安第斯与冈底斯成矿带斑岩铜矿床矿物学和成矿斑岩地球化学特征对比

在总结安第斯和冈底斯斑岩铜矿床地质矿物学特征的基础上,通过对2个成矿带与斑岩铜矿床有关的岩浆岩地球化学特征的对比分析,探讨了2种构造环境下形成的斑岩铜矿床含矿斑岩与成矿过程的异同点。安第斯成矿带的斑岩铜矿床形成于洋壳俯冲陆缘弧环境,成矿时代主要集中在始新世晚期—渐新世(43~31Ma)和中新世中期—上新世(12~4Ma),金属组合包括Cu-Mo和Cu-Au,含矿斑岩的SiO_2含量变化范围较大,岩性从中性到酸性,以钙碱性-高钾钙碱性系列为主,少部分具有典型埃达克岩地球化学特征,而大多数安第斯含矿斑岩具有正常岛弧系列火山岩的地球化学特征。冈底斯成矿带斑岩铜矿床主要发育于陆-陆碰撞环境,成矿时代为中新世(20~12Ma),金属组合为Cu-Mo,缺乏Cu-Au组合,含矿斑岩岩性以酸性为主,且主要为高钾钙碱性-钾玄质系列岩浆岩,具有典型埃达克岩的地球化学特征。安第斯成矿带含矿斑岩的形成很可能是板片释放流体交代楔形地幔,经部分熔融与MASH过程的产物,并不是直接源于洋壳的部分熔融;而冈底斯成矿带含矿斑岩成因可能是早期洋壳多次俯冲形成俯冲增生弧,之后在陆陆碰撞过程中经历缩短加厚,与深部构造动力学机制发生变化时的部分熔融有关。     

西藏冈底斯成矿带驱龙铜矿Re—Os年龄及成矿学意义

驱龙铜矿位于冈底斯成矿带东部冈底斯花岗岩基内,为典型的斑岩型铜矿床。选择辉钼矿Re-Os同位素法对该矿床进行成矿年龄精确测定,6个辉钼矿Re-Os模式年龄范围为15.99～16.74 Ma,变化较小,不超过1 Ma。6个样品拟和的~(187)Re-~(187)Os等时线年龄为16.41±0.48 Ma(2σ误差,MSWD=1.5),与模式年龄一致。驱龙铜矿的成矿年龄与冈底斯带区域上已有的斑岩铜矿成矿年龄(14 Ma±)相吻合。目前的年龄数据结果显示冈底斯带斑岩铜矿的成矿时间主要集中在16～14 Ma之间,成矿时限不到2 Ma,具有爆发成矿特征。斑岩成矿发生在区域上钾质熔岩喷发和东西向伸展活动时期。含矿斑岩特点及其与钾质熔岩和南北向张性构造系统的时空依附关系,说明冈底斯带斑岩成矿受西藏碰撞造山带演化过程中深部构造岩浆活动的制约。冈底斯斑岩型矿床的爆发成矿具有深层次的动力学背景。     

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.     

特提斯成矿域中新世斑岩铜矿岩石成因、源区、构造演化及其成矿作用过程

作为全球三大成矿域之一,特提斯成矿域发育众多的世界级成矿带(矿床),例如,旁地德斯、萨汉德-巴兹曼、贾盖、玉龙、冈底斯成矿带等。为了进一步了解特提斯成矿域中新世斑岩铜矿的成因及成矿作用,本文对萨汉德-巴兹曼、贾盖和冈底斯铜矿带典型矿床的地质、地球化学、Sr-Nd-Pb数据进行对比分析,探讨含矿斑岩岩石成因、源区特征和构造环境,归纳其构造演化与其成矿作用过程。地球化学数据显示,这三个铜矿带中新世斑岩体总体显示钙碱性I型花岗岩的特征,具有埃达克岩亲和性。与冈底斯铜矿带相比较,萨汉德-巴兹曼铜矿带和贾盖铜矿带斑岩体显示出弧岩浆岩与埃达克岩过渡的地球化学特征,暗示其岩浆源区MORB质角闪榴辉岩或榴辉岩可能发生的较大程度的部分熔融。Sr-Nd-Pb同位素数据显示,这些含矿斑岩主要来源于受岩浆作用控制的壳幔混合物质,显示DUPAL异常。综合研究分析,认为这些含矿斑岩可能形成于岛弧造山带演化过程中,是洋壳俯冲消减和大陆碰撞过程中增厚下地壳部分熔融的结果。     

西藏斑岩铜矿对重大地质事件的响应

西藏已有 3个构造岩浆带发现斑岩铜矿 :玉龙成矿带、冈底斯成矿带和班公错成矿带。其中班公错成矿带还少有研究和找矿评价 ,目前仅报导在改则西北发现多不杂斑岩铜金矿 ,但该带的邻国已发现大型斑岩铜矿 ,例如巴基斯坦的赛恩达克 (Saindak)和伊朗的萨尔切什梅 (SaiCheshmeh)等。据青藏高原 70Ma以来的古气候研究 ,在新特提斯洋闭合之后 ,印度板块与亚洲板块陆陆碰撞 ,曾有过 3次加速 :第一次为 4 0～ 35Ma ,与玉龙矿带的成岩成矿年龄相吻合 ;第二次为 1 8～ 1 2Ma ,与冈底斯矿带的成岩成矿年龄相吻合 ;第三次为 3.6Ma以来 ,与羊八井等热泉和铯金锑成矿年龄相吻合。故西藏斑岩铜矿为印度洋扩张和陆陆碰撞“A”型 (Ampferersubduction)俯冲的产物。第一次加速在青藏高原的东缘三江地区产生一系列喜马拉雅期走滑拉分盆地 ,导致幔源斑岩岩浆上侵 ,形成玉龙等一系列斑岩型夕卡岩型铜铜钼铜金矿 ;第二次加速使冈底斯深部挤压而浅部拉张 ,导致幔源斑岩浆岩侵位 ,形成冈底斯一系列斑岩型夕卡岩型浅成热液型铜钼铜金多金属矿 ;第三次加速使青藏高原整体深部挤压而浅部拉张 ,在藏南、冈底斯和藏北等产生一系列热泉型铯金锑矿     

冈底斯成矿带林周县程巴矽卡岩铜多金属矿床特征：对藏南区域古新世铜矿床的找矿启示

冈底斯是全球重要的斑岩-矽卡岩铜矿床的成矿带之一,发育侏罗纪(173～160 Ma)和中新世(26～12 Ma)两期矿化事件.印度与亚洲大陆主碰撞期(65～50 Ma)形成了该带规模最大的壳幔混源岩浆岩,而藏南能否形成大中型规模的斑岩-矽卡岩铜矿床一直是个未解之谜.文章获得冈底斯带东部程巴大型矽卡岩铜多金属矿床中与黄铜矿共生的辉钼矿Re-Os模式年龄和含矿花岗闪长岩U-Pb年龄分别为(58.9±0.9)Ma、(57.6±0.4)Ma,认为它是主碰撞期首例矽卡岩铜矿床.含矿岩体可见自形角闪石早于斜长石,与甲玛超大型斑岩-矽卡岩型铜矿床具有类似的含矿地层、矽卡岩矿物组合和成矿元素分带特征.结合区域构造背景的资料,笔者提出冈底斯成矿带东部具有寻找古新世斑岩-矽卡岩铜矿床的潜力.     

西藏冈底斯矿带南缘矽卡岩型铜矿床含矿岩体锆石U-Pb年龄及意义

西藏冈底斯矿带发育大量斑岩铜钼矿床及铜铅锌多金属矿床,形成斑岩铜矿带及多金属矿带。过去的工作表明,冈底斯带南部矿床同位素年龄多小于30Ma,形成于碰撞期后伸展环境。本文测定了冈底斯矿带南缘克鲁-冲木达矽卡岩型铜(金、钼)矿集区桑布加拉矽卡岩型铜(金)矿化岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及锆石Ce4+/Ce3+比值。矿化岩体锆石U-Pb年龄:92.1±0.6Ma,MSWD=1.0,锆石Ce4+/Ce3+比值在90～562之间,平均值为287。锆石Ce4+/Ce3+比值和玉龙矿带含矿岩体锆石的比值基本一致,显示矽卡岩矿化岩体岩浆氧逸度较高。印度板块与欧亚板块碰撞时间在65～45Ma之间,桑布加拉矽卡岩型铜矿化岩体锆石U-Pb年龄表明冈底斯带不但发育碰撞期后大规模成矿作用,也发育与洋壳俯冲构造岩浆事件有关的成矿作用。这为冈底斯矿带洋壳俯冲有关矿床的寻找提供了依据。     

西藏冈底斯东段斑岩铜钼铅锌成矿系统的发育时限：帮浦铜多金属矿床辉钼矿Re-Os年龄证据

通过对西藏冈底斯成矿带东段的帮浦矿床中的辉钼矿进行Re_Os精确测年 ,首次获得北矿带的铜多金属矿化时间。其Re_Os模式年龄为 (14 .30± 0 .2 5 )Ma～ (14 .75± 0 .2 8)Ma ,5件样品得到的187Re_187Os等时线年龄为 (15 .32± 0 .79)Ma。年龄数据与冈底斯成矿带东段南侧斑岩铜矿化带的矿化时间 (14Ma左右 )具有一致性 ,表明北矿带的成矿作用与斑岩有关。斑岩成矿是冈底斯成矿带内的一次主导成矿事件 ,冈底斯南矿带以斑岩型铜钼矿床为主 ,其北矿带以斑岩型铜铅锌多金属矿床为主。冈底斯南、北矿带的成矿作用具有统一的成矿动力学背景 ,发生在碰撞造山带侧向伸展时期 ,均为陆_陆碰撞造山带演化过程中同构造岩浆活动期的产物     

北美斑岩矿床的某些时空分布特征

斑岩矿床可能是北美研究最深入的一类矿床.但是,正如对斑岩岩浆及有关金属的来源一样,对地幔、俯冲、洋壳、大陆壳、前寒武纪克拉通的作用还存在着争论.矿床空间分布的有关方面,比如斑岩矿区相对于克拉通的位置值得注意.美国的斑岩矿床分布于克拉通上,而加拿大的则远离克拉通位于增生地体内.矿床之间的时间联系同样要注意.在美国西南部,许多铜矿的平均年龄为65Ma,而钼矿为25Ma;在蒙大拿州和爱达荷州中部,钼矿床平均年龄为55Ma,而蒙大拿Butte铜矿为75Ma.加拿大斑岩矿化的主要成矿期为:Cu200~175Ma和90~20Ma;Mo60~50Ma.不列颠哥伦比亚省中部的两个钼矿形成于140Ma和102Ma.总之,加拿大的Cu、Mo矿平均年龄明显早于在     

西藏冈底斯南缘汤白矿区早侏罗世含矿斑岩锆石U-Pb定年及其地质意义

汤白矿区位于西藏冈底斯斑岩铜矿带西段南缘,南侧紧邻日喀则弧前盆地。矿区由地表探矿工程控制3条赋存于早侏罗世角闪石英闪长斑岩中的主矿体(1号、2号和3号),在野外地质调查的基础上,对角闪石英闪长斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学测试。研究结果表明:(1)含矿斑岩的成岩年龄为183.3±1.2Ma,形成于早侏罗世;(2)含矿斑岩地球化学特征与大洋岛弧背景下的安山质岩石的地球化学性质一致,表明汤白矿区含矿斑岩形成于大洋岛弧环境;(3)西藏冈底斯斑岩铜矿带具有寻找俯冲期斑岩型矿床的巨大潜力,今后应加强该带俯冲期斑岩型矿床的勘查评价工作,特别是早—中侏罗世斑岩的成矿潜力评价。     

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。     

西藏冈底斯成矿带西段鲁尔玛晚三叠世斑岩型铜(金)矿点的发现及意义

鲁尔玛斑岩型铜(金)矿为冈底斯成矿带西段新发现的斑岩型矿点,目前已发现赋存于石英二长斑岩体中的斑岩型铜矿体1条,赋存于构造破碎带中的热液型脉状金(铜)矿体1条、热液型脉状铜矿体1条。以鲁尔玛含矿斑岩为中心,依次发育钾硅酸盐化、绢英岩化、青磐岩化,表现出斑岩型矿床的典型蚀变分带模式。其中,热液脉体从早到晚被可划分为：钾硅酸盐化脉(A脉)、石英-金属硫化物脉(B脉)以及石英-绿帘石-碳酸盐化脉(D脉)。这一新的发现,证实冈底斯成矿带西段具有斑岩型铜(金)矿床的找矿潜力,有望将冈底斯斑岩型铜矿带向西延伸近200km,同时也表明拉萨地体南缘的冈底斯成矿带斑岩型铜成矿作用最晚应该开始于晚三叠世。鲁尔玛斑岩型铜(金)矿点的发现,对深入理解冈底斯斑岩铜(金)矿带的成矿作用,完善冈底斯成矿带的成矿理论,更好地评价冈底斯西段找矿潜力,指导该地区的找矿突破,均具有重要意义。     

西藏雄村斑岩型铜金矿集区I号矿体的硫、铅同位素特征及其对成矿物质来源的指示

西藏雄村斑岩型铜金矿集区是近年来西藏冈底斯斑岩铜矿带内发现的一处超大型铜金矿集区,其形成于与新特提斯洋向北的洋内俯冲作用有关的岛弧环境,成矿时代为中侏罗世。该矿集区位于冈底斯火山-岩浆弧的中段南缘,其南侧紧邻日喀则弧前盆地,目前探明Ⅰ(原命名为雄村铜矿床)、Ⅱ、Ⅲ号铜金矿体规模达大型-超大型,同时还存在多个矿化异常带。本文以雄村Ⅰ号矿体为研究对象,对雄村Ⅰ号矿体含矿斑岩、赋矿凝灰岩和主要硫化物的硫、铅同位素开展研究,结果表明:①含矿斑岩、赋矿凝灰岩和主要硫化物具有较为一致的硫同位素组成,δ34SCDT变化范围为-3.5‰～2.7‰,平均-1.07‰,十分接近于零,塔式分布效应显著,硫可能主要来自地幔;②含矿斑岩、赋矿凝灰岩和主要硫化物具有相对一致的铅同位素组成,均以放射性成因铅含量低为特征,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb变化范围分别为18.369～18.752、15.473～15.589和38.389～39.1531,位于地幔与造山带铅演化线之间,并且相对靠近地幔铅演化线,显示出铅主要来源于地幔,可能有少量地壳物质的混染。通过西藏冈底斯斑岩铜矿带碰撞造山环境和岛弧环境(以雄村Ⅰ号矿体为代表)斑岩型铜矿床的硫、铅同位素组成特征对比,认为两者的成矿物质来源是相似的,碰撞造山环境的地壳物质混染较强烈,而岛弧环境的地壳物质混染较弱。     

大型斑岩铜矿成矿的深部构造岩浆活动背景

笔者以深部地球物理探测结果为基础，将地球物理与地质、地球化学资料结合起来分析了南美稳态的洋陆俯冲体制下安第斯斑岩铜矿带、藏南不稳态的陆陆碰撞体制下冈底斯斑岩铜矿带和不稳态的陆岛陆碰撞体制下三江地区的玉龙斑岩铜矿带渐新世以来深部成矿的构造岩浆活动背景条件，总结归纳出6条成矿的基本条件：（1）要有上地幔来源的高温岩浆热液的大量供给；（2）要有区域性铜的萃取来源；（3）要有上地壳的部分熔融层或岩浆房。以提供含铜热液的循环沉淀条件；（4）地壳上层构造体系中的张性断裂。以供岩浆热液的就位；（5）围岩的化学性质对矿质沉淀是重要的；（6）构造的相对稳态期。为矿质大量沉淀积累创造条件。在不稳态体制下要寻找相对稳态的时段。陆陆碰撞体制与洋陆俯冲体制下成矿作用的主要不同之处是构造的不稳态期长、陆壳加厚与构造复杂化．岩石层碎裂发育机制等。提出了冈底斯带的新的找矿远景地带。     

深地震反射剖面揭露青藏高原陆-陆碰撞与地壳生长的深部过程

印度板块与亚洲板块的碰撞使喜马拉雅-青藏高原隆升,地壳增厚并生长扩展。探测青藏高原深部结构,揭露两个大陆如何碰撞以及碰撞如何使大陆变形的过程,是对全球关切的科学奥秘的探索。深地震反射剖面探测是打开这个科学奥秘的最有效途径之一。二十多年来,运用这项高技术探测到青藏高原巨厚地壳的精细结构,攻克了难以得到下地壳和Moho面信息的技术瓶颈,揭露了陆-陆碰撞过程。本文在探测研究成果的基础上,从青藏高原南北-东西对比,再到高原腹地,系统地综述了青藏高原之下印度板块与亚洲板块碰撞-俯冲的深部行为。印度地壳在高原南缘俯冲在喜马拉雅造山带之下,亚洲板块的阿拉善地块岩石圈在北缘向祁连山下俯冲,祁连山地壳向外扩展,塔里木地块与高原西缘的西昆仑发生面对面的碰撞,在高原东缘发现龙日坝断裂(而不是龙门山断裂)是扬子板块的西缘边界,高原腹地Moho面厚度薄而平坦,岩石圈伸展垮塌。多条深反射剖面揭露了在雅鲁藏布江缝合带下印度板块与亚洲板块碰撞的行为,不仅沿雅鲁藏布江缝合带走向印度地壳俯冲行为存在东西变化,而且印度地壳向北行进到拉萨地体内部的位置也不同。在缝合带中部,研究显示印度地壳上地壳与下地壳拆离,上地壳向北仰冲,下地壳向北俯冲,并在俯冲过程中发生物质的回返与构造叠置,这导致印度地壳减薄,喜马拉雅地壳加厚。俯冲印度地壳前缘与亚洲地壳碰撞后沉入地幔,处于亚洲板块前缘的冈底斯岩基与特提斯喜马拉雅近于直立碰撞,冈底斯下地壳呈部分熔融状态,近乎透明的弱反射和局部出现的亮点反射以及近于平的Moho面都反映出亚洲板块南缘处于伸展构造环境。     

Geology and ages of porphyry and medium- to high-sulphidation epithermal gold deposits of the continental margin of Northeast China

The continental margin of Northeast China, an important part of the continental margin-related West Pacific metallogenic belt, hosts numerous types of gold-dominated mineral deposits. Based on ore deposit geology and isotopic dating, we have classified hydrothermal gold–copper ore deposits in this region into four distinct types: (1) gold-rich porphyry copper deposits, (2) gold-rich porphyry-like copper deposits, (3) medium-sulphidation epithermal copper–gold deposits, and (4) high-sulphidation epithermal gold deposits. These ore deposits formed during four distinct metallogenic stages or periods, at 123.6 ± 2.5 Ma, 110–104 Ma, 104–102 Ma, and 95.0 ± 2 Ma, corresponding to periods of Cretaceous intermediate–acid volcanism and late-stage emplacement of hypabyssal magmas along the northern margin of the North China platform. The earliest stage of mineralization (123.6 ± 2.5 Ma) corresponds to the formation of medium-sulphidation epithermal copper – gold deposits and was associated with a continental margin magmatic arc system linked to subduction of the Pacific Plate beneath the Eurasia. This metallogenesis is closely related to high-K calc-alkaline intermediate–acid granite and pyroxene – diorite porphyry magmatism. The second and third stages of mineralization in the study area (110–104 Ma and 104–102 Ma, respectively) correspond to the formation of gold-rich porphyry copper, porphyry-like copper, and high-sulphidation gold deposits, with metallogenesis closely related to sodic or adakitic magmatism. These magmas formed in a continental margin magmatic arc system related to oblique subduction of the Pacific Plate beneath the Eurasia, as well as mixing of crust-derived remelted granitic and mantle-derived adakitic magmas. During the final stage of mineralization (95.0 ± 2 Ma), metallogenesis was closely related to sodic or adakitic magmatism, with diagenesis and metallogenesis related to the disintegration or destruction of the Pacific Plate, which was subducted beneath the Eurasian Plate during the Mesozoic.     

西藏冈底斯矿带成矿作用及远景分析

冈底斯带矿床众多,类型复杂,主要有斑岩型铜（金钼）矿床、矽卡岩型铁铜-铅-锌（银）矿床、层控铅-锌-银矿床、火山岩型金-银矿床及雄村式铜-金矿床。矿床地质特征和同位素年龄表明,冈底斯带南部的矿床与新特提斯洋壳向北俯冲-陆陆碰撞及碰撞期后的构造岩浆事件有关;冈底斯带北部的矿床与班公湖-怒江洋壳向南俯冲-陆陆碰撞及碰撞期后构造岩浆事件有关。冈底斯带与洋壳的俯冲-碰撞有关的岩浆活动强烈,成矿条件优越。西藏高原在碰撞后发生了快速抬升剥蚀,部分矿床顶部出现低温组合矿化,多数矿床保存良好。