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。     

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、...     

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。     

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。     

西南三江碰撞造山带沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu贱金属复合成矿与深部过程

西南三江特提斯造山带中新生代沉积盆地中(沱沱河、玉树、昌都和兰坪-思茅地区)发育包括金顶超大型铅锌矿床在内的一系列以沉积岩容矿的Pb-Zn-Ag-Cu贱金属矿床,构成长达千余千米的青藏高原东缘贱金属成矿带。作为大陆碰撞环境成矿谱系的重要矿床类型,加强这些矿床的理论研究对提高和完善大陆碰撞造山成矿理论和指导找矿勘查等具有重要意义。已有研究表明这些Pb-Zn-Ag-Cu矿床的分布受盆地形成后新生代大型逆冲推覆-走滑构造控制,其容矿岩石和成矿作用特征与SEDEX和MVT矿床存在明显的差异,矿床成矿流体表现出多来源混合的特征,成矿与深部过程密切相关。尽管取得重要进展,但由于缺乏高精度年代学数据制约,成矿动力学背景及其与碰撞造山的时空联系存在较大争议。一些矿床的研究显示复合成矿迹象,但是复合成矿过程与深部驱动等问题仍不清楚。近年来我们以兰坪和昌都盆地的Pb-Zn-Ag多金属矿床和Cu多金属矿床为重点研究对象,系统开展了成矿年代学、成矿流体源-运-储系统和复合成矿机制以及深部过程对成矿制约等方面研究。结果表明,兰坪盆地西缘Cu(Mo)多金属矿床主要形成于48～58Ma,兰坪和昌都盆地Pb-Zn-Ag多金属矿床主要形成于27～33Ma。成矿流体表现出明显的多来源混合的特征,主要存在三种类型:1)变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿,以金满-连城Cu矿床为代表; 2)盆地卤水与大气降水复合成矿,以金顶Pb-Zn矿床为代表; 3)盆地卤水和岩浆流体复合成矿,以拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为代表。兰坪盆地西缘Cu矿床主要形成于新生代印度-欧亚大陆主碰撞挤压阶段,与成矿密切相关的变质流体可能来源于陆-陆碰撞俯冲引起的高压变质。Pb-Zn矿床主要形成于印度-欧亚大陆晚碰撞构造转换环境,构造挤压和造山隆起驱动盆地流体迁移,同期的岩浆活动主要为成矿提供热驱动力或成矿物质。     

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。     

构造动力体制与成矿环境及成矿作用——以三江复合造山带为例

现代矿产地质勘查工作正在由过去的单一找矿向系统找矿转变,系统找矿依赖于对成矿环境的厘定以及对不同环境中成矿系统/成矿作用的确认和与之相应的矿床组合时空和成因联系的构筑。构造动力体制是研究成矿环境的基础,其演化决定了成矿环境的区域配置和时空变换。每一种构造动力体制下的成矿环境都可归结为挤压和拉张两种性质。在大洋构造动力体制下,成矿环境与成矿作用主要发生在板块边缘,包括离散和汇聚两种边缘。洋中脊、岛弧和陆缘弧以及在弧构造中发育的不同性质和规模的盆地是成矿的重要场所,板块自身特点、俯冲过程、深度和状态的变化是决定板块边缘成矿环境配置和成矿作用的重要因素;在大陆构造动力体制下,主要地质环境包括(大陆内部)深大断裂构造活动、地幔柱或热点、岩石圈加厚到大规模减薄、陆内造山、陆内裂谷等,不同环境形成了独具特色的成矿作用和矿床类型;在转换构造动力体制下,碰撞-伸展造山和造洋裂谷是两个相对应的构造过程,由其形成的成矿环境独具特色,成矿作用丰富多彩。以西南江三复合造山带为例,具体讨论了不同成矿环境下成矿作用特点,形成的矿床类型及相关矿床组合,可视为复合造山成矿论的雏形。     

构造动力体制与复合造山作用——兼论三江复合造山带时空演化

构造动力体制是研究区域大地构造演化和成矿地质环境的基础,而造山带作为全球金属矿产资源集中产出的地带,同时保留了地球地质构造演化最为丰富的记录,因而是用来解剖不同构造动力体制及相关成矿环境和成矿作用的主要对象.板块构造源于大洋,描述和解释的是以水平运动为主导的板块构造导致的大陆边缘增生和大洋板块消失及与其相关的地质现象,其动力学体制称为大洋动力体制;大陆构造描述和解释的主要是大陆内部而不是边缘发生的以垂直运动(壳幔相互作用)为主导的的大陆物质增生和消失及其相关的地质现象,其动力学体制称为大陆动力体制;而洋陆转换则是水平和垂直运动相互耦合、共同作用的动力学体制,描述和解释的是洋陆转换及其相关的地质现象,可以将其称为转换动力体制.不同构造动力体制在全球范围内具有同区转承和异区并存特点.每一种构造动力体制都可以激发造山作用,因此,地球上同时存在着不同类型的造山作用和造山带,可以归结为俯冲造山(带)、碰撞造山(带)、伸展造山(带)和陆内造山(带)等完整反映造山带演化过程的4种类型.复合造山概念科学地描述了全球不同造山带的复杂性.它具有三种涵义,一是不同时期相同或不同类型造山带在空间上的复合(叠置);二是同一造山带在不同地质历史阶段、不同构造动力体制下造山作用的时间复合(叠加);三是同时具有时空复合特征的复合造山带.对三江造山带时空结构的解析表明,它是具有时空复合特征的巨型复合造山带的典型代表.     

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...     

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。     

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.