王瑞：青藏高原南部后碰撞岩浆作用和斑岩成矿作用

来源：中国地质大学

斑岩矿床主要分布于环太平洋岩浆弧，传统的或经典的斑岩成矿理论就是在古俯冲带上建立起来的，但近年来，在陆陆后碰撞环境下也发现了许多大型的斑岩型矿床。例如我国的冈底斯巨型成矿带(>25 Mt Cu)，其中包括国内最大的斑岩型铜矿—驱龙矿床（>10 Mt Cu）。除了动力学背景有别于传统的安第斯岩浆弧外，一个鲜明的特征是青藏高原内部发育大规模与斑岩成矿作用时空关系密切的岩浆岩，且种类多样，明显不同于与俯冲有关的弧岩浆系统。

受Earth-Science Reviews 主编Tim Horscroft的邀稿，我校科学研究院王瑞教授和朱弟成教授，与澳大利亚和加拿大学者综述了青藏高原南部的后碰撞岩浆作用和斑岩成矿作用，取得的创新性认识有：

1、冈底斯中新世含矿斑岩具有明显富水（> 4.5 wt. %）和高氧逸度（ΔFMQ +0.8 到 +2.9）的特征，易于成矿。该岩浆具有显著较低的锆饱和温度（600~700°C），证实它们的形成主要受控于加水熔融过程。这些加入的“外来水”有以下两种可能：（1）印度-欧亚大陆碰撞后，印度板片俯冲发生变质作用而脱下来的水；（2）幔源的超钾质岩浆或其它镁铁质岩浆（例如MME），在上侵底垫到壳幔边界，由于减压而释放的水。

2、冈底斯成矿岩浆高的氧逸度主要有以下三种可能：（1）印度大陆西北缘广泛发育蒸发岩和碳酸盐岩，这些氧化的沉积物随着印度大陆俯冲可以进一步交代上覆岩石圈从而形成高氧逸度环境；（2）高水引发高氧逸度，实验岩石学的工作证实了高水的钙碱性岩浆演化为高氧逸度的岩浆的潜力更大；（3）加厚地壳背景下的岩浆，由于经历了显著地富集Fe2+的石榴石或者角闪石的分离结晶，岩浆会变得更氧化。

3、冈底斯带内的岩浆岩和矿床分布表现出明显的东西分带。我们论证了：（1）印度大陆的俯冲是一个与冈底斯带斜交的（非平行）俯冲，印度大陆在西冈底斯北向俯冲距离远，而东冈底斯北向俯冲距离短；（2）在东冈底斯，中新世的大印度板片是陡俯冲，断离事件形成了板片窗，软流圈物质通过板片窗上涌诱发岩石圈地幔熔融，并和拉萨地体之下早期俯冲交代形成的新生下地壳相互作用，促使了富矿岩浆的产生（图2）。由于大印度在西冈底斯为缓俯冲，北向俯冲距离远，因而整体垫托在西冈底斯底部，由于缺乏一个开放的地幔窗，新生下地壳的熔融规模较小，因而整体贫矿。

图1：西藏冈底斯带的岩浆作用和矿床分布

图2：西藏冈底斯带的岩浆作用和斑岩成矿模式图

A. 印度板片在西冈底斯为缓俯冲，B. 印度板片在东冈底斯为正常的大陆俯冲。

上述成果发表在国际顶级期刊《Earth-Science Reviews》上：Wang, R*, Weinberg, R.F., Collins, W.J., Richards, J.P., Zhu, D.C., 2018. Origin of post-collisional magmas and formation of porphyry Cu deposits in southern Tibet. Earth-Science Reviews, 181, 122–143. [IF2016 = 7.491]