海底擴張驅動(dòng)洋殼沿太平洋板塊邊緣俯沖，形成了現今最大的活動(dòng)板塊邊緣——環(huán)太平洋"火環(huán)"。最近的研究揭示，現代太平洋板塊起源于中侏羅世古太平洋盆地中部的Izanagi、Farallon和Phoenix板塊接壤的三聯(lián)點(diǎn)處。多期地幔柱事件形成了早期太平洋板塊：其中，規模最大的Ontong Java的地幔柱事件在早白堊世末期活動(dòng)達到高峰，誘發(fā)太平洋板塊形成速率短期內驟增50%以上。然而，相對于以斑巖銅礦為代表的新生代環(huán)太平洋成礦域成礦事件，目前對于白堊紀環(huán)太平洋成礦域的成礦爆發(fā)事件尚缺乏系統的研究。尤其是目前的研究主要基于現存地質(zhì)現象的反演推斷，對于地幔柱驅動(dòng)下的俯沖作用對于成礦構造背景的控制缺乏定量的正演模擬研究的支持。
廣州地化所吳超副研究員在陳華勇研究員指導下，與日內瓦大學(xué)Massimo教授和國科大皇甫鵬鵬、李忠海教授合作，通過(guò)匯編已發(fā)表的環(huán)太平洋中生代礦床年代學(xué)數據揭示成礦作用集中于130 - 100百萬(wàn)年的有限時(shí)間段內（圖1）。例如，北美和中國東部膠東的造山型金礦床主要形成于120百萬(wàn)年，中安第斯地區Fe和IOCG礦床年齡峰值在約110百萬(wàn)年，中國東南沿海斑巖-淺成低溫熱液型Cu - Mo - Au - Ag - Pb - Zn礦床一般形成于約105百萬(wàn)年。為了揭示上述礦床分布規律，本研究利用GPlates軟件重建了環(huán)太平洋帶不同區域在上述成礦峰期對應的俯沖方向、俯沖速率等參數（圖2），進(jìn)一步利用I2VIS代碼正演模擬精確約束了俯沖帶的幾何特征（圖3）。
研究取得的具體認識包括以下方面（圖3）：120百萬(wàn)年的膠東和北美西部造山型金礦省分別與Izanagi和Farallon板塊中高傾角、高速斜向俯沖引起的走滑作用有關(guān)。相比之下，中國東南沿海105百萬(wàn)年左右斑巖-淺成低溫熱液成礦帶是由Izanagi板塊以中低俯沖速率、中高傾角斜向俯沖產(chǎn)生的。在中安第斯地區，Farallon板塊中低等速率、低傾角的斜向俯沖導致秘魯南部在110百萬(wàn)年左右形成IOCG礦化，而Phoenix板塊的高速率和低傾角俯沖造成了輕微的擠壓，是智利北部Fe、斑巖Cu和IOCG礦化的主要原因。本研究對于理解現今太平洋板塊如何形成和演化，以及俯沖過(guò)程如何精確控制環(huán)太平洋成礦帶不同成礦省主要礦床類(lèi)型的時(shí)空分布有重要意義。
項目成果近期發(fā)表于國際地學(xué)權威期刊《GSA Bulletin》，該項研究成果獲得了國家自然科學(xué)基金(42230810，41902089)、科技部重點(diǎn)研發(fā)項目（2022YFC2903301）和廣東省重點(diǎn)實(shí)驗室項目(2020B1212060055)的資助。
論文信息：Wu, C.（吳超）, Chen, H.Y.*（陳華勇）, Chiaradia, M., Huangfu, P.P.（皇甫鵬鵬）, Li, Z.H.（李忠海） Linking Pacific Plate formation and Early Cretaceous metallogenic response on the circum-Pacific continental margins. GSA Bulletin (2023). https://doi.org/10.1130/B36717.1
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圖1中國東部膠東造山型金礦床( a )、中國東南部斑巖-淺成低溫熱液型金礦床( b )、美國北部造山型金礦床( c )、中安第斯地區鐵礦床和IOCG礦床( d )的年齡直方圖
圖2 中生代古太平洋板塊俯沖重建
圖 3 環(huán)太平洋成礦域成礦模式圖。（a）120百萬(wàn)年左右中國東部膠東地區成礦模式示意圖，（b）105百萬(wàn)年左右中國東南沿海成礦模式圖，（c）120百萬(wàn)年左右北美西部成礦模式圖，（d-e）110百萬(wàn)年左右安第斯成礦模式圖。
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