东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用

doi:10.13745/j.esf.sf.2020.4.20

地学前缘 ›› 2020, Vol. 27 ›› Issue (4): 33-48.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.20

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东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用

陈国超¹^,²^,³(), 裴先治²^,^*(), 李瑞保², 李佐臣², 裴磊², 刘成军², 陈有炘², 王盟², 高峰², 魏均启³

1.南阳理工学院土木工程学院, 河南南阳 473000
2.长安大学地球科学与资源学院; 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室; 自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室, 陕西西安 710054
3.自然资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室, 湖北武汉 430034

收稿日期:2019-11-05 修回日期:2020-03-15 出版日期:2020-07-25 发布日期:2020-07-25
通信作者: 裴先治
作者简介:陈国超(1979—),男,博士,副教授,构造地质学专业,主要从事造山带构造岩浆作用研究。E-mail: chaoschen@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(41872233);国家自然科学基金项目(41872235);国家自然科学基金项目(41802234);国家自然科学基金项目(41602229);青海省国土资源厅-中国铝业公司公益性区域地质矿产调查基金项目(200801);自然资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室开放基金资助项目(KLRM-KF201902)

Late Palaeozoic-Early Mesozoic tectonic-magmatic evolution and mineralization in the eastern section of the East Kunlun Orogenic Belt

CHEN Guochao¹^,²^,³(), PEI Xianzhi²^,^*(), LI Ruibao², LI Zuochen², PEI Lei², LIU Chengjun², CHEN Youxin², WANG Meng², GAO Feng², WEI Junqi³

1. School of Civil Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473000, China
2. School of Earth Science and Resources, Chang'an University; Key Laboratory of Western China's Mineral Resources and Geological Engineering, Ministry of Education; Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits, Ministry of Natural Resources, Xi'an 710054, China
3. Key Laboratory of Rare Mineral, Ministry of Natural Resources, Wuhan 430034, China

Received:2019-11-05 Revised:2020-03-15 Online:2020-07-25 Published:2020-07-25
Contact: PEI Xianzhi

摘要/Abstract

摘要：

东昆仑造山带位于中央造山系西段,在长期的地质演化过程中构造岩浆活动频繁,其中晚古生代—早中生代岩浆活动与成矿关系最为密切。本文系统总结了东昆仑造山带晚古生代—早中生代岩浆岩的分布、演化和成因,对典型矿床的地质特征进行分析,探讨东昆仑东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用的联系。东昆仑晚古生代—早中生代构造岩浆演化可分为俯冲阶段(277~240 Ma)、同碰撞阶段(240~230 Ma)和后碰撞阶段(230~200 Ma),壳幔岩浆混合作用贯穿于古特提斯构造演化全过程。镁铁质岩浆岩主体为受俯冲流体交代的地幔部分熔融,花岗质岩浆岩主体为幔源岩浆底侵镁铁质下地壳部分熔融形成。东昆仑造山带东段俯冲阶段壳幔岩浆混合作用不仅带来成矿物质,使部分元素含量增高,还带来热源;经过成矿流体物理化学条件改变,导致大量矿物质沉淀,形成矿床,主要成矿金属组合为Cu、Mo、Au,矿床规模相对较小;同碰撞阶段由于受到挤压应力,岩浆岩出露较少,矿床多沿大型断裂带分布,主要成矿金属组合也以Cu、Mo、Au为主;后碰撞阶段由于岩石圈地幔拆沉,东昆仑整体处于拉张环境,为地幔物质参与成矿和成矿流体运移提供了通道。特别是同碰撞和后碰撞的转换阶段,是东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代的主要成矿期,主要成矿金属组合为Cu、Pb、Zn、Fe。

关键词: 东昆仑东段, 晚古生代—早中生代, 岩浆演化, 岩浆混合, 成矿作用

Abstract:

The East Kunlun Orogenic Belt (EKOB) in the western segment of the Central Orogenic System of China experienced complex and multiple tectono-magmatic events in the past hundreds of millions of years. These tectono-magmatic events from the Late Paleozoic-Early Mesozoic magmatism are most closely related to mineralization. In researching the distribution, evolution and petrogenesis of Late Paleozoic-Early Mesozoic intrusive magmatic rocks as well as geological characteristics of deposits, we investigated the close relationship between tectono-magmatic evolution and mineralization in the eastern part of East Kunlun during this period. Overall, the tectonic evolution of the EKOB can be divided into three stages: the oceanic crust subduction stage (277-240 Ma), syn-collision stage (240-230 Ma) and post-collision stage (230-200 Ma). Crust-mantle magma mixing and mingling occurred during the entire evolutionary process of the Paleo-Tethys Ocean. The mafic plutons are most likely derived from partial co-melting of metasomatic mantle wedge and subduction fluid. Most of the granite magmatites are partial-melting products of the lower crust. The crust-mantle magmatic mixing in the subduction stage of the eastern part of the East Kunlun Orogen brings not only mineralization materials resulting in enrichment of some elements, but also heat source. Physical and chemical deformations of the ore-forming fluid cause mineral precipitation to form a large number of mineral deposits. The main metallogenic combinations are Cu, Mo and Au in small size deposits. In the syn-collision stage, magmatic rock developed rarely due to compressive stress, with ore deposits mainly distributing along the EKOB faults, containing main ore metals Cu, Mo and Au. In the post-collision stage, delamination of lithospheric mantle in an extensional environment provided a channel for mantle materials to participate in mineralization. And the conversion stage from the collision to post-collision stage, specially, is the peak period of Cu, Pb, Zn and Fe metallogenesis from the Late Paleozoic to Early Mesozoic in this area.

Key words: East Kunlun Orogenic Belt, Late Paleozoic to Early Mesozoic, magma evolution, magma mixing and mingling, mineralization

中图分类号:

陈国超, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 裴磊, 刘成军, 陈有炘, 王盟, 高峰, 魏均启. 东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用[J]. 地学前缘, 2020, 27(4): 33-48.

CHEN Guochao, PEI Xianzhi, LI Ruibao, LI Zuochen, PEI Lei, LIU Chengjun, CHEN Youxin, WANG Meng, GAO Feng, WEI Junqi. Late Palaeozoic-Early Mesozoic tectonic-magmatic evolution and mineralization in the eastern section of the East Kunlun Orogenic Belt[J]. Earth Science Frontiers, 2020, 27(4): 33-48.

图/表 9

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对比项		不同形成时段的花岗岩类特征
对比项		277~245 Ma	245~240 Ma	240~230 Ma	230~200 Ma
岩石组合		石英闪长岩和花岗闪长岩	花岗闪长岩和二长花岗岩	花岗闪长岩、白云母/二云母花岗岩和正长花岗岩	花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩
岩石构造组合		准铝质中钾钙碱性I型花岗岩	准铝质中钾钙碱性I型花岗岩	S型花岗岩、I型花岗岩	高钾钙碱性系列岩石,A₂型花岗岩、埃达克质岩浆岩、I型花岗岩
主量元素特征	N₂O/K₂O	1.24	1.19	0.97	1.10
	A/CNK	0.98	0.97	1.03	1.03
	Mg^#	32	42.53	30.22	39.56
稀土和微量元素特征	w(REE)/10^-6	146.00	141.16	141.46	131.96
	LREE/HREE	9.24	10.79	11.63	10.80
	La_N/Yb_N	10.82	13.30	13.05	13.21
	δEu	0.73	0.78	0.61	0.74
	Nb/Ta	12	13.81	11.07	12.63
构造背景		俯冲		同碰撞	后碰撞

对比项		不同形成时段的花岗岩类特征
对比项		277~245 Ma	245~240 Ma	240~230 Ma	230~200 Ma
岩石组合		石英闪长岩和花岗闪长岩	花岗闪长岩和二长花岗岩	花岗闪长岩、白云母/二云母花岗岩和正长花岗岩	花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩
岩石构造组合		准铝质中钾钙碱性I型花岗岩	准铝质中钾钙碱性I型花岗岩	S型花岗岩、I型花岗岩	高钾钙碱性系列岩石,A₂型花岗岩、埃达克质岩浆岩、I型花岗岩
主量元素特征	N₂O/K₂O	1.24	1.19	0.97	1.10
	A/CNK	0.98	0.97	1.03	1.03
	Mg^#	32	42.53	30.22	39.56
稀土和微量元素特征	w(REE)/10^-6	146.00	141.16	141.46	131.96
	LREE/HREE	9.24	10.79	11.63	10.80
	La_N/Yb_N	10.82	13.30	13.05	13.21
	δEu	0.73	0.78	0.61	0.74
	Nb/Ta	12	13.81	11.07	12.63
构造背景		俯冲		同碰撞	后碰撞

东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用

Late Palaeozoic-Early Mesozoic tectonic-magmatic evolution and mineralization in the eastern section of the East Kunlun Orogenic Belt

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矿床名称	控矿岩浆岩/矿物	成矿时间/Ma	测试方法	控矿地层	金属组合	矿床类型	构造单元	构造环境	资料来源
埃坑德勒斯特	花岗斑岩	248.3±1.5	LA-ICP-MS	万保沟岩群	Cu、Mo	斑岩型	东昆南	俯冲	[21]
埃坑德勒斯特	二长花岗岩	268.7±1.6	LA-ICP-MS	万保沟岩群	Cu、Mo	斑岩型	东昆南	俯冲	[22]
M阿斯哈	闪长岩	244±2	LA-ICP-MS	白沙河岩组	Au	构造蚀变岩型	东昆北	俯冲— 后碰撞	[23]
	石英闪长岩	238.4±2	LA-ICP-MS						[24]
	花岗斑岩	232.6±1.4	LA-ICP-MS						[25]
下得波利	花岗斑岩	244.2±2.1	SIMS	洪水川组	Cu、Mo	斑岩型	东昆南	俯冲	[26]
杏树沟	石英钠长斑岩	243.4±1.9	LA-ICP-MS	哈拉郭勒组	Au	韧性剪切带型	东昆北	俯冲	[27]
M五龙沟	石英闪长岩	243±2	LA-ICP-MS	金水口岩群	Au	韧性剪切带型	东昆北	俯冲晚期— 后碰撞	[28]
	闪长玢岩	212±0.4	LA-ICP-MS						[28]
	斜长花岗岩	244.3±1.1	LA-ICP-MS						[29]
	花岗闪长岩	260.1±1.8	LA-ICP-MS						[30]
	花岗闪长岩	243±2	LA-ICP-MS						[31]
M大水沟	英云闪长岩	239.5±0.9	LA-ICP-MS	白沙河岩组	Au	构造蚀变岩型	东昆北	碰撞	[32]
牦牛沟	辉钼矿	238.7±1.4	Re-Os	古浪堤组	Cu、Au	夕卡岩型	鄂拉山	碰撞	[33]
哈日扎	花岗闪长斑岩	234.5±4.8	LA-ICP-MS	白沙河岩组	Cu、Mo	斑岩型	东昆北	碰撞	[34]
哈日扎	石英闪长岩	239.3±2.2	LA-ICP-MS	白沙河岩组	Cu、Mo	斑岩型	东昆北	碰撞	[35]
白石崖	花岗岩	238±1	LA-ICP-MS	大干沟组	Fe	夕卡岩型	东昆北	碰撞	[36]
什多龙	辉钼矿	236.2±2.1	Re-Os	三叠系	Mo、Zn、Pb	夕卡岩型	鄂拉山	碰撞	[37]
M瑙木浑	绢云母	227.84±1.3	⁴⁰Ar-³⁹Ar	Au	构造蚀变岩型	东昆北	后碰撞	[31]
M瑙木浑	石英闪长岩	235.8±0.8	LA-ICP-MS	Au	构造蚀变岩型	东昆北	后碰撞	[31]
M巴隆	英云闪长岩	235±0.8	LA-ICP-MS		Au	构造蚀变岩型	东昆北	碰撞— 后碰撞	[28]
M巴隆	石英闪长岩	226±0.7	LA-ICP-MS		Au	构造蚀变岩型	东昆北	碰撞— 后碰撞	[28]
托克妥	二长花岗斑岩	232.49±0.93	LA-ICP-MS	Cu、Mo	斑岩型	东昆中	同碰撞	[38]
托克妥	花岗闪长岩	232.6±1.2	LA-ICP-MS	Cu、Mo	斑岩型	东昆中	同碰撞	[38]
日龙沟	花岗闪长岩	230.7±1.5	LA-ICP-MS	布青山群	Cu	变质改造型	鄂拉山	同碰撞	[39]
哈陇休玛	花岗闪长斑岩	230±1	LA-ICP-MS	金水口岩群	Mo	斑岩型	东昆北	后碰撞	[21]
	辉钼矿	223.5±1.3	Re-Os						[40]
	花岗闪长斑岩	224.68±0.88	LA-ICP-MS						[40]
热水	二长花岗岩	230.9±1.4	LA-ICP-MS	大干沟组	Mo	斑岩型	东昆北	后碰撞	[41]
热水	辉钼矿	228.6±7.9	Re-Os	大干沟组	Mo	斑岩型	东昆北	后碰撞	[42]
赛什塘	辉钼矿	224.5±1.8	Re-Os	下—中三叠统	Cu	夕卡岩型	鄂拉山	后碰撞	[43]
	石英闪长玢岩	223.3±2.2	LA-ICP-MS						[44]
	花岗斑岩	219.9±2.6	LA-ICP-MS						[44]
	石英闪长岩	222.7±2.3	LA-ICP-MS						[45]
	石英闪长岩	222.6±2.4	LA-ICP-MS						[45]
	辉钼矿	224.5±1.8	Re-Os						[45]
	似斑状花岗闪长岩	218.8±1.9	LA-ICP-MS						[46]
	似斑状石英闪长岩	218.3±2.1	LA-ICP-MS						[46]
铜峪沟				下二叠统	Cu	Sedex	鄂拉山	后碰撞	[47]
索拉沟				鄂拉山组	Cu	Sedex	鄂拉山	后碰撞	[48]
矿床名称	控矿岩浆岩/矿物	成矿时间/Ma	测试方法	控矿地层	金属组合	矿床类型	构造单元	构造环境	资料来源
加当根	花岗闪长斑岩	227.2±1.9	LA-ICP-MS	鄂拉山组	Cu、Mo	斑岩型	鄂拉山	后碰撞	[49]
	花岗闪长斑岩	232.1±3.5	LA-ICP-MS						[50]
	花岗闪长斑岩	227.0±1.0	LA-ICP-MS						[21]
	火山岩	225.6±0.6	LA-ICP-MS						[51]
	侵入岩	225.3±1.2	LA-ICP-MS						[51]
	侵入岩	225.0±0.52	LA-ICP-MS						[51]
	侵入岩	224.9±1.1	LA-ICP-MS						[51]
双庆	辉钼矿	226.5±5.1	Re-Os	下石炭统	Cu、Fe、 Pb、Zn	夕卡岩型	东昆北	后碰撞	[52]
	斜长花岗岩	227.2±1.0	LA-ICP-MS						[52]
	斜长花岗岩	226.5±0.97	LA-ICP-MS						[52]
清水河东沟	英云闪长岩	224	LA-ICP-MS	金水口岩群	Cu、Mo	斑岩型	东昆北	后碰撞	[53]
洪水河				狼牙山组	Fe	沉积变质型	东昆北		[54]
M果洛龙洼	绢云母	202.7±1.5	⁴⁰Ar-³⁹Ar	纳赤台岩群	Au	构造蚀变岩型	东昆北	后碰撞	[55]
大场	绢云母	218.6±3.2	⁴⁰Ar-³⁹Ar	巴颜喀拉山群	Au	构造蚀变岩型	巴颜喀拉	后碰撞	[56]
东大滩				巴颜喀拉山群	Au	热液	巴颜喀拉		[4]
开荒北				闹仓坚沟组	Au	热液	东昆南		[57]

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