阎 鸿 铨
吉林大学地球科学学院,长春 130061
中-东西伯利亚及俄罗斯远东地区构造和成矿作用的研究进展
阎 鸿 铨
吉林大学地球科学学院,长春 130061
俄罗斯地质学家在近20年来以岩石圈板块构造理论和地体分析方法,对中-东西伯利亚和俄罗斯远东地区构造和区域成矿作用的研究取得了一系列重要进展。这些进展集中体现在2个多国合作项目取得的成果和2部最新的科学专著中。作者重点介绍了中-东西伯利亚和俄罗斯远东地区区域构造演化、区域构造和区域成矿单元及一些重要金属矿床的基本特征,并对本区地质演化的某些重要问题(转换陆缘、蒙古-鄂霍茨克造山带等)做了讨论,以此向读者提供一个有关俄罗斯东部地区上述领域基本研究现状的梗概。
中-东西伯利亚; 雅库特;俄罗斯远东;构造;区域成矿作用;地体分析
1.克拉通及其碎片;2.各时代的造山带;3.推覆边界;4.走滑断裂;5.其他断裂;6.所讨论的俄罗斯远东地区;7.所讨论的中-东西伯利亚地区。图1 所讨论地区在东北亚构造中的位置(据文献[1]修编)Fig. 1 The position of the territory discussed in the present paper in the structure of the Northeast Asia(revised after reference[1])
笔者所讨论的中-东西伯利亚地区(图1),仅指俄罗斯联邦萨哈(雅库特)共和国境内地区,面积310.32 万km2。其南部的近贝加尔和后贝加尔地区,暂不列入讨论范围之内。经几代地质人的艰辛努力,在雅库特已经发现4万余处各类矿床及矿点,其中不乏大型和超大型者。这里每年开采的金刚石几乎是俄罗斯年产量的全部,采金占全俄罗斯产量的20%~25%。俄罗斯最大的锡(杰普达特)、锑(萨雷拉赫)、稀土金属(通姆通尔)矿床和煤矿位于本区。已经探明的天然气储量巨大,21世纪初还发现了数量可观的石油[2]。
包括9个俄罗斯联邦主体的远东地区西与雅库特毗邻,面积311.8 万km2(图1)。这里开采占全俄35%~40%的金(德茹利耶塔、纳塔尔卡、师库拉、哈坎德然、珀科罗夫卡和多峰等矿床),近50%的银(杜卡特、月亮等矿床),20%的铂族金属(空德尔、西科里亚克)。在远东集中了俄罗斯近80%锡和钨的矿产基地(非斯梯瓦尔、右乌尔敏、依乌利津、萊蒙托夫、东方-Ⅱ和许多其他矿床),此外还有储量不小的煤、石油和天然气(萨哈林)[1]。
俄罗斯联邦政府近年关于加速发展东西伯利亚和远东地区的决策已经引起广大俄罗斯地质人的积极反响。
1.1 20世纪40-80年代地质事业的大发展与90年代初期的大衰退
无论在俄罗斯远东,还是在西伯利亚,最积极活跃的地质调查活动出现在20世纪40-80年代。几代广大地质人员的奋斗结果,奠定了对于本区地质构筑及含矿性认识的基础。
苏联解体后的一个时期曾出现过地质工作的全面大衰退。当时曾经广泛地流传一种说法,似乎许多地区的已知矿产资源足以保障矿业未来数十年的发展,无须担心其储量,故地质人员和地质队伍也不再必需。众多有识人士称这种观点极端错误。一生献给了西伯利亚地质事业的地质学家L. M. Parfenov院士曾针对这种观点指出[1],矿产资源仍将长期决定着雅库特乃至全俄罗斯的经济发展。最具战略意义的矿产,如金、金刚石、石油及天然气的数量并非像人们以为的那么巨大。因此,维系和发展矿产基地仍将是雅库特地质人在21世纪的重要任务。同样,A. I. Khanchuk院士在其主编的专著中强调[2]:“亚太地区目前是世界上最为活跃的发展中的地区,而在地质和矿产方面最引人关注的俄罗斯东部边疆在其中占有极其重要的地位。亚太地区经济的快速发展导致对矿产资源需求和对矿藏合理利用的要求在不断增长,以适应本地区人类社会可持续发展的目标”。
在20世纪60-80年代,先后编制了一批该区不同比例尺的地质、地球化学及地球物理图件,发现了诸多大型和中、小型矿床。到20世纪末,雅库特地区1∶100万和1∶20万比例尺地质图全部完成,其绝大部分已出版。许多地区,尤其矿区已被1∶5万比例尺地质图覆盖[1]。但是,据V.V.Kalashnikov称,这些小比例尺图件大都是35~55 a前的成果,现在已经过时。在2003-2011期间出版了1∶150万萨哈(雅库特)共和国地质图,还准备出版 1∶150万萨哈(雅库特)共和国矿产图。为第三代1∶100万俄罗斯联邦地质图的统一出版,雅库特已经有多幅做好了准备。雅库特地质研究程度总体落后,与矿产开发和经济发展形势不相适应。在保持区域工作已有速度的前提下,地质研究程度要赶上全俄罗斯的中等水平,不会早于2030年(2011年8月5-7日,V. V. Kalashnikov在萨哈(雅库特)共和国政府与俄罗斯科学院西伯利亚分院主席团联席会上的报告,www.sakha.gov.ru)。到2006年初为止,俄罗斯远东全区已完成1∶20万地质图的编制,其中大部分已出版。1∶5万及更大比例尺的地质测量覆盖多数地区,尤其是矿区。若干行政区出版了1∶100万的地质综合图件[1]。但与此同时,据MINEX FAR EAST 2012(远东矿业与地质勘探论坛-2012)报道,该论坛的参加者认为,现在在远东的找矿工作占全区不足10%的面积,而以现代方法要求来看,区域研究程度则更低(http://fareast.minexforum.com/rus/)。尽管如此,无可否认的事实是,在对俄罗斯远东各种地质问题研究的漫长历史中,几代地质学者所发表的科学论著数量极其巨大,“仅其清单就会占据数百页”[1]。而对于西伯利亚来说,这个数量恐怕会更大。但是,正如文献[1]作者所称:这些研究主要基于地槽说,没能考虑古地球动力学与区域成矿学的彼此关系。自20世纪80年代中期,尤其90年代初以来,陆续出现诸多关于本区中-新生代俯冲、碰撞和裂谷等地球动力学[3-11]及与其有关的区域成矿学[12-20]方面的新资料,以板块构造立场分析成矿作用的诸多成因问题已经势在必行[1]。
1.2 2个重要国际合作项目与2部重要科学专著
2个重要国际合作项目和2部重要科学专著是近20年来俄罗斯学者以岩石圈板块构造理论和基于该理论的地体分析方法,对中-东西伯利亚和远东广大地区构造和区域成矿作用研究所取得显著进展的集中体现。
1988-1996年间,俄罗斯、日本、加拿大和美国地质学家们合作研究完成一国际项目:俄罗斯远东、阿拉斯加及加拿大科迪勒拉矿床、区域成矿作用与构造(以下简称北环太平洋项目)。其主要成果是北环太平洋地球动力学和区域成矿带图(1∶500万)及其总结报告等[21-23]。1997-2003年间,俄罗斯、蒙古、中国、韩国、日本和美国地质学家们合作完成另一国际项目:东北亚主要矿床、区域成矿作用与构造(以下简称东北亚项目)。其主要成果是东北亚地球动力学和区域成矿带图(1∶500万,1∶1 000万)及东北亚区域成矿与构造的总结报告等[24-27]。M. I. Kuzmin, L. M. Parfenov和A. I. Khanchuk是俄罗斯较早用板块构造理论系统地研究西伯利亚和远东地区构造与成矿作用的著名学者,同其他学者一道参加了上述第一个国际项目。而参加第二项目的俄罗斯专家有60多人,来自俄罗斯科学院西伯利亚分院和远东分院系统的8个研究所及1所大学。M. I. Kuzmin, L. M. Parfenov和A. I. Khanchuk是项目俄方负责人,也是该项目实际上的学术带头人。
2001年出版了L. M. Parfenov和M. I. Kuzmin主编的《萨哈(雅库特)共和国地区区域构造、地球动力学和区域成矿作用》[2](以下简称《雅库特构造与成矿作用》)。2006年出版了A. I. Khanchuk主编的《俄东地球动力学、岩浆作用和区域成矿学》[1](以下简称《俄东地球动力学与成矿作用》)。两书作者异曲同工之处,在于以先进的理论和方法,共同对俄罗斯广袤的东部地区的成矿作用和与其相关构造、岩浆、盆地、走滑和深部构造以及构造复原等诸多方面做出了崭新的系统总结。
2个国际合作项目促进了2部科学专著的问世。后者又在很大程度上丰富了2个国际合作项目涉及俄罗斯东部地区的研究成果。在方法学上,2部专著与2个国际合作项目一致,并与20世纪80年代北美一些地质学者的概念[28]一脉相承。
1.3 区域构造和区域成矿作用研究的大趋势
尽管目前在俄罗斯地学界仍有不少人,包括一些著名学者坚持以地槽说从事各领域的研究,但世纪之交以来,以活动论的立场,包括使用地体分析方法研究俄罗斯东部的构造和区域成矿作用成了一种重要的发展趋势。
在《雅库特构造与成矿作用》和《俄东地球动力学与成矿作用》出版前后召开的几个学术会议与本文所述内容有关。2004年9月在符拉迪沃斯托克召开的IAGOD 研讨会“太平洋西北之成矿作用:活动陆缘构造、岩浆作用及区域成矿作用”,其论文摘要集《构造、岩浆作用和区域成矿作用》(《Tectonics, Magmatism and Metallogeny》)中有198篇报告,涉及本文所论地区构造及成矿作用的报告几乎占一半。2007年6月11-16日在航行于阿穆尔河(黑龙江)下游的游艇上,为纪念L. M. Parfenov而举行的“北环太平洋和东亚构造与区域成矿作用”学术会议,参加者近百人,来自俄罗斯内外,其中包括上述2个国际合作项目的多数成员。会议内容广泛,包括2个国际合作项目若干成果的论述及上述2部专著作者们对一些问题的讨论。会议另外一些代表的报告对本区构造和区域成矿作用也提出了若干新认识,或补充了一些新资料。2011年9月20-23日在符拉迪沃斯托克召开了“岩石圈板块俯冲、碰撞和滑动环境下的地质过程”的全俄国际性学术会议。会议内容更为广泛,包括其议题范围内的一些理论问题讨论,也包括所指3种环境下有关的各种地质过程(太古宙至现代)资料的论述,其中40%的报告与中-东西伯利亚和俄罗斯远东地区的构造、成矿作用有关。此外,在俄罗斯科学院矿床、岩石、矿物及地球化学研究所于2004年出版的论文集《大型和超大型矿床:分布规律与形成条件》中共27篇论文,其中有10篇论文讨论了本区的一批大型和超大型贵重、有色、稀有金属及金刚石矿床的特点和形成条件。
2.1 区域构造的3大单元
中-东西伯利亚地区的构造主要包括北亚克拉通东部、克拉通的上扬斯克下沉陆缘(上扬斯克褶皱-推覆带)和约占雅库特一半面积的中生代上扬斯克-科雷马造山区的3个部分(图2和图3)。
1-3西伯利亚地台:1.地台盖层及结晶基底顶面等深线(km);2-3.地台基底:2.阿尔丹-斯塔诺夫地盾地体(WA.西阿尔丹花岗-绿岩,NM.尼梅尔麻粒岩-正片麻岩,ST.苏塔姆麻粒岩-副片麻岩,UC.乌丘尔麻粒岩-副片麻岩,TN.特鼎英云闪长岩-更长花岗片麻岩地体)和阿纳巴尔地盾地体(MG.马岗英云闪长岩-更长花岗片麻岩,DL.达尔登紫苏花岗片麻岩,KH.哈裴昌麻粒岩-副片麻岩地体);3.构造混杂岩带;4-8.上扬斯克-科雷马造山区:4.上扬斯克褶皱-推覆带;5-8.地体群:5.冒地槽地体(KT.克特里,OV.奥姆列夫,PR.滨科雷马,CH.楚科奇);6.奥莫隆克拉通地体;7中AZ为阿拉杰依岛弧,BR为别列佐夫,AG为阿尔加-塔斯,NG为纳宫德仁,KN为库拉尔-涅尔浊积岩地体;洋壳岩石为主的增生楔地体(SA.南阿纽依,KD.肯克里达,SH.沙拉乌洛夫);8中PD为以婆洛乌斯-德巴浊积岩为主的增生楔地体;9-12为花岗岩带:9.纵向带:圈内符号MB为主带,143~138 Ma;圈内符号NB为北带,130~123 Ma; 圈内符号TK为塔斯-克斯塔贝特带,150~120 Ma;10.南上扬斯克带,155~120 Ma;11.横向带:圈内符号DN为德尔贝克-涅利格辛带,132~123 Ma,12.106~95 Ma的花岗岩;13.贝加尔-帕托姆褶皱-推覆带;14.鄂霍茨克-楚科奇火山-深成岩带碎片;15-18为早白垩世活动陆缘碎片:15.侏罗纪-早白垩世亚碱性和碱性岩浆岩;16.侏罗纪弧后盆地陆相地层;17.新生代地层;18.断裂;19.逆掩断裂(AD.阿德察-塔棱);20.走滑断裂;21.剖面线(图3)。图2 雅库特境内主要构造单元[2]Fig.2 Main tectonic units of the Yakutia[2]
1-5为北亚克拉通:1.前寒武纪结晶基底;2-5为沉积、火山-沉积盖层:2.文德纪-早古生代以碳酸盐岩为主的地层,底部局部见里非纪碎屑岩和碳酸盐岩地层;3.中泥盆世-早石炭世裂谷成因火山-沉积岩;4.石炭纪和二叠纪碎屑岩地层;5.中生代碎屑岩地层;BP.贝加尔-帕托姆褶皱-推覆带;VE.上扬斯克褶皱-推覆带;6-15为上扬斯克-科雷马造山区地体群:6.岛弧地体(AZ.阿拉杰依);7.主要由浊积岩构成的A型增生楔地体(PD.婆洛斯诺-德巴);8.主要由大洋岩石构成的B型增生楔地体(KD.肯克里达,SA.南阿纽依);9.蛇绿岩地体(MN.姆尼尔坎);10.冒地槽(被动陆缘)地体(OV.奥姆列夫,CH.楚克奇);11.陆缘底部浊积岩地体(KN.库拉尔-涅尔);12.浊积岩地体(AG.阿尔加-塔斯);13.晚侏罗世-新生代后拼合及后增生产物(ZB.哲里扬盆地);14.仰冲断裂;15.正断裂。剖面位置见图2。图3 雅库特主要构造带地质剖面图[2]Fig.3 Geological cross-section of the main tectonic units of the Yakutia[2]
在北亚克拉通基底的组成中,划分出若干太古宙麻粒岩-绿岩原克拉通及围绕它们的古元古宙麻粒岩带,后者又由各类地体构成。基于新的地质年代学和钻探资料,证明存在若干1 100~1 400 Ma的晚前寒武纪造山带,焊接了早前寒武纪的阿尔丹、阿纳巴尔和安加拉块体(block)。这些造山带的形成结束了元古宙Rodinia超大陆的生成过程。由于新元古宙的裂谷作用,使北亚克拉通的北和东界在文德纪就已定格[2]。
在研究西伯利亚地台盖层和上扬斯克下沉陆缘的构造及其形成历史的过程中,强调里非和泥盆纪裂谷作用及与其相关的玄武岩岩浆作用所具有的决定性意义。上扬斯克褶皱-推覆带的变形构造具有一系列特点。其不同部位的变形风格各异,推覆起了重要作用。在重力资料定量解释的基础上,讨论了文德纪-早古生代碎屑-碳酸盐岩杂岩与晚古生代碎屑岩杂岩在变形上的差别[2]。
在上扬斯克-科雷马造山区地体群的组成中划出克拉通、冒地槽、大洋蛇绿岩、岛弧、浊积岩等不同类型的增生楔地体。古生物地理和古地磁资料证明,其大多数并非外来体,它们从北亚克拉通分离的距离不超过几千米。某些地体(奥姆列夫、滨科雷马、奥莫隆、鄂霍茨克)与克拉通分离,是里非和泥盆纪裂谷作用的结果,后者与形成奥依密阿空小型洋盆有关。绝大多数地体在中侏罗世末拼贴为科雷马-奥莫隆超地体。巴通-卡洛夫期滑塌岩属科雷马-奥莫隆超地体作为统一构造单元形成之后而生成的后拼贴产物,与乌扬基诺-雅萨赤宁和奥洛依岩浆弧以及巴通、晚侏罗-泥欧克姆期中央阿拉泽雅台地杂岩的俯冲有关。
科雷马-奥莫隆超地体与北亚克拉通的碰撞和分隔它们的奥依密阿空洋盆的关闭,发生在侏罗纪末到泥欧克姆期之初,并伴随定年为140~135 Ma(40Ar-39Ar法)的碰撞花岗岩类主带的形成。北岩基带的花岗岩类稍微年轻(130~123 Ma),并与伴随南阿纽依洋小海湾关闭的俯冲和科雷马构造环西部坳曲的形成有关[2]。
2.2 火山-深成岩带
“焊接”各类地体和相邻克拉通边缘的花岗杂岩带为后增生产物,属于这种后增生产物的还有阿尔布期-晚白垩世的鄂霍茨克-楚科奇火山-深成岩带的后方带、阿尔丹-斯塔诺夫地盾的侏罗纪-早白垩世碱性和亚碱性岩浆岩田和阿普特期-晚白垩世因迪吉尔卡宽阔的拉张带,后者是东西伯利亚海和拉普捷夫海陆棚及滨海低地区的裂谷盆地,而在更南的地区有亚碱性及碱性火山岩带和非造山碱性花岗杂岩链分布[2]。
2.3 成矿带
《雅库特构造与成矿作用》一书的作者与《俄东地球动力学与成矿作用》及上述2个国际合作项目的研究者一样,在区域成矿作用研究中拒绝使用成矿省概念。据Parfenov称[2],拒绝使用成矿省概念的理由是,这种不论矿床年龄、而仅仅依据其共同位置的成矿单元划分不能完成区域成矿学分析的主要任务,即使查明矿床与构造形成的地球动力学环境的关系,也不能给出作为区域预测评价的依据。确定一定类型矿床的形成与地球动力学类型的密切关系是在区域成矿学分析中使用岩石圈板块构造理论的依据。
在上述2个国际合作项目和2本专著中,成矿带(metallogical belt)是成矿区划的最主要单元和区域成矿学分析的起始概念,包括在一定地球动力学环境下形成的所有矿床及矿点[1]。但是,在这4项研究成果中,实际上划出的成矿带的规模千差万别,这在很大程度上取决于所在构造单元规模的不同,同时也反映了作者们对成矿带概念的理解有所不同。Parfenov等在偌大的雅库特共和国境内划出10个成矿带,而成矿带内划出次一级的成矿亚带(metallogical zone)则有50个,实际上成了该区的基本成矿单元。在后者内通常还划出次一级单元,称矿区(ore district)(表1)。
表1 萨哈(雅库特)共和国境内主要区域成矿单元[2]
表1(续)
2.4 关于一些重要矿床
在《雅库特构造与成矿作用》一书中各辟一章,分别分析和讨论了雅库特的铂族金属、金、有色和稀有金属、石油和天然气、煤和可燃页岩的资源现状和发展远景。采金在雅库特已有近90年的历史。到20世纪末,已采金近1 500 t (其中1 200 t 来自砂矿,岩金近300 t)[2]。据俄官方统计(2011年8月5-7日,V.V.Kalashnikov在萨哈(雅库特)共和国政府与俄罗斯科学院西伯利亚分院主席团联席会上的报告,www.sakha.gov.ru),到目前为止,雅库特有832个金矿床,其中55个为岩金矿床,后者的工业储量主要集中在阿拉赫―云、南雅库特、上因迪吉尔卡和阿德昌地区。在萨哈共和国,在现有原料基地和2009-2010年达到的产量的条件下,金的现有工业储量可以保障约70 a。雅库特2010年采金18.6 t,在全俄占第4位,次于克拉斯诺亚尔边疆区(36 t)、楚科奇自治区(25 t)和阿穆尔州(19.8 t)。雅库特金的探明储量主要集中在库拉纳赫、涅日丹宁和库丘斯等几个大型矿床之中。
库拉纳赫(Kurnakh)成层的金-石英矿床位于阿尔丹河上游,赋存在产出平缓的下侏罗统砂岩、砾岩层及其下伏的前侏罗纪红层和风化壳内,后者的下伏地层是水平产出的下寒武统碳酸盐岩石。成层矿体厚数米到数十米,在走向上沿近南北向断裂及中生代岩墙延伸达数千米。与其成矿特点相近的还有天鹅大型金矿床及规模略次的月亮金矿床,还有山楂树斑岩金矿床。此外,俄罗斯目前铀资源最大的艾利孔铀-金(金-钛铀矿、金-晶质铀矿、钛铀矿-金-银)矿床组,也与库拉纳赫等矿床位于同一矿区(中阿尔丹金-铀区)。
涅日丹(Nerdanin)金-银-石英矿床是俄罗斯东北最大金矿床之一,位于上扬斯克褶皱-推覆带的南上扬斯克复向斜的北部,产在下二叠统碎屑岩受南北向为主的多组断裂控制的挤压破碎带内。其中之一厚1~40 m,沿走向延伸2 km以上,集中该矿床金储量的2/3。连续成矿范围沿走向延伸1 km,向深部延伸数百米。带内石英透境体不大于100 m×50 m,矿石为细脉浸染状硫化物(平均5%),主要围岩蚀变为黄铁绢英岩化。在同一矿区内还有上蒙克查铅、银-多金属矿床。
库楚斯(Kuchus)大型金-锑-汞矿床由浸染状矿石构成,位于扬纳河下游,赋存在多期变形的三叠系黑色页岩层中,由一系列彼此平行并靠近的矿化带构成,沿走向延伸达3.5 km,厚15 m。矿床内发育似碧玉岩、黄铁绢英岩及泥质交代岩。矿石矿物有含金黄铁矿和含金毒砂、自然汞、辰砂、辉锑矿、雄黄、雌黄等,与石英、碳酸盐及泥质矿物相伴。矿床金的平均品位为(8.59~9.04)×10-6。
分析了雅库特金的矿物原料基地与开采业状态之间存在的一系列矛盾之后,该书作者指出解决这些矛盾的出路之一是继续加强地质找矿工作,认为本区除了仍有发现传统类型金矿床(指上述库拉纳赫、涅日丹宁、库丘斯等)的有利条件之外,具有发现对雅库特来说属新的、非传统类型金矿床(指古老的含金砾岩、前寒武纪绿岩带型、卡林型等)的前提条件[2]。
在雅库特境内广泛分布各种类型的有色及稀有金属矿床。有色及稀有金属探明储量的远景价值与本区的贵金属储量的远景价值可比,而且由于稀土和铌矿勘探的结果,在不远的将来有色及稀有金属的远景将会显著扩大[2]。据称,由于雅库特矿床的开采,使俄罗斯锑的开采量位居世界第二位,仅次于中国[2]。雅库特采锡曾在俄罗斯处于领先地位。而已经探明储量的锡矿床有50余个,集中分布在雅库特东部,最主要者属锡石-硅酸盐和锡石-石英建造。到20世纪初,仍在开采的有德普塔特(Deputat)、楚尔普尼亚(Churpunya)和基列赫恰赫(Tirekhtyakh)3个大型矿床。已勘锑矿床仅有2个:萨雷拉赫(Sareilakh))和森塔昌(Sentachan)均属超大型,位于雅库特东南部。两矿床的矿石含锑20%~30%,且高含金。同样位于雅库特东南部的阿格尔基(Ageilki)层状矽卡岩钨铜矿床,据称也属超大型,产在三叠纪矽卡岩化灰岩层内,岩层被侏罗纪-早白垩世的各种中-酸性岩墙切过。铌和稀土元素在雅库特占有重要位置,位于该区西北的托姆通尔(Tomtor)超大型铌-稀土金属-磷矿床是其杰出代表,产在世界最大的碳酸岩侵入体的风化壳(厚达200 m)内。该矿床的钠长岩是提取这些元素的潜在资源,期待工艺技术的突破[1]。
3.1 区域构造单元划分及构造演化
俄罗斯远东地区的面积与雅库特几乎相等,其区域构造除北亚克拉通及其边缘凹陷和几个克拉通碎片外,主要由早和晚古生代、中-新生代造山带构成,包括延伸到雅库特境内的上扬斯克-科雷马造山带构成。其具体划分见图4和表2。
1.克拉通和克拉通碎片;2. 克拉通下沉边缘(褶皱-推覆带);3.早古生代造山带;4.晚古生代造山带;5.侏罗纪-早白垩世造山带;6.早白垩世造山带;7.新生代造山带;8.造山带边界;9.地体边界。图4 俄罗斯远东地区克拉通、克拉通碎片、造山带和地体分布示意图[1]Fig.4 Distribution sketch of craton, craton fragments,terranes and orogenic belts of the Russian Far East[1]
在地质发展的历史中,远东地区为几个巨大的现代大陆(北亚、中朝、北极)和大洋(太平洋)岩石圈块体(geoblock)所共存的舞台。正是由于它们的相互作用产生了杨纳-科雷马和楚科奇-奥洛依(北极与北亚岩石圈块体碰撞)、蒙古-鄂霍茨克、南蒙-兴安、额尔古纳(北亚和中朝块体靠拢)、布列亚-兴凯、鄂霍茨克-科里亚克、科里亚克、东锡霍特-阿林、库页岛-堪察加和堪察加东部诸半岛(北亚、北极、中朝块体与太平洋块体相互作用)造山带,构成了远东地质构造的基础。所有这些造山带均由地体镶嵌而成,其多数是由裂谷作用从上述岩石圈块体分离出的的碎片,或者它们过去曾是位于距块体边缘相对不远的岛弧部分[1]。
杨纳-科雷马、蒙古-鄂霍茨克碰撞造山带和奥洛依-楚科奇、鄂霍茨克-科里亚克等增生造山带围绕克拉通块体,出现于古生代到新生代的不同时间段。这些造山带的形成触及了曾遭受强烈变形、带状变质及众多花岗岩类侵入体贯入的诸克拉通及微大陆的边缘部分。描述了本区在后造山环境下形成的上覆沉积杂岩, 它们主要产生于中生代和新生代。将俄罗斯远东造山带地体最可信的古地磁资料与中朝地台最为准确的成果加以比较表明,在相应的年龄段内,两者的古极位置相近。可以确定,蒙古-鄂霍茨克和布列亚-兴凯造山带的诸地体以及中朝地台,在整个古生代(实际上到晚二叠世-三叠纪)都处于北半球近赤道和亚热带的纬度上,而且十分可能居于东冈瓦纳北缘。对褶皱完成度的初步评价表明,对于蒙古-鄂霍茨克造山带的显生宙岩石来说,变形前缘主要自南东向北西发展。而对布列亚-兴凯造山带的地质剖面来说,褶皱发展的总轨迹则相反,也更为复杂。这与有关增生-碰撞过程、性质和方向的通常地质概念十分相符。这种增生-碰撞过程影响了蒙古-鄂霍茨克及锡霍特-阿林造山带在整个晚古生代和中生代造山构造的演化[1]。
表2 俄罗斯远东地区构造单元及其在图4中的代号(据文献[1]编制)
3.2 转换大陆边缘
文献[1]首次从多角度讨论了转换大陆边缘(transform continental margin)这一地球动力学环境的新类型,远东的一系列地区为此构造标型(tectonotype)[1]。业已确定,转换陆缘地球动力学环境占优是远东大陆边缘中生代和新生代构造历史的特点。在这种环境下形成了具有特色的沉积盆地和以独特的区域成矿作用为特征的岩浆杂岩,沿板块边缘的强势走滑造就了这里构造发展的特色[1]。
转换大陆边缘这一概念是在20世纪90年代初期,Khanchuk等在研究锡霍特-阿林造山带时提出,并在东北亚项目中被认可使用[29]。在该造山带内划出的茹拉夫列夫-阿穆尔地体,由强烈变形的下白垩统巨厚石英碎屑岩层组成,不含火山岩,被看作一种独特的浊积盆地碎片。按其组成、特点和雪崩式(snowslip)的沉积速度,茹拉夫列夫-阿穆尔地体似可以与现代被动陆缘盆地沉积对比。但是,Khanchuk指出[2],以前在太平洋北缘的地体图上所划出的浊积盆地地体[22],其地球动力学环境归类遇到了困难[11],因为浊积盆地有多种情况,有的属被动陆缘,如北亚克拉通东缘的上扬斯克凹陷的古生代盆地,有的浊积岩则堆积在活动陆缘范围内的弧后、弧前盆地以及深海槽内。这些盆地沉积出现在高喷发度的强烈岛弧火山作用的背景下,有大量的火山碎屑物供给盆地沉积。而早白垩世的茹拉夫列夫-阿穆尔地体则属完全另类的浊积盆地碎片。重要的是与后者同时,在该造山带内也查明有活动陆缘碎片的存在,其年龄也是早白垩世。茹拉夫列夫-阿穆尔地体的石英质浊积岩在侧向上更替为岛弧前缘(莫涅龙-礼文-桦户带)和弧后盆地(科马地体)以及增生楔(塔乌哈和基谢廖夫-马诺玛地体)产物。Khanchuk等[2]得出结论认为,茹拉夫列夫-阿穆尔地体浊积岩是在伊泽奈歧板块相对于欧亚大陆做大规模左旋转换滑动的背景下沿洋-陆边界而形成。郯庐陆缘左旋走滑系则是这些滑动的近地表反映。他们认为,在同一陆缘内之所以存在俯冲为主的地段与转换滑动地段的结合,这是由于伊泽奈歧板块自南而北漂流时,存在一些方向不同的陆缘地段,因而其相对聚敛的角度也不同。这些作者又在详细对比分析了现代加里福尼亚陆缘的资料之后,提出板块转换边界的一些标志,可用于以往地质构造中划分此类边界的依据:
a)沿板块边界存在走滑带,其在所研究的时间段内活动位移可达数百和数千千米;
b)生成同走滑拉张盆地(拉分盆地),其在陆缘之大陆部分被碎屑物和火山岩填充,而在大陆附近的洋壳基底上以雪崩式沉积为特点;
c)出现的火山作用兼具俯冲和板内特征,赋存于同走滑拉张盆地,并极不均匀地沿陆缘分布[1]。
Khanchuk等[1]推断,在转换边缘出现同时兼具俯冲和板内岩石-地球化学特征的火山作用,与正在俯冲的板块发生断裂并在其中生成板片窗(slab window)有关。由于俯冲了的沉积物及大洋岩石圈的软流圈底辟,导致熔浆的形成。在岩石圈岩浆房中,不同来源的熔浆以不同比例混合,造成转换边缘火山岩这种地球化学特征。也已确定,加里福尼亚型的转换陆缘可能在侧向上代替安底斯型活动陆缘地段,与它们构成一种特有的动态配对,而且它们在每个地段上的相互作用特点,决定于大洋板块漂移方向的几何关系及活动性不大且邻近大陆的边缘部分的取向。
这里有必要指出,Khanchuk等还在其他场合多次论述了东北亚大陆边缘在最重要的中-新生代历史时期,从俯冲到加利福尼亚型转换和由后者又到俯冲的古地球动力学环境更替的意义[10,14,19-20]。而在《俄东地球动力学与成矿》出版5 a之后,Khanchuk等[30]又称,现在板块边界可划出3种类型:扩张、俯冲和转换(滑动,slide),并提出一板块滑动边界(转换大陆边缘)模型。而Golozubov等[31]提出在造山带构造中划分岩石圈板块滑动环境的一系列构造、岩石-地球化学、沉积作用的标志。
3.3 深部构造
区内的深部构造主要决定于太平洋大洋岩石圈与亚洲大陆岩石圈的相互作用和诸大陆岩石圈板块彼此相互作用2个因素。表明这些相互作用结果的大量事实已被查明,而且其深部性质也被研究(边界重力梯级、地壳S形密度结构、地壳和岩石圈地幔的破坏、垫托构造和板片窗等)。与走滑构造有关的破坏作用广泛分布,造成了垫托构造和板片窗的空间分离。联合边界、大兴安岭-太行重力梯级带的S形地壳密度结构的形成主要由北东向的走滑造成。地壳和岩石圈地幔结构的大多数的极向更替,在其空间重合时,证明区域均衡状态占优势。在密度、地电及综合模型中已观察到,在蒙古-鄂霍茨克与锡霍特-阿林-北萨哈林造山带交汇地区,深部岩石圈构造可能存在向北亚克拉通东南缘的下沉[1]。
3.4 岩浆岩带
《俄东地球动力学与成矿作用》的作者们划分并详细描述了区内的典型岩浆杂岩及各种地球动力学环境的岩浆岩带,介绍了诸造山带及克拉通块体最主要火山岩及侵入杂岩的地质和岩石地球化学特征。这些作为岩浆岩带、亚带和区(magmatic belt,zone and area)的火山岩及侵入杂岩“焊接”和超覆一些相邻地体或造山带。讨论了三叠纪、晚侏罗世-早白垩世和白垩纪碰撞环境的岩浆岩、活动陆缘及岛弧的晚中生代和新生代俯冲带岩浆杂岩(subduction zone related magmatic formations),指出了该范围内岩浆作用的演化特点。首次划分并详细描述了转换陆缘和板内岩浆带的岩浆岩组合及杂岩。指出转换类型岩浆作用比俯冲类型具有更为广泛的分布和鲜明的特色,查明转换陆缘岩浆杂岩与板内岩浆现象接近的一些岩石地球化学特点。介绍了各种不同地球动力学环境岩浆杂岩的区域成矿专属性和含矿性资料,据其可重新认识俄罗斯远东地球动力学和区域成矿的基本规律[1]。
3.5 成矿带和矿床类型
根据地质演化历史的分析,划出与区域构造演化时间段一致的12个成矿时代的成矿带:元古宙(2 500~542 Ma)、寒武纪-志留纪(542~416 Ma)、泥盆纪-早石炭世(416~318 Ma)、晚石炭世-中三叠世(318~228 Ma)、晚三叠世-早侏罗世(228~175 Ma)、中侏罗世-早白垩世(175~136 Ma)、早白垩世(136~99 Ma)、晚白垩世(99~70 Ma)、晚白垩世-古新世(70~55 Ma)、始新世-渐新世(55~23 Ma)、中新世(23~5 Ma)和晚第三纪-第四纪(5~0 Ma)共69个成矿带及矿区,散落出现在远东各部分地区[1]。
应该指出,在面积与雅库特近乎相等的俄罗斯远东区,划出的基本成矿单元是成矿带,其面积大小各异,基本没有划出成矿亚带。偶有出现的矿区(ore district),指规模较小、面积等轴度较大,其级别与成矿带等同。这表明《俄东地球动力学与成矿作用》和《雅库特构造与成矿作用》的作者关于成矿带、成矿亚带及矿区的概念不尽一致。
首次从统一立场出发,提出一个可较合理地将俄罗斯远东所有已发现的矿床都能纳入的分类系统,成为下一步区域成矿作用分析的基础。该分类系统既遵循了俄国矿床学传统[32],而又充分地反映了矿床模型类型的划分原则[33]。全区划分属岩浆、沉积、变质及成因不明四大类的51种矿床模型类型,并被作者单辟一章加以详细介绍,其篇幅占两卷全书981页的五分之一,其中包括众多典型矿床的详细描述[1]。
限于篇幅,仅就对于本区具有十分重要的区域成矿学意义,并且是各类矿产资源极其丰富的早白垩世(136~99 Ma)、晚白垩世(99~70 Ma)成矿带(图5),特别对其中与我国毗邻的远东南部成矿带的主要特征及其重要矿床做一简要的介绍(表3)。
3.5.1 关于早白垩世(136~99 Ma)成矿带
1)含斑岩铜-钼、金-稀有金属、金银矿床总体北东走向的乌第-姆尔佳尔大型成矿带,与其西北侧的几个共轭的北西向成矿带(图5A),均与宏伟的白垩纪(阿尔布-康尼亚克期)俯冲带型的鄂霍茨克-楚科奇火山带有关。
A. 早白垩世(136~99 Ma)成矿带:①左奥莫隆;②奥洛依;③乌第-姆尔佳尔;④楚科奇;⑤北斯塔诺夫;⑥热尔图拉科;⑦北布列亚;⑧萨玛尔津;⑨别涅夫(矿区);⑩兰河;瓦腾。B. 晚白垩世(99~70 Ma)成矿带:①都戈多-艾里基特;②依鲁内;③奥姆苏克昌;④克尔科东-纳亚汉;⑤鄂霍茨克;⑥查温;⑦上科雷马;⑧科里亚克高原;⑨兴安-鄂霍茨克;⑩都尔玛(矿区);○11东锡霍特-阿林;○12谢尔羡耶夫-塔尔。图5 俄罗斯远东早白垩世(136~99 Ma)和晚白垩世(99~70 Ma)成矿带分布示意图[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)北布列亚金矿床成矿带、热尔图拉科脉状金矿床成矿带彼此平行,近东西向展布,分别与各自的近东西向的深成岩-火山岩带有关,其中的金矿床或与花岗岩类有关(金-石英脉矿床),或与火山作用有关(低温浅成金-银矿床),其基本成矿特点,包括成矿年龄,大同小异。Степанов等[34]将包括这些以及含黑色页岩玛露梅金矿床的近东西-北西向成矿带和其南侧的2个近南北向成矿带的地区称阿穆尔金矿省,指出本区自1868年到2006年已采金约859 t,主要为砂金,岩金仅约占10 %。本区主要岩金矿床鲍科洛夫、布林达、先锋者和巴姆等先后于1974-1979年间被发现。随着鲍科洛夫矿床的投产,仅在近年岩金在本区采金量中约占40%。到2008年,本区金已勘探的总储量(C1+C2)约为265 t,预测资源(C1+C2)约为1 200 t 。这些作者推测,到2018年本区采金总量可达1 000 t。目睹英俄合资的彼得罗巴甫洛夫矿业公司对鲍科洛夫和先锋者金矿床的开采状态和技术水平,本文作者并不怀疑Степанов等对本区采金业发展趋势的推测。
3)萨玛尔津成矿带形成于库拉洋脊斜向下冲的转换大陆边缘环境,与S型花岗岩类有关,含众多规模不等的斑岩铜-钼(±An,Ag)、矽卡岩钼(±W,Sn,Bi)及钨(±Mo±Be)矿床。其中一大型白钨矿-硫化物矽卡岩矿床,发现于1961年,用前苏联当年第二次成功发射的载人宇宙飞船东方-II命名。矿体围岩为浊积岩与混杂-滑塌岩交互,并被(128±16 Ma)和(98±15 Ma)的花岗岩类侵入。白钨矿矿体赋存在花岗岩类(斜长花岗岩,花岗闪长岩,花岗闪长斑岩)与滑塌岩中碳酸盐岩的接触带上。主矿体陡倾,厚数十米。矿石分为白钨矿-石英(占20%~30%)和白钨矿-硫化物(占70%~80%)2类。东方-Ⅱ矿床钨的储量大于10万 t,w(WO3)平均1.64%。矿床研究程度较高[35]。
3.5.2 关于晚白垩世(99~70 Ma)成矿带
1)沿鄂霍茨克海西北岸发育的早白垩世成矿带,到晚白垩世发展成一系列各有特点又彼此相接的成矿带,其北东向部分延伸3 000 km以上,构成一全球性东亚-北极巨型成矿带(图5B)。这些晚白垩世的成矿带仍然与白垩纪(阿尔布期-康尼亚克期)俯冲带型的鄂霍茨克-楚科奇火山岩带有关。
2)含有锡、锡钨、钨钼及金矿床的兴安-鄂霍茨克成矿带呈北东向延伸,几乎从鄂霍茨克海岸至黑龙江边,与形成在转换陆缘环境的同名火山-深成岩区(早白垩世-早赛诺曼期)有关。位于该成矿带南部、距中俄边境几十千米的兴安锡矿床,产在被花岗斑岩岩床侵入的流纹岩内,矿化富集在贯入于火山岩及侵入岩中垂直产出的角砾岩体内。角砾被细碎的同成分物质或热液产物胶结。角砾岩体自地表向深部延伸800 m,与围岩界限明显。角砾岩普遍强绢云母化和绿泥石化,而其围岩青磐岩化。多数研究者认为角砾岩体属爆发岩筒,矿床属斑岩型锡矿。其形成先后经历了云英岩化、石英-钼矿化、角砾岩化、锡矿化、硫化物矿化过程[1]。
表3 俄罗斯远东地区部分早白垩世(136~99 Ma)和晚白垩世(99~70 Ma)成矿带和矿床(据文献[1]编制)
Table 3 Some metallogenic belts and ore districts of the some metallogenic epochs in the Russian East(compiled after reference[1])
成矿带和矿区成矿带和矿区的基本特征代表性矿床早白垩世(136~99Ma)乌第-姆尔佳尔斑岩铜钼、金-稀有金属矿床成矿带在较年轻的鄂霍茨克-楚科奇火山带外带,成矿与早白垩世火山构造,或与早白垩世花岗岩类侵入体相伴施科尔石英脉金-银、纳克哈坦仁和艾坦热斑岩铜-钼矿床矿床北斯塔诺夫金、金-银矿床成矿带与形成于碰撞-转换陆缘环境,并侵入于北亚克拉通阿尔丹-地盾斯塔诺夫花岗岩-绿岩区南部的侏罗纪-白垩纪花岗岩、花岗闪长岩(斯塔诺夫花岗岩带)有关巴姆与花岗岩有关金、布林达低温浅成金-银矿床热尔图拉科脉状金矿床成矿带同样与斯塔诺夫花岗岩带有关金山与花岗岩有关的金矿床北布列亚金矿床成矿带与转换陆缘环境乌姆列卡诺-欧格德仁火山-深成岩带(布列亚超地体北缘与蒙古-鄂霍茨克造山带增生楔接触处)有关鲍科洛夫低温浅成金-银、先锋者石英脉金矿床萨玛尔津斑岩铜钼、矽卡岩钼和钨钼矿床成矿带与侵入于萨玛尔津增生楔地体内的洪加利-塔提芭花岗岩带S型花岗岩有关孔雀石斑岩铜-钼、东方-Ⅱ大型矽卡岩白钨矿、莱蒙托夫大型矽卡岩白钨矿矿床别涅夫矽卡岩钨矿矿区与侵入到塔乌金-谢尔盖耶夫地体洪加利-塔基芭花岗岩带有关别涅夫矽卡岩钨矿床兰河汞锑矿床成矿带成矿带形成于布列亚超地体与北亚克拉通碰撞期。成矿与兴安-鄂霍茨克火山-深成岩带东北翼的陆缘碎屑岩有关兰河汞锑矿床晚白垩世(99~70Ma)兴安-鄂霍茨克锡、锡钨、钨钼及金矿床成矿带与形成于转换陆缘环境的同名火山-深成岩带有关,走向北东列德尼科夫-萨玛尔津钨-钼-铍、兴安中型斑岩锡、右乌尔敏锡-钨矿床都尔玛浅成低温金-银矿床成矿带与属于东锡霍特-阿林火山-深成岩带的不大岩浆区有关都尔玛金-银矿床东锡霍特-阿林锡、锡-钨、金矿床成矿带与东锡霍特-阿林火山-深成岩带有关基格里中型锡-钨、扬塔尔大型斑岩锡矿床谢尔羡耶夫-塔尔哈脉状金、矽卡岩硼矿石、矽卡岩铅锌和多金属矿床成矿带与东锡霍特-阿林火山-深成岩带(东翼)有关远山特大型硼硅酸盐矽卡岩、普露戈列斯金、尼古拉耶夫和游击队矽卡岩多金属矿床
兴安锡矿床规模中等,自20世纪60年代开始开采,并被作为典型矿床做过许多深入研究。90年代初期,矿山倒闭,留下的只是残垣断臂的竖井和厂房以及下部矿体,其探明储量占全矿的15%。
被认为属晚白垩世的兴安锡矿床,其所在的兴安-巴德热尔成矿亚带以及与其有关的小兴安火山岩亚带与我国近在咫尺。但在黑龙江右岸的我国境内,至今尚未发现属晚白垩世的成矿现象,值得研究。但是,专著[1]的作者在论述小兴安火山岩亚带时指出,关于该亚带一些新的年代学及地球化学资料[36],不支持该带火山作用从早白垩世初直到晚白垩世与古新世交界的结论。这些资料表明:该区岩浆活动的第一阶段(111~105 Ma)表现为以安山岩为主的火山喷发,安山岩属玄武-安山-英安岩组合的分异产物;而第二阶段(101~99Ma)是酸性成分为主的岩浆岩侵入,岩浆岩属亚碱和碱性系列。由此看来,与这些岩浆作用有关的兴安-鄂霍茨克成矿带(至少其南部)十分可能为早白垩世晚期成矿,而不是晚白垩世。
3)东锡霍特-阿林成矿带主要含众多斑岩锡矿床,谢尔盖耶夫-塔尔哈成矿带含脉状金、矽卡岩铅锌和矽卡岩硼矿床。两者均与晚白垩世俯冲环境形成的东锡霍特-阿林火山-深成岩带有关,走滑构造对成矿带(矿区)和矿床的形成起控制作用。
谢尔盖耶夫-塔尔哈成矿带的远山(Dalynogorskoe)硼硅酸盐矽卡岩矿床是一个世界级的庞然大物。全俄罗斯产出的90%的硼硅酸盐矿来自这里。矿床产在被72~35 Ma富钾花岗岩类侵入的早白垩世滑塌杂岩中。其中巨大的外来体-三叠纪泻湖灰岩发生两期矽卡岩化,形成宽540 m,沿走向延伸3.5 km,向深部延伸1 728 m的层状矽卡岩体。后者主要由硅灰石、石榴石、辉石、石英、方解石、硅硼钙石、赛黄晶和斧石构成。矿石有硅硼钙石、赛黄晶-硅硼钙石及斧石-硅硼钙石等3种[1]。
多数研究者认为,远山矿床的硼来自幔源岩浆岩,其证据之一是硅硼钙石的δ11B为-28.69‰~- 9.6‰。近年有学者证明矿石中的硼来自三叠纪富硼灰岩,其证据也是硅硼钙石的δ11B为-31‰~-9‰ 。还有学者[37]认为,这里的矿石硼同位素组成已经发生不小变化,难以构成判断矿石硼物质来源的充分证据,并用其他事实证明矿石硼源于灰岩。
3.6 古构造-古成矿带复原与蒙古-鄂霍茨克造山带的形成
Khanchuk等[1]对2 500 Ma到现代的12个时间段进行了古构造及古成矿带的再造。其结果展示了本区各构造及地球动力学环境的形成,伴随在早、晚古生代和晚中生代几个旋回的洋盆开-闭演化的历史。这些再造使用了北环太平洋项目和东北亚项目的资料和编制造山带模型的原则[21,23],但也有所补充和修正。
Zonenshain等[7]曾经指出,蒙古-鄂霍茨克造山带的形成,其西部始于晚石炭世,接着向东,向太平洋方向发展,直到侏罗纪中期。而据东北亚项目的资料,该造山带在接近其东部末端的年龄为晚侏罗世[23,27]。Khanchuk等[1]对蒙古-鄂霍茨克造山带东段的侏罗纪演化史提出一新模型。
当接近于侏罗纪初的时候,北亚克拉通与古生代期间增生之造山带一起位于与现代相近的古纬度,但相对现存位置曾经反时针旋转不小于90°。与以前的再造资料不同,Khanchuk等[1]提出,在侏罗纪,北亚克拉通和中朝克拉通(连同其边缘的古生代造山带)曾经直接接触,没有被所谓的蒙古-鄂霍茨克古洋分开。当今所见包括晚古生代活动陆缘碎片的蒙古-鄂霍茨克造山带的构造,原来可能沿北亚克拉通与古太平洋的直接边界形成(图6A)。这个问题的提出是由于,本来对蒙古-鄂霍茨克造山带来说,典型北极型的晚古生代和早中生代动物化石是一个重要特征;但是,在热格达山脉增生楔地体组成中却查出了含早二叠世地中海型纺锤虫的碳酸盐岩石包体。Khanchuk等[1]把这些碳酸盐岩石块体看作增生楔碎片,可能作为水下高地灰岩“帽”的组成部分,从其热带纬度形成地带迁移到位于很北的俯冲带。所提构想的另一有利论据是,在蒙古-鄂霍茨克造山带上完全缺失侏罗纪古洋的迹象,而且相反,在其北部存在侏罗纪碰撞花岗杂岩带。
Khanchuk等[1]称,这一构想似乎与早就已知的古地理和古地磁资料相矛盾。资料表明,中朝克拉通在晚古生代和早中生代位于近赤道的古纬度。但应当指出,中朝克拉通与额尔古纳及布列亚-兴凯早古生带造山带(有时联合称为阿穆尔微陆)曾被所称的索伦古洋分隔。该古洋的关闭发生在二叠纪末-三叠纪初向限制古洋的陆块之下俯冲的过程中,而这一俯冲过程可能是由中朝克拉通从热带向北,直到与现今相近的古纬度的移动所致。
Khanchuk等[1]强调,在北亚克拉通顺时针转动(据古地磁资料主要发生在侏罗纪)的过程中,看来被牵连的既有克拉通边缘的古生代造山带,也有这里讨论的古太平洋晚古生代-早中生代活动陆缘的那些地段,正是由这一活动陆缘形成了此时的蒙古-鄂霍茨克造山带(图6B)。沿所讨论地区东界和南界的左旋走滑系(常与鳞片状推覆带组合一起)是上述转动的反映。并且,伴随这种转动形成了碰撞花岗杂岩带 。
A.晚三叠世-早侏罗世(210 Ma)构造复原;B.早-中侏罗世(180 Ma)构造复原。1.克拉通;2.被动陆缘;3.洋壳;4.大陆坡;5.浅海;6.微大陆;7.陆内沉积盆地;8.显生宙造山带;9.俯冲带和增生楔;10.俯冲带上火山岩带;11.转换陆缘浊积盆地;12.侏罗纪卷入到蒙古-鄂霍茨克造山带的古太平洋古生代和早中生代洋缘碎片;13.逆掩断层;14.走滑断裂;15.正断层;16.板块位移方向;17. 北亚克拉通及其相邻区旋转的方向。ОХО.鄂霍茨克克拉通地体; ВРХ.上扬斯克被动陆缘碎片; КН.库拉尔-涅尔大陆坡碎片; МО.蒙古-鄂霍茨克古太平洋边缘碎片;微大陆:ОМО.奥莫隆,ПКЛ.滨科雷马,ОМУ.奥姆列依。图6 古构造复原[1]Fig.6 Paleotectonic reconstruction[1]
BL.北亚克拉通巴拉德克断块;额尔古纳造山带:OL.奥里多依,GN.岗仁,GR.加尔,MM.马门地体;NS.南蒙-兴安造山带的诺拉-苏霍加地体;蒙古-鄂霍茨克造山带:TD.图库林格拉-德热格达,UB.乌尼亚-巴姆,LN.兰河,NL.尼兰,UN.乌利斑地体;鄂霍茨克-科里亚克造山带:AY.阿扬,GLG.加拉姆地体的加拉姆河亚地体,GLT.加拉姆地体的土古尔亚地体;布列亚-兴凯造山带布列亚超地体:TU.图兰,MK.小兴安,UR.乌尔米地体。断裂:①北图库林格拉;②南图库林格拉;③德热尔图拉;④兰河;⑤乌利格丹;⑥帕乌坎;⑦谢勒姆德热;⑧塔斯塔赫;⑨库尔斯克。图7 北亚克拉通东南缘地体分布示意图[1]Fig.7 Sketch distribution map of terranes in the south magins of the North Asia Craton[1]
最后应当指出,俄罗斯的广大地质学者充分认识到,俄罗斯远东地区的地质演化与中国东北部息息相关。在我国这一地区取得的多方面研究成果和资料,譬如包括关于中朝克拉通、中国东部和东北的深部构造、佳木斯地块、索伦山带、松辽盆地、郯庐走滑系、大兴安岭岩浆岩带以及我国境内的一些矿床等等,均被文献[1]的作者们广泛地用以对比研究俄罗斯远东地区相应的地质问题。
这里仅就一例,即与黑龙江省北部和内蒙古东北部直接毗邻的俄罗斯远东南部的构造研究加以说明(图4和图7)。
Khanchuk[19-20]在2000年提出的本区构造演化模型中称,布列亚和兴凯地块与中国境内的佳木斯等地块,被看作尚无专门名称的中古生代大陆超地体的一部分(暂称布兴佳)。其西界和南界分别是诺拉-苏霍塔、朝鲜清津晚古生代增生杂岩及其向中国和蒙古的延伸。这些杂岩相应地出现在大洋盆地的西和东翼闭合过程中。该洋盆在中-晚古生代曾存在于华北和布列亚-兴凯-佳木斯大陆之间。
Khanchuk指出,在另一板块构造模型中,布列亚和兴凯地块被看作中朝克拉通及其边缘早古生代造山带的一部分[38]。还有一些地质学者在发展A. M. Smirnov关于兴凯、佳木斯及布列亚地块具有太古宙基底,并是中朝克拉通一部分的老概念。
Khanchuk明确表示,那种认为布列亚和兴凯地块的深变质岩属太古宙或早元古代的看法毫无地质根据。该作者援引了此前不久发表的佳木斯地块变质锆石颗粒离子探针测得麻粒岩变质年龄为晚寒武世的成果[39],赞成布兴佳超地体原属冈瓦纳的一部分的论断,称本区最老的渥茨涅辛地体具有被动陆缘的晚里非(?)-寒武纪碎屑岩和碳酸盐岩沉积,并被早奥陶世(450 Ma)和晚奥陶世的花岗岩侵入。层状含镉的锌(少量铅)矿床在该地体的存在也进一部证明了上述论断:类似矿床是冈瓦纳早寒武世被动陆缘-从非洲到南美所有陆缘碎片的共同特点[19-20]。《俄东地球动力学、岩浆作用和区域成矿学》关于这部分内容的作者L. I. Popeko赞同Karsakov等关于布列亚地块的布列亚杂岩是中国境内麻山杂岩相似物的结论[40],但不支持这些杂岩形成于早前寒武纪的看法[41],并以更多,包括Wilde,张兴洲和吴福元关于麻山杂岩进一步的U-Pb SHRIMP资料[42-43]支持Khanchuk的上述结论。
关注俄罗斯东部区域构造及成矿作用研究进展的原因不言而喻。作者相信,今后的中俄地质对比与合作研究将会更加广泛、更加深入,也必将具有更重要的意义。
V. G. Khomich教授近年多次为我们精心地组织了对俄罗斯远东南部几个重要矿床的参观和考察,并且多年来就俄罗斯远东地质问题曾赐作者诸多咨询。杨言辰教授对本文成文给予了许多的帮助和建议。作者在此一并对他们表示深切的谢意。
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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
中国地质调查局地质调查项目(1212011120342)
阎鸿铨(1935-),男,教授,主要从事矿床学和区域成矿学研究,Tel:0431-85968966,E-mail:hongquanyan@126.com。
10.13278/j.cnki.jjuese.201401107
P613
A
阎鸿铨.中-东西伯利亚及俄罗斯远东地区构造和成矿作用的研究进展.吉林大学学报:地球科学版,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.