新聞動(dòng)態(tài)魏博等-GSAB 同碰撞伸展作用控制了匯聚板塊邊緣巖漿銅鎳硫化物礦床的爆發(fā)性成礦
中亞造山帶是全球最大的增生造山帶，它是眾多巖漿弧與微陸塊碰撞拼貼的產(chǎn)物，其演化過程受控于古亞洲洋的俯沖與閉合。相對(duì)于中亞造山帶漫長(zhǎng)的增生碰撞歷史（數(shù)億年），巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦期卻十分短暫（幾個(gè)百萬年）。以中亞造山帶西段的額爾齊斯構(gòu)造帶為例，大量鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體沿著該構(gòu)造帶分布，形成于俯沖-碰撞-伸展的不同構(gòu)造背景，成巖年齡介于430~270 Ma之間，而含礦巖體年齡僅集中于290~280 Ma之間。同樣，在中亞造山帶東天山沿著康古爾塔格-黃山韌性剪切帶分布的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體，其成巖年齡介于380~270 Ma之間，含礦巖體年齡僅集中于285~280 Ma之間；中亞造山帶東段紅旗嶺-長(zhǎng)仁地區(qū)的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體年齡為272~212 Ma，含礦巖體年齡集中于226~212 Ma。因此，成礦作用集中在較短的15 Myr之內(nèi)，具有顯著的爆發(fā)性特點(diǎn)。這種成礦的爆發(fā)性是否受控于造山帶的構(gòu)造演化歷史，之前鮮有關(guān)注。
針對(duì)以上問題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所巖漿作用與成礦團(tuán)隊(duì)魏博副研究員和王焰研究員與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)團(tuán)隊(duì)李鵬飛研究員合作，選取中亞造山帶沿額爾齊斯構(gòu)造帶分布的二疊紀(jì)鎂鐵質(zhì)巖體，對(duì)比了含礦與不含礦巖體的侵位歷史、侵位深度（圖1A）、母巖漿演化程度（圖1B）、以及圍巖的巖性特點(diǎn)，并結(jié)合區(qū)域地殼變形和構(gòu)造演化歷史，獲得以下新認(rèn)識(shí)：相對(duì)于不含礦巖體，含礦巖體的母巖漿快速侵位到地殼淺部，有利于混染地殼淺部的沉積地層，同時(shí)避免了母巖漿在地殼深部因大量橄欖石分離結(jié)晶而強(qiáng)烈虧損Ni，這兩點(diǎn)對(duì)于巖漿銅鎳硫化物礦床成礦至關(guān)重要。結(jié)合巖體年齡分布特點(diǎn)和區(qū)域構(gòu)造變形歷史，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)含礦巖體的侵位在時(shí)間上與區(qū)域同碰撞伸展的構(gòu)造事件相吻合（圖2），表明在造山帶持續(xù)擠壓碰撞的過程中出現(xiàn)了短暫的平行于造山帶的伸展，導(dǎo)致含礦母巖漿快速侵位到地殼淺部（圖3）。因此，同碰撞伸展作用可能是中亞造山帶及類似構(gòu)造背景下巖漿銅鎳硫化物礦床爆發(fā)性成礦的關(guān)鍵控制因素。
該研究受國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目（41730423, 41873050, 41872222）和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目（2022358）的資助，研究成果表于Geological Society of America Bulletin上：
Wei Bo, Wang Christina Yan*, Li Peng-Fei, 2024, Syn-collisional extension and Ni-Cu sulfide-bearing mafic magma emplacement along the Irtysh Shear Zone in the Central Asian Orogenic Be, Geological Society of America Bulletin, v. 136(1): 403-417. https://doi.org/10.1130/B36759.1.
圖1 (A) 角閃石的溫壓計(jì)指示含礦巖體的侵位深度相對(duì)較淺；（B）橄欖石的成分指示不含礦巖體的母巖漿經(jīng)歷了強(qiáng)烈的分離結(jié)晶作用
圖2 (A) 額爾齊斯構(gòu)造帶演化歷史和鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體年齡的分布，表明含礦巖體的侵位與碰撞過程中短暫的平行造山帶伸展完全同期
圖3 (A) 初始碰撞（312~295Ma）造成地殼加厚；（B）平行造山帶伸展（295~280Ma）形成了水平面理和拉伸線理構(gòu)造，含礦巖體的母巖漿快速侵位到地殼淺部并混染沉積地層，達(dá)到硫化物飽和并富集成礦；（C）轉(zhuǎn)換壓縮（280~253Ma）階段，不含礦巖體侵位到地殼深部（圍巖為高級(jí)變質(zhì)巖或者花崗巖）因大量橄欖石分離結(jié)晶而強(qiáng)烈虧損Ni
