2006年12月Dec.,2006　矿　床　地　质
　MIN ERAL DEPOSITS
第25卷　第6期
Vol.25　No.6
文章编号:0258-7106(2006)06-0629-23
青藏高原碰撞造山带:Ⅲ.后碰撞伸展成矿作用Ξ
侯增谦1，曲晓明2，杨竹森2，孟祥金2，李振清2，杨志明1，郑绵平2,
郑有业3，聂凤军2，高永丰4，江思宏2，李光明5
(1中国地质科学院地质研究所，北京　100037;2中国地质科学院矿产资源研究所，北京　100037;3中国地质大学，湖北武汉　430074;4石家庄经济学院，河北石家庄　050031;5中国地质调查局西南地质调查中心,
四川成都　610082)
摘　要　“后碰撞”作为大陆碰撞造山作用的特定过程，以其重要的构造演化标示性特征和强烈的爆发式金属成矿作用，受到人们的高度重视。但涉及后碰撞的一系列重要地质问题，如后碰撞期的构造特征与演化历程、岩浆发育序列和岩石构造组合、伸展成矿作用与矿床系列组合等，尚未得到清楚完好的识别、理解和阐示。文章系统研究和总结了青藏高原后碰撞造山与成矿作用特征，提出了后碰撞伸展成矿作用的构造控制模型。研究表明，现今处于后碰撞阶段的青藏高原，中新世以来主要经历了两阶段发育历史。后碰撞早期阶段主要发生下地壳流动与上地壳缩短(>18Ma)：下地壳塑性流动并向南挤出，在藏南地区形成EW向延伸的藏南拆离系(STD)和高喜马拉雅，上地壳强烈逆冲推覆，在拉萨地体发育EW向展布的逆冲断裂系；晚期阶段主要发生地壳伸展与裂陷(<18Ma)：垂直碰撞带的EW向伸展，形成一系列横切青藏高原的NS向正断层系统(≤1315Ma)及其围陷的裂谷系和裂陷盆地。
后碰撞岩浆作用以形成钾质-超钾质火山岩、钾质埃达克岩、钾质钙碱性花岗岩与淡色花岗岩为特征，集中发育于冈底斯构造-岩浆带和藏南特提斯喜马拉雅。淡色花岗岩与藏南拆离构造有关，其他钾质-超钾质岩浆活动则与EW向地壳伸展有关。青藏高原后碰撞成矿作用强烈而复杂，主要形成斑岩型Cu矿、热液脉型Sb-Au矿、矽卡岩型和热液脉型Ag-Pb-Zn矿以及现代热泉型Cs-Au矿等重要矿床类型。斑岩型Cu矿及矽卡岩型多金属矿床形成于后碰撞伸展环境，岩浆起源于加厚的镁铁质新生下地壳；热液脉型Sb-Au矿发育于藏南拆离带及变质核杂岩周围，系中新世地热田浅成低温热液活动产物。热液脉型Ag-Pb-Zn矿主要产于拉萨地体内部的逆冲构造带内，与地壳流体的迁移汇聚过程有关。青藏高原
后碰撞成矿作用在上地壳层次受3大构造系统控制，即①东西向伸展形成的近NS向正断层系统及裂谷裂陷带,②南北向地壳缩短形成的EW向展布的逆冲构造带和③EW向展布的拆离构造带，但在中下地壳/地幔层次上，则受中下地壳物质流动-挤出过程以及俯冲大陆板片断离-拆沉过程控制。
关键词：地质学；后碰撞；钾质岩浆岩；成矿作用；深部过程；青藏高原
中图分类号:P611.1      　文献标识码:A
Metallogenesis in Tibetan collisional orogenic belt:Ⅲ.Mineralization in
post-collisional extension setting
HOU ZengQian1,QU XiaoMing2,YAN G ZhuSen2,M EN G XiangJin2,L I ZhenQing2,YAN G ZhiMing1, ZHEN G MianPing2,ZHEN G Y ou Y e3,N IE FengJ un2,G AO Y ongFeng4,J IAN G SiHong2
and L I GuangMing5
(1Institute of G eology,CA GS,Beijing100037,China;2Institute of Mineral Resources,CA GS,Beijing100037,China;
3China University of G eosciences,Wuhan430074,Hubei,China;4Shijiazhuang University of Economy,Shijiazhuang 050031,Hebei,China;5Institute of G eology and Mineral Resources,CGS,Chengdu610082,Sichuan,China)
Ξ本研究得到国家基础研究计划“印度-亚洲大陆主碰撞带成矿作用”973项目(2002CB4126)和杰出青年项目的联合资助
第一作者简介　侯增谦，男,1961年生，博士，研究员，博士生导师，长期从事海底与大陆成矿作用研究。
收稿日期　2006-07-31；改回日期　2006-10-10。李　岩编辑。
Abstract
As a significant and late stage process in the collisional orogeny characterized by a variety of geological features indicating tectonic evolution and large-scale,high-intense mineralization,post-collision has aroused much interest among geologists.However,numerous geological issues,such as post-collisional structural features and tectonic evolution,magmatic sequences and tectonic-magmatic associations,and metallogensis and mineralization systems in the post-collisional settings,
have not yet been fully understood.This paper studied and summarized the major features of post-collisional orogeny and related metallogensis,and proposed a tectonic model for metallogensis in the post-collisional setting in Tibet.The available data indicate that there have been at least two stages of tectonic evolution since Miocene in the Tibetan plateau,which is now tectonically in a post-collisional stage.The low-crustal flow and upper-crustal shortening took place in an early post-collisional stage(>18Ma),which led to the southward extrusion of the low-crustal materials,producing the EW-tending south Tibet an detachment system(STD)and the High Himalayan block to the south,and the EW-striking thrust faulting systems and the thrust nappe structures along the G angdese range in the L hasa terrane, respectively.The crust extension and rifting occurring in the late post-collisional stage(>18Ma)formed a series of NS-striking normal faults and associated rifting basins(≤13.5Ma)across the Tibetan plateau.The post-collsional magmatism in Tibet is characterized by the mid-Miocene ultra-potassic and potassic volcanic rocks,adakitic intrusives,and calc-alkaline granites developed along the G angdese batholiths,and the south Tibetan lecuogranites related to STD.Mineralization during the post-collisional periods produced a variety of significant mid-Miocene deposits,including the porphyry Cu deposits and the associated skarn Ag-Pb-Zn deposits along the G angdese batholiths,the epithermal Sb-Au deposits in southern Tibet,the hydrothermal vein-type and skarn-type Ag-Pb-Zn deposits to the north of the G angdese porphyry Cu belt,and modern Cs-A
u deposits related to hot-spring activity in Tibetan plateau.The porphyry Cu deposits,occurring in the post-collisional setting,are associated with felsic stocks that show geochemical affinity with adakites,which are regarded as products of partial melting of newly-formed underplated basaltic lower-crustal source beneath the Tibet.The Sb-Au vein deposits,tectonically located in the STDs and controlled by the metamorphic nuclear complexes(thermal domes) and NS-striking normal faults,are related to the epithermal systems driven by the mid-Miocene leucogranitic bodies.The vein-type Ag-Pb-Zn deposits occur within a thrusting nappe structural zone in the L hasa terrane, and are related to the fluid flows discharged and moved along a northward gently-dipping detachment fault zone related to upper-crust shortening.In general,three kinds of structural systems in the upper-crust , the NS-striking normal faulting system and associated rifting basins,the EW-tending thrusting faults and associated nappe structures,and the EW-tending STDs,constrained the metallogensis during the post-collisional periods.Nevertheless,the flow and extrusion of the mid-lower crust and the breaking-off of the subducted Indian continental slab are considered to be the principal deep dynamic processes leading to the formation of these distinct deposits in the post-collisional setting in Tibet.
K ey w ords:geology,post-collision,potassic magmatic rocks,metallogeny,deep lithospheric process, Tibetan plateau
  “后碰撞”作为大陆碰撞造山作用的特定过程，以其重要的构造演化标示性特征和强烈的爆发式金属成矿作用，受到地质学家们的高度重视。尽管目前对后碰撞作用的认识还是初步的，但对一些科学问题已形成基本共识。后碰撞环境总体上以地壳伸展为特征，但强烈伸展时可以形成断陷盆地(Craw2 ford et al.,1992;Hou et al.,2003a)、裂陷槽(肖序常等,1992；王京彬等,2006)，甚至陆内裂谷(张国伟等,1999；顾连兴等,2001)，并主要沿着陆-陆碰撞带平行展布。后碰撞岩浆作用以高钾钙碱性(H KCA)
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和钾玄岩系(SH)岩石组合为特征(Liegeois,1998)。在后碰撞的特定阶段，常常发育典型的“双峰”岩石组合(Crawford et al.,1992;Hou et al.,2003a；王京彬等,2006)，有时也产出过铝-强过铝花岗岩(淡色花岗岩)(Sylvester,1998)。晚期阶段还常发育少量的碱性-过碱性岩(如A型花岗岩)(J ung et al., 1998)和小体积的碱性环状杂岩体(Liegeois,1998)。
H KCA和SH岩系主要受大规模剪切带或走滑断裂带控制，淡色花岗岩发育则与大规模拆离断裂系有关(Le Fort,1981;England et al.,1992;Harris et al.,1993;Guillot et al.,1995)。“双峰”岩石组合通常产出于后碰撞期的裂谷带或裂陷盆地，而碱性环状杂岩体则标志着碰撞造山过程的终结。虽然后碰撞火成岩的岩石地球化学特征不一定具有构造环境指示意义，但却可反映岩浆源区的地球化学特征。该岩浆源
区通常形成于主碰撞期及碰撞前的俯冲期，常常含有一定量的幔源或壳源的新生(juvenile)组分(Liegeois,1998;Hou et al.,2004)。导致后碰撞伸展的动力学机制，被许多学者归因于岩石圈拆沉(Kay et al.,1994)、地幔岩石圈对流减薄(Eng2 land et al.,1989;Turner et al.,1993;1996)，甚至俯冲板片断离(Maheo et al.,2002)。后碰撞期通常是金属成矿的高峰期，常常伴随着大规模的Au、Cu、多金属成矿作用(Marignac et al.,1990;Crawford et al.,1992;Hou et al.,2003a；侯增谦等,2003b；王京彬等,2006)。
应该指出，上述认识主要建立在对古老碰撞造山带的研究基础上。然而，由于古老碰撞带多数遭受后期地质事件的强烈叠加改造，许多重要的地质信息遭到不同程度的破坏，因此，涉及后碰撞的一系列重要地质问题，如后碰撞期的构造特征与演化历程、岩浆发育序列和岩石构造组合、伸展成矿作用与矿床系列组合等，尚未得到清楚完好的识别、理解和阐示。
笔者的研究已经表明，青藏高原是全球范围内规模最大、也是最典型的活动大陆碰撞造山带，经历了印度与亚洲大陆的主碰撞(65～41Ma)、晚碰撞(40～26Ma)和后碰撞(<25Ma)过程，目前正处于后碰撞演化阶段(侯增谦等,2006a;2006b;2006c)。在后碰撞阶段，青藏高原发育了一系列标示性的构造-岩浆事件，如横跨青藏高原的NS向正断层系统及其裂谷带(Coleman et al.,1995;Blisniuk et al., 2001)、东西延绵千余公里的钾质火成岩带(Turner et al.,1993;Miller et al.,1999;Maheo et al., 2002;Hou et al.,2004)和藏南拆离系(Burg et al., 1984;Burchfied et al.,1992)以及与之相关的藏南淡色花岗岩带(Le
Fort,1981;Guillot et al.,1995)等，为深入研究后碰撞构造演化、岩浆活动和成矿作用提供了难得的机遇。
为深入认识和理解后碰撞期构造演化及其伸展成矿作用，本文在973项目组研究的基础上，结合前人的研究成果，总结后碰撞时段(<25Ma)的构造特征、岩浆序列及其深部过程，阐述后碰撞成矿事件及其矿床类型和地质特征，分析其深部过程和构造约束，建立后碰撞伸展成矿模型。
1　后碰撞构造特征
青藏高原后碰撞阶段的构造变形，主体发育于NS向挤压的动力背景之下。综合分析已有资料，后碰撞早期阶段主要发生下地壳流动与上地壳缩短(>18Ma)：下地壳塑性流动并向南挤出，在藏南地区形成EW向延伸的藏南拆离系(STD)，上地壳强烈逆冲推覆，在拉萨地体发育EW向展布的逆冲断裂系；晚期阶段主要发生地壳伸展(<18Ma)：垂直碰撞带的EW向伸展，形成一系列横切青藏高原的NS向正断层系统(≤14Ma)及其围陷的裂谷系和裂陷盆地(图1)。
1.1　藏南拆离系
藏南拆离系(STD)是一个沿喜马拉雅东西向延伸的北倾低角度正断层系统(图1,Burg et al., 1984;Burchfiel et al.,1992)。拆离系南侧为高喜马拉雅地体，北侧为特提斯—喜马拉雅地体。高喜马
拉雅地体南北宽约150km，呈东西向弧形延伸。其主体为中元古代变质岩，属印度大陆北缘的结晶基底。特提斯—喜马拉雅地体也呈近东西向弧形展布，出露中元古代变质基底和古生代-中生代被动陆缘盖层。该地体内部发育由8个变质穹隆(核杂岩)构成的长达300km的穹隆构造带，其核部由拉轨岗日群构成，为一套高角闪岩相变质岩和混合岩化片麻岩组合，部分穹隆中央被中新世淡色花岗岩侵位(许志琴等,2006)。
STD的起始时间尚未很好地约束，但是，根据出露于STD上下盘的淡色花岗岩的结晶年龄推断，其发育始于21～17Ma(Sch er et al.,1986)，持续至
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图1　青藏高原碰撞造山带构造格架(据Chung et al.,2003略修改)
Fig.1　Tectonic framework of the Tibetan collisional orogenic belt(modified from Chung et al.,2003)
12Ma(Murphy et al.,1999)。鉴于STD被NS向正断层系统切割，推测其终止时间为8～9Ma。
除传统意义的STD外，特提斯—喜马拉雅地体穹隆构造带北侧也存在北倾的拆离构造带(李德威等,200
3)。许志琴等(2006)将其称为康马—拉轨岗日拆离断层带(K LD)。该K LD是一条发生在前震旦纪变质基底与古生代盖层间的向北缓倾的拆离构造带，其大规模拆离导致变质穹隆的抬升和剥露。由侵位于穹隆中央的花岗岩年龄限定,K LD发育时限为2014～1515Ma(Chen et al.,1990)。根据STD与K LD活动时间的一致性、断裂系特征的类同性以及变质基底与盖层在岩石组合、形成时代和变质演化历史上的类似性诸证据，许志琴等(2006)提出STD和K LD实际上是一条规模巨大的、向北延伸到特提斯—喜马拉雅地体之下的巨型拆离带(图2)。K LD及变质穹隆之所以出露于特提斯—喜马拉雅地体内，与中新世淡色花岗岩侵位有关(图2)。
STD过去被解释为印度大陆板块向北俯冲过程的前缘滑脱拆离产物(Burg et al.,1984;Chen et al.,1990;Burchfiel et al.,1992)。然而，最近的构造模拟和构造研究提出，伴随着印-亚大陆碰撞和挤压缩短，下地壳物质发生塑性流动，并形成通道流(Channel flow)(Beaumont et al.,2001;2004;Shen et al.,2001)，其自北而南的侧向流动与向外挤出，使其在藏南地区得以出露，形成高喜马拉雅变质地体，北侧则发生大规模拆离(见图2)，形成藏南拆离系(王二七等，私人通信)。
1.2　旁多—措勤逆冲断裂系
伴随“通道流”的发育，拉萨地体上地壳强烈缩短，产生了一系列逆冲断裂系和由此构成的逆冲-推覆构造(图1)。在念青唐古拉以东，发育东西向延伸达600km的旁多逆冲系统(叶培盛,2004)，由4个构造带
构成，从南到北依次为:①南部前缘挤压滑脱构造带,②中部叠瓦状逆冲断层带,③北部高角度逆冲断层-逆冲推覆岩席和④后缘逆冲推覆带(叶培盛,2004)。南部前缘挤压滑脱构造带以逆掩断层和紧密褶皱为主，中部以叠瓦状逆冲断层系和斜歪倒转褶皱构造为特征，北部逆冲推覆岩席被高角度逆冲断层所夹持，后缘以发育高角度逆冲断层和直立-斜歪褶皱群为特点(叶培盛,2004；吴珍汉等,2003)。旁多逆冲系的活动时代尚无直接的测年数据，但该逆冲系向西延伸部分被念青唐古拉山脉和当雄—羊
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图2　藏南地区后碰撞构造理想断面图(据许志琴等,2006修改)
Fig.2　Ideal geological sections of the post-collisional tectonics in south Tibet(modified from Xu et al.,2006)
八井裂谷切割截断，逆冲推覆构造带卷入并切割了石炭系-白垩系和古近纪地质体。根据念青唐古拉花岗岩的年龄(1813～1111Ma；刘琦胜等,2003)及当雄—羊八井裂谷形成发育的时限(14Ma;Williams et al.,2001;Blisniuk et al.,2001)，推断旁多逆冲系活动上限为18Ma。
在念青唐古拉以西，发育一条东西长逾650km 的措勤逆冲系(图1)，其基本结构、断裂特征和构造式样均可与旁多逆冲系相类比。措勤逆冲构造带表现为多期活动的脆韧性构造带，早期为由北向南逆冲，中期呈现斜冲-韧性剪切性质，晚期具有左行走滑特征。有限的年龄数据显示，该逆冲系斜冲-韧性剪切活动时间为45Ma，晚期走滑时间延续至1014Ma。1.3　南北向裂谷与正断层系统
后碰撞阶段最重要的地壳变形是发育一系列横跨高原的NS向裂谷系及其边界正断层系统(图1)。典型的裂谷带应首推西部的许如错—当若雍措裂谷和东部的亚东—谷露裂谷，以其为主要边界将冈底斯分割为东、中、西3段(侯增谦等,2006d)。973项目丁林课题组对2个裂谷进行了系统研究，基本确定了裂谷的形态和变形特征。裂谷系切割青藏高原不同的地质构造单元，宽度沿走向变化大，最宽处约35km，窄处小于5km。这些裂谷多为锯齿状断裂系，断裂系至少有N E、NW、NS3组。边缘断裂多
为走滑性质的正断层，断离多为高角度正断层。运动线理与断裂走向高角度斜交。正断层末端多转换为走滑断裂，并与其他NS向裂谷相连。在冈底斯，裂谷主要为对称的地堑型，在藏南则为半地堑(丁林
等，私人通信)。
NS向裂谷的发育可能是多阶段的。丁林等(2006)通过对裂谷带内的数条垂直剖面研究提出，裂谷主要活动时间集中在23～10Ma。Williams等(2001)通过对NS向脉岩的系统测年，提出东西向地壳伸展发生于18Ma。C oleman等(1995)和Blisniuk等(2001)提出裂谷正断层系统发育于1315～14Ma之前。
对NS向裂谷的发育机制尚存较大争议，至少有3种不同观点:①与地幔岩石圈对流减薄有关，因此认为EW向伸展和裂谷发育时间代表着青藏高原达到最大高度的时间(England et al.,1989;Coleman et al.,1995;Blisniuk et al.,2001);②与地幔流引起的弧后扩张有关，因此认为NS向裂谷发育与青藏高原隆升过程无关(Y in et al.,2000);③与向北俯冲的印度大陆板片在中新世发生NS向撕裂和差异俯冲有关，认为是板片撕裂带与上覆岩石圈断裂发生耦合的产物(侯增谦等,2006d)。
综上所述，经历主碰撞-陆陆对接与地壳缩短加厚(65～41Ma)和晚碰撞-陆内俯冲与构造转换(40～26Ma)诸过程的青藏高原(侯增谦等,2006b; 2006c)，进入中新世后碰撞阶段，下地壳物质通过“通道流”向南流动与挤出，其前缘形成高喜马拉雅下地壳变质基底，并与盖层出现大规模拆离，形成STD(
图2)；其后缘发生上地壳变形，在拉萨地体内部发育呈EW向展布的逆冲断裂系(图1)。大致在18 Ma前后，应力场发生重大变化，岩石圈开始出现EW 向伸展，形成NS向延伸的正断层系统，并于14Ma前后发育成一系列以正断层为边界的裂谷带(图1)。
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