西藏冈底斯成矿带是我国最重要的资源接续基地之一,其地质工作程度相对较低,位于班公湖–怒江缝合带与雅鲁藏布江缝合带之间。受板块俯冲和碰撞作用的影响,冈底斯成矿带内岩浆活动强烈,在冈底斯火山–岩浆弧带形成了铜、铅、锌、钼、金多金属等矿床组合,东西向分布的矿床在局部区域具有成群聚集的分布特征,在区域上形成了5个超大型矿集区:雄村铜金矿集区,厅宫–冲江铜多金属矿集区,甲玛–驱龙–邦铺铜多金属矿矿集区,蒙亚啊–洞中拉–亚贵拉多金属矿集区,程巴–努日钨钼铜矿集区。本文在前人研究的基础上,试图总结西藏冈底斯成矿带在喜山期岩浆活动与成矿作用等方面的研究新进展,为冈底斯成矿带作进一步进行地质勘查评价工作部署及找矿突破提供依据。 The Gandise Metallogenic Belt is one of the most important resources in the base in our country, the degree of geological work is relatively low, and it is located between the class—nujiang suture zone and yarlung zangbo river suture zone. Affected by the plate subduction and collision, the magmatic activity of the Gandise Metallogenic Belt is strong; and the arc of volcanic zone formed copper, lead, zinc, molybdenum, gold polymetallic ore deposit combinations in the Gandise Metallogenic Belt. The distribution of the east-west deposit has gathered in the local area distribution characteristics, and on the area formed five super-large ore concentration area: Xiongcun copper and gold mine area, Tinggong-Chongjiang Cu-polymetallic mine zone, Jiama-Qulong-Bangpu Cu- polymetallic mine zone, Mengyaa-Dongzhongla-Yagui Cu-polymetallic mine zone, Chengba-Nuri W- Mo-Cu-polymetallic mine zone. On the basis of previous studies, this paper attempts to summarize the new development of research for the magmatism and mineralization in the Himalayan period in the Gandise Metallogenic Belt, and provide basis of further geological prospecting evaluation work deployment and prospecting breakthrough.
江超强
东华理工大学地球科学学院,江西 南昌
收稿日期:2016年1月27日;录用日期:2016年2月13日;发布日期:2016年2月16日
西藏冈底斯成矿带是我国最重要的资源接续基地之一,其地质工作程度相对较低,位于班公湖–怒江缝合带与雅鲁藏布江缝合带之间。受板块俯冲和碰撞作用的影响,冈底斯成矿带内岩浆活动强烈,在冈底斯火山–岩浆弧带形成了铜、铅、锌、钼、金多金属等矿床组合,东西向分布的矿床在局部区域具有成群聚集的分布特征,在区域上形成了5个超大型矿集区:雄村铜金矿集区,厅宫–冲江铜多金属矿集区,甲玛–驱龙–邦铺铜多金属矿矿集区,蒙亚啊–洞中拉–亚贵拉多金属矿集区,程巴–努日钨钼铜矿集区。本文在前人研究的基础上,试图总结西藏冈底斯成矿带在喜山期岩浆活动与成矿作用等方面的研究新进展,为冈底斯成矿带作进一步进行地质勘查评价工作部署及找矿突破提供依据。
关键词 :岩浆作用,成矿作用,喜山期,冈底斯,研究新进展
西藏冈底斯成矿带是位于雅鲁藏布江结合带与班公湖–怒江结合带之间的世界级巨型铜多金属成矿带,其中冈底斯岩浆弧是最重要的Ⅲ级成矿带,研究程度最高在拉孜县–工布江达县长约600 km,宽约90 km范围内,已发现并评价了5个超大型矿集区:雄村铜金矿集区,厅宫–冲江铜多金属矿集区,甲玛–驱龙–邦铺铜多金属矿矿集区,蒙亚啊–洞中拉–亚贵拉多金属矿集区,程巴–努日钨钼铜矿集区[
不过,目前的找矿进展主要集中于冈底斯中东段,对于冈底斯西部,由于自然条件和工作程度的制约,对区内岩浆类型和成矿作用还缺乏系统的认识。冈底斯西部,如措勤地区,成矿条件优越,已发现的矿床与岩浆作用关系密切,但除了少数矿床被发现外,目前尚未取得找矿新突破。而晚白垩系——第四纪岩浆岩与成矿作用明显,已被众多地质学者所公认,同时,随着找矿工作的不断深入,找矿难度越来越大,成矿发生在地质时期的哪个阶段,什么类型的岩浆岩成矿最有利等制约找矿的重大难题,缺乏岩浆作用与成矿关系的统一认识,进而又影响和制约着内生成矿作用的研究与成矿预测。因此,本文在前人研究的基础之上,试图总结西藏冈底斯成矿带喜山期岩浆作用与其成矿研究的新进展,以便为后续的研究工作提供依据。
西藏冈底斯构造–岩浆成矿带位于班公湖-怒江结合带与雅鲁藏布江结合带之间(如图1所示),被认为是班公湖–怒江特提斯大洋向南、雅鲁藏布江新特提斯弧后洋盆向北俯冲及其碰撞作用的产物[
西藏冈底斯发育的最初基础是一个古老的陆壳,但是经历被动陆缘、活动陆缘(陆缘火山弧)、碰撞造
图1. 西藏冈底斯地区构造单元划分图(程文斌等,2010)
山、陆内伸展走滑等演化阶段。因为各演化阶段均有相应的地层系统的叠合,致使冈底斯成矿带陆壳结晶基底到新生界均有发育,但以被动陆缘期的三叠系——白垩系分布最广。区域地层从前寒武到第四系均有出露,但受构造活动的影响,不同地区地层存在不同程度的缺失[
西藏冈底斯构造线总体走势近东西向,因为区域长期走滑效应,次级构造线多呈北西西向,深部应有北东向隐伏构造。区域断裂带主要发育两条巨型断裂带,它们分别为米拉山巨型断裂带和嘉黎巨型断裂带,除此之外还发育一系列规模相对较小的断裂。在空间上,所有断裂错综复杂,构成“米”字型,反映了本区的基本构造格架[
区域岩浆侵入主要发生于燕山晚期与喜山期,其中古新世-始新世为冈底斯岩浆活动最剧烈的时期;区域火山喷发活动主要发生于早–中侏罗世、早白呈世、晚白垩世–始新世;另外,石炭纪–二叠纪火山岩在在冈底斯弧背断隆带上亦有所发育[
区域内矿床的形成与岩浆活动密切相关,燕山晚期–喜山期岩浆主要分布在西藏冈底斯中带及南带,而矿床也基本上沿着这两带分布,从西到东依次形成的矿集区有雄村铜金矿集区,厅宫–冲江铜多金属矿集区,甲玛–驱龙–邦铺铜多金属矿矿集区,程巴–努日钨钼铜矿集区,蒙亚啊–洞中拉–亚贵拉多金属矿集区,发育主要包括石英闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、石英斑岩和细晶岩等中酸性侵入岩,含矿斑岩以二长花岗斑岩为主,花岗斑岩次之;矿床类型以斑岩型、矽卡岩型和热液型为主[
根据近几年来人们对西藏冈底斯成矿带的岩浆活动进行研究,认为冈底斯成矿带中的喜山期岩浆活动主要受到了印度–亚洲大陆对接碰撞作用的影响,从而使该区域火山活动和岩浆活动频繁,发育了大量分布广泛、类型齐全的深成岩、浅成岩和喷出岩;并将其划分为3个演化阶段:主碰撞陆陆汇聚阶段(65~41 Ma)、晚碰撞构造转换阶段(40~26 Ma)、后碰撞地壳伸展(25~0 Ma)阶段,与之对应发育了主碰撞造山、晚碰撞构造转换和后碰撞伸展3期强烈的岩浆作用[
赵涵等根据岩浆岩分布特征,将冈底斯成矿带划分出4个岩浆岩亚带:革吉–措勤–纳木错构造岩浆岩亚带;班戈–扎西则构造岩浆岩亚带;念青唐古拉弧背断隆构造岩浆岩亚带;拉达克–冈底斯–下察隅–墨脱构造岩浆岩亚带[
西藏冈底斯侵入岩以喜山早期最为发育,主要分布于冈底斯中带及南带地区,侵入岩以中–酸性岩岩石类型最多,分布最广,而基性–超基性侵入岩仅在区内零星分布[
中–酸性侵入岩主要呈复式岩体(基)、岩株、岩墙、岩脉等形式产出,岩石类型主要为闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩、花岗斑岩等。古新世酸性侵入岩岩性主要为具S型花岗岩特征的二长花岗岩和正长花岗岩,为一套古新世大陆碰撞造山期或期后形成的同构造侵位的产物。成岩时代以喜山早期为主,自西向东侵入岩年龄具有由老变新的趋势。
冈底斯成矿带仅零星分布有始新世基性–超基性侵入岩,其多以岩脉或小岩株形式产出,多为岩浆分异至晚期的产物,岩石类型主要为纯橄岩、橄榄岩、辉长岩、苏长辉长岩、辉绿岩、辉长闪长岩等。
莫宣学等[
前人冈底斯岩浆岩带南带花岗岩测年数据以及董昕等[
刘峰等[
曲晓明等[
蒲东对冈底斯东段古新世–始新世的花岗岩类进行岩相学、地球化学、大地构造环境及成矿专属性研
图2. 冈底斯带中段花岗岩的年龄正态分布图(董昕,2008)
图3. 冈底斯西段新生代年龄统计直方图(董昕,2008)
究,结果表明花岗岩类为准铝–过铝质特征,属于高钾钙碱性岩石,源区的部分熔融程度较高。古新世花岗岩类为变质泥岩、砂岩部分熔融的产物,始新世花岗岩类为角闪岩部分熔融的产物。冈底斯东段古新世–始新世花岗岩类形成于印度–欧亚板块陆陆碰撞阶段,成矿专属性表现为Cu、Mo等。
由此可见,西藏冈底斯成矿带的侵入岩是以燕山早期为主,北带、中带、南带地区均有分布,其中以南带地区发育最为广泛;中段成岩年龄集中分布在40~70 Ma,西段成岩年龄集中分布在45~55 Ma,而南段成岩年龄集中分布在40~50 Ma,成岩年龄由北往南、自西向东有逐渐变新的趋势。岩性中–酸性岩岩石为主,如闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩、花岗斑岩等,主要以岩基、岩株、岩墙等形式产出;极少量的基性–超基性侵入岩产出,如纯橄岩、橄榄岩、辉长岩等,以岩脉、小岩株形式产出。
冈底斯喜山期火山岩集中集中分布在两条区域断裂(同波–唐巴–热木杠–冬古拉逆冲断层和塔玛–约得–渡布脆韧性–韧性剪切带)之间(如图4所示),火山岩以林子宗火山岩为典型代表,岩性以中酸性为主,活动时间主要为喜马拉雅早期。其成因是于晚白垩世末至始新世早中期受雅鲁藏布江洋壳向冈底斯的俯冲、消亡和接踵而至的弧-陆碰撞作用的影响,在冈底斯构造带南缘发育有规模空前的陆缘火山喷发活动,其代表了冈底斯地区火山活动的鼎盛期,是冈底斯火山-岩浆岩带上分布最广,厚度最大的一套俯冲–碰撞型火山岩[
林子宗火山岩为一套中酸性火山岩,通常被认为是印–亚大陆主碰撞过程的火山作用响应。该群自下而上可分为典中组、年波组和帕那组:典中组厚火山岩以安山质岩石为主体,时代为64.5 Ma~58 Ma。年波组火山岩为流纹岩-英安质火山碎屑岩、钾玄岩及玄武粗安岩,时代为58 Ma~56.4 Ma。帕那组由巨厚的高钾流纹质熔接凝灰岩组成,时代为48.7 Ma~43.9 Ma [
岳相元等[
图4. 西藏冈底斯成矿带林子宗群火山岩分布图(王乔林等,2011)
在晚白垩世晚期已经开始且西段时间早于东段大约18 Ma,之后岩浆活动逐步向东迁移,一直持续到古新世,也反映出,措勤地区典中期火山活动持续的时间更长。
张巨等[
陈希节等[
综上所述,冈底斯成矿带喜山期火山岩主要受构造断裂带控制,成岩时代主要集中分布在45~65 Ma,成岩时代自下而上有逐渐变新的趋势;岩性以中酸性为主,如安山岩、流纹岩等,从早期到晚期有从低钾向高钾演化的趋势。
冈底斯成矿带喜山期侵入岩、火山岩成岩年龄之所以具有多阶段性,主要是因为该地区受到了印度-亚洲大陆对接碰撞作用的影响,而碰撞又可以划分为3个阶段,从早到晚依次为主碰撞陆陆汇聚阶段、晚碰撞构造转换阶段、后碰撞地壳伸展阶段,从而使冈底斯成矿带侵入岩、火山岩活动频繁,为成矿作用提供了必要条件。
冈底斯成矿带喜山期岩浆成矿作用与亚洲-印度陆陆碰撞造山密切联系,具有高度的耦合性,可划分为三期主要成矿作用:① 主碰撞期(65~41 Ma)的主碰撞造山成矿作用;② 晚碰撞期(40~26 Ma)的晚碰撞转换成矿作用;③ 后碰撞期(25~0 Ma)后碰撞伸展成矿作用[
根据近几年的研究结果,冈底斯成矿带可进一步分为3个成矿亚带:① 北部的勒青拉–蒙亚阿–亚贵拉银铅锌多金属矿成矿亚带,矿床类型以矽卡岩型为主,次有斑岩型和热液脉型。② 中带为朱诺–厅宫–驱龙铜钼铅锌矿成矿亚带,以发育一系列大中型斑岩型铜钼矿或斑岩型–矽卡岩复合型铜(钼)多金属矿床为特征。③ 南带为雄村–克鲁–冲木达铜金矿成矿亚带,矿床类型以矽卡岩型铜金矿床为主,次有斑岩型钼矿和浅成低温热液型铜金矿。
赵涵等[
郑有业等[
矿床名 | 样品 | 岩性 | Re-Os(Ma) | U-Pb(Ma) | 40Ar/39Ar(Ma) | K-Ar(Ma) |
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雄村 | 锆石 | 花岗闪长岩 | 179±5 | |||
锆石 | 含矿玢岩 | 173±3 | ||||
辉钼矿 | 细脉浸染状铜矿石 | 173.2 ± 2.7 | ||||
舍索 | 锆石 | 花岗闪长岩 | 116.21 ± 0.91 | |||
辉钼矿 | 透辉石矽卡岩矿石 | 115.7 ± 1.3 | ||||
日阿 | 锆石 | 二长花岗斑岩 | 90.1 | |||
金云母 | 87.69 ± 0.64 | |||||
吉如 | 锆石 | 黑云母二长花岗岩 | 48.68 ± 0.49 | |||
辉钼矿 | 48.30-50.8 | |||||
冲木达 | 辉钼矿 | 40.3 ± 5.6 | ||||
沙让 | 辉钼矿 | 51 ± 1.0 | ||||
明则 | 黑云母 | 黑云母二长花岗岩 | 28.2 ± 0.33 | |||
驱龙 | 辉钼矿 | 16.23 ± 0.60 | ||||
辉钼矿 | 15.99 ± 0.32 | |||||
锆石 | 17.0 ± 0.2 | |||||
锆石 | 16.38 ± 0.4 | |||||
厅宫 | 辉钼矿 | 15.49 ± 0.36 | 13.5 ± 0.3 | |||
黑云母 | 花岗闪长斑岩 | |||||
锆石 | 二长花岗斑岩 | 17.0 ± 0.6 | ||||
全岩 | 二长花岗斑岩 | 16.5 | ||||
朱诺 | 辉钼矿 | 13.72 ± 0.62 | ||||
达布 | 辉钼矿 | 14.53 ± 0.80 | ||||
汤不拉 | 锆石 | 花岗闪长斑岩 | 19.88 ± 0.38 | |||
锆石 | 花岗斑岩 | 19.72 ± 0.20 | ||||
冲江 | 辉钼矿 | 矿化二长花岗斑岩 | 14.8 ± 0.3 | |||
锆石 | 二长花岗斑岩 | 16.8 ± 0.8 | ||||
锆石 | 闪长玢岩 | 14.6 ± 0.7 | ||||
白容 | 角闪石 | 似斑二长花岗岩 | 16.9 ± 2.4 | |||
绢云母 | 矿化二长花岗斑岩 | 11.5 ± 0.2 | ||||
黑云母 | 花岗闪长斑岩 | 11.80 ± 0.2 | ||||
甲玛 | 辉钼矿 | 15.70 ± 0.36 | ||||
辉钼矿 | 15.24 ± 15.81 | |||||
辉钼矿 | 15.41 |
表1. 冈底斯成矿带重要铜多金属矿床成岩成矿年龄
斑岩体,而是来源于地壳下部10 km左右二次岩浆房的多次泵出。在相同环境下,小岩体侵入的期次越多、岩性及成矿元素越复杂越有利于成大矿。
冈底斯成矿带矿床在局部区域具有成群聚集的分布特征,在区域从西到东的方向上依次可划分为5个超大型矿集区:雄村铜金矿集区,厅宫–冲江铜多金属矿集区,甲玛–驱龙–邦铺铜多金属矿矿集区,蒙亚啊–洞中拉–亚贵拉多金属矿集区,程巴–努日钨钼铜矿集区,这5个重要矿集区集中了冈底斯成矿带初步查明或查明的主要大型–超大型矿床,成矿年龄从西到东有逐渐变新的趋势(如图5所示)。
蒙亚啊–洞中拉–亚贵拉多金属矿集区主要代表了主碰撞阶段的成矿,以斑岩型钼矿、夕卡岩型铅锌多金属矿为主。斑岩钼矿的成岩成矿年龄在45~65 Ma左右,沙让已经测定的含矿岩体锆石年龄在53 Ma,辉钼矿成矿年龄在51~53 Ma左右。
王立强等[
费光春等[
黄克贤等[
图5. 冈底斯中段主要大中型矿床分布图(据唐菊兴等,2012修编)
关。赵俊兴等[
辛存林等首次对洞中松多矿床的成因进行了初步的探讨,认为洞中松多铅锌多金属矿床是构造一岩浆等长期活动的结果,断裂构造为铅锌多金属矿床的成矿物质提供了运移通道和富集空间,燕山晚期一喜马拉雅早期的深层岩浆为矿床提供了主要成矿物质和热源,属于矽卡岩型一热液改造矿床。另外,崔晓亮等[
杨成业等[
厅宫–冲江铜多金属矿集区位于冈底斯成矿带东段的中亚带,成岩成矿年龄在17~13 Ma。
杜等虎等[
张伟等应用MapGIS及MRAS对该区地球化学资料进行信息提取,圈定出Cu异常及Cu、Ag、Pb、Zn累加指数异常,为下一步勘查工作提供了指导作用,为矿产资源调查提供了丰富的信息。
钟婉婷等[
程巴–努日钨钼铜矿集区位于冈底斯南部扎囊–桑日之间。分布的克鲁、劣布、冲木达、陈坝和程巴等中到大型Mo(Cu)、Cu-Au、Mo矿床,构成斑岩–夕卡岩、热液脉状铜钼(金)或钼(铜)多金属成矿系列,成岩成矿年龄在40~20 Ma。
周利敏等[
兰双双等[
程超杰等[
江化寨等[
吴昌炟等[
甲玛–驱龙–邦铺铜多金属矿矿集区位于冈底斯成矿带东段的中亚带,成岩成矿年龄在17~13 Ma,矿床类型为斑岩–矽卡岩型为主。
郑文宝等[
赵涵等[
周雄等[
雄村铜金矿集区矿床类型以斑岩型为主,位于冈底斯成矿带中段南部,其成矿作用比其它的矿集区都早,不属于喜山期成矿,矿床主要为铜金矿床。
郎兴海等[
由上述表明,冈底斯成矿带5个超大型矿集区中的矿床,其成矿年龄从西到东有逐渐变新的趋势;喜山期岩浆成矿作用与板块碰撞造山具有密切的联系,具有高度的耦合性;矿床系列、成矿种类与矿床所发育的岩石类型密切相关,具成矿专属性。
冈底斯成矿带以其独特的地质背景、构造–岩浆发展演化过程、巨量的矿产资源,已然成为国内外地质学界研究的焦点和热点。随着对西藏冈底斯成矿带喜山期岩浆活动及成矿作用研究的逐步深入,发现巨量的铜铅锌银金银多金属成矿带受控于古特提斯洋和新特提斯洋发展演化,经历了复杂的地质–构造–岩浆演化过程。因此,在研究冈底斯成矿带喜山期大规模成矿作用的同时,必须重视对喜山期的岩浆活动、成矿作用的研究,研究岩浆活动对冈底斯成矿带地壳发展演化的贡献和对喜山期花岗质岩浆活动可能具有的重大影响,这必将有助于我们更全面深入地理解冈底斯成矿带喜山期大规模的成矿作用。
江超强. 西藏冈底斯成矿带喜山期岩浆作用与成矿研究新进展The Research Progress of Magmatism and Mineralization of Himalayan in the Gandise Metallogenic Belt, Tibet[J]. 自然科学, 2016, 04(01): 35-47. http://dx.doi.org/10.12677/OJNS.2016.41006