Question

区域地壳演化与成矿

Answer 1

研究区地处亚洲大陆腹地,地跨古亚洲和特提斯两大成矿域,地层出露齐全,构造变形十分复杂,各类岩浆岩极为发育,金属矿床(点)星罗棋布,其金属成矿作用主要集中在3个时期:前寒武纪、古生代和中-新生代。不同地区主成矿期亦有所不同,西兴都库什地区以前寒武纪为主要成矿期,其次为古生代和中生代。塔吉克斯坦以古生代为主要成矿期,其次为中生代。新疆西昆仑以古生代为主要成矿期,其次为前寒武纪、中生代,其中以晚古生代金属成矿作用最为强烈。受到地壳演化不同阶段形成的特定地质构造环境的制约,不同地区、不同成矿阶段所形成的矿床类型和矿床组合各具特色。

5.6.3.1 前寒武纪地壳演化与金属成矿作用

在地壳演化的初期阶段,整个地壳以热力状态较高、活动性较强和可塑性较大为特征。进入古元古代末期,原始地壳中的热量开始逐渐降低,并发生以冷凝和压实作用为主的强烈克拉通化作用,进而形成刚性程度较高的古大陆块体,进入了相对稳定的,以沉积作用为主的时期。主要地质事件是陆壳的迅速增生及早期裂谷作用的发生与原始古陆的克拉通化。古元古代末期的兴地运动使前期地层褶皱变质,地层发生强烈塑性变形并有低角闪岩相-高绿片岩相的变质作用发生。在塔南铁克里克地区表现为喀拉喀什群与上覆的埃连卡特群之间以及布伦阔勒群与上覆公格尔群之间的角度不整合,形成了产于古元古界喀拉喀什群海相细碎屑岩-碳酸盐岩沉积变质岩系内的沉积变质型铜矿化(布穷含铜磁铁矿点),及长城系海相火山-沉积岩建造中的火山岩型铜矿化。

在太古宙-古元古代结晶基底之上,区域地壳演化进入到一个全新的阶段,中元古代,这一地质时期大地构造活动的重要标志为大陆地壳发生全球性膨胀,并伴随有大量断裂、地堑和沉降带的形成。研究区内,在古陆边缘再次发生裂解作用,形成深海槽(南天山和昆仑-阿尔金)。蓟县纪末的阿尔金运动使长城系-蓟县系强烈变形和发生低绿片岩相变质作用,同时有造山期花岗岩的侵入。未变质的青白口系(1000~800 Ma)不整合于长城系-蓟县系之上(《新疆维吾尔自治区区域地质志》,1992)。这次运动大致相当于全球性的格林维尔运动。这次造山运动后,形成了一个包括当时全球主要古陆在内的新元古代超大陆(罗迪尼亚古陆)。西昆仑地区第一次大规模的成矿作用就出现在中元古代大陆地壳的减薄、裂解时期,在太古宙-古元古代结晶基底之上形成窄长的裂陷槽,其中堆积了厚层的火山-沉积建造,由于火山岩在裂陷槽中的不均匀分布,在布伦口-桑珠塔格铁铜金多金属成矿亚带(西昆仑中带),形成了两类重要的金属矿床,在西部木吉-布伦口成矿带细碎屑岩和碳酸盐岩建造之内形成了一系列层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床,如哈拉墩、皮拉里铁铜金矿床,布伦口、卡拉库里铜金矿床,切列克契铁(铜)矿床等;在东部桑株塔格成矿带火山-沉积建造之内形成了一系列火山岩型块状硫化物铜锌矿床,如塔木其铜锌矿床、铜牙铺含铜黄铁矿矿点。

新元古代晚期震旦纪(文德纪)冰碛岩及火山岩的出现,标志着一次新的大陆(罗迪尼亚古陆)裂解的开始,裂谷作用的发育大体上是从距今800 Ma(南华纪下限)前后开始,在裂谷带内形成了厚层的火山-沉积建造。区域上,在阿富汗中-东部西兴都库什地区新元古代文德-寒武纪沉积-火山沉积建造内形成了一系列与裂谷作用有关的火山-沉积型、沉积-喷气沉积型、火山-沉积变质型铁铜金矿床,以巴米扬地区哈吉加克超大型铁矿床(火山-沉积型)、喀布尔地区艾纳克超大型铜矿床(火山-沉积变质型)为代表。

5.6.3.2 古生代地壳演化与金属成矿作用

新元古代晚期的裂谷进步发展,继而形成了延续至古生代早期的古大洋。早古生代陆壳再度裂开,导致塔里木板块与羌塘-扬子板块产生分离,形成新生洋壳,出现蛇绿岩套。伴随新洋壳的形成,发生大洋板块俯冲作用,沿着康西瓦断裂北侧塔里木地块南缘形成岛弧构造环境,发育钙碱性火山岩系,以上其汗-苏巴什岛弧为代表。在上其汗岛弧带,形成了与中酸性火山活动有关的火山岩型块状硫化物铜锌矿床,如上其汗铜锌矿床。从总体上看,该时期的成矿作用不强,形成的矿床规模亦较小。

进入晚古生代,区内浩瀚的早古生代大洋主体已经关闭,区域地壳演化进入“后碰撞期”或称为“碰撞后伸展期”。这一时期在早古生代残留洋盆的基础上,再次拉张形成有限洋盆、陆内裂谷、裂陷槽及形成上叠盆地等,初步统一的新陆壳处于碰撞挤压应力环境向后碰撞伸展环境转化,这一阶段是深部壳幔物质交换最强烈、最频繁、整个造山阶段岩浆活动最激烈的时期,同时,也是本地区最重要的金属成矿期之一(主要成矿时间集中在晚泥盆世至石炭纪)。

研究区北部,南天山洋盆于晚志留世-早泥盆世(部分可滞后到晚泥盆世-早石炭世早期)关闭,使塔里木板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块拼贴在一起,形成亚洲北部大陆。晚泥盆世-早中二叠世进入碰撞后伸展阶段,这一阶段是南天山地区主要的锑、汞、金成矿期。中亚南天山成矿带绝大部分大中型锑矿床均赋存在晚古生代地层中,其形成明显受岩性的控制,区内广泛分布的泥盆系与石炭系之间的不整合面和断裂带是寻找热液型汞、锑矿床的有利地段,中塔吉克斯坦泽拉夫尚地区(陆缘拉伸盆地)已发现40多处汞和锑矿床(点),大型矿床有什格马吉扬锑矿和吉吉克卢特汞锑矿。而在晚海西期花岗岩类岩株与晚古生代碳酸盐地层接触部位及其附近,产出多处矽卡岩型和热液型金(铜、钨)矿床,如与矽卡岩有关的塔吉克斯坦塔罗尔(Taror)铜金矿床和吉拉乌(Jilau)金(钨)矿床等(毛景文等,2002)。

西兴都库什-帕米尔-西昆仑成矿带,东侧喀喇昆仑地块与西昆仑地块沿着康西瓦大断裂对接、缝合,西侧霍罗格中间地块沿巴达赫尚断裂拼贴于卡拉库姆南缘,使卡拉库姆-塔里木板块南缘处于活动大陆边缘构造环境之中,形成了火山弧、岩浆弧和弧后裂谷盆地等不同的地质构造环境及相应的金属矿床类型。火山岛弧环境,以毗邻康西瓦断裂(缝合带)北侧的瓦恰岛弧为代表(孙海田等,2003),已经发现有热液型铁铜矿化。沿着中昆仑隆起陆缘岩浆弧带形成与中酸性岩浆侵入活动有关的矿床,如大同岩浆热液型、或斑岩型铜(钼)矿床,库地、阿拉木图、汗也依拉克等矽卡岩型铜铁矿床(化)。西兴都库什-帕米尔-西昆仑北带晚古生代大陆边缘弧后裂谷坳陷带内,形成了三种重要的矿床类型:一类产在昆盖山北坡古鲁滚涅克-恰尔隆裂谷带,矿床产在石炭纪双峰态火山岩系之内,形成了昆仑式火山岩型块状硫化物矿床,即在下石炭统形成以基性火山岩为容矿主岩的块状硫化物含铜黄铁矿矿床,如萨洛依、古鲁滚涅克铜矿床;在上石炭统形成以酸性火山岩为容矿主岩的块状硫化物含铜黄铁矿矿床,如阿克塔什、萨西萨苏、卡拉卡依铜矿床等,此类矿床在境外部分可能由于工作程度原因尚未发现。第二类矿产产在古鲁滚涅克-恰尔隆裂谷坳陷带的东侧特格里曼苏一带及塔吉克斯坦巴达赫尚州西北部努里南德地区,晚古生代细碎屑岩建造之内的层控砂岩型铜矿床,已知的矿床有西昆仑特格里曼苏铜矿床、拉乌努大型铜矿床、Daraitang中型铜矿床等。第三类矿产产在塔木-卡兰谷坳拉槽裂谷内,在石炭系厚层碳酸盐岩建造之内,形成一系列层控碳酸盐岩型铅锌铜矿床,如卡兰古、塔木中型铅锌矿床等,同类型矿床在努里南德地区亦有产出。同时,在阿富汗巴达赫尚省北部有多处产于前寒武纪结晶基底域内的与显生宇地层、岩浆岩侵入有关的含金矽卡岩和石英脉状金矿床,多数研究者认为其年龄属晚古生代,是华力西运动的结果,而不是产在元古宙,基底变质岩是金元素的重要来源。

在北部古大洋逐步消失的同时,研究区南部处于古特提斯洋发展演化阶段。古特提斯洋自早石炭世开始打开至早二叠世扩张到最大规模后开始俯冲消减,逐渐缩小,晚三叠世末-早侏罗世初洋盆闭合,冈瓦纳古陆的前缘与劳亚古陆的前缘碰撞拼合(WANGH,1995)。在中帕米尔地区,形成了多处与华力西期(部分可延至三叠纪)岩浆作用有关的岩浆热液型(脉与网脉)金、银矿床(点),其中部分可能属斑岩型。

5.6.3.3 中-新生代地壳演化与金属成矿作用

古特提斯闭合的同时或略早,南部新特提斯洋打开,并大致于早-中侏罗世之交扩张到最大规模,然后开始消减、缩小,最晚于白垩纪/古近纪之交(65/70Ma左右)闭合,印度大陆开始与欧亚大陆南缘碰撞(莫宣学等,2006)。目前,多数学者认为(YinAnetal.,2000;Burtman V S,1994;Liu G et al.,1994;Wan X,2002;Mo X et al.,2002;Din G L et al.,2005),印度-亚洲大陆起始碰撞的时间不晚于65Ma,完成碰撞的时间在40~45Ma左右,整个碰撞过程用了约20Ma。本次研究对区内地层构造变形进行研究认为,区内最新地层构造变形为白垩系,古近-新近系、第四系未见构造变形,由此可以推断,印度板块向北推导致主挤压造山期的时间应在晚白垩世(不晚于65Ma),与目前国际上多数学者的认识相一致。碰撞后的印度板块继续向欧亚大陆楔入使陆内俯冲及走滑平移运动进一步发展,西昆仑受到强烈挤压并向北逆冲于塔里木盆地之上。由于天山、昆仑山的强烈抬升,盆地的相对下降,形成了统一的由造山带包围的陆内盆地。

巴米扬-康西瓦缝合带(BKT)以北地区(南天山、西兴都库什北部、西昆仑),在中-新生代进入陆内挤压造陆构造环境。伴随着造山带强烈的挤压、褶皱、抬升、走滑、推覆等构造活动,以及伴随的偏碱性岩浆侵入活动,形成了一系列与韧性剪切构造和碱性岩浆热液活动有关的金矿化,如西昆仑木吉构造蚀变岩型金矿床,依买克、塔西克西韧性剪切带型金矿化,阿然保泰碱性岩浆热液型金矿化等,以及与中酸性岩浆热液活动有关的多金属矿化,如库地矽卡岩型铁铜矿床,大同热液型、斑岩型铜矿床,大红柳滩锂铍(铌钽)矿床等。西兴都库什北部形成与中-新生代岩浆侵入作用有关的接触变质-交代型、矽卡岩型和斑岩型铁、铜、钨、锡、钼等矿床。

巴米扬-康西瓦缝合带(BKT)以南地区,在两大板块碰撞作用的影响下,中-新生代岩浆作用十分发育。阿富汗东北部西兴都库什地区,白垩纪-古近-新近纪黑云母花岗岩和花岗闪长岩类广泛侵入于古元古代变质岩基底,形成众多伟晶岩稀有金属矿床(点)。而在中、南帕米尔形成了与燕山期、古近-新近纪中酸性岩浆作用有关的岩浆热液型、伟晶岩型、斑岩型铜、钼、锂、铍、铌钽等稀土矿床。古比斯-马拉坎德-喜马拉雅地区则主要为与喜马拉雅期岩浆作用有关的铜、铅、锌矿床(点),及与蛇绿岩有关的岩浆型铬矿床。