Question

区域成矿地质与矿床地质研究现状与问题

Answer 1

（一）区域成矿地质构造背景研究方面

通过以侯增谦、王二七研究员为首席科学家的“印度-亚洲主碰撞带成矿作用”973项 目的实施，对印-亚碰撞造山过程及其成矿作用进行了初步的厘定（侯增谦等，2008）。

侯增谦等（2006a，b，c）通过对青藏高原碰撞造山带成矿作用多年的系统研究，提 出印度-亚洲大陆碰撞造山带是一个相继经历了主碰撞（65～41 Ma）、晚碰撞（40～26 Ma）和后碰撞阶段（25～0 Ma），而目前仍处于活动状态、全球最典型的大陆碰撞带。在这一完整地记录了大陆碰撞过程的造山带中，系统发育并完好保存了各个阶段的成矿作 用的产物，产出不同类型的矿床，初步建立了主碰撞造山（挤压）成矿作用、晚碰撞转换 成矿作用、后碰撞伸展成矿作用的成矿模型。提出印度-亚洲大陆主碰撞始于65 Ma，延 续至41 Ma，形成了以藏南前陆冲断带、冈底斯主碰撞构造-岩浆带和藏北陆内褶皱-逆冲 带为特征的青藏高原碰撞造山带主体。

在主碰撞期，初步识别出4个重要的成矿事件：(1)与壳源花岗岩有关的Sn稀有金属 成矿事件，在藏东滇西形成腾冲Sn稀有金属矿集区；(2)与壳/幔花岗岩有关的Cu-Au-Mo成矿事件，在冈底斯南缘克鲁-冲木达地区形成长达百余千米的Cu-Au矿化带；(3)与 碰撞造山有关的剪切带型Au成矿事件，沿雅鲁藏布江缝合带分布，形成具有较大成矿潜 力的Au矿化带；(4)与挤压抬升有关的Pb-Zn-Mo成矿事件，形成冈底斯北部以沙让大 型钼矿、亚贵拉大型Pb-Zn矿为代表的Mo-Pb-Zn矿床（秦克章等，2008；赵俊兴等，2011；Zhao et al.，2012）。

晚碰撞造山作用发生于印度与亚洲大陆的持续汇聚和SN向挤压背景之下，以陆内俯 冲、大规模逆冲推覆、走滑断裂系统的发育为特征，导致了区域尺度的地壳缩短及藏东富 碱斑岩和碳酸岩-正长岩、藏北钾质-超钾质火山岩的大规模产出。晚碰撞期成矿作用强烈 发育，主要集中于高原东缘的构造转换带，成矿高峰期集中于（35±5）Ma。现已识别出 4个重要的成矿事件：(1)与大规模走滑断裂系统有关的斑岩型Cu-Mo（Au）成矿事件，形成著名的玉龙斑岩铜矿带（40～36 Ma）；(2)与碳酸岩-正长岩杂岩有关的REE成矿事 件，在二叠纪攀西古裂谷带内发育勉宁碳酸岩-正长岩杂岩有关的REE成矿带（40～27 Ma）；(3)与逆冲推覆构造系统有关的热卤水型Pb-Zn-Cu成矿事件，集中产出于兰坪盆地，形成大型Pb-Zn-Ag矿集区（40～30 Ma）；(4)与大规模剪切系统有关的剪切带型Au成 矿事件，形成著名的哀牢山大型Au矿带（63～28 Ma）。晚碰撞成矿作用主要发育于陆 内转换造山环境，受大规模走滑-剪切作用控制，受控于统一的深部作用过程，与软流圈 上涌导致的幔源或壳/幔混源岩浆活动密切相关。

在后碰撞早期阶段主要发生下地壳流动与上地壳缩短（＞18 Ma）：下地壳塑性流动 并向南挤出，在藏南地区形成EW向延伸的藏南拆离系（STDS）和高喜马拉雅上地壳的 强烈逆冲推覆，在拉萨地体发育EW向展布的逆冲断裂系；晚期阶段主要发生地壳伸展与 裂陷（＜18 Ma）：垂直碰撞带的EW向伸展，形成一系列横切青藏高原的SN向正断层 系统（≤13.15 Ma）及其相应的裂谷系和裂陷盆地。后碰撞岩浆作用以形成钾质-超钾质 火山岩、钾质埃达克岩、钾质钙碱性花岗岩与淡色花岗岩为特征，集中发育于冈底斯构造-岩浆带和藏南特提斯喜马拉雅。淡色花岗岩与藏南拆离构造有关，钾质-超钾质岩浆活动 则与EW向地壳伸展在关。青藏高原后碰撞成矿作用强烈而复杂，主要形成斑岩型Cu矿、热液脉型Sb-Au矿、矽卡岩型和热液脉型Ag-Pb-Zn矿，以及现代热泉型Cs-Au矿等重 要矿床类型。斑岩型Cu矿及矽卡岩型多金属矿床形成于后碰撞伸展环境，岩浆起源于加 厚的镁铁质新生下地壳；热液脉型Sb-Au矿发育于藏南拆离带及变质核杂岩周围，系中 新世地热田浅成低温热液活动产物。热液脉型Ag-Pb-Zn矿主要产于拉萨地体内部的逆冲 构造带内，与地壳流体的迁移汇聚过程有关。青藏高原后碰撞成矿作用在上地壳层次受3 大构造系统控制：(1)东西向伸展形成的近SN向正断层系统及裂谷裂陷带（即碰撞裂谷），(2)南北向地壳缩短形成的EW向展布的逆冲构造带，(3)近EW向展布的拆离构造带；但在 中下地壳/地幔层次上，则受中下地壳物质流动-挤出过程以及俯冲大陆板片断离-拆沉过 程控制。藏南拆离系（STDS）是世界上规模最大的正断层体系，延长2000km以上，已 有年代学研究证实该断层系活动时代为24～12 Ma（张进江，2007）。

余光明等（1989）对西藏特提斯泽当俯冲过程的沉积作用作了全面研究，确认在冈底 斯东段存在一系列侏罗纪-白垩纪的弧内盆地。据1：20万沃卡幅资料，介于卡松拉-米 拉山逆推断裂与温区-沃卡韧性剪切带之间的甲玛-日多弧内局限盆地，经历了三期构造演 化：(1)盆地形成初期与伸展构造有关的“顺层”剪切固态流变作用及变形；(2)主期挤压作 用的褶皱变形（发生于晚白垩世），形成区域上的复式褶皱即墨竹工卡-恩玛日复向斜； (3)晚期挤压环境下由北向南的逆冲推覆作用的构造变形。

冯孝良等（2001）认为甲玛铜多金属矿床的容矿构造空间为多底沟组灰岩（J₃d）与林 布宗组（J₃-K₁l）砂板岩之间的一个伸展滑脱构造断裂带；任云生等（2002）认为该断裂 带为多期次活动的同生沉积断裂，控制了燕山晚期层控矿体的空间展布，并在区内铜山附 近形成海底热水喷流中心，由中心（铜山）往外（铅山）喷流沉积成矿元素呈现由Cu（Au）往Zn-Pb（Ag）的分带规律。问题是：(1)俯冲阶段侏罗纪-白垩纪弧内盆地的成矿期同生 沉积断裂表现形式尚不太清楚，研究程度较低，也缺乏同位素年龄佐证；(2)碰撞阶段（65～0 Ma）特别是18～13 Ma在冈底斯中东段形成近南北向碰撞裂谷，冈底斯东段由于受 NE向当雄-羊八井断裂等走滑断裂构造的影响，其构造岩浆活动的特殊性（如火山活动不 如中西部，侵入活动先于并强于中西部等），尚未引起人们的足够重视。

（二）矿床的成矿机理与成矿模型研究方面

1.甲玛铜多金属矿床

该矿床成因尚有争议，争议的焦点在于赋矿“矽卡岩”的成因是“岩控的”（即岩浆 热液交代说、岩浆成因说）、还是“层控的”（海底热水喷流交代成因说、热水喷流沉积 成因说），部分学者（姚鹏等，2002，2006；任云生等，2002）认为西藏甲玛矿床主要赋 存矿体的矽卡岩是海底热水沉积作用和交代作用的产物；矽卡岩中石榴子石包裹体显示的 成矿流体中K^＋，Na^＋含量高出岩浆成因矽卡岩的6～7倍，这与现代海底热卤水的成分特 征相似。少部分学者（冯孝良等，2001；侯增谦等，2006c；唐菊兴等，2011）认为属岩 浆热液交代成因。

2.驱龙铜（钼）矿床

以驱龙、尼木铜（钼）矿为代表的区域含矿斑岩研究资料和肖波等（2008，2009，2011）、Xiao et al.（2012）研究成果，显示冈底斯的含矿斑岩具有埃达克质岩的特征，以 高钾钙碱性系列为主，钾玄岩系列次之。与典型的由俯冲板片熔融的埃达克岩相比，以高 w（Mg^＃）（0132-0174）和高w（K₂0）（216％～817％）为特征（侯增谦等，2004a； Hou et al.，2004b）。岩石富集LILE（K，Rb，Ba，Sr），强烈亏损HFSE（Nb，Ta，Ti），总体上类似于与之共存的中新世（25～12 Ma）钾质-超钾质火山岩。其以较低的 HREE（Yb，019×10^-6～119×10^-6）、Y质量分数（Y，1016×10^-6～1913×10^-6）及较高的w（Sr）/w（Y）和w（La）/w（Yb）比值，显示典型的埃达克岩特征（Rapp et al.，1999）。

高顺宝等（2006）对驱龙含矿斑岩的研究表明，驱龙含矿斑岩（二长花岗斑岩）具有高钾、富碱、过铝，强烈富集轻稀土元素，无Eu异常，亏损Nb，Ta，高w（Sr）/w（Y）及w（Fe₂O₃）/w（FeO）等地球化学特征。其中，高w（CaO），w（Cu），w（Mo），w（Fe₂O₃）/w（FeO）； 低w（MnO），w（Y），w（Co），w（Ba），以及缺乏Eu异常等特征，可以作为该区 含矿斑岩与不含矿斑岩的地球化学判别标志。

虽然目前大多数研究者都认为含矿斑岩为埃达克质岩，但对埃达克质岩的成因仍存在 争议。Chung等（2003）将冈底斯中新世埃达克岩解释为来自加厚下地壳的碰撞带型埃达 克岩。侯增谦等（2004a，2004b）基于岩石微量元素和同位素综合研究，提出这些后碰撞 埃达克岩起源于碰撞加厚的新生镁铁质下地壳，部分熔融的热能来自透过板片断离窗而上 涌的软流圈，而Mo等（2007）认为地壳加厚的原因是由于地幔物质的加入（约30％）。Qu等（2004）认为这些埃达克岩来源于消减板片部分熔融，Gao等（2007）认为是板片 熔体交代岩石圈地幔的结果。

郑有业等（2004）初步对矿区的蚀变及矿化特征、成矿期次进行了研究，孟祥金等（2004）初步总结了包括驱龙铜矿在内的冈底斯斑岩铜矿蚀变分带模式。驱龙斑岩铜钼矿床的蚀变 类型主要有：黑云母化、钾长石化、钠长石化、硅化、绢云母化、绿泥石-绿帘石化、硬 石膏化、磁铁矿化。肖波等（2008，2011）根据详细的蚀变矿物的空间分布填图，系统划 分了驱龙铜钼矿床的蚀变分带，驱龙矿区以二长花岗斑岩和似斑状黑云母二长花岗岩为中 心，形成中心环状对称蚀变分带。从岩体向外、由深到浅，依次出现榍石-绿帘石-钠长石-硬石膏带、钾硅酸盐化（钾长石＋硬石膏化、黑云母＋硬石膏化）蚀变带、石英-绢云母-绿泥石化带、石英-弱绢云母化-粘土化蚀变带、硅化-绿泥石（±绿帘石）蚀变带、青磐 岩化蚀变带或角岩化以及矽卡岩化带，其中在各种蚀变类型中普遍发育硬石膏为该矿床的 显著特点。矿区的蚀变分带和蚀变矿物组合特征与国内外典型的斑岩型矿床基本相似，但 是弥散状的钾长石化蚀变较弱或还未被揭示出来。在水平面上，由于各斑岩体的蚀变带相 互交织和叠加而使整个蚀变显得比较复杂。

杨志明等（2005）、郑有业等（2006）和佘宏全等（2006）对斑岩中石英斑晶、辉钼 矿石英脉、黄铁矿石英脉和硬石膏中的流体包裹体进行了包裹体岩相学、包裹体显微测温 分析和包裹体成分的激光拉曼探针分析。据流体包裹体的均一状态，以及室温下相态特征 可以划分为以下几类：Ⅰ.富液相包裹体；Ⅱ.富气相包裹体；Ⅲ.含子晶多相包裹体；Ⅳ.纯 液相包裹体。石英斑晶和与石英绢云母化蚀变有关的辉钼矿石英脉中流体包裹体组合相 似，均以液相包裹体（Ⅰ类）、气相包裹体（Ⅱ类）与含子矿物的多相包裹体（Ⅲ类）共 存为特征；而硬石膏中则以Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ类包裹体为主。与成矿有关的包裹体主要为液相包 裹体、气相包裹体和含子矿物多相包裹体，均一温度190～650℃，盐度0.18％～52.5％ NaCl_eq。激光拉曼显微探针（LRM）分析表明，各类包裹体中气、液相成分以H₂O为主。含子矿物多相包裹体与不同气相充填的液相包裹体、气相包裹体共存，且均一温度相近，但盐度相差很大，表明成矿流体经历了沸腾作用。从蚀变矿物组合、流体包裹体显微测温 分析可以看出，驱龙斑岩铜矿床成矿流体富含Cl^-， ，具 有较高盐度和较强的溶解Cu的能力。

Ⅲ类包裹体中子矿物除含大量石盐外，同时亦可见少量难溶透明子矿物，在加热到 550℃以上时还没有溶解的趋势，该类子矿物多为菱形或浑圆状，初步判断为碳酸盐子矿物。扫描电镜/能谱研究表明，驱龙矿床中多相包裹体的子矿物，除常见的石盐及钾盐外，还 含有重晶石、方解石、黄铜矿、钛铁矿及其他以Fe，Cu-Fe为主要元素的未知矿物。这些 结果表明，成矿流体为富含Cu，Fe，Ti，Mn，S等成矿元素的高氧化态岩浆热液；黄铜矿、钛铁矿、重晶石等子矿物与石盐、钾盐等子矿物共同产出，暗示直接从斑岩岩浆中出溶的 高盐度流体是成矿物质搬运的主要载体。成矿流体总体显示出高温、高盐度、高矿化度、高氧逸度的特征。流体减压沸腾及不同性质流体混合作用是促使金属离子沉淀富集的主要 机制。

郑有业等（2006）还对成矿流体的氢氧同位素进行了研究，认为成矿物质主要来源于 斑岩岩浆体系，而成矿流体主要来源于与岩浆水、天然热卤水有关的混合水，且天然热卤 水占优势。但石英中氧同位素研究尚未开展，上述结论尚有待探讨。

许多研究者（如侯增谦等，2003；芮宗瑶等，2003，孟祥金等，2003；李光明等，2004，2005；莫济海等，2006；肖波等，2011）对驱龙含矿斑岩（二长花岗斑岩）及其辉 钼矿进行的锆石高灵敏度分辨率离子探针（SHRIMP）年龄和Re-Os年代学研究，获得的 成岩年龄为16～17.5 Ma，成矿年龄为15～16 Ma，成岩和成矿时差约为1 Ma。这一时 间明显晚于新特提斯洋壳向北俯冲的时间（125～96 Ma）及印度板块与欧亚板块主体碰 撞的时间（约65 Ma），而与冈底斯陆内造山向伸展走滑体制转换时间一致，成矿环境明 显不同于经典斑岩铜矿的成矿环境（岛弧和活动大陆边缘环境）。

3.厅宫铜矿及厅宫矿田内的其他矿床

王小春等（2002）认为该铜矿成因类型主要为斑岩型，其次为热液脉型。含矿斑岩体 自外往内依次出现青磐岩化、泥化、黄铁绢英岩化和钾硅化带等蚀变分带，其中黄铁绢英 岩化带局部辉钼矿化、褪色化。垂向上，自上而下依次为褐铁矿化带（火烧皮）（厚0～2m）、泥化带（厚5～20m）、角砾岩化（厚12～15m），氧化铜矿化（厚5～40m）、混合铜矿体和原生铜矿体。氧化带深度10～30m之间。

李金祥等（2007）、Li et al.（2011）对尼木矿田中的厅宫、白容和冲江矿区的斑岩 体进行了系统研究，确定出斑岩体演化和侵入序列为：似斑状二长花岗岩-成矿二长花岗 斑岩-石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩。白容矿区似斑状二长花岗岩角闪石的K-Ar年龄为（16.94±2.42）Ma；石英闪长玢岩黑云母的K-Ar年龄为（12.28±0.23）Ma，Ar-Ar坪 年龄为（12.45±0.18）Ma；花岗闪长斑岩黑云母的K-Ar年龄为（11.45±0.22）Ma，Ar-Ar坪年龄为（12.40±0.15）Ma。这些年龄表明石英闪长玢岩晚于似斑状二长花岗岩，略 早于花岗闪长斑岩，暗示下部岩浆房有基性岩浆的注入并可能对成矿有一定的贡献。成矿 与二长花岗斑岩有关，其侵位时间晚于似斑状二长花岗岩，早于石英闪长玢岩和花岗闪长 斑岩。矿田内这种复式杂岩体较充分的分异演化有利于含矿热液的集中与富集成矿。从冲 江、厅宫到白容斑岩铜矿床，成矿时代依次变新、成矿时限依次变短。结合前人年龄数据 大致确定出白容矿区岩浆-热液活动时限大约为0.5～5Ma，厅宫大约为4 Ma和冲江大约 为4.5 Ma。

4.克鲁、努日、冲木达等铜多金属矿床

据李光明等（2006）研究认为，克鲁铜金矿床、劣布（即“努日”）铜钼矿床、冲木 达铜金矿床、陈坝铜金矿均属矽卡岩型。与含铜矽卡岩有关的侵入岩形成于20～30 Ma 之间，属高钾钙碱性浅成岩，形成于碰撞晚期构造背景。矿床赋存于下白垩统比马组碳酸 盐岩与岩体的外接触带，均不发育内矽卡岩，矽卡岩主要为石榴子石矽卡岩，含铜硫化物 以黄铜矿、斑铜矿为特征，Au，Ag主要赋存在斑铜矿、硫铋铜矿等矿物中。硫同位素显 示铜矿物质具有深源特征（努日δ³⁴S‰CDT为1～1.75），努日花岗闪长岩Ar-Ar年龄： 黑云母单矿物为23.77 Ma；冲木达花岗闪长岩Ar-Ar年龄：黑云母单矿物为29.88 Ma。据西藏地质矿产局资料，克鲁-冲木达-劣布铜矿的成矿年龄41～20 Ma（Ar-Ar法，Re-Os法），与北亚带驱龙-甲玛成矿年龄20～12 Ma（斑岩SHRIMP年龄为18～13 Ma，辉钼矿的Re-Os等时线年龄为20～12 Ma）相差较大，说明同在冈底斯东段的南北亚 带成矿时间存在一定的差异（南早北晚），而新特提期洋壳向北俯冲的时间（125～96 Ma？）目前尚无系统准确的年代学资料（Zhu et al.，2009）。

问题是：引起冈底斯东段南北亚带成矿时间差异的原因是什么？其构造动力学背景是 什么？努日、明则等典型矿床的成矿机制和矿床模型均有待于研究总结。