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秦岭造山带金属成矿系统矿产地质特征

2016-3-29 10:14| 发布者: dmqlw| 查看: 479| 评论: 0|原作者: 阳光创译|来自: 搜狐

摘要:   引言  秦岭造山带是我国金属矿产资源的重要基地之一现己发现金属矿床400多处,在己探明的矿床中,金、铅、锌、银、铜、汞、锑等矿种具有比较明显的优势。近年来,随着区域基础地质与区域成矿学研究的日益深入 ...
  引言

  秦岭造山带是我国金属矿产资源的重要基地之一现己发现金属矿床400多处,在己探明的矿床中,金、铅、锌、银、铜、汞、锑等矿种具有比较明显的优势。近年来,随着区域基础地质与区域成矿学研究的日益深入,大型一超大型金矿、独立银矿床的相继发现,一些新的含矿层位及新矿床类型的确定,显示秦岭仍具有相当可观的找矿潜力,也使我们从新的角度重新审视秦岭造山带金属矿床的成矿特点及其规律性成为可能。本文从成矿系统与造山作用相祸合的角度出发,研究秦岭造山带成矿系统的时空演化,探讨区域金属成矿规律,为秦岭的下一步找矿战略提供依据。

  1\区域成矿背景及重大地质事件

  秦岭横亘于华北、扬子两大陆块之间,具有复杂的地壳组成与结构,是经历了不同构造体制演化的多旋回复合大陆碰撞造山带。最新的研究认为秦岭造山带由2条主缝合带和由其分划的3个地块组成,即由商丹、勉略蛇绿构造混杂岩带和华北地块南缘、秦岭微地块、扬子地块北缘组成川。前中生代秦岭经历了新太古代一古元古代、中一新元古代、新元古代一早古生代和晚古生代一晚三叠世4个构造旋回,多次盆山转换过程,奠定了秦岭造山带构造的基础。中新生代开始,秦岭受陆内俯冲构造动力学体制控制,在原有构造活化基础上,叠加了新的构造,东西分异渐趋明显。秦岭多旋回、多体制造山过程为秦岭多期多阶段成矿奠定了重要基础。

  其中广泛分布在造山带内部的基底块体,如太古宇太华群、鱼洞子群,古元古界秦岭群、佛坪杂岩、小磨岭杂岩、陡岭群等和中新元古界碧口群、西乡群、武当群、耀岭河群、熊耳群、宽坪群等,分别构成了秦岭的结晶基底和过渡基底,记录了秦岭造山带前寒武基底形成、演化的重要信息。中元古代是秦岭的重要裂陷期,而新元古代则是汇聚与裂解兼杂[2-5]。南秦岭继续发育白依沟群和耀岭河群火山岩,而北秦岭开始发育具蛇绿岩特征的丹凤岛弧型、二郎坪弧后盆地型火山岩。

  震旦纪是南、北秦岭逐渐分离和微陆块群相对汇聚的时期,也是秦岭转入现代板块体制的重要转折时期。商丹以南的南秦岭与扬子地块内部广泛分布灯影组台地碳酸盐岩,而在北秦岭同期的地层是以震旦系碎屑岩相为特征。早古生代是北秦岭活动陆缘形成演化和南秦岭被动陆缘构造演化期,北秦岭发育了与俯冲消减有关的岛弧型(丹凤群)和弧后(二郎坪群)火山一沉积岩系及深成侵入杂岩带。而南秦岭一直处于被动大陆边缘环境,晚奥陶世一志留纪在其南带继续发育以细粒硅质碎屑岩相为主的沉积体系,并沿紫阳一岚皋一镇坪一带发育陆内裂谷环境的碱性杂岩带[6],说明南秦岭在早古生代晚期己开始了陆内扩张。

  从泥盆纪晚期开始,南、北秦岭发生初始点接触碰撞,南秦岭逐渐与扬子地块分离。碰撞作用导致北秦岭弧后盆地闭合,沿商丹带形成少量碰撞型花岗岩和高压变质岩组合。沿勉略带发生的裂解逐渐导致勉略古洋盆的形成和秦岭微地块的独立,因而在秦岭微地块的南北两缘分别发育了新生的勉略洋盆和残留的商丹洋盆。纵观秦岭微地块晚古生代期间的沉积组合特征,除最北缘由于受俯冲作用的影响发育由隆升诱发形成的断陷盆地沉积和残余盆地沉积,具残余洋盆到残余海盆沉积外,整体仍处于伸展构造环境之中,其内部扩张裂陷,产生垒堑组合,形成晚古生代彼此分割又相互沟通的断陷盆地,如镇安、旬阳、凤太、西成等盆地。而南秦岭南缘沿勉略一带新生洋盆的强烈扩张,导致发育多类型火山岩、基性一超基性杂岩带和复杂的沉积体系。

  早中三叠世为勉略洋盆向秦岭微板块俯冲及随后秦岭与扬子两陆块的碰撞,秦岭海相沉积在中生代早期退缩到南秦岭,主要集中在西秦岭一带,在西秦岭地区南秦岭北部的尖扎隆务河一凤县核桃坝和合作一留凤关次级构造岩相带,以发育下中三叠统、缺失上三叠统为特征,而南部上、中、下三统发育完整。而北秦岭带仅零星残存上三叠统陆相碎屑岩沉积地层。同时在南秦岭广泛发育了印支期碰撞型花岗岩(206~245 Ma)[2-7],标志勉略洋盆在印支期的消亡,秦岭转入陆内构造演化阶段。三叠纪后,由于陆内俯冲造山持续作用,形成了与造山带平行或垂直的中新生代断陷盆地及中新生代陆相火山岩,发育了以燕山期(190~90 Ma)为主体的浅成斑岩体群和以深成的花岗岩基为代表的岩浆活动,这些事实说明秦岭在陆内造山阶段构造活动依然很活跃。

  秦岭自太古宙以来经历了多种构造体制的转化及多阶段演化的历史,造就了秦岭多期构造一热事件和大规模成矿作用的发生。

  2 秦岭主要金属成矿系统

  2.1主要矿床类型

  对秦岭造山带矿床的研究己积累了较为丰富的资料,在己发现的秦岭金属矿床中,绝大多数与内生地质作用有关。按照目前己探明的金属储量,秦岭铅锌多金属矿床以泥盆系热水喷流沉积型最为重要,大型、超大型矿床多属此类,火山一次火山热液型铅锌矿床在秦岭也占据一定的地位。金矿床的产出主要受构造一岩浆带控制,优势的金矿类型主要是微细浸染型与石英脉一构造蚀变岩型。汞矿与锑矿多共生,以低温热液型为主,矿床分布明显受地层一构造控制。铜矿主要矿床类型为火山喷流沉积岩型、次火山热液型。 Ag多与Cu、 Pb、Zn、Au、As等伴(共)生,独立银矿主要集中于东秦岭,以斑岩型或火山热液型为主。此外,还有少量岩浆型铜镍硫化物矿床、铬铁矿矿床及BIF型铁矿床等。

  2.2重要的金属成矿系统

  秦岭金属成矿经历了多期、多阶段演化,形成了多区域成矿系统(表1)。根据构造、建造、成矿作用及矿床组合特征分析,秦岭造山带内生金属矿床主要受如下几个主要的成矿系统控制:(1)太古代海底火山一沉积成矿系统;(2)中新元古代与海底、岛弧火山及岩浆侵入活动有关的成矿系统;(3)早古生代与海相火山热液作用有关的成矿系统;(4)海西期与海底热液及岩浆作用有关的成矿系统;(5)印支期与浊积岩系有关的成矿系统;(6)中生代与碰撞造山及陆内构造一岩浆活动有关的热液成矿系统等。这些不同的成矿系统对矿床类型有选择,在成矿时间和作用强度上有变化,空间上有重叠,显示复合成矿的特点其中(2)、(3)、(4)、(6)成矿系统最重要,秦岭绝大多数大型一超大型矿床的形成与此有关。

  2.2.1中新元古代与海底、岛弧火山及岩浆侵入活动有关的成矿系统秦岭元古宙以伸展体制为主,局部发育块体会聚、板块裂解与拼合并存,既发育与裂谷一洋盆扩张有关的成矿亚系统,又发育块体会聚过程产生的成矿亚系统。

       其中,前者主要产于裂谷一小洋盆环境的海相火山岩地层中,发育了与海底火山活动相关的热水喷流沉积成矿作用,形成以Cu、 Pb、Zn等多金属为主的喷流沉积矿床系列,如南秦岭碧口群海相细碧一角斑岩系筏子坝铜矿、阳坝铜矿坡铜(钻)矿床、大茅坪铜矿和银厂沟铅锌矿,武当山群变火山岩中的银洞沟Pb-Zn-Au-Ag矿床,北秦岭宽坪群火山岩中的商州龙庙Pb - Zn矿床等。同时发育了海底扩张过程中形成的与超基性岩有关的铬、镍等岩浆矿床系列,如发育在北秦岭商丹蛇绿混杂构造带中的松树沟铬铁矿和南秦岭煎茶岭超基性岩体中的镍矿、峡口骚一黑木林超基性岩带的小型铬铁矿点等。除此之外,元古宙还发育与岛弧构造岩浆作用有关的成矿亚系统,所形成的矿床按照主要的成矿作用特点,可分为与岛弧火山热液活动有关的成矿系列和与侵入岩浆热液有关的成矿系列。前者以发育在碧口变安山岩一流纹岩(豆坝群)中的黑矿型矿床系列为代表,如略阳东沟坝Pb-Zn-Ag-Au一重晶石矿床、二里坝硫铁矿床等,后者以铜厂岩浆热液Cu-Fe矿床系列为代表,成矿分别受与岛弧火山作用有关的喷流沉积过程和与侵入岩浆活动有关的热液成矿过程控制①。构成了从裂谷一洋盆到岛弧带比较完整的盆一弧成矿系统。


  2.2.2早古生代与海相火山热液作用有关的成矿系统早古生代是在秦岭新元古代古洋盆向华北陆缘俯冲消减过程中,形成于岛弧或弧后洋盆环境的海底热水喷流成矿系统。

      属于该系统的矿床,自西向东有产于斜峪关群安山质火山岩的陕西眉县的铜峪铜矿、斜峪关群下部斜长角闪岩层中的周至西骆峪锌铜矿、丹凤群斜长角闪岩的户县东流水铜矿、二郎坪群石英角斑质岩石的桐柏刘山岩铜锌矿等,它们具有相似的构造环境,形成于同一时代,都呈似层状、透镜状,与火山岩关系密切,普遍具有富银的特征,根据对二郎坪硫化物矿床的研究圈,矿区内一般广泛发育指示火山喷流沉积的富铁硅岩,表明它们是海底火山热水喷流系统的产物。该类矿床无论从赋矿岩石组合还是从热水沉积岩特征等方面,都与碧口群内的硫化物矿床相似。由于二郎坪群有元古宙同位素年龄的报道,碧口群也有从中元古代一新元古代的同位素年龄甚至泥盆系化石证据,因此二者之间时间关系有待进一步研究。另外在桐柏二郎坪群上部层位的歪头山组浅变质火山一沉积岩系中(也有将其放在火山岩之下的),产有破山特大型银矿和银洞坡金矿,其主要含金层位为富碳的绢云石英片岩、黑云片岩等碎屑岩系,早期可能经历了海底喷流作用,形成富集地化异常和初始矿化体,后期变质变形及岩浆活动使矿床进一步富集和定位。因此二郎坪群是北秦岭金、银、铅、锌矿床的重要产出层位。目前在南阳盆地以西所划的二郎坪小寨组地层与歪头山组有类似的地方,但二者之间的层位关系

  一直存在争论,有必要进一步进行对比。

  2.2.3海西期与海底热液及岩浆作用有关的成矿系统海西期是秦岭构造体制发生重要转折的时期。

      商丹洋盆向华北板块之下继续斜向俯冲,扬子与华北板块开始点式碰撞,早古生代洋盆逐渐消减,仅以残留洋盆或海盆存在的同时,在扬子被动陆缘勉略一带开始新的开裂,初始的勉略洋盆发育,秦岭微板块逐渐从扬子被动陆缘裂离出而形成独立块体。在秦岭微板块总体处于挤压收缩的构造背景下,受北部俯冲及块内深部地慢上隆作用的影响,板块内部发育一系列堑垒式断陷盆地,发育了受地热异常控制的南秦岭海底大规模热水喷流成矿系统,沿同生断裂形成了以铅、锌为主的多种元素富集的大型多金属矿床系列川。该系统成矿最早时间可追溯至晚志留世,由众多的大型矿床组成,并分段集中于西成、凤太和山柞3个地区。以成县厂坝一李家沟铅锌矿、凤县铅铜山、八方山大型特大型铅锌矿为代表,同时还有一些小型铜矿床产出。除此之外,该成矿系统也使金预富集,为泥盆系微细浸染型矿床的形成奠定了重要的物质基础。初步研究显示,微细浸染型金矿与多金属矿床具有共同的赋矿岩系,具有同位而不同时的特点,金矿赋矿层位一般较铅锌矿偏上,成矿具有明显的后生改造特征。以往对泥盆系矿床的研究,从宏观角度比较多地关注了盆地同生断裂对成矿的贡献以及有关同生喷流沉积的厘定,对改造型矿床也较多地注意了后生构造对矿床改造的影响,而对成岩期流体产生的水力破裂以及不同类型岩石组合对矿床改造、定位的影响考虑不多。如对双王钠长角砾岩最近提出了水压破裂的认识[10]。秦岭微细浸染型矿床赋矿层位,多是富钙质岩石与细碎屑岩石互层的位置,反映出岩性组合对成矿的控制。另外从一些矿床沿沉积厚度变化的梯度带分布看,不排除一些矿床是由盆地流体从内部压实区向边部欠压实区运移成矿的可能性,对该问题的重视和研究有助于拓宽找矿思路。另外沿勉略一带随海底扩张的进一步加剧,在勉略洋盆形成过程中,发育了与洋壳增生相伴的超基性岩有关的矿床系列,如略阳三岔子铬铁矿、勉县鞍子山铬铁矿等小型矿床,与海底火山岩有关的青海玛沁县德尔尼大型铜矿,该带东段是否有类似的矿床出现值得注意。

  2.2.4中生代与碰撞造山及陆内构造一岩浆活动有关的成矿系统中生代是秦岭造山带完成板块拼合,发生陆一陆碰撞和陆内构造活动的时期,也是秦岭主要的构造变形变质和岩浆活动期。

      伴随扬子板块沿勉略带向南秦岭板块之下的俯冲和勉略洋盆闭合,秦岭转入陆内构造演化阶段。由于扬子与华北陆块继续向秦岭造山带之下俯冲,原有的断裂构造进一步复活,与陆内俯冲有关的花岗岩和逆冲推覆构造广泛发育。而中生代中晚期开始的造山带伸展垮塌过程,激发了主造山期后的深源岩浆活动,发育了以深源浅成富碱的斑岩体。与该构造一岩浆体系相伴,秦岭许多矿床在该阶段形成或在先期预富集基础上进一步工业富集和定位,造就了秦岭成矿范围最广、矿种类型最多、成矿作用最为复杂的大规模热液成矿系统。该成矿系统主要表现在成矿受造山及造山期后构造一岩浆活动带的控制,在空间上矿床多沿构造带或岩浆岩体展布,在时间上表现为成矿与碰撞造山或陆内构造岩浆活动近于同时或略滞后。例如,秦岭控制金矿成矿的断裂、岩浆活动年代主要为230~131. 7 Ma,秦岭大型金矿成矿主要集中于210~120 Ma[11-14];与秦岭造山带由主造山到后造山伸展垮塌转化阶段地壳增温、构造性质由挤压向伸展转化有利于不同来源流体活动的演化阶段相祸合。成矿流体在不同部位可以以岩浆热液为主,也可以以天水为主,部分矿床可能有慢源组分的加入。秦岭属于该系统的矿床有北秦岭斑岩一爆破角砾岩型铜、铝多金属矿床系列、南秦岭低温热液汞锑矿床系列、秦岭微细浸染型金矿系列及韧性剪切带一蚀变岩型金矿系列等,也造就了多个矿化集中区,如小秦岭的金矿集中区、华北地块南缘与中生代斑岩有关的铝矿集中区、秦岭微细浸染型金矿带等,这些矿床集中区同样也是大型一特大型矿床集中产出的地方。

  3 结论

  (1)秦岭自太古宙以来经历了多阶段演化的历史及多种构造体制的转化,造就了秦岭多期构造一热事件和成矿作用的发生,秦岭多金属成矿带的形成是多个成矿系统作用的产物。大规模成矿作用多与突发性构造一热事件的诱发有关,如前中生代裂陷期大规模热流体作用、中生代浅成岩浆活动等。

  (2)大型或超大型矿床的形成大多经历了2个以上成矿系统的叠加或多阶段的成矿过程,在时间与空间分布上有选择性.如大型一超大型的铅锌矿主要出现于南秦岭泥盆系;微细浸染型金矿主要出现于南秦岭寒武系、泥盆系和三叠系;大型层控型银矿主要出现在东秦岭桐柏一带的古元古界一下古生界中,它们具有“叠加成矿”与“双源复控成矿”特征。

  (3)中生代是秦岭与构造一岩浆活动有关的热液矿床的重要成矿期,斑岩型铝多金属矿、微细浸染型金矿、低温热液汞锑矿的矿化集中区(带)及大型一特大型矿床一般与构造一岩浆活动带关系密切,因此继续加强沿商丹断裂带、勉略断裂带等附近分布的构造一岩浆活动的找矿评价工作,可能发现新的矿化富集区(带)。
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