Division of metallogenic units and geological characteristics in South America
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摘要:
南美洲是全球成矿规律研究的热点地区,区内优势矿产资源铜、铁、铝土矿、锡、铌、锂、金、银等在世界上占有重要地位,也是全球矿产勘查投资的重点地区。根据大地构造单元划分,结合实际矿床(点)空间分布、主要成矿类型及其成矿背景,对南美洲开展了三级成矿区带划分,共划分出2个Ⅰ级成矿区,9个Ⅱ级成矿省和42个Ⅲ级成矿带。阐述了南美洲成矿区带划分原则、命名规则、优势矿种、主要成矿时代等。以圭亚那地盾成矿省(Ⅱ-1)泛亚马孙成矿带(Ⅲ-2)为例,概述了Ⅲ级成矿带的优势矿种、矿床类型、赋矿岩系、控矿因素等,总结了区域构造演化、变质作用、岩浆活动等与成矿的关系。
Abstract:South America is one of the most important regions for prospecting investment and metallogenic regularity research. The dominant mineral resources in South America, such as copper, iron, bauxite, tin, niobium, lithum, gold and silver, play an important role in the world. On the basis of the division of tectonic units and the space-time distribution, metallogenic types of the deposits as well as their metallogenic environment, the metallogenic units of South America can be assigned to three ranks, with two first-rank metalllogenic domains, nine second-rank metallogenic provinces and forty-two metallogenic belts. The naming rules, dominant minerals and main metallogenic ages of the metallogenic units were analyzed in this paper. Finally, based on a case study of the Transamazon metallogenic belt (Ⅲ-2) in Guyana shield metallogenic province (Ⅱ-1), the authors summarize its dominant mineral resources, metallogenic types of the deposits, ore-hosting rocks and ore-controlling factors as well as the relationships between tectonic evolution, metamorphism, magmatism and mineralization.
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受制于区域地球化学场、地质构造演化历史等因素,矿床在时空分布上极不均匀[1]。而成矿区带则是具有较丰富矿产资源及潜力的成矿地质单元[2-4],其内有特定的成矿环境和成矿系统[5-6],各类矿床在时空上呈现规律性的集中产出,如中国超过200多个金矿床分布于五大构造单元的16个金成矿省,各金成矿省具有特定的成矿背景与矿床类型[7]。“胶东型”金矿成矿作用与幔源流体参与、太平洋远程俯冲及其伴随的华北克拉通破坏有关[8-9]。因而,成矿区带划分具有重要的理论意义和实践意义,是成矿规律研究的集中表现和矿产预测与勘查的基础[2, 10],已成为全球的热点论题[11]。
南美洲是全球成矿规律研究和矿产勘查投资的热点地区,区内优势矿产资源铜、铁、铝土矿、锡、铌、锂、金、银等在世界上占有重要地位,如铜、锂储量位居全球第一位,锡、铁和铝土矿分别位居全球第二、第三和第四位。智利是全球第一大铜矿资源国,储量达2.10 × 108t,占世界总储量的29.17%;秘鲁是世界第三大铜资源国,储量0.81× 108t,占世界总储量的11.25%[12],两国铜勘查开发投入、产量与出口量均位居世界前列[13]。安第斯铜、金等单矿种成矿作用与成矿规律[6, 14-15]、安第斯造山带和南美地台成矿区带划分等领域的研究已经取得了重要进展[16-21],而对于南美洲成矿区带划分,以及各区带地质特征等的总结,尚缺少系统性的研究成果。为此,本文在综合前人研究成果的基础上,运用板块构造观点,结合南美洲大地构造单元划分,突出各构造单元内构造-岩浆事件对区域成矿作用的控制,并考虑实际矿床(点)时空分布特征、主要成矿类型及其成矿背景,对南美洲进行了三级成矿区带的划分,将南美洲划分为2个Ⅰ级成矿区,9个Ⅱ级成矿省和42个Ⅲ级成矿带,阐述了各级成矿区带划分原则与划分方案,最后以圭亚那地盾成矿省的泛亚马孙成矿带为例,概述了Ⅲ级成矿带的地质特征。
1. 南美洲成矿区带划分的历史与现状
在南美洲构造单元和成矿区带划分上,中外学者在不同时期有不同的划分方案。南美洲曾被划分成三大构造成矿区带[16],即南美地台、安第斯造山带和巴塔哥尼亚地块。巴塔哥尼亚地块虽然在地质特征、构造演化和矿产资源上具有独特的特征,但其无论出露面积还是矿产资源的重要性上都仅具有局部意义。目前,多数学者倾向于把巴塔哥尼亚地块并入安第斯成矿区,将南美洲划分成南美地台成矿区和安第斯成矿区(图 1)[18, 22]。其中,南美地台成矿区位于冈瓦纳成矿域西部,成矿地质构造背景以前寒武系地块及叠加其上的显生宙沉积盆地和构造带为主,其次为新生代风化壳;安第斯成矿区位于环太平洋成矿域东南缘,成矿地质构造背景以显生宙造山带和新生代风化壳为主[23]。
根据区域构造演化,南美地台可划分出三大克拉通,即亚马孙、圣弗朗西斯科和拉普拉达[17](图 1)。该方案较好地体现了不同克拉通的成因和演化,但划分不均衡,亚马孙克拉通面积达430 × 104km2,而拉普拉达克拉通仅几万平方千米。董永观等将南美地台划分为“三盾三盆”,即圭亚那地盾、中巴西地盾和大西洋地盾,以及地盾之间的索利蒙伊斯(Solimoes)-亚马孙(Amazonas)盆地、帕纳伊巴(Parnaiba)盆地和巴拉那(Parana)盆地[19](图 1);以此为基础,进一步将南美地台划分出6个Ⅱ级成矿带,17个Ⅲ级成矿亚带和60个Ⅳ级成矿区[20]。
安第斯造山带沿线各国开展过本国的成矿区带划分,但对安第斯造山带整体划分较少。如在1972年,Bellido和Montreuil根据秘鲁构造地貌特征将其划为5个成矿带,分别是:①海岸山区铁成矿带;②海岸基岩区铜成矿带;③西部山区火山岩型多金属成矿带;④西部山区和高原区沉积型多金属成矿带;⑤东部山区和次安第斯山区多金属成矿带①。Ponzoni认为, 应将海岸山区的铜和铁归入同一个成矿带,将秘鲁划为4个成矿带;Cardozo①则依据矿床类型、成矿母岩、成岩成矿年代学等,将秘鲁划分为14个成矿带。智利、阿根廷、玻利维亚等国也开展过类似研究,通过各国成矿区带划分能够更详细地了解局部区域成矿规律,而难以从整体上认识和把握安第斯成矿带的地质特征、优势矿种成矿规律、矿床类型及其成因等。Sillitoe[14]总结了中安第斯地区IOCG型矿床成矿作用和成矿规律,厘定出4种矿化类型,划分出2个成矿时代及其分布范围,进而又探讨了整个安第斯地区铜成矿规律,厘定出11种铜矿床类型,划分出7个成矿时代及分布[6],最终归纳了南美洲和北美洲科迪勒拉地区金成矿规律,厘定出8种矿床类型,22个金矿带,并探讨了金成矿的构造-岩浆背景[15]。其在安第斯铜、金单矿种成矿区带划分上取得了重要进展,但没有体现安第斯成矿区内其他优势矿种的时空分布规律,以及各矿种之间的成因关系及其成矿地质背景等。卢民杰等[21]依据基底组成、构造-岩浆演化、板块俯冲形式、成矿作用和主要成矿类型的差异,将安第斯造山带成划分为3个Ⅱ级成矿省和14个Ⅲ级成矿带。多数学者对安第斯成矿带三分认识较一致[18, 21](图 1),争议主要集中在中、南安第斯成矿区带界线上,卢民杰等认为二者界线位于瓦尔迪维亚(Valdivia)断裂(南纬39°附近)[21],而Zappettini则认为其位于南纬46°30′附近[18]。考虑到南纬39°以南区域成矿作用较弱,且与中安第斯成矿作用、矿种及矿床类型差异较大。同时,南纬39°附近是巴塔哥尼亚在310~ 315Ma向南美地台俯冲碰撞的缝合带[24]。因而,南纬39°作为中、南安第斯界线可能更合适(图 1)。
2. 成矿区带划分方案
2.1 成矿区带划分的基本原则
目前,成矿区带划分主要依据区域成矿的地质构造环境及成矿作用的性质、产物(矿种)、强度及其有关的矿化信息[2, 11, 15]。其与大地构造单元的划分不完全等同[2, 10],特别是在有多个大地构造-成矿旋回的区域。
成矿区带级别从全球性的成矿域,大区域性的成矿省,区域性的成矿区,到更小范围的成矿亚区(亚带)和矿田5级划分法。Ⅰ级成矿区大致对应于全球性构造域,常被称为“成矿域”;Ⅱ级成矿区,常被称为“成矿省”,为成矿域内的次一级成矿区带,与一个或几个大地构造单元对应,成矿作用对应于一个或几个大地构造-岩浆旋回;Ⅲ级成矿带为更次一级的成矿区域,是一种或多种矿化集中区,成矿受控于某一构造-岩浆带、岩相带、区域构造或变质作用[25]。Ⅱ级成矿省目前存在2种划分方法,一是以地块(地台)为中心,包括其周缘造山带的古板块均划为一个成矿省[26];二是将克拉通(板块)、造山带和大型盆地都划分为独立的成矿省[27]。本文的Ⅱ级成矿省划分原则是以第一种划分方法为主,但也综合了第二种划分方法,即把大型盆地也作为独立的Ⅱ级成矿省。造山带则在Ⅲ级成矿带中再进行划分。Ⅲ级成矿带是进行区域成矿规律研究及矿产资源潜力评价和成矿预测的基础,也是南美洲成矿区带划分的核心。
2.2 成矿区带划分方案
本文将南美洲划分为稳定的南美地台成矿区(冈瓦纳成矿域)和活动的安第斯成矿区(环太平洋成矿域)2个Ⅰ级成矿区。Ⅰ级成矿区范围对应于其构造单元范围,以大型断裂带、缝合带等为界线。
南美地台区多为前寒武纪陆块裂解成洋、洋盆俯冲-闭合、陆-陆汇聚碰撞造山、造山后伸展作用等,涉及多陆块(地块)、多期次构造旋回以及与之相关的成矿作用。其受中—新生代构造-成矿事件影响和改造较少,构造格架及其动力学特征较清晰,成矿构造单元与大地构造分区能够较好的对应,但又不完全等同。本文在Ⅱ级成矿省划分时,根据南美地台的区域构造演化和构造单元特征、地层和岩浆活动及成矿作用特点,尽量兼顾上述2种Ⅱ级成矿省划分方案,并考虑均衡的划分理念,将南美地台划分为6个Ⅱ级成矿省。其中,圭亚那地盾与中巴西地盾同属于亚马孙陆块,基底是相通的,导致部分地区构造-岩浆活动、成矿作用与圭亚那地盾相似,但由于二者之间有亚马孙盆地隔离,加上中巴西地盾与圣弗朗西斯科、拉普拉塔等陆块在巴西-泛非造山旋回期间发生增生造山作用,其也具有与圭亚那地盾不同的构造演化和成矿特点,所以把二者单独划分为2个成矿省。圣弗朗西斯科陆块及其周缘造山带组成大西洋地盾成矿省。而拉普拉达、圣路易斯、路易斯阿尔维斯等地块出露面积较小,矿产资源有限,不再将其与周缘造山带共同划出作为独立的Ⅱ级成矿省,而直接将其作为Ⅲ级成矿带。在上述陆块或造山带之间分布有面积广阔的三大沉积盆地(图 1),其成矿作用与陆块和造山带显著不同,分别将其划为3个Ⅱ级成矿省,由于沉积盆地内的构造演化相对稳定,且主要为沉积型矿床,因此沉积盆地内暂时不再进行Ⅲ级成矿区带的划分。也就是说,将南美地台区陆块(地块)及其周缘造山带组成的古陆块作为Ⅱ级成矿省,把陆块(地块)及周缘的造山带作为Ⅲ级成矿带;同时,考虑到南美地台发育多个大型坳陷盆地,故将大型盆地划分为独立的Ⅱ级成矿省,其内不再进行Ⅲ级成矿带的划分。因而,南美地台成矿区共划分出6个Ⅱ级成矿省和21个Ⅲ级成矿带(图 2;表 1)。Ⅱ级成矿省范围大致对应构造单元范围,以大型断裂带、缝合带、盆地、陆块边界等为界线。在东部南美地台区的Ⅲ级成矿带以构造单元边界为界(如大型断裂带等)(图 2)。
图 2 南美洲成矿区带划分示意图(底图据参考文献[28]修改)Figure 2. The schematic map of division of metallogenic units, South America表 1 南美地台成矿区带划分Table 1. The division of metallogenic units in South American platformⅠ级成矿区 Ⅱ级成矿省 Ⅲ级成矿带 南美地台成矿区 Ⅱ-1圭亚那地盾成矿省 Ⅲ-1伊玛塔卡(Imataca)Fe-MⅡ-高岭土成矿带(Ar; Pt1?) Ⅲ-2泛亚马逊(Transamazon)Au-Mn-Cr-高岭.土成矿带(Pt1; N) Ⅲ-3塔帕若斯-帕里马(Tapajos-Parima)Sn-Au-REE-Nb-Th-Ta-铝土矿-金刚石成矿带(Pt1) Ⅲ-4里奥内格罗(Rio Negro)Au-Fe-铝土矿成矿带(Pt; Pt2) Ⅱ-2中巴西地盾成矿省 Ⅲ-5兴谷(Xingu)Au-Sn成矿带(Pt) Ⅲ -6卡拉加斯-中亚马逊(Carajas-Central Amazon)_Fe-Mn-Au-Cu-N1-Sn-Pb-Zn-Pt-铝土矿成矿带(Ar; Pt) Ⅲ-7雅卡雷阿坎加(Jacareacanga) Sn-Au-铝土矿-金刚石成矿带(Pt1) Ⅲ-8朗多尼亚-前雷纳(Rondonia-Juruena) Cu-Au-Ag-Pb-Zn成矿带(Pt 1) Ⅲ-9桑萨斯(Sunsas)Au-Sn-Ni-Cu-Zn成矿带(Pt2; Pt3) Ⅲ-10巴拉圭(Paraguay)Fe-Mn-Au成矿带(Pt3; ϵ) Ⅲ-11里奥阿帕(Rio Apa)Pb-Zn-Be-云母-长石-大理石成矿带(Pt1) Ⅲ-12阿拉瓜亚(Aragua1a) Cr成矿带(Pt3; ϵ) Ⅱ-3大西洋地盾成矿省 Ⅲ-13巴西利亚(Brasilia)Au-Ag-Cu-Pb-Cd-Co-Ni-Nb-Sn-REE-金刚石成矿带(Ar; Pt1; Pt2; Pt3) Ⅲ-14特雷斯马里亚斯(Tres Marias)Pb-Zn-Ag-Mn-Au-金刚石-萤石-石灰岩-高岭土成矿带(Pt3; K) Ⅲ-15圣弗朗西斯科(Sao Francisco)Fe-Au-Cu-Mn-Pb-Zn-Ag-Ti-Cr-Li-Be-祖母绿-金刚石成矿带(Ar; Pt1; Pt2; Pt3) 南美地台成矿区 Ⅱ-3大西洋地盾成矿省 Ⅲ-16博尔博雷玛(Borborema)W-Au-铌钽铁矿-荽镁矿-绿杵石-海蓝宝石-电气石4祖母绿成矿带(Pt; Pt2; Pt3; J; K) Ⅲ-17路易斯阿尔维兹(Lu1s Alves) Au-Pb-W-磷-黄石成矿带(Pt; Pt2) Ⅲ-18阿拉苏阿伊-里贝拉(Aracuai-Ribeira)Cr-Au-Fe -W-Mo-Cu-Sn -Pb-Zn-Ba-Ag -Li-Be-Ta--铝土矿-金刚石-磷酸盐-石墨-滑石-祖母绿-金绿宝石成矿带(Ar; Pt1; Pt3) Ⅲ-19里奥拉普拉塔(Rio de la Plata)Au-粘土-石灰石成矿带(Pt1; Pt3) Ⅲ-20唐费利西亚努(Dom Feliciano)Cu-Pb-Zn-Ag-Au-Ba-Sn-Ti-Zr-磷-萤石成矿带(Pt2; Pt3) Ⅲ-21圣路易斯(Sao Luis)Au成矿带(Pt1; K?) Ⅱ-4帕纳伊巴(Parnaiba)坳陷盆地Fe-盐类-石膏成矿省(O; K) Ⅱ-5索利蒙伊斯-亚马孙(Solimoes-Amazonas)坳陷盆地Fe-高岭土-盐类-石膏成矿省(O; K?) Ⅱ-6波蒂瓜尔-巴拉那(Potiguar-Parana)坳陷盆地U-金刚石成矿省(P; T; Q) 在安第斯成矿区,古生代阿雷基帕-安托法拉(Arequipa-Antofalla)、库亚尼亚(Cuyania)、智利尼亚(Chilenia)等多个地体先后增生至冈瓦纳原始大陆边缘,奠定了该区的基底构造,其遭受了中—新生代滨太平洋构造域的强烈改造,即中—新生代纳斯卡板块向南美大陆俯冲造山,形成安第斯造山带,构成环太平洋成矿域的重要组成部分[23]。其北段、中段和南段在地质、地球物理、地球化学、成矿作用等方面均有显著差异,可进一步划分为3个次一级构造单元,即北、中和南安第斯造山带[29]。在卢民杰等研究成果的基础上[21],将其划分为北、中和南安第斯3个Ⅱ级成矿省(图 2)。区域成矿作用也以中—新生代为主,叠加在先期基底成矿之上,如智利东部和阿根廷西北部晚古生代冈瓦纳造山运动形成了长英质岩浆岩带,其内赋存晚石炭世—二叠纪斑岩铜矿,其上叠加始新世—渐新世大规模火山-岩浆岩带及其赋存的巨量铜、金多金属矿床。即在Ⅱ级成矿省内,再以区域地质构造、最强烈的火山-岩浆-成矿作用时代、特定的矿床类型组合与矿种等为基础,适当考虑其他较次要的成矿作用,作为Ⅲ级成矿带。据此,安第斯成矿区共划分出3个Ⅱ级成矿省和21个Ⅲ级成矿带(图 2;表 2)。在西部安第斯地区,Ⅲ级成矿带的边界是与区域成矿作用最密切的主要构造-岩浆岩带(如大型断裂带、岩浆岩带等)。
表 2 安第斯造山带成矿区带划分Table 2. The division of metallogenic units in Andean orogenic beltⅠ级成矿区 Ⅱ级成矿省 Ⅲ级成矿带 安第斯成矿区 Ⅱ-7北安第斯成矿省 Ⅲ-22加勒比(Caribbean)Ni-Fe-Ti-V-Cu-石膏成矿带(Mz) Ⅲ-23梅里达(Mérida)Pb-Zn-Cu成矿带(Pz?) Ⅲ-24东科迪勒拉(Eastern Cordillera)Fe-磷酸盐-石灰石-铝土矿成矿带(Mz2; Q?) Ⅲ-25雷亚尔(Cordillera Real in Ecuador and Columbia)Cu-Au-Pb-Zn成矿带(J; K) Ⅲ-26科多帕希(Cotopaxi)Au-Ag--硫成矿带(Mi; Ol) Ⅲ-27皮诺-达瓜-乔科(Pinon-Dagua-Choco)Au-多金属成矿带(J; K) Ⅲ-28北海岸带(North Coastal Cordillera)Cu-Au-多金属成矿带(E) Ⅲ-29皮沙亚波(Pisayambo)Cu-Au-Ag成矿带(Mi) Ⅱ-8中安第斯成矿省 Ⅲ-30皮乌拉-特鲁希略(Piura-Trujillo)Cu-Au-Ag成矿带(K; E) Ⅲ-31查查波亚斯-库斯科(Chachapoyas-Cusco)Au-Fe-Ag-Pb-Zn-重晶石成矿带(Mz?) Ⅲ-32安第斯前陆盆地(Andes Foreland basin)Au成矿带(Mz?) Ⅲ-33中科迪勒拉(Central Cordillera)Sn-W-多金属-盐类成矿带(J; E-Q) Ⅲ-34西科迪勒拉(Western Cordillera)Cu-Au-Ag-Fe-多金属-硫-盐类成矿带(E-Q) Ⅲ-35中海岸科迪勒拉(Central Coastal Cordillera)Cu-Fe-Au-Zn-Ag成矿带(J; K) Ⅲ-36普纳高原(Puna plateau)Cu-Au-Mo-Ag-盐类成矿带(Ol; Mi) Ⅲ-37帕姆皮亚(Pampia)Cu-W-Ni-Cr-Co-Pt-U-Au-伟晶岩成矿带(Pt3; Pz2) Ⅲ-38内乌肯(Neuquén)Cu-U-硫-重晶石-天青石-盐类成矿带(E; Q) Ⅱ-9南安第斯成矿省 Ⅲ-39东巴塔哥尼亚(Eastern Patagonia)W-Au-多金属-萤石-盐类成矿带(J; K?) Ⅲ-40中巴塔哥尼亚(Central Patagonia)石灰华-高岭土成矿带(Q?) Ⅲ-41西巴塔哥尼亚(Western Patagonia)Au-Ag-Cu-Pb-Zn(J; K) Ⅲ-42火地岛(Tierra del Fuego)Au成矿带(Q) 鉴于Ⅲ级成矿带在成矿区带划分中的核心地位,系统开展了南美地台成矿区与安第斯成矿区内42个Ⅲ级成矿带的命名,梳理了Ⅲ级成矿带优势矿种、矿床类型、赋矿岩系、控矿因素、成矿时代等,总结了区域构造演化、变质作用、岩浆活动与成矿的关系,下文将以泛亚马孙成矿带为例概述之。其中,成矿带命名尊重该国传统习惯,一般以地名或山川命名;优势矿种排序以金属矿种在前(用元素符号表示),非金属矿种在后(用中文名称表示);区域主要成矿时代置于矿种之后的括号中,一般分出代和纪,尽量精确到世(表 1、表 2)。
3. 成矿区带地质特征——以圭亚那地盾成矿省泛亚马孙成矿带为例
3.1 圭亚那地盾成矿省(Ⅱ-1)
圭亚那地盾位于南美洲东北部,北部和东部与大西洋交界,南面为亚马孙沉积盆地,西部为安第斯成矿区(图 1、图 2),优势矿产资源为金、铁、锰、锡、锗、金刚石等。圭亚那地盾部分地区形成于太古代,如伊马塔卡(Imataca)和北罗赖马(Roraima)等[30],也有学者认为其主体形成于古元古代[17]。在其边缘发育以泛亚马孙活动带(Trans-Amazon Mo⁃ bile Belt)为代表的古元古代造山带,与2260~ 2020Ma发生的板块聚合运动有关,随后依次发生了塔帕若斯-帕里马构造省(Tapajos-Parima,2030~ 1808Ma)和里奥内格罗构造省(Rio Negro,1820~ 1550Ma)的增生[18]。
3.2 泛亚马孙Au-Mn-Cr-高岭土成矿带(Ⅲ-2)
该成矿带位于圭亚那地盾东部泛亚马孙构造单元,主要包括圭亚那、委内瑞拉,向东南延伸到巴西西部(图 1、图 2),主要发育金、锰、高岭土等矿床(表 1)。带内出露大范围的花岗-绿岩带和超基性侵入体。花岗-绿岩带形成于2260~2110Ma,包括委内瑞拉Pastora群、Botanamo群和Supamo花岗岩,圭亚那Barama-Mazaruni超群,苏里南Marowijne超群和巴西Vila Nova群等,由玄武质火山岩、玄武岩、安山岩、火山碎屑岩等构成。绿岩带底部为枕状玄武岩,中部为安山岩、流纹岩等,经历低-高级不同程度的变质作用。部分低-高级变质岩原岩可能为同一岩石组合,如巴西Vila Nova群为圭亚那地盾2250~2100Ma火山-沉积序列的一部分,主要由基性变质火山岩组成,可识别出低级、中级变质火山岩。该构造单元形成、演化及岩石变质作用与泛亚马孙造山旋回在2260~2020Ma发生的板块聚合有关[18]。
绿岩带发育有与变质热液有关的脉型金矿床,多产于韧性剪切带中(图 3)。金矿床主要赋存于火山岩中,矿体严格受断裂控制[31]。基性-超基性岩体主要发育锰、铬矿床等,如Bacuri铬铁矿矿床。残积型高岭土矿床与花岗岩红土化作用有关,如委内瑞拉Km88高岭土矿床(2500×104t高岭土)的形成与Supamo花岗岩体红土化作用密切相关。
图 3 泛亚马孙成矿带变质热液型金矿床[18]Figure 3. The metamorphic hydrothermal gold deposits in the Transamazon metallogenic belt4. 结论
(1)采用“两分法”将南美洲划分为2个Ⅰ级成矿区。东部为南美地台成矿区(冈瓦纳成矿域),西部为安第斯成矿区(环太平洋成矿域)。两者成矿背景显著不同,前者以前寒武纪多陆块(地块)、多期次构造-岩浆旋回及叠加其上的显生宙沉积盆地为主;后者以中—新生代安第斯造山带和新生代风化壳为主。
(2)综合运用了2种Ⅱ级成矿省划分方法和理念,建立并完善了南美洲Ⅱ级成矿省的划分方案。在Ⅰ级成矿区划分基础上,将南美地台成矿区划分为6个Ⅱ级成矿省,将安第斯成矿区划分出3个Ⅱ级成矿省。其范围大致对应于构造单元范围,以大型断裂带、缝合带、盆地、陆块边界等为界线。
(3)开展了精细的南美洲Ⅲ级成矿带划分,梳理了带内优势矿种与主要成矿时代。综合了南美洲的成矿规律,即考虑实际矿床(点)空间分布及其主要成矿类型,南美地台成矿区主要以陆块(地块)与周缘造山带为Ⅲ级成矿带;安第斯成矿区以各时代最强烈的构造-岩浆作用形成的成矿带为基础,适当考虑其他较次要的成矿作用作为Ⅲ级成矿带。据此,将南美洲划分出42个Ⅲ级成矿带。
(4)以圭亚那地盾成矿省(Ⅱ-1)泛亚马孙成矿带(Ⅲ-2)为例,概述了Ⅲ级成矿带的优势矿种、矿床类型、赋矿岩系、控矿因素等,总结了区域构造演化、变质作用、岩浆活动等与成矿的关系。
致谢: 中国地质大学(北京)本科生王橹玺和唐轶博在ArcGis绘图中提供帮助,审稿专家提出了很好的建议和修改意见,特致谢意。 -
图 2 南美洲成矿区带划分示意图(底图据参考文献[28]修改)
Figure 2. The schematic map of division of metallogenic units, South America
图 3 泛亚马孙成矿带变质热液型金矿床[18]
Figure 3. The metamorphic hydrothermal gold deposits in the Transamazon metallogenic belt
表 1 南美地台成矿区带划分
Table 1 The division of metallogenic units in South American platform
Ⅰ级成矿区 Ⅱ级成矿省 Ⅲ级成矿带 南美地台成矿区 Ⅱ-1圭亚那地盾成矿省 Ⅲ-1伊玛塔卡(Imataca)Fe-MⅡ-高岭土成矿带(Ar; Pt1?) Ⅲ-2泛亚马逊(Transamazon)Au-Mn-Cr-高岭.土成矿带(Pt1; N) Ⅲ-3塔帕若斯-帕里马(Tapajos-Parima)Sn-Au-REE-Nb-Th-Ta-铝土矿-金刚石成矿带(Pt1) Ⅲ-4里奥内格罗(Rio Negro)Au-Fe-铝土矿成矿带(Pt; Pt2) Ⅱ-2中巴西地盾成矿省 Ⅲ-5兴谷(Xingu)Au-Sn成矿带(Pt) Ⅲ -6卡拉加斯-中亚马逊(Carajas-Central Amazon)_Fe-Mn-Au-Cu-N1-Sn-Pb-Zn-Pt-铝土矿成矿带(Ar; Pt) Ⅲ-7雅卡雷阿坎加(Jacareacanga) Sn-Au-铝土矿-金刚石成矿带(Pt1) Ⅲ-8朗多尼亚-前雷纳(Rondonia-Juruena) Cu-Au-Ag-Pb-Zn成矿带(Pt 1) Ⅲ-9桑萨斯(Sunsas)Au-Sn-Ni-Cu-Zn成矿带(Pt2; Pt3) Ⅲ-10巴拉圭(Paraguay)Fe-Mn-Au成矿带(Pt3; ϵ) Ⅲ-11里奥阿帕(Rio Apa)Pb-Zn-Be-云母-长石-大理石成矿带(Pt1) Ⅲ-12阿拉瓜亚(Aragua1a) Cr成矿带(Pt3; ϵ) Ⅱ-3大西洋地盾成矿省 Ⅲ-13巴西利亚(Brasilia)Au-Ag-Cu-Pb-Cd-Co-Ni-Nb-Sn-REE-金刚石成矿带(Ar; Pt1; Pt2; Pt3) Ⅲ-14特雷斯马里亚斯(Tres Marias)Pb-Zn-Ag-Mn-Au-金刚石-萤石-石灰岩-高岭土成矿带(Pt3; K) Ⅲ-15圣弗朗西斯科(Sao Francisco)Fe-Au-Cu-Mn-Pb-Zn-Ag-Ti-Cr-Li-Be-祖母绿-金刚石成矿带(Ar; Pt1; Pt2; Pt3) 南美地台成矿区 Ⅱ-3大西洋地盾成矿省 Ⅲ-16博尔博雷玛(Borborema)W-Au-铌钽铁矿-荽镁矿-绿杵石-海蓝宝石-电气石4祖母绿成矿带(Pt; Pt2; Pt3; J; K) Ⅲ-17路易斯阿尔维兹(Lu1s Alves) Au-Pb-W-磷-黄石成矿带(Pt; Pt2) Ⅲ-18阿拉苏阿伊-里贝拉(Aracuai-Ribeira)Cr-Au-Fe -W-Mo-Cu-Sn -Pb-Zn-Ba-Ag -Li-Be-Ta--铝土矿-金刚石-磷酸盐-石墨-滑石-祖母绿-金绿宝石成矿带(Ar; Pt1; Pt3) Ⅲ-19里奥拉普拉塔(Rio de la Plata)Au-粘土-石灰石成矿带(Pt1; Pt3) Ⅲ-20唐费利西亚努(Dom Feliciano)Cu-Pb-Zn-Ag-Au-Ba-Sn-Ti-Zr-磷-萤石成矿带(Pt2; Pt3) Ⅲ-21圣路易斯(Sao Luis)Au成矿带(Pt1; K?) Ⅱ-4帕纳伊巴(Parnaiba)坳陷盆地Fe-盐类-石膏成矿省(O; K) Ⅱ-5索利蒙伊斯-亚马孙(Solimoes-Amazonas)坳陷盆地Fe-高岭土-盐类-石膏成矿省(O; K?) Ⅱ-6波蒂瓜尔-巴拉那(Potiguar-Parana)坳陷盆地U-金刚石成矿省(P; T; Q) 表 2 安第斯造山带成矿区带划分
Table 2 The division of metallogenic units in Andean orogenic belt
Ⅰ级成矿区 Ⅱ级成矿省 Ⅲ级成矿带 安第斯成矿区 Ⅱ-7北安第斯成矿省 Ⅲ-22加勒比(Caribbean)Ni-Fe-Ti-V-Cu-石膏成矿带(Mz) Ⅲ-23梅里达(Mérida)Pb-Zn-Cu成矿带(Pz?) Ⅲ-24东科迪勒拉(Eastern Cordillera)Fe-磷酸盐-石灰石-铝土矿成矿带(Mz2; Q?) Ⅲ-25雷亚尔(Cordillera Real in Ecuador and Columbia)Cu-Au-Pb-Zn成矿带(J; K) Ⅲ-26科多帕希(Cotopaxi)Au-Ag--硫成矿带(Mi; Ol) Ⅲ-27皮诺-达瓜-乔科(Pinon-Dagua-Choco)Au-多金属成矿带(J; K) Ⅲ-28北海岸带(North Coastal Cordillera)Cu-Au-多金属成矿带(E) Ⅲ-29皮沙亚波(Pisayambo)Cu-Au-Ag成矿带(Mi) Ⅱ-8中安第斯成矿省 Ⅲ-30皮乌拉-特鲁希略(Piura-Trujillo)Cu-Au-Ag成矿带(K; E) Ⅲ-31查查波亚斯-库斯科(Chachapoyas-Cusco)Au-Fe-Ag-Pb-Zn-重晶石成矿带(Mz?) Ⅲ-32安第斯前陆盆地(Andes Foreland basin)Au成矿带(Mz?) Ⅲ-33中科迪勒拉(Central Cordillera)Sn-W-多金属-盐类成矿带(J; E-Q) Ⅲ-34西科迪勒拉(Western Cordillera)Cu-Au-Ag-Fe-多金属-硫-盐类成矿带(E-Q) Ⅲ-35中海岸科迪勒拉(Central Coastal Cordillera)Cu-Fe-Au-Zn-Ag成矿带(J; K) Ⅲ-36普纳高原(Puna plateau)Cu-Au-Mo-Ag-盐类成矿带(Ol; Mi) Ⅲ-37帕姆皮亚(Pampia)Cu-W-Ni-Cr-Co-Pt-U-Au-伟晶岩成矿带(Pt3; Pz2) Ⅲ-38内乌肯(Neuquén)Cu-U-硫-重晶石-天青石-盐类成矿带(E; Q) Ⅱ-9南安第斯成矿省 Ⅲ-39东巴塔哥尼亚(Eastern Patagonia)W-Au-多金属-萤石-盐类成矿带(J; K?) Ⅲ-40中巴塔哥尼亚(Central Patagonia)石灰华-高岭土成矿带(Q?) Ⅲ-41西巴塔哥尼亚(Western Patagonia)Au-Ag-Cu-Pb-Zn(J; K) Ⅲ-42火地岛(Tierra del Fuego)Au成矿带(Q) -
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