三江地區(qū)大規(guī)模成礦動力學(xué)模式淺析

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，貴州 都勻558000；4.浙江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，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—揚子陸塊西緣，經(jīng)歷了以喜山期為主的構(gòu)造運動，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—白馬駒多個中大型鉛鋅銀多金屬礦床和大寶山—八寶山為多個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)。

2 地質(zhì)構(gòu)造背景

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烈碰撞，“三江造山帶與揚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)生了錯綜復(fù)雜的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)和空間[1、9、13]，伴隨強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。

3 討論

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。

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），帶動地幔軟流圈對流離極運動和科里奧利作用下，赤道以北產(chǎn)生五個順時針和一個北極逆時針的高能旋轉(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。

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順時針旋轉(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)力方向為近SN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前強烈撞擊（Alvarez et al,1980）[15]，促進印度板塊向北漂移，東亞旋渦旋轉(zhuǎn)加速和印度板塊與歐亞板塊強烈碰撞[16、17]，帶動“三江”造山帶與揚子陸塊西緣抬升，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。

4 結(jié)語

喜山期劇烈構(gòu)造運動引起印度板塊與歐亞板塊強烈碰撞，帶動“三江”造山帶與揚子陸塊西緣抬升，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)勘查局物化探總隊在該地區(qū)進行1∶5萬水系沉積物測量，圈出以Cu、Pb、Zn、Ag、Au為主的5個找礦遠(yuǎn)景區(qū)，異常強度高（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目于2016年底結(jié)題。由此建議對4個遠(yuǎn)景區(qū)進行進一步工作，同時對維西縣西北部進行快速化探掃面，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。