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中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学

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中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学 Franco Pirajno,Richard E. Ernst,Alexander S. Borisenko,Geliy Fedoseev,Evgeniy A. Naumov 摘要: 中亚和中国大陆大范围地受到板内非造山的岩浆作用的影响,和从古元古代到今天的地幔活动有关。这个岩浆作用表现为层状的镁铁质-超镁铁质侵入岩、溢流玄武岩、双峰式火山岩、岩墙群、I型和A型花岗岩、碱性杂岩体、碳酸岩和金伯利岩。这篇文章里,我们讨论了东亚中生代-新生代、西伯利亚暗色岩系、峨眉山、塔...

中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学
中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学 Franco Pirajno,Richard E. Ernst,Alexander S. Borisenko,Geliy Fedoseev,Evgeniy A. Naumov 摘要: 中亚和中国大陆大范围地受到板内非造山的岩浆作用的影响,和从古元古代到今天的地幔活动有关。这个岩浆作用 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为层状的镁铁质-超镁铁质侵入岩、溢流玄武岩、双峰式火山岩、岩墙群、I型和A型花岗岩、碱性杂岩体、碳酸岩和金伯利岩。这篇文章里,我们讨论了东亚中生代-新生代、西伯利亚暗色岩系、峨眉山、塔里木(巴楚)、雅库茨克和华南这些热事件。那些和亚洲板内岩浆事件相关的成矿体系,包括镁铁质-超镁铁质侵入岩里的镍—铜—铂族元素矿、斑岩型铜钼矿和矽卡岩矿床、通常含在花岗岩内的多金属矿脉和含金矿脉,碱性杂岩体中的的稀土元素和稀有金属,和产钻石的金伯利岩。非造山的板内火成岩起源于幔源或者幔源和壳源的混合,直接或者间接地和响应与碰撞和俯冲过程有关的下地壳及次大陆岩石圈拆沉作用而发生的深部地幔柱和软流圈的上涌有关。 1. 引言 板内岩浆作用发生在距离板块边缘很远的地方,这个定义包括洋内和陆内两种环境。这篇文章里,我们特别考量中亚和中国大陆内部的板内岩浆作用。然而,毫无疑问板内岩浆作用的表现不仅是在中亚和中国,而且还发生亚洲的西部、北部和东北部地区,比如大西伯利亚大火成岩省和从贝加尔湖地区延伸到亚洲东北角的新生代岩浆作用。因为这个原因,我们描述了一些并不是通常被考虑为中亚的一部分地区和矿床体系,比如诺里尔斯克。 中亚,包括中亚造山带(Jahn,2004),或者叫阿勒泰造山碰撞带(Sengör,1993)或是中亚造山超级碰撞(Yakubchuk, 2005),西伯利亚克拉通(包括阿纳巴尔和阿尔丹地盾(Rosen and Turkina, 2007)和贝加尔湖-patom省的边缘造山带),Baikalides 和叶尼塞造山带等地体和构造单元组成(图1和图2) (Sengör and Natal'in,1996; Rundqvist and Gillen,1997)。在中国,除了环绕着华北-塔里木克拉通北缘的中亚造山带之外,,其余的主要构造要素包括了华南板块(扬子克拉通和华南造山带或者华夏造山带)和喜马拉雅-阿尔卑斯造山带之间的一系列造山带,并且以上这些单元都属于特提斯造山带(图1) (Ren et al., 1987;Wang et al., 2005).。中亚和中国整个巨大的区域是一个遭受了和浅层地幔柱、深层地幔柱或者超级地幔柱有关的强烈板内岩浆作用的地区。岩浆作用表现为大陆溢流玄武岩、双峰式火山岩省、层状和带状镁铁质-超镁铁质侵入岩、碱性杂岩体、碳酸岩、金伯利岩和钾镁煌斑岩,以及在地质历史上的不同时期所广泛侵位的碱性玄武质火山作用,包括从太古代-元古代界限到现在的中国大陆东北的碱性火山作用。和中亚和中国的板内岩浆事件相关的成矿作用生成了大量的矿床体系,从镁铁质-超镁铁质侵入岩中的世界级岩浆型铜—镍—铂族元素矿床(如金川)到包括了汞、金汞多金属矿脉、斑岩型铜钼矿、萤石矿床、碳酸岩中的稀土元素和稀有金属等热液型矿床体系。西伯利亚北部Maimecha–Kotui省的碱性超镁铁质侵入岩成矿为磷灰石-磁铁矿,稀土元素,铜镍和金。在同样在西伯利亚北部的Noril’sk地区,热液型矿脉包括含镍、钴和铁的砷化物和硫化砷,含锑的矿物和伴随着高达12%汞的自然银。在西伯利亚克拉通,由于二叠-三叠纪的西伯利亚地幔柱的关系,存在有锑银,金汞脉状矿床和斑岩铜钼矿床。在泰米尔半岛可见斑岩铜钼体系,而且它与正长岩和弱碱性花岗岩相关(Vernikovskiy et al., 2001; Dobretsov and Vernikovsky, 2001; Serdyuk, 2004)。 在中国,板内岩浆事件包括了18亿年前的华北克拉通的熊耳火山岩省,在825-750 Ma 也影响了扬子克拉通的岩浆作用,820-780Ma在塔里木发生岩浆作用和石炭纪(345Ma)与断裂相关玄武岩,在280Ma的塔里木(巴楚)事件,260Ma峨眉山大火成岩省和大量的中生代-新生代中国东部和亚洲东部的岩浆作用。与这些事件相关的矿床体系,除了了上面提到的金川,还包括中国西北的黄山镍—铜—铂族元素岩浆矿床,中国中东部地区的斑岩和浅成低温热液的体系,多金属高温矿脉和大量断层控制的矽卡岩和铁矿床。 这篇文献里,我们主要回顾了这些热事件并且讨论了他们相关的成矿能力。 2. 中亚和中国的大火成岩省 表1中我们展示了中亚和中国主要的板内岩浆作用省。这个列表是由一个作者的未发布的数据编辑的,网址是www.largeigneousprovinces.org,还有Ernst and Buchan (2001)中便于理解的数据库,这些是从世界范围的大火成岩省的细节中总结的。在后面的章节里我们讨论了选择的省为了增长的年龄,主要因为那些古老的地质记录不太被人所知,而且比较难于解释,同时比较难被年龄数据所限制。 3. 中亚中生代-新生代板内岩浆作用 中生代-新生代的板内构造作用和岩浆作用影响了大部分亚洲大陆的东部边缘,从远东俄罗斯经过贝加尔湖和蒙古地区延伸到中国东北部和北部。大量现象和一系列复杂的构造事件相关,包括了俯冲,板块碰撞,地壳变厚,碰后塌陷和断裂。中生代和新生代的中国大陆和剩下的东亚地区的外延的构造作用,根本上是这个区域浅层地幔动力学的表面表现,和太平洋板块斜俯冲向欧亚板块之下有关,影响了东亚的大陆边缘(Sengör et al., 1993)。东亚中生代-新生代岩浆带毫无疑问是世界上最大的一个,我们认识到它的结论为一个板内环境是可以论证的。然而,像图2中展示的一样,这个岩浆作用很好的延伸在东亚板块边缘之内和很多侵入杂岩体中,通常为碱性的,还有裂谷环境的双峰式火山岩(比如,山西和贝加尔裂谷体系,图1和图2),说明板内地幔活动和拆沉作用是深层岩和火山岩侵位的最初原因。CO气体的出2现在中国东北部的碱性玄武岩的断陷盆地里,氦同位素体系的支持这个地区地幔上涌的观点(Zheng et al., 2001)。 从早中生代(216-208Ma)到新生代(90Ma(Zhou et al., 2002))的构造热事件是指燕山期的岩浆作用。中国东部和东北部对燕山期岩浆作用的记录是典型的双峰式,并且由I型和A型碱性花岗质侵入岩、角砾岩筒、长英质和碱性玄武质熔岩组成。鲁西地区的碱性环状杂岩体,碱性杂岩体中的花岗闪长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄是177Ma(Hu et al., 2005),说明地幔活动或者岩石圈变薄开始于中侏罗纪。火山喷出物的迁移是从环渤海盆地到鲁西抬升,鲁西地区的火山岩的年龄范围是从136-135Ma到124-115Ma(Mao et al., 2008a)。一些鲁西地区的Badou和 123Ma,同样记录有同时代的煌斑岩和长英质岩墙(Maoet al., Xueye的碳酸岩岩墙的K-Ar年龄是 2008a)。然而,从135到115Ma的时期很重要,发现可以标记一系列板内热事件,和中国东部和东北部斑岩矿床、矽卡岩矿床、金矿脉的成矿作用有关(见后)。这些时间的影响范围沿着主要地壳薄弱带向西长达1000km,比如华北和扬子克莱同和华北和西伯利亚克拉通之间的边界和缝合带,郯庐断裂带是北北东向延伸的(图1和图2)。 中国东部和北部的中生代-新生代岩浆作用分布可见表3. 造山后A型、I型花岗岩和和裂谷相关的正长岩,表明了一个向海岸方向变年轻的趋势,说明这是个既有拉伸又有俯冲相关的岩浆弧环境(Wang et al., 2006)。在中国东南,燕山期岩浆作用带近似平行的,并且超覆在古苏格兰-海西和印支期的岩浆作用带上。超覆的特征是应为洋壳俯冲于一个活动大陆边缘之下(Jahn et al., 1990),,或者是一个平俯冲(Li and Li, 2007).。燕山期构造岩浆活动主要峰期实在130和90Ma之间的白垩纪的I型和A型火成论。这些作者认为火成论和地热梯度比40 ?C/km 大和大规模的玄武质岩浆拆沉作用有关。Zhou and Li (2000)进一步说明了在180到80Ma期间,早太平洋板块俯冲到中国东南的角度从一个小角度增加到一个中等的角度。这个角度的改变说明了岩浆活动从东南向浙江省和福建省迁移了800 km 。通过Li and Li (2007)的文章, 中国东南沿海地区和中二叠纪华北板块和华南板块的碰撞有关。这些作者指出非造山的I型和A型岩浆作用影响了块体裂解的开始和软流圈的上涌,导致了盆地-山脉的地形。这个岩浆作用向海岸逐渐变年轻说明了这些块体使得和弧相关的和双裂谷相关的火山作用。一个相似的模型由Wang提出,大兴安岭的燕山期火山作用峰期为163-160Ma、147-140Ma、125-120Ma、116-113Ma。Wang认为岩浆作用的脉冲和由西到东的迁移分层过程有段,和岩浆底侵作用有关,在这篇文章最后一部分里会进一步讨论。 一个非主流的观点是中国东部下面的岩石圈地幔热动力演化导致了由于岩石圈的伸展、地壳下部和岩石圈倾覆分层和软流圈上涌的燕山期事件,有可能深部地幔柱涌出,在这个地区由于火山活动的物质扩散。对中国东部的古生代金伯利岩的研究指出古生代中国东部的岩石圈的根部至少有180km厚,和含金刚石的橄榄石的稳定区域相一致。对新生代的碱性玄武岩的地幔捕虏体的研究表明中国东部的岩石圈从古生代到新生代减薄了100km。这个地区的地幔 动力学很可能和西伯利亚和蒙古-华北板块的碰撞造成的裂谷及西太平洋俯冲体系有关。次大陆岩石圈地幔的分层搜到造山均衡的影响,导致了重力潜能的增加和导致了抬升和水平拉伸。均衡的抬升和软流圈地慢的上涌导致了减压熔融,有时地壳加热导致深熔作用,产物是长英质岩浆和A型花岗岩。对现在的澳大利亚东部、北美西部和欧洲西部的地球动力学环境的比较说明130-120Ma时有一个超级地幔柱事件,导致了Ontong Java–Manihiki–Hikurangi 和Kerguelen 巨型大洋高原。这个大规模事件可能是大范围的引起增强古太平洋东亚边缘的俯冲率。相反,这可能导致或者帮助岩石圈地幔的分层,导致岩浆底侵作用、地壳熔融、A型和I型花岗质岩浆的形成、沿着东亚边缘的火山作用和与裂谷相关的构造。 如上所述,燕山期构造热事件从早中生代216-208Ma开始,并且认为是在大约90Ma时结束。然而,岩浆活动沿着中亚整个大陆边缘和内部区域持续到早第三纪,伴随着大量的板内火山,比如五大连池和长白上在历史上就喷发过。这所有的结果是大的岩浆作用区的建立,大到1000km宽3000km长,沿着中国的东部边缘,如图2和3说明。新生代火山作用主要是碱性玄武岩、形成了高原、地盾、火山锥和低平火山口。这些火山爆发是被和同样形成了裂谷盆地的拉伸构造相关的裂隙大量的控制。最近的五大连池-长白山火山区的三维地震层析成像表明,500-600 km深处有一个高速异常,Zhao认为这和弧后火山作用和俯冲过程有关,和报道过的Fiji和 Lau 弧后分布中心相似。这些特征证明了浅部软流圈地幔上涌和岩石圈变薄和地壳拉伸的观点。 3.1 成矿作用 在中国东北超过1000块镁铁质-超镁铁质侵入岩被发现。这些侵入岩中的一些,比如红旗岭和漂河川的U-Pb SHRIMP年龄为216? 5 Ma,并且有岩浆Cu-Ni硫化物矿床。大范围的热液成矿体系鹅湖燕山生气的岩浆作用有关。这几高扩了和侵入岩相关的金-银矿、斑岩铜钼矿、含金的角砾岩筒、铜金矽卡岩矿、基律纳型磁铁矿、低硫金浅成低温热液矿床体系和侵入岩祥光的多金属矿脉体系。大约120 Ma时,大量的煌斑岩岩墙沿着一个近似北北东向的断层侵位,说明地幔岩浆和流体输送到了地壳。胶东和秦岭东造山带的大部分金矿床和矽卡岩-磁铁矿体系沿着中-低扬子造山带,都是在这一时期形成的。(图4) 在中国东北,斑岩Mo,珍贵的金属(金-银)低硫化作用的低温热液矿床和侵入岩相关的珍贵金属和多金属矿脉体系已经发生了,通常是和燕山期构造热事件和火山活动相关。浅成低温热液矿床的年龄从176 Ma 到79 Ma,是在晚侏罗纪-白垩纪的大陆火山岩、花岗岩、沉积岩或者前寒武基底岩石中测得的。侵入岩相关的多金属和珍贵的金属矿脉体系是断层控制和剪切带控制的,并且保留了A型花岗岩和前寒武基底岩石。 中国东部和东北部是盆地-山脉型的裂谷体系,覆盖了接近2×106 km2的区域,从北边的松辽盆地到东南边的北部湾延伸了大约4000km。这些中生代裂谷盆地对油气资源很重要,但是他们产金属矿床的潜力不为人知。中国东南部的同时代的盆地有脉型铀成矿作用的盛名,并且他们很可能和中国东北部的盆地的矿床相似。另外,我们认为,这些盆地和他们包含的火山记录可能有低硫化作用的金-碲碱性低温热液矿脉和温泉体系,通常和粗面岩、响岩和橄榄玄粗岩有关。这些可能和Rio Grande裂谷的Cripple Creek和那些美国的科罗拉过成矿带相似。 4. 二叠纪-三叠纪(285-250 Ma) 板内岩浆作用 二叠纪-三叠纪板内岩浆作用和相关的矿床成因学影响了中亚和中国的广泛的区域。这个板内岩浆作用可以被分为三个主要的大火成岩省,每一个都被认为是一个地幔柱的产物:大 西伯利亚地幔柱(250Ma),峨眉山地幔柱(260Ma)和塔里木(巴楚)地幔柱(280Ma)。可以想象的是,这三个地幔柱的发生是在30百万年之内,每一个都表现为深部超级地幔柱,引发了一束次级地幔柱,这个设想是由Courtillot 提出的。 4.1 西伯利亚暗色岩系 Maimecha–Kotui省的碱性侵入岩和碳酸盐岩的年龄为251Ma。西伯利亚暗色岩系覆盖了西伯利亚板块的大部分,位于大部分的西西伯利亚盆地之下,现在在西伯利亚北部的泰米尔半 3岛,沿着乌拉尔山脉和西伯利亚克拉通的南部边缘发生。它的面积达4Mkm,。还有一些说 3是16Mkm。对于西伯利亚暗色岩系已经做了很多工作。Ivanov 最近的一个对西伯利亚暗色岩系的综述关于这个巨大的板内事件谈了两个方面,称为大火成岩省和西伯利亚暗色岩系溢流玄武岩省(FBP)。Reichow等发表了一个新的Ar–Ar数据并且和西西伯利亚盆地和乌拉尔山有相关的地球化学特征,这些成矿作用的详细内容可见于Borisenko等(2006)的文章。上述工作之外还有同位素年龄的发表,说明西伯利亚大火成岩省是在252-248Ma之间侵位的,主要的火山导致的不相容元素富集于西西伯利亚类裂谷环境的弱碱性拉板玄武岩。Maimecha–Kotui省的碱性侵入岩和碳酸盐岩的年龄为251Ma。 Borisenko讨论了二叠纪-三叠纪西伯利亚圈闭之外其他地方的板内岩浆作用,包括了库兹 托木斯克褶皱带,哈萨克斯坦东部,阿勒泰东南部和蒙古西北和色楞格涅茨克盆地和科雷万– 深成火山带。 西伯利亚地台是从泰米尔半岛和哈坦加和叶尼塞海槽的欧洲-乌拉尔板块东部分划出来的。西伯利亚地台被富硫的沉积物所覆盖,包括了蒸发岩,在一个寒武纪和晚奥陶纪的浅的大陆海里。这和中奥陶的陆缘的沉积环境和晚志留纪-早泥盆纪的富硫的粘土和蒸发环境有关。高Th/Ta和低Ta/La比值表明金属遭到大陆地壳的污染。 地球物理数据指出叶尼塞和哈坦加之下到达莫霍面的深度比附近的地台明显要浅,尽管在这个区域考虑到沉积岩的厚度。地壳的变薄是一个陆内下陷构造,形成了拉伸盆地,如上所述,是可能的蒸发岩、碳酸盐和大陆砂岩的厚度。三叠纪,抬升和准平原作用在地壳变薄之后发生,伴随着地幔上涌地区产生断层,导致了暗色岩系的侵位。西伯利亚暗色岩系比中国西南的峨眉山溢流玄武岩省年轻10Ma,这很可能是一个超级地幔柱所造成的。西伯利亚岩浆在Tunguska盆地厚度为3.5km,在Noril'sk 地区厚度为3.7 km 。镁铁质和超镁铁质岩石中TiO2的丰度表明了高TiO2和 低TiO2的成分,在大量的大陆溢流玄武岩省中都有发现。 Borisenko讨论了二叠纪-三叠纪西伯利亚圈闭之外其他地方的板内岩浆作用,包括了库兹涅茨克盆地和科雷万–托木斯克褶皱带,哈萨克斯坦东部,阿勒泰东南部和蒙古西北和色楞格深成火山带。下面就是从这些作者中总结的。 库兹涅茨克盆地和科雷万-托木斯克褶皱带(KTFZ) 这个地区的溢流玄武岩发生在两个期次:(1)带有岩床和岩墙侵入岩的断裂(主要包括了二长岩)(2)拉斑玄武岩和镁铁质岩床的侵入岩的裂隙喷发。这些玄武岩和那些西伯利亚溢流玄武岩相比,具有高碱性、Ti、P。KTFZ也包含了大量的岩墙群。Tashara 杂岩体是最老的(252–255Ma) (Ar–Ar)。在托木斯克地区有粗玄岩、辉长岩和二长闪长岩,年龄为241–238 Ma ,云斜煌岩的年龄为242 Ma (Ar–Ar)。总之,根据Sotnikov等和Borisenko等他们报道的地质年代学数据指出在KFTZ地区板内岩浆作用发生了五期:(1)255–252Ma,苦橄粗玄岩和辉长岩(2)258–249Ma,花岗质杂岩体(3)249–246Ma,库兹涅茨克盆地的玄武岩和镁铁质岩床 (4)243–238 Ma,粗玄岩、二长闪长岩、云斜煌岩(5)236–233 Ma,花岗岩和浅色花岗岩。 哈萨克斯坦东部 早中生代裂谷杂岩体年龄是在库伦达地区周围,现在那里是大深成火成杂岩体。Semeitau长英质火山形成于248Ma(Ar–Ar),和西伯利亚暗色演习及西西伯利亚的裂谷岩浆活动是同时期的。在Semeitau杂岩体中火山活动分为三个阶段:1)双峰式火山活动;2)次火山二长岩、正长岩和花岗斑岩;3)深成岩,主要是斑岩花岗岩。这三期可能代表了从深部岩浆室到次火山侵入岩和地表火山岩全部范围。 阿勒泰东南部和蒙古西北部 在这些区域有一些形成于早中生代的火成杂岩体。他们包括了Kurai辉长岩-粗玄岩,邱亚碱性杂岩体和一些别的,比如Kurai带有橄榄辉长岩和粗玄岩岩墙的杂岩体。在邱亚碱性杂岩体中包含了云斜煌岩、云煌岩和淡歪细晶岩岩墙和花岗岩、正长岩、二长闪长岩侵入岩。Ar–Ar测年得到云斜煌岩、云煌岩的岩墙年龄为243–246 Ma和 236–235 Ma。侵入岩出现的年龄比较年轻,为240–236 Ma (U–Pb)。Kungurdzharin杂岩体(240 Ma)和Kalguty杂岩体(?225(Rb–Sr)–?218 Ma (U–Pb))还有花岗斑岩(218–214 Ma)(Ar–Ar)的电气石-白云母花岗岩在阿勒泰东南部和蒙古阿尔塔被发现。 鄂尔浑-色楞格盆地 鄂尔浑-色楞格盆地充满了10Km的火山岩和沉积岩。火山岩组成了一个早玄武岩-安山岩-流纹岩系列和一个晚粗面安山岩玄武岩。玄武岩-安山岩-流纹岩系列是一个复岩浆的闪长岩、正长岩和花岗质侵入岩,Ar–Ar年龄是258Ma(闪长岩)和247Ma(正长岩)。晚二叠纪A型花岗岩(254-246Ma)和辉长岩都在蒙古-鄂霍次克带上被发现(中亚造山带的一部分)。 4.1.1 成矿作用 矿物体系的分布在空间上和西伯利亚地幔柱相关(图6)。这些Noril'sk–Talnakh Ni–Cu–PGE的世界级矿床具有巨大的经济价值,然而这篇文章里更进一步的计算,就像在引言中提到的,Noril'sk地区并不属于中亚的范围内。Naldrett (1992), Naldrett 和Lightfoot (1993), Hawkesworth 等(1995), Naldrett等(1995) 和Arndt等(2003)阐述了Noril'sk–Talnakh成矿体系的关键内容。另外,在这个问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 上有一个俄罗斯的工作被翻译发表在经济地质学家社会上。对Noril'sk地区镍-铜-铂族元素成矿作用的详细的总结可见Naldrett (2004)的文章里。下面的内容都是从上述工作中总结的。 诺里尔斯克地区的Ni-Cu-PGE矿床是在西伯利亚暗色岩系的部分镁铁质-超镁铁质侵入岩中保留。Naldrett提出认识到这些多样性很重要,因为他们指出了硫化物不溶性并且因此硫化物矿的形成。 在诺里尔斯克地区至少有七种成矿的侵入岩,他们中的一些长12km深2km。热爆发到基底的现象富含S的岩石对矿床成因的重要性,由含科马提岩的Ni-Cu硫化物矿床记录。 矿床体系由硫镍铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、针镍矿、黄铁矿、磁铁矿和铂控制。铂族元素矿物组成杂岩体矿,包括了自然铂和多种Pd, Sn, Pb, Cu, Ni, As, Sb, Bi 和 Te的混合物。 分散的硫化物和硫化物矿层形成透镜体。大量的硫化物个体形成了达的透镜体(200 m×100 m×20 m)。硫化物矿脉呈不规则形状,可能厚达6-7m。在墙内的岩石成矿作用在砂岩、泥岩和溢流玄武岩中的杏仁体中的硫化物的分布具有由细到粗的特征。 Naldrett提出了一种矿床起源的模型。这个模型基于下面的Noril'sk–Talnakh矿床的基本特征:侵入岩包含一个高的硫化物值(2–10wt.%);硫化物具有高的PGE丰度,这只可能是由主演侵入岩200倍的大量岩浆派生的;侵入岩被变质带和交代带所包围;S同位素成分从+8到+12‰ δ34S。富镁的熔融体流向垂直的岩浆室。这个污染导致了岩浆房密度层的上部硫化物流体的分离硫化物持续的到达新鲜岩浆,带去了更多的Ni,Cu和PGE。通过这个 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,硫化物逐渐的在垂直的岩浆室的底部地带富Ni, Cu和 PGE。 另外,在岩浆矿床,有和碱性岩浆体系相关的Hg, Au–Hg, 斑岩 Cu, 萤石, Ni–Co 砷化物低温热液矿床。大量的金伯利岩筒和岩墙,产钻石,在他们侵位之后迅速侵入到西伯利亚圈闭并且在阿纳巴尔地盾的西面和南面形成广阔的区域。 4.2 峨眉山事件(260Ma) 峨眉山大火成岩省覆盖了中国西南部和越南西北部至少250,000 km2区域。峨眉山大火成岩省的西边边界是哀牢山-红河断裂带,一个从冈底斯和云南褶皱带和扬子克拉通分开的主要的地壳构造。 峨眉山大火成岩省包括一系列的拉斑玄武岩,含有小的苦橄质和流纹质熔岩流。熔岩流之外,镁铁质-超镁铁质层状杂岩体、岩墙和岩床、正长岩和其他碱性侵入岩也是峨眉山大火成岩省的一部分。熔岩流的最大厚度是在攀西裂谷的大约5400m,从裂谷向东减少了500m。在宾川地区(攀西裂谷)火山沉积从底到顶包括了杏仁体-玄武岩、玻质碎屑岩、隐晶质玄武岩、玢岩和隐晶质玄武岩、玻质碎屑岩、粗面岩熔岩的6个单元。这些中二叠纪茅口组的超覆的石灰岩是被三叠纪碎屑沉积岩所超覆。岩浆底侵作用从地震波反射和折射研究得到。 Xu 等(2001) 分出了两种主要的形成熔岩流的岩浆类型,低Ti和高Ti,后者进一步分为三个次型,HT1、HT2和HT3。HT1岩浆具有明显的高TiO2和Nb/La,低SiO2;HT2 岩浆在地球化学上和HT1相似,但是他们在U和Th上比HT1要亏损;HT3 岩浆具有高的Mg# 。基于地球化学特征,Xiao等分出了两种低Ti的岩浆类型,LT1和LT2。LT1 岩浆和LT2 岩浆比表现为高Mg# 和 (87Sr/86Sr)I 值。这些研究的结果表明峨眉山大火成岩省的低Ti熔融体是从富地幔岩石圈派生而来的,具有一个从浅部到深部岩石圈地幔LT1向LT2过渡的趋势。另一方面,高Ti岩浆似乎是直接由一个地幔柱形成。 峨眉山大火成岩省镁铁质-超镁铁质侵入岩的SHRIMP锆石U-Pb测年年龄从259?3 Ma到 262?3 Ma,火山作用是在257-263Ma内的一个短时间内发生的。附加的40Ar/39Ar年龄比较年轻,从147 到42Ma,这是因为在燕山期和喜山期之间一个影响了扬子克拉通西部构造事件所形成的热环境。这有很重要的意义,因为这些热事件中的一个或者全部都可能影响了母岩和牛栏冲镍矿的白马寨的岩浆硫化物矿床。峨眉山大火成岩省的侵位年龄表明和西伯利亚大火成岩省很接近(老10Ma),这也和提到的世界级的Noril'sk Cu–Ni–PGE矿床相符。同一时代的峨眉山、西伯利亚和塔里木事件也可能导致了一个可能的富Cu–Ni–PGE的超级柱活动,或者在250-280Ma的一个地幔柱活动。 4.2.1. 成矿作用 在峨眉山大火成岩省的岩浆矿床包括了白马寨, 牛栏冲, 杨柳坪 和力马河的 镍-铜-铂族元素硫化物,受铂族元素控制的Lufangqing, 坝顶 和Dayanzi矿床;Hongge铁-钒-钛氧化物矿床和攀西地区的钒-钛-铁-铂族元素矿床。 攀枝花镁铁质侵入岩长19km岩床状在底部含富Ti-V的磁铁矿的层和矿脉的辉长岩体厚 2km。攀枝花矿床有1333Mt的矿,含有12%TiO2和0.3%V2O5.攀枝花辉长侵入岩和地层中高的正长岩有关。攀枝花辉长岩包括了斜长石、斜辉石、磁铁矿、橄榄石和闪石。分成四带:1)侵入岩的底部具有橄榄石和角闪石辉长岩的边缘地带;2)一个层状的暗色辉长岩的底部地带,包括了厚达60m的钛磁铁矿层;3)上部地带具有弱的矿化的辉长岩;4)一个贫的层状上部辉长岩带。Su等(2008)认为氧化物矿床是由侵入岩浆中的碳酸岩的相互作用使富CO2的流体释放而形成的氧化环境所形成的。这些氧化环境感应到早的磁铁矿的结晶,是因为侵入岩的底层的密度分离积累。金宝山Pd-Pt矿床不同寻常,成矿作用从热液流体的活动起源,释放了铂族矿物形成了一组含Te-,Sn-,As的矿物期次,从正岩浆岩到硫化物。 峨眉山大火成岩省现在在越南的西北边,一个科马提岩-玄武岩杂岩体保留了Ban Phuc镍-铜-铂族元素-金矿床,另外,大量其他镍-铜-铂族元素发生在科马提岩-玄武岩岩墙和层状镁铁质-超镁铁质侵入岩里,比如Nui Chua山。另外,沿着云南和贵州省边界报道过Keeweenawan型矿床。苦橄岩熔岩中探测到天然金。值得注意的是,在越南西北和中国西南的峨眉山大火成岩省的一些岩浆矿床里出现了金,Zhang(2006)认为这是从一种地幔熔融体中派生的。 4.3 塔里木(巴楚)事件(~280-275Ma) 塔里木(巴楚)大火成岩省包括了拉斑质火山岩,镁铁质岩墙,镁铁质-超镁铁质岩石和 2正长岩,覆盖了大约250,000 km的区域,厚度介于600和800m之间,在塔里木盆地的西部和西南部。中亚的塔里木事件在图5中标明,Borisenko et al. (2006) 和 Zhang et al. (2008a)都讨论过这个事件。这个大火成岩省表现为大面积的二叠纪碱性和拉斑玄武岩,主要发生在塔里木地台之下,另外在块体西部的巴楚层状侵入杂岩体也一样,研究细节见Zhang et al. (2008a)。巴楚杂岩体包括了四种主要的岩相,磁铁矿-橄榄石-辉岩,橄榄石-辉岩,辉长岩和正长岩,和一些其他的岩石比如闪长岩和含辉石或者霞石的正长岩。一个剖面图显示超镁铁质岩石在底部,被辉长岩相的岩石所覆盖,最上面为闪长岩和正长岩。巴楚杂岩体还没有过矿化的报道,但是显然其可能性需要被评估,特别是杂岩体中的超镁铁质部分。 Ar–Ar 测年的坪年龄(plateau age)为 K-Ar测年的年龄从277?4 到 288?10 Ma,而 278.5?1.4 Ma。火成侵入岩体(igneous intrusion)包括了粗玄岩,辉长岩,正长岩和超镁铁质岩。其中的一套石英正长岩具有A型花岗岩的地球化学亲和性(Li et al., 2006)。巴楚超镁铁质-镁铁质-长英质层状侵入杂岩体年龄在274+/?2 Ma,并且位于塔里木板块的西部。黄山镁铁质-超镁铁质侵入岩年龄为?270 Ma可能是这个热事件的一部分。北京北部蒙古造山带内的二叠纪火山岩,Rb-Sr等时线为270Ma,可能也是此热事件的一部分。。虽然还没有很好的限定,但是这个岩浆省可能拥有一个很大的分布范围,从塔里木块体到华北克拉通的北缘,长达3000km。我们还认为这个大规模岩浆活动可能和超级地幔柱和古特提斯洋的演化有关。这个岩浆作用的其余部分还包括框定(framing)二叠纪塔里木和准格尔块体的戈壁-天山造山带中的深成火山超镁铁质-镁铁质杂岩体。塔里木大火成岩省覆盖了塔里木地台,几乎整个天山(从东到西),天山在中亚的部分和阿勒泰的裂谷构造。这个相同的事件很可能表现在哈萨克斯坦的东部、Salair、蒙古的西部,还有在西伯利亚克拉通和阿勒泰之间的北部大片区域。一个南西伯利亚克拉通岩墙群的一个岩墙准确的定年为275??4 Ma (U–Pb SHRIMP),这个岩墙群和具有接近年龄300–260 Ma 的Trans Baikalian岩浆事件有关。这个岩墙群可能是塔里木(巴楚)事件的另一个表现。 塔里木(巴楚)地幔柱事件的最后阶段可能可能与二叠纪-三叠纪边界的西伯利亚和峨眉山地幔柱活动的早期时间上重叠,如上所述,这三个事件,时间上和大量的A型花岗质岩浆作用相关,具有正的εNd(t)值的同位素特征,分布30-40个百万年,可能和一系列地幔柱活动有 关,或者是一个可能在亚洲大陆下面侵位的超级地幔柱的结果,地幔柱物质沿着主要的岩石圈裂隙、造山带和裂谷断层流动。 塔里木大火成岩省拥有巨大的(considerable)经济潜力。成矿体系可能和塔里木(巴楚)事件相关。在戈壁-天山造山带的属于这个事件的镁铁质-超镁铁质杂岩体有Cu-Ni成矿作用。更特别的是,下面的侵入岩和他们的正岩浆Cu-Ni矿床也属于这个事件: 1. 阿勒泰造山带的喀拉通克Cu-Ni硫化物矿床 2. 北天山的黄山-镜儿泉成矿带 3. 中天山的白石泉Cu-Ni硫化物矿床 4. 北山古生代裂谷的Pobei的Cu-Ni硫化物矿床 5. 东哈萨克斯坦的Muksut Cu-Ni-PGE 成矿作用 Pirajno测试了这些镁铁质-超镁铁质侵入岩和相关的Cu-Ni岩浆矿床。这些侵入岩的大部分都是漏斗形的并且以超镁铁质岩石为中心围绕一个辉长岩组分的外壳同心的分带。这些分带的镁铁质-超镁铁质侵入岩有一些可以和阿拉斯加型杂岩体比较的特征。考虑到这些含有同时期A型花岗岩的镁铁质、镁铁质-超镁铁质杂岩体在空间和时间上的关系,我们赞成Zhang认为的这些岩浆事件发生在一个广阔的空间,可能和一个影响到二叠纪中亚大部的超级地幔柱事件有关,250Ma的大西伯利亚大火成岩省和250Ma的峨眉山大火成岩省还有塔里木(巴楚)事件都是其中的一部分。这里,我们主要描述了喀拉通克Ni-Cu矿床。 阿勒泰造山带的喀拉通克地区特征为200km长20km宽的镁铁质-超镁铁质侵入岩带,沿着额尔齐斯断层。在喀拉通克Ni-Cu矿床至少分成了七带,并且不同的镁铁质-超镁铁质杂岩体被鉴定出来。主要的喀拉通克侵入岩含有的硫化物矿床是漏斗形的,并且具有自形程度好的黑云母-角闪石辉长岩源于黑云母-角闪石闪长岩、黑云母-角闪石苏长岩和橄榄石苏长岩的特征。这些地带的边界是有等级的。经济岩浆Ni-Cu硫化物矿床发生在上面提到的七个分带镁铁质侵入岩中的三个,包括了喀拉通克矿床,是新疆自治区最大的矿床。喀拉通克矿床和他含有的岩石的地质学、地球化学和同位素系统已经被Yan研究过了。喀拉通克镁铁质岩石总的碱性成分高达7%,说明是碱性亲和性。地球化学数据表明,这些侵入岩含有少量MgO和大量硅和碱说明了不同的程度。另外,这些作者也报道了成矿元素伴随着岩石中MgO成分的增加而增加。硫化物矿床形成了大量分散的地带,中心的矿级别较高,向外分散级别从强到弱。矿床矿物主要是含有大量黄铁矿、紫硫镍矿、磁铁矿、金-银矿物和碲化物的黄铜矿、磁黄铁矿和硫镍铁矿。 从一个喀拉通克含矿侵入岩的硫同位素分析δ34S 从 ?3.5 到 +3.0‰,平均值为0.2‰,包括了地幔派生的硫。同一个作者报道的硫化物矿物中铅同位素成分指出,铅是从次大陆地幔派生而来的。Zhang认为喀拉通克侵入岩具有原始的87Sr/86Sr比值从0.70375 到0.7054,εNd(t)从+6.3 到+8.2,表明岩浆是从亏损软流圈地幔但是富地壳物质起源的,可有Re-Os同位素体系揭示。另外,对硫化物矿床精确的Re-Os测年等时线年龄从282到284 Ma。这些作者指出的这些年龄,在允许的错误范围内,和那些阿勒泰造山带的A型花岗岩接近,还和Cu和Au矿床相关。 镁铁质和镁铁质-超镁铁质侵入岩和相关的和塔里木(巴楚)事件年龄相似的成矿作用也广泛分布在塔里木,在中国东、西天山,中亚天山和蒙古的戈壁-阿勒泰造山带。他们表现为两个期次的岩浆作用和相关的矿物体系。第一期包括了双峰式玄武岩-钠闪碱流岩和与斑岩Cu-Mo矿和Au-Ag成矿作用相关;闪长花岗质和二长正长花岗岩侵入杂岩体,同样有斑岩Cu-Mo和Au的成矿作用;镁铁质-超镁铁质杂岩体包括了Ni-Cu-PGE 矿床。在天山的中亚部分是Ni-Co-Ag-Bi-U;Co-As-Au矿床和Hg和Sb-Hg。在哈萨克斯坦东部,278-280Ma的Maksut杂岩体包含了苦橄岩和粗玄岩,伴随着Cu-Ni的成矿作用,在Argimbai辉长岩带,包括了293Ma 的Argimbai辉长岩杂岩体。后者和Cu-Ni-PGE成矿作用相关。这个带的岩浆作用和塔里木(巴楚)地幔柱实际那的岩浆作用有关。 4.4 雅库茨克事件(380-360Ma)西伯利亚克拉通 在380-360Ma,一个西伯利亚的主要大火成岩省和以雅库茨克附近为中心的地幔柱有关,和西伯利亚克拉通的东部边缘的破裂有关。这个大火成岩省认为是以裂陷槽型裂谷为基础的,沿西南西向至西伯利亚克拉通和相关的玄武质岩浆作用。主要的岩墙群和裂谷平行。另外,残余的火山和平行的岩墙群沿着被-南断裂边缘。Masaitis(2007)讨论了两种岩浆作用:Appya和Emyaksin。雅库茨克大火成岩省以他大量的产金刚石的金伯利岩而著称。支持地幔柱起源的证据是这个事件的规模、放射状的岩墙群、三联裂谷和上面提到的和金伯利岩的关系。然而,Masaitis(2007)提到的上升的证据是和地幔柱起源对立的一个观点。 哈萨克斯坦-阿勒泰-Sayan造山省(KASOP)是蒙古-鄂霍茨克造山带的西边一部分。从西到东延伸了大约200km,宽500-800km,包括了据偶向西地质环境和成矿作用的哈萨克斯坦和阿勒泰-Sayan地区。在早、中泥盆纪的部分时间,发生了火山-沉积过程,包括了镁铁质火山岩,比如玄武岩、安山岩-玄武岩、粗玄岩、斜长石、斜长石-辉石和橄榄石-辉石玢岩。在早泥盆纪KASOP是一个大陆裂谷环境,导致了大陆断陷盆地内的镁铁质未分化或者若分化的岩席被侵位(Fedoseev, 2007)。Minusa盆地的镁铁质岩石的年龄的测定,包括:383?39 Ma (碱性橄榄石玄武岩的Rb–Sr同位素测定; Zubkov et al., 1986), 392?11 Ma (玄武岩的Ar–Ar年龄 ; Mal'kovets, 2001), 385?4 Ma (斜长斑岩的Ar–Ar年龄), 386?4 and 395?2 (粗玄质斜长斑岩Ar–Ar年龄; Fedoseev,2007)。 库兹涅茨克山的碱性火成岩省占据了阿勒泰-Sayan褶皱体系的阿勒泰-库兹涅茨克段的北部。这是一个中元古代碱性镁铁质岩浆作用,影响了阿勒泰-Sayan褶皱带的Caledonian构造单元的断陷。Minusinsk Trough, Tuva, 蒙古北部和阿勒泰Gorny的火成杂岩体在成分和年龄上很相似。含有霞石的辉长片岩的侵入体在Goryachegorsk杂岩体中。碱性岩浆作用和构造热事件有关,沿着Kuznetsk Alatau北部和东部山脚形成了大型盆地和窄的地堑。Goryachegorsk杂岩体的年龄没有很好的限定,从509?10 Ma到502?46 Ma,锆石U-Pb年龄为400.9?6.8 Ma。 4.4.1. 成矿作用 雅库茨克事件确实是因为他的金伯利岩中的钻石像Mir 火山筒里的一样而出名。另外,Khamna河成矿带包括了著名的碳酸岩钕、钽和铂族元素矿床,位于西伯利亚克拉通的南部。成矿带北-南延伸,大约300km长,20-60km宽。Khamna河成矿带和Tommot河成矿带相似,发生在俄罗斯东北的西部被动大陆边缘Kolyma–Omolon超地块的Omulevka地块内。因为和相邻地区生成的裂谷相关玄武岩是同时代的,Khamna河成矿带被认为是在晚泥盆纪到早密西西比纪在西伯利亚克拉通的裂谷中形成的。 雅库茨克事件可能也包括了Batko玄武质铜矿,在Urultun和Sudar河成矿带上。―Batko玄武质Cu矿床……包括了发生在弱碱性的硫化物里的分散的不规则的团块,杏仁状的玄武岩流了200m厚,在中泥盆纪的褶皱的红色床里。‖ Nokleberg(2005)描述了Berezovskoe晚泥盆Kuroko型大量硫化物的发生,可能也和雅库茨克事件相关,博爱扩了和双峰式火山岩相关的层状的重晶石和大量的硫化物。Tommot河钕、钽和稀土元素矿床在俄罗斯东北部的北部中心,也可能是雅库茨克事件的一部分。这个带在被动大陆边缘Kolyma–Omolon超地块的Omulevka地块之内,延伸了几乎50km,20-30km宽。Tommot河造山带Khamna河造山带相关。这个关系标明Omulevka地块是西伯利亚克拉通边缘 的一个断层块。Tommot河成矿带里含有钕、钽和稀土矿床的碱性火成岩侵入体被认为是在玩泥盆纪西伯利亚克拉通断陷中形成的并且形成了Omulevka被动大陆边缘地块。Goryachegorsk在岩体具有圆的侵入岩,直径大致是100km,包括了含霞石的淡色辉长岩,含长石的和不含长石的磷霞岩,可形成铝矿。现在,大约20个矿床和高级别霞石矿床的被人们发现。 4.5 华南和阿拉善地块的825-750Ma的事件 偶尔发生的地幔柱事件发生在?825 Ma, ?780 Ma 和?750 Ma(Li et al., 2008)。在华北克拉通的南西边缘(甘肃省)的阿拉善块体的825Ma的金川侵入体,位于龙蜀山隆起,被认为是板内岩浆作用的一部分,和华南一个地幔柱事件相关(Li et al., 2005)。其他的具有和包括lengshuiqin和baotan在内的中国相似的镁铁质-超镁铁质杂岩体具有中国南部的镁铁质-超镁铁质岩墙和岩席的锆石U-Pb年龄为828?7 Ma,和澳大利亚南部的Gairdner岩墙群和其他镁铁质-超镁铁质单元有关。Li(2005)把这个地质年代学的关系和中国南部新元古代的地层学和地质学数据结合起来,认为是一个地幔柱事件造成了裂谷,中国南部发生了镁铁质岩墙和岩席的侵位及地壳的深熔作用。这个地幔柱从扬子克拉通断陷到华夏板块,形成了南华断裂,在840Ma到820-800Ma之间。这些作者把华南块体放在劳伦大陆和东澳大利亚之间的早古生代罗迪尼亚大陆的位置,这个地幔柱位于阿德莱德褶皱带的东侧,几乎在Gairdner岩墙群的上面。Li和Li也认为这个地幔柱起源于大陆裂谷和罗迪尼亚大陆的裂解。 在塔里木块体,820-750Ma的双峰式侵入岩被Zhang报道过,和地幔柱事件相关的820-800Ma的钾镁煌斑岩和金伯利岩,在西澳大利亚的金伯利块体,还有755Ma的Mundine 岩墙群,也是在西澳大利亚。西伯利亚一些镁铁质侵入岩年龄大约为740Ma,和加拿大的富兰克林火成事件有关,但是对他们的成矿体系所知甚少。 4.5.1. 成矿作用 金川镍—铜—铂族元素矿床是世界上第三大岩浆镍—铜—铂族元素矿床,仅次于诺里尔斯克和Sudbury.金川镁铁质-超镁铁质北西向的类岩墙侵入岩内的成矿作用类似于津巴布韦巨型岩墙。最近的一个研究认为金川侵入岩根本是以岩席侵位的并且随后旋转为垂直。类似于巨型岩墙,金川侵入岩被分为东次级岩浆房、西-中次级岩浆房和一个西次级岩浆房。侵入岩侵蚀严重,包含纯橄榄岩、橄长岩、二辉橄榄岩、斜长岩二辉橄榄岩和橄榄石辉岩。Chai和Naldrett(1992)认为西边是侧向分布的而东边是水平分层,表明了这两个部分是由流动的不同过程形成的。超镁铁质岩石具有高MgO和低的TiO2,Al2O3,CaO,Na2O和K2O成分,这说明了母岩浆是一个由高度熔融的地幔派生的高Mg拉斑玄武岩,而且εNd(t)的负值说明有地壳物质的混染。这里有三个主要的矿体,一个在东次岩浆房。矿体是扁平的,含有大量的透镜状的硫化物、网状硫化物和分散的磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿。磁黄铁矿是主要的硫化物,剩下的矿物是方黄铜矿、四方硫铁矿和黄铁矿。铂族元素含量比较低,大约为1ppm。Naldrett(2004)提出的模型表明,一个高Mg的拉斑玄武岩岩浆沿着裂谷断层流动。包括了铬铁矿、橄榄石和硫化物的岩浆侵位到一系列的漏斗形侵入岩中。岩浆连续的沿着中心部位流动,抬升了层状岩石。这个联系的流动使得新鲜的岩浆和富含亲铜元素的硫化物接触。这就导致了漏斗的中心部位最富集,硫化物沿着墙冷却的很快,不富集,持续的新鲜的岩浆流机制和Noril'sk和 Sudbury (Naldrett, 2004)一样。扬子克拉通的Hannan杂岩体具有和金川相似的年龄,具有V-Ti成矿作用。 5.板内岩浆成矿作用:讨论和结论 中亚和中国大陆的板内岩浆作用广泛分布和发生在古元古代到新生代中的一些时间(表1)。这个板内岩浆作用本质上是非造山的,以地球化学和同位素标志说明是典型的幔源型的特征。部分熔融的程度、易挥发的成分、地幔物质的本质(富集、亏损、俯冲板块夹杂的碎片)控制了板内和非造山岩浆作用过的产物,表现为大陆溢流玄武岩、层状镁铁质-超镁铁质侵入岩、岩墙群、双峰式或者碱性火成岩、I型和A型花岗侵入岩的侵位。如上所述,这个非造山岩浆作用包括了金伯利岩、煌斑岩和碳酸盐。地幔柱的冲击导致了镁铁质的板垫作用,提供了大量的热能,导致了大规模的岩浆喷发,因此形成了很多不同类型的岩浆和热液矿床。中亚和中国的矿物体系和板内和非造山岩浆作用的形成有关:(1)镁铁质-超镁铁质层状侵入岩和分带镁铁质和超镁铁质侵入岩的正岩浆Ni-Cu-RGE,(2)热液矿物体系包括与碱性杂岩体和碳酸盐、角砾岩筒、斑岩、矽卡岩矿床、侵入岩相关金矿脉、特别是和I型和A型花岗岩类相关的多金属矿床,REE,稀有金属,(3)产钻石的金伯利岩。这些铁氧铜金(IOCG)潜在存在,但是也保留了一个开放性的可能。两种矿物体系都可以和与深部或者浅部地幔动力学相关的地幔派生岩浆有直接或者间接地联系。 地幔柱可以宽泛的定义为从地热界限层上升的地幔物质的上涌。板内岩浆作用可以划分为两个主要的地幔源:(1)从核-幔边缘起源的深部地幔柱(2)和软流圈上涌相关的浅部地幔柱,伴随着地壳下部和次大陆岩石圈的分层。前者可能与从超大陆聚合、沿着他的外部边缘俯冲和俯冲后的板块倾泻或地幔崩塌导致的结果的结合有关,引发了核-幔边界的不稳定,导致了地幔柱的上升。如上所述,大火成岩省、溢流玄武岩、岩墙群和层状侵入岩是这些深地幔柱减压熔融的表现。大陆内裂解过程、三方接合构造和盆地的形成伴随着这些地幔柱的碰撞而形成,正是裂谷环境下碱性岩浆作用的原因,可以现在的东非大裂谷体系和与西伯利亚地幔柱相关的巨大裂谷体系为例。这些碱性岩浆体系保留了多金属矿脉、REE和稀有金属矿床,通常是在西伯利亚发现的。Griffin的文献中提到,碳酸盐和金伯利岩可能也是这个地幔柱活动的一部分,这是从岩石圈地幔的改变得到的,但是更重要的是从经济地质的观点,是和层状镁铁质-超镁铁质侵入岩、碱性杂岩体和碳酸盐有时间上的联系,以2.05Ga 的Kaapvaal 克拉通(南非)Bushveld 的火成杂岩体、Schiel 碱性杂岩体和Palabora 碳酸盐为例。深部超级地幔柱模型和次生地幔柱有关,相关的矿物体系见于图11. 浅部地幔柱或者更多特殊软流圈地幔上涌,趋于从660km以上的不连续和相关的大陆和微大陆碰撞升起,地壳和岩石圈变厚和塌陷,导致盆地-山脉型裂谷。岩浆活动表现为冗长的火山作用,主要是碱性玄武岩、I型和A型花岗质侵入岩和在深处可能的分区的阿拉斯加型镁铁质-超镁铁质侵入岩。和这个地球动力学环境相关的矿物体系可能包括在分区的侵入岩中的正岩浆的Ni-Cu硫化物(比如,中国西北的喀拉通克),和一个大范围的热液矿床,包括产金的侵入岩相关的矿脉体系和角砾岩筒,斑岩Cu–Mo和矽卡岩。一个可以被认为是这种板内岩浆作用类型的可能的地球动力学说明包括了之前提到的地壳下部和次大陆岩石圈地幔的分层,导致了在俯冲区域的软流圈上涌(图12)。 对中亚和中国大陆的板内岩浆作用测年,结果显示各种事件持续的时间可以跨越几十个百万年,和大陆溢流玄武岩的快速形成有关(1-2百万年)。这些年龄的跨度可能是和地幔柱事件有关,可以用一两个(或者两者结合)模型来解释:(1)地幔柱群作为次级地幔柱从更大的超级地幔柱衍生,符合图11中Courtillot 提出的概念;或者(2)沿着脆弱的地带从地幔柱中心流出或注入的地幔,由岩石圈和主要地壳裂隙(缝合带、造山带)提供,地幔柱减压熔融从地幔柱头渗透到可用的地壳裂隙。根据从地幔柱头和可用的通道的流动学的距离,地幔柱或软流圈注入发展会长达几十个百万年。 年龄增长是通过中国东部岩浆和矿床形成的事件表现出来的,而且活动的峰期在233-210Ma,180-150Ma和135-115Ma,侵入岩和相关的矿床体系形成从西到东愈来愈年轻。这方面是被Wang第一次发表的,他在上面提到过,他认为年龄增长是和大陆边缘的俯冲和碰撞相关的相继的板块裂解有关,在图13里表示出来。 准确的定年会对我们对中亚大火成岩省的光谱的理解有帮助,矿床潜力的评价,通过他们和大火成岩省的关系,通过一个对大火成岩省内的地幔柱体系的评价,可以提供大火成岩省内的经济性重要的地区的目标市场。
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