俯冲带成矿特征及成矿作用分析

板块构造理论的诞生以恢弘的气势建立起新的全球系统观,用和谐的框架将大量杂散的局部发现协调组织成一个完整的全球构造体系,为指导地质找矿及预测开拓了新的思路。本文就板块俯冲俯冲带成矿特征及成矿作用进行了分析。

关于钦-杭成矿带的若干认识

钦-杭成矿带作为一个新的成矿带,人们对它作为独立成矿单元的研究才刚刚开始。本研究认为,钦-杭成矿带是一条与扬子—华夏古老板块结合带对应的成矿带,并可分北、中、南3段。其中,中段与南岭带大体一致,主要分布在北纬24°~27°。钦-杭成矿带同时是一条古海洋喷流热水沉积矿床密集分布带,在认定的喷流热水沉积矿床和岩浆/热液矿床中,有相当一部分属于两期复式成矿：在元古宙或古生代,首先出现喷流热水沉积矿床,然后在燕山期叠加了岩浆/热液成矿作用。钦-杭成矿带是一条重要的斑岩矿床带,斑岩型矿床具有重要的找矿潜力。古老俯冲带改造成矿作用是其重要的成矿机制。

西藏谢通门县雄村铜金矿主要地质体形成的时限:锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os年龄的证据

雄村超大型铜金矿床的主要成矿作用发生在具眼球状石英斑晶的石英闪长玢岩及其外接触带强蚀变中细粒凝灰岩中,由产于斑岩体内的细脉浸染型矿体和产于凝灰岩中的细脉浸染型矿体、脉状矿体组成。文章在对含矿岩系及其侵位于含矿岩系的浅成岩和穿切矿体的花岗闪长岩等地质体进行详细的地质填图基础上,对雄村Ⅰ号、Ⅱ号矿体含矿围岩（暂定为雄村组J1-2x）、最早侵位的浅成岩-角闪石英闪长玢岩（J2δομ^1）、含矿斑岩——具眼球状角闪石英闪长玢岩（J2δομ）、穿插矿体的黑云母花岗闪长岩（E2γδβ）（谢通门大岩基的一部分）、Ⅱ号矿体矿石中的辉钼矿等,开展了系统的成岩成矿年代学研究。锆石的U-Pb同位素测年结果表明,含矿围岩凝灰岩加权平均年龄为（176±5）Ma（MSWD=0.63;n=9）;与成矿有关的含眼球状石英斑晶的石英闪长玢岩加权平均年龄为（173±3）Ma（MSWD=1.16;n=16）;穿插侵吞矿体的谢通门大岩基花岗闪长斑岩加权平均年龄为（46.5±1.1）Ma（MSWD=0.83;n=14）;所有锆石均显示岩浆成因锆石的特点。锆石U-Pb同位素研究显示含矿围岩形成于早中侏罗世,偏中性的含矿岩体侵位于中侏罗世,而侵吞穿插矿体的大岩基形成时代为始新世。雄村铜金矿Ⅱ号矿体4件辉钼矿样品的Re-Os同位素测定结果显示,辉钼矿w（^187Re）为1 269～1 354μg/g,w（^187Os）为3 587～3 993 ng/g。辉钼矿的模式年龄为169.5～176.8 Ma,平均模式年龄为（173.2±4.7）Ma（MSWD=5.6）,显示成矿年龄为中侏罗世早期。结合多个岩体和岩脉的Ar-Ar同位素年龄测定结果和其他研究者的成果,认为雄村铜金矿属于岛弧型斑岩铜金矿床,由新特提斯洋的早期俯冲所致。雄村岛弧型斑岩铜金矿的发现和勘探、外围找矿的突破及本次系统年代学研究,提供了特提斯洋俯冲阶段成矿的信息,拓宽了西藏冈底斯成矿带新的找矿方向。

斑岩铜矿床的基本特征和研究勘查新进展

斑岩铜矿是铜资源的主要供给矿种,长期以来是研究和勘查的重要目标。2000年以来进入了新一轮高潮,找矿勘查取得了新突破,研究获得重大进展。迄今为止,已探明斑岩铜矿储量约18×108t,主要分布在南美和北美西部大陆边缘、西南太平洋岛弧、中亚地区以及特提斯东欧段、伊朗—巴基斯坦段和我国西藏地区,其中南美西部大陆边缘储量达11×108t。已探明储量按时代分布,从新生代、中生代、晚古生代、早古生代到前寒武纪,依次降低。斑岩铜矿通常出现在大洋俯冲带上部,在岛弧形成斑岩铜金矿,在大陆边缘形成斑岩铜钼矿或斑岩铜金钼矿。俯冲板片由陡倾角变为缓倾角,甚至平板,有利于成矿;超大型矿床在空间上往往与无震海岭、海口山连和海中高原的低角度俯冲有关,大洋板片广泛发育的转换断层易于被海水交代,当俯冲到大陆或岛弧之下,有利于形成含矿岩浆;而在大陆不同构造单元的结合部位,俯冲板片易于撕裂,也是成矿带形成的重要场所。由于板片俯冲,将大量海水及海底沉积物(包括硫酸盐)携带进入软流圈,俯冲板片脱水导致交代作用和软流圈地幔楔的部分熔融被认为是弧岩浆成因的主要过程。这种高氧化度和富含挥发组分的基型岩浆在下地壳经历了MASH过程和分异演化,逐渐形成中酸性含矿岩浆,这种岩浆比重较轻,沿断裂带上升到浅表定位和成矿。过去10多年对于大陆斑岩铜矿的研究越来越受到关注,目前关注的焦点是成矿物质来自于大陆内部的壳幔反应产物(包括新生下地壳)还是俯冲板片残留重熔形成的交代岩石圈。从找矿勘查角度,矿床模型研究依然是重点,从单个典型矿化蚀变模型到矿床组合模型。此外,近年针对斑岩铜矿系统中的蚀变矿物(例如,绿泥石、绿帘石、明矾石和粘土矿物等),开展Footprint(找矿印痕)研究,探讨矿体的分布规律,提出找矿标志。

兴蒙造山带及华北板块北缘钼矿化——进展、规律、问题与成因初探

兴蒙造山带及其南侧受古亚洲洋南向俯冲所影响的华北板块北缘内各有1条显著的中生代斑岩钼成矿带,并在东西两侧首尾相连。文章综述了伸展环境下的斑岩钼矿床的研究进展,对兴蒙造山带及华北板块北缘内这2条钼成矿带的成矿背景、分布规律、矿床共生组合特点、成矿岩浆的属性、巨量金属和水的来源以及斑岩铜、钼矿化的异同等进行了总结,并从成矿岩浆源区塑造过程的角度初步探讨了巨型钼成矿带的形成特点。这2条钼成矿带在地质特征和区域矿床组合上非常相似,具有相似的启动时间和峰值时间,与区域内的斑岩铜矿化在时代上具有不共生的特点,矿化特征也与美国科罗拉多地区产出的高F型斑岩钼化类似,二者构成了统一的整体。元素地球化学对比研究显示,南、北2条钼成矿带的成矿岩浆与古生代斑岩铜成矿岩浆以及中生代的碱性岩浆均具有相似的特征,为脱水熔融的产物,并与古老陆下岩石圈地幔包体、新生代软流圈地幔玄武岩具有显著的差别。研究认为,南钼矿带的岩浆源区是亏损金属和水的古老岩浆源区在古生代洋片俯冲过程脱水交代改造后的产物,北钼矿带的岩浆源区是古生代洋片俯冲增生形成的富水源区。成(含)矿岩石Sr同位素研究显示,南、北2条钼成矿带成矿源区均启动于Rb/Sr比值较低的源区,受到上部高Rb/Sr比值地壳的混染;Nd同位素特征的对比研究显示,二者初始Nd值差别极大,但是Sm/Nd比值非常相似,显示放射性成因Nd的积累在三叠纪以后是一致的,也说明初始Nd值的差别是成矿源区塑造前所形成和继承的,同时也说明初始Nd值的差异可能掩盖了Mo成矿岩浆形成的真正原因。通过与世界范围内其他典型钼成矿带的对比研究,认为南、北2条钼成矿带成矿的岩浆源区位于陆下岩石圈地幔,古生代期间古亚洲洋向南、北两侧的俯冲在其形成过程中具有重要作用,主要体现在塑造富集型源区、水化造山带和增厚岩石圈等几个方面。俯冲改造、加厚并富集了水和大离子亲石元素的陆下岩石圈获得了地球化学上的不稳定性,在伸展构造环境(可能有多期伸展)驱动下,脱水熔融以达到稳定的趋势,在这个过程中,其化学成分将逐渐与古老陆下岩石圈地幔的化学成分趋于一致。因此,水化的陆下岩石圈地幔在伸展过程中的低程度批式脱水部分熔融,形成的富含金属和水的高分异型岩浆构成了成矿岩浆,并在岩石圈的不同尺度经过多阶段结晶分异-同化混染后,就位成为近矿岩浆房。陆下岩石圈脱水熔融的结束也意味着巨型热液钼矿化作用的结束,并决定了俯冲后巨型热液成矿带总的生命周期,这也与兴蒙造山带及华北板块北缘钼矿化(甚至其他热液型矿化)在早白垩世(约130 Ma)趋于减弱并熄灭的现象一致,也使得新生代的碱性岩浆岩不具有显著的脱水熔融特征。综上,笔者认为兴蒙造山带及华北板块北缘的斑岩钼矿化为一个统一的整体,属于古亚洲洋俯冲作用水化的源区在后期强烈伸展环境下部分熔融的产物,是古亚洲洋俯冲成矿作用的延续和发展,也是古生代塑造的富集型源区在中生代伸展构造驱动下的复合成矿作用。