我國(guó)是一個(gè)缺銅少鐵（鐵礦品位普遍低）的國(guó)家。但是，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的這些年，基礎(chǔ)建設(shè)對(duì)銅和鐵等基礎(chǔ)礦產(chǎn)需求很大，因此我國(guó)的銅礦、鐵礦等長(zhǎng)期依賴從南美、澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口。

近些年，青藏高原的礦產(chǎn)勘查取得了很大的進(jìn)展，高原上豐富的礦產(chǎn)資源受到了國(guó)內(nèi)外很大的關(guān)注，同時(shí)，青藏高原豐富的礦產(chǎn)資源也為研究青藏高原提供了不同的視角。

最受矚目的是青藏高原發(fā)育豐富的銅礦，其中的驅(qū)龍、玉龍銅礦更是一舉取代國(guó)內(nèi)常年的“老大哥”江西德興銅礦，成為最大的兩個(gè)銅礦。

斑巖型銅礦是如何形成的？

青藏高原中發(fā)育的銅礦主要是斑巖型銅礦。

我們先簡(jiǎn)單地介紹一下斑巖型銅礦是怎么形成的。

太平洋兩岸是斑巖銅礦最發(fā)育的地帶，其中，太平洋東岸的南美和北美是世界上銅礦最多的地區(qū)，斑巖銅礦的研究也是源自與此（注：南美的智利是世界上銅儲(chǔ)量最大的國(guó)家，擁有世界上最大的兩個(gè)斑巖銅礦）。

圖：世界斑巖銅礦和銅礦帶分布（圖片引自Sillitoe, 2011和Richards, 2013）

雖然三個(gè)主要成礦帶都與中國(guó)接觸，但是只有西藏的驅(qū)龍銅礦是國(guó)內(nèi)少數(shù)的超大型銅礦代表。

北美洲和南美洲位于太平洋東岸，太平洋海水底部的地殼為洋殼。洋殼形成后會(huì)逐漸向大陸方向擴(kuò)張、移動(dòng)；在這個(gè)過(guò)程中，洋殼逐漸與海水反應(yīng)，溫度降低；進(jìn)而洋殼的密度增大，變重。由于洋殼比陸殼更重，最終陸殼會(huì)在俯沖帶開(kāi)始向下彎曲到陸殼之下，進(jìn)入地球深部。

圖：俯沖帶

洋殼俯沖到陸殼之下，在陸殼中產(chǎn)生巖漿作用，在地表形成火山

（圖片引自維基百科，并進(jìn)行了修改）

進(jìn)入地幔的洋殼受到高溫高壓的作用，洋殼發(fā)生脫水反應(yīng)，脫出的水會(huì)引起相接觸的地幔發(fā)生熔融，產(chǎn)生巖漿。產(chǎn)生的巖漿向上演化，最終停留在距離地表較淺的地方（通常是地表下1-6千米）。巖漿冷卻后形成斑巖巖石，所謂斑巖，是指具有斑晶的巖石，是巖石形成于地殼較淺部位的特征。

圖：斑巖手標(biāo)本

斑晶是斑巖的典型特征（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

達(dá)到地殼淺部的巖漿在冷卻的過(guò)程中，流體達(dá)到飽和（注：巖漿所能含的水、二氧化碳等都是有限的，這些流體相含量過(guò)高后，會(huì)與巖漿脫離），巖漿中飽和的流體釋放出來(lái)，同時(shí)會(huì)將巖漿中的銅等金屬帶出來(lái)，富集在一起，形成了斑巖型銅礦。

圖：俯沖帶巖漿與斑巖銅礦產(chǎn)生

進(jìn)入深部的洋殼發(fā)生脫水，使相接觸的地幔發(fā)生熔融，產(chǎn)生的巖漿在地殼中演化，到達(dá)淺部，最終形成斑巖型銅礦

（圖片引自Richards, 2011）

這是斑巖銅礦形成的典型模式。

小結(jié)一下，斑巖銅礦的形成主要有兩個(gè)關(guān)鍵詞：（1）俯沖帶，（2）斑巖（淺部巖漿）。

青藏高原的斑巖銅礦是如何形成的？

那么，青藏高原的斑巖銅礦是否是這樣形成的呢？筆者可以先告訴你，并不完全是。

圖：特提斯成礦帶

（圖片引自Richards, 2015）

青藏高原的銅礦帶其實(shí)是特提斯成礦帶的一部分。

特提斯成礦帶西起阿爾卑斯山，東到東南亞的印度尼西亞、菲律賓等地。這些地區(qū)雖然現(xiàn)在多是大陸相連，但是在很久很久很久之前，大陸中間是隔著海洋的，這個(gè)海洋的名字叫特提斯洋。廣義得說(shuō)，現(xiàn)在的地中海就是原來(lái)的特提斯洋殘留的一部分。

圖：全球大陸的分布圖（195Ma和66Ma）

195Ma至66Ma，歐亞大陸與非洲-印度大陸間的特提斯洋在逐漸縮??；66Ma時(shí)，特提斯洋還沒(méi)有閉合，洋殼向歐亞大陸下俯沖

（注：Ma是地球科學(xué)領(lǐng)域常用時(shí)間單位，指距今多少百萬(wàn)年之前；如50Ma指距今50百萬(wàn)年之前，即5000萬(wàn)年前。圖片引自http://www.）

與現(xiàn)今的太平洋東岸斑巖銅礦的模式類似，特提斯洋的洋殼向歐亞大陸方向俯沖，在俯沖帶（現(xiàn)今青藏高原地區(qū)）形成礦產(chǎn)。其中，青藏高原的部分礦產(chǎn)是在這個(gè)過(guò)程中形成的，只是這個(gè)過(guò)程中，在青藏地區(qū)形成的礦產(chǎn)相對(duì)規(guī)模小一些，并沒(méi)有形成之前提到的超大型的斑巖銅礦。

那么青藏高原的超大型銅礦是如何形成的？

其實(shí)，伴隨洋殼俯沖的過(guò)程中，大洋會(huì)逐漸縮?。ㄈ缟蠄D，195Ma-66Ma），直到最終閉合；隔著海洋的大陸最終碰撞在一起。最典型的例子就是印度大陸與歐亞大陸之間的海洋逐漸閉合，碰撞在一起，形成了青藏高原。

圖：全球大陸的分布圖（50.2Ma）

此時(shí)印度與歐亞大陸間的海洋已經(jīng)閉合，印度與歐亞大陸已經(jīng)開(kāi)始碰撞

（圖片引自http://www.）

為什么我們說(shuō)，青藏高原的礦產(chǎn)形成和上文中洋殼俯沖的典型斑巖銅礦模式不同呢？

這可以用形成時(shí)間來(lái)解釋。

從時(shí)間上來(lái)看，青藏高原的超大型銅礦床——驅(qū)龍銅礦形成于約16Ma，玉龍銅礦形成于約40-36Ma，而印度大陸與歐亞大陸開(kāi)始碰撞的時(shí)間主要認(rèn)為是65-55Ma之間。

這意味著，印度與歐亞大陸開(kāi)始碰撞的時(shí)間比青藏高原礦產(chǎn)形成的時(shí)間早；即青藏高原的豐富礦產(chǎn)主要形成于印度與歐亞大陸碰撞的過(guò)程中，或碰撞以后；而不是上文提到的洋殼俯沖的典型斑巖銅礦模式。

形成青藏高原的豐富礦產(chǎn)分三個(gè)階段

下面我們就較為詳細(xì)地講講青藏高原的豐富礦產(chǎn)是怎樣形成的。

礦床學(xué)家將青藏高原碰撞過(guò)程中形成的礦產(chǎn)分為三個(gè)階段：

主碰撞階段（65-41Ma）； 

晚碰撞階段（40-26Ma）；

后碰撞階段（25-0Ma）。

圖：主碰撞階段成礦示意圖

印度大陸與歐亞大陸開(kāi)始碰撞，印度大陸擠入歐亞大陸下方，之前俯沖的洋殼最后斷開(kāi)，形成“窗口”

（圖片引自Hou等，2015，并進(jìn)行了修改）

印度大陸與歐亞大陸中間的大洋最終閉合；印度大陸與歐亞大陸開(kāi)始碰撞，擠壓。與印度大陸相連的洋殼完全進(jìn)入了歐亞大陸下方，印度大陸的陸殼部分也開(kāi)始擠入歐亞大陸下方，歐亞大陸陸殼變厚，青藏高原開(kāi)始逐漸形成。

印度大陸與歐亞大陸碰撞，擠壓，使青藏地區(qū)地殼深部發(fā)生熔融，產(chǎn)生的巖漿帶來(lái)一些鎢、錫、鈾礦。

隨著印度大陸開(kāi)始擠入歐亞大陸下方，之前與印度大陸相連的洋殼進(jìn)入了更深的地幔中。由于高溫高壓的作用，洋殼開(kāi)始變質(zhì)，形成的密度更大的物質(zhì)，使洋殼更重，最終導(dǎo)致洋殼與印度大陸斷開(kāi)。洋殼與印度大陸斷開(kāi)后，中間相當(dāng)于形成了一個(gè)“窗口”。這個(gè)窗口為深部地幔物質(zhì)上涌提供了通道。

更熱的深部地幔物質(zhì)，與青藏地區(qū)下部的地殼和地幔反應(yīng)，產(chǎn)生巖漿。巖漿進(jìn)入地殼較淺部，最終形成鐵、鉛、鋅等礦產(chǎn)。

但總體而言，這個(gè)階段形成的礦產(chǎn)規(guī)模較小。

印度大陸與歐亞大陸持續(xù)碰撞，產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓力；使青藏地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的水平滑動(dòng)（注：專業(yè)術(shù)語(yǔ)為走滑斷裂），在兩側(cè)發(fā)生大規(guī)模的“逆沖推覆”?！澳鏇_推覆”這個(gè)詞大家可能沒(méi)見(jiàn)過(guò)，不過(guò)不要緊，你可以將它想象為推土機(jī)推沙子，推土機(jī)與沙子之間是相互擠壓的，推土機(jī)擠壓沙子，使得沙子不停移動(dòng)，一層一層往上疊。

圖：晚碰撞階段成礦示意圖

印度大陸與歐亞大陸持續(xù)碰撞，擠壓，發(fā)生了大規(guī)模走滑斷層和逆沖推覆斷層

（圖片引自Hou等，2015，并進(jìn)行了修改）

大規(guī)模的水平滑動(dòng)可能促進(jìn)了地幔深部物質(zhì)上涌。更熱的深部地幔物質(zhì)，與青藏地區(qū)下部的地殼和地幔反應(yīng)，產(chǎn)生巖漿。巖漿沿水平滑動(dòng)的斷裂上涌，達(dá)到地殼淺部后形成了斑巖型銅礦，其中就包括了超大型的斑巖銅礦——玉龍銅礦帶，還有一定規(guī)模的金礦。

而在逆沖推覆帶形成了一些鉛鋅礦。

印度大陸已擠入歐亞大陸下方，擠壓力使得歐亞大陸地殼變厚，直接的體現(xiàn)是青藏高原逐漸形成。

由于地殼增厚，青藏地區(qū)地殼底部與下方的印度大陸部分進(jìn)入更高溫高壓的深部。在高溫高壓的環(huán)境中，大面積的深部地殼巖石變質(zhì)，比下方的地幔密度更大、更重；進(jìn)而不穩(wěn)定，會(huì)與上部的地殼分離，下沉，進(jìn)入地幔更深處。

青藏地區(qū)增厚的下地殼與上部的地殼斷開(kāi)后，這相當(dāng)于打開(kāi)了“一扇門(mén)”，地殼淺部處于伸展環(huán)境下；深部的地幔物質(zhì)從“門(mén)”中涌入使青藏地區(qū)之前增厚的地殼強(qiáng)烈熔融，產(chǎn)生大量巖漿。

產(chǎn)生的巖漿富集銅等物質(zhì)，沿?cái)嗔淹ǖ肋M(jìn)入地殼淺部，最終形成斑巖型銅礦，這其中就包括國(guó)內(nèi)最大的銅礦——驅(qū)龍銅礦。

圖：后碰撞階段成礦示意圖

深部的印度大陸地殼與青藏地區(qū)增厚的下地殼一起沉入地幔深部

（圖片引自Hou等，2015，并進(jìn)行了修改）

小結(jié)一下，青藏高原超大型斑巖銅礦形成主要有三個(gè)關(guān)鍵詞：（1）碰撞-后碰撞，（2）深部地幔物質(zhì)上涌，（3）斑巖（淺部巖漿）。

而典型的斑巖銅礦的關(guān)鍵詞是：（1）俯沖帶，（2）斑巖。

特提斯洋的俯沖過(guò)程也留下了饋贈(zèng)

那么，印度大陸與歐亞大陸碰撞之前，特提斯洋向歐亞大陸俯沖時(shí)，這種典型的斑巖銅礦形成環(huán)境，對(duì)青藏高原的礦產(chǎn)形成完全沒(méi)有作用嗎？

其實(shí)是有作用的。

研究表明，特提斯洋向歐亞大陸俯沖時(shí)，雖然沒(méi)形成超大型銅礦；但是俯沖形成的巖漿作用在歐亞大陸俯沖帶地殼底部形成了富含銅的新生地殼；因此，后期碰撞-后碰撞過(guò)程，深部地幔物質(zhì)-地殼反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的巖漿才會(huì)富銅，這樣，富銅的巖漿到達(dá)地殼淺部才能形成斑巖銅礦。

因此，印度大陸與歐亞大陸碰撞之前，特提斯洋的俯沖過(guò)程為青藏高原的超大型銅礦形成提供了預(yù)備條件，提前富集了銅。

總之，青藏高原的礦產(chǎn)資源非常豐富，是我國(guó)十分重要的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備。同時(shí)，青藏高原的礦產(chǎn)資源形成是十分復(fù)雜的，有不同時(shí)期形成的不同礦產(chǎn)，這又為地質(zhì)學(xué)家研究青藏高原提供了不同的視角。