Question

区域成矿动力学分析

Answer 1

祁连山大规模成矿作用主要集中于早期大规模大陆裂解的中元古代早期和古板块汇聚环境的早古生代两个时期，表现为强烈的地幔物质的交换，使幔源金属元素在地壳浅部超常富集；晚古生代到中新生代主要表现为地壳的缩短造山环境，岩浆作用锐减，主要为地壳表层物质由于表壳构造作用下实现的金、铜等金属元素的重新分配，局部富集成矿。

形成于中元古代长城纪的金川铜镍矿床独有的分布和同位素特点，反映了大陆形成早期地幔柱作用的结果。金川矿床的成矿金属的大规模聚集，可能存在不同端元岩浆的混合，端元岩浆可能是初始熔融的富PGE拉斑橄榄玄武质岩浆，另一端元岩浆为再次熔融的亏损PGE科马提质岩浆（李文渊，1996），龙首山西段藏布太岩体等即为亏损PGE的科马提质单一岩浆结晶产物，尽管其岩体平均硫含量（0.4%）高于国内外成矿岩体的含量（0.01%～5.00%），由于硫不饱和，而最终未能形成铜镍硫化物矿床。概括金川岩浆铜镍硫化物矿床的成矿动力学背景，一是在长城纪早期由于地幔柱的作用而发生大陆裂解事件，这与普遍认为1.5Ga时发生一次超大陆裂解事件，并发育相关的非造山岩浆作用的认识（Windley，1995）是相吻合的。

祁连山早古生代洋的成生，就全球构造轮廓分析，其不同于祁连山中元古代早期的全球级规模的地幔柱作用大规模大陆裂解结果，而可能是古亚洲大洋俯冲作用诱发的边缘海环境，相当于现代太平洋东岸的特点，而且很可能是古亚洲洋的南岸。由此，北祁连狭窄洋或边缘海的打开，可能是古亚洲洋向南俯冲诱发形成的。西南天山柯坪地块新元古代高压变质带及天山前寒武纪蛇绿岩的存在印证了这一假设。近年来国外对全球地震层析剖面研究，代表下插冷板片的高速异常可超深俯冲抵达核幔边界2891km深处，而且下插冷板片在地幔深部会发生翻转、拆沉，而代表热的地幔羽的低速异常体，反映源于核幔边界的超地幔羽可上升至地表热点（Mattauer，1999）。这一系列新的发现，支持了对古生代陆壳较薄状况下，超深俯冲、下插板片翻转和拆沉的推论，既是祁连山壳幔物质交换的动力学机制，也应是祁连山早古生代大规模成矿作用的动力学机理（图3-20）。

北祁连洋向北开始洋-洋俯冲，形成沟-弧-盆系，在下插板片作用下，岛弧裂解、弧后扩张，形成不同系列的火山岩系，由于火山岩浆流体在喷发强烈的地段在火山机构有利环境的循环作用，形成不同类型的块状硫化物金属矿床；北祁连西段，由洋-洋俯冲转换为洋-陆俯冲形成陆弧（Wilson，1989），下插冷板片与热地幔作用形成地幔羽上升至陆壳混染形成花岗质岩浆侵入陆壳浅部，侵入岩浆流体造成矽卡岩化和石英脉形成钨（钼铜）矿，可能还有斑岩铜矿；进一步俯冲，最终陆-陆俯冲，下插板片翻转、拆沉，造成南祁连老地块形成类似北祁连西段活动大陆边缘的成岩成矿环境，有钨矿产生，并导致深地幔羽上升形成新的裂陷，有再次陆壳拉张型块状硫化物铜多金属矿床的形成，更多的是岩浆作用与构造作用相辅相成，促使金矿形成、伟晶岩稀土矿产生。晚古生代-中新生代祁连山的构造动力与来自南部大陆向北运移相关（尹安，2001），并造成祁连山造山带的地壳增厚缩短（南祁连哈拉湖附近地壳厚度达74km，柴达木盆地仅43km）（Gao，etal.，1996），而形成造山型金矿床，同时使元古宙形成的镜铁山沉积变质型铁矿床遭受构造变质热液改造形成铜的工业富集成矿，实际亦可称“造山型铜矿床”。

图3-20 祁连山早古生代主要成矿作用动力学分析示意图