阿尔金-祁连山晚新生代隆升-剥露过程——来自岩屑磷灰石裂变径迹热年代学的制约

阿尔金-祁连山位于青藏高原北缘, 其新生代的隆升-剥露过程记录了高原变形和向北扩展的历史, 对探讨高原隆升动力学具有重要意义。本文采用岩屑磷灰石裂变径迹测年分析, 利用岩屑的统计特征限定阿尔金-祁连山新生代的隆升-剥露过程。磷灰石裂变径迹测试结果表明, 阿尔金-祁连山地区存在4个阶段的抬升冷却: 21.1~19.4 Ma、13.5~10.5 Ma、9.0~7.3 Ma、4.3~3.8 Ma。其中, 4.3~3.8 Ma抬升冷却事件仅体现在祁连山地区, 9.0~7.3 Ma抬升冷却事件在区内普遍存在, 且9.0~7.3 Ma隆升-剥露造就了现代阿尔金-祁连山的地貌。区域资料分析表明, 9~7 Ma(或者8~6 Ma)期间, 青藏高原北缘、东缘, 甚至整个中国西部地区发生了大规模、区域性的抬升, 中国现今"西高"的构造地貌形态可能于当时开始形成。阿尔金-祁连山地区4期抬升冷却事件与青藏高原的隆升阶段有很好的对应关系, 应该是对印度-欧亚板块碰撞的响应。     

拉萨地块西段中新世赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因:Li同位素制约

作为一种“非传统稳定同位素”,锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一.文章成功应用锂同位素对青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩进行了示范研究.研究表明,赛利普超钾质火出岩的w(Li)为11.2×10-6～22.9× 10-6,同位素组成δ7Li为1.2‰～+3.5‰,平均值为0 2‰,与平均上地壳的相当.超钾质火山岩的锂同位素组成与岩浆结晶分异程度参数之间不存在任何相关性,这表明在超钾质火山岩结晶分异过程中没有发生明显的锂同位素分馏,锂同位素组成特征反映了其形成时的源区特征.超钾质火山岩的锂同位素组成变化范围达4.7‰,并且与pb-Sr-Nd同位素和岩浆结晶分异参数之间亦无任何相关性,表明锂同位素异常可能反映了不均匀源区岩石特征.通过计算模拟以及与前人的类似研究成果进行对比,笔者认为俯冲印度地壳而不是特提斯洋壳(包括沉积物)的流体/熔体参与了超钾质火山岩的源区富集,并在此基础上提出了超钾质火山岩成因模式.     

大陆碰撞成矿作用:I.冈底斯新生代斑岩成矿系统

火山岩浆弧和大陆碰撞带是产出巨型斑岩矿床的两类重要环境.岩浆弧环境的斑岩铜矿成矿理论业已建立,而大陆碰撞环境的斑岩矿床则研究薄弱.在青藏高原,印度-亚洲大陆碰撞导致了大规模斑岩成矿作用,在主碰撞期(65～41 Ma)发育沙让式斑岩Mo矿和亚贵拉式斑岩-矽卡岩型Pb-Zn-Mo矿床,在晚碰撞期(40～26 Ma)形成明则式斑岩Mo矿和努日式斑岩-矽卡岩型Mo-W-Cu矿床,在后碰撞期(25-13Ma)产生驱龙式斑岩Cu-Mo矿床.这些矿床构成了3条规模不等的成矿带,分别发育在冈底斯的北带(中拉萨地体)、南带(泽当弧地体)和中带(南拉萨地体).冈底斯含矿斑岩系统通常为多期多相浅成侵入杂岩体.含矿斑岩以高K为特征,多为高K钙碱性岩和钾玄岩系列.含Cu斑岩以二长花岗斑岩为主,显示埃达克岩地球化学亲和性,含Mo斑岩以花岗斑岩为主,显示大陆壳成因特点.微量元素和Sr Nd Hf同位素地球化学研究表明,含Cu斑岩来自碰撞加厚的西藏镁铁质的新生下地壳(如角闪榴辉岩),早期卷入新生下地壳的幔源物质及硫化物的重熔为斑岩岩浆提供了部分金属Cu、Au和S;含Mo 岩浆来自古老的西藏镁铁质下地壳(如角闪岩)的部分熔融,金属Mo主要来自古老地壳物质的贡献.冈底斯含矿斑岩均含有不同成分的微粒镁铁质包体(MME),并显示典型的长英质与镁铁质岩浆混合特征.以MME为代表的含Cu富H2O幔源岩浆,或底侵于冈底斯地壳底部,为下地壳熔融提供了热和H2O,或注入长英质岩浆房,为斑岩系统提供了部分金属cu和S,并提升了岩浆氧逸度.冈底斯斑岩岩浆热液-成矿系统受控于斑岩就位的地壳环境.在斑岩体侵位的花岗岩基环境,其良好的封闭性导致热液流体(岩浆出溶)以斑岩岩株为核心向外扩散,形成环状蚀变分带,并主要在钾硅酸盐化带发生Cu-Mo矿化;在碎屑岩-碳酸盐建造环境,碳酸盐建造发生矽卡岩化和金属淀积,不透水的细碎屑岩层阻挡热液流体扩散,热液矿化围绕斑岩体发育,形成斑岩型Mo-矽卡岩型Pb-Zn Mo或Mo-W-Cu 成矿系统;在层火山沉积环境,良好的封闭盖层导致岩浆流体与天水强烈混合以及混合流体的长距离侧向流动,发育大面积蚀变岩盖,形成上部浅成低温热液Au Cu和下部斑岩型Cu-Mo成矿系统.结合区域构造岩浆分析,笔者认为,发育于冈底斯碰撞带3个不同碰撞期的幔源岩浆上侵-下地壳部分熔融岩浆浅成侵位-斑岩成矿系统,受控于印度-亚洲大陆三阶段碰撞的不同深部过程,据此提出了大陆碰撞过程中斑岩型矿床的地球动力学模型.     

滇西无量山地区的构造变形和变质作用

无量山构造带位于滇西兰坪-思茅盆地中段西侧北北西-南南东走向的复背斜。在复背斜中部发育北北西-南南东向的左旋走滑韧性剪切带。中部剪切带变质作用达绿帘角闪岩相的蓝晶石带高于绿片岩相黑云母带的围岩。用共生的黑云母-石榴石温压计计算得到中部剪切变质带西缘变质温度为600 ℃～650 ℃,压力为5.6 kba,东缘温度为550 ℃～600 ℃,压力为5 kba左右。结合同构造期石榴石变斑晶的环带成分和多硅白云母b₀值的分析,首次在滇西提出该剪切变质带是进变质的,以不均一的、非连续的变质作用为主要特征,与区域变质作用不同。无量山中部韧性剪切变质带的进变质作用与剪切带中岩石的变形强度有关。岩石变形愈强,变形能就愈大,随之转化成的热量就愈大,该热能参与到岩石变质作用中,提高了岩石的变质程度。这一思路有可能成为研究变形与变质作用的一条有效途径。     

怒江河砂岩屑磷灰石裂变径迹结果与流域地貌演化

河流搬运沉积的河砂作为流域内地质体的平均产物,可以有效地揭示整个流域内区域性的地质体热史演化。对同一河流进行分段采样能够揭示更为详实的热史演化差异。本文对滇西境内怒江上游至下游采集了7个河砂样品进行磷灰石裂变径迹定年,主要年龄峰值依次为: 12.2 Ma和12.8 Ma, 7.7 Ma, 5.3 Ma、4.4 Ma和4.9 Ma, 7.3 Ma,总体上呈现出上游老、中游年轻、下游老的年龄格局。怒江中游河段相对年轻的流域热史经历说明中游河段较其他区域经受了构造地貌的快速演化。由于这一位置对应三江并流,而且气候作用与现代西南季风的水汽通道吻合,降雨量与上、下游流域截然不同。可以推断,气候因素导致了其快而新的构造地貌演化,促成代表年轻冷却历史信息的地质体被迅速剥露造就了怒江河道不同位置流域热史演化的差异。测得的7个样品所有年龄峰值可分为5个区段: 5.3～4.4 Ma、7.7～7.3 Ma、12.8～10.7 Ma、26.8～22.2.3 Ma、48.7～30.1 Ma,基本反映了流域范围新生代以来主要的热史演化阶段。此外,怒江不同河段河砂样品的分段性特征,证实河砂岩屑磷灰石裂变径迹分析方法在解释流域区域热史演化方面具有独特的优点。     

西藏昌都地区拉拢拉类MVT铅锌矿床矿化特征与成因研究

昌都地区位于青藏高原碰撞造山带东北部,是西南三江Pb-Zn-Cu-Ag成矿带重要组成部分,区内碳酸盐岩容矿铅锌矿床大量产出,成矿明显受到新生代区域逆冲推覆构造系统控制.拉拢拉铅锌矿床位于昌都地区最具代表性的碳酸盐岩容矿铅锌矿集区西南部,是区内铅锌矿床的典型代表.为了填补三江带昌都地区碳酸盐岩容矿铅锌矿床的研究空白,笔者在对拉拢拉矿区详细地质填图基础上,深入剖析了铅锌矿化成因,建立了铅锌成矿模型.矿区铅锌矿体产于逆冲断层上盘,主要呈透镜体状沿上三叠统甲丕拉组泥页岩和波里拉组灰岩岩性分界面展布,角砾状和网脉状为主要矿石构造,方铅矿、闪锌矿和菱锌矿为主要矿石矿物,矿体控矿要素和产状代表了三江带碳酸盐岩容矿铅锌矿床的一种全新矿床式,命名为拉拢拉式.矿区主要成矿过程划分为硫化物期(Ⅰ)和硫化物-碳酸盐期(Ⅱ),两期之间以一期构造活动相隔.Ⅰ期发育富液相LV流体包裹体和富CO2和CH4的LV流体包裹体两种类型,显微测温显示出低温(130 ～ 140℃)、高盐(23％ ～ 24％ NaCleqv)、中高密度(1.10～1.12g·cm-3)和中低温(170～180℃)、高盐(23％ ～24％ NaCleqv)、中低密度(1.06～ 1.08g· cm-3)两种特征.两期矿化流体均为Ca2+-Mg2+-Na+-K+-SO42--Cl--F--NO3-卤水体系,其离子含量相近,H-O同位素组成相似(δDC-SMOW为-137‰ ～-110‰,δ18 OV-SMOW为-2.92‰ ～ 13.42‰),形成方解石的C-O同位素分布规律一致(δ13CV-PDB为0.9‰～ 7.2‰,δ18OV-SMOW为9.1‰ ～ 26.5‰),揭示矿区至少存在两种流体来源,分别为中低温度、高盐度盆地卤水和由大气降水、地层封存蒸发浓缩海水及区域变质水混合而成的区域流体.两期矿化中矿物S同位素组成相近,硫化物δ34S为负值(-24.7‰ ～-11.5‰),重晶石δ34S为正值(11.3‰～22.9‰),第三纪石膏δ34S值(2‰～4.7‰)介于二者之间,反映还原硫主要来自生物还原第三纪盆地下渗的盆地卤水和灰岩地层封存的蒸发浓缩海水中的硫酸盐,富含金属物质的外来流体与富含还原硫的本地流体的混合是金属物质在矿区卸载的主要方式.两期方铅矿Pb同位素组成一致,206pb/204 Pb、207pb/204Pb和208 pb/204 Pb比值分别为18.8646 ～18.8835,15.6619 ～15.6677和38.9404～ 38.9796,推测成矿物质来自造山带内从变质基底到盖层灰岩(甚至碎屑岩)的多套地层.综合对比拉拢拉矿床与三江带内碳酸盐岩容矿铅锌矿床,提出拉拢拉矿床与区域铅锌矿床成因类型一致,为受逆冲推覆构造控制的类MVT铅锌矿床,其代表的拉拢拉式矿床成矿模型可简述如下:逆冲推覆构造在碳酸盐岩地层中形成构造圈闭,第三纪盆地卤水下渗汇聚及伴随的硫酸盐生物还原作用形成富含H2S的本地流体储库;区域挤压变形释放的区域流体沿逆冲推覆主滑脱带运移,交换基底及盖层中的成矿物质,形成富含Pb-Zn-卤素络合物的外来流体;逆冲断层断后伸展导致区域流体沿相关开放空间上升至灰岩与泥页岩分界面这一上下封闭的有利空间与本地流体混合,铅锌硫化物及铅锌碳酸盐沉淀,金属物质卸载,形成以透镜状为主的矿体沿岩性分界面展布.     

三江北段东莫扎抓矿区构造变形特征

已有关于青藏高原隆升的各种构造模型多重视新生代变形而忽略了早期构造变形的限制.本文以三江北段东莫扎抓矿区为研究对象,通过详细的构造-岩相填图,恢复了矿区二叠纪以来变形序列,结合区域资料讨论了变形事件的大地构造背景.研究表明矿区发育中-下二叠统九十道班组灰岩、上二叠统那益雄组碎屑岩、上三叠统结扎群甲丕拉组碎屑岩和上三叠统结扎群波里拉组灰岩4套地层系统,二叠系与三叠系之间为不整合接触,局部被近南北向逆断层代替.北西向逆断层横亘矿区,断层上盘三叠纪碎屑岩和灰岩整体北倾,断层下盘三叠纪岩石被左右两条走滑断层夹持向南挤出.在图面和露头尺度上矿区叠加褶皱明显,南北向剖面上多见紧闭的倾伏褶皱,近东西向剖面上则为开阔水平的斜歪褶皱,表明南北向剖面上观察到的是已被叠加的早期褶皱,为矿区第一期变形,其形成与三叠纪末古特提斯洋盆闭合有关.始新世晚期印-亚大陆碰撞地壳缩短形成矿区第二期构造,即北西向逆断层和褶皱叠加.第三期近南北向逆断层可能形成于始新世末,与印-亚大陆碰撞引起的侧向旋转有关.     

吉林永吉县大黑山斑岩型钼矿床成矿流体地球化学特征及成矿机制

大黑山钼矿床位于张广才岭-小兴安岭成矿带南段,矿体主要赋存在花岗闪长岩和花岗闪长斑岩内。含矿石英脉中主要发育气液两相包裹体（W型）和含子矿物三相包裹体（S型）,偶见含CO₂包裹体。成矿早阶段含矿石英脉中主要发育W型、S型包裹体和少量含CO₂包裹体,均一温度为208～443 ℃,盐度（w（NaCl））为2.9%～49.8%,流体密度为0.5～1.2 g·cm^-3;主成矿阶段含矿石英脉中发育W型、S型包裹体和少量含CO₂包裹体,子矿物为石盐和金属硫化物,均一温度为197～398 ℃,盐度为1.6%～43.9%,流体密度为0.5～1.1 g·cm^-3;成矿晚阶段仅见气液两相包裹体（W型）,均一温度为171～301 ℃、盐度为1.6%～19.8%,流体密度为0.6～0.9 g·cm^-3。主成矿阶段流体包裹体类型多样,且具有相似的均一温度,压力范围为30～100 MPa,成矿深度约为4 km。成矿阶段早期流体沸腾作用和晚期流体混合作用是金属硫化物沉淀的主要机制。     

主编寄语

在2009年新年到来之际,我谨代表<岩石矿物学杂志>全体编委和编辑部全体同仁,向一直关心和支持我们的广大读者、作者和审稿人致以最诚挚的新年祝福与深切的谢意!     

内蒙古维拉斯托铜锌矿床的白云母Ar/Ar年龄探讨

采用显微激光探针法首次测定了维拉斯托铜锌矿床的白云母40Ar-39Ar年龄,结果为133.4±0.8 Ma.根据白云母产出形态,认为测定的白云母与维拉斯托铜锌矿床成矿后期热液活动有关,据此确定维拉斯托矿床的成矿最晚时限为133.4±0.8 Ma.区域地质背景特征显示,维拉斯托矿床在成因上受区域性造山期后岩石圈伸展作用控制,与区域性燕山晚期的岩浆作用关系密切,后者为矿床的形成可能提供了必要的热源和物源.