西天山北支前中生代浅成低温热液-斑岩型矿床的保存条件研究

Most of the epithermal-porphyry mineralization systems are restricted to juvenile island arcs or continental arcs, in contrast to the pre-Mesozoic orogenic belts with absence of ore-preserving condition due to strong uplifting and erosion processes. However, there are many epithermal deposits and some counterpart porphyry ore deposits in the north branch of the western Chinese Tianshan, such as Axi, Yiermand deposits, making this area one of the largest pre-Mesozoic epithermal-porphyry mineralization provinces. The ore-preserving condition of the pre-Mesozoic epithermal-porphyry mineralization province in the western Chinese Tianshan remains unclear. This proposal will focus on the ore-bearing Tulasu basin and corresponding mountain base rocks by using structure geology analysis and low-temperature thermochronometry methods (including Fission track and (U-Th)/He dating) to study the basin sedimentation, structural fabrics and thermal history, which will be correlated to the uplift-erosional process of the mountain base rocks. Eventually, we will attempt to clarify the geodynamic mechanism of the basin-range evolution and the ore-preserving conditions of an epithermal-porphyry mineralization system in an ancient orogenic belt.

全球浅成低温热液-斑岩成矿系统大多数分布于年轻的岛弧或陆弧环境，前中生代造山带由于风化剥蚀等后期地质作用的影响，大多不具备完整保存该成矿系统的条件。然而，在西天山北支已发现阿希、伊尔曼得等多个大型浅成低温热液型金矿床和数个斑岩型铜金矿床，使西天山及邻区成为全球最大的前中生代浅成低温热液成矿省。西天山前中生代浅成低温热液-斑岩成矿系统特殊的保存条件，是尚未解决的重要科学问题。本项目拟以含矿的吐拉苏盆地和周缘主要山体为研究对象，运用野外构造解析和低温热年代学分析手段（如：裂变径迹，(U-Th)/He定年）相结合的研究方法，来探讨盆地的沉积、构造特征及热演化历史，对比山体基岩的隆升-剥露过程，阐明盆-山演化的动力学机制和古老造山带内浅成低温热液-斑岩型矿床的保存条件。

在西天山北支已发现阿希、伊尔曼得等多个大型浅成低温热液型金矿床和数个斑岩型铜金矿床，使西天山及邻区成为全球最大的前中生代浅成低温热液成矿省。然而，西天山前中生代浅成低温热液-斑岩成矿系统特殊的保存条件，是尚未解决的重要科学问题。本项目以含矿的吐拉苏盆地和周缘主要山体为研究对象，运用野外构造解析和低温热年代学分析手段（裂变径迹，(U-Th)/He定年）相结合的研究方法，揭示了盆地的沉积、构造特征及热演化历史，对比山体基岩的隆升-剥露过程，探讨了盆-山演化的动力学机制和古老造山带内浅成低温热液-斑岩型矿床的保存条件。研究发现吐拉苏盆地及其周缘山体晚古生代以来的盆-山耦合演化为中国西天山浅成低温热液矿床的保存提供了构造背景。早石炭世晚期（350-320 Ma），由于同火山断裂（走滑断层和正断层）活动致使盆地经历了沉降的阶段，大约2.33 km厚的沉积物（下石炭统阿恰勒河组）覆盖在大哈拉军山组火山岩之上； 二叠纪（280-250 Ma），西天山主要山体快速剥露，为吐拉苏盆地提供丰富的物源，~2.50 km厚的二叠纪沉积覆盖在下石炭统阿恰勒河组之上，浅成低温热液矿床被覆盖，从而避免被剥蚀；晚三叠世-古近纪（230-100 Ma），西天山主要山体和吐拉苏盆地都经历了慢速剥露的阶段，大约1.56 km厚的物质被剥蚀，仍旧有~3.27 km厚的物质覆盖在浅成低温热液矿床之上；晚渐新世以来（~35 Ma），吐拉苏盆地及其南侧科古琴山经历了快速剥露作用，覆盖在浅成低温热液矿床之上的沉积物被剥蚀，浅成低温热液矿床被剥露出地表。由此可见，早石炭世晚期（350-320 Ma）、二叠纪（280-250 Ma）的埋藏作用和中生代期间的慢速剥露是中国西天山浅成低温热液矿床得以保存的关键。在本项目资助下，发表国际SCI第一标注论文8篇，第二标注1篇；培养硕士毕业生6名，博士毕业生1名。