大陆碰撞成矿作用：新认识与新进展

摘要

大陆碰撞成矿理论框架已经初步构建，但在碰撞带岩石圈结构与深部致矿过程、碰撞带热状态与成矿差异控制、关键成矿过程与矿床成因机理等方面仍认识不足。近年来，通过地球物理-地球化学-岩石学-成矿学等多学科交叉研究和实验模拟，大陆碰撞成矿作用研究取得了诸多新认识和新进展。研究表明，碰撞带可以分为冷碰撞和热碰撞两种基本类型。其中，比利牛斯、阿尔卑斯和加里东造山带为冷碰撞演化序列代表，扎格罗斯、喜马拉雅和华力西造山带为热碰撞演化序列代表。冷/热结构受控于碰撞带深部过程和地幔热扰动强度。碰撞前大洋俯冲对上覆岩石圈的改造，导致岩石圈地幔交代富集、新生下地壳形成和古老地壳活化再造，为碰撞期含铜、金、稀土等岩浆系统形成提供了重要物源。碰撞期软流圈上涌交代、改造、吞噬上覆岩石圈，导致强烈的壳幔物质能量交换，为碰撞成矿提供了深部动力机制。碰撞成矿作用主要形成斑岩铜金矿床、MVT铅锌矿床、碳酸岩型稀土矿床、造山型金矿床以及淡色花岗岩有关的稀有金属矿床等。碰撞型大型斑岩铜矿床的形成要求：大陆板片中缓角度俯冲、俯冲板片垂向撕裂、新生下地壳部分熔融和壳内硫化物分解；MVT超大型铅锌矿的形成要求：褶冲系和前陆带环境、压/张构造转换、盆地卤水沿拆离带的迁移汇聚和前锋带的构造圈闭；碳酸岩型稀土矿床的形成要求：富稀土沉积物俯冲循环、碳酸岩化地幔根部分熔融、富REE碳酸岩浆壳内演化、高密度盐熔体与围岩交代反应；造山型金矿床的形成要求：岩石圈立交桥结构与壳/幔解耦变形、富水幔源超钾质岩浆集聚与去气、流体沿超壳断裂迁移与交代；与淡色花岗岩有关的稀有金属矿床的形成要求：活化改造地壳的部分熔融、拆离构造驱动的岩浆分异或者热驱动的岩浆高度分异。基于上述要素，结合典型矿床对比，建立和完善了大陆碰撞带4种典型矿床的成矿模型。

关键词

大陆碰撞 / 新生下地壳 / 俯冲角度 / 板片撕裂 / 岩石圈架构 / 成矿作用

基金资助

国家重点研发计划项目(2022YFF0800903)