金沙江带多岛弧盆演化与羊拉铜矿
图3-9金沙江构造带的地质演化
一、裂谷盆地阶段(D)
泥盆纪时,川西、滇西、藏东是已经互联互通的“泛扬子地块”上的地台型沉积,海水从金沙江带南北进入三江地区。除唐吉-崇山-澜沧古岛弧带分别存在于南北两端的临沧古陆和准乌齐古陆(岛弧山系)外,金沙江带两侧普遍谢绝接受沉积,形成冲积相和冲积相。在金沙江带,泥盆纪可能连续沉积在下伏志留系地层上,为浅陆架碳酸盐岩-碎屑岩建造。
中泥盆世海侵面积扩大,在泥盆纪开阔的浅海陆架背景上发生局部伸展和裂谷作用。在羊拉-本芝兰-下若-塔城地区,在裂陷盆地中形成了浅海相-次深海相碳酸盐岩、硅质-砂质泥质复理石建造,并喷发了中基性火山岩。晚泥盆世期间,盆地的伸展和裂陷作用增加。在以羊拉-东竹林-石鼓为中轴的裂谷盆地中,发育了以放射虫硅质岩-厚层灰岩-砂岩-泥岩组合为代表的半深海沉积,并伴有伸展型大陆拉斑玄武岩和中基性火山岩的喷发,表明伸展和裂谷作用加深了裂谷盆地的海水,火山活动发育,标志着登陆壳变薄开裂的形成。
在金沙江裂谷盆地西侧和昌都陆块西缘,随着中、晚泥盆世裂谷盆地的扩张,在江达-德钦-未夕地区形成了亚活性浅海碳酸盐岩和碎屑岩夹中基性、中酸性火山岩。金沙江两岸的稳定陆块(西部为昌都陆块,东部为中赞-中甸陆块)为地表浅海盆地中的台地碳酸盐-碎屑岩。
二、洋盆的形成阶段及其成矿作用
石炭纪-早二叠世是金沙江弧后洋盆扩张的重要时期。在晚泥盆世裂谷盆地的基础上,石炭纪-早二叠世进一步扩张形成洋盆,金沙江洋盆的演化发展开始。随着从石炭纪到早二叠世金沙江洋盆的形成,昌都陆块脱离了“泛扬子陆块”,形成了独立的微陆块。早、中石炭世,晚泥盆世裂谷盆地继续扩张,陆壳裂解,形成早、中石炭世金沙江初始洋盆。盆地内沉积了以放射虫硅质岩-厚层状灰岩-黑色泥岩-凝灰岩组合为代表的火山源、内源和陆源低密度浊积岩系列,以及脊岛玄武岩喷发,为亚深-深海碳酸盐岩、火山岩、砂质泥质-硅质复理石建造。
从晚石炭世到早二叠世早期,随着地壳拆离强度的增加,金沙江洋盆以不对称的构造格局迅速扩张,形成了成熟的大洋。洋盆中的岩相由大洋中镁铁质-超镁铁质岩和洋脊-洋岛拉斑玄武岩组成,与放射虫硅质岩一起构成了尕金雪山、贡卡、吉义都等地的蛇绿岩套,并伴随着尕金雪山、羊拉、贡卡、吉义都-夏若、新中地区的晚石炭世-早二叠世富铁锰岩的形成。
金沙江洋盆西侧的昌都陆块区主要由近海盆地中夹在碳酸盐岩和碎屑岩之间的基性火山岩亚稳定台地沉积组成。昌都陆块东缘靠近海盆,位于江达-德钦-石棉厂一带。随着金沙江洋盆在中、晚石炭世至早二叠世早期的强烈扩张,形成了边缘裂谷(谷)盆地,发育了碳酸盐滑塌沉积、海底浊积扇沉积、浊积岩、放射虫硅质岩、等深线以及陆架边缘斜坡相的伸展基性和中基性火山岩。金沙江洋盆东侧的中赞-中甸地块区主要由近海盆地稳定的碳酸盐岩和碎屑岩台地沉积组成,靠近盆地的陆架边缘相为亚稳定碳酸盐岩和碎屑岩夹中基性火山岩。
随着金沙江盆地由大陆岩石圈向大洋岩石圈的转化,不仅形成了金沙江洋盆,而且出现了新的洋壳、大规模洋脊火山活动及其相应的深海沉积组合,同时带来了金等一系列深部成矿物质,形成了区域性成矿地球化学异常场,为构造作用后期重新富集的集成矿提供了丰富的物质来源。王大龙金矿、下箬金矿和著名的哀牢山金矿均产于蛇绿混杂岩中。含矿岩系有超基性岩、基性火山岩、火山碎屑岩、辉长岩、硅质岩、板岩、碳酸盐岩等。岩石类型多样,成矿时代为燕山期-喜马拉雅期(28.2 ~ 178 Ma,李定谋等。莫玄学等,1998)。
第三,洋壳的俯冲消减阶段与羊拉铜矿系的形成
早二叠世晚期&晚二叠世,金沙江带的构造和地质背景发生了重大变化。在早石炭世至早二叠世金沙江盆地扩张为洋盆的基础上,早二叠世晚期发生大规模向西俯冲,大洋岩石圈开始转化为大陆岩石圈结构体系,其标志是岛弧火山岩的发育和弧后盆地的形成。
在金沙江洋盆中轴,由于洋壳间的俯冲和消减作用(其形成机制与洋壳板块的俯冲有关),分别形成了早二叠世晚期-晚二叠世竹巴龙-羊拉-东竹林洋火山弧及其西运河河-薛阳永口-东竹林-吉义都-工农弧后盆地(洋壳基底)。在朱巴龙-羊拉-东竹林洋的弧内环境中,沉积了浅海碳酸盐岩-碎屑岩和次深海砂硅质复理石建造,从早到晚在火山弧内发育了应时拉斑玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩(少许)岛弧火山系列。陆内火山弧西侧为西运河-雪芽洋口-东竹林-吉义都-工农弧后盆地(洋壳基底)。在弧后扩张盆地中,形成一套水下-深海硅质-砂质泥质复理石建造,并伴有弧后扩张环境中辉绿岩席脉的发育及其上拉斑玄武岩和玄武质凝灰岩的组合。
金沙江洋盆西侧洋壳向西俯冲至昌都陆下,早二叠世晚期至晚二叠世分别形成江达-德钦-未夕的陆缘火山弧和西侧昌都弧后盆地(陆壳基底)。大陆边缘火山弧上的火山-沉积岩系在空间上具有多样的岩相和沉积类型,岛弧地形起伏较大。出露地表有陆生植物和柱状节理的陆地,水下潜伏着碳酸盐台地和深水河谷,从大陆-海陆过渡相-浅海相-台地斜坡-深水盆地可出现多种沉积相和沉积类型,是岛链分布的构造古地理格局。岛弧火山岩从早到晚发展拉斑玄武岩系列→钙碱性系列→钾质玄武岩系列,火山岩的性质标志着岛弧生成-发展-成熟的完整过程(莫玄学等,1993)。江大-德钦-未夕大陆边缘火山弧西侧为昌都弧后盆地(大陆地壳基底),沉积了含煤碎屑岩和火山岩、海岸碎屑岩和火山岩以及浅海碳酸盐岩、碎屑岩和火山岩。
金沙江洋盆东侧的中扎-中甸地块区,主要维持浅台地相碳酸盐沉积,中扎-中甸地块西缘对应昌都地块东部活动边缘的岛弧-盆地体系,二叠纪为被动陆缘裂谷盆地的演化发展期,用于伏龙桥-尼西-托顶一带的被动陆缘裂谷盆地。次深海盆地相的碳酸盐滑塌沉积、海底浊积扇沉积和砂质泥质-硅质复理石,以及伸展基性和中基性火山岩、火山岩和砂岩,具有被动大陆边缘环境的特征(莫轩学等,1993)。中赞-中甸陆块西缘裂谷盆地的形成与江达-德钦-未夕二叠纪活动边缘昌都陆块东缘岛弧-弧后盆地的发生发展相互呼应。
早二叠世晚期至晚二叠世,由于金沙江洋壳的向西俯冲和消减,在大洋火山弧后盆地和陆相火山弧后盆地中形成了金沙江弧盆体系的空间构型结构。这个过程既是海洋岩石圈向大陆岩石圈的转化,也是物质成分调整、重组和转化的过程。以羊拉铜矿为代表的喷流沉积块状硫化物矿床形成于燕山期至喜马拉雅期斑岩型铜钼矿化的大洋岛弧盆地,含矿岩系为矽卡岩化岛弧火山岩、火山碎屑岩、硅质板岩和砂质板岩。还发现了与弧形火山岩有关的构造蚀变岩型金矿,具有良好的找矿前景。含矿岩系为岛弧中基性火山岩、火山碎屑岩和砂页岩,如西运河和角白溪金矿。与岛弧火山岩有关的火山-次火山热液铜金铅锌矿化,以南仁铜金矿床和南仁铅锌矿床为代表,形成于大陆边缘火山弧内。含矿岩系为岛弧相中基性和中酸性火山岩、火山碎屑岩、次火山岩、碳酸盐岩和板岩。
四。弧陆碰撞阶段(T1-T2)
早、中三叠世,金沙江弧盆体系及东西两侧的昌都和中赞-中甸陆块的构造和沉积环境发生了巨大变化。晚二叠世末,金沙江洋盆缩小闭合,洋壳消失。早、中三叠世,金沙江带转入弧-陆碰撞发展阶段,其标志是江达-德钦碰撞陆缘火山弧的发育,昌都弧后前陆盆地和金沙江残留海盆(边缘海)的形成。
金沙江洋盆二叠纪俯冲消减至晚二叠世末,此时洋壳闭合,发生弧陆碰撞和陆陆对接。在原二叠纪金沙江洋盆的基础上,早-中三叠世转入残海盆地(边缘海)的发展阶段,盆地内形成了由内生和火山源混合蛛网状角斑岩、放射虫硅质岩和泥灰岩组成的亚深海细粒浊积岩,为碳酸盐岩、硅质泥质岩和砂质泥质岩的组合。作为二叠纪洋内弧至中三叠世的延续,树松-桐油地区出现了碰撞岛弧中酸性火山岩、次火山岩和侵入岩。金沙江残海盆地(边缘海)东侧的中赞-中甸陆块主体部分隆升剥蚀,中三叠世缺失。下三叠统为陆表浅海盆地的碎屑沉积,底部河流砾岩在二叠系上为假整合或不整合,中上部由滨海和浅海碳酸盐-碎屑岩组成。
金沙江残海盆地(边缘海)西侧,位于昌都陆块东缘的江达-戈壁滩-徐中地区。由于弧陆碰撞和陆陆对接,早-中三叠世形成碰撞型陆缘火山弧,叠加二叠纪俯冲型陆缘火山弧,发育具有岛弧特征的玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩系列火山岩组合。弧形火山岩开始于三年前。中三叠世转变为弧前、弧间、弧后盆地的弧盆体系空间格局,发育半深海火山岩、陆源和火山浊积岩(罗建宁等,1992)。
早、中三叠世江达-戈壁滩-徐中碰撞陆缘火山弧西侧的昌都地块由二叠纪弧后盆地转变为弧后前陆盆地。大部分地区因弧陆碰撞而隆起,早、中三叠世地层缺失。早三叠世早期,仅在陆块东部岛弧附近的芒康地区,弧后前陆盆地边缘带形成了河流、海岸碎屑岩和中酸性火山岩,呈假整合。
动词 (verb的缩写)碰撞后伸展盆地阶段的成矿作用
中三叠世末,金沙江残留盆地(边缘海)消失,发生陆陆对接碰撞,形成造山带(构造混杂带)。晚三叠世初,江达-德钦-未夕大陆边缘的火山弧由挤压变为伸展,其力学性质的可能转换机制是俯冲板块的后退或斜向碰撞的伸展作用(李兴珍等,660)或岩石圈解体导致大陆地壳变薄和伸展塌陷(Nelson,1992;钟达来等,1998),从原火山弧拉张分裂,形成以晚三叠世早期为主的碰撞后伸展盆地。它在时间上形成于金沙江洋盆俯冲消减、弧陆碰撞和陆陆对接碰撞之后,但在金沙江磨拉石大规模、大规模堆积之前。在空间上,主体叠加在江达-德钦-未夕大陆边缘的火山弧上,属于碰撞后伸展构造背景。
晚三叠世早期的碰撞后伸展盆地以火山浊积岩、凝灰质浊积岩、凝灰质硅质浊积岩、砂质泥质复理石和由玄武岩-流纹岩组成的“双峰”火山岩和辉绿岩墙和岩脉为特征。火山岩的地球化学特征显示了伸展背景下的裂谷盆地环境。早期裂谷盆地从浅海到次深海由玄武岩、玄武质凝灰岩、砂岩、砂质泥岩、凝灰质硅质岩和泥灰岩组成,发育大量辉绿岩墙和岩脉群。裂谷盆地中期,由次深海玄武岩、玄武凝灰岩、流纹岩、流纹岩凝灰岩、流纹岩火山角砾岩、砂质泥岩、凝灰质硅质岩和泥灰岩组成,发育大量辉绿岩墙和岩脉群。晚期裂谷盆地由流纹岩、流纹岩凝灰岩、流纹岩火山角砾岩、砂岩、砂质泥岩和泥灰岩组成,具有辉绿岩墙和岩脉群。裂谷盆地末期(即晚三叠世中期),伸展和裂谷作用转化为挤压作用,盆地逐渐萎缩消亡,形成了以中性-中酸性火山岩和火山碎屑岩为主的滨海、浅海相具有磨拉石性质的碎屑岩,发育大量石膏、重晶石和菱铁矿矿床。区域性碰撞后伸展盆地的形成是金沙江带构造演化中非常有特色的一幕,具有火山裂谷盆地性质的深海槽在晚三叠世早期末期最终闭合消亡。至此,早二叠世晚期金沙江洋板块开始向西俯冲,随后洋盆闭合、弧陆碰撞、陆陆对接,以白芒雪山蛇绿岩的位置和石钟山组(T3 s)磨拉石组的不整合覆盖为标志,长期的碰撞过程终于结束。
晚三叠世早期碰撞后伸展盆地的构造古地理环境在时间和空间上都发生了巨大的变化。从时间上看,早中期裂谷盆地为伸展裂陷,火山活动在深水中爆发,辉长岩墙、岩脉和次火山辉长玢岩在伸展构造背景下发育。晚期裂谷盆地,伸展和裂陷程度较小,以酸性火山活动结束。浅海形成火山岩,甚至发生大陆喷发,柱状节理发育。末期成为挤压环境,以中性-中酸性火山岩出现为标志,大量石膏和盐类矿床发育。空间上既有陆相-浅火山岛,又有深水沉积的裂谷拉张盆地,从而形成“地堑与障壁”交替的古地理结构格局。从北到南,大致可区分出胜达-车所乡、徐中-卢纯(几顶)-红坡(叶栅)、鹤退塘-崔一壁-上兰等火山沉积盆地。
根据地质年的年龄标准,以及肯尼亚和坦桑尼亚玄武岩中K2 O与裂谷拉张速度数据的对比图(附图3-10)(夏等,1998),确定了三个火山-沉积盆地的拉张距离。北段胜达-车所巷火山沉积盆地采用六种玄武岩中w(K2O)的平均值(1.43%),铸于图中A点,拉伸破裂速度(vp)=0.27 cm/a,拉伸破裂距离(D) = 63 km。w(K2 O)在10玄武岩中的平均值(0.48%)用于中段的徐中-卢纯(几个屋顶)-红坡(耶扎)火山沉积盆地,铸于图中B点,断裂速度(vp)=0.43 cm/a,断裂距离(D = 140km)。南段热水塘-崔一壁-上兰火山沉积盆地采用四种玄武岩的w(K2 O)平均值(0.81%),铸于图中C点,拉伸断裂速度(vp)=0.36 cm/a,拉伸断裂距离(d=116 km)。莫轩学等(1993)估计三个火山-沉积盆地的展布宽度在车索盆地为49.5 km,在几个顶部盆地为113 km,在Cuiibi盆地为81 km,结果接近。根据Sleep(1975)和Kuzmir(1980)提出了能产生龈下岩浆的临界扩张速率(0.5 ~ 0.9 cm/a),北段车索盆地的拉张速度(0.27 cm/a)低于中段几个顶盆和南段崔依比盆地的拉张速度(0.43 cm/a)。因此,中段的几个顶盆和南段的崔依比盆地抗拉强度较大,盆地内出现“双峰”火山岩组合,而北段的车所盆地抗拉强度较小,盆地内仅出现拉斑玄武岩,未出现“双峰”火山岩。同时,北、中、南盆地的拉分速度(0.27 cm/a、0.43 cm/a、0.36 cm/a)均小于脊下岩浆的临界扩张速率(0.5 ~ 0.9 cm/a),因此不能形成扩张脊蛇绿岩组合。
图3-10玄武岩K2 O与裂谷盆地破裂速度的关系
值得一提的是,大陆边缘弧上碰撞后伸展盆地的形成不仅是金沙江带构造演化的重要转折点,更重要的是,碰撞后伸展盆地已成为金沙江带中生代铜、金、银、铅、锌多金属矿床的重要成矿盆地。盆地内火山活动导致海底喷射热液活动系统。在裂谷盆地的次生坳陷中,半封闭和封闭条件下形成“卤水池”,沉积形成喷流沉积块状硫化物矿床。成矿作用形成于盆地伸展和拆离的中期。如车所盆地祖纳铅锌矿,含矿岩系为碳酸盐岩-碎屑岩-重晶石建造;卢纯铜铅锌矿床、几个主要盆地的红坡铜金多金属矿床和崔一壁盆地的老君山铅锌矿床由酸性火山凝灰岩-沉积岩-硅质岩组成。盆地末期,在挤压构造背景下形成了与中酸性火山岩有关的火山-次火山热液-沉积菱铁矿型金银多金属矿床,如车所盆地的赵卡隆菱铁矿型富银多金属矿床、崔依比盆地的丁沁弄铜金矿床和楚格扎菱铁矿矿床,含矿岩系由中酸性火山碎屑岩-沉积岩-菱铁矿组成。石膏矿床形成于卢纯盆地中部的尤里仁卡地区。
六、前陆盆地阶段
晚三叠世中晚期,金沙江带进入全面的陆内碰撞造山阶段。碎屑磨拉石和含煤建造堆积在金沙江造山带及其后缘的边缘前陆盆地,与金沙江构造混杂岩不重叠。在金沙江结合带西侧的昌都地块区,晚三叠世早期弧后前陆盆地形成了河湖相-滨海相碎屑磨拉石建造,不整合覆盖在不同时代的下伏地层之上。晚三叠世中晚期,其弧后前陆盆地继续发展演化,形成了浅海碳酸盐岩至陆海含煤碎屑岩。白垩纪晚期,前陆盆地逐渐萎缩消失。
七。陆内会聚阶段及其成矿作用
新生代是三江地区乃至青藏高原的形成和隆升期,最终的造山作用导致了大规模的逆冲推覆、大规模的走滑以及逆冲推覆和拉伸形成的地表和岩石圈的拆沉拆离。一方面,形成了一些断陷盆地、走滑盆地和伸展盆地;另一方面,它叠加并改造了早期形成的山系,强化了地壳,并伴随着强烈的岩浆活动、变质作用、构造作用以及有色金属和贵金属矿物的成矿作用。金沙江带不同时期形成的矿床都是在陆内造山过程中形成的,不同程度地受到构造作用和岩浆活动的叠加改造,呈现出一矿多矿种、矿床类型复杂的特点。
金沙江带不同构造单元中产生的构造蚀变岩矿床和表生层控矿床都是陆内造山运动中构造作用的产物。产于构造蛇绿混杂岩中的构造蚀变岩型金矿,如下箬金矿、王大龙金矿和哀牢山金矿,受逆冲推覆和韧性剪切构造控制。产于火山岩中的构造蚀变岩型金矿,如西运河金矿、阿忠金矿等,受剪切构造蚀变破碎带控制。焦娜铅锌矿、托丁铜矿、三村铅锌矿和葛兰铜矿等表生层控铜铅锌矿床产于中赞—中甸地块西缘的推覆—滑脱构造带中,受伸展滑脱构造或逆冲推覆与伸展滑脱构造的组合控制。