综述:厄尔茨山脉(Erzgebirge)/克鲁什内山脉(Kru?né hory)地区锂矿床的构造控制因素:晚瓦里斯克期(late-Variscan)矿化作用中构造控制因素的区域尺度重建

《Earth-Science Reviews》:Tectonic controls on lithium deposits in the Erzgebirge / Kru?né hory region: Regional scale reconstruction of structural controls on late-Variscan mineralization

【字体: 时间:2026年01月13日 来源:Earth-Science Reviews 10

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  本研究综合地质、地球化学、地球物理及结构数据,揭示波西米亚地块东部横断层伸展构造对Li-(SnW)矿床的控制机制,提出该构造体系通过伸展裂陷促进岩浆侵入和成矿元素富集,为跨国界成矿研究提供新模型。

  
扬·切尔尼(Jan ?erny)、塞缪尔·T·蒂勒(Samuel T. Thiele)、玛丽·吉尔彻(Marie Guilcher)、马蒂亚斯·布里施(Mathias Burisch)、乌韦·莱曼(Uwe Lehmann)、亨里克·考夫曼(Henrik Kaufmann)、卢茨·索纳本德(Lutz Sonnabend)、延斯·古茨默(Jens Gutzmer)
德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心(Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)、弗赖贝格资源技术亥姆霍兹研究所(Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology),地址:Chemnitzer Stra?e 40,09599,德国弗赖贝格(Freiberg,Germany)

摘要

德国的东厄茨山脉(Eastern Erzgebirge)和捷克共和国的克鲁什内山脉(Kru?né hory)地区拥有丰富的锂锡矿(Li-(Sn)矿床,这些矿床都与晚期岩浆演化和破火山口塌陷系统中的岩浆-热液蚀变过程有关。虽然地质化学控制因素已较为明确,但岩浆侵位的构造控制因素尚不明确。本研究旨在解释控制跨地壳破火山口形成岩浆系统的构造因素,并将其与更局部的岩浆活动联系起来。为此,我们整理和回顾了现有的地质、地质年代学、地球物理和构造数据,构建了一个关于晚瓦里斯克期(late-Variscan)至后瓦里斯克期(post-Variscan)构造和岩浆活动的框架。具体而言,我们将阿尔滕贝格-特普利采破火山口(Altenberg-Teplice)和塔兰特破火山口(Tharandt)附近的主要断层与西宾夕法尼亚纪(western middle Pennsylvanian,约3.14–3.12亿年前)的波希米亚盆地系统联系起来,提出了埃尔贝剪切带(Elbe Shear Zone)与普法尔剪切带(Pfahl Shear Zone)或多瑙剪切带(Danube Shear Zone)之间的重要拉伸构造联系。我们认为,这些拉伸构造不仅限定了地壳规模的岩浆系统和相关破火山口的位置,还对东厄茨山脉/克鲁什内山脉地区的锂锡矿床的形成产生了局部影响。

引言

德国和捷克共和国的厄茨山脉/克鲁什内山脉地区(简称EG/KH地区)拥有丰富的矿产资源(Baumann等人,2000年;Burisch等人,2019年;Swinkels等人,2021年)。这些矿产资源包括多个大型岩浆-热液型锂锡矿床,它们与古生代瓦里斯克造山运动(Paleozoic Variscan Orogeny)期间的长英质岩浆活动密切相关(Tichomirowa等人,2022年;Hofmann等人,2009年)。尽管已有大量描述性研究(例如Burisch等人,2025年及其中的参考文献),但目前尚无全面的构造模型能够解释EG/KH地区晚瓦里斯克期岩浆-热液锂锡矿床的分布规律。这主要是由于缺乏对区域尺度结构的整体认识,以及这些结构对高度演化的花岗岩侵入体(这些花岗岩与锂锡矿化作用相关)侵位的影响理解不足(Burisch等人,2019年;Burisch等人,2025年;Reinhardt等人,2022年)。这种状况源于以往研究多集中在个别矿床上,由于缺乏露头而难以识别和绘制构造图,以及该地区缺乏高分辨率的连续地球物理数据覆盖(跨越德国和捷克共和国的边界)。
在本文中,我们整合了捷克和德国方面关于EG/KH地区东部的数据,探讨了锂锡矿床的大尺度构造背景。我们研究了岩浆活动、晚瓦里斯克期至后瓦里斯克期的走滑构造(例如Edel等人,2018年;?ák等人,2011年)与埃尔贝剪切带(Elbe Shear Zone,ESZ)之间的关系。埃尔贝剪切带是划分EG/KH地区东部边界的重要构造。我们首次记录了EG/KH地区存在的拉伸构造和/或拉伸变形现象,并强调了它们在促进花岗岩侵入体形成中的作用。本研究为利用构造地质学、地球物理数据和地质测绘方法探索其他造山带中的类似拉伸构造提供了新的见解。

地质背景

欧洲瓦里斯克造山带(European Variscides)是一条巨大的造山带,在欧洲多个侵蚀窗口中都有露头(见图1)。它形成于泥盆纪至石炭纪期间劳瑞西亚(Laurussia)与冈瓦纳(Gondwana)的碰撞,两者最初被莱茵洋(Rheic Ocean)分隔开。不同的板块构造模型将这一造山作用的起源归因于这两个主要板块之间的增生/碰撞作用(Kroner和Romer,2013年),或者认为还有其他较小板块的参与。

数据与方法

本研究采用回顾和综合的方法,整合并扩展了关于晚瓦里斯克期至后瓦里斯克期岩浆活动、沉积作用、变质作用、构造作用和矿化作用的研究成果。我们整理了各事件的发生时间和位置信息,以了解它们的时空关系,并编制了区域性的构造地层图。
同时,我们重新分析了历史构造数据、地质图、盆地地层学资料和地球物理数据。

地质年代学整理与时空图

本研究编制的构造地层图(见图2)总结了塑造波希米亚地块(Bohemian Massif)的主要事件,重点关注东厄茨山脉地区。最重要的事件发生在约3.4亿年前,当时STU、TBU和MU板块发生了碰撞,随后新形成的卢戈达努比亚地体(Lugodanubian terrain,LDT)与布鲁诺维斯图利安地体(Brunovistulian terrain,BT)发生了碰撞。同期,波希米亚地块上还形成了不同的岩浆岩系。

讨论

波希米亚地块在晚瓦里斯克期至后瓦里斯克期的构造和岩浆演化过程中,压缩、拉伸和走滑构造相互作用复杂,共同决定了岩浆活动和矿化作用的分布和特征。在本节中,我们整合了地质、地质年代学和地球物理数据,以更深入地理解这一演化过程,特别关注促使从压缩构造向拉伸构造转变的机制。

结论

众所周知,拉伸构造会导致走滑和拉伸变形(Sanderson和Marchini,1984年;Fossen等人,1994年;Fossen和Tikoff,1998年),其中拉伸带有助于岩浆和流体的流动,从而形成矿床(Sibson,1987年;Hodgson,1989年;Micklethwaite等人,2010年;Groves等人,2018年;Oriolo等人,2024年)。
在本研究中,我们认为东厄茨山脉/克鲁什内山脉地区的锂锡矿床的形成与拉伸构造有关。

未引用的参考文献

F?rster和Haack,1995年
Kociánová和Melichar,2016年
Kroner等人,2008年
Torsvik等人,2008年

利益冲突声明

作者声明与本手稿无关的任何利益冲突。

致谢

本研究是“New Potential”项目的一部分,该项目由德国环境、农业和地质局(Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie)资助(2022-2024年),旨在探索厄茨山脉东部地区新的矿产潜力区域。同时,我们感谢乌韦·克朗纳(Uwe Kroner)博士对该地区地质学的深刻见解和宝贵建议。
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