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高俊等-JAES:中亞成礦域斑巖大規模成礦的理論新認識
2018-12-03 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  斑巖礦床規模巨大,供應了全球工業需求量中50%-75%以上的銅、90%的鉬和20%的金,其勘探開發直接影響了這些金屬的可持續供給和對經濟發展的保障程度,因此備受地質學界和礦業界的關注。斑巖成礦理論研究也一直是地質學領域經久不衰的前沿主題之一。 

  全球的斑巖型礦床集中產出于環太平洋、特提斯和古亞洲洋三大成礦域內(圖1)。環太平洋成礦域與俯沖相關的巖漿弧環境斑巖礦成礦理論,20世紀60年代板塊構造理論誕生以來,經過半個多世紀的大量研究,已經形成;特提斯成礦域碰撞造山帶和我國東部陸內環境斑巖成礦理論模型,自21世紀初以來,以我國學者為主體,經過岡底斯、藏東斑巖銅礦帶和東秦嶺—大別山斑巖鉬礦帶等碰撞造山成礦帶斑巖礦床以及我國東部燕山期陸內環境斑巖礦床的研究,也已經初步總結和建立。 

  中亞成礦域位于西伯利亞與東歐、塔里木和華北克拉通之間,產出一系列大型超大型斑巖礦床,斑巖成礦類型多樣、形成構造環境多種、成礦事件多期,但相對于環太平洋和特提斯域而言,中亞域斑巖成礦理論研究尚未形成系統性認識。 在科技部已實施的3973計劃項目(中國西部中亞型造山與成礦、中亞造山帶大陸動力學過程與成礦作用興蒙造山帶構造疊合與大規模成礦作用)基礎之上,國家自然科學基金委員會近年設立了中亞域成礦斑巖大規模成礦重大項目(20142018),旨在建立中亞域不同類型斑巖礦床的成礦模型,從而發展俯沖巖漿弧環境和陸陸碰撞造山環境斑巖成礦理論。近期,中國科學院地質與地球物理研究所礦產資源研究院重點實驗室高俊研究員、秦克章研究員等,作為客座編輯在Journal of Asian Earth Sciences上出版以“Large-scale porphyry-type mineralization in the Central Asian Metallogenic Domain: Geodynamic background, magmatism, fluid activity and metallogenesis”為主題的專輯,并發表兩篇研究成果。 

1 全球斑巖型礦床分布及環太平洋、特提斯和中亞成礦成礦域示意圖

  現有弧環境斑巖巖漿產生的“MASH”和“板片熔融”模型只能夠解釋中亞成礦域部分大型—超大型斑巖銅礦床成礦的深部機制。他們通過對巴爾喀什西準噶爾成礦帶科翁臘德、阿克斗卡、博爾雷和包古圖等斑巖銅礦晚石炭世集中成礦開展多學科精細解剖,創新性地提出“殘余洋中脊俯沖 + 預富集基性下地殼熔融”模型(圖2)。文章認為:西準噶爾殘余洋中脊系統向巴爾喀什西準噶爾巖漿弧下俯沖,提供了上涌的熾熱軟流圈巖漿,并誘發長期預富集金屬硫化物的新生地殼發生部分熔融,造就含銅斑巖巖漿,從而促進斑巖成礦爆發。該模型也能用于解釋中亞域之外的一些礦床的成因,如特提斯成礦域巴基斯坦Chagai斑巖Cu帶的Reko Diq礦。 

2 斑巖銅“殘余洋中脊俯沖 + 預富集基性下地殼熔融”成礦理論模型

  與環太平洋和特提斯成礦域相比,新生地殼熔融造就大型—超大型斑巖鉬礦是中亞成礦域的特色。成礦斑巖較低的87Sr/86Sr比值、弱富集-虧損的εNd(t)值、正的εHf(t)值和年輕的Nd、Hf二階段模式年齡均表明,成鉬礦巖漿起源于新生下地殼的部分熔融(圖3),而古老大陸地殼物質的貢獻相對有限?!靶律碌貧げ糠秩廴诔摄f”深部機制模型突破了鉬成礦與古老地殼或巖石圈地幔熔融有關的傳統認識。 

3 “新生下地殼部分熔融成鉬斑巖成礦理論模型

  研究成果發表于Journal of Asian Earth Sciences。

  1. Gao J, Qin K Z, Zhou M F, et al. Large-scale porphyry-type mineralization in the Central Asian Metallogenic Domain: Geodynamic background, magmatism, fluid activity and metallogenesis[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2018, 165:1-6.(DOI: 10.1016/j.jseaes.2018.08.023) 
  2. Gao J, Klemd R, Zhu M, et al. Large-scale porphyry-type mineralization in the Central Asian metallogenic domain: A review[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2018, 165: 7-36.(DOI: 10.1016/j.jseaes.2017.10.002) 
 
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