侯增谦 大陆碰撞带斑岩铜矿
碰撞造山型斑岩铜矿蚀变分带模式——以西藏冈底斯斑岩铜矿带为例

碰撞造山型斑岩铜矿蚀变分带模式———以西藏冈底斯斑岩铜矿带为例孟祥金1, 侯增谦1, 高永丰2, 曲晓明1, 黄 卫3(1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037;2.石家庄经济学院,河北石家庄050031;3.西藏地质调查院,西藏拉萨851400)摘 要:岛弧环境斑岩铜矿蚀变分带模式已为人们所熟知,但碰撞造山环境的斑岩铜矿蚀变分带特征尚不清楚。
对此,文中以西藏冈底斯斑岩铜矿带为例,选择驱龙、冲江、厅宫3个典型斑岩铜矿,对其蚀变系统进行了系统研究。
依据蚀变矿物组合可分为3个蚀变带,呈环带状分布。
从中心向外依次为钾硅酸盐化带、石英绢云母化带、青磐岩化带。
泥化带不太发育,通常叠加在其它蚀变带之上。
钾硅酸盐化带主要蚀变矿物为钾长石、黑云母、石英、硬石膏,伴有大量的黄铜矿与辉钼矿,是成矿物质的主要堆积区。
石英绢云母化带与钾硅酸盐化带渐变过渡或叠加其上,是次于钾硅酸盐化带的储矿部位。
蚀变矿物组合为绢云母+石英+钾长石,金属硫化物有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿,少量的方铅矿、闪锌矿。
主要的辉钼矿以石英+辉钼矿脉的形式出现于本矿带。
青磐岩化在斑岩体内不发育,矿化极微弱。
蚀变岩石组分分析表明,岩石蚀变及其分带是岩浆流体/岩石反应时K ,Na ,Ca ,Mg 等组分迁移的结果,矿化伴随着蚀变发生。
钾硅酸盐化带、石英绢云母化带和青磐岩化带的蚀变岩石与未(弱)蚀变斑岩具有一致的稀土配分模式,REE 含量有规律地变化,说明蚀变岩石均经历了源于岩浆的流体的交代,不同的蚀变形成于岩浆流体演化的不同阶段。
蚀变带与矿化类型有一定的对应关系。
斑岩铜矿的蚀变分带与成矿共同受岩浆流体活动的控制。
与不同环境的斑岩铜矿的对比表明,冈底斯泥化带与金属硫化物次生富集带不发育可能与斑岩铜矿形成时或后缺少大规模的隆升作用有关;矿化发育部位和矿化特点的不同与斑岩铜矿产出的构造背景有关。
关键词:蚀变分带;元素迁移;斑岩铜矿;碰撞造山带;冈底斯中图分类号:P618.41 文献标识码:A 文章编号:10052321(2004)01020114收稿日期:20040303;修订日期:20040308基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002C B412600)作者简介:孟祥金(1966— ),男,博士研究生,矿物学、岩石学、矿床学专业。
西藏驱龙斑岩铜矿S、Pb同位素组成对含矿斑岩与成矿物质来源的指示

度大于500 m。斑岩体内发育以黄铜矿、黄铁矿为主 的典型的细脉浸染状矿化, 形成浸染状、细脉浸染状 矿石。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿及少 量的方铅矿、闪锌矿、孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿。主要 非金属矿物为斜长石、钾长石、石英、黑云母、硬石 膏、方解石和石膏等。硬石膏在驱龙矿区比较发育, 多呈角砾状产出, 并伴有黄铜矿化与黄铁矿化。矿石 以浸染状、细脉浸染状构造为主。
对驱龙矿区的含矿斑岩和黄铜矿、硬石膏矿物 分别进行了硫同位素测定 (表1)。驱龙矿床3件含矿 斑岩样品硫同位素组成比较一致, ∆ 34 S 为- 211‰ ~ - 111‰, 与区域上含矿斑岩的 ∆ 34S 一致 (表1)。 区域上含矿岩石 ∆34S 范围为- 318‰~ + 617‰, 平 均 值 为 - 01115‰, 具 有 典 型 的 岩 浆 硫 组 成 特 点 (∆34S= 0‰)。
(m od ified after 1 500000 d igitalized geo logical m ap by Ch ina Geo logical Su rvery) 1—喜马拉雅期花岗岩; 2—燕山期花岗岩; 3—蛇绿岩; 4—缝合带; 5—断层; 6—逆冲断裂; 7—斑岩铜矿床 1—H im alayan period granite; 2—Yanshan period granite; 3—oph io lite; 4—suture zone; 5—fault; 6—th rust fault;
相对较高。因此, 本文选择有典型意义的驱龙铜矿 床, 对其 S、Pb 同位素组成进行研究分析, 并与区域 上的斑岩铜矿床进行对比, 以初步探讨陆陆碰撞造 山带环境斑岩铜矿成矿物质来源及其成矿环境。
侯增谦:再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用

侯增谦:再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用素有“俯冲带工厂”之称的岩浆弧(岛弧和陆缘弧)是产出巨型斑岩铜矿的重要环境(图1),而缺乏活动大洋俯冲的其他构造环境(如大陆碰撞带、陆内造山带、克拉通内部及边缘)也发育众多的大型斑岩铜钼金矿。
迄今为止,人们对岩浆弧环境的斑岩铜矿已有相当深刻的理解,成矿理论模型也在日臻成熟,但新观点和新理念仍在不断涌现。
相比而言,非弧环境斑岩铜矿的研究起步较晚,但已取得长足进展。
近年来,非弧环境特别是碰撞环境斑岩铜矿的成因引起了人们极大兴趣,全方位多视角的深入研究已使得早期的认识不断得到深化,部分观点也在不断被修正。
图1 全球范围超大型斑岩铜矿分布图本文在综述斑岩铜矿最新研究进展基础上,结合最新资料,重点阐释了中国大陆非弧环境斑岩铜矿的地球动力学背景、成矿岩浆起源、岩浆-流体系统演化、成矿金属(Cu,Au,Mo)和H2O来源及富集过程。
中国大型斑岩铜矿除少量产于岩浆弧外,主要产于碰撞造山环境的构造转换和地壳伸展阶段、陆内造山环境的岩石圈伸展和崩塌阶段以及活化克拉通的边缘及内部(图2)。
这些非弧环境成矿斑岩多呈彼此孤立的近等间距分布的岩株或岩瘤产出,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学亲和性。
图2中国大陆非弧环境斑岩型矿床分布图成矿岩浆主要起源于加厚的镁铁质新生下地壳或拆沉的古老下地壳,少数起源于遭受早期俯冲板片流体/熔体交代改造过的富集地幔。
大陆碰撞和陆内俯冲引起的地壳大规模增厚和紧随其后的板片撕裂、断离、岩石圈拆沉和软流圈上涌,是形成这些成矿岩浆的主要动力机制。
a—碰撞造山带晚碰撞走滑阶段形成的斑岩铜矿。
大洋板片流体交代的楔形地幔和弧岩浆底侵形成的新生下地壳在碰撞期发生部分熔融,分别形成含Au-Cu和Cu-Mo岩浆,其侵位受大规模走滑断裂活动控制。
b—碰撞造山后碰撞地壳伸展阶段形成的斑岩铜矿。
碰撞前的弧岩浆在地壳底部底侵形成新生下地壳(含硫化物和含水堆积带),其部分熔融和硫化物分解形成含 Cu-Mo岩浆,其侵位受横切碰撞带的正断层系统控制。
斑岩铜钼金矿床:新认识与新进展(侯增谦)

图 !$ 青藏高原碰撞造山带构造 岩浆事件与 斑岩成矿作用的关系
( 据参考文献 [ !B ] 和 [ !< ] )
带东缘的构造调节带 ( 转换带) , 空间展布呈 OOP 向, 与印 亚大陆主碰撞方向斜交, 受 OOP 向大规 模走滑断裂带控制。斑岩带岩浆活动有 " 个高峰
床。这种矿床的非共存性暗示, 岛弧虽为形成金属 !R) 。 矿床的重要环境, 但其基本类型和发育特征不同, 产 出矿床 的 类 型 及 潜 力 也 不 同。 KJ.L’ 和 H’/’M1(( !<N< ) 曾对此给予这样的解释, 即以发育弧间裂谷 为标志的张性弧, 产出 G@+ 矿床, 以发育中酸性火
[ !E , !B ] 斑岩铜矿带是其典型代表 。中国学者为识别
这一重要的成矿环境作出了贡献。这两大成矿带均 产于印度 亚洲大陆碰撞形成的喜马拉雅—西藏造 山带, 但形成于碰撞造山的不同阶段和不同环境。 藏东玉龙斑岩铜矿带长约 "33 IM, 宽约 !E > "3 IM, 由 4 个大型铜矿和众多含矿斑岩体构成, 金属铜储 量在 ! 333 万 ) 以上, 其中, 玉龙铜矿铜储量在 B#? 万 ), 伴生 D6 约 !33 ), A6 品位 3= <<C , D6 品位 3= "E
域构造分析, DT#$U;+ 等 ( /002 ) 提出, 大洋板片俯冲 角度变缓是形成这些埃达克质含矿岩浆的主要动力
[ 44 ] 学机制 。
类似埃达克岩成分的中酸性岩石最近也在大陆 环境发现, 秘鲁 :-$9)CC*$# PC#+(# 岩基和我国东部安 基山的中酸性侵入岩就是典型实例。前者被认为来
大陆碰撞成矿作用:Ⅰ.冈底斯新生代斑岩成矿系统

( 如角闪榴辉岩 )早期卷入新生下地壳 的幔源物质及 硫化物 的重熔 为斑岩 岩浆提供 了部分金 属 c 、 u和 s 含 Mo , uA ; 岩浆来 自古老 的西 藏镁铁质 下地 壳( 如角闪岩 ) 的部分熔融 , 金属 Mo主要 来 自古老地壳物质的贡献。冈底斯含矿斑
岩均含有不 同成分 的微粒镁铁质包体 ( 伍 )并显示典 型 的长英 质与镁 铁质岩浆 混合 特征。 以 MME为 代表 的含 M , C 富 H 0幔源岩浆 , u 2 或底 侵于冈底 斯地壳底 部 , 为下 地壳熔 融提供 了热和 H 0, 2 或注入 长英质岩浆 房 , 为斑岩 系统 提供 了部分金 属 c u和 S 并提升 了岩浆 氧逸度 。冈底斯 斑岩岩浆 一 , 热液一 成矿系统受控于斑岩就位的地壳环境 。在斑
成明则式斑岩 Mo 矿和努 日式斑岩一 矽卡岩型 MoW—u矿床 , - C 在后碰撞期 (5 3Ma产 生驱龙式斑岩 C — 矿 床。 2 ~1 ) uMo 这些 矿床构成了 3条规模 不等的成矿带 , 分别发育在 冈底斯 的北带 ( 中拉萨地体 )南带 ( 当弧地体 ) 、 泽 和中带( 南拉萨
po ph r - o s s e s i b t r y y Cu M y t m n Ti e
HOU e g a HENG a Ch a Z n Qin ,Z Yu n u n ,YANG hMig n Z i n a d YANG h S n Z ue2
关键词
地质学 ; 斑岩矿 床 ; 围岩建造 ; 深部 过程 ; 成矿作用 ; 大陆碰撞造 山 ; 青藏高原
文 献标 志码 : A
中图 分 类 号 : 6 1 P 1
M ealg n s fc n i e t l ol in st n :P r 工.Ga g eeC n z i tl e ei o o t n a l so et g a t o s n c i i n d s e o oc
埃达克岩_斑岩铜矿的一种可能的重_省略_矿母岩_以西藏和智利斑岩铜矿为例_侯增谦

2003年 矿 床 地 质M INERAL DEP OSIT S第22卷 第1期文章编号:0258_7106(2003)01_0001_12埃达克岩:斑岩铜矿的一种可能的重要含矿母岩以西藏和智利斑岩铜矿为例侯增谦1 莫宣学2 高永丰3 曲晓明1 孟祥金1 (1中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037;2中国地质大学,北京 100083;3石家庄经济学院,河北石家庄 050031)摘 要 作者通过对3个重要的斑岩铜矿带的综合研究和对比分析发现,最具成矿潜力的含矿斑岩不是典型的岛弧岩浆岩,而是一种高SiO2 w(SiO2)>56% 、高A l2O3 w(Al2O3)>15% 、富Sr(多数w Sr>400 10-6)、低Y (多数w Y<16 10-6)的岩石,具有埃达克岩地球化学特征,显示埃达克岩岩浆亲合性。
含矿的长英质岩浆并非来自地幔楔形区或壳幔过渡带,而是来自俯冲的洋壳板片的直接熔融。
该俯冲板片熔融前通常变质为含水的榴辉岩。
在安第斯弧造山带,大洋板块低缓、快速、斜向俯冲,诱发洋壳板片直接熔融,形成埃达克质熔体,后者通过分凝和封闭性演化,形成安第斯中新世_上新世巨型斑岩铜矿系统;在青藏高原碰撞造山带,俯冲并堆积于地幔岩石圈的古老洋壳物质的变质和拆沉,诱发榴辉岩部分熔融,产生埃达克质熔体,并与幔源熔体混合,形成西藏冈底斯和玉龙斑岩铜矿系统。
关键词 地质学 斑岩铜矿 含矿斑岩 埃达克岩 成矿模式中图分类号:P588.121;P618.41 文献标识码:A斑岩铜矿作为一种最重要的铜矿类型,为世界提供了50%以上的金属铜资源(Kirkham et al., 1995)。
有鉴于此,过去几十年对斑岩铜矿进行了大量的深入细致的研究,使人们对斑岩铜矿成因机制的认识程度和理解深度,远高于其他类型矿床。
基于板块构造理论而建立的著名的岛弧_斑岩成矿模型(Sillitoe,1972;M itchell,1973),有效地指导了找矿实践,并取得了巨大成功。
冈底斯斑岩铜矿成矿模式

山) 与斑岩铜矿关系的神密面纱。 王全海、王保生等 (2002) 认为冈底斯矿带东段
铜多金属资源总量不低于1500万吨; 冈底斯矿带的
图 2 冈底斯矿带花岗质岩石年龄频率图 (据李光明等, 2003)
F ig. 2 O re2fo rm ing age spectrum fo r gran itic rock s from the Gangd isêpo rphyry copper zone
0. 512566±0. 000023 0. 512270±0. 000012 0. 512545±0. 000011 0. 512582±0. 000014 0. 512611±0. 000007 0. 512441±0. 000008 0. 512428±0. 000008 0. 512381±0. 000006 0. 512468±0. 000009 0. 512508±0. 000009 0. 512450±0. 000009 0. 512458±0. 000007 0. 512282±0. 000008 0. 512496±0. 000009 0. 512390±0. 000010 0. 512449±0. 000007 0. 512423±0. 000008
本文为国家重点研究发展规划项目 (2002CB4126010) 和国土资源部地质大调查项目 (1999 10200246) 的成果。 收稿日期: 2005210210; 改回日期: 2006204207; 责任编辑: 章雨旭。 作者简介: 芮宗瑶, 男, 1935年生。研究员, 主要从事金属矿床和矿床地球化学研究。电话: 010268999054; Em ail: R uizy@ sina. com。
侯增谦-2001-冈底斯斑岩铜矿成矿带有望成为西藏第二条_玉龙_铜矿带

-
斑岩矿化(蚀变特征
冈底斯斑岩铜矿成矿带显示明显的分段性。 东段甲马地区以DE、 %F、 GH、 B=多金属矿化为
主, 以甲马矿床为代表, 铜平均品位在#:以上, 矿床由产于斑岩体内外接触带的 DE、 %F 矿体和 产于外围似层状夕卡岩中的B=、 后者成因有两种可能性: (#) 白垩纪海底喷流(沉 GH矿体构成。 积成因; (!) 斑岩岩浆热液交代碳酸盐岩围岩成因。中段尼木地区以DE、 发育/个 %F矿化为主, 典型的斑岩型 DE、 (厅宫、 冲江、 南木和拉抗俄) , 硫化矿铜品位变化于 "I-:."I1: 之间, %F 矿床 氧化矿铜品位变化于"I7:.-I7:之间。铜钼矿体产于斑岩与围岩花岗岩的内外接触带中。西段
$#5!""#$ %&"’&()* !"+,),-,# &. /#&(&’)0*( 1-$2#3, 4&55&, "#""!" , !""#$ %&"’&()*, 65)"*; !5!""#$ %&"’&()* !"+,),-,# &. 7*"8 *"8 9#+&-$0#+ :;<(&$*,)&" *"8 =#2#(&<>#",, 4&55&, "#""!" , !""#$ %&"’&()* 65)"*!
! " #
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Juvenile lower crust: Nd-Hf isotopic evidence
Hou et al., 2012
Barren
Fertile Jurassic arc
14-20 km thick high-velocity layer (Vp =7.2~7.5 km/s)(Owens and Zandt,1997) Owens and Zandt (1997 ) interpreted this layer as a high-density (> 3.0 g/cm3), high-pressure garnet-bearing mafic rock layer formed by underplating of mantle magmas
Qtz-ksp A vein
Qtz-ksp vein Qtz-cpy vein with bt halo
2 cm
2 cm
扎 格 罗 斯 造 山 带 构 造 单 元
Eurasian Plate
Yazd Tabas Block Block
Lut Block
East Iran Block
Makran
(Base map after Novgol Sadat, 1980)
Sr-Nd isotopic compositions for fertile and barren porphyries
Jurassic arc 软流圈来源 rocks in Lhasa 玄武岩浆 (200-174Ma) (42-40Ma) Dazi picritic basalts from asthenosphere (42-40Ma) LVS derived from mantle wedge in Tibet (64-42Ma) Fertile porphyries (17-14Ma) Barren porphyries (20-12Ma)
◆大吨位,低品位,全岩矿化 ◆大范围的热液蚀变; ◆表生富集
Batu Hijau, Sumbawa ()
Ag等金属的重要来
源
斑岩型矿床的全球分布
弧环境 斑岩矿床
碰撞环境 斑岩矿床
W.D Sinclair Richards,2013
Almost large and superlarge porhyry Cu deposits (97%) in the world occur in mgmatic arcs related to oceanic-slab subduction
大陆碰撞带斑岩铜矿:局部事件
vs. 全球事件?
Collision in Cenozoic
Himalayan-Zagros collisional orogen system
青藏高原:碰撞阶段与斑岩铜矿
● 主碰撞陆陆汇聚(65-41Ma) ■地壳缩短加厚 ■同碰撞的岩浆 ■峰期变质作用
亚洲 大陆
印度 大陆
克尔曼铜矿带
Meiduk Cu 6 Mt @1.3Cu
Aghazadeh,2012
Sar-Cheshimeh (8Mt@0.64%)
东特提斯后碰撞(中新世)钙碱性岩浆带与斑岩铜矿
张洪瑞和侯增谦,2009
土耳其
20Ma 15.6Ma 14.4Ma 16Ma 中国 朗
伊
12Ma
印度 19Ma
东特提斯中新世斑岩铜矿带
Hou et al (2012)
Fertile
Barren
Source: A thickened lower-crust involved mantle components
Zircon Hf isotopic compositions for fertile and barren porphyries
Propylitic Post-mineral porphyry Intra-mineral porphyry K-sillicate (Ksp) K-silicate (bt)
K-silicate
bt vein
Qtz-moly-py vein with Qtz-anhy-cpyphyllic halo (D-type?) moly B-type vein
Barren porphyries
Fertile porphyries
Geochemical affinity with adakite for porphyries
Gangdese
Origin of Adakitic Rocks
Melting of subduction-modified lithospheric mantle (Gao, 2008) Melting of subducted Tethyan oceanic crust (Qu et al., 2004) Melting of thickened lower crust (Chung 2003; Hou et al., 2004)
Gangdese Syn-collision rock suites
Tethyan Himalaya
40 20
S
80 70 60 50 40 30 20 10 0
Ma
Hou and Cook, 2009
mm/year
Ultrapotas sic rocks
青藏高原构造格架与冈底斯斑岩铜矿带
14.4 Ma
大陆碰撞带斑岩铜矿
新思考与新进展
侯增谦
中国地质科学院 地质研究所
houzengqian@
斑岩型矿床(Porphyry-type Deposits)
◆与长英质斑岩侵入体有关;
◆细脉-网脉状、细脉浸染状、
角砾状矿石;
据统计,全球10大
铜矿山均为斑岩型
铜矿。 世界几乎所有的Mo、 50%的Cu均来自斑 岩型矿床,还是Au、
东特提斯巨型斑岩铜矿带可与南美的安弟斯斑岩铜矿带相媲美
大陆碰撞带斑岩铜矿
■大陆斑岩铜矿:局部性事件 vs.全球性事件? ■含矿岩浆起源:交代富集地幔 vs.新生下地壳? ■岩浆源区组成:弧岩浆堆积物 vs. 弧岩浆底侵? ■岩浆水的来源:变质流体 vs. 幔源岩浆去气? ■金属物质来源:硫化物重熔 vs.幔源岩浆贡献? ■岩浆流体出溶:一次性出溶 vs. 多幕式出溶? ■斑岩成矿系统:金属组合类型 vs. 成矿系统?
Lithosphere thinning
140 120
Lhasa Terrane
Crustal shorting, thickening
斑岩Cu
Convergent rate curve
100 80 60
斑岩Cu
UltrapotassicPotassic rock suites Lecuogranites STD
大陆碰撞带斑岩铜矿
■大陆斑岩铜矿:局部性事件 vs.全球性事件?
■含矿岩浆起源:交代富集地幔 vs.新生下地壳?
■岩浆源区组成:弧岩浆堆积物 vs. 弧岩浆底侵?
■岩浆水的来源:变质流体 vs. 幔源岩浆去气?
■金属物质来源:硫化物重熔 vs.幔源岩浆贡献?
-2 km
成矿新模型
●大陆碰撞导致新生下地壳熔融
-4 km
●埃达克岩浆上侵形成大岩浆房
●岩浆房流体出溶形成斑岩铜矿 ●矿床受垂直碰撞带张断裂控制 斑岩铜矿 成矿过程
-6 km
局部性成矿事件?全球Βιβλιοθήκη 成矿事件 ?大陆碰撞带斑岩铜矿
■大陆斑岩铜矿:局部性事件 vs.全球性事件? ■含矿岩浆起源:交代富集地幔 vs.新生下地壳? ■岩浆源区组成:弧岩浆堆积物 vs. 弧岩浆底侵? ■岩浆水的来源:变质流体 vs. 幔源岩浆去气? ■金属物质来源:硫化物重熔 vs.幔源岩浆贡献? ■岩浆流体出溶:一次性出溶 vs. 多幕式出溶? ■斑岩成矿系统:金属组合类型 vs. 成矿系统?
MMEs Fertile porphyries
Barren porphyries
Sample/N-MORB
Both fertile and barren porphyries show enrichment in LILE ( Rb, Sr, K, Ba) and depletion in HFSE (Nb, Ta, Ti, P etc.), suggesting a hydrous source for them. Barren porphyries yielded high positive Pb, suggesting the involvement of crust materials for their generation;
Adakite
Possible Source for the magmas:
Eclogite or Garnet-amphibolite
Sample/N-MORB
No coeval mafic magmas associated with porphyry stocks in Gnagdese belt, except for minor MMEs, rule out the first model
Fertile
Fertile porphyries
eHf = +5 - +12 TDM = 400-700Ma
Lhasa basement
Barren
Barren porphyries
eHf = -5 - +4 TDM = 1200-1700Ma
Hou et al (2012)
Fertile: much high eHf values, much young model ages; juvenile lower crust Barren: relatively low eHf values, much old model ages; old lower crust