寻找西南特提斯域找矿的“钥匙”

　　4月18日，国家“973计划”《中国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制》项目在中国地质大学（北京）启动。

　　项目首席科学家、地大（北京）邓军教授介绍，本项目由地大（北京）、中国地质科学院地质研究所、中科院地球化学研究所和广州地球化学研究所、云南省地质调查局、成都地质矿产研究所、中山大学等单位联合攻关，将重点解剖中国西南特提斯典型复合成矿系统，揭示复合造山对复合成矿系系统控制机理，建立复合成矿系统理论体系，显著提高对国家急需矿种、特别是大型—超大型矿床找矿勘查的预见性和目的性。

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　　瞄准西南特提斯再发力。围绕西南三江和扬子板块西缘两个构造单元，重点解决两大关键科学问题

　　来自科技部、教育部、国土资源部、中国科学院、国家自然基金委员会、地大（北京）、中国地质科学院等单位的40余名专家学者参加了项目交流研讨会。

　　中国西南特提斯构造域包括青藏高原、松潘—甘孜、西南三江和扬子板块西缘，地处全球特提斯成矿域与环太平洋成矿域的交汇部位，是揭示世界特提斯域构造演化与成矿机理的关键地带，不仅是研究全球构造、岩石圈演化及大陆动力学的最佳地区和窗口，而且该地区成矿条件优越，矿产资源丰富，复合造山突出，多期次与多类型复合成矿作用显著，一直是中国乃至全球矿床学家们关注的热点地区。

　　本项目是在地大（北京）邓军教授团队2009年承担的国家“973计划”项目《三江特提斯复合造山与成矿作用》获得最新研究成果的基础上，再次获得立项。

　　5年来，团队聚焦三江特提斯成矿域，瞄准国家急缺矿种，围绕复合造山成矿系统形成机制这一科学主题，深入研究了斑岩型铜矿、VMS型铅锌铜矿、造山型金矿、沉积岩容矿型银铅锌矿和叠加复合型锡矿5种主要成矿类型，研究建立了三江特提斯复合造山与成矿新理论，创新地构建了特提斯（原古中新）构造格架与演化模型，揭示了构造体制转换复合与叠加成矿作用，构建了增生造山与碰撞造山成矿系统，提出了五套矿床勘查技术集成，为该区实现找矿新突破提供了有力指导，实践找矿取得重大突破。

　　在取得以上成果的基础上，团队将中国西南特提斯的研究范围进一步拓宽。新启动的《中国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制》项目将瞄准西南三江和扬子板块西缘两个构造单元，重点解决两大关键科学问题：

　　一是复合造山结构与复合成矿系统组成。重点查清特提斯复合造山成矿区带壳幔结构组成特征，阐明复合成矿系统矿床成因类型、形成时代和空间分布，揭示复合造山带结构与复合成矿系统组成的成因关联和控制作用。

　　二是复合成矿过程与深部驱动机制。重点查明跨尺度与多类型的复合成矿过程，阐释复合成矿系统的多层次深部驱动机制，辨析地壳中“老”地幔物质和成矿时“新”地幔物质对成矿的贡献。

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　　中国西南特提斯复合造山研究取得长足进步，但复合成矿系统研究遭遇诸多瓶颈，亟需突破

　　邓军介绍，尽管中国西南特提斯复合造山研究取得了长足进步，但复合成矿系统研究遭遇诸多瓶颈，存在以下问题亟须突破：

　　一是多期构造叠加使地块构造边界模糊，岩石记录缺失，深部地壳结构和浅表构造变形复杂，复合造山结构恢复难度大。

　　二是复合成矿系统大型—超大型矿床集中，找矿潜力巨大，但成矿过程多样，物质组成复杂；同时，矿化异常相互叠合与干扰，地质—物探—化探—遥感等异常提取技术与解释难度高。

　　三是复合造山内不同类型地质单元结构，如大陆岛弧体、构造缝合带、稳定地块和陆内盆地等，对于复合成矿系统结构的控制作用仍不清晰。

　　四是复合造山诸多环节及其深部驱动机制，包括原特提斯洋片俯冲、古特提斯金沙江—哀牢山等分支洋的开启机制等，仍存在诸多争议。

　　五是区域古特提斯演化是中国西南特提斯造山带形成的主体阶段。义敦岛弧体内产生了大量印支期与斑岩型矿床有关的埃达克质岩浆岩，其成因存在争议。昌宁—孟连带老厂矿床发育OIB型火山岩，其起源于富集地幔，而地幔富集形成机制还须深入探索。

　　六是沿金沙江—哀牢山缝合带富碱斑岩发育，形成大量金-铜-钼矿床，北部年龄较老，中部和南部年龄较新，富碱斑岩形成与演化的深部控制机制一直存在争议。目前普遍认为，富碱斑岩和碳酸岩形成与大洋板片俯冲形成的交代地幔和碰撞造山地幔再活化有关，但是两种岩浆岩的形成过程仍缺乏统一的大地构造模式。对于中生代昌都—兰坪盆地中的盆地卤水和岩浆热液复合成矿的深部驱动与导流网络仍需研究。

　　七是复合成矿系统广泛发育，而复合造山对复合成矿系统形成有重要控制作用，其深部驱动机制，包括板片俯冲与地幔部分熔融、壳幔相互作用与地壳生长、多期成矿岩浆与热液演化和浅部就位、成矿元素预富集和再活化以及地壳大型断层多期活动和导流作用等系列因素，仍须深入研究。

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　　成矿系统研究已成为国际成矿理论突破的重要途径。复合成矿系统在中国广泛发育，以西南三江地区最为典型

　　邓军介绍，目前，成矿系统研究已成为国际成矿理论突破的重要途径。普遍认为，多期壳幔作用或复合造山、深部驱动与多因耦合和临界条件与转变是控制斑岩型、岩浆型或低温热液型等多种类型大规模成矿的重要因素。大规模集中成矿与复杂多样的深部过程有密切成因，地球深部物质组成和结构的不均一性以及深部作用过程，从根本上控制着成矿作用的发生。

　　复合造山指多期造山作用在同一地区复合发生的地质事件，是大洋闭合—大陆拼贴过程的必然演化结果、地质历史时期普遍存在的地质过程、全球板块运动研究的薄弱区以及地球动力学研究的新热点。不同地区造山带研究显示，特提斯构造带经历了多期大洋闭合与地块增生过程，后受到大陆碰撞的复合，增生—碰撞复合造山过程突出，地质演化复杂多样。深部存在多期大洋板片俯冲—断离与岩石圈地幔富集—活化，板块拼贴、流体交代、岩浆作用和构造挤压导致岩石圈物质组成与结构复杂；浅表盆地经历了剥蚀沉积—流体汇集—物质继承的演化。复合造山具有不同属性板块拼接、多条蛇绿岩套与岛弧带并列、构造格架继承与改造、物质活化与循环运动以及构造体制转换突出的特征。

　　复合成矿系统指在复合造山演化中，构造体制时空转换引发不同类型壳幔作用多幕次发生，成矿要素不断优化和相互耦合，不同时期多种成矿作用复合而使成矿物质继承叠加，或者同一时期不同成矿作用复合促进成矿作用融合交叉，造就成矿强度较大、矿床类型多样和时空结构多变的成矿系列，是复合造山构造演化和多种物质成矿富集的有机系统。复合成矿系统既包括不同地质矿床间，也包括矿化系统之间的复合。复合造山成矿带中构造成矿单元的构造属性、变形变质、岩浆活动、沉积作用和流体特征均随时—空发生变化；早期构造成矿带在新构造体制下发生成矿作用，使原矿床类型被复合改造，形成新的矿床类型和矿种；不同构造体制成矿作用在同一构造带同时活动，相互促进成矿。复合成矿系统具有深部驱动显著、成矿时代多期、矿床类型多样、赋矿空间多层、矿化分带多变和大型—超大型矿床集中的主要特征。

　　邓军介绍，复合成矿系统在中国广泛发育，类型丰富。如，华北克拉通北缘中元古代裂谷热水沉积+古生代碳酸岩浆（白云鄂博Fe-REE矿床）、长江中下游断拗带海西期热水沉积+燕山期岩浆—热液（铜官山铜矿床）、粤北晚古生代热水—火山沉积+燕山期岩浆—热液（大宝山铁-钼多金属矿床）复合成矿系统等。

　　“复合成矿系统成矿强度大，赋矿构造层位多，深部找矿潜力大，对其进行研究是提高我国重要矿集区深部成矿空间找矿勘探水平、发现深部大型—超大型矿床并缓解资源危机的重要途径。”邓军说，“复合成矿系统以中国西南三江地区最为典型，其作用时间长，成因类型多，空间分布集中。”

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　　中国西南特提斯复合造山作用典型过程复杂，复合成矿系统分布广泛、类型多样

　　邓军介绍，中国西南特提斯构造域构造格架继承与改造、复合造山作用突出，完整地记录了冈瓦纳与潘吉亚大陆裂解—增生和欧亚大陆聚合的演化历史，可谓是特提斯构造演化的典型缩影，其也是新生代东南亚构造变形与深部活动的重要引擎，在全球构造演化中的地位举足轻重，为国际构造动力学研究的热点地区。

　　西南特提斯构造域经历了特提斯大洋闭合引发的增生造山和新生代大陆汇聚导致的碰撞造山过程，如，西南三江经历了特提斯洋演化和印度—欧亚大陆斜向碰撞作用。西南三江地区新发现了原特提斯洋存在证据，界定了古特提主洋的空间分布和俯冲作用。

　　扬子板块和印支地块北段分界线位置备受争议，最新研究重新划定了哀牢山缝合带的位置，对于探讨特提斯构造演化对扬子板块西缘控制作用有重要参考价值。

　　“增生—碰撞复合造山使西南特提斯构造域复合成矿作用突出，成为中国最重要的多金属富集区和全球罕见的多金属成矿省。”邓军说，“西南特提斯构造域涉及中国《找矿突破战略行动纲要（2011-2020年）》中所圈定19个重点成矿区带的5个。近年来，该地区大型—超大型矿床不断有新发现，成矿远景区找矿取得新突破，资源增储显著。”

　　复合造山也导致成矿规律复杂，找矿难度大，从而揭示复合成矿系统形成与演化对于深入理解特提斯复合造山成矿作用、科学评价区域资源潜力和促进找矿突破具有重要意义。

　　复合造山过程中，多种类型和时代成矿作用在特提斯缝合带、岛弧体和地块内广泛、高强度地复合，复合成矿作用于矿带—矿床—矿体—矿石多个尺度普遍存在，主要包括四类典型复合成矿系统：

　　一是增生造山海底喷流型铜—铅—锌—银复合成矿系统，主要包括金沙江—哀牢山缝合带羊拉—鲁春铜—铅—锌矿田和昌宁—孟连缝合带老厂—大坪掌铜—铅—锌—银矿田。

　　二是增生—碰撞造山岩浆热液型铜—钼—锡—钨复合成矿系统，主要分布于义敦岛弧铜—钼—钨成矿带和保山—腾冲锡—铅—锌—铜成矿带。

　　三碰撞造山盆地卤水—岩浆热液型铅—锌—银—铜复合成矿系统，主要分布于昌都—兰坪盆地。

　　四是碰撞造山斑岩—矽卡岩型金—铜—钼复合成矿系统，主要分布于金沙江—哀牢山缝合带。

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　　本项目下设6个课题，瞄准六大成矿带，重点研究四方面内容

　　邓军介绍，围绕两个关键科学问题，本项目下设6个课题，分别为《特提斯构造—岩浆演化及深部动力学过程》、《增生—碰撞造山岩浆热液型复合成矿系统与深部过程》、《碰撞造山盆地卤水—岩浆热液型复合成矿系统与深部过程》、《碰撞造山斑岩—矽卡岩型复合成矿系统与深部过程》、《复合成矿系统预测理论与勘查技术集成》、《复合成矿系统理论体系与深部驱动机制》。

　　项目组将历时5年，以义敦岛弧铜—钼—钨、保山—腾冲地块锡—铅—锌—铜、昌都—兰坪盆地铅—锌—银—铜、金沙江—哀牢山缝合带金—铜—钼、昌宁—孟连缝合带铜—铅—锌—银和滇琼缝合带锡—钨—金六大成矿带为重点区域，深入研究复合造山带地质事件与深部过程、复合成矿系统时空分布与组成结构、复合成矿过程与驱动机制和复合成矿系统预测理论与找矿实践。主要研究内容包括以下四个方面：

　　一是复合造山地质事件与深部过程。

　　解剖加里东期原特提斯洋作用过程与成矿事件、印支期古特提斯洋闭合—地块拼贴过程与成矿效应以及燕山期中—新特提斯洋片俯冲背景下的陆内岩浆成矿活动等增生造山重要构造和成矿事件。确定原特提斯洋消减与闭合过程；探索古特提斯义敦岛弧构造属性、结构组成和演化过程，研究扬子板块西缘与滇琼缝合带晚古生代构造—岩浆记录；揭示古特提斯洋闭合过程中的构造—岩浆—成矿时空格架和深部过程。探索古特提斯大洋闭合后的燕山期陆内岩浆活动的时空分布、动力学机制和成矿作用。建立喜山期碰撞造山始新—渐新世富碱斑岩—碳酸岩岩浆活动和深部构造动力学模式，探讨碰撞造山多种构造背景下的矿床形成与演化过程。

　　二是复合成矿系统时空分布与组成结构。

　　查清六大成矿带深部结构组成特征和盖层构造变形框架。探讨燕山期陆内和喜山期碰撞造山岩浆活动和成矿作用以及对前期构造岩浆带的复合效应。查明四类典型复合成矿系统不同成因与时代的矿床和矿化体的空间分布，确定复合成矿系统优势矿种以及复合成矿形式与强度。研究复合造山带壳幔结构对复合成矿系统组成的控制作用。

　　三是复合成矿过程与多层次深部驱动。

　　研究多种复合成矿系统形成过程，查明不同时期地质作用同位叠加和多种地质作用同期复合中，矿带—矿床—矿体—矿石多尺度复合成矿作用中的元素活化富集和同位素混合过程。揭示复合成矿系统成矿元素卸载机制。构建四类复合成矿系统构造演化动力学模型，查明复合成矿系统的控制因素。阐释复合成矿系统形成的岩石圈地幔改造—壳幔相互作用—变形变质过程—岩浆与流体浅层演化的多层次深部驱动机制和多因耦合成矿机理。辨析地壳中早期古老地幔物质和成矿时新添地幔物质对成矿的贡献。

　　四是复合成矿系统预测理论与找矿实践。

　　研究重点成矿带地质—物探—化探—遥感多元信息空间分布特征，探索复合造山背景下的复合成矿作用异常识别提取理论方法，建立找矿模型；集成针对喷流沉积、岩浆热液、盆地卤水—岩浆热液和斑岩—矽卡岩型等四类复合成矿系统的有效勘查技术；开展成矿预测，圈定成矿靶区，进行工程验证。

　　邓军表示，为获得规律性认识和普适性模型，本项目还将开展中国西南特提斯与其西延欧亚特提斯和南延东南亚构造成矿域对比研究，提升其在全球特提斯构造成矿带研究中的科学价值和立典作用。