新聞動(dòng)態(tài)廣州地化所、深地科學(xué)卓越創(chuàng)新中心通過地球化學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘揭示中亞造山帶斑巖礦床形成規(guī)律和控制因素
斑巖型成礦系統(tǒng)主要包括銅金（Cu-Au），銅金鉬（Cu-Au-Mo），銅鉬（Cu-Mo）和鉬（Mo）礦床等成礦系列，是一種典型的巖漿熱液礦床類型，代表了大陸地殼中金屬和硫元素的異常富集，近百年來供應(yīng)了全球近3/4的銅、1/2的鉬和1/5金元素的需求量，以及大量的銀、鋅、錫和鎢等金屬，一直是工業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的礦床類型。
斑巖型礦床多與中酸性、具斑狀結(jié)構(gòu)的淺成侵入體有時(shí)空和成因上的聯(lián)系，因而形成不同斑巖成礦系列的機(jī)理和斑巖系統(tǒng)就位的控制因素一直是礦床學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前研究普遍認(rèn)為，斑巖系統(tǒng)的成礦侵入體源自被交代的軟流圈地幔楔的部分熔融，其產(chǎn)生的玄武巖熔體隨后上升，通過熔融、同化、儲(chǔ)存、均一化等方式與上覆地殼巖石圈相互作用，最終上升到地殼上部就位。在此過程中，巖石圈的屬性和結(jié)構(gòu)是制約礦床形成和就位的重要控制因素。而不斷發(fā)展成熟的同位素填圖正是進(jìn)行大區(qū)域尺度巖石圈屬性和結(jié)構(gòu)分析的重要工具，近年來被廣泛應(yīng)用造山帶分析研究中。
中亞造山帶作為顯生宙最大的增生型造山帶，在地理上從烏拉爾山脈向東延伸至太平洋沿岸，北接西伯利亞克拉通，南臨塔里木和華北克拉通，由古老的微大陸和各種新生的構(gòu)造單元組成，如島弧、陸緣弧、洋島、海山、蛇綠巖和增生雜巖體等。中亞造山帶已探明三個(gè)重要的斑巖型礦化帶，即哈薩克斯坦Cu±Au±Mo、蒙古Cu±Au±Mo和中國(guó)東北Cu±Au±Mo及Mo成礦區(qū)，因此具有重要的斑巖礦床勘查潛力。
圖1 中亞造山帶構(gòu)造地質(zhì)圖（a），Nd同位素地殼模式年齡等值線圖以及斑巖礦床分布緩沖區(qū)分析圖（c）
圖2 中亞造山帶及全球斑巖銅礦Nd同位素值和地殼厚度指標(biāo)的相關(guān)性圖（插圖為斑巖銅金和銅鉬礦床的地殼成熟度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果）
流體與成礦學(xué)科組陳華勇研究員指導(dǎo)吳超博士，與西澳大利亞地質(zhì)調(diào)查局的呂勇軍研究員合作，綜合5000套已發(fā)表的中酸性火成巖的空間坐標(biāo)、年代學(xué)、地球化學(xué)、2000套全巖Nd同位素等資料，深入挖掘大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息，定量地指示了地殼屬性和結(jié)構(gòu)對(duì)中亞造山帶斑巖銅礦分布的關(guān)鍵作用，取得了如下幾點(diǎn)關(guān)鍵認(rèn)識(shí)：
1）首次通過Nd同位素填圖方式繪制了中亞造山帶的全域的地殼模式年齡等值線圖，揭示了近500萬平方公里范圍的地殼屬性結(jié)構(gòu)，為帶內(nèi)的進(jìn)一步構(gòu)造屬性厘定和成礦條件分析提供支撐。
2）通過地理信息系統(tǒng)的緩沖區(qū)分析，揭示了中亞造山帶內(nèi)的斑巖礦床主要分布于新生地殼與古老地殼交界處120 km范圍內(nèi)，這一發(fā)現(xiàn)一方面表明外緣島弧而非內(nèi)緣島弧是斑巖礦床就位的有利構(gòu)造環(huán)境，另一方面為大區(qū)域尺度的礦產(chǎn)勘查圈定了遠(yuǎn)景區(qū)。
3）首次量化了斑巖礦床形成時(shí)對(duì)應(yīng)的地殼厚度結(jié)構(gòu)和地殼新生程度之間的負(fù)相關(guān)性，提出綜合地殼厚度和Nd同位素的成熟度指標(biāo)，以及相應(yīng)的計(jì)算公式，利用成熟度指標(biāo)定量化約束了中亞造山帶乃至全球斑巖銅金礦床和銅鉬礦床分異的制約因素。
項(xiàng)目成果近期發(fā)表于國(guó)際礦床學(xué)權(quán)威期刊Mineralium Deposita，該項(xiàng)研究成果獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金(41725009，41902089)和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)B(XDB18030206)的資助。論文信息如下：
Wu, C., Chen, H. & Lu, Y. Crustal structure control on porphyry copper systems in accretionary orogens: insights from Nd isotopic mapping in the Central Asian Orogenic Belt. Miner Deposita (2021). https://doi.org/10.1007/s00126-021-01074-z
（中國(guó)科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿）
