劉 軍,黃 波,楊 濤,徐偉鈞,黎 朋,楊順成
(1.貴州理工學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院,貴陽550003;2.西安西北有色物化探總隊(duì)有限公司,西安710068;3.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì),貴州 都勻558000;4.浙江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),浙江 寧波315012)
三江地區(qū)泛指怒江、瀾滄江和金沙江流域,而三江成礦帶主要指印度板塊以東—揚(yáng)子陸塊西緣,經(jīng)歷了以喜山期為主的構(gòu)造運(yùn)動,產(chǎn)出以玉龍銅礦、蘭坪金頂鉛鋅礦、臨滄鍺礦等為代表的有色金屬、貴金屬、黑色金屬、稀有稀土及分散元素等大型—超大型礦床系列(圖1),成為我國最重要成礦區(qū)帶之一[1、2]。
貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)自上世紀(jì)80年代起,在三江地區(qū)作過不同程度地質(zhì)找礦工作,但主要在2000年后于云南省維西—蘭坪地區(qū)完成一系列地質(zhì)調(diào)查工作。在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)箐口塘—白馬駒多個(gè)中大型鉛鋅銀多金屬礦床和大寶山—八寶山為多個(gè)中小型以銅為主多金屬礦床系列[3、4、5],取得較好的找礦成果;根據(jù)蘇之良等(2004)[3]、楊松等(2009)[4]、何明球等(2008)[5]、陳恒術(shù)等(2013)[6]認(rèn)為礦床成因主要為沉積—改造型,成礦物質(zhì)均與深部來源有關(guān),與黃波等(2009、20016、2017)[7、8、9]、王登紅等(2005)[1]、顧雪祥等(2001)[2]、涂光熾等(2003)[11]、李興振等(1999)[14]提出的三江地區(qū)大規(guī)模成礦與深源性成礦物質(zhì)相對應(yīng)。
圖1 三江地區(qū)構(gòu)造背景圖(據(jù)王登紅等修編,2005)
由于印度板塊與歐亞板塊的強(qiáng)烈碰撞,“三江造山帶與揚(yáng)子陸塊西緣在新生代快速抬升;構(gòu)造活動劇烈并切穿了上地幔,發(fā)生一系列強(qiáng)烈的逆沖推覆、走滑拉張作用和巖漿作用(圖1)[9、12]。
三江地區(qū)經(jīng)歷了前中生代特提斯演化后,成為歐亞次大陸的南緣部分,受雅魯藏布江洋閉合、印度板塊向北俯沖和歐亞板塊碰撞以及受到揚(yáng)子地臺阻擋影響,三江地區(qū)中部以推覆構(gòu)造作用為主,蘭坪地區(qū)以南和德欽以北以剪、走滑構(gòu)造作用為主[1、9],伴隨推覆構(gòu)造作用[13],瀾滄江斷裂帶主要為右旋斷裂帶,斷裂帶以西地區(qū),新生代發(fā)育一系列NWW 走向的左旋為主的走滑斷裂,因此本區(qū)瀕臨的揚(yáng)子地臺西緣新生代走滑、逆沖推覆和拉張構(gòu)造發(fā)育,產(chǎn)生了錯(cuò)綜復(fù)雜的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)和空間[1、9、13],伴隨強(qiáng)烈的巖漿活動和成礦物質(zhì)上涌,為大規(guī)模成礦作用提供了前提條件。
1)地球表面出露以低密度沉積巖為主,各元素主要以固態(tài)形式分布且較分散,豐度值較低,活化能力差,如Cu在地殼豐度為27×10-6(Rundick et al,2003)[15],要達(dá)到最低工業(yè)品位(如:Cu,0.4%),必須經(jīng)過地質(zhì)富集作用。
從三江地區(qū)主要礦床來看,如:玉龍銅礦、蘭坪金頂鉛鋅礦、臨滄鍺礦為代表的有色金屬、貴金屬、黑色金屬、稀有稀土及分散元素等大型—超大型礦床系列,要完成如此大規(guī)模的成礦作用,必須有大規(guī)模成礦物質(zhì)來源作為支撐;如涂光熾等(2000)[11]統(tǒng)計(jì)的除玉龍銅礦、金頂鉛鋅礦和臨滄鍺礦外,白云鄂博超大型REE-Fe-Nb礦、柿竹園超大型鎢礦、大廠錫礦、老王寨金礦等大型—超大型礦床系列,均與上地幔—下地殼來源有關(guān),并提出了殼幔相互作用對大型—超大型礦床的制約作用與影響的觀點(diǎn)。
李興振等(1999)、李定謀等(2002)、王登紅等(2005)、黃波等(2009、2016、2017)在研究三江成礦特征時(shí)指出:三江地區(qū)大規(guī)模礦床的集中產(chǎn)出,必須有大規(guī)模深源性成礦物質(zhì)的上涌為前提,并在有利條件下完成各成礦流體的分異—富集和成礦作用。
2)根據(jù)蘇之良等(2004)對維西縣箐口塘—白馬駒多個(gè)鉛鋅(銀)多金屬礦床系列和楊松等(2009)、何明球等(2008)、陳恒術(shù)等(2013)對維西—蘭坪縣大寶山—八寶山多個(gè)以銅為主的多金屬礦床系列的研究,認(rèn)為礦床在形成過程中有豐富的成礦物質(zhì)來源,也與深源成礦流體有關(guān),在有利空間(構(gòu)造裂隙、層間破碎帶等)完成成礦作用,礦體多與圍巖界線分明,由此認(rèn)為礦床成因主要為沉積—改造型。
顧學(xué)祥等(2001)提出喜山運(yùn)動控制下的深部過程和成礦作用有關(guān),王登紅等(2005)提出“幔涌殼旋”動力學(xué)模式的反“S”構(gòu)造是三江地區(qū)大規(guī)模成礦的主要成因,與劉增乾等(1993)、李興振等(1999)、涂光熾(2003)、李定謀等(2002)、劉文中等(2003)、黃波等(2009、2016、2017)提出的深成物源相對應(yīng),均具有豐富成礦流體、運(yùn)移通道和有利的成礦空間,在不同地質(zhì)條件下,產(chǎn)出不同成因的一系列礦床,如殼源、幔源和混源等成礦流體,形成結(jié)晶分異、流體交代、構(gòu)造裂隙充填、推覆—剪切等多種成因礦床。
3)據(jù)國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家們長期對地殼的研究認(rèn)為:大陸地殼平均厚度37~40km,而洋殼不足10km,最厚的喜馬拉雅山地區(qū)高達(dá)80km(Christensen et al,1995)[15],比大陸平均厚度超過40km,比洋殼超過70km,表明喜馬拉雅山地區(qū)的地殼已深插上地幔。
4)根據(jù)馬曉旻(1989、1991“全球旋渦大地構(gòu)造假說”[16、17]認(rèn)為:地球自轉(zhuǎn)(最外圈轉(zhuǎn)速高達(dá)1700km/小時(shí)),帶動地幔軟流圈對流離極運(yùn)動和科里奧利作用下,赤道以北產(chǎn)生五個(gè)順時(shí)針和一個(gè)北極逆時(shí)針的高能旋轉(zhuǎn)旋渦對流單元,而赤道以南形成相對應(yīng)旋渦對流單元(圖2),每個(gè)旋渦對流單元所受的構(gòu)造應(yīng)力方向大致為旋渦中心向心擠壓應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)動力的復(fù)合作用,二者近于相互垂直,并在近赤道處有相對加快而遠(yuǎn)離赤道處滯后的特點(diǎn)。
圖2 地球漩渦單元及應(yīng)力示意圖(據(jù)馬曉旻應(yīng)力分布示意圖修編,1991)
我國地處北半球五個(gè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的東亞旋渦單元,旋渦中心大致位于:E102°10',N28°20',西藏南部地區(qū)地處東亞旋渦中心西部,應(yīng)力方向?yàn)榻黃N向旋轉(zhuǎn)動力和近東西向擠壓應(yīng)力,形成一系列近東西向構(gòu)造。而三江地區(qū)地處東亞旋渦中心南部偏西,產(chǎn)生近南北向擠壓和從東往西的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力作用;并在三江地區(qū)南部的(近赤道處)相對加快,而北部相對滯后,產(chǎn)生反“S”形構(gòu)造,與王登紅等(2005)提出的反“S”形“幔涌殼旋”動力學(xué)模式對應(yīng)。而來自于65Ma前強(qiáng)烈撞擊(Alvarez et al,1980)[15],促進(jìn)印度板塊向北漂移,東亞旋渦旋轉(zhuǎn)加速和印度板塊與歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞[16、17],帶動“三江”造山帶與揚(yáng)子陸塊西緣抬升,產(chǎn)生了“加厚旋涌”效應(yīng),即地殼加厚并深插上地幔,上地幔軟流圈的高能旋轉(zhuǎn)受阻而被動沿構(gòu)造裂隙上涌,導(dǎo)致強(qiáng)烈?guī)r漿活動和大規(guī)模成礦物質(zhì)上涌,并在有利條件下完成一系列成礦物質(zhì)的分異—富集和大規(guī)模成礦作用,正如王登紅(2005)等指出的“成巖—成礦物質(zhì)同樣來自于地幔,在不斷加厚的地殼環(huán)境下,地幔物質(zhì)能夠到達(dá)近地表,表明了地幔物質(zhì)和能量作用之強(qiáng)烈”。
因此“加厚旋涌”成礦動力學(xué)模式是三江地區(qū)特有的成礦動力學(xué)模式。
喜山期劇烈構(gòu)造運(yùn)動引起印度板塊與歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞,帶動“三江”造山帶與揚(yáng)子陸塊西緣抬升,地殼加厚并深插上地幔,上地幔軟流圈的高能旋轉(zhuǎn)受阻而被動沿構(gòu)造裂隙上涌,導(dǎo)致強(qiáng)烈的巖漿活動和大規(guī)模成礦物質(zhì)上涌,并在有利條件下完成各成礦物質(zhì)的分異—富集和大規(guī)模成礦作用,并在不同的地質(zhì)條件下形成不同成因的礦床;由此“加厚旋涌”成礦動力學(xué)模式是三江地區(qū)特有的成礦動力學(xué)模式。
下一步工作建議:2013年貴州有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)在該地區(qū)進(jìn)行1∶5萬水系沉積物測量,圈出以Cu、Pb、Zn、Ag、Au為主的5個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū),異常強(qiáng)度高(Cu、Pb、Zn、Ag、Au峰值達(dá)到最低工業(yè)品位或接近邊界品位),元素組合好,規(guī)模大(異常面積達(dá)51~69km2),具多個(gè)明顯濃集中心和濃度分帶(黃波等,2016、2017)[7、8]。2014年在玉獅山遠(yuǎn)景區(qū)通過工程驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)6條工業(yè)礦體,為礦致異常,顯示了極高的找礦前景,但由于種種原因該項(xiàng)目于2016年底結(jié)題。由此建議對4個(gè)遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步工作,同時(shí)對維西縣西北部進(jìn)行快速化探掃面,在三江地區(qū)大規(guī)模大型—超大型礦床集中區(qū)的背景下以期發(fā)現(xiàn)新的遠(yuǎn)景區(qū)和礦產(chǎn)地,使其早日成為國家級礦業(yè)開發(fā)基地。
致謝:本文有幸得到“全球旋渦假說”提出者馬曉旻指導(dǎo),在此表示誠摯感謝!筆者認(rèn)為該“假說”也是板塊運(yùn)動和碰撞動力來源,對研究三江地區(qū)大地構(gòu)造和指導(dǎo)找礦具重要意義,并對研究全球大地構(gòu)造、成礦預(yù)測及地震預(yù)報(bào)同樣具有重要意義,今后將以各種方式與各位專家學(xué)者探討和研究全球大地構(gòu)造、成礦預(yù)測和地震預(yù)報(bào)。