大陆南部一条全球性纬向展布的构造带,夹持于东欧、哈萨克、塔里木、华北、扬子、印度支那地块和印度、阿拉伯、非洲板块之间,由若干个小陆块,如Anatolides、外高加索、Alborz、伊朗中部、鲁特、阿富汗、帕米尔、南羌塘、北羌塘、拉萨、保山、中缅马苏、西缅甸等,及陆块中间的造山带组成,是在晚古生代到新生代期间,古、新特提斯洋扩张与闭合过程中,历经两次大规模的板块俯冲、碰撞形成的。这一过程可主要概括为冈瓦纳大陆的裂解以及欧亚大陆的增生,其中欧亚主动大陆边缘和冈瓦纳被动大陆边缘起了主要的控制作用。特提斯成矿域复杂的地质演化过程注定了其成矿具多金属、多类型的特征,漫长的空间展布决定了其金属堆积的连续成带性,其中的一些重要成矿带全球著名。文章在特提斯成矿域中识别出了6种主要的成矿作用,分别形成斑岩型Cu-Mo-Au、与岩浆热液有关的Sn-W、岩浆型铬铁矿、VMS型Cu-Pb-Zn、浅成低温热液型Au-Hg-Sb及与沉积岩有关的Pb-Zn等矿床。这些矿床都是在洋盆扩张、洋陆俯冲、大陆碰撞等地球动力学背景中形成的。与环太平洋、古亚洲等增...     

三江成矿带斑岩型矿床成矿模式与找矿方向研究

通过系统分析斑岩成矿作用,厘定出3种斑岩型矿床的成矿环境,建立了3种成矿环境下的斑岩型矿床成矿模式,即印支期岛弧俯冲造山斑岩型矿床成矿模式、燕山期造山后与伸展作用有关的斑岩型矿床成矿模式和喜山期陆内转换造山斑岩型矿床成矿模式。根据区域斑岩型矿床成矿模式和典型矿床的研究,总结出三江成矿带斑岩型矿床找矿模型。以找矿模型为基础,采用证据权重法,优选出5个斑岩型矿床成矿远景区,并定量圈定了19个找矿靶区,为本区斑岩型矿床找矿工作指出了方向。     

初论武夷山成矿带及邻区成矿体系

成矿体系是指一定地域范围内各个地质历史时期所形成的矿床及其与成矿作用密切相关的地质要素所共同构成的整体,具有明显的阶段性、多期叠加和成矿演化特征,其基本构筑单元是矿床成矿系列（陈毓川等,2007）。开展武夷山成矿带及邻区成矿体系研究,是对区域成矿规律的系统性总     

西南“三江”成矿带北段区域成矿断裂信息定量化分析

"三江"北段成矿带是中国著名的"三江"铜多金属巨型成矿带的北延部分,构造上属特提斯巨型成矿域的重要组成部分,区域成矿条件极为优越。区内矿床主要为斑岩型铜钼矿床和热液型铅锌矿床,成矿主要受断裂构造的控制,定量分析成矿断裂信息对于指明区域找矿方向至关重要。以GIS技术为平台,采用断裂等密度、断裂中心对称度、断裂优益度、断裂交点数、断裂频数等参数定量地分析区域断裂信息,从中提取区域主干断裂发育区和次级断裂发育区。区域成矿特征表明,本区矿床沿区域主干断裂成带状分布,而次级断裂发育区为主要的矿床赋存区。通过定量分析发现,本区2个主要矿集区之间的扎青乡地区存在一个成矿断裂信息异常高值区,认为是本区今后找矿的有利区域。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化 与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。