青藏高原地球動力學系統與成礦動力學演化

張傳林等（2003）對中國古代西昆侖北緣的中元古代變質峰值火山巖中角閃巖和黑云母進行了ar-ar測量，分別獲得了1050ma和1050ma。王國燦等（2004）獲得了東昆侖中老古代小廟巖群中1.035ma和174ma中元古代鋯石u-pb的最高年齡。岡底斯-喜馬拉雅基底變質巖系中也有Rodinia超大陸聚合事件的年齡記錄,多吉等(2007)獲得的6組石英片巖鋯石U-Pb年齡數據中,以1056±38Ma最顯著.此外,青藏高原南部450～630Ma的泛非構造事件也較明顯.例如,許志琴等(2005)通過SHRIMP獲得高喜馬拉雅角閃巖相孔茲巖系鋯石U-Pb年齡為529～457Ma.YinAn在印度shillong高原變質基底中獲得11Ga和5Ga的鋯石U-Pb年齡(私人通訊).總之,青藏高原前寒武紀基底形成階段,以古元古代哥倫比亞超大陸和中、新元古代Rodinia的裂解與聚合為主旋律,哥倫比亞超大陸統一的結晶基底經過Rodinia超大陸的裂解與聚合發生分異.初步認為,這個前板塊超大陸-超大洋構造過程可能是受地核軟層控制的全球動力學過程,地球外核流層與核外系統耦合過程中產生的超級地幔柱引起超巖石圈伸展裂陷及其相關的擠壓匯合,造成地球的膨脹與收縮(李德威,1997,2005a).1.2特提斯的構造演化自從Sengor(1979)提出特提斯域由古特提斯和新特提斯及其間的Cimmerian大陸組成以來,對特提斯的認識有了很大的發展.黃汲清和陳炳蔚(1987)認為古特提斯與新特提斯之間存在中特提斯,構成互換構造域.潘裕生(1994)通過對西昆侖蛇綠巖的研究論證青藏高原存在第五條縫合帶,形成于800～450Ma的原特提斯閉合于加里東運動.肖序常和李廷棟一直強調特提斯并不是寬闊的大洋,而是有限洋盆(XiaoandLi,1995,肖序常和李廷棟,2000).潘桂棠等(1997)指出特提斯洋從萌生、擴展、萎縮、消亡到匯聚造山的演化過程受全球洋陸時空結構的控制.筆者將青藏特提斯構造演化可分為自北向南遷移的4個洋陸轉換期,即原特提斯消減與古特提斯同步擴張期、古特提斯消減與中特提斯同步擴張期、中特提斯消減與新特提斯同步擴張期和新特提斯消減與現代(印度洋)特提斯擴張期,這是一系列碰撞造陸過程,而不是碰撞造山過程.向南有序遷移轉換造成歐亞大陸南緣的側向增生(李德威和李先福,1993;Li,1994c),歐亞大陸橫向增生的巖石圈動力學過程控制著青藏高原板內盆山耦合的大陸動力學過程(李德威,1997,2005a).下面結合近年來區調研究成果,進一步探討原特提斯、古特提斯、中特提斯和新特提斯的洋陸轉換過程.1.2.1柴北緣榴輝巖的超高壓變質年齡早古生代早期原特提斯的巖石圈伸展導致相鄰地區的擠壓、相關塊體的碰撞和與Rodinia超大陸演化有關的始特提斯的同步閉合,在阿爾金-柴北緣-秦嶺一帶出現具有擠壓性質的構造-巖漿-變質事件.例如,阿爾金西段角閃巖相片麻巖中榴輝巖的全巖-金紅石-石榴石-綠輝石Sm-Nd等時線年齡為500±10Ma、鋯石U-Pb年齡為503.9±5.3Ma(Zhangetal.,1999).柴北緣片麻巖中含柯石英榴輝巖的鋯石U-Pb定年獲得的超高壓變質年齡為452±13.8Ma,SHRIMPU-Pb定年獲得秦嶺含金剛石片麻巖中鋯石的超高壓變質年齡502±45Ma,榴輝巖中鋯石的超高壓變質年齡為493±170Ma(楊經綏等,2003).原特提斯于志留紀消減和萎縮,充填了以北祁連下志留統骯臟溝組、中志留統泉腦溝山組、南祁連下志留統巴羅根郭勒群、東昆侖志留系賽什騰組代表的濁流沉積.原特提斯的洋陸轉換主要發生在志留紀末的加里東運動晚期,也有從北向南遷移的趨勢.北祁連大部分地區缺失上志留統,其他地方為濱海相沉積,早、中泥盆世雪山群或老君山組是典型的洋陸轉換型粗碎屑磨拉石建造,這套以陸相為主含有海陸交互相的礫巖角度不整合在前泥盆系之上,原特提斯域進入了板內構造環境;柴北緣及東昆侖地區晚泥盆世牦牛山組陸相厚層礫巖、砂礫巖角度不整合在前泥盆系不同時代的地層之上.西昆侖庫地北花崗閃長巖的結晶年齡為471±5Ma(Xiaoetal.,2005),指示原特提斯向北消減.1.2.2逆斷層構造混雜巖古特提斯最北部的阿尼瑪卿蛇綠混雜巖帶在馬爾爭-布青山-花石峽-阿尼瑪卿山一帶出露較好,向東通過瑪沁地區德爾尼蛇綠巖可能與勉縣-略陽蛇綠構造混雜帶相接,向西沒有出露完整的蛇綠巖巖石組合,組成阿尼瑪卿蛇綠混雜帶的二疊紀馬爾爭組呈東西走向的狹長斷片狀產出,在紅石山一帶前人原定的上石炭統變玄武巖、變碎屑巖組合、變碳酸鹽巖組合各巖性界面之間均以逆斷層接觸,可能是馬爾爭構造混雜巖.甘孜-理塘蛇綠混雜巖帶由蛇綠混雜巖、構造混雜巖、火山混雜巖組成(江元生,1996).由于被巴顏喀拉山群濁積巖所覆蓋和受新生代活動斷層的改造,出露范圍較小,可能是拉竹龍-西金烏蘭-玉樹-金沙江-哀牢山主洋盆的一個分支.拉竹龍-西金烏蘭-玉樹-金沙江-哀牢山蛇綠混雜巖帶規模大,蛇綠巖套巖石組合完整,蛇綠混雜巖帶擠壓構造變形強烈,各巖性單元之間均為逆斷層接觸.古特提斯最南部的龍木錯-雙湖-吉塘蛇綠混雜巖帶向南東與瀾滄江-昌寧-雙江-孟連蛇綠巖混雜帶相連.Lietal.(2006)在龍木錯-雙湖蛇綠混雜巖帶板塊縫合帶南側白云母藍閃石片巖和石榴石白云母片巖中發現透鏡體產出的榴輝巖,并獲得藍閃石40Ar-39Ar年齡為220Ma,白云母40Ar-39Ar年齡221.9Ma,榴輝巖相變質作用的溫度不超過500℃,壓力為1.56～2.35GPa,反映了古特提斯中三疊世末的洋陸轉換.1.2.3獅泉河蛇綠巖帶與原特提斯和古特提斯相比,中特提斯的結構相對較簡單,主洋盆沿著班公湖、洞錯、東巧、丁青、嘉玉橋、八宿一帶分布,內部有分支復合,構成多島小洋盆.西段在作為班公湖蛇綠混雜帶的主帶的柴朱日、茶羅、界哥拉、熱邦錯一線以北,沿著班公湖北岸麥克爾、拉木吉雄、查拉木、巴爾窮北一線出露寬度10～25km的蛇綠混雜巖帶(曹圣華等,2004).獅泉河蛇綠巖帶作為班公湖-怒江蛇綠巖帶的南亞帶,與班公湖蛇綠巖帶之間為岡底斯北帶巨大的燕山晚期中酸性侵入體(邱瑞照等,2005);中段在東巧-安多以南出現果忙錯-納木錯蛇綠混雜巖帶.中特提斯自東而西封閉,時差不大,經過了晚三疊世裂解、早侏羅世擴張、中-晚侏羅世萎縮和早白堊世消亡的4個演化階段.上三疊統確哈拉群一套大陸邊緣海相碎屑沉積不整合在前二疊系之上(陳玉祿等,2005),表明晚中生代的岡瓦納大陸北緣于晚三疊世發生巖石圈尺度的伸展,地殼減薄、海盆形成;早侏羅世巖石圈在擴張中心形成洋殼,出現蛇綠巖組合;中侏羅-晚侏羅世中特提斯洋盆萎縮,中上侏羅統雁石坪群為巨厚的碎屑巖和碳酸鹽巖建造,被充填的洋盆逐漸變淺,轉向河流-三角洲相紅色碎屑巖沉積;早白堊世中特提斯俯沖消減,上盤帶狀分布強過鋁花崗巖;早白堊世晚期結束海相沉積;上白堊統竟柱山組、玉多組等砂礫巖角度不整合在蛇綠巖及老地層之上,標志中特提斯的洋陸轉換已經結束.在中侏羅-早白堊世的板塊俯沖和碰撞過程中,班公湖-怒江縫合帶兩側不同程度地發育同期的島弧型鈣堿性火山巖和花崗閃長巖,表明中特提斯洋向南北雙向俯沖.1.2.4透鏡體化新特提斯沿走向有分段性(李德威,1994b).東段(谷露-羊八井-亞東地塹以東)蛇綠巖體呈透鏡狀斷續分布,玄武巖和硅質巖很少,純橄巖和輝長巖發育,常見地幔韌性剪切帶及橄欖石糜棱巖,成礦性好.中段(當穹錯-許如錯-鎖作地塹與谷露-羊八井-亞東地塹之間)蛇綠巖體規模大,變質橄欖巖體呈板狀、透鏡狀產出,蛇綠巖層序較全,玄武巖和硅質巖發育,含礦性較差.西段(當穹錯-許如錯-鎖作地塹以西)蛇綠巖體規模較小,零星分布,呈透鏡狀產出,蛇綠巖層序發育不全,地幔韌性帶不發育,含礦性較差.蛇綠巖沿走向的差異變化主要受新特提斯形成和演化本身的控制,也與板內構造過程中喜馬拉雅弧形造山帶向南差異擴張有關,雅魯藏布江東西兩側靠近構造結,強烈的擠壓作用造成蛇綠巖擠出剝蝕、斷層缺失、構造肢解和透鏡體化;中段由于喜馬拉雅山體向南強烈擴張造成北喜馬拉雅及岡底斯的上地殼伸展,蛇綠巖體侵位后的改造較弱.新特提斯主洋盆經歷了早侏羅世裂解(大陸邊緣沉積)、中侏羅-早白堊世差異擴張(蛇綠巖)、晚侏羅-晚白堊紀新特提斯向北差異俯沖(島弧型火山花崗巖)和古新世-始新世先后碰撞(碰撞型花崗巖)的過程,局部表現出分段差異開合,東、西兩段裂解較早,關閉較早;中段裂解較晚,關閉也較晚.Zhouetal.(2002)獲得東段羅布莎蛇綠巖中輝長輝綠巖Sm-Nd等時線年齡值為177±31Ma,鐘立峰等(2006)通過SHRIMP測得羅布莎蛇綠巖中鋯石鋯石U-Pb年齡為162.9±2.8Ma,表明東段蛇綠巖形成于中侏羅世.王冉等(2006)對中段吉定蛇綠巖中輝長巖進行SHRIMP鋯石U-Pb定年,得出加權平均年齡為128±2Ma,與中段其他蛇綠巖的年齡基本一致,集中在130～120Ma的年齡結果表明新特提斯中段強烈擴張時代為早白堊世.岡底斯東段南部晚侏羅-早白堊世桑日群弧火山巖是板塊俯沖的標志.莫宣學等(2003)在研究林子宗群與下伏設興組的區域性角度不整合的過程中,獲得林子宗群底部火山巖40Ar/39Ar年齡為64.43Ma,推測是印度板塊與亞洲板塊開始碰撞的年齡.上新統羅布莎群礫巖標志洋陸轉換已經結束.西構造結帕米爾地區榴輝巖的峰期變質時間為40～55Ma(Tonarinoetal.,1993),東構造結南迦巴瓦地區麻粒巖變質年齡為40Ma左右(Dingetal.,2001),Lietal.(2003)測得喜馬拉雅中段高壓基性麻粒巖中一組年齡為29.5±0.4Ma,在定日、崗巴一帶發育始新世海相地層朋曲組和遮普惹組,最高海相層位為始新世普里亞本末期約34Ma(李祥輝等,2001).由此推測,新特提斯東、西段于40MaB.P.完成洋陸轉換,而中段于30MaB.P.最終完成洋陸轉換,青藏高原全面進入陸內發展階段.青藏高原保存有數十條不同時代的蛇綠混雜巖帶,歸屬于4個主要的特提斯域,在巖石圈尺度的特提斯開合轉換演化過程中,岡瓦納北界不斷向南遷移,并沒有統一的印度板塊與歐亞板塊的主碰撞帶,只有不同時期的碰撞帶或縫合帶,因此,長期以來對岡瓦納大陸的北界到底是可可西里-金沙江帶、龍木錯-雙湖-瀾滄江帶、班公湖-怒江帶還是雅魯藏布江帶的爭論應當從特提斯向南有序遷移演化的角度進行認識.1.3入板陸內構造演化碰撞帶及其兩側區域性分布的磨拉石建造標志著洋陸轉換已經結束,進入板(陸)內構造演化過程.青藏高原的板內構造演化可分為以應力作用和水平運動為主導的板內造山期和以重力均衡作用和垂直運動為主導的板內成山期,2個地質過程具有完全不同的地質-地理特征(表2).1.3.1青藏高原板內造山期的青藏高原板內造山作用及相關盆山作用的南部趨勢也呈現南態li，1994。可分為三個階段：180120ma青藏高原北部和東部造山期、65-30ma青藏高原中部造山期和23-7ma青藏高原南部造山期。形成多階段伸展盆地構造體系，形成多組不同時代的造山系如連山河西走廊盆地、西昆侖-塔利木盆地、龍門山-四川盆地、東昆侖-柴達木盆地、唐古拉山-羌塘盆地和喜馬拉雅-印度河間盆地。山脈和湖泊古湖、古湖和老湖的地形結構介于有限的空間內。詳細討論了每個土層的時間結構和地質特征li，d.w.，出版1.3.2青藏構造環境的時空變化3.6Ma的青藏運動開始進入以重力均衡驅動的整體、快速、脈動隆升成山過程,可劃分出3.6Ma、2.5Ma、1.8Ma、1.2Ma、0.8Ma、0.15Ma等一系列成山事件,逐步形成了現今的青藏高原,并帶來地質、地貌、災害、水系、氣候、生態、環境的變化(Li,D.W.,待刊),產生喜馬拉雅弧形山系及其共軛走滑斷層(LiandYin,2008).總之,青藏高原板內構造環境的時空結構是在青藏特提斯洋陸轉換基礎上發生的以水平運動為主導的板內地殼尺度同步造山-成盆事件,從燕山期→喜馬拉雅早期→喜馬拉雅晚期自青藏高原北部→青藏高原中部→青藏高原南部呈現不均勻的有序演變.3.6Ma左右的青藏運動是板內隆升事件的轉折,從較緩慢的、不均勻的、以水平運動為主導的構造隆升轉變為快速的、整體的、以垂直運動為主導的均衡隆升,并在周邊沉積盆地同步響應.2成礦系統的時空配置大陸內部、大洋內部和大陸邊緣不同構造部位控制有規律的金屬礦床系統.金屬礦床作為特殊的巖石類型,是成礦元素在構造演化一定階段的特定地質構造背景下受構造-熱動力作用富集形成的地質體,在不同尺度的構造成礦系統中呈現有規律的時空配置(李德威,1993;李德威和李先福,1993).礦床可作為地球動力學過程的一個有機組成部分,也是大地構造環境的重要指示標志(GrovesandBierlein,2007).中國大陸復雜的構造格局及其演化歷史造就了中國礦床資源的特色(ZhaiandDeng,1996).青藏高原三階段構造演化制約了三階段的成礦演化,反之,礦床類型及其成礦系列也可作為確定構造巖漿活動強度和劃分構造演化階段的一種標志.2.1前寒武紀地層成礦地質潛力前寒武紀超大陸旋回與金屬礦產的關系十分密切(BarleyandGroves,1992).青藏高原前寒武紀地層主要出露在各造山帶的核部,海拔高,難度大,范圍小,制約了成礦規律的研究和找礦勘探的實施,蘊藏著巨大的找礦潛力.2.1.1成礦作用成礦系統川西-滇中南北構造帶在古元古代可作為青藏古陸塊與揚子古陸塊的構造邊界,后來經歷了多次伸縮轉換,發生多期構造巖漿成礦事件.南北帶南部的古元古代大紅山巖群變基性-中基性海相細碧角斑巖及碎屑巖建造提供了形成似層狀超大型大紅山鐵銅礦床的物源,經過初始同生富集后發生強烈的變質改造和順層拆離改造,是主要的成礦作用,主礦體沿著大紅山巖群內部巖石物性和強度差別很大的曼崗河組與肥味河組之間的剝離斷層產出(李德威等,1998).該帶北部四川會理拉拉廠銅鐵礦床也產于巖石圈伸展裂陷環境,涉及地幔成礦作用.古元古代沿著華北古陸塊與青藏古陸塊之間的超巖石圈尺度的伸展產生龍首山古大陸邊緣裂陷邊界,發生海底深源熱液活動,形成東大山含磁鐵石英巖的噴流沉積建造,經過變質改造后形成東大山超大型鐵礦床.湯中立和白云來(1999)認為龍首山地區東大山鐵成礦組合和金川鎳銅成礦組合是華北板塊西南邊緣太古宙-中元古代裂解期前成礦系統.2.1.2與成礦的構造環境中元古代龍首山洋規模擴大,可能與核幔作用有關的超級地幔柱上升有關,由此產生的超巖石圈巨型伸展作用造成大量含鎳銅的深地幔巖漿上涌,經過深部熔離后沿著張性破裂系統貫入富集形成金川超大型銅鎳硫化物礦床.同期滇中構造帶繼續伸展裂陷,形成中元古界昆陽群含礦建造,在因民組砂板巖與落雪組白云巖之間,黑山頭組砂巖、板巖、石英巖與大龍口組灰巖之間,美黨組板巖與柳壩塘組碳酸鹽巖之間均發育有利于巖漿活動和成礦作用的剝離斷層,反映不同時期的伸展同生成礦和改造成礦過程(李德威等,1998).新元古代伸展成礦作用也隨著構造遷移而向西南遷移,在北祁連洋西段的鏡鐵山群中形成“鏡鐵山式”鐵礦,鏡鐵山礦田包括樺樹溝、黑溝兩個大型鐵礦床和柳溝峽、白尖中型鐵礦床.礦床成因屬于典型的海底噴流沉積型(湯中立和白云來,1999).Rodinia大陸聚合事件在青藏高原北部地區的構造-巖漿響應強烈,其成礦作用與超大陸裂解事件相比,要小一些.這一時期的主控礦成礦構造也是陸(板)緣或陸(板)間伸展活動帶.再次強調的是,青藏高原內部存在哥倫比亞和Rodinia超大陸裂解與聚合有關的構造-巖漿-沉積-成礦事件,也有很好的成礦環境,應當加大力度尋找與大紅山鐵銅礦床、東大山鐵礦床、金川銅鎳硫化物礦床相類似的大型、超大型礦床.例如,喜馬拉雅變質基底含有磁鐵石英巖,具有形成這類礦床的地質條件,亞東等地已發現鐵礦,印度在同一構造帶上已經取得了很大的突破.2.2成礦作用的有序遷移Sawkins(1990)系統總結了板塊構造系統(如洋中脊、大陸邊緣、俯沖帶、碰撞帶、轉換斷層等)中礦床的分布規律和基本特征.青藏高原顯生宙板塊活動十分強烈,出現向南有序遷移的洋陸轉換時空結構,相應地出現成礦作用的有序遷移.2.2.1柴北緣成礦作用志留系板塊俯沖成礦作用相對早期的伸展成礦作用較弱,在中祁連出現與俯沖作用有關的巖漿熱液成礦組合,如塔爾溝-小柳溝鎢礦、樺樹溝-柳溝峽銅礦、大東溝-吊大坂鉛鋅礦等(湯中立和白云來,1999).豐成友等(2002)通過絹云母Ar-Ar法測得柴北緣賽壩溝金礦蝕變糜棱巖型金礦石的年齡為426±2Ma.其后的板塊碰撞環境成礦作用更弱.2.2.2角色公利型斑巖礦床三江地區石炭-二疊紀巖石圈伸展裂陷環境是主導的成礦構造,主要礦床類型是海相火山沉積型塊狀硫化物礦床,僅三江地區就有義敦呷村超大型銀多金屬礦床、瀾滄老廠大型銀鉛鋅銅礦床、銅廠街銅鋅礦床、思茅大平掌銅多金屬礦床等.昆侖地區與巖石圈伸展有關的礦床塊狀硫化物礦床有銅峪溝、卡拉瑪、阿克塔什、賽什塘、上其汗、切列克契、日龍溝、塔木其、駱駝溝等銅鐵鉛鋅多金屬礦床.古特提斯板塊俯沖背景下的上盤地殼伸展區形成斑巖銅礦床、矽卡巖型銅鐵錫礦床和弧盆海相沉積礦床.位于金沙江蛇綠混雜巖帶東側的中甸普朗、雪雞坪等斑巖銅礦形成古特提斯洋陸轉換向板內盆山耦合過渡的轉折時期;位于金沙江構造帶西側的羊拉銅礦,表現為海西期噴流沉積成礦、印支期接觸交代成礦、燕山早期斑巖成礦及喜山期構造熱液成礦(陳開旭等,2002),主期斑巖成礦作用發生在印支期洋陸轉換之后的板內構造環境;昆侖晚古生代弧后盆地中出現黑黑孜干式海相沉積型鐵礦床.在板塊碰撞過程中沒有發生大規模的金屬成礦.2.2.3成礦環境分析班公湖-怒江構造成礦帶可能是鐵銅金多金屬巨量富集帶.地質大調查已經顯示該帶中西段的日土-措勤-申扎-那曲一帶是富磁鐵礦集中區,目前已發現尼雄、當曲、弗野、碾廷、梅花山、當曲、叢巴日、偏曲、碾廷、幫愛、所曲等鐵礦.措勤尼雄超大型鐵礦床產于中上二疊統下拉組、敵布錯組與早白堊世末期尼雄花崗巖(K-Ar法年齡為106～114Ma)的接觸帶,成礦作用發生在中特提斯洋陸轉換與板內盆山耦合的構造轉折時期(曹圣華等,2007).日土弗野富鐵礦產于早白堊世末期花崗閃長玢巖與二疊世吞龍共巴、龍格組大理巖化灰巖的外接觸帶.安多幫愛鄉聶榮所曲鐵礦則產于侏羅系灰巖與燕山晚期花崗巖的接觸帶.在該帶東段的騰沖滇灘-燕洞一帶,燕山晚期花崗巖與二疊系碳酸鹽巖接觸帶的矽卡巖成礦作用也很強烈,銅廠山鉛鋅礦是典型實例.班公湖-怒江構造成礦帶同期還出現斑巖型銅礦,目前在該帶西段北側發現多不雜大型斑巖型銅礦,南側找到中型革吉尕爾窮斑巖型銅金礦.曲曉明和辛洪波(2006)通過SHRIMP測定兩個含礦斑巖鋯石U-Pb年齡分別為127.8±2.6Ma和112.0±2.3Ma,晚于145MaB.P.的板塊碰撞.與同期形成的矽卡巖型鐵礦床一樣,其成礦構造環境屬于板緣還是板內值得深入研究,筆者初步認為是受南側新特提斯擴張控制的中特提斯域板內成礦.2.2.4層位及成礦環境岡底斯東段早-中侏羅世葉巴組為一套英安巖、玄武巖、凝灰巖、火山角礫巖組合,形成于新特提斯洋巖石圈尺度的伸展構造環境,葉巴組及相關地層是尋找與海相火山作用有關的大型和超大型塊狀硫化物礦床極為有利的層位.新特提斯洋向北俯沖過程中上盤地殼伸展狀態下形成的弧盆系出現構造-巖漿-沉積-成礦組合,岡底斯帶某些沉積-改造型礦床和矽卡巖型礦床形成于這種構造環境,東段的當雄-嘉黎弧后盆地已發現尤卡朗、拉屋、昂張、亞貴拉、洞中松多等鉛鋅銅多金屬礦床,可能是沉積-構造-熱液改造成因,中西段找礦前景很大.板塊碰撞過程中沒有發生大規模的成礦,碰撞花崗巖局部有夕卡巖型銅鐵金礦化,受逆沖斷層控制的唐格、者拉等銅鐵多金屬礦點可能與碰撞作用有關.有的礦床可能是多期成礦或改造成礦.郭建慈等(2006)認為普蘭馬攸木金礦床經歷了古近紀雅江洋盆俯沖碰撞、中新世碰撞后伸展和晚上新世以來快速隆升的三階段成礦過程.2.3青海湖板內造山成礦演化對于大多數大陸構造成礦區帶,板內盆山系統是地球系統演化的第三階段,地殼成熟度高,成礦環境好,因而,板內成礦是最重要的成礦期,特別是具有多個塊體、經過長期演化、受到三向作用的中國大陸,板內成礦占主導地位.青藏高原的板內成礦十分典型,青藏高原南部和三江地區板內成礦極其重要,筆者已作初步探討(李德威,1994a;2003;2005a,2005b).本文根據板內構造演化對成礦演化的制約,將青藏高原板內構造成礦演化分為兩個階段和4個時期,板內造山成盆階段的時空結構為(180～120Ma)→(65～30Ma)→(23～7Ma)自青藏高原北部→青藏高原中部→青藏高原南部有序演變,是以水平運動為主的構造活躍期和金屬成礦爆發期;3.6Ma以來青藏高原以垂直運動為主的均衡成山階段,3.6Ma、2.5Ma、1.8Ma、1.2Ma、0.8Ma、0.15Ma等一系列脈動式成山過程中內生成礦作用不顯著,外生成礦作用強,生態環境變化大.限于篇幅,在此僅作簡要論述.2.3.1成礦源巖類型青藏高原北部及東部原特提斯和古特提斯洋陸轉換發生在加里東期至印支期,但是板內造山成盆作用主要發生在燕山期,一系列中生代陸相盆地與造山帶之間存在密切的時空關系和成因聯系.青藏高原北部及東部中生代盆山體系的形成與中持提斯洋板塊向北俯沖、太平洋板塊向西俯沖和西伯利亞板塊向南俯沖有關,共同的上盤廣泛發育地殼尺度的伸展性盆嶺構造,因而在青藏高原北部、東部甚至新疆廣大地區廣泛分布侏羅系煤層.板內造山成盆期也是主成礦期,以地殼熱隆伸展和殼源成礦系統為特征.可可西里盆地發育風火山式晚白堊世陸相沉積砂巖型銅礦床.昆侖、秦嶺、松潘-甘孜、龍門山等燕山期造山區發生大規模金屬成礦,主要礦床類型有:(1)斑巖型鉬、銅礦床,如東溝、金堆城超大型斑巖型鉬礦床,馬華東等(2004)在木孜塔格幅、鯨魚湖幅區調中發現火箭山斑巖銅礦;(2)剪切帶型金礦床,如陜甘川金三角有陽山、東北寨、瑪曲、馬腦殼、草地等金礦床,原特提斯泥盆紀殘余洋盆和古特提斯三疊紀殘余洋盆中深水濁積巖復理石建造是重要的成礦源巖,燕山期地殼尺度伸展構造背景下發生的韌性和脆-韌性剪切作用及其相關的巖漿活動改造成礦,礦化主要是沿韌性剪切帶中糜棱面理分布的微細浸染型(卡林型)和沿脆韌性剪切中裂隙系統充填的石英脈型金礦床;(3)偉晶巖型礦床,如丹巴花崗偉晶巖型白云母礦床;(4)滲濾交代型汞礦床,如西秦嶺興海-同德-澤庫一帶汞礦床,包括崖灣、穆黑溝等大型汞礦床.2.3.2基金礦床成礦帶該區65～30Ma板內成礦大爆發涉及多種礦床類型,主要有:(1)斑巖型銅礦床.最典型的是玉龍斑巖銅礦帶,包括玉龍、莽總、扎那尕、多霞松多、馬拉松多以及納日貢瑪等斑巖銅金礦床,其成因與板內伸展造山環境下加厚下地殼部分熔融過鋁斑狀花崗巖有關,主成礦期為40～35Ma(馬鴻文,1990).Wangetal.(2005)獲得該帶馬廠箐和銅廠斑巖銅礦Re-Os同位素年齡為33.9±1.1Ma和34.4±0.5Ma.(2)剪切帶型(包括蝕變巖型、石英脈型)金礦床.金沙江帶的哀牢山是這類礦床的集中區,有老王寨、冬瓜林、墨江、金廠、大平等金礦床.畢獻武等對老王寨、墨江和大坪等金礦中成礦期石英進行ESR定年,得到成礦時代為50MaB.P.(Bietal.,1996).此外,班公湖-怒江成礦帶砂金廣泛分布,板內剪切帶型巖金礦床是勘查方向,已發現丁青縣扎格拉大型巖金礦床,班-怒帶可能是青藏高原極其重要的貴金屬成礦帶之一.(3)陸相盆地沉積改造型礦床.如滇西蘭坪中、新生代陸相盆地中金頂超大型鉛鋅礦床、白秧坪大型銀礦床等.(4)石英脈型鎢錫礦床,Qiu(1996)通過40Ar-39Ar測定怒江帶瀘水鎢錫礦床中石英流體包裹體的年齡為38.6±1.9Ma.(5)矽卡巖型多金屬礦床.目前昌都、岡底斯、保山等地區有同期的夕卡巖型礦床,在玉龍成礦帶矽卡巖型礦床與斑巖型銅礦床之間有密切的聯系.(6)淺成低溫熱液型金銻礦床.羌塘、岡底斯、三江等地區具有形成與板內伸展背景高鉀火山巖有關的淺成低溫熱液型金銻礦床的地質條件,唐古拉美多銻金礦床可能屬于此類.(7)富堿斑巖型金礦床,如金沙江-哀牢山構造成礦帶的北衙、馬廠箐金礦床.2.3.3區域地質環境(1)成礦背景:晚新生代陸殼改造中生代洋殼及新生的下地殼改造早期的地殼和巖石圈是形成大型和超大型斑巖銅礦的最有利的構造背景.從印度-恒河盆地流經喜馬拉雅山的下地殼熱流物質改造了雅魯藏布江縫合帶中擠入地殼的洋殼地幔巖石,造成下地殼部分熔融的埃達克質含礦花崗巖巖漿沿著岡底斯南部呈帶狀分布,導致下地殼部分熔融的巖漿中含有與古洋盆演化有關的虧損上地幔的成分,引起同期活動的岡底斯與喜馬拉雅在火山巖漿作用和成礦作用上的巨大差別,例如中新世岡底斯南部形成有地幔物質參與的巨量斑巖銅礦而喜馬拉雅則是以中地殼熔融為主的殼源花崗巖.有關問題將詳細討論.(2)成礦條件:地殼伸展作用是板內成礦最重要的因素.伸展構造的斷層組合、擴容空間、降壓熔融、熱水活動等都有利于巖漿作用和成礦作用.中新世青藏高原南部是盆嶺式伸展構造體系,伸展構造呈現有規律的組合,從高喜馬拉雅-特提斯喜馬拉雅-岡底斯-南羌塘依次出現變質核雜巖(高喜馬拉雅變質核雜巖)-拆離斷層(藏南拆離系)-熱隆伸展的巖漿帶(岡底斯南緣花崗斑巖帶)和火山巖斷陷盆地(鄔郁盆地、林周盆地等)-斷陷湖盆(羌塘超級古大湖),各種板內伸展構造單元具有不同的控礦成礦意義,控制了花崗巖錫礦床、層狀(控)多金屬礦床、剪切帶型金礦床、斑巖型銅鉬礦床、矽卡巖型銅鐵鉛鋅礦床、淺成低溫熱液型金多金屬礦床、火山-巖漿熱液型銅鐵鉛鋅金礦床、沉積-改造型鉛鋅銀礦床、沉積礦床等多種類型的礦床,構成板內伸展構造動力成礦系統.造山帶厚殼環境下形成的變質核雜巖和拆離斷層無法用經典的安德森斷層模式進行解釋,應當是中、下地殼流層部分熔融低密度物質上升的結果(李德威,1995).(3)礦床類型:李德威(1994a)曾將青藏高原南部分為4個成礦帶,除了雅魯藏布江成礦帶是板緣成礦外,其他3個帶主要是17～15Ma的熱隆伸展成礦,岡底斯帶主要礦床類型是斑巖銅礦、火山巖鐵礦、接觸交代型多金屬礦床;北喜馬拉雅東段主要是剪切帶型金銻礦,找礦方向主要是三疊系濁積巖中石英脈型和浸染狀礦化;北喜馬拉雅西段為剝離斷層控制的層控礦床和接觸交代型多金屬礦床;高喜馬拉雅應當有變質鐵礦(亞東一帶最有前景)、花崗巖錫礦、剪切帶型金礦床.近年來的工作證實了這種礦床的分帶性,除岡底斯帶斑巖銅礦和接觸交代型多金屬礦床取得重大突破外,北喜馬拉雅東段金銻礦也有進展(鄭有業等,2007).青藏高原中新世成礦包括更多的礦床類型,如岡底斯成礦帶弄如日式淺成低溫熱液型金銻礦床、瀾滄江走滑斷層系中臨滄拉分盆地中與陸相煤系地層有關的超大型鍺礦床、龍門山東緣牦牛坪式與巖漿碳酸巖有關的稀土礦床等.(4)成礦規模:處于全球最重要的阿爾卑斯-喜馬拉雅構造成礦帶上的青藏高原南部具有極好的成礦環境,應當存在(超)大型多金屬礦床(李德威,1994a).近年來岡底斯驅龍、尼雄、雄村、沖江、桑窮勒、朱諾等地的銅鐵鉛鋅礦床和北喜馬拉雅浪卡子-措美-哲古錯一帶金銻礦床的發現填補了這個世界級成礦帶在關健地段的空白.青藏高原還有很大的找礦潛力,僅就中新世的成礦而言,應當加強高喜馬拉雅、北喜馬拉雅西段、岡底斯西段、三江西南部的研究和勘查,注意尋找與熱隆伸展有關的有色金屬礦床、稀有金屬礦床、稀土礦床、鈾礦床等.(5)成礦時代:青藏高原南部有2.5～2.1Ga、1.9～1.7Ga、550～450Ma、170～120Ma、120～70Ma、65～40Ma、23～12Ma、3.6Ma等重大構造事件,每個構造事件的地質屬性和成礦意義有所不同.2.1～2.5Ga和1.7～1.9Ga的超大陸裂解與聚合事件具有較強的成礦作用,由于賦存在海拔高的基底變質巖系中,研究和勘查難度大;450～550Ma的泛非事件研究薄弱;170～120Ma的新特提斯裂解事件地幔成礦作用較強,以羅布莎鉻鐵礦為代表;120～70Ma洋殼板塊向北俯沖的上盤地殼伸展性弧盆系中有利于殼幔混源礦床的形成;65～40Ma的板塊碰撞環境不利于礦床的形成;23～12Ma的板內造山、下地殼韌性流動、上地殼熱隆伸展構造背景下發生巨量成礦,以驅龍等斑巖銅礦為代表,板內熱隆伸展成礦的峰期年齡是17～15Ma;3.6Ma開始的青藏高原整體快速均衡隆升事件的環境效應強,成礦主要限于鹽類礦床、熱泉礦床、砂金礦床.(6)成礦機制:青藏高原南部中新世最重要的、成因分歧最大的礦床是岡底斯斑巖銅礦,侯增謙等(2003)認為是印度大陸與亞洲大陸碰撞環境成礦,芮宗瑤等(2006)提出在新特提斯洋殼尚未消失過程中印度大陸殼俯沖到亞洲大陸殼之下的“A”型俯沖成礦.筆者認為岡底斯斑巖銅礦是板內熱隆伸展成礦(李德威,1994a),在印度洋板塊向北俯沖的背景下發生印度-恒河盆地形成和喜馬拉雅-岡底斯板內造山,中新世印度-恒河盆地伸展減薄過程中熱軟化的下地殼流向喜馬拉雅和岡底斯,經過雅魯藏布江蛇綠巖帶時改造了中生代洋殼地幔橄欖巖,在岡底斯南帶加厚的下地殼中發生部分熔融,形成在地殼內發生殼幔混熔的埃達克質巖漿,從下地殼軟流層中部分熔融出來的低密度混源巖漿上升形成渠流,下地殼對上地殼發生熱墊作用,造成上地殼熱隆伸展,含礦埃達克質混源巖漿進入上地殼伸展構造多級斷裂系統,發生大規模的同板內造山構造巖漿動力成礦(李德威,2004,2005b).2.3.4青海湖系統青藏高原3.6Ma以來的外生成礦主要是快速隆升背景下蒸發作用形成的沉積鹽類礦床和剝蝕作用形成的砂金礦.青藏高原一系列的成山作用極大地改變了東亞的氣候和環境,造成亞洲內陸干旱化,古大湖不斷萎縮,有利于在西藏、青海、新疆、甘肅等地區形成鹽湖,干旱化程度不同造成青藏高原北部的鹽湖比其南部更為發育.鄭綿平等(1989,1995)深入研究了青藏高原的鹽湖,系統總結了青藏高原鹽湖資源的成礦規律和找礦準則,指出扎布耶超大型鋰硼鹽湖礦床為多級淺盆成礦.柴達木盆地是鹽湖集中區,常產于上更新統砂質粘土中,主要有察爾汗、大浪灘、昆特依、馬海、一里坪、吉乃爾湖、察汗斯拉圖、一里溝、茶卡、柯柯、大柴達、小柴旦、宗家-巴隆、哈圖等鉀、鎂、硼、鋰等礦產,伴生芒硝、天然堿、石膏和鈉鹽.此外,青藏高原砂金廣泛分布,成帶發育,原特提斯域北祁連、古特提斯域可可西里-東昆侖-松潘-甘孜、中特提斯域日土-改則-尼瑪-文部-申扎-班戈-聶榮-玉樹、新特提斯域浪卡子-瓊結-曲松一帶砂金集中,主要沿著黑河、黃河上游、岷江上游、楚瑪爾河、通天河、大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江等水系的2-7級支流分布.青藏高原3.6Ma以來的內生成礦主要是熱隆伸展背景下形成的熱泉型銫、硼、鋰、銣、硫、金礦床,通常受青藏高原中南部等距性近平行排列的近南北走向活動地塹和活動的斷陷盆地所控制.谷露-羊八井-亞東地塹中著名的羊八井地熱田是一個分層熱水動力系統(多吉,2003),與北部的谷露熱泉型銫礦床有關.塔格架、色米、布雄、古堆、郎久等熱泉型礦床都與地殼熱隆伸展有關,騰沖活動火山區熱泉型金礦可能涉及更深層次的熱活動.3主成礦期成礦作用(1)一般認為,青藏高原是印度板塊與歐亞板塊碰撞形成的,晚新生代各種地質、地球物理、礦床、地震、生態環境等現象都解釋為板塊碰撞的持續作用-后碰撞過程.實際上,青藏高原及鄰區的構造演化是一個由前寒武紀超洋陸轉換、特提斯洋陸轉換和板內盆山耦合三階段構成的歷史地球系統動力學過程,不同階段、不同尺度的層塊系統之間相互作用,其形成機制可能是地核流體層的流動及溢出的超級地幔柱推動了超洋陸轉換,產生超大陸和超大洋;地幔軟流圈的流動帶動巖石圈的板塊運動,產生同步的造陸造洋事件,造成歐亞大陸向南的橫向增生;下地殼的層流導致了同步的板內造山成盆事件,造成青藏高原地殼的垂向增生(李德威,1995,1997;2005a).青藏高原現今面貌是“三世同堂”,構造譜系清晰,其中青藏高原作為特提斯的“兒子”,板內盆山體系保存最完整,顯赫的形象掩蓋了前輩的真實面目;特提斯洋陸轉換是歷史地球系統動力學過程中的一個中間環節,它改造了前寒武紀超洋陸體系,也不同程度地被后期構造改造,從原特提斯→古特提斯→中特提斯→新特提斯改造程度依次降低;爺輩的基底殘缺不全,恢復超洋陸體系難度較大.(2)構造譜系決定了成礦譜系,地殼成熟度制約了成礦成熟度,陸殼改造洋殼導致板內伸展構造背景下出現金屬成礦大爆發.青藏高原及鄰區的成礦演化是一個受控于地球不同構造軟層的歷史地球成礦動力學系統,其時空結構為前寒武紀超洋陸轉換成礦、特提斯階段洋陸轉換成礦和板內構造階段盆山耦合成礦,3個成礦階段包含1.8～1.4Ga、500～420Ma、300～260Ma、180～120Ma、65～30Ma、23～7Ma等6個主成礦期,其中1.8～1.4Ga是超大陸裂解環境,500～420Ma和300～260Ma特提斯裂解環境,180～100Ma可分解出中特提裂解(180～160Ma)、新特提斯裂解(145～120)Ma和青藏高原中、北部板內伸展(180～120Ma)等成礦背景,65～30Ma和23～7Ma是青藏高原中、南部和三江地區板內伸展環境下成礦大爆發期.板緣和板內成礦都是向南有序遷移.(3)不同尺度的伸展構造是青藏高原及鄰區的主控構造,引張動力成礦是最重要的成礦作用(傅昭仁等,1992;李德威,1993,1994a,2005b).礦床成礦系列對于認識成礦規律和指導找礦實踐都有重要的意義(陳毓川等,1998),以前多從建造上入手,也可以嘗試從構造上探討伸展、擠壓、剪切構造體制的礦床成礦系列.在青藏高原及鄰區3個尺度的動力學演化過程中,伸展構造控礦成礦作用十分明顯,組成不同級次的成礦系列.前寒武紀超洋陸轉換階段大洋盆的超巖石圈尺度伸展控制了大紅山式火山沉積含鐵建造、金川式深源地幔鎂鐵-超鎂鐵質巖漿成礦建造和東大山式含磁鐵石英巖的活動海相沉積建造;特提斯洋陸轉換階段小洋盆的巖石圈尺度伸展控制了羅布莎式地幔巖漿鉻鐵礦、呷村式海底噴流塊狀硫化物礦床;洋殼板塊俯沖的上盤由于地幔熱流物質上涌而地殼整體處于熱隆伸展狀態,弧盆體系中產出普拉式斑巖銅礦、黑黑孜干式海相沉積型鐵礦床;洋陸體系向盆山體系轉折時期形成尼雄式