众所周知,铜、铁都是亲地幔元素,使它们在地壳浅部富集,首先必须从地幔中萃取出来,岩石圈的巨大减薄,必定诱发大量新生(Juvenile)和灼热(hot)的物质注入原先的冷岩石圈,它是燕山期大规模成矿的基本源泉(邓晋福等,1999 c)。对流地幔在快速上升的近等温降压过程中必使其熔融程度加大和分出大量玄武质岩浆,通过玄武岩岩浆的在地壳底部的底侵作用(underplating),对冷的陆壳加热,首先是大量流体从岩石中放出,直至发生熔融作用,通过岩浆和流体的形成和运移,有用金属成矿元素被萃取,并在浅部聚集成矿。因此,大陆成矿的直接驱动力来自对流地幔向陆壳的注入。
岩石圈尺度的不连续(discontinuities)是岩浆-流体-成矿系统的最好通道,具深断裂性质的长江破碎带是长江中下游铜、铁成矿带的导矿和聚矿构造(常印佛等,1991)。
我们提出,长江中下游铜、铁成矿带的聚矿构造实质上是岩石圈尺度的不连续。从基底的时代来看,长江以北的下扬子为新太古代(涂荫玖等,个人交流,1998),暂称皖东式基底;长江以南江南隆起带主要为中元古代,称江南式基底(常印佛等,1991;唐永成等,1998);沿长江则为董岭式基底,为古元古代(董岭群斜长角闪岩Sm-Nd等时年龄为1895 Ma)(唐永成等,1998),这样,沿长江实为一个古元古代造山带。从Pb同位素组成(表6-14)看,支持下扬子基底是类似于华北克拉通的基底,即太古宙基底;沿长江和江南隆起有类似的组成,为古老造山带基底(邓晋福等,1999 c);矿石与火成岩有类似的组成,表明为同源。沿江成矿带分布辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩组合,江南隆起带和下扬子区则主要分布花岗闪长岩-花岗岩组合表明,长江铜、铁成矿带是通达地幔的岩石圈尺度不连续。
区域性挤压构造环境可使往入陆壳的地幔物质封闭在陆壳内,诱发壳幔物质与能量的充分交换,产生以壳幔混合型为主的火成岩组合,形成以亲幔成矿元素(铜、铁)为主的、亲壳幔混合型的铜、铁、金、银、铅、锌、钼的成矿组合。
表6-14 燕山期火成岩与矿石铅同位素组成
资料来源:火成岩具张理刚(1995);矿石据李文达等(1996)。
从上面的讨论,可以看出,长江中下游铜、铁成矿带的深部有着巨大的找矿潜力,同时,深部开采将有利于环境不被破坏,选择一些典型的矿集区,如铜陵矿集区采用多学科结合,开展岩浆-流体-成矿系统的研究将是今后一个时期内阐明深部成矿潜力的关键。