閻 鴻 銓
吉林大學地球科學學院,長春 130061
中-東西伯利亞及俄羅斯遠東地區(qū)構造和成礦作用的研究進展
閻 鴻 銓
吉林大學地球科學學院,長春 130061
俄羅斯地質學家在近20年來以巖石圈板塊構造理論和地體分析方法,對中-東西伯利亞和俄羅斯遠東地區(qū)構造和區(qū)域成礦作用的研究取得了一系列重要進展。這些進展集中體現(xiàn)在2個多國合作項目取得的成果和2部最新的科學專著中。作者重點介紹了中-東西伯利亞和俄羅斯遠東地區(qū)區(qū)域構造演化、區(qū)域構造和區(qū)域成礦單元及一些重要金屬礦床的基本特征,并對本區(qū)地質演化的某些重要問題(轉換陸緣、蒙古-鄂霍茨克造山帶等)做了討論,以此向讀者提供一個有關俄羅斯東部地區(qū)上述領域基本研究現(xiàn)狀的梗概。
中-東西伯利亞; 雅庫特;俄羅斯遠東;構造;區(qū)域成礦作用;地體分析
1.克拉通及其碎片;2.各時代的造山帶;3.推覆邊界;4.走滑斷裂;5.其他斷裂;6.所討論的俄羅斯遠東地區(qū);7.所討論的中-東西伯利亞地區(qū)。圖1 所討論地區(qū)在東北亞構造中的位置(據(jù)文獻[1]修編)Fig. 1 The position of the territory discussed in the present paper in the structure of the Northeast Asia(revised after reference[1])
筆者所討論的中-東西伯利亞地區(qū)(圖1),僅指俄羅斯聯(lián)邦薩哈(雅庫特)共和國境內地區(qū),面積310.32 萬km2。其南部的近貝加爾和后貝加爾地區(qū),暫不列入討論范圍之內。經(jīng)幾代地質人的艱辛努力,在雅庫特已經(jīng)發(fā)現(xiàn)4萬余處各類礦床及礦點,其中不乏大型和超大型者。這里每年開采的金剛石幾乎是俄羅斯年產(chǎn)量的全部,采金占全俄羅斯產(chǎn)量的20%~25%。俄羅斯最大的錫(杰普達特)、銻(薩雷拉赫)、稀土金屬(通姆通爾)礦床和煤礦位于本區(qū)。已經(jīng)探明的天然氣儲量巨大,21世紀初還發(fā)現(xiàn)了數(shù)量可觀的石油[2]。
包括9個俄羅斯聯(lián)邦主體的遠東地區(qū)西與雅庫特毗鄰,面積311.8 萬km2(圖1)。這里開采占全俄35%~40%的金(德茹利耶塔、納塔爾卡、師庫拉、哈坎德然、珀科羅夫卡和多峰等礦床),近50%的銀(杜卡特、月亮等礦床),20%的鉑族金屬(空德爾、西科里亞克)。在遠東集中了俄羅斯近80%錫和鎢的礦產(chǎn)基地(非斯梯瓦爾、右烏爾敏、依烏利津、萊蒙托夫、東方-Ⅱ和許多其他礦床),此外還有儲量不小的煤、石油和天然氣(薩哈林)[1]。
俄羅斯聯(lián)邦政府近年關于加速發(fā)展東西伯利亞和遠東地區(qū)的決策已經(jīng)引起廣大俄羅斯地質人的積極反響。
1.1 20世紀40-80年代地質事業(yè)的大發(fā)展與90年代初期的大衰退
無論在俄羅斯遠東,還是在西伯利亞,最積極活躍的地質調查活動出現(xiàn)在20世紀40-80年代。幾代廣大地質人員的奮斗結果,奠定了對于本區(qū)地質構筑及含礦性認識的基礎。
蘇聯(lián)解體后的一個時期曾出現(xiàn)過地質工作的全面大衰退。當時曾經(jīng)廣泛地流傳一種說法,似乎許多地區(qū)的已知礦產(chǎn)資源足以保障礦業(yè)未來數(shù)十年的發(fā)展,無須擔心其儲量,故地質人員和地質隊伍也不再必需。眾多有識人士稱這種觀點極端錯誤。一生獻給了西伯利亞地質事業(yè)的地質學家L. M. Parfenov院士曾針對這種觀點指出[1],礦產(chǎn)資源仍將長期決定著雅庫特乃至全俄羅斯的經(jīng)濟發(fā)展。最具戰(zhàn)略意義的礦產(chǎn),如金、金剛石、石油及天然氣的數(shù)量并非像人們以為的那么巨大。因此,維系和發(fā)展礦產(chǎn)基地仍將是雅庫特地質人在21世紀的重要任務。同樣,A. I. Khanchuk院士在其主編的專著中強調[2]:“亞太地區(qū)目前是世界上最為活躍的發(fā)展中的地區(qū),而在地質和礦產(chǎn)方面最引人關注的俄羅斯東部邊疆在其中占有極其重要的地位。亞太地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展導致對礦產(chǎn)資源需求和對礦藏合理利用的要求在不斷增長,以適應本地區(qū)人類社會可持續(xù)發(fā)展的目標”。
在20世紀60-80年代,先后編制了一批該區(qū)不同比例尺的地質、地球化學及地球物理圖件,發(fā)現(xiàn)了諸多大型和中、小型礦床。到20世紀末,雅庫特地區(qū)1∶100萬和1∶20萬比例尺地質圖全部完成,其絕大部分已出版。許多地區(qū),尤其礦區(qū)已被1∶5萬比例尺地質圖覆蓋[1]。但是,據(jù)V.V.Kalashnikov稱,這些小比例尺圖件大都是35~55 a前的成果,現(xiàn)在已經(jīng)過時。在2003-2011期間出版了1∶150萬薩哈(雅庫特)共和國地質圖,還準備出版 1∶150萬薩哈(雅庫特)共和國礦產(chǎn)圖。為第三代1∶100萬俄羅斯聯(lián)邦地質圖的統(tǒng)一出版,雅庫特已經(jīng)有多幅做好了準備。雅庫特地質研究程度總體落后,與礦產(chǎn)開發(fā)和經(jīng)濟發(fā)展形勢不相適應。在保持區(qū)域工作已有速度的前提下,地質研究程度要趕上全俄羅斯的中等水平,不會早于2030年(2011年8月5-7日,V. V. Kalashnikov在薩哈(雅庫特)共和國政府與俄羅斯科學院西伯利亞分院主席團聯(lián)席會上的報告,www.sakha.gov.ru)。到2006年初為止,俄羅斯遠東全區(qū)已完成1∶20萬地質圖的編制,其中大部分已出版。1∶5萬及更大比例尺的地質測量覆蓋多數(shù)地區(qū),尤其是礦區(qū)。若干行政區(qū)出版了1∶100萬的地質綜合圖件[1]。但與此同時,據(jù)MINEX FAR EAST 2012(遠東礦業(yè)與地質勘探論壇-2012)報道,該論壇的參加者認為,現(xiàn)在在遠東的找礦工作占全區(qū)不足10%的面積,而以現(xiàn)代方法要求來看,區(qū)域研究程度則更低(http://fareast.minexforum.com/rus/)。盡管如此,無可否認的事實是,在對俄羅斯遠東各種地質問題研究的漫長歷史中,幾代地質學者所發(fā)表的科學論著數(shù)量極其巨大,“僅其清單就會占據(jù)數(shù)百頁”[1]。而對于西伯利亞來說,這個數(shù)量恐怕會更大。但是,正如文獻[1]作者所稱:這些研究主要基于地槽說,沒能考慮古地球動力學與區(qū)域成礦學的彼此關系。自20世紀80年代中期,尤其90年代初以來,陸續(xù)出現(xiàn)諸多關于本區(qū)中-新生代俯沖、碰撞和裂谷等地球動力學[3-11]及與其有關的區(qū)域成礦學[12-20]方面的新資料,以板塊構造立場分析成礦作用的諸多成因問題已經(jīng)勢在必行[1]。
1.2 2個重要國際合作項目與2部重要科學專著
2個重要國際合作項目和2部重要科學專著是近20年來俄羅斯學者以巖石圈板塊構造理論和基于該理論的地體分析方法,對中-東西伯利亞和遠東廣大地區(qū)構造和區(qū)域成礦作用研究所取得顯著進展的集中體現(xiàn)。
1988-1996年間,俄羅斯、日本、加拿大和美國地質學家們合作研究完成一國際項目:俄羅斯遠東、阿拉斯加及加拿大科迪勒拉礦床、區(qū)域成礦作用與構造(以下簡稱北環(huán)太平洋項目)。其主要成果是北環(huán)太平洋地球動力學和區(qū)域成礦帶圖(1∶500萬)及其總結報告等[21-23]。1997-2003年間,俄羅斯、蒙古、中國、韓國、日本和美國地質學家們合作完成另一國際項目:東北亞主要礦床、區(qū)域成礦作用與構造(以下簡稱東北亞項目)。其主要成果是東北亞地球動力學和區(qū)域成礦帶圖(1∶500萬,1∶1 000萬)及東北亞區(qū)域成礦與構造的總結報告等[24-27]。M. I. Kuzmin, L. M. Parfenov和A. I. Khanchuk是俄羅斯較早用板塊構造理論系統(tǒng)地研究西伯利亞和遠東地區(qū)構造與成礦作用的著名學者,同其他學者一道參加了上述第一個國際項目。而參加第二項目的俄羅斯專家有60多人,來自俄羅斯科學院西伯利亞分院和遠東分院系統(tǒng)的8個研究所及1所大學。M. I. Kuzmin, L. M. Parfenov和A. I. Khanchuk是項目俄方負責人,也是該項目實際上的學術帶頭人。
2001年出版了L. M. Parfenov和M. I. Kuzmin主編的《薩哈(雅庫特)共和國地區(qū)區(qū)域構造、地球動力學和區(qū)域成礦作用》[2](以下簡稱《雅庫特構造與成礦作用》)。2006年出版了A. I. Khanchuk主編的《俄東地球動力學、巖漿作用和區(qū)域成礦學》[1](以下簡稱《俄東地球動力學與成礦作用》)。兩書作者異曲同工之處,在于以先進的理論和方法,共同對俄羅斯廣袤的東部地區(qū)的成礦作用和與其相關構造、巖漿、盆地、走滑和深部構造以及構造復原等諸多方面做出了嶄新的系統(tǒng)總結。
2個國際合作項目促進了2部科學專著的問世。后者又在很大程度上豐富了2個國際合作項目涉及俄羅斯東部地區(qū)的研究成果。在方法學上,2部專著與2個國際合作項目一致,并與20世紀80年代北美一些地質學者的概念[28]一脈相承。
1.3 區(qū)域構造和區(qū)域成礦作用研究的大趨勢
盡管目前在俄羅斯地學界仍有不少人,包括一些著名學者堅持以地槽說從事各領域的研究,但世紀之交以來,以活動論的立場,包括使用地體分析方法研究俄羅斯東部的構造和區(qū)域成礦作用成了一種重要的發(fā)展趨勢。
在《雅庫特構造與成礦作用》和《俄東地球動力學與成礦作用》出版前后召開的幾個學術會議與本文所述內容有關。2004年9月在符拉迪沃斯托克召開的IAGOD 研討會“太平洋西北之成礦作用:活動陸緣構造、巖漿作用及區(qū)域成礦作用”,其論文摘要集《構造、巖漿作用和區(qū)域成礦作用》(《Tectonics, Magmatism and Metallogeny》)中有198篇報告,涉及本文所論地區(qū)構造及成礦作用的報告幾乎占一半。2007年6月11-16日在航行于阿穆爾河(黑龍江)下游的游艇上,為紀念L. M. Parfenov而舉行的“北環(huán)太平洋和東亞構造與區(qū)域成礦作用”學術會議,參加者近百人,來自俄羅斯內外,其中包括上述2個國際合作項目的多數(shù)成員。會議內容廣泛,包括2個國際合作項目若干成果的論述及上述2部專著作者們對一些問題的討論。會議另外一些代表的報告對本區(qū)構造和區(qū)域成礦作用也提出了若干新認識,或補充了一些新資料。2011年9月20-23日在符拉迪沃斯托克召開了“巖石圈板塊俯沖、碰撞和滑動環(huán)境下的地質過程”的全俄國際性學術會議。會議內容更為廣泛,包括其議題范圍內的一些理論問題討論,也包括所指3種環(huán)境下有關的各種地質過程(太古宙至現(xiàn)代)資料的論述,其中40%的報告與中-東西伯利亞和俄羅斯遠東地區(qū)的構造、成礦作用有關。此外,在俄羅斯科學院礦床、巖石、礦物及地球化學研究所于2004年出版的論文集《大型和超大型礦床:分布規(guī)律與形成條件》中共27篇論文,其中有10篇論文討論了本區(qū)的一批大型和超大型貴重、有色、稀有金屬及金剛石礦床的特點和形成條件。
2.1 區(qū)域構造的3大單元
中-東西伯利亞地區(qū)的構造主要包括北亞克拉通東部、克拉通的上揚斯克下沉陸緣(上揚斯克褶皺-推覆帶)和約占雅庫特一半面積的中生代上揚斯克-科雷馬造山區(qū)的3個部分(圖2和圖3)。
1-3西伯利亞地臺:1.地臺蓋層及結晶基底頂面等深線(km);2-3.地臺基底:2.阿爾丹-斯塔諾夫地盾地體(WA.西阿爾丹花崗-綠巖,NM.尼梅爾麻粒巖-正片麻巖,ST.蘇塔姆麻粒巖-副片麻巖,UC.烏丘爾麻粒巖-副片麻巖,TN.特鼎英云閃長巖-更長花崗片麻巖地體)和阿納巴爾地盾地體(MG.馬崗英云閃長巖-更長花崗片麻巖,DL.達爾登紫蘇花崗片麻巖,KH.哈裴昌麻粒巖-副片麻巖地體);3.構造混雜巖帶;4-8.上揚斯克-科雷馬造山區(qū):4.上揚斯克褶皺-推覆帶;5-8.地體群:5.冒地槽地體(KT.克特里,OV.奧姆列夫,PR.濱科雷馬,CH.楚科奇);6.奧莫隆克拉通地體;7中AZ為阿拉杰依島弧,BR為別列佐夫,AG為阿爾加-塔斯,NG為納宮德仁,KN為庫拉爾-涅爾濁積巖地體;洋殼巖石為主的增生楔地體(SA.南阿紐依,KD.肯克里達,SH.沙拉烏洛夫);8中PD為以婆洛烏斯-德巴濁積巖為主的增生楔地體;9-12為花崗巖帶:9.縱向帶:圈內符號MB為主帶,143~138 Ma;圈內符號NB為北帶,130~123 Ma; 圈內符號TK為塔斯-克斯塔貝特帶,150~120 Ma;10.南上揚斯克帶,155~120 Ma;11.橫向帶:圈內符號DN為德爾貝克-涅利格辛帶,132~123 Ma,12.106~95 Ma的花崗巖;13.貝加爾-帕托姆褶皺-推覆帶;14.鄂霍茨克-楚科奇火山-深成巖帶碎片;15-18為早白堊世活動陸緣碎片:15.侏羅紀-早白堊世亞堿性和堿性巖漿巖;16.侏羅紀弧后盆地陸相地層;17.新生代地層;18.斷裂;19.逆掩斷裂(AD.阿德察-塔棱);20.走滑斷裂;21.剖面線(圖3)。圖2 雅庫特境內主要構造單元[2]Fig.2 Main tectonic units of the Yakutia[2]
1-5為北亞克拉通:1.前寒武紀結晶基底;2-5為沉積、火山-沉積蓋層:2.文德紀-早古生代以碳酸鹽巖為主的地層,底部局部見里非紀碎屑巖和碳酸鹽巖地層;3.中泥盆世-早石炭世裂谷成因火山-沉積巖;4.石炭紀和二疊紀碎屑巖地層;5.中生代碎屑巖地層;BP.貝加爾-帕托姆褶皺-推覆帶;VE.上揚斯克褶皺-推覆帶;6-15為上揚斯克-科雷馬造山區(qū)地體群:6.島弧地體(AZ.阿拉杰依);7.主要由濁積巖構成的A型增生楔地體(PD.婆洛斯諾-德巴);8.主要由大洋巖石構成的B型增生楔地體(KD.肯克里達,SA.南阿紐依);9.蛇綠巖地體(MN.姆尼爾坎);10.冒地槽(被動陸緣)地體(OV.奧姆列夫,CH.楚克奇);11.陸緣底部濁積巖地體(KN.庫拉爾-涅爾);12.濁積巖地體(AG.阿爾加-塔斯);13.晚侏羅世-新生代后拼合及后增生產(chǎn)物(ZB.哲里揚盆地);14.仰沖斷裂;15.正斷裂。剖面位置見圖2。圖3 雅庫特主要構造帶地質剖面圖[2]Fig.3 Geological cross-section of the main tectonic units of the Yakutia[2]
在北亞克拉通基底的組成中,劃分出若干太古宙麻粒巖-綠巖原克拉通及圍繞它們的古元古宙麻粒巖帶,后者又由各類地體構成?;谛碌牡刭|年代學和鉆探資料,證明存在若干1 100~1 400 Ma的晚前寒武紀造山帶,焊接了早前寒武紀的阿爾丹、阿納巴爾和安加拉塊體(block)。這些造山帶的形成結束了元古宙Rodinia超大陸的生成過程。由于新元古宙的裂谷作用,使北亞克拉通的北和東界在文德紀就已定格[2]。
在研究西伯利亞地臺蓋層和上揚斯克下沉陸緣的構造及其形成歷史的過程中,強調里非和泥盆紀裂谷作用及與其相關的玄武巖巖漿作用所具有的決定性意義。上揚斯克褶皺-推覆帶的變形構造具有一系列特點。其不同部位的變形風格各異,推覆起了重要作用。在重力資料定量解釋的基礎上,討論了文德紀-早古生代碎屑-碳酸鹽巖雜巖與晚古生代碎屑巖雜巖在變形上的差別[2]。
在上揚斯克-科雷馬造山區(qū)地體群的組成中劃出克拉通、冒地槽、大洋蛇綠巖、島弧、濁積巖等不同類型的增生楔地體。古生物地理和古地磁資料證明,其大多數(shù)并非外來體,它們從北亞克拉通分離的距離不超過幾千米。某些地體(奧姆列夫、濱科雷馬、奧莫隆、鄂霍茨克)與克拉通分離,是里非和泥盆紀裂谷作用的結果,后者與形成奧依密阿空小型洋盆有關。絕大多數(shù)地體在中侏羅世末拼貼為科雷馬-奧莫隆超地體。巴通-卡洛夫期滑塌巖屬科雷馬-奧莫隆超地體作為統(tǒng)一構造單元形成之后而生成的后拼貼產(chǎn)物,與烏揚基諾-雅薩赤寧和奧洛依巖漿弧以及巴通、晚侏羅-泥歐克姆期中央阿拉澤雅臺地雜巖的俯沖有關。
科雷馬-奧莫隆超地體與北亞克拉通的碰撞和分隔它們的奧依密阿空洋盆的關閉,發(fā)生在侏羅紀末到泥歐克姆期之初,并伴隨定年為140~135 Ma(40Ar-39Ar法)的碰撞花崗巖類主帶的形成。北巖基帶的花崗巖類稍微年輕(130~123 Ma),并與伴隨南阿紐依洋小海灣關閉的俯沖和科雷馬構造環(huán)西部坳曲的形成有關[2]。
2.2 火山-深成巖帶
“焊接”各類地體和相鄰克拉通邊緣的花崗雜巖帶為后增生產(chǎn)物,屬于這種后增生產(chǎn)物的還有阿爾布期-晚白堊世的鄂霍茨克-楚科奇火山-深成巖帶的后方帶、阿爾丹-斯塔諾夫地盾的侏羅紀-早白堊世堿性和亞堿性巖漿巖田和阿普特期-晚白堊世因迪吉爾卡寬闊的拉張帶,后者是東西伯利亞海和拉普捷夫海陸棚及濱海低地區(qū)的裂谷盆地,而在更南的地區(qū)有亞堿性及堿性火山巖帶和非造山堿性花崗雜巖鏈分布[2]。
2.3 成礦帶
《雅庫特構造與成礦作用》一書的作者與《俄東地球動力學與成礦作用》及上述2個國際合作項目的研究者一樣,在區(qū)域成礦作用研究中拒絕使用成礦省概念。據(jù)Parfenov稱[2],拒絕使用成礦省概念的理由是,這種不論礦床年齡、而僅僅依據(jù)其共同位置的成礦單元劃分不能完成區(qū)域成礦學分析的主要任務,即使查明礦床與構造形成的地球動力學環(huán)境的關系,也不能給出作為區(qū)域預測評價的依據(jù)。確定一定類型礦床的形成與地球動力學類型的密切關系是在區(qū)域成礦學分析中使用巖石圈板塊構造理論的依據(jù)。
在上述2個國際合作項目和2本專著中,成礦帶(metallogical belt)是成礦區(qū)劃的最主要單元和區(qū)域成礦學分析的起始概念,包括在一定地球動力學環(huán)境下形成的所有礦床及礦點[1]。但是,在這4項研究成果中,實際上劃出的成礦帶的規(guī)模千差萬別,這在很大程度上取決于所在構造單元規(guī)模的不同,同時也反映了作者們對成礦帶概念的理解有所不同。Parfenov等在偌大的雅庫特共和國境內劃出10個成礦帶,而成礦帶內劃出次一級的成礦亞帶(metallogical zone)則有50個,實際上成了該區(qū)的基本成礦單元。在后者內通常還劃出次一級單元,稱礦區(qū)(ore district)(表1)。
表1 薩哈(雅庫特)共和國境內主要區(qū)域成礦單元[2]
表1(續(xù))
2.4 關于一些重要礦床
在《雅庫特構造與成礦作用》一書中各辟一章,分別分析和討論了雅庫特的鉑族金屬、金、有色和稀有金屬、石油和天然氣、煤和可燃頁巖的資源現(xiàn)狀和發(fā)展遠景。采金在雅庫特已有近90年的歷史。到20世紀末,已采金近1 500 t (其中1 200 t 來自砂礦,巖金近300 t)[2]。據(jù)俄官方統(tǒng)計(2011年8月5-7日,V.V.Kalashnikov在薩哈(雅庫特)共和國政府與俄羅斯科學院西伯利亞分院主席團聯(lián)席會上的報告,www.sakha.gov.ru),到目前為止,雅庫特有832個金礦床,其中55個為巖金礦床,后者的工業(yè)儲量主要集中在阿拉赫―云、南雅庫特、上因迪吉爾卡和阿德昌地區(qū)。在薩哈共和國,在現(xiàn)有原料基地和2009-2010年達到的產(chǎn)量的條件下,金的現(xiàn)有工業(yè)儲量可以保障約70 a。雅庫特2010年采金18.6 t,在全俄占第4位,次于克拉斯諾亞爾邊疆區(qū)(36 t)、楚科奇自治區(qū)(25 t)和阿穆爾州(19.8 t)。雅庫特金的探明儲量主要集中在庫拉納赫、涅日丹寧和庫丘斯等幾個大型礦床之中。
庫拉納赫(Kurnakh)成層的金-石英礦床位于阿爾丹河上游,賦存在產(chǎn)出平緩的下侏羅統(tǒng)砂巖、礫巖層及其下伏的前侏羅紀紅層和風化殼內,后者的下伏地層是水平產(chǎn)出的下寒武統(tǒng)碳酸鹽巖石。成層礦體厚數(shù)米到數(shù)十米,在走向上沿近南北向斷裂及中生代巖墻延伸達數(shù)千米。與其成礦特點相近的還有天鵝大型金礦床及規(guī)模略次的月亮金礦床,還有山楂樹斑巖金礦床。此外,俄羅斯目前鈾資源最大的艾利孔鈾-金(金-鈦鈾礦、金-晶質鈾礦、鈦鈾礦-金-銀)礦床組,也與庫拉納赫等礦床位于同一礦區(qū)(中阿爾丹金-鈾區(qū))。
涅日丹(Nerdanin)金-銀-石英礦床是俄羅斯東北最大金礦床之一,位于上揚斯克褶皺-推覆帶的南上揚斯克復向斜的北部,產(chǎn)在下二疊統(tǒng)碎屑巖受南北向為主的多組斷裂控制的擠壓破碎帶內。其中之一厚1~40 m,沿走向延伸2 km以上,集中該礦床金儲量的2/3。連續(xù)成礦范圍沿走向延伸1 km,向深部延伸數(shù)百米。帶內石英透境體不大于100 m×50 m,礦石為細脈浸染狀硫化物(平均5%),主要圍巖蝕變?yōu)辄S鐵絹英巖化。在同一礦區(qū)內還有上蒙克查鉛、銀-多金屬礦床。
庫楚斯(Kuchus)大型金-銻-汞礦床由浸染狀礦石構成,位于揚納河下游,賦存在多期變形的三疊系黑色頁巖層中,由一系列彼此平行并靠近的礦化帶構成,沿走向延伸達3.5 km,厚15 m。礦床內發(fā)育似碧玉巖、黃鐵絹英巖及泥質交代巖。礦石礦物有含金黃鐵礦和含金毒砂、自然汞、辰砂、輝銻礦、雄黃、雌黃等,與石英、碳酸鹽及泥質礦物相伴。礦床金的平均品位為(8.59~9.04)×10-6。
分析了雅庫特金的礦物原料基地與開采業(yè)狀態(tài)之間存在的一系列矛盾之后,該書作者指出解決這些矛盾的出路之一是繼續(xù)加強地質找礦工作,認為本區(qū)除了仍有發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)類型金礦床(指上述庫拉納赫、涅日丹寧、庫丘斯等)的有利條件之外,具有發(fā)現(xiàn)對雅庫特來說屬新的、非傳統(tǒng)類型金礦床(指古老的含金礫巖、前寒武紀綠巖帶型、卡林型等)的前提條件[2]。
在雅庫特境內廣泛分布各種類型的有色及稀有金屬礦床。有色及稀有金屬探明儲量的遠景價值與本區(qū)的貴金屬儲量的遠景價值可比,而且由于稀土和鈮礦勘探的結果,在不遠的將來有色及稀有金屬的遠景將會顯著擴大[2]。據(jù)稱,由于雅庫特礦床的開采,使俄羅斯銻的開采量位居世界第二位,僅次于中國[2]。雅庫特采錫曾在俄羅斯處于領先地位。而已經(jīng)探明儲量的錫礦床有50余個,集中分布在雅庫特東部,最主要者屬錫石-硅酸鹽和錫石-石英建造。到20世紀初,仍在開采的有德普塔特(Deputat)、楚爾普尼亞(Churpunya)和基列赫恰赫(Tirekhtyakh)3個大型礦床。已勘銻礦床僅有2個:薩雷拉赫(Sareilakh))和森塔昌(Sentachan)均屬超大型,位于雅庫特東南部。兩礦床的礦石含銻20%~30%,且高含金。同樣位于雅庫特東南部的阿格爾基(Ageilki)層狀矽卡巖鎢銅礦床,據(jù)稱也屬超大型,產(chǎn)在三疊紀矽卡巖化灰?guī)r層內,巖層被侏羅紀-早白堊世的各種中-酸性巖墻切過。鈮和稀土元素在雅庫特占有重要位置,位于該區(qū)西北的托姆通爾(Tomtor)超大型鈮-稀土金屬-磷礦床是其杰出代表,產(chǎn)在世界最大的碳酸巖侵入體的風化殼(厚達200 m)內。該礦床的鈉長巖是提取這些元素的潛在資源,期待工藝技術的突破[1]。
3.1 區(qū)域構造單元劃分及構造演化
俄羅斯遠東地區(qū)的面積與雅庫特幾乎相等,其區(qū)域構造除北亞克拉通及其邊緣凹陷和幾個克拉通碎片外,主要由早和晚古生代、中-新生代造山帶構成,包括延伸到雅庫特境內的上揚斯克-科雷馬造山帶構成。其具體劃分見圖4和表2。
1.克拉通和克拉通碎片;2. 克拉通下沉邊緣(褶皺-推覆帶);3.早古生代造山帶;4.晚古生代造山帶;5.侏羅紀-早白堊世造山帶;6.早白堊世造山帶;7.新生代造山帶;8.造山帶邊界;9.地體邊界。圖4 俄羅斯遠東地區(qū)克拉通、克拉通碎片、造山帶和地體分布示意圖[1]Fig.4 Distribution sketch of craton, craton fragments,terranes and orogenic belts of the Russian Far East[1]
在地質發(fā)展的歷史中,遠東地區(qū)為幾個巨大的現(xiàn)代大陸(北亞、中朝、北極)和大洋(太平洋)巖石圈塊體(geoblock)所共存的舞臺。正是由于它們的相互作用產(chǎn)生了楊納-科雷馬和楚科奇-奧洛依(北極與北亞巖石圈塊體碰撞)、蒙古-鄂霍茨克、南蒙-興安、額爾古納(北亞和中朝塊體靠攏)、布列亞-興凱、鄂霍茨克-科里亞克、科里亞克、東錫霍特-阿林、庫頁島-堪察加和堪察加東部諸半島(北亞、北極、中朝塊體與太平洋塊體相互作用)造山帶,構成了遠東地質構造的基礎。所有這些造山帶均由地體鑲嵌而成,其多數(shù)是由裂谷作用從上述巖石圈塊體分離出的的碎片,或者它們過去曾是位于距塊體邊緣相對不遠的島弧部分[1]。
楊納-科雷馬、蒙古-鄂霍茨克碰撞造山帶和奧洛依-楚科奇、鄂霍茨克-科里亞克等增生造山帶圍繞克拉通塊體,出現(xiàn)于古生代到新生代的不同時間段。這些造山帶的形成觸及了曾遭受強烈變形、帶狀變質及眾多花崗巖類侵入體貫入的諸克拉通及微大陸的邊緣部分。描述了本區(qū)在后造山環(huán)境下形成的上覆沉積雜巖, 它們主要產(chǎn)生于中生代和新生代。將俄羅斯遠東造山帶地體最可信的古地磁資料與中朝地臺最為準確的成果加以比較表明,在相應的年齡段內,兩者的古極位置相近??梢源_定,蒙古-鄂霍茨克和布列亞-興凱造山帶的諸地體以及中朝地臺,在整個古生代(實際上到晚二疊世-三疊紀)都處于北半球近赤道和亞熱帶的緯度上,而且十分可能居于東岡瓦納北緣。對褶皺完成度的初步評價表明,對于蒙古-鄂霍茨克造山帶的顯生宙巖石來說,變形前緣主要自南東向北西發(fā)展。而對布列亞-興凱造山帶的地質剖面來說,褶皺發(fā)展的總軌跡則相反,也更為復雜。這與有關增生-碰撞過程、性質和方向的通常地質概念十分相符。這種增生-碰撞過程影響了蒙古-鄂霍茨克及錫霍特-阿林造山帶在整個晚古生代和中生代造山構造的演化[1]。
表2 俄羅斯遠東地區(qū)構造單元及其在圖4中的代號(據(jù)文獻[1]編制)
3.2 轉換大陸邊緣
文獻[1]首次從多角度討論了轉換大陸邊緣(transform continental margin)這一地球動力學環(huán)境的新類型,遠東的一系列地區(qū)為此構造標型(tectonotype)[1]。業(yè)已確定,轉換陸緣地球動力學環(huán)境占優(yōu)是遠東大陸邊緣中生代和新生代構造歷史的特點。在這種環(huán)境下形成了具有特色的沉積盆地和以獨特的區(qū)域成礦作用為特征的巖漿雜巖,沿板塊邊緣的強勢走滑造就了這里構造發(fā)展的特色[1]。
轉換大陸邊緣這一概念是在20世紀90年代初期,Khanchuk等在研究錫霍特-阿林造山帶時提出,并在東北亞項目中被認可使用[29]。在該造山帶內劃出的茹拉夫列夫-阿穆爾地體,由強烈變形的下白堊統(tǒng)巨厚石英碎屑巖層組成,不含火山巖,被看作一種獨特的濁積盆地碎片。按其組成、特點和雪崩式(snowslip)的沉積速度,茹拉夫列夫-阿穆爾地體似可以與現(xiàn)代被動陸緣盆地沉積對比。但是,Khanchuk指出[2],以前在太平洋北緣的地體圖上所劃出的濁積盆地地體[22],其地球動力學環(huán)境歸類遇到了困難[11],因為濁積盆地有多種情況,有的屬被動陸緣,如北亞克拉通東緣的上揚斯克凹陷的古生代盆地,有的濁積巖則堆積在活動陸緣范圍內的弧后、弧前盆地以及深海槽內。這些盆地沉積出現(xiàn)在高噴發(fā)度的強烈島弧火山作用的背景下,有大量的火山碎屑物供給盆地沉積。而早白堊世的茹拉夫列夫-阿穆爾地體則屬完全另類的濁積盆地碎片。重要的是與后者同時,在該造山帶內也查明有活動陸緣碎片的存在,其年齡也是早白堊世。茹拉夫列夫-阿穆爾地體的石英質濁積巖在側向上更替為島弧前緣(莫涅龍-禮文-樺戶帶)和弧后盆地(科馬地體)以及增生楔(塔烏哈和基謝廖夫-馬諾瑪?shù)伢w)產(chǎn)物。Khanchuk等[2]得出結論認為,茹拉夫列夫-阿穆爾地體濁積巖是在伊澤奈歧板塊相對于歐亞大陸做大規(guī)模左旋轉換滑動的背景下沿洋-陸邊界而形成。郯廬陸緣左旋走滑系則是這些滑動的近地表反映。他們認為,在同一陸緣內之所以存在俯沖為主的地段與轉換滑動地段的結合,這是由于伊澤奈歧板塊自南而北漂流時,存在一些方向不同的陸緣地段,因而其相對聚斂的角度也不同。這些作者又在詳細對比分析了現(xiàn)代加里福尼亞陸緣的資料之后,提出板塊轉換邊界的一些標志,可用于以往地質構造中劃分此類邊界的依據(jù):
a)沿板塊邊界存在走滑帶,其在所研究的時間段內活動位移可達數(shù)百和數(shù)千千米;
b)生成同走滑拉張盆地(拉分盆地),其在陸緣之大陸部分被碎屑物和火山巖填充,而在大陸附近的洋殼基底上以雪崩式沉積為特點;
c)出現(xiàn)的火山作用兼具俯沖和板內特征,賦存于同走滑拉張盆地,并極不均勻地沿陸緣分布[1]。
Khanchuk等[1]推斷,在轉換邊緣出現(xiàn)同時兼具俯沖和板內巖石-地球化學特征的火山作用,與正在俯沖的板塊發(fā)生斷裂并在其中生成板片窗(slab window)有關。由于俯沖了的沉積物及大洋巖石圈的軟流圈底辟,導致熔漿的形成。在巖石圈巖漿房中,不同來源的熔漿以不同比例混合,造成轉換邊緣火山巖這種地球化學特征。也已確定,加里福尼亞型的轉換陸緣可能在側向上代替安底斯型活動陸緣地段,與它們構成一種特有的動態(tài)配對,而且它們在每個地段上的相互作用特點,決定于大洋板塊漂移方向的幾何關系及活動性不大且鄰近大陸的邊緣部分的取向。
這里有必要指出,Khanchuk等還在其他場合多次論述了東北亞大陸邊緣在最重要的中-新生代歷史時期,從俯沖到加利福尼亞型轉換和由后者又到俯沖的古地球動力學環(huán)境更替的意義[10,14,19-20]。而在《俄東地球動力學與成礦》出版5 a之后,Khanchuk等[30]又稱,現(xiàn)在板塊邊界可劃出3種類型:擴張、俯沖和轉換(滑動,slide),并提出一板塊滑動邊界(轉換大陸邊緣)模型。而Golozubov等[31]提出在造山帶構造中劃分巖石圈板塊滑動環(huán)境的一系列構造、巖石-地球化學、沉積作用的標志。
3.3 深部構造
區(qū)內的深部構造主要決定于太平洋大洋巖石圈與亞洲大陸巖石圈的相互作用和諸大陸巖石圈板塊彼此相互作用2個因素。表明這些相互作用結果的大量事實已被查明,而且其深部性質也被研究(邊界重力梯級、地殼S形密度結構、地殼和巖石圈地幔的破壞、墊托構造和板片窗等)。與走滑構造有關的破壞作用廣泛分布,造成了墊托構造和板片窗的空間分離。聯(lián)合邊界、大興安嶺-太行重力梯級帶的S形地殼密度結構的形成主要由北東向的走滑造成。地殼和巖石圈地幔結構的大多數(shù)的極向更替,在其空間重合時,證明區(qū)域均衡狀態(tài)占優(yōu)勢。在密度、地電及綜合模型中已觀察到,在蒙古-鄂霍茨克與錫霍特-阿林-北薩哈林造山帶交匯地區(qū),深部巖石圈構造可能存在向北亞克拉通東南緣的下沉[1]。
3.4 巖漿巖帶
《俄東地球動力學與成礦作用》的作者們劃分并詳細描述了區(qū)內的典型巖漿雜巖及各種地球動力學環(huán)境的巖漿巖帶,介紹了諸造山帶及克拉通塊體最主要火山巖及侵入雜巖的地質和巖石地球化學特征。這些作為巖漿巖帶、亞帶和區(qū)(magmatic belt,zone and area)的火山巖及侵入雜巖“焊接”和超覆一些相鄰地體或造山帶。討論了三疊紀、晚侏羅世-早白堊世和白堊紀碰撞環(huán)境的巖漿巖、活動陸緣及島弧的晚中生代和新生代俯沖帶巖漿雜巖(subduction zone related magmatic formations),指出了該范圍內巖漿作用的演化特點。首次劃分并詳細描述了轉換陸緣和板內巖漿帶的巖漿巖組合及雜巖。指出轉換類型巖漿作用比俯沖類型具有更為廣泛的分布和鮮明的特色,查明轉換陸緣巖漿雜巖與板內巖漿現(xiàn)象接近的一些巖石地球化學特點。介紹了各種不同地球動力學環(huán)境巖漿雜巖的區(qū)域成礦專屬性和含礦性資料,據(jù)其可重新認識俄羅斯遠東地球動力學和區(qū)域成礦的基本規(guī)律[1]。
3.5 成礦帶和礦床類型
根據(jù)地質演化歷史的分析,劃出與區(qū)域構造演化時間段一致的12個成礦時代的成礦帶:元古宙(2 500~542 Ma)、寒武紀-志留紀(542~416 Ma)、泥盆紀-早石炭世(416~318 Ma)、晚石炭世-中三疊世(318~228 Ma)、晚三疊世-早侏羅世(228~175 Ma)、中侏羅世-早白堊世(175~136 Ma)、早白堊世(136~99 Ma)、晚白堊世(99~70 Ma)、晚白堊世-古新世(70~55 Ma)、始新世-漸新世(55~23 Ma)、中新世(23~5 Ma)和晚第三紀-第四紀(5~0 Ma)共69個成礦帶及礦區(qū),散落出現(xiàn)在遠東各部分地區(qū)[1]。
應該指出,在面積與雅庫特近乎相等的俄羅斯遠東區(qū),劃出的基本成礦單元是成礦帶,其面積大小各異,基本沒有劃出成礦亞帶。偶有出現(xiàn)的礦區(qū)(ore district),指規(guī)模較小、面積等軸度較大,其級別與成礦帶等同。這表明《俄東地球動力學與成礦作用》和《雅庫特構造與成礦作用》的作者關于成礦帶、成礦亞帶及礦區(qū)的概念不盡一致。
首次從統(tǒng)一立場出發(fā),提出一個可較合理地將俄羅斯遠東所有已發(fā)現(xiàn)的礦床都能納入的分類系統(tǒng),成為下一步區(qū)域成礦作用分析的基礎。該分類系統(tǒng)既遵循了俄國礦床學傳統(tǒng)[32],而又充分地反映了礦床模型類型的劃分原則[33]。全區(qū)劃分屬巖漿、沉積、變質及成因不明四大類的51種礦床模型類型,并被作者單辟一章加以詳細介紹,其篇幅占兩卷全書981頁的五分之一,其中包括眾多典型礦床的詳細描述[1]。
限于篇幅,僅就對于本區(qū)具有十分重要的區(qū)域成礦學意義,并且是各類礦產(chǎn)資源極其豐富的早白堊世(136~99 Ma)、晚白堊世(99~70 Ma)成礦帶(圖5),特別對其中與我國毗鄰的遠東南部成礦帶的主要特征及其重要礦床做一簡要的介紹(表3)。
3.5.1 關于早白堊世(136~99 Ma)成礦帶
1)含斑巖銅-鉬、金-稀有金屬、金銀礦床總體北東走向的烏第-姆爾佳爾大型成礦帶,與其西北側的幾個共軛的北西向成礦帶(圖5A),均與宏偉的白堊紀(阿爾布-康尼亞克期)俯沖帶型的鄂霍茨克-楚科奇火山帶有關。
A. 早白堊世(136~99 Ma)成礦帶:①左奧莫??;②奧洛依;③烏第-姆爾佳爾;④楚科奇;⑤北斯塔諾夫;⑥熱爾圖拉科;⑦北布列亞;⑧薩瑪爾津;⑨別涅夫(礦區(qū));⑩蘭河;瓦騰。B. 晚白堊世(99~70 Ma)成礦帶:①都戈多-艾里基特;②依魯內;③奧姆蘇克昌;④克爾科東-納亞漢;⑤鄂霍茨克;⑥查溫;⑦上科雷馬;⑧科里亞克高原;⑨興安-鄂霍茨克;⑩都爾瑪(礦區(qū));○11東錫霍特-阿林;○12謝爾羨耶夫-塔爾。圖5 俄羅斯遠東早白堊世(136~99 Ma)和晚白堊世(99~70 Ma)成礦帶分布示意圖[1]Fig.5 Distribution sketch of Early Cretaceous (136~99 Ma)and Late Cretaceous (99~70 Ma)metallogenic belts of the Russian East[1]
2)北布列亞金礦床成礦帶、熱爾圖拉科脈狀金礦床成礦帶彼此平行,近東西向展布,分別與各自的近東西向的深成巖-火山巖帶有關,其中的金礦床或與花崗巖類有關(金-石英脈礦床),或與火山作用有關(低溫淺成金-銀礦床),其基本成礦特點,包括成礦年齡,大同小異。Степанов等[34]將包括這些以及含黑色頁巖瑪露梅金礦床的近東西-北西向成礦帶和其南側的2個近南北向成礦帶的地區(qū)稱阿穆爾金礦省,指出本區(qū)自1868年到2006年已采金約859 t,主要為砂金,巖金僅約占10 %。本區(qū)主要巖金礦床鮑科洛夫、布林達、先鋒者和巴姆等先后于1974-1979年間被發(fā)現(xiàn)。隨著鮑科洛夫礦床的投產(chǎn),僅在近年巖金在本區(qū)采金量中約占40%。到2008年,本區(qū)金已勘探的總儲量(C1+C2)約為265 t,預測資源(C1+C2)約為1 200 t 。這些作者推測,到2018年本區(qū)采金總量可達1 000 t。目睹英俄合資的彼得羅巴甫洛夫礦業(yè)公司對鮑科洛夫和先鋒者金礦床的開采狀態(tài)和技術水平,本文作者并不懷疑Степанов等對本區(qū)采金業(yè)發(fā)展趨勢的推測。
3)薩瑪爾津成礦帶形成于庫拉洋脊斜向下沖的轉換大陸邊緣環(huán)境,與S型花崗巖類有關,含眾多規(guī)模不等的斑巖銅-鉬(±An,Ag)、矽卡巖鉬(±W,Sn,Bi)及鎢(±Mo±Be)礦床。其中一大型白鎢礦-硫化物矽卡巖礦床,發(fā)現(xiàn)于1961年,用前蘇聯(lián)當年第二次成功發(fā)射的載人宇宙飛船東方-II命名。礦體圍巖為濁積巖與混雜-滑塌巖交互,并被(128±16 Ma)和(98±15 Ma)的花崗巖類侵入。白鎢礦礦體賦存在花崗巖類(斜長花崗巖,花崗閃長巖,花崗閃長斑巖)與滑塌巖中碳酸鹽巖的接觸帶上。主礦體陡傾,厚數(shù)十米。礦石分為白鎢礦-石英(占20%~30%)和白鎢礦-硫化物(占70%~80%)2類。東方-Ⅱ礦床鎢的儲量大于10萬 t,w(WO3)平均1.64%。礦床研究程度較高[35]。
3.5.2 關于晚白堊世(99~70 Ma)成礦帶
1)沿鄂霍茨克海西北岸發(fā)育的早白堊世成礦帶,到晚白堊世發(fā)展成一系列各有特點又彼此相接的成礦帶,其北東向部分延伸3 000 km以上,構成一全球性東亞-北極巨型成礦帶(圖5B)。這些晚白堊世的成礦帶仍然與白堊紀(阿爾布期-康尼亞克期)俯沖帶型的鄂霍茨克-楚科奇火山巖帶有關。
2)含有錫、錫鎢、鎢鉬及金礦床的興安-鄂霍茨克成礦帶呈北東向延伸,幾乎從鄂霍茨克海岸至黑龍江邊,與形成在轉換陸緣環(huán)境的同名火山-深成巖區(qū)(早白堊世-早賽諾曼期)有關。位于該成礦帶南部、距中俄邊境幾十千米的興安錫礦床,產(chǎn)在被花崗斑巖巖床侵入的流紋巖內,礦化富集在貫入于火山巖及侵入巖中垂直產(chǎn)出的角礫巖體內。角礫被細碎的同成分物質或熱液產(chǎn)物膠結。角礫巖體自地表向深部延伸800 m,與圍巖界限明顯。角礫巖普遍強絹云母化和綠泥石化,而其圍巖青磐巖化。多數(shù)研究者認為角礫巖體屬爆發(fā)巖筒,礦床屬斑巖型錫礦。其形成先后經(jīng)歷了云英巖化、石英-鉬礦化、角礫巖化、錫礦化、硫化物礦化過程[1]。
表3 俄羅斯遠東地區(qū)部分早白堊世(136~99 Ma)和晚白堊世(99~70 Ma)成礦帶和礦床(據(jù)文獻[1]編制)
Table 3 Some metallogenic belts and ore districts of the some metallogenic epochs in the Russian East(compiled after reference[1])
成礦帶和礦區(qū)成礦帶和礦區(qū)的基本特征代表性礦床早白堊世(136~99Ma)烏第-姆爾佳爾斑巖銅鉬、金-稀有金屬礦床成礦帶在較年輕的鄂霍茨克-楚科奇火山帶外帶,成礦與早白堊世火山構造,或與早白堊世花崗巖類侵入體相伴施科爾石英脈金-銀、納克哈坦仁和艾坦熱斑巖銅-鉬礦床礦床北斯塔諾夫金、金-銀礦床成礦帶與形成于碰撞-轉換陸緣環(huán)境,并侵入于北亞克拉通阿爾丹-地盾斯塔諾夫花崗巖-綠巖區(qū)南部的侏羅紀-白堊紀花崗巖、花崗閃長巖(斯塔諾夫花崗巖帶)有關巴姆與花崗巖有關金、布林達低溫淺成金-銀礦床熱爾圖拉科脈狀金礦床成礦帶同樣與斯塔諾夫花崗巖帶有關金山與花崗巖有關的金礦床北布列亞金礦床成礦帶與轉換陸緣環(huán)境烏姆列卡諾-歐格德仁火山-深成巖帶(布列亞超地體北緣與蒙古-鄂霍茨克造山帶增生楔接觸處)有關鮑科洛夫低溫淺成金-銀、先鋒者石英脈金礦床薩瑪爾津斑巖銅鉬、矽卡巖鉬和鎢鉬礦床成礦帶與侵入于薩瑪爾津增生楔地體內的洪加利-塔提芭花崗巖帶S型花崗巖有關孔雀石斑巖銅-鉬、東方-Ⅱ大型矽卡巖白鎢礦、萊蒙托夫大型矽卡巖白鎢礦礦床別涅夫矽卡巖鎢礦礦區(qū)與侵入到塔烏金-謝爾蓋耶夫地體洪加利-塔基芭花崗巖帶有關別涅夫矽卡巖鎢礦床蘭河汞銻礦床成礦帶成礦帶形成于布列亞超地體與北亞克拉通碰撞期。成礦與興安-鄂霍茨克火山-深成巖帶東北翼的陸緣碎屑巖有關蘭河汞銻礦床晚白堊世(99~70Ma)興安-鄂霍茨克錫、錫鎢、鎢鉬及金礦床成礦帶與形成于轉換陸緣環(huán)境的同名火山-深成巖帶有關,走向北東列德尼科夫-薩瑪爾津鎢-鉬-鈹、興安中型斑巖錫、右烏爾敏錫-鎢礦床都爾瑪淺成低溫金-銀礦床成礦帶與屬于東錫霍特-阿林火山-深成巖帶的不大巖漿區(qū)有關都爾瑪金-銀礦床東錫霍特-阿林錫、錫-鎢、金礦床成礦帶與東錫霍特-阿林火山-深成巖帶有關基格里中型錫-鎢、揚塔爾大型斑巖錫礦床謝爾羨耶夫-塔爾哈脈狀金、矽卡巖硼礦石、矽卡巖鉛鋅和多金屬礦床成礦帶與東錫霍特-阿林火山-深成巖帶(東翼)有關遠山特大型硼硅酸鹽矽卡巖、普露戈列斯金、尼古拉耶夫和游擊隊矽卡巖多金屬礦床
興安錫礦床規(guī)模中等,自20世紀60年代開始開采,并被作為典型礦床做過許多深入研究。90年代初期,礦山倒閉,留下的只是殘垣斷臂的豎井和廠房以及下部礦體,其探明儲量占全礦的15%。
被認為屬晚白堊世的興安錫礦床,其所在的興安-巴德熱爾成礦亞帶以及與其有關的小興安火山巖亞帶與我國近在咫尺。但在黑龍江右岸的我國境內,至今尚未發(fā)現(xiàn)屬晚白堊世的成礦現(xiàn)象,值得研究。但是,專著[1]的作者在論述小興安火山巖亞帶時指出,關于該亞帶一些新的年代學及地球化學資料[36],不支持該帶火山作用從早白堊世初直到晚白堊世與古新世交界的結論。這些資料表明:該區(qū)巖漿活動的第一階段(111~105 Ma)表現(xiàn)為以安山巖為主的火山噴發(fā),安山巖屬玄武-安山-英安巖組合的分異產(chǎn)物;而第二階段(101~99Ma)是酸性成分為主的巖漿巖侵入,巖漿巖屬亞堿和堿性系列。由此看來,與這些巖漿作用有關的興安-鄂霍茨克成礦帶(至少其南部)十分可能為早白堊世晚期成礦,而不是晚白堊世。
3)東錫霍特-阿林成礦帶主要含眾多斑巖錫礦床,謝爾蓋耶夫-塔爾哈成礦帶含脈狀金、矽卡巖鉛鋅和矽卡巖硼礦床。兩者均與晚白堊世俯沖環(huán)境形成的東錫霍特-阿林火山-深成巖帶有關,走滑構造對成礦帶(礦區(qū))和礦床的形成起控制作用。
謝爾蓋耶夫-塔爾哈成礦帶的遠山(Dalynogorskoe)硼硅酸鹽矽卡巖礦床是一個世界級的龐然大物。全俄羅斯產(chǎn)出的90%的硼硅酸鹽礦來自這里。礦床產(chǎn)在被72~35 Ma富鉀花崗巖類侵入的早白堊世滑塌雜巖中。其中巨大的外來體-三疊紀瀉湖灰?guī)r發(fā)生兩期矽卡巖化,形成寬540 m,沿走向延伸3.5 km,向深部延伸1 728 m的層狀矽卡巖體。后者主要由硅灰石、石榴石、輝石、石英、方解石、硅硼鈣石、賽黃晶和斧石構成。礦石有硅硼鈣石、賽黃晶-硅硼鈣石及斧石-硅硼鈣石等3種[1]。
多數(shù)研究者認為,遠山礦床的硼來自幔源巖漿巖,其證據(jù)之一是硅硼鈣石的δ11B為-28.69‰~- 9.6‰。近年有學者證明礦石中的硼來自三疊紀富硼灰?guī)r,其證據(jù)也是硅硼鈣石的δ11B為-31‰~-9‰ 。還有學者[37]認為,這里的礦石硼同位素組成已經(jīng)發(fā)生不小變化,難以構成判斷礦石硼物質來源的充分證據(jù),并用其他事實證明礦石硼源于灰?guī)r。
3.6 古構造-古成礦帶復原與蒙古-鄂霍茨克造山帶的形成
Khanchuk等[1]對2 500 Ma到現(xiàn)代的12個時間段進行了古構造及古成礦帶的再造。其結果展示了本區(qū)各構造及地球動力學環(huán)境的形成,伴隨在早、晚古生代和晚中生代幾個旋回的洋盆開-閉演化的歷史。這些再造使用了北環(huán)太平洋項目和東北亞項目的資料和編制造山帶模型的原則[21,23],但也有所補充和修正。
Zonenshain等[7]曾經(jīng)指出,蒙古-鄂霍茨克造山帶的形成,其西部始于晚石炭世,接著向東,向太平洋方向發(fā)展,直到侏羅紀中期。而據(jù)東北亞項目的資料,該造山帶在接近其東部末端的年齡為晚侏羅世[23,27]。Khanchuk等[1]對蒙古-鄂霍茨克造山帶東段的侏羅紀演化史提出一新模型。
當接近于侏羅紀初的時候,北亞克拉通與古生代期間增生之造山帶一起位于與現(xiàn)代相近的古緯度,但相對現(xiàn)存位置曾經(jīng)反時針旋轉不小于90°。與以前的再造資料不同,Khanchuk等[1]提出,在侏羅紀,北亞克拉通和中朝克拉通(連同其邊緣的古生代造山帶)曾經(jīng)直接接觸,沒有被所謂的蒙古-鄂霍茨克古洋分開。當今所見包括晚古生代活動陸緣碎片的蒙古-鄂霍茨克造山帶的構造,原來可能沿北亞克拉通與古太平洋的直接邊界形成(圖6A)。這個問題的提出是由于,本來對蒙古-鄂霍茨克造山帶來說,典型北極型的晚古生代和早中生代動物化石是一個重要特征;但是,在熱格達山脈增生楔地體組成中卻查出了含早二疊世地中海型紡錘蟲的碳酸鹽巖石包體。Khanchuk等[1]把這些碳酸鹽巖石塊體看作增生楔碎片,可能作為水下高地灰?guī)r“帽”的組成部分,從其熱帶緯度形成地帶遷移到位于很北的俯沖帶。所提構想的另一有利論據(jù)是,在蒙古-鄂霍茨克造山帶上完全缺失侏羅紀古洋的跡象,而且相反,在其北部存在侏羅紀碰撞花崗雜巖帶。
Khanchuk等[1]稱,這一構想似乎與早就已知的古地理和古地磁資料相矛盾。資料表明,中朝克拉通在晚古生代和早中生代位于近赤道的古緯度。但應當指出,中朝克拉通與額爾古納及布列亞-興凱早古生帶造山帶(有時聯(lián)合稱為阿穆爾微陸)曾被所稱的索倫古洋分隔。該古洋的關閉發(fā)生在二疊紀末-三疊紀初向限制古洋的陸塊之下俯沖的過程中,而這一俯沖過程可能是由中朝克拉通從熱帶向北,直到與現(xiàn)今相近的古緯度的移動所致。
Khanchuk等[1]強調,在北亞克拉通順時針轉動(據(jù)古地磁資料主要發(fā)生在侏羅紀)的過程中,看來被牽連的既有克拉通邊緣的古生代造山帶,也有這里討論的古太平洋晚古生代-早中生代活動陸緣的那些地段,正是由這一活動陸緣形成了此時的蒙古-鄂霍茨克造山帶(圖6B)。沿所討論地區(qū)東界和南界的左旋走滑系(常與鱗片狀推覆帶組合一起)是上述轉動的反映。并且,伴隨這種轉動形成了碰撞花崗雜巖帶 。
A.晚三疊世-早侏羅世(210 Ma)構造復原;B.早-中侏羅世(180 Ma)構造復原。1.克拉通;2.被動陸緣;3.洋殼;4.大陸坡;5.淺海;6.微大陸;7.陸內沉積盆地;8.顯生宙造山帶;9.俯沖帶和增生楔;10.俯沖帶上火山巖帶;11.轉換陸緣濁積盆地;12.侏羅紀卷入到蒙古-鄂霍茨克造山帶的古太平洋古生代和早中生代洋緣碎片;13.逆掩斷層;14.走滑斷裂;15.正斷層;16.板塊位移方向;17. 北亞克拉通及其相鄰區(qū)旋轉的方向。ОХО.鄂霍茨克克拉通地體; ВРХ.上揚斯克被動陸緣碎片; КН.庫拉爾-涅爾大陸坡碎片; МО.蒙古-鄂霍茨克古太平洋邊緣碎片;微大陸:ОМО.奧莫隆,ПКЛ.濱科雷馬,ОМУ.奧姆列依。圖6 古構造復原[1]Fig.6 Paleotectonic reconstruction[1]
BL.北亞克拉通巴拉德克斷塊;額爾古納造山帶:OL.奧里多依,GN.崗仁,GR.加爾,MM.馬門地體;NS.南蒙-興安造山帶的諾拉-蘇霍加地體;蒙古-鄂霍茨克造山帶:TD.圖庫林格拉-德熱格達,UB.烏尼亞-巴姆,LN.蘭河,NL.尼蘭,UN.烏利斑地體;鄂霍茨克-科里亞克造山帶:AY.阿揚,GLG.加拉姆地體的加拉姆河亞地體,GLT.加拉姆地體的土古爾亞地體;布列亞-興凱造山帶布列亞超地體:TU.圖蘭,MK.小興安,UR.烏爾米地體。斷裂:①北圖庫林格拉;②南圖庫林格拉;③德熱爾圖拉;④蘭河;⑤烏利格丹;⑥帕烏坎;⑦謝勒姆德熱;⑧塔斯塔赫;⑨庫爾斯克。圖7 北亞克拉通東南緣地體分布示意圖[1]Fig.7 Sketch distribution map of terranes in the south magins of the North Asia Craton[1]
最后應當指出,俄羅斯的廣大地質學者充分認識到,俄羅斯遠東地區(qū)的地質演化與中國東北部息息相關。在我國這一地區(qū)取得的多方面研究成果和資料,譬如包括關于中朝克拉通、中國東部和東北的深部構造、佳木斯地塊、索倫山帶、松遼盆地、郯廬走滑系、大興安嶺巖漿巖帶以及我國境內的一些礦床等等,均被文獻[1]的作者們廣泛地用以對比研究俄羅斯遠東地區(qū)相應的地質問題。
這里僅就一例,即與黑龍江省北部和內蒙古東北部直接毗鄰的俄羅斯遠東南部的構造研究加以說明(圖4和圖7)。
Khanchuk[19-20]在2000年提出的本區(qū)構造演化模型中稱,布列亞和興凱地塊與中國境內的佳木斯等地塊,被看作尚無專門名稱的中古生代大陸超地體的一部分(暫稱布興佳)。其西界和南界分別是諾拉-蘇霍塔、朝鮮清津晚古生代增生雜巖及其向中國和蒙古的延伸。這些雜巖相應地出現(xiàn)在大洋盆地的西和東翼閉合過程中。該洋盆在中-晚古生代曾存在于華北和布列亞-興凱-佳木斯大陸之間。
Khanchuk指出,在另一板塊構造模型中,布列亞和興凱地塊被看作中朝克拉通及其邊緣早古生代造山帶的一部分[38]。還有一些地質學者在發(fā)展A. M. Smirnov關于興凱、佳木斯及布列亞地塊具有太古宙基底,并是中朝克拉通一部分的老概念。
Khanchuk明確表示,那種認為布列亞和興凱地塊的深變質巖屬太古宙或早元古代的看法毫無地質根據(jù)。該作者援引了此前不久發(fā)表的佳木斯地塊變質鋯石顆粒離子探針測得麻粒巖變質年齡為晚寒武世的成果[39],贊成布興佳超地體原屬岡瓦納的一部分的論斷,稱本區(qū)最老的渥茨涅辛地體具有被動陸緣的晚里非(?)-寒武紀碎屑巖和碳酸鹽巖沉積,并被早奧陶世(450 Ma)和晚奧陶世的花崗巖侵入。層狀含鎘的鋅(少量鉛)礦床在該地體的存在也進一部證明了上述論斷:類似礦床是岡瓦納早寒武世被動陸緣-從非洲到南美所有陸緣碎片的共同特點[19-20]?!抖頄|地球動力學、巖漿作用和區(qū)域成礦學》關于這部分內容的作者L. I. Popeko贊同Karsakov等關于布列亞地塊的布列亞雜巖是中國境內麻山雜巖相似物的結論[40],但不支持這些雜巖形成于早前寒武紀的看法[41],并以更多,包括Wilde,張興洲和吳福元關于麻山雜巖進一步的U-Pb SHRIMP資料[42-43]支持Khanchuk的上述結論。
關注俄羅斯東部區(qū)域構造及成礦作用研究進展的原因不言而喻。作者相信,今后的中俄地質對比與合作研究將會更加廣泛、更加深入,也必將具有更重要的意義。
V. G. Khomich教授近年多次為我們精心地組織了對俄羅斯遠東南部幾個重要礦床的參觀和考察,并且多年來就俄羅斯遠東地質問題曾賜作者諸多咨詢。楊言辰教授對本文成文給予了許多的幫助和建議。作者在此一并對他們表示深切的謝意。
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Progresses in the Study on Tectonics and Metallogeny of the Centre-Eastern Siberia and Russian Far East
Yan Hongquan
CollegeofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China
The Russian geologists made a series of impotant progresses in the study on tectonics and metallogeny of the Central-Eastern Siberia and Russian Far East based on theory of plate-tectonic models and terrane analyses in the last 20 years. The progresses are collectively reflected in the research results of two international cooperation projects and two new monographes. The present paper recommends the tectonic evolution, the tectonic, metallogenic units and some important ore deposits with theirs main characteristics of the Central-Eastern Siberia and Russian Far East, and the some more important problems of geological evolution of the Russian Far East as the transform continental margins and the Mongolia-Okhotsk oeogenic belt, which can give the readers a very brief introduction to the concerned area of the Eastern Russian.
Central-Eastern Siberia;Yakutia;Russian Far East;tectonics;metallogeny;terrrane analyses
10.13278/j.cnki.jjuese.201401107.
2013-06-25
中國地質調查局地質調查項目(1212011120342)
閻鴻銓(1935-),男,教授,主要從事礦床學和區(qū)域成礦學研究,Tel:0431-85968966,E-mail:hongquanyan@126.com。
10.13278/j.cnki.jjuese.201401107
P613
A
閻鴻銓.中-東西伯利亞及俄羅斯遠東地區(qū)構造和成礦作用的研究進展.吉林大學學報:地球科學版,2014,44(1):67-86.
Yan Hongquan.Progresses in the Study on Tectonics and Metallogeny of the Centre-Eastern Siberia and Russian Far East.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):67-86.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401107.