板块俯冲过程中发生的流体活动及壳-幔相互作用可导致元素-同位素分异,并直接影响地幔物质再循环和大陆地壳及许多重要矿产资源的形成。研究表明我国长江中下游、华南、冈底斯地区多个大型斑岩型铜金矿床形成均与不同时期的板块俯冲所诱发的岩浆作用密切相关。查明俯冲过程中岩浆作用及所诱发的铜金成矿,具有重要科学意义和潜在的应用价值。本课题将研究已折返深俯冲板块碎片记录的元素-同位素分异现象、长江中下游和华南以及冈底斯等典型板块俯冲带的岩浆活动与对铜金成矿的控制机制,系统研究板块俯冲过程不同温度、压力条件下所发生的脱水、熔融和变质作用及元素的聚散与成矿,为研究板块俯冲的化学过程及相关岩浆-成矿过程等地球科学基础性问题提供重要信息。这不仅具有重大理论价值,而且对指导区域找矿还有潜在的应用前景。
plate subduction;magmatism;porphyry-type deposit;geochemistry;element and isotope fractionations
我国多个地区大型斑岩型铜(金)矿床与板块俯冲所诱发的岩浆作用密切相关。查明俯冲过程中岩浆作用及其诱发的成矿作用,具有重要科学意义和应用价值。在板块俯冲过程中,流体活动和壳-幔相互作用能够导致元素-同位素分异,直接影响壳幔物质再循环和重要矿产资源的形成。因此,本项目从板块俯冲和折返作用过程中元素-同位素分异现象为重点,以长江中下游地区和菲律宾岛弧地区与板块俯冲相关的岩浆岩为研究对象,探讨岩浆活动与铜(金)成矿的制约关系。通过项目的工作,在板块俯冲和折返过程中元素和同位素地球化学行为和效应、长江中下游地区中生代岩浆作用与成矿、菲律宾地区现代岛弧岩浆作用与成矿等三个方向取得了多项研究成果。主要有观察到深俯冲岩石在不同的变质阶段流体性质存在差异;观察到板片俯冲过程中Mg同位素不发生分馏,Mg同位素可以用来示踪进入地幔的再循环地壳物质;提出俯冲带强烈的水-岩相互作用和超临界流体的出现是导致变质过程中元素迁移和分异的主要因素;氧逸度的变化会导致金红石中Nb-V含量变化,从而引起俯冲物质Nb-Ta分异;观察到在大陆深俯冲变质的不同阶段,地球化学性质相似的Li和B具有不同的地球化学行为,而矿物组合是控制Li、B同位素分馏的重要因素;观察到长江中下游埃达克岩具有较高的氧逸度和水含量,进而认为具有高氧逸度和水含量特征的埃达克才具有成矿潜力;提出长江中-下游地区晚中生代岩浆作用和铜铁矿床分布规律可能与古太平洋俯冲板块后撤密切相关;认为印尼加里曼丹岛Lamandau与闪长玢岩相关的新生代IOCG矿床与晚白垩世-古近纪太平洋板块俯冲作用相关。