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Klaus Heppe:

Plate Tectonic Evolution and Mineral Resource Potential of the Lancang River Zone, Southwestern Yunnan, People's Republic of China

2006. 159 pages, 55 figures, 12 tables, 21x30cm, 560 g
Language: English

(Sonderhefte Reihe D - Geol. Jahrb., Heft 7)

ISBN 978-3-510-95950-1, paperback, price: 34.80 €

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Keywords

plate tectonic evolution mineral resource potential Lancang River Zone Southwestern Yunnan China

Contents

Beschreibung/Abstract top ↑

A re-evaluation of the existing data and an integrated tectono-sedimentological geochronological and geochemical approach has led to a new perception of the Late Paleozoic and early Mesozoic geodynamic evolution of the Lancang River Zone (Yangtze Platform, SW Yunnan):

[1] A near-shore continental rift or back-arc basin with strong bathymetric variation must have existed from the Upper Devonian to the middle Lower Permian along the present Lancang River Zone. The extension phase, which led to the creation of the basin, is in time and facies related to the expanding continental margin of the Yangtze Platform in the Devonian and Lower Carboniferous. During the rifting phase, basic to acid volcanic rocks were extruded in a submarine environment to form small-scale Kuroko-type volcanic-hosted massive sulfide (VHMS) deposits.

[2] Characterized by an eastward progressing deformation front, closure of the basin began in the Upper Carboniferous and progressed from present west to east. This closure was associated with the formation of an accretionary wedge on the west side, in which the volcanogenic-hosted massive sulfide deposits were sheared. From this belt to the present west, the deformation increases parallel to the gradual change from greenschist- (Phyllite Belt) to lower blueschist facies (Lancang Group) documenting a large-scale thrust belt or accretionary wedge. The closure of the basin led to the exhumation of the blueschist- and greenschist- metamorphosed rocks and the formation of a land area on the western edge of the Yangtze Platform up to the Middle Permian.

[3] Late Paleozoic orogenesis was followed by marine ingressions, post-orogenic bimodal rift volcanism and continental sedimentation. The continental volcanism is an expression of a regional thermal event causing crustal anatexis and the formation of the Lincang Granite. The petrology and geochemistry of the Permo-Triassic basalts along the Lancang River correspond to the continental flood basalts of the Emeishan Large Igneous Province (LIP), which are probably mantle-plume related. Hence, the new plate tectonic model excludes a Mesozoic island-arc setting and expectations of finding large-scale Au-bearing porphyry copper deposits cannot be met. Nevertheless, a close correlation between the volcanic rocks along the Lancang River and the Emeishan flood basalts (and rhyolites) opens up a new perspective: Ore deposits in relation to large scale continental rifting, such as i] Native Cu-deposits of Keweenaw-type (Keweenaw rift, Precambrian, Superior Province, Canada), ii] Ni-Cu-PGE deposits of Norilsk-Talnakh-type, Siberian Traps, or iii] Volcanic red-bed Cu-deposits.

[4] In the Upper Triassic, weak compression and basin inversion took place along the Lancang River Zone. The cause of this compression is unclear but could be associated with the collision of the Tengchong micro-continent further to the west.

[5] A regional extensional phase took place from the Upper Jurassic to the Paleogene, and the exhumation of the Lincang Metamorphic Core Complex controlled the deposition of massive sequences of continental red-beds in the Simao Basin.

[6] If the mechanics forming the Simao Basin are fundamentally correct, the local consequence for western Yunnan is that a middle Cenozoic inversion of the +Simao Basin must have been largely accommodated by the readjustment of formerly extensional allochthons, which progressively led to a complex interplay of thrusting, folding, faulting and rotation. During this period a whole spectrum of mineralization developed as a result of the high fluid flow in the transtensional settings of the India-Asia collision in West Yunnan. Copper porphyries occur in addition to polymetallic vein mineralization and Au-quartz veins.

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Plattentektonische und metallogenetische Entwicklung der Lancang River-Zone, Südwest-Yunnan, Volksrepublik China Die zentralen Bereiche SW-Yunnans bilden spätestens seit dem Oberkarbon den aktiven Kontinentalrand der Yangtze-Plattform. Dieser Kontinentalrand zeigt die typische Entwicklung einer Kordillere, die durch das Andocken von Mikrokontinenten (heutiger westlichster Teil Yunnans, Myanmar) modifiziert wurde. Die geologische Entwicklung der Lancang River-Zone kann wie folgt zusammengefasst werden: [1] Der Zeitraum vom Oberdevon bis zum Unterperm ist durch ein bathymetrisch stark strukturiertes, landnahes Backarc-Becken innerhalb der Yangtze-Plattform gekennzeichnet. Unterkarbonische Massivsulfiderz-Lagerstätten des Kuroko-Typs sind mit dazitischem Vulkanismus (inkl. spilitisierter Basalt, Rhyolit, Granitporphyr-Intrusionen) assoziiert. [2] Durch eine ostwärts-fortschreitende Deformationsfront gekennzeichnet, erfolgt vom Oberkarbon bis zum Unterperm der Zuschub des Beckens, eine intensive Zerscherung der Lagerstätten und die Hebung des Gebietes über den Meeresspiegel. [3] An die spätpaläozische Orogenese schliesst zwischen Oberperm und mittlerer Trias eine Phase der Extension an, die durch die kursorische Ingression von Randmeeren, bimodalen Riftvulkanismus und kontinentale Rotsedimente gekennzeichnet ist. Der Vulkanismus steht im Zusammenhang mit der Genese der Emeishan Large Igneous Province und einem regionalen, thermischen Ereignis, welches zur Aufschmelzung der Kruste und zur Entstehung der Lincang-Granite führte. Der Riftvulkanismus und dessen mafisch-ultramafische führte. Der Riftvulkanismus und dessen mafisch-ultramafische Intrusionen/Feeders bietet bisher nicht untersuchtes Potential für Cu-Lagerstätten des Keweenaw-Typs, Ni-Cu-PGE-Lagerstätten des Norilsk-Talnakh-Typs und Red bed-Kupferlagerstätten. Die Lincang-Granite sind den S-Typ-Graniten der Main Range in Nord-Thailand ähnlich und zeigen ökonomisch wenig bedeutsame Wolfram-Vererzungen. [4] Die extensionale Entwicklung der Yangtze-Plattform wird zwischen Obertrias und Unterjura durch eine Phase der Inversion unterbrochen. Die Ursache dieser Kompression ist noch unklar, könnte aber im Zusammenhang mit dem Andocken eines Mikrokontinents (Tengchong Block, Myanmar) im Westen der Kordillere gesehen werden. [5] Ab dem mittleren Jura setzt sich die Extension fort, und die Exhumation des Lincang Metamorphic Core Complex entlang einer nach Westen einfallenden Basisabscherung kontrolliert die Entwicklung des Simao-Beckens (Wernicke-Modell). Die Sedimentation ist durch eine mächtige Sequenz aus roten, kontinentalen Klastika geprägt, die die Erosion eines im Westen gelegenen Abtragungsgebietes (Doi-Inthanon Unit) der Kordillere anzeigt. Typische Lagerstätten sind sedimentäre Kupfer- und Salzlagerstätten. [6] Durch die Kollision Indiens kommt es ab dem Eozän/Oligozän zu einer Reaktivierung der regionalen Schwächezonen und zu einer Inversion des Beckens. Diese Inversion erfolgt in einem transpressionalen tektonischen Regime, welches die einzelnen geologischen Einheiten entlang von Seitenverschiebungen versetzt und teilweise überschiebt. Kleine tertiäre Intrusionskörper (Granite bis Syenite) an transkrustalen strike slip-Störungen mit wechselndem Bewegungssinn sind mit Copper porphyry-Lagerstätten, polymetallischen Gangvererzungen und Goldvorkommen assoziiert.

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1 Introduction 9
1.1 Study Objectives 9
1.2 Preliminary Work by the Research Group in Yunnan 9
1.3 Location of the Study Area, Morphology, Vegetation and Climate 10
2 Geodynamic Evolution of Southwestern Yunnan 12
2.1 Introduction 12
2.1.1 Model A: Large-scale Nappe Tectonics 12
2.1.2 Model B: "Two-Tethys Ocean System" and "Archipelagic-Ocean Model" 14
2.1.3 Model C: Permo-Triassic (Late Variscan) Cordillera with Exotic
Terranes 15
2.2 Major Tectonic Elements in Southwestern Yunnan 16
2.2.1 Tengchong Block 20
2.2.2 Nujiang Fault Zone 20
2.2.3 Baoshan Block 21
2.2.4 Changning-Menglian Zone 21
2.2.5 Lincang Region 22
2.2.6 Lancangjiang Fault Zone 22
2.2.7 Lanping-Simao Block 23
2.2.8 Ailaoshan-Red River Zone 23
2.2.9 Yangtze Paraplatform 23
2.3 Integration within the Geodynamic Evolution of Southeast Asia 24
3 The Lancang River Zone (LRZ) 27
3.1 Introduction 27
3.2 Metamorphic Evolution 29
3.2.1 Damenglong and Chongshan Group 29
3.2.2 Lancang Group 37
3.2.3 Lancang River Phyllite Belt 47
3.3 Magmatic Evolution 49
3.3.1 Lincang Granite 49
3.3.2 Lancang River Volcanic Rocks 56
3.4 Sedimentary Evolution 65
3.4.1 Profiles along the Lancang River (North to South) 65
3.4.1.1 Wennai, East of Lancang River and Nanguan Profiles 65
3.4.2 Profiles parallel to the Lancang River (West to East) 69
3.4.2.1 Dapingzhang Profile 69
3.4.2.2 Yunxian Profile 69
3.4.2.3 Manbie Profile 71
3.4.2.4 East of Jinghong Profile 72
3.4.2.5 Outcrop East of Xiaodingxi 73
3.4.2.6 Outcrop at Reshuitang Village 73
3.4.3 Jurassic to Paleogene Evolution of the Simao Basin 75
3.5 Discussion 89
3.5.1 K-Ar Geochronology along the Lancang River Zone 89
3.5.2 The Lancang Paired-metamorphic Belts 96
3.5.3 A Note on Terrane Analysis 101
3.5.4 Mountain Building Processes 102
3.6 Summary of the New Geodynamic Model and Mineral Deposit Potential 105
3.6.1 Devonian-Lower Carboniferous Marginal Basin Evolution 105
3.6.2 Late Paleozoic Accretionary Wedge Tectonics 105
3.6.3 Upper Permian-Triassic post-collisional Rifting 106
3.6.4 Late Triassic-Early Jurassic Basin Inversion 109
3.6.5 Late Jurassic to Paleogene MCC Evolution and Basin Formation 109
3.6.6 Himalayan Adjustment 111
4 Acknowledgements 112
5 References 114
6 Appendix 129
A Analytical Techniques 129
A-1 Major- and Trace Elements by XRF and ICPMS 129
A-2 Sm-Nd / Rb-Sr Isotope Geochemistry 129
A-3 K-Ar Geochronology and Illite Crystallinity (IC) Measurements 130
A-4 Ar-Ar Geochronology 131
A-5 Electron Microprobe Analysis 131
B Tables 133
C Stereonets 147
D Stratigraphic Table 157
E List of Abbreviations 159