藏南拉隆穹窿的厘定及其稀有多金属成矿作用新发现

拉隆穹窿位于特提斯喜马拉雅构造带东南缘,与错那洞穹窿、库局穹窿构成平行于拉轨岗日穹窿带的另一条重要穹窿带.穹窿被上下拆离断层分割为核部单元、过渡带和盖层.核部单元主要由花岗片麻岩、淡色花岗岩和伟晶岩组成,花岗片麻岩锆石U-Pb年龄为474.3±5.5 Ma,淡色花岗岩主要包括二云母花岗岩和黑云母花岗岩两类;过渡带由石榴石片岩、十字石片岩、红柱石片岩、蓝晶石片岩,以及大理岩、矽卡岩化大理岩、矽卡岩等组成,由内向外显示出巴罗型变质分带特征;盖层由中生界浅变质碎屑沉积岩组成.拉隆穹窿中新发现有3类稀有多金属矿化作用,第1类为伟晶岩型铍矿化,主要富铍矿物为绿柱石,伟晶岩的独居石U-Pb年龄为23.19±0.12 Ma;第2类为矽卡岩型铍、钨、铌、钽稀有多金属矿化,矽卡岩型稀有多金属矿化产于白云母花岗岩与大理岩接触带,白云母花岗岩独居石U-Pb年龄为23.23±0.27 Ma;第3类为受构造控制的热液铜铅锌银矿化.拉隆稀有多金属矿化显示出以淡色花岗岩为核心向外的Be、Be-W-Nb-Ta、Cu-Pb-Zn-Ag矿化分带特征.拉隆穹窿的厘定表明特提斯－喜马拉雅成矿带存在一条“双穹窿”构造带,拉隆穹窿稀有多金属成矿作用的发现,进一步证实特提斯喜马拉雅成矿带具有巨量稀有金属找矿潜力,有望成为我国继华南和新疆阿尔泰之后第3条稀有金属成矿带.      

藏南错那洞花岗质片麻岩锆石年龄、Hf同位素及其对原特提斯洋演化的启示

错那洞穹隆是藏南特提斯喜马拉雅地区新发现的一个片麻岩穹隆构造。穹隆核部发育一套早古生代眼球状片麻岩。本文在野外地质调查的基础上,利用LA-(MC)-ICP-MS对花岗质片麻岩2个样品的锆石开展U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析。片麻岩中的锆石发育核-幔-边结构,核部为具溶蚀港湾结构的继承锆石,幔部为具韵律(震荡)环带的岩浆锆石,边部(增生边)为重熔变质成因的黑锆石。岩浆锆石幔部的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为(500.6±2.6)Ma～(501.1±2.5)Ma,代表该片麻岩的早古生代岩浆结晶年龄。边部变质锆石的新生代重熔年龄为(37.7±0.5)Ma,可能代表藏南拆离系的启动时间。早古生代岩浆锆石幔部的ε_(Hf)(t)值为-2.1-+5.3 (平均值为+2.2),Hf同位素两阶段模式年龄(TDM2)为1.1～1.6 Ga(平均值为1.3 Ga),表明其源岩起源于高喜马拉雅元古宙地层的部分熔融。结合区域内早古生代岩浆活动和新生代穹隆构造变质事件,本文认为错那洞花岗质片麻岩的形成受控于早古生代原特提斯洋壳板片向冈瓦纳大陆下俯冲的造山作用,同时记录了新生代印度一欧亚大陆碰撞造山后的变质和深熔事件。     

北喜马拉雅E-W向伸展变形时限:来自藏南错那洞穹隆Ar-Ar年代学证据

特提斯喜马拉雅带以广泛发育近E-W向和近S-N向断裂以及北喜马拉雅片麻岩穹隆带为典型特征.藏南错那洞穹隆位于特提斯喜马拉带的东部,是近两年新发现并厘定的穹隆构造.该穹隆从外向内主要由3部分组成:上部单元（盖层）、中部单元（滑脱系）和下部单元（核部）,其中滑脱系主要由一套强烈变形的片岩、伟晶岩、花岗岩、大理岩和矽卡岩组成,片岩包括含石榴石云母片岩、含石榴石十字石云母片岩、含蓝晶石石榴石十字石片岩、含矽线石蓝晶石石榴石片岩和云母石英片岩.野外构造变形特征表明滑脱系为一条强烈变形的韧性剪切带,发育大量的鞘褶皱、"Z"形揉褶皱和眼球状构造、石榴石的旋转碎斑、S-C组构和压力影构造.错那洞穹隆记录了4期构造变形:第1期由北向南的逆冲挤压构造、第2期由南向北的韧性伸展构造、第3期近E-W向的韧性伸展构造变形和第4期成穹后的脆性垮塌构造.通过对滑脱系中含石榴石云母片岩的白云母进行Ar-Ar同位素测年,获得坪年龄为14.0±0.2 Ma,等时线年龄为13.7±0.5 Ma,二者基本一致,同时微观构造特征显示石英呈亚颗粒旋转重结晶（SGR）,其韧性变形的温度为450~550℃,该变形温度高于白云母的封闭温度.因此,白云母Ar-Ar坪年龄（14.0±0.2 Ma）代表错那洞穹隆近E-W向伸展变形的时间,也即近S-N向桑日-错那裂谷的活动时间.结合构造变形和年代学特征,认为错那洞穹隆是STDS向北伸展拆离的主导机制叠加后期近E-W向韧性伸展活动的结果.      

西藏拉隆穹窿地质特征和Be-Nb-Ta稀有金属矿化的厘定及其战略意义

拉隆穹窿位于北喜马拉雅片麻岩穹窿带东段,介于康马穹窿和错那洞穹窿中间.在野外地质调查和精细剖面测量基础上,通过详细的构造变形、野外岩石学和矿物学综合研究,发现拉隆穹窿由内向外由三部分组成,依次是核部、滑脱系和盖层.核部主要是一套新生代高分异的淡色花岗岩组合,未见老基底出露;滑脱系主要由一套中高级变质的云母类片岩、和夹于片岩中的大理岩、矽卡岩和变形花岗岩组成,整体属于一条规模较大的韧性剪切带;盖层主要是一套浅变质或未变质的千枚岩、千枚状板岩和粉砂质板岩组成.滑脱系与盖层之间以上拆离断层为界,下拆离断裂在穹窿中还未完全剥露出来,整体以鞘褶皱发育为典型特征.且拉隆穹窿分别经历了由南向北逆冲挤压构造、由北向南伸展剪切构造、成穹构造和近E-W向伸展构造等四期构造变形;其中第二期构造变形在穹窿中发育和保存最好.在变质作用上,拉隆穹窿保存了两类变质作用:一类是围绕穹窿核部呈环带分布的典型巴洛式变质作用,由外向内依次是硬绿泥石-堇青石变质矿物带、石榴石-黑云母变质矿物带、十字石变质矿物带、蓝晶石变质矿物带;另一类是受岩体热烘烤所形成的热接触变质作用,典型的变质矿物有红柱石.穹窿核部花岗岩呈良好的垂向分带特征,从下向上依次是二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩和伟晶岩壳/石英壳.在稀有金属成矿方面,拉隆穹窿中共识别出三种矿化类型:矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿、钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿和构造-热液型Cu-Pb-Zn多金属矿,其中拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金属矿床,特别是钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿的发现,极大地丰富和扩展了北喜马拉雅带稀有金属的成矿类型和成矿潜力;同时在摸清我国关键矿产资源家底、提高关键矿产资源战略统筹能力、发挥其作为大国博弈的重要利器作用等方面具有十分重要的战略意义.     

喜马拉雅带片麻岩穹窿成矿作用——以扎西康矿集区错那洞穹窿为例

特提斯喜马拉雅发育与造山带平行的片麻岩穹窿构造带,其与喜马拉雅金锑、铅锌多金属、锡钨铍多金属矿具有密切的时空关系.西藏扎西康铅锌多金属矿集区是喜马拉雅造山带最具特色的矿集区,集中产出20余处不同规模的金锑、铅锌、锡钨铍多金属矿床.矿集区内矿床围绕错那洞穹窿呈规律性分布,体现为从穹窿核部向外依次分布铍钨锡稀有金属矿→铅锌多金属矿→金锑矿.这些矿床分布特征与区域1:5万区域水系沉积物分析结果一致,从错那洞片麻岩穹窿核部—淡色花岗岩内部及其接触带到外围表现为W、Sn、Bi、Rb等高温元素→Pb、Zn、Ag、Sb等中温元素→Au、Sb、Ag、Hg、As等中低温元素异常组合.错那洞穹窿形成于中新世,该时期伴有大量的淡色花岗岩(23～14 Ma)侵位,此时也迎来了扎西康矿集区"成矿大爆发"(21～12 Ma).矿集区内典型矿床的H-O同位素组成表明,各矿床均显示有岩浆热液不同程度的贡献.矿石矿物的Pb同位素特征表明,锡钨铍来自于淡色花岗岩,铅锌具有多源性,既可以来自于淡色花岗岩,亦可以来自于古老基底物质,而金锑主要来自于与幔源作用有关的基性岩及玄武岩.结合矿集区内矿床的时空分布特征、流体及物质来源特点,文章认为扎西康矿集区内多金属矿床形成是喜马拉雅带成穹作用引发的构造-岩浆-成矿事件,构成了受穹窿控制的金锑-铅锌-锡钨铍稀有多金属成矿系统.自中新世以来,喜马拉雅造山带处于伸展活动时期,发育多期次的淡色花岗岩深熔作用,并在错那洞侵位形成片麻岩穹窿.深熔淡色花岗岩具有较高的演化程度,演化后期出溶富集Be-W-Sn-Rb的岩浆流体.在岩浆侵位过程引发的高异常地热梯度作用下,岩浆流体向外扩散,在岩浆顶部形成伟晶岩型铍铷稀有金属矿,在岩体边部与大理岩交代形成矽卡岩型铍稀有多金属矿,在错那洞穹窿拆离断裂及近南北向张性断裂中形成锡石-硫化物脉型锡多金属矿.岩浆流体在向外渗流过程中,萃取各类地质体中的成矿元素,并与大气降水、地热循环水不同程度的混合,在外围的张扭性断裂中形成铅锌,在温度更低的压扭性断裂中形成金(锑)矿.     

西藏北喜马拉雅拉隆穹隆含Be、Nb、Ta钠长石花岗岩的识别及意义

拉隆穹隆出露于西藏北喜马拉雅带的东段,位于康马穹隆和错那洞穹隆之间。通过1∶5万矿产地质填图和精细剖面测量,在拉隆穹隆核部和围绕穹隆核部呈环状发育的滑脱系中发现一套含Be、Nb、Ta等稀有金属的钠长石花岗岩。拉隆花岗岩由内向外呈现出规律性的岩性变化,依次为二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩、伟晶岩及石英壳,表明其是一套岩浆分异程度极高的花岗岩。岩相学研究显示,拉隆钠长石花岗岩的矿物成分以钠长石、石英、钾长石和白云母为主,含少量石榴石,可见少量绿柱石和铌钽族矿物。岩石化学分析表明,该钠长石花岗岩以富含Be、Nb、Ta、Li、Rb、Cs等稀有金属元素及富含H_2O、P、F和B等挥发分为典型特征,其中稀有金属Be、Nb、Ta的含量均已达到工业品位,构成了Be-Nb-Ta稀有金属矿体。本文对拉隆穹隆核部的钠长石花岗岩进行独居石U-Pb测年分析,获得21.3 Ma的独居石结晶年龄,与区域上的淡色花岗岩的侵位年龄基本一致。拉隆含Be-Nb-Ta稀有金属钠长石花岗岩的发现,丰富了北喜马拉雅带稀有金属成矿作用类型,对在北喜马拉雅地区寻找钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿具有重要意义。     

海南岛陆缘扩张带形成及新生代岩石圈动力学机制:来自幔源包体的地球化学证据

海南岛陆缘扩张带蓬莱地区新生代玄武岩中捕获大量尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩幔源包体。激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析结果表明,蓬莱地幔橄榄岩含有三种不同地球化学特征的单斜辉石(Cpx):(1)a类单斜辉石Mg~#=92.3~93.4,来自富集Cpx的二辉橄榄岩,具有极低的LREE和不相容元素含量,HREE平坦,Th、U、La、Sr正异常,经历了7%~10%的尖晶石相部分熔融,仅受到极低程度强不相容元素(Th、U、La、Sr)初期富集交代作用;(2)b类单斜辉石Mg~#=89.9~90.3,来自较富集Cpx的二辉橄榄岩,具有中等的LREE和LILE含量,HREE平坦,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常,Rb、Ba、Nb、Ta、Sr、Ti负异常,经历4%~5%的尖晶石相部分熔融,可能受到了含LREE和Th、U等不相容元素的硅酸盐熔体交代;(3)c类单斜辉石Mg~#=91.4~92.8,来自贫Cpx的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩,具有富集的LREE和LILE含量,HREE弱分异,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常及强烈的Nb、Ta、Ti负异常,经历了8%~20%的尖晶石相部分熔融,其交代熔体可能是来自源区有石榴子石残留的碳酸盐熔体。全岩主、微量元素及模拟计算结果表明,这些幔源包体的主量元素主要受部分熔融程度影响,并且方辉橄榄岩经历的部分熔融程度大于二辉橄榄岩。地幔橄榄岩的Sr-Nd同位素组成表明该区具有MORB-OIB型亏损地幔特征。此外,蓬莱部分地幔橄榄岩包体显示正斜率的HREE分异特征((Gd/Yb)_N=0.4~0.7),暗示该区地幔经历了源自石榴子石稳定区的变压熔融,总体熔融程度为18%以上,指示了较高的地幔潜能温度。综合前人对海南岛新生代玄武岩最新研究成果,我们认为海南地幔柱可能为该区软流圈地幔置换古老岩石圈地幔提供了热源,导致了区域岩石圈地幔的破坏,从而引起包括地幔柱本身、软流圈和富集岩石圈的熔融。岩石圈地幔性质的改变和不均一性可能是海南岛陆缘扩张带新生代岩石圈减薄的主要动力学机制。     

二叠纪东吴运动的沉积响应差异：来自扬子和华夏板块吴家坪组或龙潭组碎屑锆石LA-ICPMS U-Pb年龄研究

二叠纪所发生的东吴运动是华南非常重要的构造事件之一。但在构造运动方式、动力学机制以及岩浆-沉积-成矿等方面存在明显的地区差异性。在扬子板块,东吴运动主要发生在中、晚二叠世之间,由地幔柱活动引起,表现为地壳的大规模抬升和大火成岩省的形成;而在华夏板块,东吴运动发生时间相对较早,始于早二叠世晚期,可能由古特提斯洋的俯冲、闭合以及陆陆碰撞引起,主要体现造山作用和前陆盆地的形成以及大量二叠纪花岗岩的侵入。对晚二叠世吴家坪组碎屑锆石所进行的LA-ICPMS U-Pb年龄系统研究表明,扬子和华夏碎屑锆石所构成的年龄频谱和所反映的信息亦存在明显的地区差异。来自扬子板块吴家坪组碎屑锆石年龄主要集中在250~272Ma,峰值为259Ma,这与峨眉山玄武岩的喷发时间非常一致,说明碎屑物质主要来自峨眉山大火成岩省;来自华夏板块龙潭组(相当于吴家坪组)碎屑锆石年龄明显与扬子板块吴家坪组碎屑锆石年龄不一样,华夏龙潭组碎屑锆石年龄变化范围宽广,介于250~3652Ma之间,具有258Ma、290Ma、447Ma、988Ma和1880Ma 5个大的峰值以及360Ma、541Ma、823Ma和2500Ma 4个小的峰值。这些锆石年龄,除了2500Ma外,在华夏地块中都有同期岩浆岩出露。这说明华夏吴家坪组碎屑物源复杂,源区经历了复杂的地壳演化历史,包括晋宁、加里东和印支等造山作用。华夏板块晚二叠世早期碎屑物源可能通过造山作用和短距离搬运来自华夏本身。     

锡铁山滩涧山群c岩性组的时代归属及其物源特征

锡铁山滩间山群c岩性组主要由轻微变质的紫红色砾岩、含砾砂岩、长石石英砂岩和粉砂岩等组成,因后期强烈构造改造,以"岩片"形式夹持于滩间山群b岩性组和d-1岩性组之间。长期以来,它一直与a、b、d岩性组一起被归属为晚奥陶世滩间山群。本文在野外观察基础之上,对来自锡铁山地区滩涧山群c岩性组紫红色含砾砂岩中的大量碎屑锆石进行了LA-ICPMS U-Pb年龄测试,所测锆石的206 Pb/238 U或207 Pb/206 Pb表面年龄变化范围为429~2636Ma,它具有1个大约431Ma显著峰值。此外,尚有大约456Ma、908Ma和1847Ma 3个次要年龄峰值。最小峰值431Ma说明c岩性组沉积年龄应晚于431Ma,可能为晚志留世—早泥盆世。年龄在431Ma和456Ma左右碎屑锆石大都呈自形—半自形,包括岩浆成因和变质成因锆石,说明盆地碎屑物质主要来自就近源区锡铁山的加里东期岩浆岩和变质岩,同时说明了源区经历了加里东期的强烈岩浆活动以及随后近于同期的强烈变质作用,这与锡铁山地区早古生代强烈的陆壳俯冲碰撞和超高压变质作用时代相一致。857~937Ma和1610~1992Ma的碎屑锆石的存在说明锡铁山地区曾存在前寒武纪地层或者是经历了前寒武纪的构造热事件,前寒武纪地层为c岩性组提供了部分碎屑物源。     

西藏错那洞穹窿同构造矽卡岩特征及相关铍钨锡稀有金属矿化的成矿时代

错那洞穹窿位于北喜马拉雅片麻岩穹窿带（NHGD）的东段,是近年来新发现的穹窿构造。穹窿由内向外依次由核部、滑脱系和盖层三部分组成,错那洞铍钨锡稀有金属矿化主要赋存在穹窿滑脱系的矽卡岩和矽卡岩化大理岩中,矿体产在含石榴子石十字石云母片岩中,与强烈变形的淡色花岗岩或伟晶岩密切相关,部分矽卡岩矿物呈定向排列,具强烈的剪切特征;淡色花岗岩与矽卡岩的接触关系部分呈渐变接触,部分呈突变关系,表明矽卡岩与该期岩浆关系密切,矽卡岩与淡色花岗岩属于同构造的产物。本次研究获得错那洞穹窿滑脱系含石榴子石十字石云母片岩中黑云母Ar-Ar坪年龄为（16.6±0.3）Ma,反等时线年龄为（16.7±0.3）Ma,该年龄代表第二期由南向北伸展构造变形时间,即藏南拆离系（STDS）在错那洞穹窿的活动时间;含白云母的矽卡岩化大理岩中白云母Ar-Ar坪年龄为（16.9±0.2）Ma,与含石榴子石十字石云母片岩中黑云母Ar-Ar年龄一致,代表同构造矽卡岩的形成时间,也是错那洞铍钨锡稀有金属矿床的成矿时间。错那洞铍钨锡稀有金属矿床形成于由藏南拆离系强烈活动引起的伸展减薄构造背景,减压熔融形成的岩浆沿着构造通道上涌侵位,并与围岩交代反应形成同构造矽卡岩及其中的富铍钨锡矽卡岩型矿体。