中国东北小兴安岭及邻区斑岩型矿床成矿作用研究

发布时间：2020-08-31 18:38

　　小兴安岭及邻区位于兴蒙巨型造山带东段,显生宙以来经历了古亚洲洋构造域、蒙古-鄂霍茨克洋构造域和环太平洋构造域的叠加影响和转换,构造岩浆活动强烈频繁。系统总结了小兴安岭地区动力学演化史:显生宙初期(~540Ma±)在华北板块和西伯利亚板块之间形成了扩张规模有限的陆间洋。具有前寒武纪变质结晶基底且有独立演化过程的额尔古纳、松嫩和佳木斯-兴凯等陆块散布其中。大兴安岭和小兴安岭-张广才岭是环松嫩地块的海西期造山带。将东北地区的大地构造单元划分为额尔古纳、松嫩和佳木斯-兴凯三个地块以及大兴安岭、小兴安岭-张广才岭和完达山三个造山带。通过对多宝山花岗闪长岩和小西南岔闪长岩的年代学和地球化学的研究探讨了研究区在古生代的构造环境,认为:早古生代(510Ma~476Ma)额尔古纳、松嫩和佳木斯-兴凯地块已由被动大陆边缘转换为活动大陆边缘,陆间洋俯冲消减,陆块开始聚合。海西中期(330~290Ma)额尔古纳和松嫩地块之间的陆间洋闭合,形成大兴安岭海西期造山带;海西晚期伴随着古亚洲洋的闭合(270~250Ma),额尔古纳-松嫩地块和佳木斯-兴凯地块碰撞拼贴形成了小兴安岭-张广才岭海西期造山带。伴随古亚洲洋的最终闭合,中生代东北地区逐渐受控于蒙古-鄂霍茨克洋构造域演化和环太平洋构造域的演化。对小兴安岭-张广才岭系列花岗质岩石的年代学和地球化学研究表明,在早-中侏罗世(178~170Ma),研究区已经处在古太平洋板块的俯冲作用影响之下,岩石圈经历了强烈的挤压增厚,继而又在早白垩世发生了大规模的拆沉、伸展和减薄,引发了区域上大规模的构造岩浆活动和成矿作用。在野外工作和室内研究的基础上,对研究区内典型矿床控矿条件和成因类型进行了重新认识:明确了小西南岔铜金矿并不是前人认为的斑岩型矿床,而是一叠生型矿床,存在海西晚期与闪长岩有关的细网脉型和燕山晚期热液脉型两期铜金成矿作用,且以海西晚期成矿作用为主。海西晚期的铜金矿化时间和空间上均受闪长岩体控制,矿体集中分布在闪长岩体上部,沿岩体内发育的裂隙形成细网脉型铜金矿化。围岩蚀变较弱,不具有面型蚀变分带特征。成矿流体是从深部岩浆房中出溶的单项超临界流体,由于压力骤减发生沸腾形成高温、高盐度、高氧逸度的岩浆热液流体。成矿流体沿闪长岩体内裂隙向上运移,温度逐渐降低,流体性质由氧化性转化为还原性,金属物质大量卸载和沉淀,最终形成了聚集在闪长岩体顶部的细网脉型铜金矿化。海西期矿化发生在中二叠世。燕山晚期铜金矿化主要由硫化物石英脉和条带状多金属硫化物脉组成,是受断裂构造控制的热液脉型铜金矿。小西南岔热液脉型铜金矿化发生在早白垩世。小兴安岭地区早-中侏罗世形成的钼矿床如长安堡、鹿鸣等,具有以下特征:(1)矿体产于中-酸性深成花岗岩中;(2)围岩蚀变弱,不具有明显的蚀变分带特征;(3)矿石以细网脉状构造为主;(4)成矿深度大于3km。此类矿床不具有典型斑岩型矿床特征,建议可定义为与深成侵入体有关的细网脉型钼矿床,更符合矿床的实际地质特征。结合成矿时代和成矿动力学背景,对研究区典型矿床进行了成矿系列的划分:(1)早古生代古亚洲洋俯冲岛弧背景下的斑岩型铜金钼成矿系列;(2)晚古生代古亚洲洋俯冲岛弧背景下的与闪长岩有关的细网脉型铜金成矿系列;(3)早-中侏罗世环太平洋板块俯冲背景下形成的岩株型和与深成侵入体有关的细网脉型钼成矿系列;(4)早白垩世与加厚的陆壳拆沉有关的伸展背景下形成的斑岩型、热液脉型铜金成矿系列。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.51;P618.41
【部分图文】：

空间分布,斑岩型,时空分布,斑岩型矿床

图 1.2 世界上主要的世界级或大型斑岩型铜(钼)矿和斑岩型钼(铜)矿的时空分布(据 Sillitoe，2010；孙燕等，2012)斑岩型钼矿和铜矿含矿岩体之间也存在明显差别，酸性岩体易发生钼矿化，中酸性岩体易发生铜矿化，偏基性铜矿岩体不伴生钼(Kirkham et al., 1995)；岩体侵位较深(>5 km)则形成富钼矿床，岩体侵位较浅(<5km)形成富铜矿床，水含量较高有利于钼在斑岩铜矿中富集，水含量低斑岩铜矿的钼含量低(Robb，2005)。斑岩型铜(±钼)矿床在现已发现的斑岩型铜矿床中，形成时代集中在中、新生代，其次为古生代，而前寒武纪斑岩型矿床较少。不同形成时代斑岩型矿床的空间分布存在一定的规律性，环太平洋成矿带以及特提斯-喜马拉雅成矿带主要产出中、新生代斑岩型铜矿，中亚成矿带主要产出古生代斑岩型矿床。斑岩型铜矿按其与板块构造的关系可分为 2 种：聚合板块边界的斑岩铜矿和碰

斑岩型矿床,构造背景

图 1.3 斑岩型矿床形成的构造背景（据 Richards，2009）A：典型的弧环境(大陆弧和成熟岛弧)；B-D：俯冲流体交代的岩石圈地幔或者是含水的下地壳再熔融；B：碰撞引起的岩石圈加厚；C：碰撞后岩石圈地幔拆沉；D：俯冲后岩石圈伸展Uyeda 等(1979)指出斑岩型矿床主要形成在挤压弧中；Sillitoe(1998)进一步提出挤压环境有利于斑岩型矿床形成：由于挤压作用，导致地壳加厚，岩浆不能直接穿过上地壳形成火山岩，因此挤压环境形成的浅部岩浆房比伸展环境更大；挤压背景下的浅部岩浆房很难喷发，大大促进了岩浆房的结晶分异，导致挥发分饱和，形成大规模岩浆热液；挤压环境下张性断裂难以发育，从而限制了在岩浆房顶部形成岩株(枝)的数量，有利于岩浆热液向单独岩株(枝)的聚集；挤压背景下快速剥蚀而产生的突然减压作用可有效地促进岩浆热液的出溶和运移(Masterman et al.，2005)。但是，持续的挤压却不利于斑岩型矿床的形成，斑岩矿床常形成于挤压向伸展转换的构造体制转化时期(Solomon，1990；Sillitoe，1997；Kerrich et al.，2000；Richards，2003；

深部过程,含矿斑岩,岩浆弧,斑岩型

7图 1.4 岩浆弧环境下含矿斑岩形成的深部过程（Richards，2003，2005）斑岩型矿床往往不单独产出，常与浅成低温热液型、矽卡岩型矿床共同产出，构成成矿系列(张德全等，2003；李碧乐等，2010；毛景文等，2010，2014)。在岩体及其内外接触带内形成斑岩型矿床，在斑岩体的上部形成浅成低温热液型矿床，在与碳酸盐岩地层接触部位形成矽卡岩型矿床、沉积岩型矿床等。斑岩型钼(±铜)矿床在全球范围内，具有重要经济意义的斑岩型钼矿主要分布在阿尔卑斯褶皱带，如北美科迪勒拉西部，以及加拿大不列颠哥伦比亚，阿拉斯加东南部，美国西部等地，三个世界上最大的斑岩型钼矿床 Climax、Urad-Hendeson、Mt.Emmons 均产在科罗拉多钼矿带；其次为环太平洋成矿带及乌拉尔-蒙古弧形构造带。在中国，斑岩型钼矿床主要分布于东秦岭、小兴安岭-张广才岭和燕辽钼矿带。不同于国外钼成矿年

【参考文献】