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邓军(2020):再论三江特提斯复合成矿系统
成矿系统是指在一定地质时空域中, 控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用过程, 以及所形成的矿床系列和异常系列构成的整体, 是具有成矿功能的一个自然系统, 主要包括控制成矿因素、矿要素、成矿作用过程和成矿产物 4 个部分 。矿系统理论强调多因耦合与临界转换是重要的成矿机理, 以矿床成因研究为基础, 着重从宏观角度,将成矿的时间、空间、物质和运动有机结合, 从成矿作用动力学的深度分析成矿过程及其要素, 探讨区域成矿规律。Zhai 和 Deng基于成矿系统思想, 初步构建了中国成矿系统构造演化动力学模型。翟裕生等 依据构造动力体制将成矿系统划分为伸展构造成矿系统类、挤压构造成矿系统类、走滑构造成矿系统类等 7 类。其中, 主动大陆边缘洋壳俯冲体制下的成矿系统研究已较为成熟, 自缝合带向陆内依次发育增生楔造山型 Au 矿床、大陆岛弧带斑岩型 Cu-Mo-Au 矿 床 和 弧 后 盆 地 MVT 型 Pb-Zn 矿床 。成矿系统研究是系统科学方法在矿床学中的一种创新性应用, 适应了地球科学系统化、全球化的发展趋势, 已经成为国际成矿理论突破的重要途径。众多学者近期的系统性研究工作表明, 多期壳幔作用或复合造山 、深部驱动与多因耦合和临界条件与转变是控制岩浆型、斑岩型或低温热液型等多种类型大规模矿床成矿的重要因素。
中国大陆现地处印度 - 澳大利亚板块、太平洋板块和欧亚板块的结合部位, 由多个小陆块经多期次拼接而成, 经历了哥伦比亚 ( 约 1.8至约 1.5Ga) 、罗迪尼亚( 约1.25Ga 至约 750 Ma) 、潘吉亚( 约 250 Ma) 等超大陆拼贴和裂解, 以及印度 - 欧亚大陆碰撞( < 55 Ma) 相关的多期构造事件, 具有造山作用多期、内部结构复杂、外部环境多样的复合造山构造动力系统 。板块边缘发育系列造山带,如中国南方江南造山带、西南特提斯造山带、中部中央造山带和北方中亚造山带等。造山带记录了板块俯冲 - 汇聚所代表的增生 - 碰撞造山过程, 是研究洋壳消减、陆壳增生以及构造变形机制的天然实验室。同时, 造山带也是构造薄弱部位, 容易在多期造山作用下再活化, 长期活动, 形成复合造山带 。西南特提斯造山带奥陶纪—白垩纪经历多期特提斯大洋闭合与地块增生, 后受到新生代大陆碰撞的复合, 增生 - 碰撞复合造山作用显著 ; 中部中央造山带则经历了约 600 Ma 的活动历史, 在泥盆纪和三叠纪的两次增生 - 碰撞造山以及白垩纪以来的陆内造山过程中多次活化, 形成了典型的复合造山带 。
复合成 矿 系 统 在 中 国广泛发育, 类型丰富。Deng 等通过系统研究中国矿床时空分布及其构造驱 动, 将 中 国 划 分 为 六 大 构 造 - 成 矿 省 , 包括: ( I) 前寒武纪构造 - 成矿省, 主要包括华北克拉通新太古代—元古宙成矿作用和华南板块元古宙成矿作用, 如金川岩浆型 Cu-Ni 和白云鄂博EE 等超大型矿床 ; ( II) 古生代—中生代中亚造山带构造 - 成矿省, 主要包括华北克拉通北缘奥陶纪—泥盆纪成矿作用, 阿尔泰山—天山石炭纪—叠纪成矿作用和中国东北二叠纪—三叠纪成矿作用, 如包古图斑岩 - 浅成低温热液型 Cu-Au 和黄山东岩浆型 Cu-Ni 等大型 - 超大型矿床 ; ( III) 古生代—中生代特提斯域构造 - 成矿省, 主要分布于中国西南特提斯构造域, 包括奥陶纪—泥盆纪原特提斯成矿作用, 石炭—三叠纪古特提斯成矿作用以及侏罗—白垩纪中—新特提斯成矿作用, 其中, 古特提斯相关成矿作用最为突出, 矿床成因类型最为丰富, 包括秦 - 祁 - 昆成矿带的斑岩 - 夕卡岩矿床、三江成矿带的斑岩 - 夕卡岩型矿床和 VMS 矿床以及华南板块西缘的类卡林型金矿床 ; ( IV) 中生代中国东部构造 - 成矿省, 主要包括侏罗纪大兴安岭斑岩型成矿作用和南岭夕卡岩型成矿作用, 以及白垩纪秦岭—大别斑岩型成矿作用和胶东金成矿作用, 如鹿鸣斑岩型 Mo 矿床、南岭夕卡岩型 W-Sn 矿 .
李春昱和黄汲清先生早在 20 世纪 80 年代就对三江特提斯进行过专门论述 。随后, 以刘增乾、钟大赉和潘桂棠为代表的我国地质学家对三江造山带开展了系统研究 , 为三江地区地质科学工作奠定了坚实基础。这些研究初步查明了三江特提斯构造域的构造格局、地质演化和相关成矿作用, 获得了重要的新发现和新认识。近年来, 以 Metcalfe 为代表的国外学者对东南亚特提斯构造演化进行了较为系统的研究 , 总结了古特提斯至新特提斯洋盆开启、俯冲和闭合历史。Deng 等基于前人研究结果, 结合多种地质测年手段, 厘定了各阶段特提斯洋演化时限, 查明了西南三江特提斯构造域所经历的由原—古—中—新特提斯大洋依次扩张开启 - 俯冲闭合而引发的增生造山和新生代印度 - 欧亚大陆汇聚导致的碰撞造山过程, 从而构建了三江特提斯增生造山 + 碰撞造山复合造山格架。多旋回复合造山构造演化于三江特提斯发育了众多成矿系统, 根据其构造演化背景的差异, 可分为与增生造山作用相关的原特提斯成矿系统、古特提斯成矿系统、中特提斯成矿系统和新特提斯成矿系统, 以及与新生代碰撞造山作用相关的挤压褶皱成矿系统、拆沉伸展成矿系统、挤压走滑成矿系统和伸展旋扭成矿系统。
三江特提斯增生 - 碰撞造山演化过程的复杂性和构造成矿背景的多样性, 决定了三江地区发育多种独具特色的成矿作用类型, 包括: 洋岛型、后盆地型、上叠裂谷型和陆内裂谷型四类 VMS多金属成矿作用; 俯冲型和碰撞型两类斑岩型U-Au-Mo 成矿作用; 金顶式、脉状 Cu、脉状 Pb-Zn类盆地容矿 Cu-Pb-Zn 成矿作用; 云英岩型、夕卡岩型和热液脉型三类岩浆热液型 Sn-W 成矿作用以及造山型和类卡林型两类中低温热液型 Au 成矿作用。同成矿系统内发育的成矿作用类型存在显著差异。Deng 等 通过对各成矿系统组成和成因机理分析, 指出原、古特提斯成矿系统主要包括 VMS 型 Pb-Zn-Cu-Ag 和斑岩 - 夕卡岩型 Cu 矿床, 中、新特提斯成矿系统主要包括斑岩 - 夕卡岩型 Cu-Fe-Pb-Zn 和云英岩型 Sn 矿床, 而碰撞造山相关成矿系统主要由斑岩型 Cu-Au-Mo、造山型 Au MVT 型 Pb-Zn-Ag 矿床组成。同一成矿系统中,不同构造单元由于形成机理、基底和盖层物质的成分与结构、成矿作用方式等方面的不同, 造成明显的成矿系统空间分布差异性, 如: 古特提斯成矿系统 VMS 型 Cu-Pb-Zn-Ag 矿床主要分布于洋盆消减后的缝合带和弧后/弧间盆地, 代表性矿床包括昌宁—孟连缝合带的铜厂街 Cu 矿床和老厂 Pb-Zn-Ag床; 岩浆热液型 Cu-Au-Mo 矿床主要分布于火山 -浆弧, 代表性矿床包括义敦岛弧带的普朗和雪鸡坪斑岩型 Cu-Mo-Au 矿床、浪都和羊拉夕卡岩型 Cu 多金属矿床。
本文非原创!内容源自
邓军,王庆飞,陈福川,李龚健,杨立强,王长明,张静,孙祥,舒启海,文言,高雪,高亮,刘学飞,郑远川,邱昆峰,薛胜超,徐佳豪.再论三江特提斯复合成矿系统[J/OL].地学前缘.
https://doi.org/10.13745/j.esf.sf.2020.3.9 642-677.
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