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。     

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、...     

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。     

斑岩铜矿床在东特提斯成矿域中的时空分布特征

已有的斑岩铜矿床成矿模型多是建立在环太平洋地区矿床资料的基础上,相对而言,特提斯成矿域中的斑岩铜矿床还有待梳理和总结.本文以特提斯构造演化与成矿为主线,将东特提斯成矿域中的斑岩铜矿床空间上划分为土耳其Pontides、伊朗中部Sahand-Bazman、巴基斯坦Chagai、中国玉龙、中甸、班公湖、冈底斯7条成矿带和中南半岛、土耳其Anatolides地块2个成矿区;时间上分别对应于早三叠世、晚三叠世、白垩纪中期、白垩纪末-古新世初、中始新世、中中新世等6个时段;构造背景分别为古、新特提斯洋盆俯冲或俯冲后的碰撞;讨论认为Sahand-Bazman铜矿带的形成背景与玉龙成矿带可对比.     

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。     

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。     

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。     

再论三江特提斯复合成矿系统

复合造山与复合成矿是中国区域构造演化与成矿的典型特色,其复杂的成矿物质来源、多变的构造驱动机制、丰富的成矿作用类型以及多期的活化改造过程一直是区域成矿理论研究的热点。西南三江特提斯造山带是中国复合造山的典型缩影,其经历了古生代与中生代原—古—中—新特提斯增生造山和新生代印度-欧亚大陆碰撞造山演化过程,具有复杂的复合造山演化时空格架。为系统阐释复合造山背景下的复合成矿作用,更科学地指导区域找矿勘查工作,本文在详细解析三江特提斯复合造山的基础上,依据成矿系统理论划分出与增生造山相关的原特提斯、古特提斯、中特提斯、新特提斯和与碰撞造山作用相关的挤压褶皱、拆沉伸展、挤压走滑、伸展旋扭等成矿系统;发现复合成矿作用显著,并识别出四类5个主要复合成矿系统,包括昌宁—孟连带增生-碰撞造山海底喷流(VMS)型Pb-Zn-Cu+岩浆热液型 Mo-Cu、义敦岛弧和腾冲—保山地块增生+碰撞造山岩浆热液型 Cu-Mo-Sn-W、兰坪盆地碰撞造山盆地卤水(MVT)型Pb-Zn+岩浆热液型 Cu-Pb-Zn-Ag 和扬子西缘碰撞造山富碱斑岩Au-Cu-Mo+造山型Au;详细解剖各复合成矿系统组成要素和形成机理,据此凝练出复合成矿系统理论,即指复合造山构造转换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地质系统;提出构造转换复合于早期岛弧带或者裂谷带是形成复合成矿系统的主要机制。     

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。     

西藏吉如斑岩铜矿:与陆陆碰撞过程相关的斑岩成岩成矿时代约束

西藏吉如斑岩铜矿位于冈底斯斑岩铜矿带的中段.锆石SHRIMP U-Pb和辉钼矿Re-Os年代学研究表明,与成矿相关的黑云母二长花岗岩成岩年龄为48.68±0.49Ma,成矿事件发生在48.30～50.8Ma.明显不同于冈底斯铜矿带形成于陆内后碰撞造山向伸展走滑转换的过渡环境的驱龙、冲江、朱诺等矿床(成岩成矿年龄集中在17～12Ma).该矿床形成于印度-亚洲大陆主碰撞阶段.碰撞晚期(52～42Ma)的间歇性应力松弛造就了吉如铜矿黑云母二长花岗岩的侵位和斑岩型矿化的发育.这一成果表明,在中国西藏冈底斯斑岩铜矿带同时存在碰撞环境和后碰撞伸展环境的斑岩型铜矿.