综述：地壳结构对斑岩铜钼成矿的控制：来自大兴安岭锆石Hf同位素填图的约束

《Earth-Science Reviews》：Crustal architecture controls on porphyry Cu and Mo fertility: constraints from zircon Hf isotopic mapping in the Great Xing’an Range, NE China

本文通过锆石Hf同位素填图揭示了大兴安岭地区的地壳结构异质性，指出斑岩Cu (-Mo) 矿床主要分布于具有高εHf(t) 值（>+3）的新生地壳域，其形成受控于俯冲相关的高Sr/Y、高氧逸度弧岩浆及NE向构造体系；而斑岩Mo (-Cu) 矿床则既见于新生地壳域也见于再造地壳域，其大规模成矿与侏罗纪-早白垩世构造体制从挤压向伸展的转换密切相关。该研究为区域斑岩矿床勘探提供了重要理论依据。

　　

引言

斑岩矿床是全球铜和钼资源的主要来源。位于中国东北部的大兴安岭地区以其丰富的钼矿床而闻名，其中一些规模巨大（即>0.5 Mt Mo）。该区域共有27个斑岩型钼（-铜）矿床和14个斑岩型铜（-钼）矿床。这些矿床的形成是否以及如何受区域地壳结构控制，至今尚不清楚。中亚造山带（CAOB）是世界上最大、最复杂的增生造山带之一，经历了多期岩浆活动和相关的热液成矿作用。以往的研究多集中于单个矿床，缺乏区域性和系统性的视角，难以阐明矿床分布与区域地质控制因素之间的关系。

主要单元和构造框架

大兴安岭位于中亚造山带东段，由西向东主要包括额尔古纳地块、兴安增生地体和松辽增生地体，这些单元被缝合带所分隔。该区域的构造演化复杂，涉及古亚洲洋构造域和太平洋构造域的叠加影响。

样品、分类和筛选

为了通过Hf同位素填图来刻画地壳结构，研究团队系统收集并筛选了大兴安岭地区古生代-中生代中酸性岩石已发表的锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素数据，共计311个岩体、466个样品。这些数据经过严格的质量控制，以确保用于填图的同位素数据的可靠性。

结果

综合地质和地球化学数据表明，研究区大部分为新生地壳域，其形成有显著的地幔贡献。额尔古纳地块北部和松辽增生地体西南部分别以古老地壳域和再造地壳域为特征。斑岩Cu (-Mo) 矿床主要分布在高ε_Hf(t)（>+3）值的新生地壳域，其分布受NE向构造体系控制。高Sr/Y和高氧逸度的弧岩浆与早古生代和三叠纪俯冲相关的斑岩Cu (-Mo) 矿床的形成有关。相比之下，断裂带或断裂交汇处是侏罗纪至早白垩世Cu (-Mo) 矿床形成的有利部位。而斑岩Mo (-Cu) 矿床在大兴安岭地区既分布于新生地壳域，也分布于再造地壳域。二叠纪至三叠纪的Mo (-Cu) 矿床在不同构造背景下具有不同的岩浆源区。在侏罗纪至早白垩世，构造体制从挤压向伸展的转变，有利于大规模斑岩钼矿化事件的发生。

大兴安岭的地壳结构

锆石Hf同位素填图揭示了大兴安岭地区不均一的地壳结构，包括空间上并置的古老、再造和新生地壳域。在早古生代，长英质岩石主要出现在研究区的东北部，显示出新生地壳的特征。随着时间的推移，岩浆活动范围和地壳属性呈现出时空演化规律，清晰地勾勒出不同地体单元的边界和属性。

结论

1. 1.
   同位素等值线图圈定了三个具有空间变化ε_Hf(t) 值的不同地壳域。额尔古纳地块的ε_Hf(t) 值从西南向东北递减，表明从南到北古老下地壳物质的参与度增加。兴安增生地体整体显示为新生地壳特征。松辽增生地体则呈现出从西北向东南ε_Hf(t) 值降低的趋势，反映了地壳从新生到再造的变化。
2. 2.
   斑岩Cu (-Mo) 矿床的分布与新生地壳域密切相关，并受区域构造体系（如NE向断裂）控制。其成矿与高氧逸度、高Sr/Y比的俯冲相关弧岩浆作用有关。
3. 3.
   斑岩Mo (-Cu) 矿床的分布不受单一类型地壳域的控制，既可产于新生地壳域，也可产于再造地壳域。其大规模成矿与特定的构造体制转换（如从挤压到伸展）密切相关。

这项研究证明了Hf同位素填图作为一种工具，在刻画地壳结构与斑岩矿床位置和类型关系方面的有效性，并为区域上进一步勘探斑岩矿床提供了更明确的重点靶区。