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中亚成矿域斑岩大规模成矿特征:大地构造背景、流体作用与成矿深部动力学机制

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地质学报 2019年第1期93卷 24-71页

作者：高俊朱明田王信水洪涛李光明李继磊肖文交秦克章曾庆栋申萍徐兴旺张招崇周建波赖勇张晓晖孙景贵万博王博中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 吉林大学地球科学学院长春130061 北京大学地球与空间科学学院北京100871 南京大学地球科学与工程学院南京210046

中亚成矿域夹持于西伯利亚、东欧和塔里木-华北克拉通之间,展布范围与全球显生宙大陆地壳生长最典型的增生型造山带——中亚造山带相当,并产出一系列大型—超大型斑岩铜(-金)、斑岩钼及斑岩铜(-钼)矿床。斑岩成矿作用自西向东存在明显差... 详细信息

中亚成矿域夹持于西伯利亚、东欧和塔里木-华北克拉通之间,展布范围与全球显生宙大陆地壳生长最典型的增生型造山带——中亚造山带相当,并产出一系列大型—超大型斑岩铜(-金)、斑岩钼及斑岩铜(-钼)矿床。斑岩成矿作用自西向东存在明显差异,可高度概括为具‘西铜东钼、早铜晚钼’特征。基于前寒武纪基底性质、成矿大地构造背景以及斑岩成矿特征方面的系统综合研究,以重要构造线为界,将成矿域进一步划分为三个成矿省:哈萨克斯坦斑岩Cu(-Au-Mo)、蒙古斑岩Cu(-Au)和中国东北斑岩Mo(-Cu)成矿省。哈萨克斯坦成矿省具新太古—古元古代结晶基底;四个大型斑岩Cu矿床形成于早古生代增生造山过程(481~440Ma),而绝大多数矿床为晚石炭世(330~295Ma)集中爆发成矿的产物。古亚洲洋西段,沿我国中天山—伊犁南缘—吉尔吉斯北天山—中哈萨克斯坦—科克切塔夫至成吉思线性展布的古生代岩浆弧与哈萨克斯坦山弯构造共同制约了斑岩成矿作用;增生造山向山弯构造的转换阶段为斑岩集中成矿期。蒙古斑岩成矿省亦具新太古代—早古元古代结晶基底;斑岩成矿作用主要发生在泥盆纪(~370Ma)和三叠纪(~240Ma)两个时期,为图瓦-蒙古山弯构造演化过程中两个局部时段的突发成矿;早期成矿事件与古亚洲洋体系向南戈壁微地块下的俯冲增生造山有关,晚期成矿可能是蒙古—鄂霍茨克洋俯冲作用的结果。中国东北斑岩成矿省广泛发育新元古代结晶基底和泛非事件岩石学记录;奥陶纪(482~440Ma)斑岩成矿受控于古亚洲洋早古生代时期俯冲增生作用;而中生代斑岩钼集中爆发成矿则分别受控于古亚洲洋体系后碰撞(~250Ma)、蒙古—鄂霍茨克洋体系同俯冲(248~204Ma)、古太平洋体系同俯冲(195~145Ma)及中国东部岩石圈减薄事件(145~106Ma)不同地球动力学体制。成矿流体方面总体而论,中亚斑岩型矿床热液蚀变遵循经典Lowell and Guibert模式,高氧化性岩浆流体有效出溶造就了大型-超大型斑岩矿床。中亚成矿域斑岩铜矿的成矿斑岩岩石类型与环太平洋域成矿斑岩类似,以钙碱性和高钾钙碱性成分为主,最常见的是石英二长闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩和花岗岩。成钼矿斑岩比成铜(-金-钼)斑岩更偏酸性,具更高SiO2含量。部分斑岩具埃达克质岩微量元素地球化学特征,另一部分斑岩却有类似正常弧火山岩的特征。虽然现有弧环境斑岩岩浆产生的‘MASH’和‘板片熔融’模型以及‘后碰撞拆沉与新生基性下地壳熔融’模型能够解释中亚成矿域部分斑岩铜矿床成矿的深部机制,但本文新提出‘残余洋中脊俯冲+预富集基性下地壳熔融’模型解释哈萨克斯坦成矿省巴尔喀什—西准噶尔成矿带斑岩铜大规模成矿的深部机制。中亚域斑岩钼成矿与古老地壳或古老岩石圈地幔的熔融无关,而与新生地壳熔融产生长英质岩浆的深部事件存在直接成因联系。西段哈萨克斯坦省新生地壳由古生代古亚洲洋演化过程中弧增生事件形成,而东段中国东北成矿省新生地壳则是新元古代与Rodinia超大陆相关聚合和裂解事件造就的。"新生下地壳部分熔融成钼"模型突破了钼成矿与古老地壳熔融有关的传统认识,能很好地解释全球最大的中国东北钼成矿省的成矿深部动力学机制。

关键词：中亚成矿域斑岩大规模成矿大地构造背景流体作用特征成矿深部机制

青藏高原碰撞造山带:I.主碰撞造山成矿作用

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矿床地质 2006年第4期25卷 337-358页

作者：侯增谦杨竹森徐文艺莫宣学丁林高永丰董方浏李光明1 曲晓明李光明2 赵志丹江思宏孟祥金李振清秦克章杨志明中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国地质大学北京100083 中国科学院青藏高原研究所北京100085 石家庄经济学院河北石家庄050031 中国地质调查局成都地质矿产研究所四川成都610082 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

大陆碰撞与成矿作用是当代成矿学研究的重要前沿。与板块构造成矿作用研究相比,大陆碰撞造山带的成矿作用研究则明显薄弱。文章以青藏高原主碰撞带为对象,研究了印度—亚洲大陆主碰撞过程与区域成矿作用的耦合关系,并初步建立了主碰撞... 详细信息

大陆碰撞与成矿作用是当代成矿学研究的重要前沿。与板块构造成矿作用研究相比,大陆碰撞造山带的成矿作用研究则明显薄弱。文章以青藏高原主碰撞带为对象,研究了印度—亚洲大陆主碰撞过程与区域成矿作用的耦合关系,并初步建立了主碰撞造山成矿模型。研究表明,印度—亚洲大陆主碰撞始于65Ma,延续至41Ma,形成了以藏南前陆冲断带、冈底斯主碰撞构造_岩浆带和藏北陆内褶皱_逆冲带为特征的青藏高原碰撞造山带主体。伴随陆_陆碰撞,在冈底斯带相继发育①壳源白云母花岗岩_钾质钙碱性花岗岩组合(66～50Ma)、②+εNd花岗岩_辉长岩组合(52～47Ma)和③幔源玄武质次火山岩_辉绿岩脉组合(42Ma),以及大面积分布的巨厚(5000m)的林子宗火山岩系(65～43Ma),反映深部相继发生大陆碰撞和板片陡深俯冲(65～52Ma)→板片断离(52～42Ma)→板片低角度俯冲(<40Ma)等重要过程。在主碰撞期,初步识别出4个重要的成矿事件:①与壳源花岗岩有关的Sn、稀有金属成矿事件,在藏东滇西形成腾冲Sn、稀有金属矿集区;②与壳/幔花岗岩有关的Cu_Au_Mo成矿事件,在冈底斯南缘形成长达百余公里的Cu_Au矿化带;③与碰撞造山有关的剪切带型Au成矿事件,沿雅鲁藏布江缝合带分布,形成具有较大成矿潜力的Au矿化带;④与挤压抬升有关的Cu_Au成矿事件,形成以雄村大型铜金矿为代表的斑岩型/浅成低温复合型Cu_Au矿床。在综合研究基础上,初步建立了大陆主碰撞造山区域成矿模型。

关键词：地质学大陆碰撞造山构造-岩浆作用深部过程成矿作用青藏高原

青藏高原碰撞造山带:Ⅱ.晚碰撞转换成矿作用

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矿床地质 2006年第5期25卷 521-543页

作者：侯增谦潘桂棠王安建莫宣学田世洪孙晓明丁林王二七高永丰谢玉玲曾普胜秦克章许继峰曲晓明杨志明杨竹森费红彩孟祥金李振清中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局成都地质矿产研究所四川成都610082 中国地质科学院北京100037 中国地质大学北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 山大学广东广州510275 中国科学院青藏高原研究所北京100085 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 石家庄经济学院河北石家庄050031 北京科技大学北京100083 中国科学院地球化学研究所广东广州510640

许多古老造山带的碰撞造山过程，因从晚碰撞向后碰撞的转换，既不清楚，又难以界定，常被分为碰撞和后碰撞2个阶段。文章对青藏高原碰撞造山过程进行了分析，发现其具有明显的3段性，由此将碰撞造山过程分为主碰撞（65-41Ma）、晚碰撞（... 详细信息

许多古老造山带的碰撞造山过程，因从晚碰撞向后碰撞的转换，既不清楚，又难以界定，常被分为碰撞和后碰撞2个阶段。文章对青藏高原碰撞造山过程进行了分析，发现其具有明显的3段性，由此将碰撞造山过程分为主碰撞（65-41Ma）、晚碰撞（40-26Ma）和后碰撞（25-0Ma）3个阶段。其中，晚碰撞造山作用发生于印度与亚洲大陆的持续汇聚和SN向挤压背景之下，以陆内俯冲、大规模逆冲推覆、走滑断裂系统的发育为特征，导致了区域尺度的地壳缩短及藏东富碱斑岩和碳酸岩一正长岩、藏北钾质-超钾质火山岩的大规模产出。晚碰撞期成矿作用强烈发育，主要集中于高原东缘的构造转换带，成矿高峰期集中于（35±5）Ma。现已识别出4个重要的成矿事件：①与大规模走滑断裂系统有关的斑岩型Cu-Mo（Au）成矿事件，形成著名的玉龙斑岩铜矿带（40～36Ma）；②与碳酸岩-正长岩杂岩有关的REE成矿事件，在二叠纪攀西古裂谷带内发育勉宁-德昌喜马拉雅期REE成矿带（41～27Ma）；③与逆冲推覆构造系统有关的热卤水型Pb-Zn-Ag-Cu成矿事件，集中产出于兰坪盆地，形成大型Pb-Zn-Ag矿集区（40-30Ma）；④与大规模剪切系统有关的剪切带型Au成矿事件，形成著名的哀牢山大型Au矿带（63～28Ma）。晚碰撞成矿作用主要发育于陆内转换造山环境，受大规模走滑-推覆-剪切作用控制，受控于统一的深部作用过程，与软流圈上涌导致的幔源或壳很混源岩浆活动密切相关。在综合研究基础上，初步建立了晚碰撞转换成矿模型。

关键词：地质学晚碰撞转换成矿动力学背景深部过程构造控制造山带青藏高原

中硫型浅成低温热液金多金属矿床基本特征、研究进展与展望

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岩石学报 2018年第3期34卷 748-762页

作者：宋国学秦克章李光明王乐中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

继20世纪80年代以来低硫型和高硫型浅成低温金矿床概念提出及成矿模型建立之后,相继发现一些浅成低温热液矿床不具上述两类矿床端元的成矿特点,相反兼具过渡性质;很多学者将其作为单一矿床类型,定义为中硫型浅成低温热液矿床。作为一个... 详细信息

继20世纪80年代以来低硫型和高硫型浅成低温金矿床概念提出及成矿模型建立之后,相继发现一些浅成低温热液矿床不具上述两类矿床端元的成矿特点,相反兼具过渡性质;很多学者将其作为单一矿床类型,定义为中硫型浅成低温热液矿床。作为一个新的矿床类型,中硫型矿床是否有单独划分的必要?该类矿床具有什么样的地质特征?长期以来这些问题令人困惑。本文从大量文献中,在全球范围内甄别出24个比较明确的中硫型浅成低温热液金(多金属)矿床,基于其基本特征和研究进展的系统梳理与分析,从中硫型矿床的时空展布、地质特征、矿物组合、金属源区特征、中硫型与高硫型金(铜)矿和低硫型金矿的主要区别,以及目前国际研究进展及难点等方面进行总结阐述。中硫型金多金属矿床具有如下六大特征:(1)发育富碳酸盐-贱金属硫化物成矿体系,碳酸盐矿物可见于各成矿阶段热液脉系中,尤其在热液晚阶段以碳酸盐矿物为主;贱金属硫化物主要为Cu、Pb、Zn、Fe等的硫化物;(2)发育中硫化态矿物组合,如贱金属硫化物黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黝铜矿等;可少量发育明矾石和冰长石;(3)含矿脉系中富硫化物(总量大于5%),且在斑岩铜矿系统中较富黄铜矿;(4)普遍发育浅色贫铁闪锌矿(有待进一步证实);(5)普遍赋存在挤压岛弧背景下斑岩Cu-Au-Mo矿的外围;(6)空间上可与高硫型和低硫型金多金属矿床共存。普遍发育斑岩型Cu-Au-(Mo)矿床和浅成低温热液型矿床的世界著名三大成矿域(滨太平洋成矿域、古亚洲洋成矿域和特提斯-喜马拉雅成矿域),同样具有形成中硫型矿床的有利成矿条件。未来关于中硫型矿床的研究亟需解决以下几个关键问题:(1)目前尚未有文献对"富碳酸盐-贱金属(Cu、Pb、Zn、Fe等)"进行详细报道,这种成矿体系是如何形成的?流体中CO_2、H_2S及贱金属元素对Au的运移和沉淀有何影响?此问题是认识中硫型金多金属矿床成矿机制的关键所在。(2)中硫化态矿物的矿物(黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、砷黝铜矿、黄铜矿等)的沉淀环境?与高硫化态、低硫化态矿物有何区别?(3)从成矿系统、成矿过程和矿物形成的复杂性来考虑,显然以闪锌矿中Fe S的含量多少作为区别IS型、HS型、LS型矿床的特征地化标志过于简单,且与已有关于闪锌矿的矿物学研究成果相矛盾,因此仍需进一步工作。(4)早期形成的作为赋矿围岩的火山岩地层或者次火山岩体是否提供了成矿物质?是否充当了浅成低温热液矿物沉淀的地球化学屏障?其具体过程是怎样的?以上问题的解决可辅助揭示IS型矿床的成因机制和形成过程,并为同类型矿床的勘查工作提供支持。

关键词：浅成低温中硫型高硫型低硫型富碳酸盐-贱金属成矿体系贫铁闪锌矿岛弧斑岩成矿系统