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高俊等-JAES:中亚成矿域斑岩大规模成矿的理论新认识
2018-12-03 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  斑岩矿床规模巨大,供应了全球工业需求量中50%-75%以上的铜、90%的钼和20%的金其勘探开发直接影响了这些金属的可持续供给和对经济发展的保障程度,因此备受地质学界和矿业界的关注。斑岩成矿理论研究也一直是地质学领域经久不衰的前沿主题之一。 

  全球的斑岩型矿床集中产出于环太平洋、特提斯和古亚洲洋三大成矿域内(图1)。环太平洋成矿域与俯冲相关的岩浆弧环境斑岩矿成矿理论,20世纪60年代板块构造理论诞生以来,经过半个多世纪的大量研究,已经形成;特提斯成矿域碰撞造山带和我国东部陆内环境斑岩成矿理论模型,自21世纪初以来,以我国学者为主体,经过冈底斯、藏东斑岩铜矿带和东秦岭—大别山斑岩钼矿带等碰撞造山成矿带斑岩矿床以及我国东部燕山期陆内环境斑岩矿床的研究,也已经初步总结和建立。 

  中亚成矿域位于西伯利亚与东欧、塔里木和华北克拉通之间,产出一系列大型超大型斑岩矿床,斑岩成矿类型多样、形成构造环境多种、成矿事件多期,但相对于环太平洋和特提斯域而言,中亚域斑岩成矿理论研究尚未形成系统性认识。 在科技部已实施的3973计划项目(中国西部中亚型造山与成矿中亚造山带大陆动力学过程与成矿作用兴蒙造山带构造叠合与大规模成矿作用)基础之上,国家自然科学基金委员会近年设立了中亚域成矿斑岩大规模成矿重大项目(20142018),旨在建立中亚域不同类型斑岩矿床的成矿模型,从而发展俯冲岩浆弧环境和陆陆碰撞造山环境斑岩成矿理论。近期,中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究院重点实验室高俊研究员、秦克章研究员等,作为客座编辑在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”为主题的专辑,并发表两篇研究成果。 

1 全球斑岩型矿床分布及环太平洋、特提斯和中亚成矿成矿域示意图

  现有弧环境斑岩岩浆产生的“MASH”和“板片熔融”模型只能够解释中亚成矿域部分大型—超大型斑岩铜矿床成矿的深部机制。他们通过对巴尔喀什西准噶尔成矿带科翁腊德、阿克斗卡、博尔雷和包古图等斑岩铜矿晚石炭世集中成矿开展多学科精细解剖,创新性地提出“残余洋中脊俯冲 + 预富集基性下地壳熔融”模型(图2)。文章认为:西准噶尔残余洋中脊系统向巴尔喀什西准噶尔岩浆弧下俯冲,提供了上涌的炽热软流圈岩浆,并诱发长期预富集金属硫化物的新生地壳发生部分熔融,造就含铜斑岩岩浆,从而促进斑岩成矿爆发。该模型也能用于解释中亚域之外的一些矿床的成因,如特提斯成矿域巴基斯坦Chagai斑岩Cu带的Reko Diq矿。 

2 斑岩铜“残余洋中脊俯冲 + 预富集基性下地壳熔融”成矿理论模型

  与环太平洋和特提斯成矿域相比,新生地壳熔融造就大型—超大型斑岩钼矿是中亚成矿域的特色。成矿斑岩较低的87Sr/86Sr比值、弱富集-亏损的εNd(t)值、正的εHf(t)值和年轻的NdHf二阶段模式年龄均表明,成钼矿岩浆起源于新生下地壳的部分熔融(图3),而古老大陆地壳物质的贡献相对有限。“新生下地壳部分熔融成钼”深部机制模型突破了钼成矿与古老地壳或岩石圈地幔熔融有关的传统认识。 

3 “新生下地壳部分熔融成钼斑岩成矿理论模型

  研究成果发表于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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