书
关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf
书书
第36卷 第2期 地球科学———中国地质大学学报 Vol.36 No.2
2011年3月 EarthScience—JournalofChinaUniversityofGeosciences Mar. 2011
doi:10.3799/dqkx.2011.031
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金项目(No.CUG090102).
作者简介:孙华山(1969-),男,博士,副教授,主要从事成矿理论及成矿预测教学与科研工作.Email:sunhsh@cug.edu.cn
块状硫化物矿床成矿构造环境研究进展
孙华山1,吴冠斌1,刘 浏1,谢小峰1,段 磊2
1.中国地质大学资源学院,湖北武汉 430074
2.招金矿业股份有限公司,山东招远 265400
摘要:对VHMS型、SEDEX型和VSHMS型3种块状硫化物矿床近年来成矿构造环境研究进展进行了较全面的回顾.其中,
VHMS型块状硫化物矿床重点对弧间裂谷及弧后盆地构造环境下矿床时空演化及分布规律、古代VHMS型块状硫化物矿床
全球对比认识及沟-弧-盆体系下现代海底块状硫化物研究热点地区的岩石类型、组合及岩浆演化规律进行了总结;SEDEX
型块状硫化物矿床重点对澳大利亚北部元古代SEDEX型块状硫化物矿床集中区近年来成矿动力学背景研究进展进行了介
绍.指出该区巨大的SEDEX型矿床成矿构造环境不是以往认为的被动大陆边缘裂谷,而是汇聚板块地球动力学背景之下远
离弧后的大陆拉张盆地.尤其值得关注的是不仅元古界SEDEX型矿床如此,而且那些古生代的典型SEDEX型矿床(如沙利
文,红狗矿床)同样被认为具有相同的产出构造背景.同时认为此种构造背景形成的SEDEX型矿床具有更大的找矿价值;
VSHMS型矿床是近十年来逐渐得到重视的一类块状硫化物矿床,矿化特征及成矿作用与以上两类矿床相似,但其成矿构造
环境应当位于上述两类矿床的过渡部位,对构造环境判断具有重要的指示意义.因此,在汇聚板块动力学背景下,上述3种块
状硫化物矿床,自板块边缘岛弧一侧向远离板块边缘的大陆内部,构成了一个很好的矿床分带或成矿序列,即从VHMS型→
VSHMS型→SEDEX型.
关键词:成矿作用;构造环境;块状硫化物矿床.
中图分类号:P618.2 文章编号:1000-2383(2011)02-0299-08 收稿日期:2010-11-29
犚犲狊犲犪狉犮犺犃犱狏犪狀犮犲狊犻狀犕犲狋犪犾犾狅犵犲狀犻犮犜犲犮狋狅狀犻犮犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋狅犳犕犪狊狊犻狏犲犛狌犾犳犻犱犲犇犲狆狅狊犻狋狊
SUNHuashan1,WUGuanbin1,LIULiu1,XIEXiaofeng1,DUANLei2
1.犉犪犮狌犾狋狔狅犳犈犪狉狋犺犚犲狊狅狌狉犮犲狊,犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犌犲狅狊犮犻犲狀犮犲狊,犠狌犺犪狀 430074,犆犺犻狀犪
2.犣犺犪狅犼犻狀犕犻狀犻狀犵犐狀犱狌狊狋狉狔犆狅.,犔狋犱.,犣犺犪狅狔狌犪狀 265400,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:ThispapersummarizesindetailsomeadvancesinrecentyearsabouttheoreformingtectonicenvironmentofVHMS
type,SEDEXtypeandVSHMStypemassivesulfidedeposits,onwhichVHMStypedepositemphasizesthreeaspectsasfol
lows:thespatialandtemporaldistributionregularitiesofVHMStypeoredepositswhichoccurredinintraarcorbackarcrift;
metallogenicknowledgeacquiredfromcontrastingofancientglobalVHMStypedeposits;summaryonthecharacteristicsofli
thologicaltypesandrockassociation,andgeneralevolutionaryprocessesofmagmafrommodernseabedhydrothermalareas
controlledundertrenchislandarcbackarcbasintectonicsystem.SEDEXtypedepositemphasizesthemetallogenicgeodynamic
environmentfromshalehostedmassivesulfidedepositsofProterozoicnortheasternAustralia.Itisdifferentfromtraditionalun
derstandingsthatthesesuperlargesizedepositsdonotoccurintheintracontinentalriftoraulocogentectonicenvironments,
whereasoccurredinfarfieldbackarccontinentalextensionbasinunderplateconvergentprocess,anditisespeciallypointedout
thatthepaleaozoictypicalSEDEXtypedeposit,suchasSullivan,Reddog,isalsoregardedasthesamemetallogenicgeody
namicsettingastheirProterozoiccounterparts.Apartfromthis,thesedepositsunderthetectonicenvironmentrelatedtocon
vergentplatehavemoreimportantorefindingprospect.VSHMStypedepositwasconcernedmuchmoreinthelatesttenyears,
althoughithasthesimilaroreccurrenceandmetallogenicprocessasthosedepositsmentionedabove,thedifferentmetallogenic
tectonicenvironments,generallyoccurringinthetransitiontectonicsettingbetweenVHMStypeandSEDEXtypedeposit,
makingitmoreimportantimplicationfortectonicsetting.Accordingly,underconvergentplatetectonicsetting,fromtheplate
地球科学———中国地质大学学报 第36卷
boundarytofarfieldbackarcintracontinentalextensionbasin,ametallogenicsequencewasestablished,i.e,VHMS→VSHMS
→SEDEX.
犓犲狔狑狅狉犱狊:mineralization;tectonicenvironment;massivesulfidedeposit.
地壳内矿床的形成和时空分布是不均匀的,但
也不是随机的.它们的分布与其所处的成矿构造环
境密切相关(Hutchison,1980;Meyer,1988;Barley
andGroves,1992).查明某类矿床的成矿构造环境,
一方面有利于提高对该类矿床产出和分布规律的认
识,提高成矿预测的成功率;另一方面,有利于加深
对成矿作用的理解.因此,成矿构造环境一直是成矿
学研究的重要内容和研究方向之一(Sawkins,
1972,1976,1990;Sillitoe,1972,1974;Titleyand
Heidrick,1975;Laznicka,1976;BettsandGiles,
2002;Betts犲狋犪犾.,2003;Mortensen犲狋犪犾.,2008;
Piercey犲狋犪犾.,2008).鉴于海底热液块状硫化物矿
床巨大的经济价值及其对成矿理论研究的重要意
义,近40年来,该类矿床一直是国际成矿学界的研
究热点.目前,该类矿床中的某些类型与成矿构造环
境之间关系已初步达成共识.如,一般认为SEDEX
型矿床形成的构造环境为被动大陆边缘裂谷或拗拉
槽(Sawkins,1972,1976,1990;Goodfellow犲狋犪犾.,
1993;Lydon,2004;Barrett犲狋犪犾.,2008;Large犲狋
犪犾.,2008);塞浦路斯型块状硫化物矿床形成构造
环境为洋中脊,黑矿型块状硫化物矿床形成的构造
环境为弧后盆地裂谷,尤其是 Hutchison(1980)根
据北美卡迪勒拉和阿巴拉契亚造山带提出的块状硫
化物矿床与板块构造关系模型大大地提高了人们对
块状硫化物矿床成矿构造环境的认识,并有力地指
导了造山区古代块状硫化物矿床的找矿评价工作.
近10年来,通过现代海底热液区块状硫化物矿床研
究及全球古代重要块状硫化物矿床成矿构造环境对
比,得出了一些新认识,在此将这些认识归纳整理
如下.
1 VHMS型块状硫化物矿床成矿构
造环境
火山岩赋矿块状硫化物矿床包括:塞浦路斯型
(Cyprustype)、黑矿型(Kurokotype)、诺兰达型
(Norandatype)和别子型(Besshitype)4种类型.其
中,塞浦路斯型块状硫化物矿床产出的构造环境目
前已经达成一致,即产于洋中脊拉张环境,含矿岩系
为一套大洋拉斑玄武岩,经后期俯冲碰撞出现在造
山带蛇绿岩套之中.诺兰达型和黑矿型块状硫化物
矿床均产于火山岛弧环境,但二者产出时代和赋矿
岩系及矿石成分方面存在差异.其中,诺兰达型成矿
时代一般出现在太古代和古元古代,赋矿围岩镁铁
质火山岩含量大于长英质火山,矿石成分中以Cu
Zn组合为主,Pb含量低,相反,黑矿型矿床矿石成
分中Pb的含量显著增加,成为矿石中主要成分之
一.别子型矿床目前大多认为产出在弧前盆地(或海
槽)环境.由于大洋俯冲过程中强烈的消减作用,导
致塞浦路斯型和别子型矿床很难被保存,因此,产于
岛弧和弧后盆地环境中的黑矿型矿床是最常见的一
种古海底块状硫化物矿床(GrovesandBierlein,
2007;Piercey犲狋犪犾.,2008).近年来围绕该类矿床
成矿构造环境研究取得了很多新认识,归纳如下:
(1)通过现代和古代岛弧成矿环境演化研究,对
岛弧有关的块状硫化物矿床时空分布规律有了更深
入认识.以往认为岛弧环境是块状硫化物矿床形成
的有利构造环境,但是,岛弧环境的现代海底成矿作
用仅见于西太平洋小笠原岛弧,总体上矿化较弱,尚
未发现有一定规模的矿床,与古代矿床中多认为形
成于岛弧环境的认识显著不同.不过近来愈来愈多
的研究已表明,过去认识的岛弧成矿环境并非与挤
压造弧阶段的岛弧钙碱性中酸性火山岩有关,而是
形成于岛弧开裂断陷阶段的双峰式岩石组合中,是
岛弧裂谷的产物,日本的黑矿和三江地区的呷村提
供了这方面的实例.而岛弧裂谷是一种特殊的弧后
盆地,其进一步发育就形成了弧后盆地,只是弧后盆
地的形成发育是一个过程,从幼年期到成熟期,岩石
组合不同,成矿可能不同.幼年期可能形成锌铅铜矿
床,成熟期扩张脊拉出的新洋壳出现,发育典型的大
洋中脊玄武岩,故形成铜锌矿床.西南太平洋弧后盆
地冲绳(Okinawa)海槽和马里亚纳(Mariana)海槽
的成矿作用其实就是这种认识的现代例子.冲绳海
槽发育在厚20km的陆壳基底上的弧后扩张盆地,
是菲律宾大洋板块向西俯冲致使琉球弧张裂的产
物,尚属于岛弧裂谷阶段的弧后扩张盆地,在深
1200~1600m的弧后盆地内,发育双峰式火山岩
组合,由流纹岩(英安岩)和玄武岩构成,成矿特征十
分类似于日本的黑矿,硫化物丘为锌铅铜矿化特征;
马里亚纳海槽则经强烈扩张出现洋壳,东侧为Pa
003
第2期 孙华山等:块状硫化物矿床成矿构造环境研究进展
gan岛弧,西侧为残留弧,发育典型的大洋中脊玄武
岩而非双峰岩石组合,水深1600~3700m,矿化类
似于大洋中脊的情况,以铜锌矿化为主.劳(Lau)海
盆类型、矿化类型介于冲绳海槽和马里亚纳海槽之
间,属过渡类型(李文渊,2007).
此外,过去很少从应力状态去划分火山弧的类
型.然而近年来的研究表明,应力状态对火山弧的演
化具有重要的影响,从这个角度可以将其划分为张
性火山弧和压性火山弧两类.张性火山弧是指经历
过张-压交替历史、具有弧间裂谷(或裂陷)的火山
弧;压性火山弧是指不具张-压交替历史和弧间裂
谷(陷)的火山弧.产生张性火山弧的原因可能是由
于俯冲角度较陡,在成弧前为张性应力背景,而产生
压性火山弧的原因则可能是由于俯冲角较缓,成弧
前无张性背景.因此,压性火山弧表现为弧前区(弧
-沟间断)-主弧区-弧后区的空间配置格局,是人
们比较熟悉的;而张性火山弧却复杂得多,通常表现
为弧前区-外弧-弧间裂谷(陷)-内弧-弧后盆地
的空间格局,是人们不太熟悉的.三江造山带内的义
敦岛弧就是一个典型的张性古岛弧(莫宣学等,
2001).世界上很多地区的情况表明,张性火山弧是
黑矿型(Kuroko型)块状硫化物金属矿床形成最有
利的构造环境,应当引起特别注意(Scott,1980).
(2)通过全球古代火山岩赋矿的海底热液块状
硫化物矿床的研究对比,对该类矿床的产出构造环
境有了进一步理解.Allen犲狋犪犾.(2002)根据VHMS
型矿床的全球对比,将该类矿床的形成构造环境、赋
矿围岩及火山活动特征总结如下:①所有主要的
VHMS型矿床主要与地堑下降导致的地壳伸展拉
张作用有关,在这些拉张下陷区形成局部或广泛发
育的海相深水条件,有幔源铁镁质岩浆注入地壳,矿
床形成的大地构造背景一般位于俯冲带部位的弧后
盆地.②大多数世界级VHMS型矿床产出区都有
大量的长英质火山岩发育.这些火山岩的形成与演
化加厚的大洋岛弧、陆缘岛弧、大陆边缘或加厚的洋
壳拉张有关.③VHMS型矿床通常形成于拉张背
景,但是,这些部位的峰期拉张(peakextension)持
续时间不长,但很剧烈,通常是不彻底的裂谷(failed
rift).VHMS型矿床形成的时间跨度一般不超过几
个百万年,而与火山活动持续的时间无关.④主要的
VHMS型矿床均在赋矿地层内部发育数层长英质
或镁铁质火山岩,主矿体赋存在这些火山岩中.⑤主
要VHMS型矿床一般出现在同生裂谷长英质火山
岩地层单元的顶部层位,并伴随有火山作用方式、成
分、强度和沉积作用的明显改变.⑥主要VHMS型
矿床一般与靠近喷口的流纹岩有关,尤其是流纹岩
演化的晚期阶段.⑦矿石矿物组合主要受矿体下部
的岩石化学控制,尽管有部分来源于岩浆流体.⑧矿
层中通常伴随喷流岩,但如何区分喷流岩、其他成因
的喷流岩和已蚀变的层状、细粒的凝灰质岩石尚不
清楚.⑨VHMS型矿床普遍遭受褶皱-冲断作用及
变形改造.原因在于它们形成于板块边缘短期伸展
的盆地内,随着盆地闭合不可避免地被反转和变形.
⑩矿床形成是海底热液喷流作用的结果.成矿流体
的来源可能有两种,一种是长英质岩浆-热液循环
作用形成富含矿质的成矿热液,沿同生断裂系统上
升至海底或近海底,通过与海水混合、还原或热液沸
腾而迅速堆积沉淀;另一种可能是特殊的岩浆作用
控制了一种富含金属的地下水热液在喷流管道附近
汇聚,热液上升及成矿方式与以上相似;或者二者兼
而有之.
(3)对沟-弧-盆体系不同演化阶段的岩石类
型及岩石组合有了更深入的了解.如,Haraguchi犲狋
犪犾.(2008)通过西太平洋伊豆-小笠原-马里亚纳
岛弧(IBM)俯冲带前弧中、上始新世火山岩展示了
IBM原始岛弧早期火山岩演化过程,火山岩由拉斑
质二辉玄武岩-安山岩组合构成.其中,拉斑玄武岩
具有高场强元素(HFSE),高结晶温度,低水的特
征;原始岛弧晚期钙碱性安山岩具有低HFSE,低结
晶温度,高水特征.前者是IBM原始岛弧早期弱亏
损地幔无水条件下高程度部分熔融的产物,后者为
IBM原始岛弧晚期亏损地幔有水条件下低程度熔
融的产物.Lidiak犲狋犪犾.(2008)报道了大安德烈斯群
岛RicanVirgin岛弧早白垩世-始新世火山岩一个
连续的岩石学和地球化学变化过程,从第一阶段原
始岛弧拉斑玄武岩(IAT)为主→第二阶段相对成熟
岛弧的钙碱性火山岩(CA)→第三、四阶段成熟岛弧
的高钾、富集不相容元素的橄榄粗玄岩(SHO)→火
山活动间歇→第五阶段钙碱性玄武岩、安山岩和英
安岩再次喷出.Ishizuka犲狋犪犾.(2006a,2006b)通过
伊豆-小笠原-马里亚纳火山群岛早期岛弧火山岩
演化过程研究表明,岛弧初期火山岩为玻安岩,然后
向高镁安山岩过度,最后向拉斑玄武岩-钙碱性安
山岩组合的成熟岛弧转变.Smith犲狋犪犾.(2006)和
SmithandPrice(2006)通过西南太平洋TongaKer
madec洋内俯冲带成年期岛弧火山岩研究表明,火
山弧早期火山岩主要以低钾、高铝玄武岩或玄武安
山岩为主,但是,近4000年来,火山弧发展进入了成
103
地球科学———中国地质大学学报 第36卷
年阶段,以大量的英安岩岩浆出现为特征.长英质与
镁铁质岩浆共存是岛弧发展到成年期的一个典型标
志.通过目前世界上唯一典型的发育在大陆边缘、由
陆壳扩张而成尚处于扩张早期阶段的冲绳海槽弧后
盆地火山岩研究,表明该盆地火山岩属双峰式高铝
拉斑玄武岩系列(Kimura犲狋犪犾.,1986),并具低碱
特征(Sibuet犲狋犪犾.,1987;Ishikawa犲狋犪犾.,1991).
与洋内俯冲带岛弧火山岩相比,弧后盆地早期火山
岩虽然也表现出从玄武岩、安山岩(英安岩)到流纹
岩等多种复杂的岩石组合,但是,总体上以中酸性岩
石为主(Ishizuka犲狋犪犾.,1990).
总之,现代俯冲带岛弧相关的火山岩总体表现
出从早期高镁、低碱(洋壳基底)/高铝、中碱(洋-陆
过度壳)/高碱(陆壳基底)的玄武岩,向晚期低镁、高
硅、高碱的安山岩、流纹岩演化的特点.根据这些认
识,在一些造山区已经成功地识别出古俯冲带不同
演化阶段的岛弧火山岩.如:Shukuno犲狋犪犾.(2006)
和Ota犲狋犪犾.(2007)研究发现南西伯利亚迪卡拉纪
-寒武纪GornyAltai俯冲带Cryogenian(成冰期)
岛弧杂岩体中包含有玻安质岩石,指示本区Cryo
genian时期处于岛弧发展的初期阶段.Carl(2005)
通过新西兰南部BrookStreet地体火山岩研究,识
别出了一个二叠纪大洋内部原始的岛弧系统,主要
由斜长石-单斜辉石斑晶玄武岩、高 MgO橄榄玄
武岩和玄武质-安山质火山碎屑岩和沉积岩组成.
英安岩和流纹岩相对少见.
2 SEDEX矿床成矿构造环境
2.1 犛犈犇犈犡型矿床成矿动力学背景新观点
与VHMS型块状硫化物矿床不同,以往一直
认为SEDEX型矿床产出的构造背景为大陆裂谷、
拗拉槽或被动大陆边缘,并且与VHMS型矿床不
同,其形成的地球动力学背景不是板块汇聚边缘而
是离散板块边缘或离散板块内部裂谷.但是,近年来
随着澳大利亚北部元古代世界级SEDEX型铅锌矿
床成矿动力学背景的研究深入,表明这些矿床成矿
构造环境不是以往认为的被动大陆边缘裂谷,而是
汇聚板块地球动力学背景之下的远离弧后的大陆拉
张盆地(farfieldbackarccontinentalextensionba
sin)(BettsandGiles,2002;Betts犲狋犪犾.,2003).虽
然以上认识仍然承认这些SEDEX型矿床成矿构造
环境是大陆内部的断陷盆地,但是,二者形成的地球
动力学背景已完全不同,即由传统的大陆裂解动力
学背景转为板块汇聚的动力学背景(图1).
GrovesandBierlein(2007)在金属矿床系统的
地球动力学背景中进一步明确指出:现在看来,不仅
产出于元古代克拉通盆地中的SEDEX型铅锌矿床
形成构造背景具有上述特点,而且显生宙SEDEX
型矿床与元古界SEDEX型矿床也具有相似的成矿
动力学背景.如以往认为的典型的古生代SEDEX
型矿床-沙利文、红狗等铅锌矿床,根据它们赋矿沉
积盆地及其成因来看,与元古代SEDEX型矿床具
有广泛的相似性.根据晚泥盆纪大陆恢复结果显示,
这些矿床的形成与Pangaea超大陆汇聚有关,产出
部位也是远离弧后的陆内拉张盆地(Lydon,2004;
GrovesandBierlein,2007).因此,那些以往被认为
产出于被动陆缘裂谷环境的大型SEDEX型矿床成
矿动力学背景无疑值得给予更多研究关注.
2.2 产于汇聚板块体制下的犛犈犇犈犡型矿床具有
更大的成矿潜力
Betts犲狋犪犾.(2003)指出:与传统上形成于板内
裂谷、拗拉槽和被动大陆边缘的SEDEX型砂页岩
型铅锌矿床相比,这类形成于汇聚板块边缘远离弧
后拉张裂陷盆地中的砂页岩型铅锌矿床,具有更大
的成矿潜力和找矿价值.原因在于:(1)这些地区具
有长期的拉张历史,如北澳地区赋存SEDEX型矿
床的盆地具有140Ma(1800~1660Ma)的拉张历
史.相反,大陆裂谷拉张的历史一般都较短,如,同样
是北澳的Adelaidean新元古界被动陆缘裂谷拉张
历史仅有75Ma(830~755Ma),而简单的陆内裂谷
或拗拉槽拉张的历史就更短;(2)在长期拉张条件
下,沉积了一套巨厚的富含陆缘碎屑的沉积层序,为
SEDEX型铅锌矿床的形成准备了巨量的成矿物质
条件;(3)在长期拉张背景下,盆地内部发育形成了
一套完整的断裂体系以及高渗透疏导能力的含水
层,为大规模流体聚集及运移提供了条件;(4)在长
期拉张背景下,伴随大规模岩石圈减薄,软流圈上
涌,导致大范围的地热梯度升高,为大规模盆地流体
循环、含矿流体的形成创造了条件;(5)俯冲碰撞后
期,伴随热量降低,软流圈下降,岩石圈回弹,拉张盆
地发展阶段结束(extensionalbasinphase),进入坳
陷盆地发展阶段(sagbasinphase),盆地进入缺氧
沉积,形成一套富含有机质的黑色岩系,为成矿物质
从流体中大规模沉淀提供了物理化学条件;(6)板块
俯冲过程中俯冲角度、挤压应力的间隙性调整,为盆
地断裂的间歇式活动提供了条件,成矿流体的间歇
性喷流是形成大规模SEDEX型矿床的重要保障;
203
第2期 孙华山等:块状硫化物矿床成矿构造环境研究进展
图1 澳大利亚北部MountIsa盆地元古代SEDEX型块状硫化物矿床成矿构造环境(据Betts犲狋犪犾.,2003修编)
Fig.1 MetallogenictectonicenvironmentofProterozoicSEDEXtypemassivesulfidedepositinMountIsabasinofnorthernAustralia
(7)与大陆裂谷狭窄的规模不同,远离弧后的拉张裂
陷盆地规模大,因此,造山过程中盆地遭受隆升剥蚀
及变形破坏的程度要小得多,有利于矿床保存.
由此可见,虽然SEDEX型矿床既可以出现在
离散板块动力学背景下的陆内裂谷、拗拉槽或被动
大陆边缘裂谷,又可以出现在汇聚板块动力学背景
下远离弧后的拉张断陷盆地,但是,后者成矿潜力和
找矿前景明显比前者大.
3 VSHMS矿床成矿构造环境
除上述两种常见的块状硫化物矿床之外,还有
一种常见的块状硫化物矿床,已经成为最近10年来
块状硫化物矿床研究的一种新动向.它们的容矿围
岩为火山沉积岩.Goodfellow犲狋犪犾.(2003)和Good
fellowandMcCutcheon(2003)将此类矿床称为火
山沉积岩容矿型块状硫化物矿床(volcanicsedi
menthostedmassivesulfidedeposit,简称VSHMS
型矿床).
GoodfellowandMcCutcheon(2003)认为加拿
大新布伦瑞克北部世界级巴瑟斯特块状硫化物矿床
(Bathursttype)即属于此类矿床,其成矿动力学背
景为汇聚板块边缘的硅铝质弧后裂谷盆地.Tornos
andChiaradia(2004)也将西班牙伊比利亚半岛奥萨
莫雷纳成矿带(OssaMorenaZone)中的很多块状硫
化物矿床归类于VSHMS型矿床.对矿石铅同位素
研究表明,奥萨莫雷纳成矿带矿石铅同位素
(207Pb/204Pb和206Pb/204Pb)比值明显比两侧的中伊
比利亚带(北东)和南葡萄牙带(西南)铅同位素比值
低,也比显生宙岩浆岛弧带铅同位素比值低,因此,
该带是一个铅同位素亏损带.导致该带铅同位素比
值偏低的原因是板块俯冲造山阶段深部镁铁质岩浆
的侵位带来的原始地幔铅与地壳铅混合的结果.可
见,该带块状硫化物矿床的成矿动力学背景是汇聚
板块边缘与岛弧有关的裂谷.此外,与带内其他类型
矿床相比,该带块状硫化物矿石铅组成明显具有地
壳铅特征,反应了矿石铅主要来源于盆地内部的沉
积物,与典型的SEDEX型矿床铅同位素特征相似
(Large犲狋犪犾.,2008).最近,Bradshaw犲狋犪犾.(2008)
对加拿大育肯(Yukon)芬雷森湖地区(Finlayson
Lake)的沃尔沃瑞恩(Wolverine)VSHMS型块状硫
化物矿床的成因进行了研究,明确指出该矿床形成
的动力学背景与上述巴瑟斯特矿床相似(即汇聚板
块边缘硅铝质弧后裂谷,见图2),认为二者的相似
之处包括:(1)二者均形成于汇聚板块边缘硅铝质弧
后裂谷环境;(2)容矿围岩均为长英质火山碎屑岩和
黑色页岩;(3)矿石相对富Zn(最高可达30%以
上);(4)空间上与含铁建造有关.此外,沃尔沃瑞恩
矿床透镜状矿体的上盘围岩为热水喷流成因的碳酸
盐,这种明显的呈夹层出现的热水喷流碳酸盐在其
303
地球科学———中国地质大学学报 第36卷
图2 加拿大YukonFinlaysonLakeWolverineVSHMS型
块状硫化物矿床成矿构造环境(据Bradshaw犲狋犪犾.,2008
修编)
Fig.2 MetallogenictectonicenvironmentofVSHMStype
massivesulfidedepositinYukonFinlaysonLake
WolverineofCanada
他块状硫化物矿区报道的不多.同时,Bradshaw犲狋
犪犾.(2008)认为VSHMS型矿床与SEDEX型矿床
相似之处包括:(1)Pb+Zn品位较高;(2)发育热水
沉积岩;(3)块状硫化物形成于封闭或局部封闭的缺
氧沉积盆地;(4)矿石中存在生物还原(海水硫酸盐)
硫同位素;(5)铅来源于盆地内部沉积物.此外,
Goodfellow犲狋犪犾.(2003)在划分该类矿床时指出,
该类矿床的关键特征包括:(1)形成于一个裂开的大
陆岛弧或弧后裂谷背景(ariftedcontinentalarcor
backarcsetting);(2)赋矿地层中火山岩、火山碎屑
岩和泥质沉积岩比例大体相当;(3)成矿主要出现在
显生宙,尤其是奥陶纪-石炭纪;(4)规模大(平均金
属量32.7Mt);(5)Zn+Pb+Cu+Ag品位比
VHMS型矿床高.
总之,专门针对VSHMS型块状硫化物矿床目
前研究资料还不多,但是,从已有的成果看,它们应
当是位于VHMS型和SEDEX型之间的一类过渡
型块状硫化物矿床.它们的成矿机制和矿化特征与
VHMS和SEDEX型块状硫化物矿床相似,但三者
之间形成的地球动力学背景及成矿构造环境上存在
明显差异.其中,与VHMS型矿床相比,VSHMS型
矿床虽然也形成于汇聚板块边缘,但VSHMS型矿
床成矿构造背景一般为大陆硅铝壳基础上发展起来
的岛弧/弧后裂谷环境,尚未见洋中脊和洋岛弧裂谷
的报道,而弧间裂谷一般是VHMS型矿床形成的
最有利环境;与 SEDEX 型矿床相比,一方面,
VSHMS型矿床仅形成于汇聚板块动力学背景之
下,而SEDEX型矿床除汇聚板块动力学背景还可
以形成于离散板块背景.另一方面,即使都是汇聚板
块边缘,VSHMS 型矿床形成于弧后盆地,而
SEDEX型矿床形成于远离弧后的陆内裂陷盆地.
4 结论
综合上述三类块状硫化物矿床形成的动力学背
景及成矿构造环境不难发现,对于同时形成于汇聚
板块动力学背景下的块状硫化物矿床,它们成矿作
用机理和矿化特征表现的很相似,因此,很难据此对
其进行分类.相反,它们形成的构造环境却有明显的
差异,即 VHMS型矿床形成于岛弧/弧后盆地裂
谷,VSHMS型矿床形成于弧后盆地裂谷,SEDEX
型矿床形成于远离弧后的陆内裂陷盆地.因此,根据
成矿构造环境可以对其进行合理的分类,并且这种
形成于统一动力学背景之下(板块汇聚背景),自板
块边缘岛弧向远离弧后的大陆内部,块状硫化物矿
床有规律的变化,构成了一个很好的成矿分带或成
矿系列,即从VHMS型→VSHMS型→SEDEX型.
这一分布规律是否存在还有待今后进一步研究关
注,一旦成立将对块状硫化物矿床的时分布规律认
识及指导找矿起到重要的促进作用.
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊
Allen,R.L.,Weihed,P.,Blundell,D.J.,etal.,2002.Global
comparisonsofvolcanicassociated massivesulphide
districts.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛狅犮犻犲狋狔狅犳犔狅狀犱狅狀犛狆犲犮犻犪犾犘狌犫犾犻
犮犪狋犻狅狀,204:13-37.
Barley,M.E.,Groves,D.I.,1992.Supercontinentcyclesand
thedistributionofmetaldepositsthroughtime.犌犲狅犾狅
犵狔,20:291-294.
Barrett,T.J.,Dawson,G.J.,Maclean,W.,2008.Volcanic
stratigraphy,alteration,andseafloorsettingofthePa
leozoicFeitaismassivesulfidedeposit,Aljustrel,Portu
gal.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔,103:215-239.
Betts,P.G.,Giles,D.,2002.Developingageodynamicallyin
dicatedtargetingstrategyforshalehostedmassivesul
phidePbZnAgmineralizationinthewesternfoldbelt
oftheMountIsaterrane.犃狌狊狋狉犪犾犻犪狀犑狅狌狉狀犪犾狅犳犈犪狉狋犺
犛犮犻犲狀犮犲,49:985-1010.
Betts,P.G.,Giles,D.,Lister,G.S.,2003.Tectonicenviron
mentofshalehostedmassivesulfidePbZnAgdeposits
ofProterozoicnortheasternAustralia.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅
犵狔,98:557-576.
Bradshaw,G.D.,Rowins,S.M.,Peter,J.M.,etal.,2008.
Genesisofthewolverinevolcanicsedimenthostedmas
403
第2期 孙华山等:块状硫化物矿床成矿构造环境研究进展
sivesulfidedeposit,Finlaysonlakedistrict,Yukon,Can
ada:mineralogical,mineralchemical,fluidinclusion,and
sulfurisotopeevidence.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔,103:35-
60.
Carl,S.,Kurtk,W.,Richard,A.J.,etal.,2005.Igneous
rocksoftheBrookStreetterrane,NewZealand:impli
cationsforPermiantectonicsofeasternGondwanaand
magmagenesisinmodernintraoceanicvolcanicarcs.
犖犲狑犣犲犪犾犪狀犱犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊,48:
167-183.
Goodfellow,W.D.,Lydon,J.W.,Turner,R.J.W.,1993.
Geologyand genesisofstratiform sedimenthosted
(SEDEX)zincleadsilversulphidedeposits.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾
犃狊狊狅犮犻犪狋犻狅狀狅犳犆犪狀犪犱犪犛狆犲犮犻犪犾犘犪狆犲狉,40:201-251.
Goodfellow,W.D.,McCutcheon,S.R.,2003.Geologicand
geneticattributesofvolcanicsedimenthostedmassive
sulfidedepositsoftheBathurstMiningCamp,northern
NewBrunswick—asynthesis.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔犕狅狀狅
犵狉犪狆犺,11:245-301.
Goodfellow,W.D.,McCutcheon,S.R.,Peter,J.M.,2003.
MassivesulfidedepositsoftheBathurstminingcamp,
NewBrunswick,andnorthernMaine.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔
犕狅狀狅犵狉犪狆犺狊,11:930-952.
Groves,D.I.,Bierlein,F.P.,2007.Geodynamicsettingsof
mineraldepositsystems.犑狅狌狉狀犪犾狅犳狋犺犲犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛狅
犮犻犲狋狔,犔狅狀犱狅狀,164:19-30.
Haraguchi,S.,Ishii,T.,Kimura,J.I.,2008.Earlytholeiitic
andcalcalkalinearcmagmatismofMiddletoLateEo
ceneageinthesouthernOgasawara(Bonin)forearc.
犆狅狀狋狉犻犫狌狋犻狅狀狊狋狅犕犻狀犲狉犪犾狅犵狔犪狀犱犘犲狋狉狅犾狅犵狔,155(5):
593-618.
Hutchison,R.W.,1980.Massivebasemetalsulphidedepos
itsasguidestotectonicevolution.In:Wilson,J.T.,
Strangway,D.W.,etal.,eds.,Thecontinentalcrust
anditsmineraldeposits.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犃狊狊狅犮犻犪狋犻狅狀狅犳犆犪狀
犪犱犪犛狆犲犮犻犪犾犘犪狆犲狉,20:660-684.
Ishizuka,H.,Kawanobe,Y.,Sarai,H.,1990.Petrologyand
geochemistryofvolcanicrocksdragedfromtheOkina
watrough,anactivebackarcbasin.犌犲狅犮犺犲犿犻犮犪犾犑狅狌狉
狀犪犾,24:75-92.
Ishikawa,M.,Sato,H.,Furukawa,M.,etal.,1991.Report
onDELP1988cruisesintheOkinawatrough,PartⅥ:
petrologyofvolcanicrocks.犅狌犾犾犲狋犻狀狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺狇狌犪犽犲
犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲,66:151-178.
Ishizuka,O.,Kimura,J.I.,Li,Y.B.,etal.,2006a.Earlysta
gesintheevolutionofIzuBoninarcvolcanism:new
age,chemical,andisotopicconstraints.犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀
犲狋犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲犔犲狋狋犲狉狊,250:385-401.
Ishizuka,O.,Taylor,R.N.,Andy,M.J.,etal.,2006b.Vari
ationinthemantlesourcesofthenorthernIzuArcwith
timeandspace:constraintsfromhighprecisionPbiso
topes.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犞狅犾犮犪狀狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狋犺犲狉犿犪犾犚犲
狊犲犪狉犮犺,156:266-290.
Kimura,M.,Kaneoka,I.,Kato,Y.,etal.,1986.Reporton
DELP1984cruisesinthemiddleOkinawaTrough,Part
V:topographyandgeologyofthecentralgrabensand
theirvicinity.犅狌犾犾犲狋犻狀狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺狇狌犪犽犲犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀
狊狋犻狋狌狋犲,61:269-310.
Large,R.R.,Cooke,D.,McGoldrick,P.,etal.,2008.Ad
vancesingeneticunderstandingofsedimenthostedbase
metalandgolddeposits(abstracts).In:The33rdinter
nationalgeologicalcongress.http//lib.cug.edu.cn/
GeoScienceWorld.
Laznicka,P.,1976.Leaddepositsintheglobalplatetectonic
model.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犃狊狊狅犮犻犪狋犻狅狀狅犳犆犪狀犪犱犪犛狆犲犮犻犪犾犘犪
狆犲狉,14:243-271.
Li,W.Y.,2007.Classification,distributionandformingset
tingofmassivesulfidedeposits.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犈犪狉狋犺犛犮犻
犲狀犮犲狊犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋,29(4):331-344(inChinese
withEnglishabstract).
Lidiak,E.G.,Jolly,W.T.,Dickin,A.P.,2008.Geochemical
andtectonicevolutionofAlbiantoEocenevolcanicstra
taintheVirginIslandsandeasternandcentralPuerto
Rico.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛狅犮犻犲狋狔狅犳犃犿犲狉犻犮犪,40:105.
Lydon,J.W.,2004.Sedimentary exhalative sulphides
(SEDEX).In:Eckstrand,O.R.,Sinclair,W.D.,
Thorpe,R.I.,eds.,GeologyofCanadianmineraldepos
ittypes.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛狌狉狏犲狔狅犳犆犪狀犪犱犪,犌犲狅犾狅犵狔狅犳
犆犪狀犪犱犪,8:130-152.
Meyer,C.,1988.Oredepositsasguidestogeologichistoryof
theEarth.犃狀狀狌犪犾犚犲狏犻犲狑狅犳犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犛犮犻
犲狀犮犲狊,16:147-171.
Mo,X.X.,Deng,J.F.,Dong,F.L.,etal.,2001.Vocanical
petrotectonicassemblagesinSanjiangorogenicbelt,SW
Chinaandimplicationfortectonic.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犑狅狌狉狀犪犾
狅犳犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋犻犲狊,72(2):121-138(inChinese
withEnglishabstract).
Mortensen,J.K.,Hall,B.V.,Bissig,T.,etal.,2008.Age
andpaleotectonicsettingofvolcanogenicmassivesulfide
depositsintheGuerreroterraneofcentralMexico:con
straintsfromUPbageandPbisotopestudies.犈犮狅狀狅犿
犻犮犌犲狅犾狅犵狔,103:117-140.
Ota,T.,Utsunomiya,A.,Uchio,Y.,etal.,2007.Geologyof
theGornyAltaisubductionaccretioncomplex,southern
Siberia:tectonicevolutionofanEdiacaranCambrianin
traoceanicarctrenchsystem.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狊犻犪狀犈犪狉狋犺
503
地球科学———中国地质大学学报 第36卷
犛犮犻犲狀犮犲狊,30:666-695.
Piercey,S.J.,Peter,J.M.,Mortensen,J.K.,2008.Aspecial
issuedevotedtocontinentalmarginmassivesulfidede
positsandtheirgeodynamicenviroments.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲
狅犾狅犵狔,103:1-4.
Sawkins,F.J.,1972.Sulfideoredepositsinrelationtoplate
tectonics.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犾狅犵狔,80:377-397.
Sawkins,F.J.,1976.Metaldepositsrelatedtointracontinen
talhotspotandriftingenvironments.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犾狅
犵狔,84:653-671.
Sawkins,F.J.,1990.Integratedtectonicgeneticmodelfor
volcanichostedmassivesulfidedeposits.犌犲狅犾狅犵狔,18:
1061-1064.
Scott,S.D.,1980.GeologyandstructuralcontrolofKuroko
typemassivesulfidedeposits.In:Wilson,J.T.,Strang
way,D.W.,eds.,Thecontinentalcrustanditsmineral
deposits.犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犃狊狊狅犮犻犪狋犻狅狀狅犳犆犪狀犪犱犪犛狆犲犮犻犪犾
犘犪狆犲狉,20:706-720.
Shukuno,H.,Yoshihiko,T.,Tani,K.,etal.,2006.Originof
silicicmagmasandthecompositionalgapatSumisu
submarinecaldera,IzuBoninarc,Japan.犑狅狌狉狀犪犾狅犳
犞狅犾犮犪狀狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狋犺犲狉犿犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺,156:187-216.
Sibuet,J.C.,Letouzey,J.,Barbier,F.,etal.,1987.Backarc
extensionintheOkinawatrough.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻
犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺,92:1041-1063.
Sillitoe,R.H.,1972.Aplatetectonicmodelfortheoriginof
porphyrycopperdeposits.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔,67:184-
197.
Sillitoe,R.H.,1974.TectonicsegmentationoftheAndes:
implicationsformagmatismandmetallogeny.犖犪狋狌狉犲,
250:542-545.
Smith,I.E.M.,Worthington,T.J.,Price,R.C.,etal.,
2006.Petrogenesisofdaciteinanoceanicsubduction
environment:RaoulIsland,KermadecArc.犑狅狌狉狀犪犾狅犳
犞狅犾犮犪狀狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狋犺犲狉犿犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺,156:252-265.
Smith,I.E.M.,Price,R.C.,2006.TheTongaKermadecarc
andHavreLaubackarcsystem:theirroleinthedevel
opmentoftectonicandmagmaticmodelsforthewest
ernPacific.犑狅狌狉狀犪犾狅犳犞狅犾犮犪狀狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狋犺犲狉犿犪犾
犚犲狊犲犪狉犮犺,156:315-331.
Titley,S.R.,Heidrick,T.L.,1975.Tectonicevolutionof
someporphyrycoppersystemsofthesouthwesternPa
cificanditsimplications.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔,70:1331.
Tornos,F.,Chiaradia,M.,2004.Plumbotectonicevolutionof
theOssaMorenaZone,IberianPeninsula:tracingthein
fluence of mantlecrustinteractionin oreforming
processes.犈犮狅狀狅犿犻犮犌犲狅犾狅犵狔,99:965-985.
附中文参考文献
李文渊,2007.块状硫化物矿床的类型、分布和形成环境.地
球科学与环境学报,29(4):331-344.
莫宣学,邓晋福,董方浏,等,2001.西南三江造山带火山岩-
构造组合及其意义.高校地质学报,7(2):121-138.
603