• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

西秦岭造山带以地南金矿床成岩成矿形成机制探讨

谭懿 王进科 贾亚军 郭素雄
  
领域媒体号
2022年16期
湖南省地质灾害调查监测所湖南吉首416000 保靖县自然资源局湖南吉首416500

摘要:位于西秦岭造山带西段夏河—合作断裂带北侧的以地南金矿床,赋存于德乌鲁石英闪长岩中,矿体严格受断裂破碎带控制。岩石地球化学研究表明,石英闪长岩的SiO2=64.21%~66.22%,K2O/N2O=0.51~1.18,岩石为准铝质(A/CNK=0.79~0.99),属于高钾钙碱岩系,具有低Sr(197×10-6~342×10-6)的特点,属低Sr、高Yb的喜马拉雅型花岗岩特征,演化于加厚下地壳的部分熔融。成矿物质来自幔源玄武岩源将Au等成矿元素从地幔带到地壳浅部,在有利构造部位聚集成矿。以地南金矿床可能是与底侵的玄武质下地壳熔融有关的金矿床。

关键词:以地南金矿床;成矿特征;地球化学;成矿机制;西秦岭造山带

0 引言

以地南金矿床位于西秦岭造山带西段夏河—合作断裂带北侧,为该区近年来新发现的首例大型金矿床[1-2]。本文在前人地质工作基础上,结合近年来探采实践,从区域成矿地质背景入手,分析和研究以地南金矿床成矿特征、岩石地球化学、同位素等特征,试图从埃达克岩角度阐明德乌鲁石英闪长岩与以地南金矿成矿关系,探讨成矿机制,提出找矿方向和方法,或可作为西秦岭夏河——合作金矿带找矿勘探之参考。

1 成矿地质背景

夏河—合作地区位于西秦岭造山带北亚带,北侧以商丹断裂为界,与祁连—北秦岭造山带相连,南侧以岷县—镇安断裂与西秦岭造山带南亚带相连[3]。区域性断裂构造较为发育,岩浆活动较为频繁,具有良好的成矿地质条件和金多金属矿找矿潜力。

区域出露的地层主要有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、第三系以及第四系。泥盆系与石炭系主要分布于东北部的力士山—德合茂北部地带,位于新堡—力士山复背斜轴部,其两翼地层出露主要为二叠系和三叠系、第三系及第四系。其中石炭系下统、二叠系下统及三叠系下统是本区域内主要容矿层位。

区域主体构造框架由NW向多层次逆冲推覆构造组成,所有褶皱轴部与区域构造线方向一致。区域内断裂构造十分发育,主要断裂为NW向夏河—合作断裂带,该断裂带斜穿矿区中部,向东与宕昌—两当断裂连接延伸入陕西,向西经过同仁进入青海。其南侧为大致相互平行的桑科南—格里那断裂带,北部为力士山—围当山断裂带。上述断裂构造,尤其是NWW向断裂,对区内的岩浆活动及矿床(点)分布,具有十分重要的控制作用。

区域岩浆十分发育,除德乌鲁、夏河、达尔藏、阿夷山和美武等较大规模的花岗岩体外,还断续出露大量小岩株和岩脉。岩体主要呈NW向串珠状展布于夏河—合作断裂以北,与区域构造线方向一致,岩性主要为花岗闪长岩、石英闪长岩、石英闪长斑岩及黑云母花岗岩等,岩体中可见大量镁铁质暗色微粒包体。中酸性小岩株岩性主要为闪长岩—闪长玢岩、石英闪长岩、石英闪长斑岩以及花岗闪长岩—花岗闪长斑岩等。此外,在德乌鲁和美武岩体之间,还分布有大面积的中酸性火山岩,岩性主要为安山岩、英安岩和英安角砾岩等。研究表明,西秦岭造山带西部夏河—合作一带的岩体侵位年龄为264~233Ma[4-9]。上诉岩体主要形成与三叠纪,最早可能在中二叠世晚期,其中江里沟(同仁)、德乌鲁(合作)岩体为喜马拉雅型花岗岩。

与德乌鲁石英闪长岩有关的矿产主要是以金为主的多金属矿。热液蚀变主要发生在断裂破碎带及其两侧、岩体接触带和岩体内部,其中断裂破碎带及其两侧的蚀变主要有黄铁矿化、毒砂化、硅化、绢云母化、黄铜矿化、辉锑矿化、高岭土化、碳酸盐化,与金矿化关系密切。岩体围岩蚀变有矽卡岩化、角岩化、硅化、大理岩化、绿帘石化绿泥石化、、黄铁矿化。矽卡岩化与外接触带交代型的铜、铜砷金等关系密切。

2 矿床地质特征

2.1 地层

区内大面积出露德乌鲁石英闪长岩,其西北、东南部则主要出露二叠系下统大关山群(P1dg),上部为深灰色灰岩,下部厚层灰岩、底部为灰岩夹含泥、砂质灰岩、大理岩,接触带岩石受区域热力作用多变为绢云母角岩。

2.2 构造

矿区位于力士山—新堡复背斜之次级褶皱日加—上浪岗褶皱的西南翼,产状60°~80°,∠50°~70°,单斜构造。

区内断裂构造极其发育,与成矿关系密切的大致可分为3种类型:①在岩体内部或接触带附近的近NS向断裂破碎带,它是本区主要控矿构造;②产于岩体外接触带与区域构造线近于一致的发育在二叠系砂板岩、角岩及大理岩中的层间断裂构造;③与区域构造相配套的羽状断裂。此外岩体内裂隙及“X”节理亦甚为发育。

2.3 岩体地质特征

岩体大致呈NW—SE向延伸,侵入下二叠统地层中,岩体与围岩呈明显的侵位接触关系,面积约为22.58km2,岩体由老豆石英闪长斑岩及德乌鲁石英闪长岩2个单元组成,本文主要对与以地南金矿成矿有关的德乌鲁石英闪长岩进行研究。其中德乌鲁石英闪长岩,出露面积18.75km2,发育大量暗色微粒包体;老豆石英闪长斑岩出露面积为3.82km2。岩体表面具有较弱的物理风化及高岭土化,岩体内部发育钾化、绿泥石化、电气石化及黄铁矿化、绢云母化等蚀变;靠近岩体的地层广泛发育矽卡岩化,可见大量变质成因的大理岩和角岩。

此外,在矿区范围东部大范围出露尕日火山岩,其主要岩性为安山质英安岩。英安岩为老豆金矿部分矿体的赋矿围岩,与老豆石英闪长斑岩的接触带为下看木仓金矿矿化蚀变带的产出部位。

2.4 矿化类型与围岩蚀变

构造蚀变岩型为该区主要矿化类型,分布于德乌鲁石英闪长岩内部断裂破碎带中,仅Au(Cu)1-1矿体分布于接触带附近的绢云母石英角岩中。矿体围岩主要为石英闪长岩,矿化明显受断裂破碎带控制。热液蚀变主要为黄铁矿化、硅化、绢云母化、毒砂化、辉锑矿化、黄铜矿化、碳酸盐化,次生蚀变以褐铁矿化、高岭土化为主,铜矿化近地表有孔雀石化。

3 矿床成因机制

埃达克岩与斑岩和低温热液型金铜的成矿关系密切,国内外大多数Au、Cu等低温热液矿床和斑岩矿床大多与埃达克岩有关,显示出埃达克岩对Cu-Au等矿化作用具有明显的倾向性。研究表明,埃达克岩浆的富流体、高氧逸度及基性源岩等固有的特殊属性,较为有利于金、铜等深源金属元素的萃取和富集成岩。

金属矿床的形成是一个复杂的地质过程,需要多种因素的配合,就与成矿关系最密切的岩浆、热液、构造三者之间的关系而言,热液与成矿的关系更密切(张旗,2013)。现有研究公认,成矿作用必须有热液参与,尤其是内生多金属矿床与深部流体密切相关,在岩浆—热液(及矿源)—构造这三者关系中,花岗岩不能演化和分离结晶,花岗岩固结时不会溶出大量的水,也不提供热液成矿所需的金属元素。含矿热液主要来自下地壳,是下地壳受热使变质岩发生脱水反应把矿物晶格中的结构水分解出来的。分出的水以自由水(或游离水)的形式存在,可以在壳幔过渡带和下地壳底部循环,吸取在壳幔过渡带和下地壳中的成矿金属元素,溶解在水中遂成为含矿热液。热液是流体,岩浆是熔体,它们分属不同的体系。岩浆和热液都有向上运移的趋势,相对而言,热液性质活泼,在沿构造带或接触带上升途中,极易与围岩发生化学反应从而改变自身性质。当这种含矿热液上升到达地球浅部时,若遇合适的构造裂隙成为含矿热液沉淀的最佳场所时,它将沉淀在裂隙中,成为破碎带型矿床。

纵观产于德乌鲁石英闪长岩中的以地南金矿床,金矿化主要与岩体侵位后发生的构造断裂及叠加其上的硅化、硫化物等蚀变关系密切。成矿热液来自深源,成矿物质Au来源于幔源玄武岩的源区。矿床类型为蚀变破碎带型金矿床,矿床成因为热液型金矿床。三叠纪早期西秦岭造山带陆陆碰撞,古特提斯洋俯冲使得地壳增厚,下地壳幔源玄武岩体部分熔融并通过底侵作用和部分岩浆混合作用,将Au等物质从地幔中带到地壳浅部有利构造部位聚集形成以地南蚀变破碎带型金矿床。

4 讨论和结论

⑴德乌鲁石英闪长岩和暗色微粒包体的岩石地球化学特征表明,岩石属于准铝质Ⅰ型花岗岩类型。岩石具有高硅、高铝、低Sr、高Yb、轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,中等到弱的Eu负异常等特征,显出喜马拉雅型花岗岩的地球化学特征。结合Sr—Nd同位素组成,德乌鲁石英闪长岩体岩浆源区主要为富钾的基性下地壳部分熔融,并存在幔源物质的加入。

⑵矿床赋存于德乌鲁石英闪长岩内部的断裂破碎带中,说明金矿化发生在岩体侵位后产生的构造断裂及叠加在其上的硅化、硫化物化等热液蚀变关系密切。矿床类型为蚀变破碎带型,其成因为热液型。下地壳幔源玄武岩部分熔融通过底侵作用和部分岩浆混合作用,将Au等成矿元素从地幔中带到地壳浅部,在有利构造部位聚集形成以地南金矿床。

⑶喜马拉雅型的德乌鲁石英闪长岩的厘定,为本区进一步开展以金为主的找矿提供了前提。根据德乌鲁石英闪长斑岩成矿的时空关系及特点,在岩体内部以找蚀变破碎带型金矿床为主,岩体接触带或外接触带以找受构造破碎带控制的或矽卡岩型的铜铅锌多金属矿床。如果扩大到整个德乌鲁岩体喜马拉雅型花岗岩分布范围的找矿,与之相邻的老豆石英闪长斑岩内部,可以寻找斑岩型金矿床和隐爆角砾岩型金矿床;在老豆石英闪长斑岩与尕日火山岩接触带或附近,可以找隐爆角砾岩型金矿床等。

⑷在找矿方法与手段上,要更加重视利用物化探异常,选择有利的成矿和构造标志进行找矿。相邻区赋存于老豆石英闪长斑岩中的录斗艘隐爆角砾岩型金矿床,就是隐伏在激电异常(G1)之下的,具有很大找矿潜力的德乌鲁金矿集区新类型金矿床。

参考文献:

[1] 甘南以地南金矿床地质特征及控矿因素[J]. 黄金,2016(2).

[2] 陈明辉,郭素雄,徐军伟,等.德乌鲁岩体内外接触带金多金属成矿区成岩成矿地质地球化学特征及成因探讨[J]. 矿产与地质,2016,30(4):517-530.

[3] 张国纬,孟庆任,于在平,等.秦岭造山带的造山过程及其动力学特征[J]. 中国科学(D辑),1996,26(3):193-200.

[4] 冯益民,曹宣铎,张二朋,等.西秦岭造山带的演化、构造格局和性质[J]. 西北地质,2003,36(1):1-10.

[5] 金维浚,张旗,何登发,等.西秦岭埃达克岩的SHRIMP定年及其构造意义[J]. 岩石学报,2005,21(3):959-966.

[6] 骆必继,张宏飞,肖尊奇.西秦岭印支早期美武岩体的岩石成因及其构造意义[J]. 地学前缘,2012,19(3):199-213.

[7] 靳晓野,李建威,隋吉祥,等.西秦岭夏河-合作地区德乌鲁杂岩体的侵位时代、岩石成因及构造意义[J]. 地球科学与环境学报,2013,35(3):20-38.

[8] 韦萍,莫宣学,喻学惠,等.西秦岭夏河花岗岩的地球化学、年代学及地质意义[J]. 岩石学报,2013,29(11):3981-3992.

[9] 徐学义,陈隽璐,高婷,等.西秦岭北缘花岗质岩浆作用及构造演化[J]. 岩石学报,2014,30(2):371-389.

[10] 靳晓野.西秦岭夏河-合作地区老豆金矿矿床成因的地球化学和同位素年代学制约[D]. 武汉:中国地质大学,2013:1-130.

[11] 张宏飞,靳兰兰,张利,等.西秦岭花岗岩类地球化学和Pb-Sr-Nd同位素组成对基底性质及其构造属性的限制[J]. 中国科学D辑,地球科学,2005,35(10):914-926.

[12] 肖庆辉,邓晋福,马大铨,等.花岗岩研究思维与方法[M]. 2002 北京,地质出版社.

[14] 刘显凡,刘家铎,张成江,等.富碱斑岩中超镁铁深源包体岩石的元素地球化学分析[J].矿物岩石,2003,23(3):39-43.

[15] 郭晓东,李建文,夏锐,等.滇西马厂菁富碱侵入岩体形成机制研究[J]. 地质评论,2014,60(1):125-136.

作者简介:谭懿 (1987-10) 男工程师本科主要从事:地质调查矿产勘查工作。

*本文暂不支持打印功能

monitor