方維萱

(1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院,北京 100012;2.昆明中色地科礦產(chǎn)勘查有限責(zé)任公司,云南 昆明 650224)

鐵氧化銅金型(Iron Oxide Copper-Gold,IOCG)礦床指低鈦系列的鐵氧化物(磁鐵礦或赤鐵礦為主的系列)銅金礦床,共伴生鈾、銀、鈮、稀土元素、氟、鉍和鈷等多礦種共伴生礦床,在全球均有發(fā)現(xiàn)(Hitzman et al.,1992;Michael and James,1995;Lindenmayer and Teixeira,1999;Marschik and Fontboté,2001;Hunt et al.,2005;Chen et al.,2013),該類礦床成礦作用和構(gòu)造動力學(xué)背景尚需進一步深入研究(Sillitoe,2003;Williams 1994;Williams et al.,2005;Groves et al.,2010)。隨著我國首例四川拉拉鐵氧化物銅金鈾-稀土型礦床被確認為 IOCG礦床(李澤琴等,2002),在我國IOCG礦床亦成為研究熱點(張興春,2003;楊耀民等,2004;許德如等,2007;聶鳳軍等,2008;應(yīng)立娟等,2008;方維萱等,2009;Zhao and Zhou,2011;杜保峰等,2012;王獎?wù)榈?2012)。

在揚子地塊西緣分布有元古宙IOCG成礦域(Zhao and Zhou,2011),這種IOCG成礦域與大地構(gòu)造演化之間關(guān)系如何？需要從鐵銅礦床和鐵氧化物銅金型礦床的空間分布規(guī)律、時間分布(含礦層位)、疊加成巖成礦特征、重大構(gòu)造-巖漿事件的構(gòu)造-巖相學(xué)記錄等方面進行綜合研究,總結(jié)這些 IOCG礦床成巖成礦高峰期的時間序列特征,以及與控制因素和重大構(gòu)造-巖漿事件之間的關(guān)系。在康滇地區(qū)新獲得了一批高精度同位素年齡(耿元生等,2007;孫志明等,2009;朱華平等,2011;楊崇輝等,2009;尹福光等,2011;葉現(xiàn)韜等,2013;方維萱等;2013),為重新認識云南-四川鐵銅礦床和IOCG礦床與大地構(gòu)造演化關(guān)系提供了良好基礎(chǔ),有助于重新認識重大構(gòu)造-巖漿事件與IOCG礦床形成規(guī)律,如揚子地塊在格林威爾造山期(吳根耀,2000;姜勇彪等,2006)與IOCG礦床之間關(guān)系如何？深入研究這些科學(xué)問題對尋找深部隱伏IOCG礦床有積極作用。在云南東川白錫臘礦段深部鐵氧化物銅金型礦床勘查中,礦山深部井巷工程巖相學(xué)填圖新技術(shù)發(fā)揮了獨特作用,并取得了顯著找礦效果(方維萱等,2012,2013;方維萱,2012),但堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖和鈦鐵質(zhì)閃長巖(方維萱等;2013)、板內(nèi)洋島玄武巖(馬東和王生偉,2012)與 IOCG成礦域之間的關(guān)系尚需探討,這種高鈦系列的鐵氧化銅金型礦床(方維萱等,2009)勘查理論尚待創(chuàng)新。

本文在綜合最新研究成果基礎(chǔ)上,探討揚子地塊西緣元古宙重大構(gòu)造-巖漿事件和大地構(gòu)造演化過程與鐵氧化物銅金型礦床之間關(guān)系,以促進對深部隱伏 IOCG礦床的勘查和尋找隱伏IOCG礦床的新技術(shù)研發(fā)。

1 揚子地塊西緣元古宙IOCG礦床區(qū)域成礦特征

1.1 全球IOCG礦床的時空分布

在全球范圍內(nèi),IOCG礦床主要成礦時代為新太古代-元古宙和中生代-新生代,其次為晚古生代。(1)最早確定的 IOCG礦床形成于元古宙古大陸(或克拉通)邊緣伸展構(gòu)造區(qū),以澳大利亞奧林匹克壩 IOCG礦床為代表(Hitzman et al.,1992),該礦床位于古-中元古代基底構(gòu)造層與新元古代沉積巖之下的區(qū)域性不整合面附近,主要為含礦熱液角礫巖體,該熱液角礫巖體和蝕變巖體規(guī)模達7000 m×5000 m。這些熱液角礫巖體和蝕變巖發(fā)育在 Hiltaba-Suite Roxby Downs 花崗巖(1588±4 Ma,Johnson and Cross,1995)之中,超基性、基性和酸性巖脈侵入于這些角礫巖中并產(chǎn)生熱液蝕變活動,含礦熱液角礫巖體含有較大的沉積巖巖塊。(2)后來在澳大利亞探明的歐內(nèi)斯特亨利(Ernest Henry)IOCG礦床,主要產(chǎn)于古元古代Cover 2和3層序中,侵入于古元古代Cover 2層序中的花崗巖形成年齡為1760~1720 Ma,閃長巖形成年齡為1660 Ma (Pollard and McNaughton,1997;Page and Sun,1998);該區(qū)域經(jīng)歷的兩期造山事件分別為 Diamantinan 造山運動(1590 Ma)和 Isan造山運動(1550~1500 Ma)(MacCready et al.,1998),造成古元古代兩套層序發(fā)生強烈變形,變質(zhì)相達高角閃巖相。歐內(nèi)斯特亨利IOCG礦床主要形成于Isan造山運動期間,銅金礦體賦存在強角礫巖化熱液蝕變巖中,資源量達166 Mt,銅品位1.1%,伴生金0.5 g/t,磁鐵礦品位為 20%~25%,共伴生鈷黃鐵礦,屬磁鐵礦為主的 IOCG系列;而奧林匹克壩屬赤鐵礦為主的IOCG系列。整體上,歐內(nèi)斯特亨利IOCG礦床具有較大工業(yè)價值的礦體賦存于似層狀沉積角礫巖、侵入型熱液角礫巖、以及二者的疊加部位。其他具有工業(yè)價值和次經(jīng)濟價值的成礦類型包括含礦石英脈、含礦角閃石黑云母蝕變巖、含礦夕卡巖、含礦碳酸鹽化蝕變脈、脈狀和浸染型礦化碳質(zhì)巖和磁鐵礦-重晶石-螢石-菱鐵礦脈等,并伴有強烈韌性構(gòu)造變形和蝕變作用(Williams et al.,2005)。(3)巴西Salobo IOCG礦床中,輝鉬礦 Re-Os同位素年齡為2576±8 Ma和 2562±8 Ma (Requia et al.,2003)。因此,新太古代-古-中元古代屬全球 IOCG主要成礦高峰期,在澳大利亞和巴西等國家,IOCG成礦域集中分布在新太古代-中元古代地層中。(4)智利-秘魯-墨西哥海岸山帶中生代 IOCG成礦帶,主要與太平洋板塊俯沖有密切關(guān)系(Sillitoe,2003;Chen et al.,2010,2013)。在侏羅紀(jì)主火山島弧帶內(nèi),形成以安山質(zhì)火山巖為主組成的主火山島弧構(gòu)造帶,在弧后盆地中沉積了雙峰式火山巖、火山沉積巖系、碎屑巖和淺海碳酸鹽巖等,其中,鐵氧化物礦層與鐵質(zhì)輝長巖-鐵質(zhì)安山巖有密切關(guān)系。晚侏羅世-早白堊世發(fā)生火山島弧反轉(zhuǎn)后,形成了以中酸性巖漿(閃長巖-花崗巖)為主的深成巖漿弧侵位,與長英質(zhì)巖漿熱液角礫巖體和閃長質(zhì)-花崗質(zhì)巖漿熱液角礫巖體(Ramirz et al.,2006)有關(guān)的IOCG礦床,屬赤鐵礦為主的IOCG系列。在環(huán)太平洋構(gòu)造-巖漿帶中,IOCG礦床主要成礦時代為中生代-新生代,在智利-秘魯-墨西哥,中生代-新生代 IOCG成礦域主要分布在侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)火山-沉積巖和侵入巖區(qū)域內(nèi)。(5)中亞成礦域中,在哈薩克斯坦、蒙古、我國新疆和內(nèi)蒙古,形成了一系列晚古生代鐵銅和鐵鋅礦床,這些鐵銅礦床屬以磁鐵礦為主的 IOCG礦床系列,如新疆喬夏哈拉鐵銅礦床等(應(yīng)立娟等,2008)。

1.2 揚子地塊西緣IOCG礦床的空間分布

圖1 揚子地塊西緣IOCG礦床與鐵銅礦床分布圖Fig.1 IOCG deposits and iron-copper deposits in the western margin of the Yangtze massif in China

在揚子地塊西緣分布有元古宙IOCG礦床(李澤琴等,2002;Chen and Zhou,2012;王獎?wù)榈?2012;方維萱等,2009)。根據(jù)揚子地塊西緣金屬礦床空間分布規(guī)律(圖1,表1和2),有一系列大型-超大型鐵銅礦床屬IOCG成礦域(Zhao and Zhou,2011)。(1)四川拉拉鐵銅礦床(李澤琴等,2002)、云南東川白錫臘深部鐵銅礦床(方維萱等,2009)、云南大紅山鐵銅礦床(Zhao and Zhou,2011)、迤納廠Fe-Cu-REE礦床(楊耀民等,2004)、越南辛歸(Sin Quyen,Mclean,2001)Fe-Cu-REE礦床等屬IOCG礦床。云南鵝頭廠鐵礦、筆架山鐵礦、洪門廠鐵礦和菜園子鐵礦等均共生或伴生銅、鈷或鈮等,賦存于中元古界東川群因民組(陳天佑,1998)。在這些含銅鐵礦體附近,發(fā)育堿性鐵質(zhì)輝綠玢巖、堿性基性火山巖(細碧巖)和堿性鐵質(zhì)粗面巖等巖石組合,與 IOCG礦床具有類似特征,但是否可歸入IOCG礦床尚需進一步研究。(2)鉛同位素填圖表明華夏地塊(滇東南大紅山群、古元古界哀牢山群和瑤山群)與揚子地塊(滇中元古界昆陽群)間具有古地塊拼合特征,二者之間邊界以韌性剪切帶-糜棱巖化帶為特征(朱炳泉等,1998)。云南龍博河鐵銅礦床含礦變鈉質(zhì)火山巖系形成于 1596±140 Ma(常向陽等,1998),巖石學(xué)和構(gòu)造變形樣式研究表明云南龍博河鐵銅礦床與元古宙堿性基性巖有關(guān)(崔銀亮等,2006)。云南大紅山鐵銅礦床和龍博河鐵銅礦床、越南北部Fe-Cu-REE礦床和海南石碌鐵銅鈷礦床(許德如等,2007,2009;杜保峰等,2012)等,它們組成了揚子地塊西南緣現(xiàn)今為北西向的 IOCG成礦帶。(3)在揚子地塊西北緣摩天嶺元古宙地體,分布有北東向康縣陽壩-文縣筏子壩鐵銅成礦帶,其中,陽壩、杜壩和筏子壩等銅金(鈷)礦賦存于薊縣系陽壩組含銅金磁-赤鐵石英巖和含銅金綠泥纖閃綠簾片巖(變鈦鐵苦橄質(zhì)凝灰?guī)r類)中,這種Fe-Cu-Au-Co型礦床具有IOCG礦床的一些特征。(4)在揚子地塊北緣鄂-陜-甘元古宙構(gòu)造-巖漿帶上,中新元古界碧口巖群郭家溝組底部為基性集塊熔巖、火山角礫巖、含杏仁體似層狀細碧巖;中部基性火山沉積巖為灰?guī)r、鐵質(zhì)灰?guī)r、千枚巖、中酸性凝灰?guī)r、碳質(zhì)板巖等;頂部是一套由厚層白云巖、千枚巖和碳質(zhì)板巖組成的火山碎屑沉積巖系,總體反映了一個完整的火山噴溢、噴發(fā)-沉積旋回,在該帶上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一系列鐵銅礦床。陜西銅廠銅鐵金鈷礦床產(chǎn)于勉略陽元古宙三角構(gòu)造地帶內(nèi),與中-新元古代鐵質(zhì)鈉質(zhì)火山巖和閃長巖有密切關(guān)系,礦石礦物為黃銅礦、磁鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦和毒砂等。含礦巖相為鈉長石綠簾巖、透閃石蝕變巖、透輝石蝕變巖和鈉長石巖等。似層狀和透鏡狀鐵礦體和鐵銅礦體受鈉質(zhì)基性火山巖控制,脈帶型銅金鈷和金礦體受閃長巖、侵入構(gòu)造和斷裂帶控制,韓潤生等(2000a)將該區(qū)鐵銅礦類型劃分為與閃長巖有關(guān)的熱液型銅金鐵鈷礦和與基性-超基性巖有關(guān)的金銅和鐵銅礦等,這些鐵銅礦床具有 IOCG礦床的一些特征,但是否屬IOCG礦床有待研究。在鄂西北新元古代南華系耀嶺河組富鐵鈉質(zhì)基性火山巖中,發(fā)現(xiàn)了超貧磁鐵礦礦床,在火山噴發(fā)中心附近,含鐵巖相為火山噴溢相富鈉基性火山熔巖亞相和火山爆發(fā)相富鉀貧鈉凝灰?guī)r亞相,FeT為 9.4%~39%,屬火山噴發(fā)沉積型鐵礦床(楊建中等,2010),在揚子地塊北緣形成鈦鐵礦-鐵銅成礦帶。

綜上所述,IOCG礦床和鐵銅礦床的空間分布規(guī)律為:(1)揚子地塊西緣發(fā)育元古宙 IOCG成礦域(圖1),并伴有鈦鐵礦-鐵銅礦床等組成的區(qū)域礦床組合。(2)而在揚子地塊東緣發(fā)育元古宙基性巖墻和巖脈群,金和金銻鎢成礦區(qū)帶位于元古宙板溪群中,目前尚未有IOCG礦床的相關(guān)報道。

1.3 元古宙地層含礦性與IOCG成礦時代

揚子地塊元古宙具有多期構(gòu)造-巖漿-成礦事件,按時間序列對元古宙地層特征、含礦性和成巖成礦事件對比研究,經(jīng)區(qū)域性對比研究(表1、表2、圖2),認為元古宙IOCG礦床具有時間上的成礦序列特征。

1.3.1 本文認為東川地區(qū)小溜口巖組可能屬新太古

界-古元古界,在頂部發(fā)現(xiàn)了似層狀銅礦體和不整合面型 Cu-Au-REE-Fe礦床,小溜口巖組是本區(qū)最老的IOCG礦床和銅礦床含礦層位。

在小溜口巖組頂部發(fā)育層狀-似層狀含礦堿性方解石鈉長石巖,這種含礦層狀方解石鈉長石巖中鋯石 SHRIMP U-Pb年齡為 2520±14 Ma,MSWD=0.46;不整合面型含礦鐵白云石鈉長石角礫巖中,渾圓狀碎屑鋯石SHRIMP U-Pb年齡為35.96~26.12億年(另文發(fā)表),揭示本區(qū)有更老的太古宙基底構(gòu)造層存在,本文將小溜口巖組暫定為新太古界-古元古界。近年來,在小溜口巖組中發(fā)現(xiàn)并圈定了火山熱水沉積型銅礦體,含礦巖相為鐵白云石鈉長石巖、鈉長石鐵白云石巖、鐵碳酸鹽化鈉長石巖等,受順層韌性剪切帶疊加改造和控制,形成含銅鐵碳酸鹽化網(wǎng)脈和含銅碳酸鹽化硅化脈。侵入于小溜口巖組中的堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖和鐵白云石鈉長角礫巖筒,分別形成了巖漿隱爆角礫巖相帶和熱液角礫巖相帶,控制了銅鈷金銀型礦體(杜玉龍等,2014)。在云南東川因民鐵銅礦區(qū)深部小溜口巖組中,銅金銀鈷工業(yè)礦體具有中型規(guī)模(含金銀鈷折合銅當(dāng)量品位),平均品位Cu為0.58%~0.68%,Au為0.25~0.3 g/t,Ag為3.14 g/t,Co為0.02%,REE含量在0.2%以上。在因民鐵銅礦區(qū)深部小溜口巖組中,這些礦體主要賦存在四個不同構(gòu)造-巖相學(xué)部位。(1)火山熱水沉積型銅礦體呈似層狀,分布于小溜口巖組似層狀鐵白云石鈉質(zhì)巖-鈉質(zhì)鐵白云石巖中。(2)在小溜口巖組發(fā)育大致順層的韌性剪切帶,銅金銀鈷礦體產(chǎn)于該韌性剪切帶中硅化鈉化熱液角礫巖相帶中,主要受硅化鈉化熱液角礫巖相帶控制。(3)在堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖枝侵入構(gòu)造帶附近的小溜口巖組中,發(fā)育隱爆角礫巖相帶和鐵白云石鈉長石熱液角礫巖相帶,在這些熱流體角礫巖相帶中疊加后期斷裂-裂隙帶,它們是脈帶型銅金銀鈷礦體的儲礦構(gòu)造。(4)在小溜口巖組頂部不整合面附近,沿不整合面上下發(fā)育含礦鐵白云石鈉長石熱液角礫巖相,形成似層狀和不規(guī)則狀銅金銀鈷礦體。不規(guī)則狀銅金銀鈷礦體位于小溜口巖組頂部古喀斯特中,含礦巖相為古喀斯特中充填型含礦鈉長石鐵白云石角礫巖?？傊?小溜口巖組頂部及其不整合面附近,發(fā)育不規(guī)則狀和似層狀石英鈉長石巖、鐵白云石鈉長石角礫巖和鐵白云石鈉長石巖、鐵白云石-鈉長石熱液角礫巖,賦存有似層狀銅金銀鈷礦體,伴生 REE,并疊加有堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖和鈉長角礫巖帶有關(guān)的侵入構(gòu)造帶。小溜口巖組是東川地區(qū)今后新找礦層位之一,具有尋找大型銅礦床的潛力。

1.3.2 云南東川古元古界湯丹巖群,與四川河口巖群和云南大紅山巖群下部具有可對比性,屬古元古代構(gòu)造巖石地層,東川地區(qū)的湯丹巖群灑海溝巖組、望廠巖組、菜園灣巖組和平頂山巖組屬中元古代之前(東川運動,1800 Ma)形成的褶皺基底構(gòu)造層,可能是揚子地塊褶皺基底的組成部分。

(1) 東川古元古界湯丹巖群屬中元古代沉積盆地的基底構(gòu)造層。據(jù)朱華平等(2011)研究,①灑海溝組熔結(jié)凝灰?guī)r中的鋯石207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為

2285+12/-11 Ma,指示火山巖形成時代為古元古代;上交點年齡為2742±48 Ma,表明本區(qū)曾存在更老地層。②望廠組熔結(jié)凝灰?guī)r中鋯石不一致曲線與諧和線上交點的207Pb/206Pb年齡為2317±13 Ma,加權(quán)平均年齡為2299±14 Ma(古元古代早-中期,周邦國等,2012)。③平頂山組最大沉積時限為1838±10 Ma,表明平頂山組屬于古元古代晚期。東川地區(qū)的灑海溝巖組、望廠巖組和菜園灣巖組等構(gòu)成了古元古代湯丹巖群(2500~1800 Ma),侵入到湯丹巖群中的輝綠巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為1690±32 Ma (Zhao et al.,2010),輝綠巖侵入時代為古元古代末期。段嘉瑞等(1994)①段嘉瑞,劉繼順,胡祥昭.1994.云南東川銅礦區(qū)1∶5萬地質(zhì)圖修編及成礦預(yù)測研究(1991-1993).長沙:中南工業(yè)大學(xué)地質(zhì)系:1-236.獲得了東川麻地組變質(zhì)堿性基性火山巖(細碧巖-粗玄巖)全巖Sm-Nd等時線年齡為2200±45 Ma,并將麻地組歸入菜園灣組,小河口組歸入望廠組。因此,云南東川古元古界湯丹巖群中火山巖組合,可與四川河口巖群對比,變沉積巖原巖組合以陸緣硅質(zhì)碎屑巖、泥質(zhì)碎屑巖和淺水碳酸鹽巖為主體。在東川湯丹銅礦床南部菜園灣西側(cè)湯丹巖群菜園灣組中,發(fā)育規(guī)模較大的碳酸鹽質(zhì)糜棱巖帶,多期韌性變形、角礫巖化和流變褶皺發(fā)育。湯丹巖群以多期構(gòu)造面理置換和流變褶皺群落為特征的構(gòu)造變形型相,可與四川會理-河口地區(qū)下部褶皺基底構(gòu)造層(闞澤忠和喬正福,1999)對比,基本屬于同一構(gòu)造域,雖然在東川地區(qū)地表和坑道中可觀測到的變質(zhì)相(低綠片巖相-綠片巖相)偏低,但構(gòu)造變形樣式和期次具有可對比性。

表1 揚子地塊西緣IOCG礦床的含礦層位和構(gòu)造巖相學(xué)特征Table1 Cnaracteristies of ore-bearing strata and tectonic lithofacies for IOCG deposits at the western margin of Yangtze massif

表2 揚子地塊西緣IOCG礦床與巖漿-構(gòu)造事件年代學(xué)表Table 2 Chronology of IOCG deposits and magmatic-tectonic events on the western margins of Yangtze massif

(2) 云南大紅山巖群 5個巖組從下到上為老廠河巖組、曼崗河巖組、紅山巖組、肥味河巖組和坡頭巖組。大紅山巖群下伏底巴都巖組以混合巖為主,代表古元古代變質(zhì)基底構(gòu)造層。大紅山巖群中部和上部與揚子地塊西緣中元古代地層可對比,但構(gòu)造-巖相學(xué)特征具有較大差異,變質(zhì)相為綠片巖相-低角閃巖相。①老廠河巖組下段為石英巖夾石英礫巖、石英片巖等,厚約300 m,石英巖中鋯石U-Pb年齡為1900 Ma(吳懋德等,1990),代表了高成熟的陸緣硅質(zhì)粗碎屑巖-硅質(zhì)碎屑巖相,這與區(qū)域上發(fā)育的太古宙-古元古代構(gòu)造基底具有一致性,屬古老基底構(gòu)造層被剝蝕再循環(huán)形成的。老廠河組陸緣硅質(zhì)粗碎屑巖-硅質(zhì)碎屑巖相屬裂谷盆地發(fā)育初期形成的構(gòu)造-巖相。隨后形成了1000 m厚的砂泥質(zhì)、碳泥質(zhì)和碳酸鹽巖互層沉積,指示陸塊裂陷程度不斷加深,裂谷盆地斷陷成盆作用明顯并接受沉積充填的構(gòu)造-沉積過程。老廠河組變質(zhì)中酸性巖和變質(zhì)基性巖中,巖漿鋯石微區(qū)的207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為1711±4 Ma和1686±4 Ma,老廠河組形成年齡范圍為1711~1686 Ma(楊紅等,2012),可與東川中元古界因民組對比。②在中部曼崗河巖組和紅山巖組中,形成了厚度千余米的海相堿性基性熔巖、火山角礫巖和火山碎屑巖等,這種盆地深水相中富含硅質(zhì)巖而缺乏陸緣碎屑,它們是大紅山 IOCG礦床的賦礦層位。曼崗河組變質(zhì)凝灰?guī)r中獲得鋯石SHRIMP U-Pb年齡為1675±8 Ma (Greentree and Li,2008)。曼崗河組含礦層位中石英鈉長巖形成年齡為1681±13 Ma,切割鐵銅礦體和老廠河巖組的輝綠巖形成年齡為1659±16 Ma(Zhao and Zhou,2011),因此,大紅山IOCG礦床的主成礦時代在1659~1681 Ma。③紅山巖組變鈉質(zhì)熔巖中鋯石年齡為 1655.55+10.86/–13.56 Ma (ID-TIMS U-Pb法),曼崗河組及紅山組的全巖與礦物 Sm-Nd 等時線年齡為 1657±82 Ma,曼崗河組及紅山組屬中元古界(Hu et al.,1991)。大紅山巖群基性巖具有強堿性-堿性鐵鈉質(zhì)、低硅鎂和貧鈣鉀特征,與大陸裂谷盆地堿性玄武巖特征類似,為大陸裂谷發(fā)育鼎盛時期形成的產(chǎn)物。④上部肥味河巖組和坡頭巖組為變沉積巖系,肥味河巖組下段含鈉質(zhì)火山巖和火山碎屑巖,上段夾多層黃鐵礦碳質(zhì)板巖,指示大陸裂谷盆地中火山作用逐漸衰竭,沉積作用逐漸增強。坡頭巖組云母片巖、條帶狀含碳石英巖和碳質(zhì)大理巖、黃鐵礦碳質(zhì)板巖互層,原巖具有深水復(fù)理石相特征,屬于深水-半深水盆地相,指示大陸裂谷盆地發(fā)生熱沉降。

(3) 闞澤忠和喬正福(1999)認為四川河口巖群、通安組及黎溪-新發(fā)超單元組合侵入成巖時限為2000~1700 Ma,屬古元古代,主變形變質(zhì)年齡約為1700 Ma,四川會理-河口地區(qū)下部褶皺基底構(gòu)造層是中條構(gòu)造運動形成的產(chǎn)物。河口巖群是四川拉拉IOCG礦床主要賦礦地層,其上部鈉長淺粒巖形成年齡為 1987±8 Ma(鋯石207Pb/206Pb 法,吳根耀,2006),2065±8 Ma(單顆粒鋯石207Pb/206Pb 年齡)、1712 Ma(鋯石 U-Pb 模式年齡,李復(fù)漢等,1988)。侵入在河口巖群的輝綠巖體中鋯石 SHRIMP U-Pb年齡為1710±8 Ma(關(guān)俊雷等,2011),證明了河口巖群作為四川區(qū)域下部褶皺基底構(gòu)造層形成時代在 1712 Ma之前。河口巖群、湯丹巖群和哀牢山巖群同屬東川運動(中條運動)形成的構(gòu)造巖石地層。四川河口巖群屬古元古代大陸裂谷盆地中形成的構(gòu)造巖石地層單元,產(chǎn)于其中的拉拉鐵銅礦床可劃分為 5個成礦階段,成礦時代為1005~928 Ma(李澤琴等,2003);Chen and Zhou (2012)界定的第三成礦階段為1086±8 Ma(輝鉬礦Re-Os同位素年齡),二者差異不大。后期堿性輝長巖侵位過程發(fā)生了疊加成巖成礦作用,拉拉銅礦區(qū)輝長巖群屬堿性玄武巖,具有板內(nèi)洋島玄武巖(OIB)的特征,形成于板內(nèi)裂谷環(huán)境(850.0±10 Ma,周家云等,2009)。王獎?wù)榈?2012)認為河口巖群中火山巖形成時代在 1712~1680 Ma,主熱液成礦期在1000~900 Ma,晚期疊加成礦期為 850 Ma,可以看出,四川拉拉 IOCG礦床具有明顯的多期疊加成巖成礦特征。

(4) 將揚子地塊與華北地塊中元古界底界對比后認為二者具有一致性特點,因此,本文遵循中國區(qū)域年代地層劃分方案,中元古界底界下延至1800 Ma,包括了國際地層表古元古界固結(jié)系(Statherian,1800~1600 Ma)(陸松年等,2010)。

從四川拉拉鐵銅礦床、云南大紅山鐵銅礦床和東川中元古界因民組綜合分析看出,中元古代早期形成的變鈉質(zhì)海相火山巖和巖漿侵入角礫巖屬IOCG主要含礦層位。從本區(qū)大陸裂谷基底(新太古界-古元古界)看,中元古代巖漿侵入角礫巖和堿性鐵質(zhì)輝長巖屬火山巖區(qū)形成的穿時構(gòu)造-巖相體,因此,推測第一期成巖成礦高峰期發(fā)生在中元古代早期(1650±50 Ma),第二期在 1500±50 Ma。這些 IOCG礦床與后期堿性輝長巖類和侵入構(gòu)造形成的疊加成巖成礦作用密切有關(guān),巖漿侵入角礫巖和堿性鐵質(zhì)輝長巖與中元古界含礦層狀火山巖相體屬異時異相,但它們在空間上同位疊加是尋找超大型 IOCG礦床的構(gòu)造-巖相學(xué)標(biāo)志(圖2)。

(5) 從區(qū)域?qū)Ρ瓤?云南楚雄西舍路、新平大紅山和元江西拉河大紅山巖群變火山巖和變火山沉積巖,馬關(guān)-越北和海南島地塊新元古代地層均具有近東西向褶皺和剪切流變等構(gòu)造變形型相表明,現(xiàn)今殘存的近北西向元古宙地層可能曾經(jīng)歷了近南北向擠壓收縮體制下的構(gòu)造變形事件。

1.3.3 中元古界東川群因民組一段、二段和三段屬IOCG礦床的主要含礦層位。

(1) 因民組凝灰?guī)r鋯石的 SHRIMP U-Pb 年齡為1742±13 Ma(Zhao et al.,2010)。因民組內(nèi)部輝綠巖體侵入年齡為 1667±13 Ma(鋯石 SHRIMP U-Pb年齡,朱華平等,2011)。云南羅茨因民組石英粗面斑巖和粗面安山巖形成時代為1685 Ma和1676 Ma(鋯石U-Pb法,吳懋德等,1990)。(2)在東川因民鐵銅礦區(qū),因民組一段底部與小溜口巖組頂部發(fā)育熱液角礫巖體,形成了Fe-Cu-Au-REE礦化體,堿性熱液角礫巖相帶由含銅鈉質(zhì)角礫巖、含銅鐵白云石鈉質(zhì)角礫巖、含REE鐵碳酸鹽鈉質(zhì)角礫巖和似層狀鈉質(zhì)巖等組成。(3)東川因民組二段是稀礦山型鐵銅礦床含礦層位(龔琳等,1996)。(4)云南武定迤納廠鐵銅礦床賦存在于因民組三段,與鐵銅成礦期共生的螢石形成于 1539±40 Ma,浸染狀和條帶狀稀土-鐵銅礦石形成于1617±100 Ma(Sm-Nd等時線年齡,楊耀民等,2005),后者代表了火山噴溢沉積成巖成礦期形成的產(chǎn)物。迤納廠鐵銅礦區(qū)火山角礫巖和凝灰?guī)r的碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb 定年得到最年輕的碎屑鋯石U-Pb 年齡為 1750 Ma,黃銅礦的 Re-Os 同位素等時線年齡為 1690±99 Ma(葉現(xiàn)韜等,2013)。云南迤納廠鐵銅礦區(qū)和核桃箐鐵礦區(qū),水下火成碳酸巖與霞石巖-碧玄巖-堿性玄武巖共存,含礦白云巖為1685±250 Ma,粗面玄武玢巖 1645±133 Ma,含礦白云巖是交代地幔碳酸質(zhì)巖漿噴發(fā)的證據(jù)(張永北等,2008)。迤納廠鐵銅礦床與高氧化的巖漿熱液不混溶與熱液交代成巖成礦事件密切有關(guān)(丁俊和侯林,2012)。迤納廠東方紅礦段穿插斜切入迤納廠組的巖漿角礫巖中,深部圍巖原生鋯石SHRIMP U-Pb年齡為2193±8 Ma,代表巖漿侵位時間的巖漿鋯石(或復(fù)合巖漿鋯石邊緣環(huán)帶)年齡為 1739±13 Ma,變質(zhì)年齡(下交點年齡)為 980±11 Ma(侯林等,2013),因此,迤納廠組形成時代尚待進一步確定,但巖漿角礫巖仍在因民組一段范圍內(nèi)。(5)在因民鐵銅礦區(qū)深部150勘探線,因民組三段發(fā)育層狀鈉質(zhì)角礫巖、堿性鈦鐵質(zhì)凝灰?guī)r、堿性鐵質(zhì)基性火山熔巖,形成鐵銅礦層。在后期構(gòu)造變形改造過程中,形成了似層狀銅礦層。在白錫臘鐵銅礦段深部,因民組三段中IOCG礦床賦存在堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類和隱爆角礫巖體中,堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類和隱爆角礫巖體斜切了東川群因民組三段和落雪組,其鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為 1067±20 Ma和 1047±15 Ma(方維萱等,2013),堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類和 IOCG礦床形成時代為中元古代末,屬因民期火山-沉積巖相疊加了堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖侵入相、巖漿隱爆角礫巖相和鈉長石熱液角礫巖相。(6)在東川燕子崖-濫山鐵礦段,堿性基性巖形成了不同巖相帶,侵入相輝長巖、次火山巖相輝綠巖-輝綠玢巖、火山爆發(fā)相堿性基性火山角礫巖-火山集塊巖、層狀堿性基性熔巖(細碧巖)等組成了火山機構(gòu)中心相帶區(qū)。堿性基性侵入巖的形成年齡為1207±74 Ma (Sm-Nd全巖等時線年齡,段嘉瑞等,1994①),它們屬中元古代堿性基性巖漿侵入形成穿時火山巖相體。后期巖漿-構(gòu)造事件形成的這些異時同位疊加相體的構(gòu)造-巖相學(xué)特征,也是大陸裂谷盆地和活動大陸邊緣多期巖漿侵位和火山噴發(fā)事件形成的穿時火山巖相體的典型特征。在濫山鐵礦區(qū)和因民鐵銅礦區(qū)之間,發(fā)育由強蝕變火山集塊巖組成的不同蝕變相帶,具有提供大量鐵銅成礦物質(zhì)的條件。 (7)云南金平龍脖河銅礦區(qū),變鈉質(zhì)火山巖系形成于 1596±140 Ma(Pb-Pb等時法,常向陽等,1998),形成時代屬于中元古代因民期。(8)鵝頭廠銅鐵礦床賦存于因民組頂部與落雪組過渡部位,可與東川因民組三段對比,祿勸縣金沙江南岸筆架山鐵礦床、洪門廠鐵礦床、菜園子鐵礦床均賦存在因民組二、三段。在云南易門銅礦區(qū),因民組多以構(gòu)造巖石地層體形式位于巖漿底辟構(gòu)造帶中,它是構(gòu)造刺穿體的主要物質(zhì)組成。因民組中發(fā)現(xiàn)了含銅磁鐵礦礦體(韓潤生等,2000b),目前尚未取得較大突破,但具有深部找礦預(yù)測價值,屬于深部隱伏 IOCG礦床找礦線索。

總之,因民組火山巖的形成時代在1750~1600 Ma,因民期堿性鐵鈉質(zhì)基性-超基性火山巖和堿性鐵鉀粗面巖等是IOCG礦床的主要含礦巖石。東川群因民組底部與小溜口巖組頂部不整合面、因民組一段、二段和三段中均賦存有IOCG礦床,因此,東川群因民組是 IOCG礦床的主要區(qū)域性含礦層位。在因民組中,堿性鐵質(zhì)輝長巖(1200~1000 Ma)侵位形成巖漿隱爆角礫巖相帶和鈉長石熱液角礫巖相帶,這些異時同位疊加相體是尋找隱伏IOCG礦床主要勘查標(biāo)志。

1.3.4 東川型銅礦床賦存于落雪組和青龍山組(綠汁江組)中硅質(zhì)白云巖、粗面凝灰質(zhì)白云巖和凝灰質(zhì)白云巖中。當(dāng)堿性鐵質(zhì)輝長巖-鐵質(zhì)閃長巖侵入于東川群各組中時,在其侵入構(gòu)造帶附近有利于形成IOCG礦床。

(1)落雪組白云巖 Pb-Pb等時線年齡為 1716±56 Ma(常向陽等,1998),落雪期是東川大陸裂谷盆地的構(gòu)造熱沉降時期。在落雪組硅質(zhì)白云巖、粗面凝灰質(zhì)白云巖和凝灰質(zhì)白云巖中,形成了熱水沉積-改造型銅礦床,落雪組屬東川型銅礦床主要含礦層位。(2)黑山組凝灰?guī)r中鋯石SHRIMP U-Pb年齡為1503±17 Ma(孫志明等,2009),黑山組屬熱水沉積-改造型銅礦含礦層位(桃園型銅礦床,龔琳等,1996)。(3)青龍山組是東川人占石和紅木樓銅礦床的含礦層位。在人占石銅礦區(qū),堿性鐵質(zhì)輝長巖沿背斜軸部侵位,形成了典型的侵入構(gòu)造和巖漿熱液疊加成礦系統(tǒng),人占石銅礦床和新塘銅礦床為熱水沉積-巖漿熱液疊加型銅礦床。(4)綠汁江組是易門型銅礦床(熱水沉積-改造型)含礦層位,易門鳳山銅礦床 7318坑道內(nèi),峨臘廠段(獅山層)全巖 Rb-Sr等時線年齡為(1115±90)~1127 Ma,獅山層變晶屑凝灰質(zhì)角礫巖中,有黑云母鈉長斑巖脈(1081 Ma,李復(fù)漢等,1988)。

總之,東川群堿性鐵質(zhì)輝長巖(1207±74 Ma、1000±100 Ma)及其侵入構(gòu)造帶是尋找IOCG礦床的有利構(gòu)造-巖相部位。易門東川型銅礦床的疊加成巖成礦作用與黑云母鈉長斑巖有關(guān)。

1.3.5 新元古界大營盤組/淌塘組是火山沉積型鐵銅礦床和 IOCG礦床的含礦層位。依據(jù)同位素年齡,結(jié)合宏觀層序和構(gòu)造巖相學(xué)特征,大致可界定中元古代青龍山組(綠汁江組)和新元古代大營盤組之間層序及成礦序列。

(1) 四川滿銀溝運動和東川小黑箐運動可能形成于同一構(gòu)造期(格林威爾運動),新元古代大營盤組底部硅質(zhì)巖沉積成巖年齡為966±28 Ma(Rb-Sr全巖等時線年齡,李復(fù)漢等,1988),這與東川白錫臘深部堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖(1067±20 Ma、1047±15 Ma,方維萱等,2013)和易門黑云母鈉長斑巖脈侵位時代具有可對比性,因此,本文認為滿銀溝運動/小黑箐運動屬格林威爾運動的構(gòu)造-巖漿侵位事件。一般來說,構(gòu)造-沉積學(xué)的響應(yīng)多晚于巖漿侵位事件,該構(gòu)造巖相學(xué)界面成為劃分中-新元古代界限(1000±100 Ma)。

(2) 大營盤組頂部被震旦紀(jì)地層不整合覆蓋,大營盤組底部以不整合面或假整合關(guān)系超覆在中元古代地層之上。如在東川磨子山銅礦段,可見大營盤組與堿性鈦鐵輝長巖-堿性鈦鐵質(zhì)閃長巖之間,發(fā)育底礫巖和角度不整合面;大營盤組與落雪組之間發(fā)育角度不整合面;在大營盤組底部的底礫巖中,發(fā)育落雪組白云巖礫石,落雪組發(fā)育古喀斯特和古風(fēng)化殼,屬東川小黑箐運動(滿銀溝運動/格林威爾運動)形成的構(gòu)造-巖相學(xué)界面。大營盤群底部為鐵質(zhì)板巖夾透鏡狀-薄層狀赤鐵礦層(菱鐵礦),它是沉積型和火山沉積型鐵礦床的含礦層位。大營盤組與北部冕寧-瀘沽地區(qū)的登相營群最頂部九盤營組、中部會理通安地區(qū)的會理群爛壩組和會東滿銀溝地區(qū)的會理群雙水井組屬于同期地層。

(3) 滇中青白口系柳壩塘組為含鐵砂礫巖、絹云硅質(zhì)板巖夾深灰色硅質(zhì)巖、碳硅質(zhì)板巖。柳壩塘組頂界被震旦系澄江組大角度不整合覆蓋。柳壩塘組石英砂巖中最年輕的一組碎屑鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為 968±15 Ma(Greentree and Li,2008),暗示柳壩塘組形成于968±15 Ma之前,與新元古代大營盤組屬同期地層。

(4) 東川大營盤組下段為火山沉積巖相系,在小黑箐地區(qū)的火山巖厚度最大,主要為火山碎屑巖-晶屑凝灰?guī)r-沉凝灰?guī)r-凝灰質(zhì)巖屑砂巖等,它們組成了火山噴發(fā)沉積相。在包子鋪發(fā)育火山角礫巖-鐵質(zhì)鈉質(zhì)基性熔巖-杏仁氣孔狀基性熔巖-晶屑凝灰?guī)r等,它們組成了火山溢流-爆發(fā)沉積相。在包子鋪鐵礦區(qū)及附近,大營盤組底部鐵質(zhì)板巖和赤鐵礦層中,發(fā)育斜層理、波狀層理和透鏡狀層理,水下滑塌構(gòu)造和粒序?qū)永戆l(fā)育,以凝灰?guī)r為主,這些特征屬火山沉積相的末端相。在大營盤組底部發(fā)育底礫巖和殘留沉積相;在青龍山組頂部發(fā)育古風(fēng)化殼,在古風(fēng)化殼和古洼地中形成了沉積型鐵礦。因此,大營盤組具有顯著的同期異相結(jié)構(gòu)的相系分布,說明經(jīng)歷了小黑箐運動(格林威爾運動)之后,構(gòu)造巖相學(xué)分異和分帶明顯。

(5) 在東川地區(qū)的大營盤組具有較弱的構(gòu)造變形,發(fā)育寬緩褶皺,與下伏地層構(gòu)造變形樣式具有較大差異,因此認為大營盤組與下伏地層屬于不同構(gòu)造域形成的地層體。

(6) 小黑箐/滿銀溝運動之后,在東川和會東地區(qū)形成了區(qū)域褶皺和垂向構(gòu)造抬升,新元古界淌塘組(大營盤組)呈角度不整合上覆在青龍山組之上。淌塘組沿菜子園-麻塘斷裂帶分布,在大陸裂谷盆地中海底火山活動不斷減弱,暗示大陸裂谷盆地在持續(xù)的萎縮過程。

(7) 在淌塘地區(qū)淌塘組厚達 3052 m,在通安新鋪子淌塘組中發(fā)育厚約500 m堿性基性火山巖,其中含有鐵質(zhì)霞石堿玄巖層和鐵礦層,發(fā)育大量同源侵入相(輝長巖、閃長玢巖和石英閃長巖)和次火山巖相(輝綠巖-輝綠玢巖),它們組成了新鋪子賴石包火山機構(gòu)中心。在該火山機構(gòu)中心,形成大量火山熔巖相、侵入相和次火山巖相,向外火山碎屑巖相由厚變薄,火山碎屑由粗變細,具有從鐵礦變?yōu)殂~礦的趨勢(劉肇昌等,1996)。

(8) 在黎溪地區(qū)主要為斜坡-深水盆地相,在黑色碳質(zhì)泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖組合中,發(fā)育大量硅質(zhì)巖和枕狀玄武巖,厚約1000 m。在興隆和菜園子一帶,屬于蛇綠巖套的菜園子變質(zhì)橄欖巖單元,由10余處強蛇紋石化純橄欖巖和方輝橄欖巖等變鎂質(zhì)超基性巖帶組成,長度 16 km(劉肇昌等,1996),顯示了萎縮殘余洋盆的構(gòu)造-巖相學(xué)特征。

在新元古代大營盤期,在大營盤組底部主要形成了沉積型鐵礦床;在大營盤組下段形成了火山噴發(fā)沉積型鐵礦床,如云南包子鋪赤鐵礦礦床和鐵架山鐵礦床、四川滿銀溝鐵礦床、鳳山營菱鐵礦礦床(火山熱水沉積型)等。在淌塘組形成了四川新鋪子含銅磁鐵礦礦床(海相火山巖-次火山巖型鐵銅礦床)、小街菱鐵礦-銅-金礦床?？傊?以新鋪子為海底火山噴發(fā)中心,形成了IOCG礦床(含銅磁鐵礦礦床)、菱鐵礦-銅金礦床、菱鐵礦礦床和赤鐵礦礦床。這些海底火山噴溢成巖成礦作用、火山熱水沉積成巖成礦作用和赤鐵礦-錳質(zhì)沉積成巖成礦作用等,形成了鐵-銅-金-錳礦床的區(qū)域成礦組合,它們分別與萎縮殘余洋盆、萎縮裂谷盆地和萎縮陸緣盆地構(gòu)造單元有一定內(nèi)在聯(lián)系。但總體上看,在淌塘期(大營盤期),海底火山噴發(fā)作用逐漸減弱,陸緣沉積作用逐漸增強;到力馬河期區(qū)域上火山活動大規(guī)模減弱,僅在四川會理地區(qū)的力馬河組下部夾火山碎屑沉積巖。以上區(qū)域構(gòu)造-巖相學(xué)的對比說明,新元古代是揚子地塊發(fā)生構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換時期,也是多種構(gòu)造單元和構(gòu)造體制耦合與轉(zhuǎn)換期,大營盤期(淌塘期)屬新元古代 IOCG成礦期,以四川新鋪子含銅磁鐵礦礦床為代表。

總之,在揚子地塊西緣,古元古界大紅山巖群和河口巖群、中元古界東川群因民組是 IOCG主要成礦層位,其次為中元古界東川群黑山組和青龍山組、新元古界大營盤組/淌塘組。大部分IOCG礦床具有多期多階段疊加成巖成礦特征。與深部地幔柱上涌侵位事件并導(dǎo)致大陸裂谷盆地形成的構(gòu)造-巖漿事件為主導(dǎo),形成了以含礦鈉質(zhì)基性火山巖、鉀質(zhì)粗面巖、鐵質(zhì)輝綠輝長巖、堿性鐵質(zhì)閃長巖、水下火成碳酸巖和 IOCG礦床為主要的構(gòu)造-巖漿-成巖成礦事件。從時間序列分析,第一期 IOCG礦床和成巖成礦高峰期在 1650±50 Ma,第二期在1500±50 Ma,第三期在 1000±100 Ma,第四期在850±50 Ma(含疊加成巖成礦期)。堿性鐵白云石鈉長角礫巖筒、堿性鐵質(zhì)輝綠巖-輝長巖與地層呈侵入接觸關(guān)系,在鐵白云石鈉長石熱液角礫巖相帶中賦存有燕子崖型銅鈷礦。鐵白云石鈉長角礫巖筒、鈉質(zhì)碳酸巖筒和堿性輝綠巖屬構(gòu)造-巖漿作用形成的同期異相產(chǎn)物,形成時代為927±28 Ma和941±32 Ma(段嘉瑞等,1994①)。但對小溜口巖組頂部似層狀銅礦(2520±14 Ma)和不整合面型銅鈷金銀礦床的歸屬尚需進一步研究。

1.4 IOCG礦床與多礦種共伴生富集成礦特征

云南-四川鐵氧化銅金型礦床(IOCG)以鐵銅為主,金、銀、鉬、鈮、稀土元素和鈷屬共伴生礦種(方維萱等,2009,2012,2013)?？紤]多期疊加成巖成礦作用、IOCG礦床勘探和工業(yè)利用、尾礦成分與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等綜合因素,本文按照主工業(yè)組分和共伴生組分類型進行 IOCG礦床的地球化學(xué)類型劃分,將揚子地塊西緣的IOCG礦床,劃分為7種礦床地球化學(xué)類型(表2):Fe-Cu-Au-Ag-PGE型、Fe-Cu-Au-REE(Mo、Nb、Co、F、P)型、Fe-Cu-Au-Ag-Ti-PGE 型、Cu-Au-Ag-Co型、赤鐵礦型、菱鐵礦型和鈦鐵礦型。

1.4.1 Fe-Cu-Au-Ag-PGE型

如云南大紅山鐵銅礦床,銅金屬資源儲量 156萬噸,鐵礦石量4.0億噸,伴生金和銀,礦體類型包括:(1)火山噴流沉積型鐵礦,以Ⅱ5-3礦體規(guī)模最大。鐵銅礦體賦存于紅山組下段淺灰色變鐵鈉質(zhì)熔巖中,富礦體呈似層狀及透鏡狀,鐵礦石呈塊狀構(gòu)造,浸染狀、角礫狀、杏仁狀和花斑狀構(gòu)造在貧礦體鐵礦石中發(fā)育。礦石相以磁鐵礦型為主,少量赤鐵礦-磁鐵礦型。(2)火山噴溢型層狀-似層狀鐵礦,Ⅱ1鐵礦體為代表。鐵礦體賦存于紅山組第一巖性段堿性變鐵鈉質(zhì)火山巖系(淺灰色變鐵鈉質(zhì)熔巖、變鐵鈉質(zhì)凝灰?guī)r及變鐵鈉質(zhì)凝灰角礫巖)中,Ⅱ1大型礦體東西長1969 m,南北寬440~640 m,平均厚72.58 m,平均全鐵品位43.53%;其中富礦體平均厚35.45 m,全鐵品位 50.77%;貧礦體平均厚 30.52 m,全鐵品位34.65%。礦石相為磁鐵礦型、赤鐵礦-磁鐵礦型、磁鐵礦-赤鐵礦型和赤鐵礦型,赤鐵礦為鈦赤鐵礦,而磁鐵礦低鈦。其他有益組分均沒有利用價值,屬于單一組分的鐵礦體。(3)火山噴流-改造型鐵銅礦,Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3和元江河口銅礦體為主要礦體,賦存于曼崗河組第三巖段中。鐵銅礦體呈層狀和似層狀,受地層巖性控制,與圍巖呈整合產(chǎn)出;Ⅰ2和Ⅰ3屬大型鐵銅礦體,長約7000 m,寬200~1500 m,銅平均品位為0.76%。其中,富礦平均厚度為11.42 m,平均銅品位為1.20%;貧礦厚平均7.16 m,銅平均品位為0.65%。主工業(yè)組分為銅和鐵,共伴生組分有金、銀、鈷、鉑、鈀等;平均含金0.08~0.11 g/t,平均含銀0.53~0.639 g/t,平均含鈷為0.012%,Ⅰ2和Ⅰ3鐵銅礦體含(Pt+Pd)分別為0.0249 g/t、0.016 g/t。(4)火山熱水沉積型鐵礦體(菱鐵礦型)分布在大紅山Ⅰ礦帶東西兩端,賦存于曼崗河組第三巖段與第四巖段接觸部位,與I號鐵銅礦體屬同期異相層位,Ⅰ礦帶西段礦石相為含銅磁鐵礦型和含銅鈉長磁鐵礦型礦石,中段為含銅磁鐵礦型礦石、含銅菱鐵礦磁鐵礦型礦石、含銅磁鐵礦菱鐵礦型礦石,西段為含銅菱鐵礦型礦石和菱鐵礦型礦石,向西過渡為碳酸鹽臺地相,顯示明顯的火山噴流-熱水混合沉積作用形成的巖相學(xué)特征。曼崗河組第四巖段塊狀方柱石白云石大理巖(方柱石相帶)屬于大紅山Ⅰ礦帶頂板圍巖。(5)脈狀改造型鐵銅礦。在與菱鐵礦型(火山熱水沉積型)端元之間,形成了菱鐵礦-銅型、菱鐵礦-銅(鈷金)型等過渡類型。

1.4.2 Fe-Cu-Au-REE-(Mo、Nb、Co、F、P)型

如云南武定迤納廠鐵銅礦床和四川拉拉鐵銅礦床。拉拉鐵銅礦床由落凼、落東、李家村和石龍四個礦段組成。銅金屬資源儲量達 100萬噸以上,共伴生組分金、鈷和鉬分別達同類獨立中型礦床的規(guī)模資源量。磁鐵礦-黃銅礦(Mo、Co、Au、REE)礦體呈似層狀和透鏡狀,礦體產(chǎn)狀與圍巖片理基本一致;礦石礦物以磁鐵礦為主,其次有黃鐵礦與黃銅礦,少量含稀土、磷灰石、輝鉬礦、斑銅礦以及微量的自然金、獨居石、氟碳鈰礦和赤鐵礦,早期形成 Fe-REE-P礦化,晚期為 Cu-Mo-Au-Co-(U)礦化,出現(xiàn)大量的碳酸鹽礦物、螢石和磷灰石(李澤琴等,2002)。四川省拉拉銅礦生產(chǎn)銅、鈷、鉬和鐵精礦,金、銀和硫為計價有益組分。硒、碲、鎳、磷和稀土元素具有潛在回收利用價值,銅平均品位0.96%~1.38%,伴生有益組分平均品位 Mo 0.030%,Co 0.021%,Fe 15.48%,Au 0.159 g/t,Ag 1.878 g/t,稀土元素總量0.135%,S 2.05%。P2O5含量0.55%~17.03%,F 2.862% ~0.152%。越南辛歸IOCG礦床(Mclean,2001)探獲礦石量528萬噸,銅平均品位0.91%,邊界品位0.5%,金屬資源儲量48萬噸;伴生金品位0.44 g/t,金屬資源儲量 23.2噸;伴生 REE(Ce+La+Pr+Nd)總量品位0.7%,金屬資源儲量 3.7萬噸;伴生磁鐵礦品位5.4%。賦礦地層為辛歸巖群深變質(zhì)巖系(相當(dāng)于云南哀牢山巖群),總體走向280°~300°,傾向北東,傾角陡。IOCG礦帶整體呈S形褶曲狀,礦體賦存在角閃巖相混合巖化片麻巖和片巖中。銅賦存相態(tài)主要為黃銅礦和方黃銅礦;鐵以磁鐵礦為主;獨居石和褐簾石是主要稀土礦物;金以自然金形式賦存在硫化物中。此外,尚有閃鋅礦、方鉛礦、金紅石、鈦鐵礦、磷灰石、晶質(zhì)鈾礦等礦物發(fā)育。我國云南龍博河銅礦西礦帶大梁子-茅草坪含銅磁鐵礦與越南辛歸 IOCG礦床具有類似特征。在云南東川稀礦山鐵銅礦區(qū),因民組一段、二段和三段中鐵銅礦體上下盤圍巖中,REE含量在2000×10–6,這些富集REE的鐵銅礦體含礦巖相主要為熱液角礫巖相。

本文認為以上兩類為目前具有較大工業(yè)價值的礦床地球化學(xué)類型(表 2),可與典型的低鈦系列IOCG礦床進行對比。其他類型可能屬端元類型,本區(qū)鐵銅礦床這種多礦種共伴生組分共同富集,屬多期疊加成巖成礦典型特征,值得進一步深入研究和對比,如 Fe-Cu-Au-Ag-Ti-PGE型亦有較大潛力,以東川白錫臘鐵銅礦為代表。赤鐵礦型以東川包子鋪赤鐵礦礦床為代表,菱鐵礦型常在鐵銅礦床和鐵礦床中形成菱鐵礦型礦體,在菱鐵礦型與東川型銅礦(沉積-改造型)之間,形成了菱鐵礦-銅金型過渡類型。鈦鐵礦型(堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖-閃長巖)以白錫臘鐵銅礦和新塘鐵銅礦床為代表,形成了獨立鈦鐵礦-金紅石礦體、鐵銅礦體中共伴生鈦鐵礦-金紅石礦體。

1.5 堿性鐵超基性-基性巖漿侵入事件序列與IOCG多期疊加成巖成礦作用

在揚子地塊西緣發(fā)育一系列鐵鎂質(zhì)基性-超基性巖,它們是重大區(qū)域構(gòu)造-巖漿事件的構(gòu)造-巖相學(xué)記錄,能夠揭示區(qū)域構(gòu)造-巖漿-成巖成礦事件和IOCG成礦事件之間的關(guān)系。堿性鈦鐵質(zhì)和鐵鎂質(zhì)基性-超基性巖火山巖和侵入巖兩大巖石組合系列,初步可以劃分為四期構(gòu)造-巖漿-成巖成礦事件。

1.5.1 第一期為中元古代早期構(gòu)造-巖漿侵入事件(1750~1617 Ma)

迤納廠鐵銅礦區(qū)火山角礫巖和凝灰?guī)r形成年齡為1750 Ma(葉現(xiàn)韜等,2013),與東川因民組凝灰?guī)r形成時代大致相近(1742±13 Ma,Zhao et al.,2010),因此,1750 Ma可視為因民組的下限年齡。因民期以堿性鐵質(zhì)基性侵入巖墻群、堿性鐵鈉質(zhì)基性火山巖、堿性鐵鉀質(zhì)粗面巖和水下火成碳酸巖(1685±250 Ma,張永北等,2008)為典型巖石組合,指示了地幔熱物質(zhì)上涌侵位事件與陸塊裂解事件過程。在河口巖群、湯丹巖群小溜口巖組和因民組中,形成一系列似層狀順層侵位的輝綠輝長巖-輝長巖床和切層侵入的輝綠輝長巖-輝長巖墻群。因民組內(nèi)部輝綠巖體侵入年齡為 1667±13 Ma(中元古代早期,朱華平等,2011)。在四川省會理縣河口地區(qū),侵位于古元古代河口巖群中的輝綠巖-輝長輝綠巖-輝長巖系列,其輝綠巖體形成年齡為 1710±8 Ma(鋯石 SHRIMP U-Pb法,關(guān)俊雷等,2011)。四川省地質(zhì)局攀西地質(zhì)大隊區(qū)調(diào)二隊(1994)②獲得大漆樹-麥子箐單元輝綠巖體為1695±16 Ma、石塘單元深灰色微細粒斑狀黑云角閃石英閃長巖為1671±10 Ma(鋯石Pb-Pb年齡)。這些巖石組合代表了地幔熱物質(zhì)上涌,導(dǎo)致大陸地殼發(fā)生張裂形成的大陸裂谷盆地,這次構(gòu)造-巖漿侵入變形事件形成于中元古代早期。在揚子地塊陸緣發(fā)育的大陸裂谷盆地內(nèi),火山噴溢作用形成第一期IOCG成巖成礦高峰期,在云南迤納廠-大箐-核桃箐等 IOCG礦區(qū),水下火成碳酸巖與霞石巖-碧玄巖-堿性玄武巖共生,含礦白云巖為 1685±250 Ma,粗面玄武玢巖1645±133 Ma(Sm-Nd等時線年齡,張永北等,2008),高氧化的巖漿熱液不混溶與熱液交代作用(丁俊和侯林,2012)形成了該區(qū)域的IOCG礦床成巖成礦事件。大紅山鐵銅礦床賦礦地層中鋯石年齡為1681±13 Ma,穿切鐵氧化物型礦層的輝綠巖體中鋯石形成于1659±16 Ma(Zhao and Zhou,2011)。

本區(qū)第一期構(gòu)造-巖漿侵入事件,可與澳大利亞歐內(nèi)斯特亨利以磁鐵礦為主的 IOCG系列和奧林匹克壩以赤鐵礦為主的 IOCG系列(Williams et al.,2005)有關(guān)的構(gòu)造-巖漿侵入事件對比。

1.5.2 第二期為中元古代中期構(gòu)造-巖漿侵入事件(1500±50 Ma)

在東川群黑山組中,輝長巖-輝綠輝長巖-輝綠巖巖床是區(qū)域上較大規(guī)模的巖漿侵入-噴發(fā)事件形成的產(chǎn)物。黑山組火山凝灰?guī)r 1503±17 Ma(鋯石SHRIMP U-Pb年齡,孫志明等,2009);在四川通安組第三段中,順層侵入的輝長巖-閃長巖脈形成時代分別為 1513±13 Ma和 1531±18 Ma(鋯石 LA-ICPMS U-Pb年齡,耿元生等,2012),它們可能與東川群黑山組火山凝灰?guī)r,屬同一巖漿旋回的同期異相產(chǎn)物。第二期(1500±50 Ma)區(qū)域性大規(guī)模順層侵位的堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖-輝綠巖床,指示了大陸裂谷發(fā)育成熟過程,地幔熱物質(zhì)大規(guī)模侵位事件導(dǎo)致大陸發(fā)生進一步伸展變形。同期在揚子地塊陸緣發(fā)育的大陸裂谷盆地內(nèi),火山噴溢作用形成第二期IOCG成巖成礦高峰期,云南武定迤納廠鐵銅礦床賦存于因民組三段,與鐵銅礦共生的成礦期螢石形成于 1539±40 Ma(Sm-Nd等時線年齡,楊耀民等,2005)。

據(jù)上可推測在揚子地塊西南緣,東川運動(中條運動,1800 Ma)形成褶皺基底構(gòu)造層后,于中元古代早期(1750~1617 Ma)和中期(1500±50 Ma),形成了兩期堿性鐵質(zhì)輝長巖-輝綠巖體大規(guī)模侵位事件,屬地幔熱物質(zhì)上涌導(dǎo)致陸殼區(qū)域伸展的構(gòu)造-巖漿事件,形成鐵鈉質(zhì)基性巖、鐵鉀質(zhì)粗面巖和水下火成碳酸巖,使大紅山鐵銅礦發(fā)生疊加成礦。在云南-四川地區(qū),近南北向大陸裂谷盆地發(fā)育成熟,兩期IOCG礦床形成與這兩期構(gòu)造-巖漿侵入事件密切有關(guān),總體上,第一期以堿性鐵質(zhì)基性火山噴發(fā)為主,形成了火山噴溢型鐵銅礦體(IOCG),在第二期,火山噴溢成巖成礦作用逐漸減弱,火山熱水成巖成礦作用逐漸增強,形成了火山熱水沉積-改造型銅礦(東川型銅礦)。

1.5.3 第三期為中元古代末期構(gòu)造-巖漿侵入事件(1000±100 Ma)

第三期構(gòu)造-巖漿侵入事件以堿性鈦鐵質(zhì)輝綠輝長巖侵入并伴有同巖漿侵入期韌性剪切帶、巖漿隱爆角礫巖、鈉質(zhì)熱液角礫巖和鐵白云石鈉質(zhì)角礫巖筒為典型標(biāo)志。在東川地區(qū),切層侵入于因民組三段的輝長巖-輝綠巖-閃長巖,屬于堿性鈦鐵質(zhì)基性巖-堿性鈦鐵質(zhì)超基性巖,形成年齡為 1067±20 Ma和1047±15 Ma,指示這些堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類侵入體和鐵氧化物銅金型礦床形成時代為中元古代末期(方維萱等,2013)。該成巖成礦事件與云南黑山頭組安山質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r和層凝灰?guī)r(1032±9 Ma,鋯石SHRIMP U-Pb 年齡,張傳恒等,2007)成巖時代基本一致,鐵白云石鈉長角礫巖、鈉質(zhì)碳酸巖和堿性輝綠巖形成年齡為927±28 Ma和941±32 Ma(段嘉瑞等,1994①四川省地質(zhì)局攀西地質(zhì)大隊區(qū)調(diào)二隊.1994.中華人民共和國1:5 萬區(qū)域地質(zhì)測量報告河口幅.),它們屬揚子地塊在格林威爾造山期形成的不同巖相學(xué)產(chǎn)物。第三期構(gòu)造-巖漿侵入事件(1000±100 Ma)形成了次火山巖侵入相、巖漿隱爆角礫巖相、鈉長石熱液角礫巖相和同巖漿侵入期的糜棱巖-糜棱巖化相帶,這些構(gòu)造巖相體疊加在古火山機構(gòu)中先期已形成的 IOCG礦床之上,并導(dǎo)致疊加富集成礦,有利于形成超大型IOCG礦床。在格林威爾造山期(小黑箐/滿銀溝運動)之后,形成大營盤組底部的泥石流角礫巖和復(fù)成分雜礫巖等組成的沉積底礫巖相,大營盤期火山噴發(fā)成巖成礦事件形成了沉積型-火山沉積型赤鐵礦礦床,以東川包子鋪鐵礦床和新鋪子含銅磁鐵礦床(IOCG礦床)為代表。

1.5.4 第四期構(gòu)造-巖漿侵入事件(900~850 Ma)

第四期構(gòu)造-巖漿侵入事件形成的巖石系列和巖石組合具有明顯的多樣性。與 IOCG礦床密切有關(guān)的是以堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖、堿性基性-超基性火山巖和閃長巖侵位為典型構(gòu)造-巖漿事件的標(biāo)志,形成了堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖群、鐵白云石鈉長角礫巖、鈉長斑巖、閃長巖和鐵質(zhì)輝長巖等;但中性和酸性巖漿巖比例明顯增加。(1)云南羅茨富鈉粗安巖-橄欖粗安巖-堿性橄欖玄武巖形成年齡為885 Ma (Rb-Sr等時線年齡,孫家驄,1985),形成于后造山期的上疊大陸裂谷盆地中。(2)四川會理拉拉銅礦輝長巖群形成年齡為850 Ma,它們具有與洋島玄武巖(OIB)類似的地球化學(xué)特征,與地幔柱上涌侵位事件有密切關(guān)系(周家云等,2009)。(3)丁振舉等(1998)獲得陜西銅廠鐵銅礦床中輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡為 889 Ma(晉寧期),該鐵銅礦與中新元古界碧口巖群郭家溝組鈉質(zhì)基性火山巖和復(fù)式閃長巖有關(guān),該復(fù)式閃長巖體由輝石閃長巖、閃長巖、石英閃長巖和花崗閃長巖等組成,王偉等(2012)采用鋯石SHRIMP U-Pb同位素定年認為,早期閃長巖形成于879±7 Ma,中期石英閃長巖形成于 848±5~840±7 Ma,含礦鈉長巖脈(834±7 Ma)與中期石英閃長巖形成時代一致。晚期花崗閃長巖形成于824±5 Ma,說明陜西銅廠鐵銅礦床形成于晉寧期,在古生代發(fā)生構(gòu)造變形疊加熱事件。(4)云南鵝頭廠鐵銅礦含礦巖石相中綠泥石黑云母巖形成于 885~920 Ma(李志群等,2004)。(5)在海南石碌IOCG礦床中,富赤鐵礦礦石的形成年齡為841±20 Ma(張仁杰等,1992),石榴子石、貧鐵礦、富赤鐵礦、透閃石和二透巖的礦物-全巖成巖成礦時代為830±16 Ma,并在印支期-燕山期形成銅鈷疊加成礦(許德如等,2009)。總之,揚子地塊在新元古代早期的巖漿活動,與 Rodinia 超大陸裂解事件在時間上(860~750 Ma)一致,可能是Rodinia 超大陸事件在揚子地塊北緣的重要響應(yīng)。

綜上所述,揚子地塊西緣 IOCG礦床的形成具有多期成巖成礦演化歷史,與四期重大構(gòu)造-巖漿侵入事件密切相關(guān),在不同構(gòu)造環(huán)境中形成了 IOCG礦床成礦序列。大型-超大型IOCG礦床具有顯著的異時異相同位疊加成巖成礦的特征,這也是尋找隱伏IOCG礦床的找礦預(yù)測標(biāo)志。

2 揚子地塊西緣大地構(gòu)造演化與IOCG礦床

元古宙(2500~544 Ma)經(jīng)歷了漫長的構(gòu)造-巖漿-地質(zhì)事件演化,在現(xiàn)今以構(gòu)造巖塊形式保留在揚子地塊不同地域,構(gòu)造變形樣式、變質(zhì)相和構(gòu)造-巖相學(xué)特征差異甚大,因此,對元古宙構(gòu)造-巖漿-地質(zhì)事件、大地構(gòu)造演化與 IOCG礦床關(guān)系的研究難度較大,作者根據(jù)以往在滇黔桂湘和陜甘川鄂地區(qū)現(xiàn)場調(diào)查和研究基礎(chǔ),結(jié)合前人研究成果,探索揚子地塊周緣大地構(gòu)造演化進程中,重大構(gòu)造-巖漿-地質(zhì)事件與鐵銅礦床和鐵氧化物銅金型礦床之間的地球動力學(xué)關(guān)系。

遵循中國地層年代,與中國北方新太古界(2500 Ma)、古元古界長城系(1800~1600 Ma)、中元古界薊縣系(1600~1000 Ma)和新元古界青白口系(1000~850 Ma)(陸松年等,2010)進行對比,結(jié)合前人(劉肇昌等,1996;吳根耀,2006) 的研究,云南東川-四川會理地區(qū)在中-新元古代歷經(jīng)了四個不同構(gòu)造體制的大地構(gòu)造演化期:①古元古代基底構(gòu)造層的形成期(2500~1800 Ma)以湯丹巖群為代表,湯丹巖群的原巖可能形成于古元古代陸間裂谷盆地環(huán)境中。在古元古代 Statherian 期末期(1800 Ma),東川運動導(dǎo)致近東西向古陸塊-陸間裂谷盆地-古陸塊發(fā)生拼接碰撞和造山作用,為區(qū)域上第一幕造山運動(1800 Ma),可以與我國北方的中條運動(1800 Ma±)對比。古元古界河口巖群和湯丹巖群中發(fā)育流變褶皺和韌性剪切帶等構(gòu)造變形型相代表了本區(qū)構(gòu)造變形樣式。東川運動(1800 Ma±)在小溜口巖組、湯丹巖群與中元古界東川群因民組之間形成了角度不整合面。②中元古代Calymmian 期(1800~1000 Ma) 為地幔熱物質(zhì)上涌侵位事件,導(dǎo)致近南北向陸緣裂谷盆地形成演化期,形成了被動陸緣型東川群沉積組合和大地構(gòu)造相,大陸裂谷伸展變形體制下的堿性鈦鐵質(zhì)基性侵入巖和火山巖。③中元古代 Ectasian-Stenian期(1000±100 Ma) 近南北向洋殼俯沖碰撞造山期,以天寶山島弧型鈣堿性火山巖噴發(fā),其后長時沉積間斷,缺失 Tonian 期地層,格林威爾造山期第一幕為滿銀溝運動/小黑箐運動(1000±100 Ma ),由新元古界直接覆蓋并在局部發(fā)育古風(fēng)化殘積型鐵礦床為結(jié)束標(biāo)志。④新元古代主要為古陸塊多重構(gòu)造體制耦合與轉(zhuǎn)換期(900±50 Ma~700 Ma)。以下以區(qū)域構(gòu)造-巖漿事件為核心,以綜合分析大陸裂谷盆地形成演化和構(gòu)造變形型相等為重點,探索揚子地塊大地構(gòu)造演化與區(qū)域IOCG礦床的關(guān)系。

2.1 古元古代構(gòu)造演化(2500~1800 Ma)與東川運動(1800 Ma)

古元古代沉積盆地是在太古宙基底構(gòu)造層之上形成和發(fā)育演化的,古元古代在近南北向拉張作用下,康滇原始結(jié)晶基底發(fā)生近東西向裂解,在桂北寶壇-九萬大山-云南湯丹-四川拉拉和云南大紅山-龍博河-越南辛歸形成兩個近東西向陸間裂谷盆地。小溜口巖組、湯丹巖群和河口巖群是康滇地區(qū)相對較老的地層體,古元古代湯丹巖群原巖為陸緣硅質(zhì)碎屑巖和泥質(zhì)碎屑巖、紅色含鐵含礫粗碎屑巖等三角洲相-瀉湖相,淺海相泥灰?guī)r-砂泥質(zhì)白云巖為主體,菜園灣巖組和平頂山巖組鐵鈉質(zhì)基性火山巖層發(fā)育,菜園灣巖組枕狀細碧巖形成于 2200±20 Ma(Sm-Nd等時線年齡,段嘉瑞等,1994①),這些大地構(gòu)造巖相學(xué)類型說明湯丹巖群具有陸間裂谷盆地特點。

四川河口巖群變沉積巖原巖為含碳質(zhì)粉砂質(zhì)黏土、凝灰?guī)r和深海碳酸鹽巖,具有深海洋流沉積特征。下部大營山組為火山噴發(fā)前淵深水盆地相碳硅質(zhì)泥巖夾粉砂巖和鐵錳礦層;中部落凼組為深水盆地海相火山噴發(fā)形成的基性火山熔巖、基性火山碎屑巖和火山噴流沉積巖,形成鐵銅礦層和鐵鈉質(zhì)巖;上部小青山組為深水盆地泥質(zhì)-粉砂質(zhì)復(fù)理石相和鈣屑濁積巖相,說明這些原巖形成于快速沉降的火山地塹(劉肇昌等,1996),顯示拉拉地區(qū)具有陸間裂谷盆地(洋盆化)特征。四川通安地區(qū)小青山組發(fā)育深水濁積巖、凝灰?guī)r和少量基性火山熔巖、火山噴流沉積巖等。這種東向西構(gòu)造-沉積相變化特征揭示,從云南湯丹陸緣裂谷盆地,向西到四川拉拉地區(qū)已經(jīng)發(fā)展為陸間洋盆(圖3)。

東川運動的構(gòu)造運動學(xué)指向為近南北向擠壓應(yīng)力場,致使湯丹巖群形成了近東西向褶皺群,包括大陷塘、四腳地和拖布卡背斜,黃草嶺、麻地和徐家坪向斜,灑海溝同斜背斜等(段嘉瑞等,1994①;劉衛(wèi)明等,2011),這些褶皺群伴生軸面劈理、3期構(gòu)造面理置換、流變褶皺和韌性剪切帶等一系列韌性變形構(gòu)造樣式,但變質(zhì)相主要為低綠片巖相,在韌性剪切帶中變質(zhì)作用達到高綠片巖相。本區(qū)這種強韌性變形構(gòu)造型相+低變質(zhì)相特征與上覆東川群屬于不同構(gòu)造-巖相學(xué)域,但可與云南-四川古元古代地層構(gòu)造型相和變質(zhì)相進行對比。東川運動不但是本區(qū)劃分古元古代和中元古代之間的界限(1800 Ma),也使康滇區(qū)域性構(gòu)造運動(劉肇昌等,1996;吳健民等,1998;闞澤忠和喬正福,1999;劉衛(wèi)明等,2011)可與我國北方中條運動(1800 Ma±)綜合對比。

湯丹巖群和河口巖群變質(zhì)程度相對較深,構(gòu)造面理置換和流劈理發(fā)育,褶皺形態(tài)為同斜緊閉褶皺,如新塘、菜園灣、麻地及拖布卡等地區(qū);該期褶皺發(fā)育軸面流劈理,發(fā)生強烈構(gòu)造面理置換。河口巖群組成的下部褶皺基底構(gòu)造層,以變質(zhì)固態(tài)流動變形相為主,四個世代強烈構(gòu)造變形和三階段的區(qū)域熱變質(zhì)相等組成了構(gòu)造變形-變質(zhì)相序列(闞澤忠和喬正福,1999)。大紅山巖群也發(fā)育近東西向背斜和向斜構(gòu)造,以韌性剪切變形為特征的構(gòu)造變形型相和變質(zhì)相與河口巖群類似,變質(zhì)相均達到了角閃巖相,高于湯丹巖群。東川運動形成的構(gòu)造變形型相(大地構(gòu)造相)包括近東西向褶皺群落、發(fā)育同軸面流劈理的褶皺、3期構(gòu)造面理置換、流變褶皺和韌性剪切帶等構(gòu)造變形樣式組合,這次造山運動形成了康滇古陸塊拼接聚合(推測為全球古元古代 Columbia古大陸組成部分)。

圖3 會理-東川大陸裂谷盆地簡圖(據(jù)劉肇昌等,1996修改)Fig.3 Sketch map of the rifted basin in the Huili - Dongchuan area

(1)在小溜口巖組上部,火山-熱水沉積巖相(層狀鈉質(zhì)巖-鈉質(zhì)鐵白云巖-鈉質(zhì)凝灰?guī)r)是最初銅金銀鈷礦體的層狀含礦巖相,雖然受后期順層剪切帶疊加改造,但總體上銅金銀鈷礦體受層位和熱水沉積巖相帶控制明顯,屬于火山熱水沉積-改造型銅礦。小溜口巖組頂部不整合面型銅鈷金銀-稀土元素富集成礦,與堿性鐵碳酸鹽鈉長角礫巖和堿性鐵質(zhì)輝長巖有關(guān)。(2)湯丹銅礦區(qū)湯丹巖群中,在馬柱硐和菜園灣等地區(qū),菜園灣巖組形成了含鈷黃鐵礦礦體。

2.2 中元古代(1800~1000 Ma)構(gòu)造演化與小黑箐運動/滿銀溝運動(1000±100 Ma)

東川運動(中條運動,1800 Ma;Hudsonian Orogeny)之后,本區(qū)古元古代裂谷盆地發(fā)生封閉和構(gòu)造變形。在中元古代初期(1750~1617 Ma),區(qū)域性大規(guī)模堿性鐵質(zhì)基性巖上涌侵位的構(gòu)造-巖漿事件,導(dǎo)致康滇古陸塊(古元古代 Columbia古大陸組成部分)發(fā)生裂解,形成了大陸裂谷構(gòu)造和大陸裂谷盆地。中元古界東川群因民組、落雪組、黑山組(鵝頭廠組)和青龍山組(綠汁江組),它們是本區(qū)大陸裂谷盆地中沉積充填地層體。在因民期和黑山期形成了第一期(1650±50 Ma)和第二期(1500±50 Ma)IOCG 礦床的成巖成礦高峰期,以云南稀礦山、大紅山、迤納廠和四川拉拉等 IOCG礦床為代表,巖石組合為含礦鐵鈉質(zhì)基性火山巖、鐵鉀質(zhì)粗面巖和鐵質(zhì)輝綠輝長巖為主。因民期和黑山期兩次地幔熱物質(zhì)上涌侵位形成的構(gòu)造-巖漿-成巖成礦事件,與大陸裂谷盆地初期地塹式斷陷成盆和成熟期裂陷沉降密切有關(guān)。

在小黑箐運動/滿銀溝運動(1000±100 Ma)期間,在揚子地塊南緣的近南北向裂谷盆地發(fā)生了顯著的構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用,與廣西四堡運動形成的中元古代末江南造山帶(格林威爾造山帶,1000 Ma±)在時間序列上基本吻合。主體為近南北向擠壓收縮體制下,形成了中元古代地層近東西向緊閉褶皺群和韌性剪切變形等構(gòu)造變形型相。(1)從區(qū)域?qū)Ρ瓤?廣西四堡群枕狀玄武巖中單顆鋯石蒸發(fā)法207Pb/206Pb年齡為1734±20 Ma,與超基性-基性火山巖的Sm-Nd等時線年齡接近(1782±82 Ma,韓發(fā)等,1994),廣西四堡群與因民組為同期地層。(2)桂北寶壇-九萬大山四堡群中,第一期構(gòu)造變形為近東西向同劈理的緊閉褶皺和倒轉(zhuǎn)疊加褶皺群,四堡運動構(gòu)造運動學(xué)方向以南北向擠壓應(yīng)力場為主導(dǎo)。桂北寶壇地區(qū)大型錫礦床部分錫礦體產(chǎn)于基性-超基性雜巖內(nèi),銅鎳硫化物礦床產(chǎn)于超基性巖邊緣,銅鎳硫化物礦石Re-Os同位素年齡為982±21 Ma(毛景文和杜安道等,2001)。(3)云南小黑箐運動和四川滿銀溝運動,與廣西四堡運動(1000 Ma±)在時間序列上基本一致,可與全球格林威爾運動對比。云南省中東部大營盤組(柳壩塘組,軍哨組),與下伏昆陽群落雪組和青龍山組等之間存在不整合界面。(4)黑山組順層侵位的堿性鐵質(zhì)輝長巖巖床形成時代(1028 Ma、1059 Ma,龔琳等,1996),與滇中昆陽群黑山頭組富良棚段上部發(fā)育厚近百米的安山質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r和層凝灰?guī)r(1032±9 Ma,鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡,張傳恒等,2007)形成時代基本接近。東川地區(qū)鐵白云石鈉長角礫巖、鈉質(zhì)碳酸巖和堿性輝綠巖形成時代為927±28 Ma和941±32 Ma(段嘉瑞等,1994①),這些區(qū)域的構(gòu)造-巖漿-成巖成礦在時間序列上相近似,揭示四川-云南-廣西在1000±100 Ma期間,發(fā)生了區(qū)域性基性火山噴發(fā)、堿性鐵鈉質(zhì)基性-超基性巖和堿性鈉長石鐵碳酸巖的深源巖漿上涌侵位事件,形成了第三期IOCG礦床成巖成礦,以四川拉拉和云南白錫臘IOCG礦床為代表。白錫臘IOCG礦床成巖成礦年齡為1047 Ma和1067 Ma(方維萱等,2013),四川拉拉鐵銅礦床第三成礦階段輝鉬礦成礦年齡為1086±8 Ma(Chen and Zhou,2012)。(5)在小黑箐運動/滿銀溝運動/四堡運動期,同碰撞型花崗巖、島弧型中酸性火山巖和變質(zhì)事件等在時間序列相吻合,揭示在曾經(jīng)發(fā)生了板塊碰撞造山作用事件(1000 Ma)。揚子地塊形成了中酸性火山噴發(fā)和巖漿侵位事件(1000 Ma),揚子地塊西緣火山溝地區(qū)二長花崗巖(1014±8 Ma)為同碰撞型殼源花崗巖(楊崇輝等,2009)。會理群天寶山酸性火山巖(1028 Ma)和登相營火山巖(1030±19 Ma)(耿元生等,2008)屬島弧型中酸性火山巖,形成于匯聚板塊邊緣。通安組五段為一套典型的構(gòu)造混雜巖,原巖形成年齡為1082±13 Ma,天寶山組陸相中酸性火山凝灰?guī)r類形成年齡為 1036±12 Ma(鋯石SHRIMP U-Pb年齡,尹福光等,2011),這些花崗巖和中酸性火山巖屬揚子地塊與華夏地塊在格林威爾造山期(Grenville Orogeny)碰撞拼貼的產(chǎn)物,近東西向中酸性巖漿侵入活動可能形成于格林威爾造山期。米易埡 TTG 質(zhì)片麻巖為 1027±8 Ma(鋯石SHRIMP U-Pb 年齡,耿元生等,2008),揭示格林威爾造山期具有高級變質(zhì)相等變質(zhì)事件形成。這些同碰撞型花崗巖、變質(zhì)事件、構(gòu)造變形事件、構(gòu)造事件隨后大營盤組的沉積學(xué)響應(yīng)等在時間序列相吻合,揭示在格林威爾期板塊碰撞造山作用事件(1000 Ma)可能是導(dǎo)致第三期 IOCG礦床成巖成礦事件形成的地球動力學(xué)背景。

通過構(gòu)造解析發(fā)現(xiàn)會理-東川早期構(gòu)造線總體方向為近東西向(李復(fù)漢等,1988;姜勇彪等,2006;耿元生等,2008),說明早期(1000 Ma)變形構(gòu)造運動指向為南北向擠壓運動;這種構(gòu)造動力學(xué)和運動指向與揚子地塊北緣和秦嶺造山帶具有一致性。在云南、四川、廣西、陜西等發(fā)生了近南北向擠壓收縮構(gòu)造-巖漿侵位事件(1000 Ma),這與廣西四堡造山運動形成的近東西向褶皺形成時代相吻合。主要依據(jù)有:(1)云南東川地區(qū)在1000±100 Ma曾發(fā)生洋殼俯沖,首先形成了裂谷盆地抬升和構(gòu)造反轉(zhuǎn),以新元古代大營盤組與下伏中元古代地層之間區(qū)域角度不整合界面為標(biāo)志。(2)島弧火山巖以天寶山組鈣堿性火山巖、輝長巖-閃長巖-石英閃長巖-花崗巖系列為代表。 (3)云南苴林巖群變質(zhì)相和變質(zhì)巖具有逆時針演化的 P-T軌跡,其退變質(zhì)為等壓降溫過程,揭示了造山帶的緩慢抬升歷史,與1000 Ma發(fā)生的洋殼板塊俯沖碰撞事件有關(guān)或與古陸塊拼接有關(guān),可與全球格林威爾造山期(1.0 Ga)構(gòu)造-變質(zhì)作用對比(鄧尚賢等,2001)。(4)構(gòu)造運動學(xué)指向為從南到北,發(fā)生洋殼俯沖消減,并以最終洋殼與陸殼碰撞造山為標(biāo)志,格林威爾造山期(小黑箐運動/滿銀溝運動/四堡運動)最終形成了揚子地塊與華夏地塊(含海南島)碰撞?，F(xiàn)今殘余不同地區(qū)同造山期花崗巖系列記錄了該碰撞造山過程的巖漿活動,在桂北-貴州一系列含錫花崗巖和錫多金屬礦床為同造山晚期碰撞型花崗巖形成的產(chǎn)物。(5)陸緣裂谷盆地在格林威爾造山期發(fā)生萎縮封閉,在區(qū)域大陸地殼擠壓收縮體制下,地幔柱尾部殘余熱物質(zhì)(板內(nèi)洋島玄武巖)上涌侵位,同造山期早階段的碰撞型鐵質(zhì)輝長巖類侵位,形成了堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖-輝綠巖、堿性鈦鐵質(zhì)閃長巖、隱爆角礫巖相帶、鈦鐵礦礦床和高鈦型鐵銅金礦床(1047~1067 Ma)。揭示揚子地塊在格林威爾造山期,構(gòu)造變形-巖漿侵入事件與第三期(1000±100 Ma)鐵氧化物銅金型礦床有內(nèi)在聯(lián)系。

2.3 新元古代構(gòu)造演化與晉寧運動

由于多種構(gòu)造單元和構(gòu)造體制處于耦合與轉(zhuǎn)換過程,通過構(gòu)造-巖相學(xué)梳理和對比研究,可以初步歸類為四種不同構(gòu)造域,即(1)揚子地塊西緣陸-陸碰撞型造山帶。(2)揚子地塊內(nèi)部具有造山帶-沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換格架,堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖上涌侵位事件導(dǎo)致了揚子地塊內(nèi)部發(fā)生陸殼伸展造山區(qū)和構(gòu)造斷陷成盆區(qū)相間排列,復(fù)雜的區(qū)域擠壓收縮和伸展構(gòu)造共存和組合樣式。(3)揚子地塊東南緣屬弧后裂谷盆地。(4)揚子地塊內(nèi)部發(fā)生具有板內(nèi)OIB特征的堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖上涌侵位事件。

(1) 從四川-云南的構(gòu)造巖相學(xué)對比看,揚子地塊西緣有陸-陸碰撞型造山帶的殘存痕跡。在西側(cè)古洋板塊俯沖碰撞作用下,揚子地塊西緣碰撞型混合巖化帶(西)、高構(gòu)造變形的微板塊碰撞拼接帶(中)和碰撞型火山弧-深成巖漿弧帶(東),自西向東形成了擠壓收縮體制下的陸緣造山帶(900~800 Ma)。晉寧運動自西向東發(fā)生擠壓-逆沖推覆構(gòu)造作用,形成近南北向褶皺構(gòu)造帶,因此,晉寧運動與東川運動和小黑箐運動之間,構(gòu)造運動學(xué)指向呈 90°正交角,所形成的褶皺為正交疊加褶皺。大地構(gòu)造運動事件最終結(jié)束以地層體發(fā)生強烈構(gòu)造變形為主要標(biāo)志之一,包括平行造山帶的大規(guī)模韌性剪切帶、平行島弧構(gòu)造帶的大規(guī)模脆韌性剪切帶和大規(guī)模區(qū)域構(gòu)造-熱流體事件等;而碰撞造山帶必然伴隨大規(guī)模巖漿侵入和構(gòu)造-熱流體事件發(fā)生,如同碰撞造山期花崗巖侵位等。主要特征有:①在揚子地塊西緣陸緣造山帶,沿綠汁江-安寧河-龍門山分布近南北向長1000 km的中酸性巖漿巖-構(gòu)造帶,揚子地塊西緣屬不同地體碰撞焊接構(gòu)造帶,在綠汁江-安寧河-龍門山斷裂帶兩側(cè)晉寧期花崗巖(1000~800 Ma)和澄江期花崗巖(725~663.6 Ma)多屬同造山期碰撞型花崗巖,與安第斯型弧花崗巖明顯不同,屬于陸-陸碰撞型花崗巖(劉肇昌等,1996)。綠汁江-安寧河-龍門山斷裂帶屬于各地體碰撞拼接形成的高構(gòu)造變形帶,其西側(cè)各地體中發(fā)育地體增生碰撞型混合巖化帶,東側(cè)為碰撞型火山弧-深成巖漿弧帶。②揚子地塊西緣陸緣造山帶可能具有穿時形成的特征。現(xiàn)今殘存綠汁江-安寧河—龍門山陸緣造山帶,從南(云南)到北(四川)由晉寧期到澄江期逐漸發(fā)展,具有穿時碰撞特征,導(dǎo)致了同一時期不同地段和同一地段在不同時期處于不同構(gòu)造環(huán)境和多重構(gòu)造體制的疊加。③在揚子地塊西緣陸緣造山帶形成過程中,可能經(jīng)歷了多種微板塊碰撞拼接過程,從沉積盆地-島弧帶,向造山區(qū)-沉積盆地-地幔柱尾部熱物質(zhì)上涌侵位形成的復(fù)雜多重體制和多重因素耦合過程演進,構(gòu)造古地理格局可簡稱為“盆→山耦合與轉(zhuǎn)換”。首先,在超鎂鐵質(zhì)巖石系列中,四川石棉鎂質(zhì)巖體形成時代為938±30 Ma (Sm-Nd等時線法,沈渭洲等,2002),可能形成于弧后盆地。第二,在輝長巖-閃長巖系列中,冷水箐含角閃輝長巖屬形成于 822±9 Ma的島弧構(gòu)造帶(耿元生等,2008)。在關(guān)刀山輝長巖-閃長巖中,石英閃長巖可能與洋殼俯沖過程中的島弧構(gòu)造帶有關(guān)(耿元生等,2008)。第三,四川拉拉銅礦輝長巖群形成于850.0±10 Ma,(Na2O+K2O)>5%,屬于堿性玄武巖系列,具有板內(nèi)洋島玄武巖(OIB)特征(周家云等,2009),形成于大陸伸展構(gòu)造體制。第四,主變質(zhì)期與同期巖漿侵入(850~750 Ma)的時間序列接近,早期偏中酸性花崗巖(830~800 Ma)到晚期酸性花崗巖(780~680 Ma)侵入事件,揭示構(gòu)造環(huán)境從拉張環(huán)境向擠壓環(huán)境發(fā)展過程。元謀苴林巖群區(qū)域變質(zhì)事件(750 Ma)與廣泛的巖漿侵入事件時代吻合(耿元生等,2008)。最后,澄江期含鎢錫花崗巖侵位標(biāo)志著陸緣增生造山帶最終結(jié)束。晉寧運動期間,自西向東擠壓應(yīng)力形成了東川北部人占石和瓦崗寨近南北向背斜構(gòu)造,青龍山組白云巖層間構(gòu)造帶和隱爆角礫巖相帶控制了銅礦體,這與濫泥坪-白錫臘-湯丹近東西向倒轉(zhuǎn)背斜形成于近南北向擠壓應(yīng)力場方向完全相反,顯示二者形成于不同的構(gòu)造變形域中。

(2) 揚子地塊內(nèi)部具有造山帶-沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換格架,存在兩類構(gòu)造古地理單元,一是中元古代末江南造山帶形成的古山脈,二是在山脈之間發(fā)育陸內(nèi)斷陷盆地。①由于揚子地塊內(nèi)部具有不同構(gòu)造-沉積學(xué)響應(yīng),在近南北向陸緣增生造山帶東側(cè),形成了緊鄰造山帶的類前陸盆地(云南澄江盆地),深部殘留的地幔柱熱物質(zhì)(板內(nèi) OIB)仍處于上涌侵位狀態(tài),形成了澄江組中堿性玄武巖系列。但陸內(nèi)斷陷盆地與蘇雄組雙峰式火山巖可能屬造山帶-沉積盆地-島弧帶耦合與轉(zhuǎn)換產(chǎn)物。②羅茨-巧家-澄江-建水?dāng)嗔褞閯兾g山地(古山脈),在其附近澄江組中,堿性基性火山巖層厚度達300~500 m,羅茨富鈉粗安巖-橄欖粗安巖-堿性橄欖玄武巖厚度達 442 m,Na2O>K2O,(Na2O+K2O)含量為 4.8%~9.50%,形成時代為885 Ma(Rb-Sr等時線法,孫家驄,1985),屬后造山期“盆-山”耦合與轉(zhuǎn)換體制中形成的上疊裂谷盆地。滇中古陸東側(cè)(元謀-綠汁江以東)為早震旦世初期沉積區(qū)域,形成了澄江組陸內(nèi)紅色磨拉石相,底部具有山前磨拉石相底礫巖等沉積組合,形成了山前磨拉石沉積盆地。

(3) 揚子地塊東南緣屬弧后裂谷盆地。①湘西安江地區(qū)基性火山噴出巖(玄武巖、杏仁狀玄武巖、角礫狀玄武巖、玄武質(zhì)角礫巖)形成年齡為868±30 Ma、侵入巖相(橄輝巖、輝石巖、輝長巖、輝長輝綠巖、輝綠巖、正長輝云巖、鈉長巖等)形成年齡為855±6 Ma,這種鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖形成于板內(nèi)裂谷帶(全巖Sm-Nd等時線年齡,鄭基儉等,2001),顯示江南造山帶在新元古代已經(jīng)開始裂解。②貴州梵凈山群地層沉積于855~815 Ma(鋯石 LA-ICP-MS U-Pb年齡,王敏等,2012),梵凈山群 7個巖性組構(gòu)成了陸內(nèi)裂谷盆地的完整火山-沉積序列。梵凈山白云母花崗巖(838.5±1.5 Ma,鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡,王敏等,2011)屬后造山型強過鋁質(zhì)花崗巖,揭示在揚子地塊東南緣發(fā)育陸緣裂谷盆地和陸殼伸展構(gòu)造體制下形成的花崗巖,形成了后造山型強過鋁質(zhì)花崗巖有關(guān)的鎢錫礦床。在后期構(gòu)造變形過程中形成了金銻鎢成礦帶。

(4) 在揚子地塊西緣和內(nèi)部,深部地幔柱上涌事件發(fā)生在850~830 Ma,形成超鐵鎂質(zhì)基性-超基性巖和酸性巖漿巖侵位與火山噴發(fā)。四川拉拉銅礦輝長巖群形成于850 Ma、海南石碌鐵銅礦床(840~830 Ma)、陜西銅廠閃長巖體及銅廠銅礦(889~840±7 Ma)與揚子地塊湘西-黔東北鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖形成時代相近,云南大紅山 IOCG礦床石榴斜長角閃巖的變質(zhì)年齡為 849±12 Ma(楊紅等,2012),暗示第四期(850±50 Ma)IOCG礦床成巖成礦和疊加成巖成礦事件與堿性鈦鐵質(zhì)基性巖-超基性巖(板內(nèi)OIB)有密切關(guān)系。在同構(gòu)造-巖漿侵入事件期內(nèi),桂北寶壇和陜西煎茶嶺形成了銅鎳硫化物礦床。揚子地塊南緣(黔中-桂北-湘西)繼續(xù)形成陸緣增生造山帶和后造山期花崗巖,形成與后造山期花崗巖有關(guān)的鎢錫多金屬成礦帶。

2.4 新元古代構(gòu)造演化與澄江運動

推測新元古代由于深部地幔柱上涌與揚子地塊西北緣同碰撞造山帶耦合,澄江運動各地表現(xiàn)不一,構(gòu)造古地理格局和單元特征為:①揚子地塊西北緣和北緣發(fā)生陸塊碰撞和拼接造山作用明顯。②揚子地塊西緣持續(xù)陸塊碰撞特征,以蘇雄組鈣堿性火山巖及共源的高鋁型花崗巖為代表,形成陸塊碰撞造山帶和同碰撞陸相火山斷陷盆地兩類擠壓造山與斷陷成盆的構(gòu)造單元。③揚子地塊西緣逆沖推覆造山帶發(fā)育。石棉蛇綠巖雜巖帶可能在此階段構(gòu)造侵位,仰沖于揚子板塊西緣上,屬逆沖推覆構(gòu)造帶。陸塊碰撞帶西部可能大部分下伏于顯生宙沉積物或推覆體之下,該期局部伴有強烈的擠壓變形作用。④揚子地塊東緣和南緣開始向成熟被動大陸邊緣演化。早震旦世蓮沱階-南沱階(800~700 Ma)處于第二個盆山耦合與轉(zhuǎn)換期,構(gòu)造古地理格局和單元特征為揚子地塊不成熟被動大陸邊緣逐漸發(fā)育成熟,在晚震旦世陡山沱階(700 Ma±)開始,揚子地塊周緣進入統(tǒng)一的被動大陸邊緣演化時期。

2.4.1 揚子地塊西北緣和北緣晉寧-澄江期陸緣造山帶

(1) 揚子地塊西北緣摩天嶺地體呈楔狀挾持于略陽-瑪沁斷裂帶和陽平關(guān)-青川斷裂間,現(xiàn)今呈北東向延伸,面積 280×60 km2。 由碧口群細碧角斑巖、硅質(zhì)巖、濁積巖組成,它們與變質(zhì)橄欖巖、鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)堆晶雜巖、輝長輝綠巖墻群等組成蛇綠巖套。西段平武地區(qū)以低堿、低鉀洋脊拉斑玄武巖系列為主,中段青川-碧口地區(qū)富鉀、鈉、鐵和鈦的洋島玄武巖和堿性玄武巖系列為主,東段勉縣-略陽地區(qū)以島弧拉斑玄武巖系列為主,玄武巖系列揭示摩天嶺地體可能為洋殼-洋島-島弧的拼接碰撞帶(劉肇昌等,1996)。碧口群上部海溝型濁積復(fù)埋石相帶廣泛分布。沿陽平關(guān)-青川斷裂帶北側(cè)藍閃片巖帶,指示存在板塊碰撞形成的高壓變質(zhì)相帶。

(2) 在揚子地塊西北緣后龍門山地體構(gòu)造帶中,陽平關(guān)-青川斷裂與前龍門山-北川-映秀斷裂間分布一系列北東向巖漿弧,如大灘、轎子頂、彭灌、鹽井和康定等。

(3) 揚子地塊北緣,米倉山 NEE-EW 向構(gòu)造帶由漢南地體和南米倉山微地塊組成。漢南微地塊現(xiàn)今呈NEE-EW向分布在前龍門山斷裂與西鄉(xiāng)斷裂間,面積130×35 km2,由西鄉(xiāng)群和三花石群火山巖凝灰?guī)r火山碎屑復(fù)理石沉積組成,厚約 6000 m,火山巖為島弧拉斑系列及鈣堿系列玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖組合,晉寧期漢南雜巖(868~773 Ma)為幔源分異的中酸性雜巖,澄江期斜長花崗巖(726 Ma)和混合巖化發(fā)育。南米倉山微地塊位于西鄉(xiāng)斷裂和米倉山南緣大河壩斷裂間,與漢南地體平行排列,面積80×30 km2。后河組混合雜巖構(gòu)成的古陸殼基底,其上不整合覆蓋有麻窩戶組,遠洋濁積巖相厚3000 m,富含疊層石碳酸鹽巖,由細紋層狀炭質(zhì)泥質(zhì)硅質(zhì)板巖和粉砂巖組成。

(4) 揚子陸塊在新元古代形成了多重構(gòu)造體制耦合與轉(zhuǎn)換過程,揚子地塊西北緣、北緣與西緣(四川-云南)、東南緣(湘桂黔)具有不同的大地構(gòu)造演化過程。在晉寧-澄江期,揚子地塊西北緣相繼發(fā)生了陸塊拼貼增生,形成了摩天嶺-碧口陸緣增生造山帶,陸塊快速增長形成了增生型大陸邊緣構(gòu)造帶,四川青川-陜西勉略寧(藍片巖帶)低溫高壓變質(zhì)帶和西鄉(xiāng)-碑壩(紅柱石-堇青石-矽線石)高溫低壓變質(zhì)帶成對分布,指示了古洋殼板塊(從西北方向東南方)俯沖消減于揚子地塊之下。晉寧期已使?jié)h南和南米倉山微地塊聯(lián)合的西鄉(xiāng)斷裂,在區(qū)域性碰撞作用下,澄江期形成低壓高溫變質(zhì)帶、混合巖花崗巖帶,伴有大規(guī)模早震旦世流紋巖噴發(fā),在米倉山一帶進入陸緣碰撞巖漿弧發(fā)展期。陜西勉略陽地區(qū)是揚子地塊西北緣銅鐵金多金屬礦化集中區(qū),已經(jīng)探明了IOCG礦床(銅廠中型銅礦床和銅廠中型鐵礦床)、東溝壩鉛鋅多金屬礦床、徐家溝銅礦床、張家山鐵礦、柳樹坪鐵礦、漁洞壩鐵銅金多金屬礦床、金洞子金礦、煎茶嶺鎳(鐵鈷)礦床和煎茶嶺金礦床等。從上述揚子地塊西北緣構(gòu)造-巖漿演化事件看,今后尋找IOCG礦床具有較好條件。

2.4.2 東川 IOCG礦床和東川型銅礦床受到澄江期盆地流體疊加改造富集,與 Rodinia 超大陸的裂解事件在時間上( 860~750 Ma) 基本一致。主要依據(jù)如下:

(1) 造山帶(區(qū))向沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換期,簡稱為“山→盆耦合與轉(zhuǎn)換期”。澄江組發(fā)育于晉寧運動不整合面之上,澄江運動不整合面之下,以紫灰色陸相碎屑沉積為主,局部夾厚度不等的陸相火山巖地層,Jiang et al.(2012)認為澄江組底界(800±5 Ma)代表了康滇新元古代裂谷盆地的開啟時間,但澄江組不是華南裂谷盆地中的第Ⅰ期沉積,而是第Ⅱ期沉積。第Ⅱ期雙峰式火山旋回加大了華南新元古代裂谷盆地的沉降幅度,為揚子陸表海域的形成奠定了重要基礎(chǔ),該期沉積大超覆事件與雙峰式巖漿熱事件間具有極強的耦合性,澄江組頂界為725 Ma。(2) 川西蘇雄組與澄江組下部為同期異相產(chǎn)物,蘇雄組雙峰式火山巖中鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為803±12 Ma(Li et al.,2002)。(3) 在早震旦世地層頂部之上,上震旦統(tǒng)下部在滇中-川甘陜地區(qū)均缺失,說明澄江運動(725~700 Ma)造成了揚子地塊整體抬升,南沱組(720~700 Ma)冰積巖相不但揭示造山帶發(fā)生伸展垮塌,也暗示有形成冰川條件的古造山帶存在。(4) 鈉閃微崗巖和含長輝石巖、澄江期堿質(zhì)超基性巖(斑狀磷霞巖-細粒磷霞巖-霓霞鈉輝巖-霓霞巖)等巖石組合,代表了后造山期陸內(nèi)裂陷盆地的構(gòu)造-巖漿事件和物質(zhì)記錄。澄江運動后,揚子地塊最終形成了統(tǒng)一的基底構(gòu)造層,其周緣開始進入被動大陸邊緣演化期。(5) 落雪老山礦段層狀銅礦為 810~770 Ma(邱華寧等,2001),與湯丹銅礦床和稀礦山鐵銅礦床中脈狀銅礦體形成時代相一致(780~700 Ma,邱華寧等,1998,2000),迤納廠銅礦床中含礦石英脈形成于 784.25±0.95 Ma~783.93±8.59 Ma(葉霖等,2004),屬 IOCG礦床和東川型銅礦床,在澄江期陸內(nèi)斷陷成盆與斷隆成山過程中,盆地流體形成的脈狀銅礦體。(6) 在揚子地塊西緣瀘沽一帶,澄江期同碰撞型花崗巖形成了大頂山熱液交代型含錫磁鐵礦礦床,而會理岔河大型錫礦床產(chǎn)于晉寧晚期摩沙營黑云母花崗巖(829 Ma)侵入體內(nèi)外接觸帶中,顯示了同碰撞型花崗巖熱液成礦作用特征。(7) 東川濫泥坪上震旦統(tǒng)陡山沱組中,砂巖型銅礦的含礦巖相為河流相含銅砂礫巖、含銅砂巖和潮坪相含銅砂質(zhì)白云巖等,但濫泥坪砂巖型銅礦不屬于 IOCG成礦系列。陡山沱組以角度不整合上覆在下震旦統(tǒng)澄江組和中元古界東川群之上,暗示澄江運動在東川地區(qū)表現(xiàn)較為強烈。

3 討論與結(jié)論

由于揚子地塊新太古界-元古界構(gòu)造演化及IOCG礦床多期多階段疊加成巖成礦的復(fù)雜性,尚有較多科學(xué)問題有待解決,如在新太古代-早元古代小溜口巖組頂部和不整合面之下,發(fā)育層狀-似層狀含礦堿性方解石鈉長石巖和似層狀銅礦體,這種火山熱水沉積型銅礦床的成巖成礦年齡為2520±14 Ma。該成巖成礦時代與巴西Salobo IOCG礦床的成礦時代(2576±8 Ma,2562±8 Ma,Requia et al.,2003)相近,但它們的形成機制與大地構(gòu)造演化間關(guān)系還需深入研究。這些科學(xué)問題集中體現(xiàn)在:(1)區(qū)域脆韌性剪切帶構(gòu)造巖相學(xué)、形成演化歷史與 IOCG礦床多期疊加成巖成礦的關(guān)系。(2)深源堿性鐵質(zhì)巖漿流體類型、熱流體侵位機制、動力學(xué)過程與 IOCG疊加成巖成礦系列、多礦種共伴生富集成礦關(guān)系。(3)沉積盆地-巖漿弧-造山帶耦合與轉(zhuǎn)換過程中,深源巖漿流體與盆地-造山帶尺度流體大規(guī)模運移和聚集規(guī)律、構(gòu)造-巖漿事件與多礦種共伴生富集成礦關(guān)系等,尚需深入研究。(4)在IOCG成礦序列中,不同時代、不同類型成礦系統(tǒng)疊加成礦特征、勘查理論和方法技術(shù)。(5)深部隱伏超大型IOCG成礦序列中心位置探測識別、預(yù)測圈定和驗證工程等方法技術(shù)(如構(gòu)造-巖相學(xué)、地球化學(xué)巖相學(xué)、構(gòu)造巖相與磁化率-密度模型等找礦預(yù)測新方法等)。

本文結(jié)論如下:(1)揚子地塊于東川運動(中條運動/Hudsonian orogeny,1800 Ma)后,形成了陸殼基底構(gòu)造層。中元古代因民期(1700±50 Ma)地幔深部熱物質(zhì)上涌侵位事件,導(dǎo)致陸殼發(fā)生裂解并形成近東西向的裂谷盆地。陸緣裂谷盆地初期,構(gòu)造動力學(xué)為火山地塹式斷陷成盆,在堿性鐵鈉質(zhì)基性巖、鐵鉀質(zhì)粗面巖和鐵質(zhì)輝綠輝長巖等形成過程中,形成了第一期 IOCG 成巖成礦高峰期(1650±50 Ma),以云南大紅山Fe-Cu-Au-Ag-PGE型IOCG礦床為代表(1681±13 Ma~1659±16 Ma)。(2)在裂谷盆地成熟期,構(gòu)造動力學(xué)為強烈的裂陷沉降成盆,黑山期地幔熱物質(zhì)上涌侵位,導(dǎo)致構(gòu)造-巖漿-成巖成礦事件發(fā)生,形成第二期 IOCG礦床的成巖成礦高峰期(1500±50 Ma),以云南迤納廠 Fe-Cu-Au-REE(Mo、Nb、Co、F、P)型 IOCG 礦床(1617±100 Ma~1539±40 Ma)為代表,主要巖石組合為鐵鈉質(zhì)基性火山巖、鐵鉀質(zhì)粗面巖、水下火成碳酸巖及相關(guān)構(gòu)造巖相帶。(3)在小黑箐運動/滿銀溝運動(格林威爾造山期)期間,近南北向洋殼俯沖和陸緣側(cè)向擠壓收縮體制下,堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖-輝綠巖體上涌侵位,進入第三期IOCG礦床成巖成礦高峰期(1000±100 Ma),以白錫臘高鈦鐵銅金礦床為代表(1067~1047 Ma),早期 IOCG礦床發(fā)生疊加成巖成礦為形成超大型 IOCG礦床提供了地質(zhì)條件。以新元古代大營盤期底部區(qū)域性角度不整合面和其上下層位構(gòu)造變形型相差異較大為標(biāo)志,揭示了本區(qū)的格林威爾造山期和構(gòu)造體制發(fā)生反轉(zhuǎn)。(4)晉寧運動期(800±50 Ma),“盆→山耦合與轉(zhuǎn)換”,具有板內(nèi) OIB特征的堿性鐵質(zhì)輝長巖-輝綠巖侵位,為大型IOCG礦床的疊加成巖成礦提供了良好基礎(chǔ),進入第四期IOCG成巖成礦高峰期(800±50 Ma),并形成明顯的疊加成巖成礦作用,以四川拉拉Fe-Cu-Au-REE(Mo、Nb、Co、F、P)型 IOCG 礦床的疊加成巖成礦作用為代表。澄江運動“山→盆耦合與轉(zhuǎn)換期”,澄江期(810~700 Ma)盆地流體對東川IOCG礦床和東川型銅礦形成了疊加改造富集。同期,在濫泥坪地區(qū)形成了震旦紀(jì)含銅沉積盆地和含銅砂巖型銅礦。

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