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第２７卷 第６期２０１３年１２月现 代 地 质ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ２７ Ｎｏ６Ｄｅｃ２０１３陆缘裂谷盆地的形成演化与ＶＭＳ矿床形成特征和成因类型的关系：以云南鲁春铜矿为例韩思宇１，２，３，刘家军１，２，杨喜安１，２，陈思尧１，２，程文斌４（１中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 １０００８３；２中国地质大学（北京）地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 １０００８３；３中国五矿集团公司，北京 １０００１０；４成都理工大学地球科学学院，四川成都 ６１００５９） 收稿日期：２０１２１０２４；改回日期：２０１３０４０２；责任编辑：楼亚儿。 基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（２００９ＣＢ４２１００３，２００９ＣＢ４２１００５）；高等学校学科创新引智计划项目（Ｂ０７０１１）。 作者简介：韩思宇，男，硕士，１９８７年出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，主要从事矿床及矿床地球化学研究。Ｅｍａｉｌ：ｈａｎｓｉｙｕ１８＠ｓｉｎａｃｎ。 作者简介：刘家军，男，教授，博士生导师，１９６３年出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，主要从事矿床地球化学及成矿规律方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｊｉａｊｕｎ＠ｃｕｇｂｅｄｕｃｎ。摘要：云南鲁春铜矿位于“三江”地区金沙江造山带内的鲁春—红坡牛场裂谷盆地。研究发现，鲁春铜矿赋存于一套以长英质为主的双峰式火山岩中，矿体分布呈“上层下脉”状，具有“上黄下黑”的金属分带特征，矿石矿物以方铅矿、闪锌矿和黄铜矿为主。而地球化学特征显示矿石与蚀变围岩及矿区火山岩的微量元素配分特征具有良好的相似性。矿石硫化物的δ３４Ｓ值为１１５‰～１７８‰，矿石铅同位素比值为２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１８４９８～１８６２６，２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１５５８８～１５７６０，２０８Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝３８４３０～３８９７４。阐述了鲁春—红坡牛场裂谷盆地的演化历史以及盆地内大量双峰式火山岩具有洋脊或板内拉张的特征，陆缘火山弧中重新拉张塌陷形成裂谷盆地，造成基底玄武岩浆上侵，从而导致大规模双峰式火山岩的喷发，这一系列特殊的构造背景和成矿环境促进了地壳内热液循环系统的形成，含矿热液的上升喷流和矿质沉淀集积，最终导致矿床形成。关键词：盆地演化；地质特征；地球化学特征；鲁春铜矿；云南中图分类号：Ｐ６１１１＋１；Ｐ６１８４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８５２７（２０１３）０６－１２８３－１４ＴｈｅＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌＭａｒｇｉｎＲｉｆｔＢａｓｉｎａｎｄＩｔｓＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｔｏＶＭＳＤｅｐｏｓｉｔ：ＡＣａｓｅＳｔｕｄｙｏｆｔｈｅＬｕｃｈｕｎＣｏｐｐｅｒＤｅｐｏｓｉｔ，ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＨＡＮＳｉｙｕ１，２，３，ＬＩＵＪｉａｊｕｎ１，２，ＹＡＮＧＸｉａｎ１，２，ＣＨＥＮＳｉｙａｏ１，２，ＣＨＥＮＧＷｅｎｂｉｎ４（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ；２ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ；３ＣｈｉｎａＭｉｎｍｅｔａｌｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１０，Ｃｈｉｎａ；４ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００５９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＬｕｃｈｕｎｍａｓｓｉｖｅｓｕｌｆｉｄｅｄｅｐｏｓｉｔｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅＬｕｃｈｕｎＨｏｎｇｐｏｎｉｕｃｈａｎｇｒｉｆｔｂａｓｉｎ．ＴｈｅＬｕｃｈｕｎｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔｏｃｃｕｒｓｉｎａｓｅｒｉｅｓｏｆｂｉｍｏｄａｌｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｗｈｉｃｈａｒｅｄｏｍｉｎａｔｅｄｂｙａｃｉｄｉｃｖｏｌｃａｎｉｃｓ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｏｒｅｂｏｄｉｅｓｉｎｔｈｅｏｒｅｄｉｓｔｒｉｃｔ：ｔｈｅｕｐｐｅｒｉｓｂｌａｃｋａｎｄｌｏｗｅｒｉｓｙｅｌｌｏｗ．Ｔｈｅａｓｓｅｍｂｌａｇｅｏｆｍｉｎｅｒａｌｓ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ，ｇａｌｅｎａａｎｄｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ，ｉｓｓｉｍｐｌｅ．ＴｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄＲＥＥｓｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｄａｔａｏｎｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｓａｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅｖｏｌｃａｎｉｃｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｓｕｌｆｕｒｉｓｏｔｏｐｉｃａｎａｌｙｓｅｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅ３４Ｓｖａｌｕｅｓｖａｒｙｆｒｏｍ１１５‰ｔｏ１７８‰．Ｏｒｅｌｅａｄｉｓｏｔｏｐｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｒｅｒａｔｈｅｒｕｎｉｆｏｒｍ，ａｓｅｖｉｄｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅＰｂｉｓｏｔｏｐｉｃｒａｔｉｏｓ：２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１８４９８ｔｏ１８６２６；２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１５５８８ｔｏ１５７６０；２０８Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝３８４３０ｔｏ３８９７４．Ｉｔｉｓｃｌｅａｒｔｈａｔｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｒｉｆｔｂａｓｉｎ．Ａｎｄｔｈｅｂｉｍｏｄａｌｖｏｌｃａｎｉｃｓｉｎｔｈｅｂａｓｉｎａｒｅｔｙｐｉｃａｌｏｆｏｃｅａｎｉｃｒｉｄｇｅｓｏｒｉｎｔｒａｐｌａｔｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌｓｅｔｔｉｎｇｓａｎｄｉｓｌａｎｄａｒｃ，ｉｔｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｔｈｅｔｅｃｔｏｎｉｃｓｅｔｔｉｎｇｉｎｔｈｉｓａｒｅａｉｓｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌａｎｄｒｉｆｔｉｎｇ．Ｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｗａｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｂｉｍｏｄａｌｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌｓｅｔｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｗａｓｆａｖｏｕｒｅｄｔｏｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｓｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄｓｅｘｈａｌｅｄａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｔｏｆｏｒｍｔｈｅＬｕｃｈｕｎＶＭＳｄｅｐｏｓｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｓｉｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；Ｌｕｃｈｕｎｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔ；Ｙｕｎｎａｎ０ 引 言我国西南“三江”（金沙江、澜沧江、怒江）地区作为全球重要的碰撞造山带，发育数个碰撞后形成的岛弧带，伴生大规模ＶＭＳ成矿作用，在义敦岛弧带形成了呷村、嘎依穷等多金属块状硫化物矿床，在江达—维西火山弧带中形成了足那铅锌矿床、赵卡隆多金属矿床等。本文研究的鲁春铜矿床也形成于江达—维西火山弧带中的鲁春—红坡牛场盆地内。研究认为鲁春—红坡牛场盆地为在碰撞后伸展背景下的陆缘火山弧中拉张断陷形成的裂谷盆地［１］。前人对鲁春矿床的区域构造背景、矿床地质特征、成矿年代、成矿规律等方面进行了深入研究，认为其产于陆缘火山弧发生张性塌陷而形成的裂谷盆地中；成矿时代为晚三叠世（平均２２４Ｍａ）；矿床产于一套双峰式火山沉积岩系中，矿体与围岩呈整合接触［１－４］。但对盆地演化与矿床成因之间的关系还缺乏深入探讨。作者在研究该矿床地质－地球化学特征的基础上，探讨了盆地演化过程与矿床形成机制的联系。１ 区域地质背景“三江”特提斯造山带地处阿尔卑斯—喜马拉雅构造域与环太平洋构造域交汇部位，是冈瓦纳大陆与劳亚大陆解体裂离、镶嵌汇聚和碰撞拼贴的造山带，同时亦是全球性地幔对流循环的两个汇聚中心之一［５］。其演化经历了从泥盆纪初始特提斯洋盆打开到石炭纪—二叠纪洋盆的扩张，再到三叠纪洋盆关闭，俯冲碰撞造山的较为完整的威尔逊旋回［６］。该构造带的强烈火山岩浆活动贯穿于岩石圈演化的始终，发育多条代表消减洋盆的蛇绿混杂岩带和与之配对的反映大洋板块俯冲消减乃至碰撞的弧火山岩和碰撞型火山岩带，标志着古板块的边界，记录着特提斯洋的开合历史。“三江”特提斯造山带由４条板块结合带与其间的稳定陆块（或微大陆）相间拼合而成。自东向西依次排布的结合带分别为甘孜—理塘结合带、金沙江—哀牢山结合带、澜沧江结合带和丁青—怒江结合带，其间的稳定陆块分别为中咱陆块、昌都—思茅陆块、羌塘陆块和保山陆块［７］。２ 矿床地质－地球化学特征２１ 矿床地质特征２１１ 赋矿层位鲁春铜矿床赋存于上三叠统人支雪山组（Ｔ３ｒ）中段（图１）。矿体下部为玄武岩，上部被一套３～６ｍ厚的流纹岩覆盖，反映矿化发生于海相酸性火山岩剧烈活动期，成矿作用与双峰式火山岩活动密切相关。２１２ 主要围岩蚀变矿床的围岩蚀变以大规模的面型蚀变为主，可分为下列蚀变带。绢云母化带：分布在含矿层中及其下侧，绢云母呈淡黄—淡绿色，靠近矿体逐渐过渡为绿泥石化带；绿泥石化带：绿泥石化在矿床中呈层状、似层状分布，灰绿色—墨绿色，是与矿体联系最紧密的蚀变围岩，为矿区重要的找矿标志。王立全等对其地球化学特征研究后指出，该绿泥石的形成是由酸性火山凝灰岩经强绿泥石化作用（喷流热液的自变质作用）的产物，它的出现是喷流沉积型成矿作用的直接表现形式［１］。２１３ 矿床分带鲁春铜矿床可分为上、下两个部分：上部含矿层为层状、似层状矿体；下部含矿层为脉状－网脉状矿体（图２）。在上部含矿层中出现明显的垂直分带现象，从上到下依次是：碳酸盐岩和硅质岩带，见有大量呈层纹状产出的灰岩、泥质条带灰岩和硅质岩；含铁燧石带，在含矿岩系中含铁燧石带呈层状、似层状分布，灰色—灰黑色，磁铁矿含量较高，形成磁铁石英岩；黑矿带，该带中主要金属矿物为方铅矿和闪锌矿，并伴生有磁铁矿，呈条带状、条纹状产出；黄矿带，该带中主要金属矿物为黄４８２１现 代 地 质２０１３年 图１ 鲁春铜矿地质略图（据文献［８］修编）Ｆｉｇ１ ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｔｈｅＬｕｃｈｕｎｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔⅠ昌都—思茅微陆块；Ⅱ金沙江弧—陆碰撞结合带；Ⅲ江达—德钦—维西二叠纪陆缘弧火山岩带中段；Ⅳ鲁春—红坡牛场三叠纪上叠裂谷盆地“双峰式”火山岩带；Ⅴ印支期花岗闪长岩体铁矿和黄铜矿，见有少量磁铁矿，呈条带状、条纹状产出。矿石具有典型的层纹状、条带状构造，粒序层理等，反映其具有同生沉积成因特征。下部含矿层以脉状、网脉状矿体为主，形成以黄铁矿和黄铜矿为特征矿石矿物的黄矿带。层状、似层状矿体直接覆盖于下部脉状、网脉状矿体之上，这是ＶＭＳ矿床重要的产出特征。２１４ 矿物组合鲁春铜矿床具有简单硫化物组合的特点，常见的金属矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等，因后期表生氧化作用而形成辉铜矿、蓝铜矿、铜蓝、孔雀石、褐铁矿等。脉石矿物主要有绿泥石、绢云母、石英、方解石和斜长石等。主要矿化元素为Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｕ，同时伴有多种综合利用的元素，如Ａｇ和Ａｕ等。２１５ 矿石结构构造矿石结构主要为自形－半自形粒状结构（图５８２１ 第６期韩思宇等：陆缘裂谷盆地的形成演化与ＶＭＳ矿床形成特征和成因类型的关系：以云南鲁春铜矿为例图２ 鲁春铜矿金属分带示意图Ｆｉｇ２ ＳｋｅｔｃｈｄｉａｇｒａｍｓｈｏｗｉｎｇｍｅｔａｌｌｉｃｚｏｎｅｏｆｔｈｅＬｕｃｈｕｎｃｏｐｐｅｒｄｅｐｏｓｉｔ１以流纹岩为主的长英质火山岩；２碳酸盐岩和硅质岩；３以闪锌矿、方铅矿和磁铁矿为主的层状黑矿；４以黄铁矿、黄铜矿和磁铁矿为主的层状黄矿；５脉状、网脉状矿体；６流体运移方向；ｓｐ闪锌矿；ｇｎ方铅矿；ｍｇｔ磁铁矿；ｐｙ黄铁矿；ｃｐ黄铜矿３ａ）、交代充填结构（图３ｂ）、交代侵蚀结构（图３ｃ）、草莓状结构（图３ｄ）等。矿石呈现条带状构造（图４ａ）、浸染状构造（图４ｂ）、块状构造（图４ｃ）、层纹状构造（图４ｄ），其次为脉状、