成矿成因（共10篇）
成矿成因 篇1
共轭膝折带由两种倾向相反的单斜膝折带交叉组成, 枢纽面平缓, 根据两侧单斜膝折带的倾角大小分为对称共轭膝折带和不对称共轭膝折带。在变形区域内普遍发育, 总是与挤压变形相关联, 尤其在造山运动的后期更为常见[9]。共轭膝折带的规模不等, 有大型的平面共轭膝折带如内蒙古固阳西部地区以公益明铁矿为中心呈东西向展布的共轭膝折带[6]。在一些成层性好的岩石中也特别发育, 如薄层沉积岩或由于早期变形而发育各向异性面状构造 (板劈理或片理) 的岩石中 (图1) 。在一些变形岩石内的单个晶体中, 特别是具有良好解理或滑动面的晶体中 (云母, 顽火辉石, 蓝晶石等) 也易形成。
1 共轭膝折带的成因
1.1 共轭膝折带的几何形态
对共轭膝折带的几何形态, 曾进行二维模式探讨, 其主应力σ1和σ2分别顺层和垂直层理, 结果形成的膝折带具斜方对称, 共轭膝折带的交线平行膝折带的枢纽面 (褶皱面) , 总应变轴相对层理是对称的[9], 其形态特征符合现在的共轭膝折带。对于不对称的共轭膝折带, 在构造总体上呈单斜和三斜对称, 两个膝折带的交线斜切褶皱面, 总应变轴对于层理是不对称的, 这类构造的应力斜交层理呈不对称排列, 有时这类膝折带形成雁列式裂隙[9]。
1.2 共轭膝折带的应力方式
(1) 形成不对称共轭膝折带应力方式
不对称共轭膝折可以在最大压缩应力方向斜交层理产生, 夹角呈30°左右, 或者平行层的压缩和剪切联合作用形成[6], 共轭膝折带中倾角较缓的单斜膝折带符合滑动规则 (左侧右行剪切, 右侧左行剪切) (图2) 。倾角较陡的符合一般规则 (膝折面与层所夹锐角方向指示层的邻侧滑动[6]) 。
(2) 形成对称共轭膝折的应力方式
共轭膝折带的形成是由于最大压缩方向平行层理, 在Paterson和Weiss的实验[7]中, 叶理化的标本受到平行叶理的压缩时, 当标本缩短5%～50%时, 可以产生与缩短方向呈55°～65°的对称共轭膝折带。
(3) 最大有效力矩准则
最大有效力矩准则[2]是由郑亚东等人提出, 对岩石变形中的应力解释具有重要的指导意义。最大有效力矩的一般表达式为:
Meff=1/2 (σ1-σ3) Lsin2аsinа
其中Meff是最大有效力矩, σ1和σ3是最大和最小主应力 (取压应力为正, σ1>σ2>σ3) , а为某面的法线与最大主应力σ1的夹角。由图3 (据郑亚东等, 2005) 可以得出最大有效力矩出现在最大主应力轴54.7°方向, 即共轭膝折带钝角平分线方向为最大主压应力方向。共轭变形带间面对主压应力轴一侧的角度在110°左右。
该理论对构造地质学中许多现象的解释都提供了依据。可解释褶劈理的形成, 可解释大型低角度正断层和高角度逆断层的形成, 地震反射面中鳄鱼嘴的构造和拆离褶皱的形成等, 对共轭膝折带的解释, 尤其在确定最大主压应力方向上, 对一直存在的错误观点做出了纠正 (以前认为最大主应力方向在共轭膝折带的锐角平分线上) , 具有很大的意义[2]。在自然和实验条件下已得到了很好的论证。如闫淑玉等人在研究新疆巴楚地区的共轭膝折带中, 通过模拟实验 (图4) 得到的共轭膝折带与挤压方向的夹角值在51°-60°之间, 与最大有效力矩准则理论值 (55°+10°) 符合[11], 并且与自然状态下测得角度相吻合[1]。在共轭膝折带的剖面图中也可得到相同结论。 (如图5所示)
1.3 共轭膝折带的研究方法
目前对于共轭膝折带的研究方法主要通过物理模拟实验 (砂箱或泥巴实验) , 利用相似性原理[3]模拟自然状态下的共轭膝折带。
2 共轭膝折带的意义
2.1 与成矿、成油的关系
在一些膝折带发育的地区, 往往是成矿成油的主要部位, 许多的油层和矿层在膝折带的转折部位富集。如内蒙古固阳地区的共轭膝折带, 在其转折部位是金矿的主要富集地带, 加之共轭膝折带的顶部较为平直, 也易于开采和储存。膝折带在湖北银洞沟银金矿床的圈定上也起了决定性的作用, 在平面上原始矿脉走向东西经膝折带的改造, 位移变成北东南西向, 从而根据膝折带的改造规律正确圈定了矿体[5], 获得可观的经济效益。此外, 在膝折带形成的过程中伴随地层的扩容断裂, 油气资源也会在转折部位富集[4], 富集部位相当于弯滑作用形成的虚脱空间。闫淑玉等人的模拟实验中也可见到底部的黄油层 (相当储油层) 在形成共轭膝折的过程中向着转折部位富集[1]。
2.2 判断古应力轴的方向
在西印度喜马拉雅昌巴地区的变形区中, 不对称的共轭膝折带发育在第三期DF3的S1构造变形中。根据差异很大的不对称共轭膝折带的构造转向确定当时的古应力轴为NE-SW向, 该结论与DF1、DF2期褶皱的方向和方位相同[8]。
3 结论
共轭膝折带形成的岩性条件:沉积序列地层中强度中等的岩石, 浅变质的变岩石中, 以板岩、片状岩石最多。
共轭膝折带最大主应力方向:根据郑亚东提出的最大有效力矩准则, 共轭膝折带的钝角角平分线方向为最大主压应力方向, 主压应力与膝折面法线的夹角理论值为55°+10°范围[11]。
共轭膝折带的形态:共轭膝折带主要受顺层面和垂直层面的挤压形成。根据应力作用方向的不同, 形成对称共轭膝折带和不对称共轭膝折带。
参考文献
[1]闫淑玉, 张进江等.2011.新疆巴楚地区共轭膝折带的物理模拟实验.大地构造与成矿学, 35 (1) :24-27
[2]郑亚东, 王涛等.2005.新世纪构造地质学与力学的新理念—最大有效力矩准则.自然科学进展, 15 (2) :144-146
[3]曾佐勋.1992.构造模拟.武汉:中国地质大学出版社:9-11
[4]周叶, 林舸等.2007.单层褶皱变形过程中最大主应力与水平应变的变化及其影响因素.大地构造与成矿学, 31 (1) :37-42
[5]李应平, 朱德茂.2001.湖北银洞沟银金矿床“膝折”构造形成机理及应用.火山地质与矿产, 22 (4) :297
[6]孙德育.1989.内蒙古固阳西部地区太古宙变质杂岩中膝折带及其与金矿关系.长春地质学院学报, 19 (3) :256-258
[7]M.S.Paterson and L.E.Weiss.1962.Experimental folding in rocks.Nature, 195:1046-1047
[8]B.K.Sharma, A.M.Bhola.2004.Kink bands in the Chamba region, Western Himalaya, india.Journal of Asian Earth Sciences, 25 (2005) :513, 527-528
[9]J.G.Ramsay著, 单文琅, 宋鸿林等译.1967.岩石的褶皱作用与断裂作用.北京:地质出版社:296, 307-309
[10]曾佐勋, 樊光明.2001.构造地质学.武汉:中国地质大学出版社:119
[11]郑亚东, 王涛等.2007.最大有效力矩准则的理论与实践.北京大学学报 (自然与科学版) , 43 (2) :145-146
成矿成因 篇2
山东焦家金矿矿床成因及成矿模式
胶东矿集区是我国金矿资源的主要密集区,重点解剖焦家金矿有助于深化对区域同类矿床的成因认识.文章从矿床地质、矿床地球化学、稀土元素地球化学、同位素地球化学、成矿流体以及成矿构造环境等几个方面对该矿床进行了研究,在上述的.基础上探讨了焦家金矿的矿床成因模式,认为华北板块与华南板块碰撞的后造山作用引起的构造转折,导致地壳拉张,深部物质上涌,在有利的部位大规模成矿.
作 者：赵鹏V 顾雪祥 邓小华 ZHAO Peng-yun GU Xue-xiang DENG Xiao-hua 作者单位：中国地质大学,北京,100083刊 名：地质与勘探 ISTIC PKU英文刊名：GEOLOGY AND PROSPECTING年，卷(期)：43(4)分类号：P618.51关键词：成矿物质来源 成矿流体 成矿模式 焦家金矿 碰撞造山带
成矿成因 篇3
摘要：矽卡岩型金矿是我国重要金矿类型，探明储量可观，分布较集中。因此，系统研究矽卡岩型金矿床，对找矿具有重要的找矿意义。本文通过对矽卡岩型金矿床资料的收集整理，总结了矽卡岩型金矿的成矿地质特征、岩浆岩条件、围岩条件、围岩蚀变和矿化分带特征，同时对矿床的物质来源、成矿过程及成因作了相关介绍和总结。
关键词：矽卡岩型矿床；地质特征；矿床成因
Abstract： Skarn type golden ore deposit is important type in the China. And its proven reserves is considerable. Its distribution is more concentrated. Therefore， system research skarn type gold deposits will become important prospecting significance. This article collects the skarn type gold deposits datas and does some reasearch about it. The author summarized the metallogenic geological characteristics， magmatic rock conditions， wall rock alteration and the characteristics of mineralization zoning. As the same time， The author introduced and summaried the deposit of material source， mineralization process and the cause of deposit.
Key words： Skarn type golden ore； Geological characteristics； Deposit genetic
金是最稀有、最珍贵和最被人看重的金属之一，是国民经济运行中不可或缺的一种自然资源，在我们的生活中有着不可或缺的作用。针对金矿床的不同地质特征、地质背景和地质条件，目前金矿床分为韧性剪切带型，浅成低温热液型，矽卡岩（又称接触交代成因）型，风化红土型[1-2]。根据前人总结的资料，已探明的中型—超大型的矽卡岩型金矿，总储量超过1000t，占全国探明储量的20%。从储量占有率上可以看出，矽卡岩型金矿是重要的金矿类型之一。综合考虑矽卡岩型金矿的地质特征以及矿床成因，能为今后的地质工作和找矿提供理论支持，从而提高工作效率。
1. 矽卡岩型金矿的成矿地质条件
1.1 矽卡岩型金矿的岩浆岩条件
矽卡岩型金矿床在形成过程中与岩浆活动有密不可分的联系，岩浆与围岩间发生的接触交代作用是其形成的根本原因。与矽卡岩型金矿形成有关的侵入体极大多数为花岗闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩，只有极少数为石英闪长岩和二长闪长岩。其中的花岗闪长斑岩和石英二长闪长斑岩侵入体尤为重要，见表1。
从表1可以看出，矽卡岩型金矿在我国多分布在长江中下游地区，环太平洋成矿域的西缘。与矽卡岩型金矿有关的岩浆岩主要是中生代（燕山期）中性——中酸性——酸性岩浆岩，多为浅成小岩体，以岩株居多。岩体富含H2O、S、CO2等挥发分，故这类岩浆也就易于造成矽卡岩型金矿化[4]。根据表1侵入体统计结果，矽卡岩型金矿大多分布在中酸性——酸性侵入体中，仅有少数分布在中性侵入体中，侵入体的侵位时代多在侏罗纪——白垩纪，与上述前人研究结论相符。
岩体多在中深到浅成环境侵位形成，受其产出环境影响，矿体常呈似层状、脉状、网脉状等，而且规模不大，对于独立金矿而言，岩体可呈透镜状产出。值得注意的是，矿体形态特征不足以反映成矿特征及过程。由于钙碱性系列岩浆析出含矿热液发生碱交代作用，这一过程必定会影响矿物成分、化学成分、矿石组构和微量元素的变化，因此需要多方面综合分析考虑，从而得出较为可靠的结论。
1.2 矽卡岩型金矿床的构造背景
根据全球矽卡岩型金矿床的分布特点总结发现，该类矿床主要集中分布在环太平洋成矿带。从大地构造背景层面来看，显生宙以来的造山带构造体系是矽卡岩矿床形成的有利大地构造环境。陈衍景等总结提出，中国矽卡岩型金矿主要产于以下地区，即大陆碰撞造山带、活化克拉通边缘和克拉通内部的断裂岩浆带[5]。例如，我国长江中下游地区的矽卡岩型金矿床，位于扬子地台边缘拗陷带，郯庐大断裂由南西向北东穿过。从地质特征来看，构造环境起着重要的作用，构造裂隙为矿液的运移提供通道，而地台边缘拗陷带、褶皱带可作为矿液储存富集有利的容矿空间。
在实际的勘查找矿工作中需特别注意构造——岩浆岩体——围岩之间的关系。矽卡岩型矿床主要产在中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带上，但也有特殊情况。前者为围岩的层理、层间破碎带及构造裂隙，这对矽卡岩矿床形成有特殊意义。因为这些构造的存在，使得不仅在接触带上成矿，更可能在远离侵入体的围岩中形成较大矿体。特殊的情况分两种，一是褶皱轴面的弯曲处及倾伏端和褶皱方向、性质发生变化处，往往有利于岩浆的侵入和与之伴随的矿化；二是岩体内部存在有碳酸盐岩的捕掳体，矿化沿捕掳体边部断续分布。
1.3 矽卡岩型金矿的围岩特征
围岩岩性是决定矽卡岩及矽卡岩矿床形成的重要条件。它不仅可以影响成矿物质沉淀，同时还可在一定程度上影响成矿方式、矿体规模和矿石的物质成分。根据我国现有研究的矽卡岩型金矿资料分析发现，我国该类矿床的围岩主要形成在石炭纪、二叠纪、三叠纪的碳酸盐岩、蒸发岩、页岩及少数硅质岩中，它们的共同特征是化学性质活泼，性脆，易破裂，为含矿溶液提供运移通道。
有相关研究表明，当围岩是较纯的灰岩、灰岩与砂页岩互层或者碳酸盐岩中MgO含量小于2%时，一般形成钙矽卡岩或者钙矽卡岩型矿石；当围岩以白云质灰岩为主，或MgO含量高于10%～15%时，则形成钙镁矽卡岩和相应的钙镁矽卡岩型矿石，并出现典型镁矽卡岩矿物组合——如镁橄榄石、尖晶石等；当围岩为MgO含量2%～10%之间的白云质灰岩时，通常只会形成透辉石等矿物[6]。围岩的物理化学条件对矽卡岩型金矿的产出部位有着一定的控制作用，例如，薄层碳酸盐岩比厚层纯灰岩更有利于成矿，特别是薄层灰岩和页岩互层，且灰岩成分不纯时，使得岩石脆性程度增强，更容易产生裂隙，从而形成金矿的富矿场所。另外需要注意的是，矽卡岩型金矿的矿体一般远离侵入体，在围岩中产出。分析侵入体的来源、成分组成，以及与围岩发生金矿化作用的关系，有助于我们查明热源、金源、热液源，从而得出矽卡岩型金矿的成矿机理。因此，在普查、勘探等工作中，地质工作者结合物、化探资料的研究和有关地质条件的综合分析时，不仅需要研究侵入体的特征，还需要观察围岩岩性、内部特征。如果发现与理论研究不符的地方，这时就需要加以修改完善之前的资料。
1.4 矽卡岩型金矿的围岩蚀变及矿化元素分带
矽卡岩型金矿床的矿体与矽卡岩体几乎同时形成。矽卡岩型金矿床是在中酸性——中基性的侵入体与碳酸盐类岩石接触带上或附近发生交代作用而形成，其形成温度变化大，一般为800℃～300℃[7]。围岩蚀变带发育，蚀变带主要由矽卡岩、矽卡岩化大理岩、绢云母化、钾化及各种角岩组成。接触带可分为内接触带和外接触带。内接触带附近主要发育钾化。外接触带主要发育矽卡岩化，这就是矿体主要产在外接触带靠近围岩一侧的原因。围岩蚀变的规模一般大于矿体，有时具有分带性，且其形态近似于矿体，围岩蚀变在地表可见，并且矿物特征明显。因此我们可以把围岩蚀变作为一种间接地找矿标志。
根据国内已经研究过的资料显示，矽卡岩型金矿往往是多元素的综合矿床，组成元素复杂多样。常为Cu、Au、Ag、Zn、Pb、Mo等元素组合，Au矿化与Cu矿化最密切。矽卡岩型金矿的矿化元素常有明显的分带性。例如，银家沟矿床自岩体中心向围岩的分带是Mo-Cu→Au-Cu→FeS2→ Au-Pb-Zn→Ag-Au→Mn；狮子山金矿的水平分带是Cu（Mo）→Cu（Au）→Au（Cu）→Pb-Zn-Ag（Au）[8]。
2. 矽卡岩型金矿的成因研究
2.1 矽卡岩金矿成矿作用、成矿过程
陈衍景（1996）在矽卡岩型金矿成矿元素富集方面做过一些研究，将矽卡岩金矿化分为三期若干阶段[9]。
早期碱交代作用期：该作用主要发生在岩体内部，发生钾长石化、钠长石化、金云母化、黑云母化等。该期的矽卡岩化主要包括早矽卡岩化阶段和晚矽卡岩化阶段： 早阶段主要形成石榴子石、透辉石、硅灰石或粒硅镁石、镁橄榄石等无水的结构简单矽卡岩矿物；晚阶段主要形成透闪石、阳起石、绿帘石等含水的结构复杂的矽卡岩矿物。围岩蚀变以大理岩化、角岩化为主。
中期多金属硫化物一黄铁绢英岩化期：该期以黄铁绢英岩化为特征，伴有大量硫化物和自然金一银系列矿物等矿石矿物形成。该期在岩体内主要发生黄铁绢英岩化，接触带以发育硫化物和绿泥石、绿帘石化为特征，围岩以碳酸盐化、蛇纹石化为特征。晚期主要为碳酸盐化期：伴随的矿石矿物较少。
根据上述的成矿过程研究可知，成矿元素的富集主要发生在中期多金属硫化物一黄铁绢英岩化期。另有相关资料显示[1，5，]金矿的富集过程满足卡尔波娃提出的两期五阶段矽卡岩的成矿过程划分，认为金矿化主要发生在石英——硫化物期，这与陈衍景所提出的观点是相通的。
2.2 矽卡岩金矿成因
2.2.1 斑岩铜矿构造成因
中国的矽卡岩型金矿主要集中分布在中国东部，对于该地区矽卡岩型金矿的成因在20世纪70年代就有人提出其形成机理。国外学者Sillitoe[10]早先提出，太平洋板块俯冲到欧亚大陆之下，俯冲板块发生部分熔融，形成广泛的同熔型或I型花岗岩浆。岩浆中携带了大量成矿物质，在上侵过程中活化萃取围岩中的成矿物质，最终在活动大陆边缘的浅部形成斑岩——火山岩带和有关的矿床带。而矽卡岩型金矿就是由此形成的矿床类型之一。
2.2.2 复合作用成因
国内学者陈衍景[11]及国外学者Armstuz在随后的十几年内经过研究，对Sillitoe提出的成矿模式提出怀疑[12]。他们认为中国东部地区不仅受到太平洋板块的影响，还受到规模强大的劳亚大陆与冈瓦纳大陆碰撞造山作用后期的伸展作用的影响。他们觉得单用太平洋板块俯冲成矿太过片面，还要考虑到在碰撞造山成岩成矿模式下，劳亚大陆与冈瓦纳大陆之间的碰撞对岩浆活动和成矿作用的贡献。也就是说，中国东部矽卡岩型金矿的形成是冈瓦纳大陆和劳亚大陆碰撞造山与太平洋板块向欧亚大陆俯冲的复合作用下形成的。
3. 结语
矽卡岩型金矿床主要与中酸性侵入岩有关，尤其是花岗闪长斑岩和石英二长闪长斑岩。环太平洋成矿带西缘是中国东部矽卡岩型金矿的主要产地；其次，中国西部昆仑山一带，冈瓦纳大陆与劳亚大陆碰撞造山带也会产出矽卡岩型金矿，但相对较少，主要产出的是韧性剪切带型金矿。矽卡岩型金矿的围岩主要为碳酸盐岩、页岩、蒸发岩及硅质岩等，但以灰岩与页岩的薄互层为主，围岩裂隙发育，为热液的运移、富集、矿化提供通道和空间。蚀变特征明显，基本按碱交代——黄铁绢英岩化——碳酸盐化蚀变、矿化演化。
根据围岩与侵入体的特征，结合相关资料得知，金的来源主要有两种：一是来源于上地幔，并可能有部分硅铝质壳源物质混入，属于幔壳混源型；二是含金亲硫元素岩浆携带成矿物质进而活化萃取围岩的成矿物质。金主要以自然金形式存在，其次多以粒间金、裂隙金、包体金等方式赋存在黄铁矿、石英等矿物中。
参考文献：
[1] 殷小玲.中国金矿分布和基本地质特征[J].中山大学研究生学刊自然科学版，1998，19（3）：1-2.
[2] 戴塔根，刘成湛.世界上新发现的金矿类型[J].桂林冶金地质学院院报，1989.
[3] 陈衍景，陈华勇，K.ZAW，F.PIRAJNO，张增杰.中国陆区大规模成矿的地球动力学_以夕卡岩型金矿[J].地学前缘，2004.03，11（1）：59-63.
[4] 李强强，周流煜.矽卡岩型金矿研究进展[J].中山大学研究生学刊（自然科学医学版），2012，33（3）：25-26.
[5] 高熙贺.矽卡岩型金矿床地质特征及成矿规律研究[J].企业技术与开发，2015.01，34（2）：69-70.
[6] 赵一鸣，林文蔚，毕承思，李大新.中国矽卡岩矿床基本地质特征[J]. 中国地质科学院院报，1986，03：60-85.
[7] 翟裕生，姚书振，蔡克勤.矿床学[M].北京：地质出版社，2011：96-110.
[8] 陈衍景，常兆山.中国矽卡岩型金矿床地质研究和勘查的进展与问题[J].有色金属矿产与勘查，1996.06，5（3）：134-135.
[9] 陈衍景.中国夕卡岩型金矿床的勘查进展和方向[J].地质与勘探.1996，32（4）：9-14.
[10] Sillitoe，R. H. A Plate Tectonic Model for Orign of Porphyry Copper Deposites[J].Economic Geology，1972，67：184-197.
[11] 陈衍景.碰撞造山体制的成矿作用：中国若干典型地区的研究结果[R].北京大学地质系系博士后研究报告，1994.
成矿成因 篇4
1 我国钼矿床的研究现状
我国钼矿资源位居世界第三, 但是到目前为止, 探明的钼矿品味比较低, 其中品味比较丰富的只占到储量的4%。钼主要是以金属硫化物的形式存在与斑岩型钼矿床中, 并且少量产于石英型矿产中。但是近些年我国在河南发现了具有规模的石英型钼矿床, 例如崇县纸房钼矿、土岭村钼矿以及大西沟钼矿等等, 这些钼矿床的发现为我国钼矿资源的勘察以及开采提供了重要的后备资源, 有效地提高了我国的钼矿资源储存量。
崇县位于中朝准地台楠缘, 属于秦岭多金属成矿带, 在我国重要的钼矿分布区内, 崇县截至目前已经产出了金堆城、南泥湖、上房沟等大型钼矿床, 期钼资源的储存量约占到全国总量的52%。崇县的地层主要为中元古界熊耳群———套中基性———中酸性火山熔岩建造, 其中最厚的岩系为7km左右, 基于矿内岩浆活动频繁, 使得岩浆的形成时代不同, 其主要分为晋宁期和燕山期, 其中燕山期对钼矿具有紧密的关系, 因为燕山期形成的岩性主要为斑状黑云母二长花岗岩、花岗斑岩, 其主要是以岩基为主, 部分为岩脉。目前在崇县已经发现多处石英脉型钼矿床, 本文以该区域韩钼矿化石英脉最多的纸房矿区为例进行分析。
2矿区地质特征
1.1 地层特征
纸房矿区位于华北地台南缘, 属于马超营断裂聚矿构造带外方山银金钼多金属成矿亚带, 该区域的构造相对发育, 而且地层相对比较简单, 并且钼矿化石英脉比较多, 因此具有很高的研究价值。改钼矿区的地层主要为中元古界长城系熊耳群鸡蛋坪组上段、新生界新近系和第四系。纸房矿区位于上秋盘断裂和石门断裂之间, 属于马超营断裂多金属成矿带, 目前该矿的构造主要分为四组断裂, 即北西向、北东向、北东东向以及近南北向。
1.2 矿体特征
在纸房矿区发现了较大规模的含钼矿构造带共计6条, 具体的特征为:第一条构造, 其长度为450m, 控制斜深为80m, 产状为9o-6400〈110-180, 出露标高为522-660;第二条为2800m, 控制斜深为225m, 产状为520-870〈90-390, 出露标高为540-660;第三条为长度为325m, 控制斜深325m, 控制斜, 220m, 产状490-730〈90-210, 出露标高650-695;第四条长度为500m, 控制斜深550m, 产状100-810〈8o-55o出露标高386-565;第五条长度为580m, 控制斜深为170m, 产状90-770〈90-390;第六条长度为100m, 控制斜深为80m, 产状为120〈300。
根据对岩矿的鉴定共计发现26种矿物, 其中金属矿物有12种, 非金属矿物有14种, 其主要包括石英、钾长石、萤石以及白云石等等。根据对这些矿石的矿物特征分析, 尤其是对非金属矿物的特征分析, 其主要是由石英构成, 石英的含量为89%左右, 并且呈现它形粒状, 并且该矿物的钼矿品位在0.3~1.08%之间, 品位的变化系数相对比较稳定, 当然该矿物中还含有铅的成分, 因此在进行钼矿开采时需要对其进行深加工, 回收尾矿, 以此实现资源的最大回收利用。
1.3 矿体围岩与浊变
钼矿脉基本上都是沿熊耳群鸡蛋坪组地层顺层缓倾斜产出, 围岩的组成主要是流纹斑岩、安山岩以及文斑岩, 石英脉型钼矿的矿岩界限比较清晰, 其与上下围岩的界线比较明显, 但是纸房钼矿区的石英脉型钼矿都具有轻微的钾化现象, 造成此种现象的原因主要是因为:一是与周围的石英脉型矿的距离有关, 一般距离石英脉型的矿石其浊变越强, 而距离石英脉型远的则其含量就比较低。由此可见石英脉型发育越强的, 其围岩的浊变也就比较高;二是矿区的岩石缝隙被石英脉型矿所填充, 而且此种石英脉型矿的构造硅化现象比较高, 尤其是在缝隙间的矿石存在的钼矿资源比较丰富。
3 钼矿床成因分析
3.1 成矿流体的物理化学特征
石英脉中富含流体包裹体, 早阶段大石英脉中的流体包裹体组合为气液两相+含子晶三相+纯气相, 还包含少量富CO2三相以及纯液相包裹体。气液包裹体形态以椭圆状为主, 大小约5μm~10μm, 气/液约20%~50%;含子晶三相包裹体的子晶主要为食盐以及钾盐。中阶段细粒石英中的流体包裹体组合为富CO2三相+气液两相+含子晶三相, 还包含少量纯气相以及纯液相包裹体。富CO2三相包裹体形态以不规则、椭圆状为主, 大小约10μm~20μm, 气/液约10%~40%;可见代表沸腾现象的气/液差异很大的流体包裹体共存。流体包裹体组合从早阶段贫CO2型向中阶段富CO2型演化, 说明流体为高盐度、富CO2型流体。主成矿阶段流体包裹体均一温度为300℃~420℃, 说明成矿作用为中温-中深成矿环境
3.2 区域成矿动力及热液来源
该区域主要处在燕山期的构造地带, 此种构造所形成的岩浆的主要作用就是形成造山带隆升、垮塌。可以说造山后的地壳运动会将地壳的热量等资源进行再分配, 进而形成新的物质能量并且与地壳等发展新的地形变化。在造山晚期的抬升作用, 会造成周围的岩石圈减薄, 地幔上拱深断裂则可以驱动引导深源 (地幔) 流体上升, 深部地幔的含矿流体, 向地壳运移, 扩散。地幔物质及熔融的下地壳物质大量注入地壳浅部, 并把成矿流体和成矿物质从深部输送到浅部, 即携带大量成矿物质的含矿地幔临界-超临界流体在浅部的构造薄弱带侵位。燕山期的岩浆作用为区域成矿提供了动力, 输送了大量的含矿热液。
3.3 区域构造作用
该区域的构造主要形成于燕山期, 该构造的主要作用就是将马超营断裂带的构造变化由早期的深构造向浅部构造演化, 而且此种构造的演化是韧性到脆性、由深部到浅部的变形过程。而到了晚期之后改区域的构造又实现了逆冲的变形发展, 因此导致该区域形成典型的钼矿床资源带, 从该区域的野外构造调查发现, 该区域的脆性变形主要集中在北侧, 而目前钼矿床构造主要属于脆性变形的产物, 因此其构造的形式主要有:节理、裂缝面、断裂面以及原生火山机构/构造等。
在马超营断裂带的脆性的变形特征影响下, 侵位于熊耳群火山岩下燕山期的岩浆岩所携带的大量含矿热液开始在围岩接触部位, 或是沿围岩裂隙进行运移、扩散就位, 并与围岩发生蚀变反应。只有构造活动强度大, 能够形成主构造结构面的情况下才能形成规模型矿床。NE向缓倾斜产出的脆性断裂, 与其次生节理裂隙, 共同构成的主构造面, 成为区内主要的导矿、聚矿构造。区域上缓倾斜产出的石英脉型钼矿床都是在这一时期、这一构造运动作用下形成的。
4 成矿潜力以及勘查的前景分析
通过上述论述, 钼矿床的勘查主要是根据以下规律进行:首先要根据围岩浊变与矿化的关系进行, 当围岩的钾化越强, 浊变的厚度也就越大, 这样一来钼矿化现象也就越明显, 因此该部位的钼矿资源也就越丰富。另外石英脉与下盘围岩之间的滑动也是非常大的, 一般当曾见出现裂缝时就标准着改区域具有富矿层的构造;其次石英脉型的矿体呈现不规则的破碎, 也就是说当石英脉的矿石越完整, 其矿化作用就越小, 相反在石英脉型的下部, 一般矿石比较破碎, 这样他的矿化现象则比较突出;最后地质结构构造与矿化的关系也具有密切的关系, 一般条带状、星点侵染状的钼矿化要比其他矿石要好。
基于石英脉型钼矿床对我国钼矿资源的支撑, 需要相关人员要加强对石英脉型钼矿床的勘查力度, 因此需要研究针对钼矿床勘查的特点与标准, 以此帮助相关人员快速地找到钼矿床资源, 以此更好的开采并且服务于我国资源勘查事业。通过实践研究利用化探钼异常指导本区地质找矿非常有效, 河南崇县钼矿脉主要是以含钼矿化石英脉和含钼浊变岩的形式存在, 因此钾化、硅化与钼矿床石英脉型的形成关系比较紧密, 因此在进行钼矿床勘查时需要找出以下标志性特点:一是化探钼异常、钾化、硅化的矿物是钼矿床存在的主要形式, 因此在钾化的矿物质内寻求钼矿的成功概率比较大;二是石英脉几上下盘产出的浊带是重要的寻矿标志的构造特征。
5 结束语
嵩县境内已探明多处脉型钼矿床并且通过野外调查发现, 这些脉型钼矿床彼此间距离较近, 具有相似的矿化特征, 根据已获得的资料, 推测它们很可能形成于同一时期 (三叠纪) 相同动力学背景之下。以此研究该区域的钼矿床地质结构对以后的钼矿资源勘查能提供很好的参考价值。
摘要：钼主要是以金属硫化物的形式存在与斑岩型钼矿床中, 但是近些年河南发现了许多具有规模的石英脉型钼矿床, 并且成为一种重要的钼矿床种类, 本文就是以河南崇县为例, 对石英脉型钼矿床的勘察等进行系统的分析, 以此分析找矿的前景。
关键词：石英脉型,钼矿床,勘察,分析
参考文献
[1]陈少伟, 等.大西沟矿区石英脉型钼矿地质特征及找矿预测[J].西部探矿工程, 2010, 09.
[2]曹晶, 等.河南嵩县黄水庵碳酸岩脉型钼 (铅) 矿床地质特征及辉钼矿Re-Os同位素年龄[J].矿床地质, 2104, 02.
[3]邓小华, 等.河南土门萤石脉型钼矿床流体包裹体研究及成因探讨[J].岩石学报, 2009, 10.
成矿成因 篇5
藏南拆离系是一条重要的锑、金成矿带,呈东西向平行于变质核杂岩带展布.通过对典型矿床成矿特征的研究,识别出3种主要矿床类型:①沙拉岗式锑矿床:受南北向正断层和东西向层间断层控制,矿体为石英-辉锑矿脉,围岩蚀变较弱;②马扎拉式锑-金矿床:主要受间断层控制,局部与南北向断层相关,矿体主要由含金石英-辉锑矿脉体群组成,硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化等围岩蚀变发育;③浪卡子式金矿床:位于变质核杂岩周缘,受剥离断层和正断层控制,矿体呈石英细脉和蚀变岩构成的透镜体,硅化、绿泥石化和绢云母化蚀变强烈.石英流体包裹体测温表明,流体主要为低温和低盐度流体.氢、氧、硫同位素研究显示,沙拉岗式锑矿床具有西藏地热水的特征(δD值为-140‰～-166‰),而马扎拉式锑-金矿床为岩浆水与大气降水的混合,两者的`硫同位素大多具有岩浆硫的特征.矿床的形成与变质核杂岩驱动的地热系统密切相关,在变质核杂岩附近形成浪卡子式金矿床,向外形成马扎拉式锑-金矿床,远离核杂岩形成沙拉岗式锑矿床.
作 者：杨竹森 侯增谦 高伟 王海平李振清 孟祥金 曲晓明 YANG Zhusen HOU Zengqian GAO Wei WANG Haiping LI Zhenqing MENG Xiangjin QU Xiaoming 作者单位：杨竹森,王海平,李振清,孟祥金,曲晓明,YANG Zhusen,WANG Haiping,LI Zhenqing,MENG Xiangjin,QU Xiaoming(中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037)侯增谦,HOU Zengqian(中国地质科学院地质研究所,北京,100037)
成矿成因 篇6
1 区域地质背景
秦家园铅锌矿位于甘肃省张家川回族自治县和清水县交界处, 位于北祁连加里东造山带东端, 南以渭河断裂与北秦岭加里东造山带相接, 北东与华北地台以六盘山凹陷带相隔, 受多期岩浆侵入和构造叠加的影响, 区内地层支离破碎, 地质构造极为复杂。
区内岩浆活动十分强烈, 以中酸性侵入岩分布最为广泛。岩浆活动时间自加里东期至燕山期, 其中以海西期活动最为强烈。形成于海西期的龙口峪岩体为区域内规模最大的岩体, 其分布范围约占区域面积的50%, 岩体形态为长椭圆状, 长轴方向北西向, 岩性为石英闪长岩。中酸性脉岩非常发育, 且岩性较为复杂, 主要有花岗岩脉、伟晶岩脉、花岗斑岩脉、细晶岩脉、石英正长斑岩脉等。
2 矿区地质特征
2.1 地层
矿区出露地层主要有长城系陇山群下岩组 (ChL1) 、白垩系 (K11) 和第四系 (Q) 等。
长城系陇山群下岩组为一套深变质碳酸盐岩建造, 地层呈顶悬体或捕掳体的形式分布于矿区东南部, 其总体分布面积约0.6km2。岩性主要为含石墨硅化大理岩、透辉大理岩、大理岩, 另见少量斜长角闪片岩、石英岩和绿帘阳起片岩。
白垩系 (K11) 位于矿区北东, 石英闪长岩体之边缘, 属六盘山群三桥岩组, 岩性为红色块状中粗砾岩, 地层总体走向北西向, 倾向北东, 倾角30°左右, 产状较缓。
第四系 (Q) 矿区内第四系包括残坡积堆积层 (Qedl) 和冲洪积物 (Qpal) , 残坡积层主要成份为含砾粘土、少量亚粘土、亚砂土等;冲洪积物成份为黄土及粘土, 两者作为盖层分布于山坡洼地及河谷地带。
2.2 构造
区内断裂构造非常发育, 按其走向可分为北北东向、北西向两组。
北北东向断裂是区内非常重要的控矿构造, 主要分布在矿区中东部, 呈密集的断裂组分布。该组断裂在区内目前共发现有8条, 其走向为北东20°～35°, 倾向北西和南东均有, 断裂倾角较陡, 一般为60°～70°, 局部倾角达80°以上。断裂带长度100～600m, 宽度一般小于3m, 最宽可达10m以上。构造岩石以构造角砾岩为主, 断裂带较宽时其内可见构造透镜体或构造岩块, 在断裂带边部多处可见厚1～10cm的断层泥, 断裂带中多见褐铁矿化、碳酸盐化及硅化等热液蚀变现象, 局部地段见有弱的方铅矿化现象, 是成矿阶段重要的导矿构造。
2.3 岩浆岩
矿区内岩浆活动强烈且岩性特征非常复杂, 岩性主要见有蚀变闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩三种。岩浆岩主体为海西期龙口峪石英闪长岩, 其分布范围约占矿区面积的50%左右, 岩石一般呈灰白色、浅灰色、中细粒结构、半自形-它形粒状结构、块状构造, 矿物成份主要为斜长石 (55%±) , 角闪石 (35%±) , 其次为石英 (8%±) , 岩石中斜长石在镜下鉴定有不同程度的次生蚀变作用, 蚀变矿物有葡萄石、绿泥石、阳起石等。 蚀变闪长岩为区内另一较为重要的侵入岩, 其分布于石英闪长岩体周边或附近, 蚀变闪长岩可能属加力东晚期, 常见海西期石英闪长岩被其捕掳。蚀变闪长岩呈碎裂砂状, 裂隙极为发育, 断裂通过处可见方铅矿细脉不规则分布于蚀变闪长岩裂隙中。
石英闪长岩、花岗闪长岩具强烈岩浆混染作用, 经与国内岩浆岩的平均化学成份对比, 铁、钠、钾质被带出, 硅质被带入, 说明该区岩浆岩与陇山群有不同程度的物质交换, 与区内成矿作用关系较为密切。
2.4 变质作用
矿区变质作用按变质类型划分为区域变质作用、热接触变质作用和动力变质作用。
动力变质作用为区内重要的变质作用类型, 主要发生在断裂破碎带及其旁侧, 其主体以岩石机械破碎为主要特征, 形成各种构造岩, 同时断裂活动伴随有较强的碳酸盐化、方铅矿化, 部分地段有褐铁矿化等热液蚀变, 与铅锌矿形成关系密切。
2.5 围岩蚀变
围岩蚀变分布于龙口峪岩体的捕掳体内外接触带和断裂破碎带内及其旁侧, 分布范围较小, 在断裂破碎带两侧的分布范围一般3～5m, 常见的蚀变类型有碳酸盐化、硅化、褐铁矿化、绿帘-阳起石化、绢云母化和高岭土化等, 具有多种类型热液蚀变叠加的特点。其中前三种与铅锌矿化有密切关系。
3 矿床地质特征
3.1 矿带特征
矿化带由一组密集发育、平行展布的断裂破碎带所组成, 断裂总体走向约北东30°, 性质为逆断层, 带内主要由碎裂状大理岩岩块、石英 (花岗) 闪长岩、少量花岗闪长岩岩块及褐铁矿化胶结物、断层泥等组成, 围岩蚀变主要有硅化、褐铁矿化、碳酸盐化等。
矿化带宽60～150m, 长600m以上, 所有矿体均赋存于该断裂破碎带内, 矿体产状与断裂产状基本一致。矿化岩石主要为构造角砾岩、碎裂岩和大理岩构造透镜体。
3.2 矿石特征
矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿及其氧化物。方铅矿多为自形-半自形晶, 粒度0.2～3mm为主, 少量粒度可达7mm±, 其氧化物多呈褐红色粉沫状, 在矿石中主要呈细脉状沿节理裂隙分布, 矿物颗粒多为褐铁矿化薄膜包裹;其次为星点状、浸染状, 主要分布在大理岩解理面或碳酸盐脉边缘, 团块状分布者较少。闪锌矿在矿石中肉眼不易观察, 其氧化物多呈黄褐色粉沫状。脉石矿物主要有方解石、角闪石、斜长石, 其次为钾长石、石英、石墨、透辉石等。方解石呈等轴粒状, 粒度在0.5～2mm之间;角闪石为柱状, 颜色黄绿, 具闪式解理, 晶形不完全, 部分被绿泥石或绿帘石交代, 并有铁质析出物, 呈参差不齐状, 粒度1～5mm之间;斜长石呈自形-半自形板状, 粒度在0.4～1.5mm之间, 具聚片双晶, 部分粘土绢云母化, 绢云母自中心向外交代;石英为他形粒状、不规则状充填于其他矿物颗粒间隙;钾长石呈他形粒状, 大部分已粘土、绢云母化。各矿物组合彼此镶嵌排列, 受后期地质作用岩石产生碎裂, 碳酸盐伴有胶状褐铁矿、岩屑充填在裂隙中。
矿石结构主要为碎裂状、自形-半自形粒状结构;角砾状、细脉状、网脉状、浸染状、星点状和团块状构造。矿石矿物以两种方式分布于矿石中:一种伴随碳酸盐胶结物呈细脉状、网脉状、角砾状分布, 一种呈浸染状、星点状分布于各种脉石矿物的边缘。
矿石中有用组份主要为Pb、Zn, Pb品位以0.7%～3%为主, 最高含量14.26%, Zn品位以<2%为主, 最高含量3.78%。矿石中Pb含量大多远远高于Zn含量, 局部Zn含量较高, 总体Pb/Zn约2.5∶1。伴生有用组份主要为Ag, 其含量为6.20×10-6～40.60×10-6, 平均品位13.27×10-6, Ag含量与矿石中Pb+Zn含量呈现出一定的正相关关系。
4 矿床成因及找矿标志
圈定出的铅锌矿体均赋存于断裂破碎带内, 矿体产状也与断裂产状基本一致。地表断裂破碎带中主要发育构造角砾岩, 根据野外观察及分析, 角砾成份有硅化大理岩及碎裂状石英闪长岩, 多为次棱角状, 略具磨圆, 角砾被碳酸盐细脉穿插或胶结, 胶结程度不尽相同, 在断裂带的上下盘, 常见有红褐色断层泥 (褐铁矿化) 和构造透镜体, 但总体上断裂破碎带内部变形强度不清晰。
区内矿化富集程度主要与断裂破碎带内碳酸盐化强度、构造岩石的破碎程度以及断裂带两侧岩石的破碎程度有关, 当构造岩石破碎程度较高, 同时两侧围岩破碎程度较低, 碳酸盐化蚀变较强时, 则矿化一般较为富集。
综上所述, 区内主要成矿控制因素为断裂破碎带, 区内地表的找矿标志主要为具有碳酸盐化、褐铁矿化、硅化等蚀变的北北东向断裂破碎带及Pb、Zn、Ag综合异常区。
5 结论
1) 北北西向断裂与北北东向逆断裂交汇处, 是成矿物质流动和疏导的活跃地带, 是成矿最有利的地带。
2) 秦家园矿区与铅锌矿化关系密切的花岗闪长岩岩株, 为壳源重熔型 (S型) 花岗岩, 具多期活动特点, 可能是铅锌等成矿物质的矿源层。
3) 矿体主要的矿石构造有角砾状构造、细 (网) 脉构造、脉状构造、浸染状构造等;主要矿石结构有自形-半自形粒状结构、碎裂状结构等, 这些结构构造反映出与构造热流体活动密切相关。矿石成份主要有方铅矿和闪锌矿、少量黄铁矿;脉石矿物主要有方解石、石英等, 这些矿物组合反映出矿床具中低温热液成因的特征。
4) 围岩蚀变主要为成矿期的热液活动产生的硅化、碳酸盐化、绢云母化、绿帘-阳起石化等, 蚀变强度以矿体中心向断裂带两侧渐变过渡并递减, 表现为角砾岩-矿 (化) 体-蚀变岩三位一体的蚀变矿化关系, 而弱的硅化、较强的碳酸盐化的低温蚀变组合, 反映出成矿与中低温构造热液密切相关。
参考文献
[1]毛景文, 李晓峰, 李厚明, 等.中国造山带内生金属矿床类型、特点和成矿过程探讨[J].地质学报, 2005, 79 (3) .
[2]彭德启.甘肃省铅锌矿成矿系列及控矿因素[J].甘肃地质, 2006 (2) .
[3]朱永新.甘肃省西秦岭地区代家庄铅锌矿床地质特征及找矿思路[J].甘肃地质, 2008 (4) .
成矿成因 篇7
广西金秀县六定铜矿床位于大瑶山隆起复式背斜的北西翼,是大瑶山北西段铜多金属矿带的重要组成部分。大瑶山成矿带成矿时代经历了加里东、海西、印支、燕山中期和燕山晚期五个成矿期,表明本区具有多期成矿作用及叠加成矿作用的条件。为有效开展矿区探矿增储,而总结矿床地质特征、成矿条件分析、构造控矿因素和找矿标志,以期对矿床的找矿工作有所裨益。
1 六定铜矿床地质特征
1.1 基本地质特征
1.1.1 地层
区域内广泛出露寒武系和泥盆系下统,两者呈角度不整合接触,其中寒武系由一套地槽型沉积的碎屑岩组成,具复理石韵律建造特征,主要分布于西部和南部大瑶山一带,构成了大瑶山复式背斜核部;下泥盆统为地台型沉积,具单陆屑和含铁建造特征,围绕大瑶山凸起边缘,大面积出露于东部和北部地区,组成了准地台覆盖层[1]。而六定铜矿床的赋矿地层为泥盆系下统莲花山组(D1l)中厚层状紫红色细粒石英砂岩夹浅灰色石英砂岩。
1.1.2 构造
(1)褶皱
矿区属大瑶山复式背斜高贞岭———金龙河南北挤压带的北端,因受到挤压作用的影响,形成的褶皱多为两翼宽缓的水平褶皱,规模大小不等,有的受断层破坏而影响其完整性。背向斜同等发育,使其裂隙发育,岩性比较破碎,但总的岩层产状倾向北西,倾角10~30°,为一平缓的单斜构造。
(2)断层
由于受南北作用力的影响,形成的主要断裂为南北走向,次为层间断裂。矿区目前仅见财宝~金龙河一条断层,现将其特征简述如下:
断层见于矿段中部,属于高贞岭———金龙河断层延伸部分,其分布规模较大,呈南北走向,延伸最长可达1800多米至矿区外围,切割的地层为泥盆系下统莲花山组,属逆断层,该断层与成矿关系密切,并具有控制铜矿体的特征,断层破碎带宽度1.00~2.00米,断面倾向西至北西,倾角60~90°,属陡倾角断层,断层面多呈舒缓坡状,断面光滑,破碎带内常见呈透镜体的含铜石英脉,胶结程度较好,浅部多以硅化压碎岩、退色化细粒石英杂砂岩,部分重晶石化组成,局部含铜较高时,可形成有利用价值的工业矿体。
1.1.3 岩浆岩
该矿段内除区域外天堂岭零星分布一些侵入岩脉外,矿区范围内没有发现岩浆岩体的分布。
1.2 矿体形态特征
金秀县六定铜矿床赋矿层位及岩性为泥盆系下统莲花山组上段紫红色细砂岩,矿体大致特征如下:矿体形态为南北走向、倾向西、陡倾斜、连续性较好的薄脉状,矿体中的黄铜矿、辉铜矿常聚成不规则状集合体,部分则零星地分布。总体矿石品位沿走向变化较大,矿体的地表特征多为硫化物的石英脉,部分氧化为铜蓝、褐铁矿及铁帽或砂岩硅化、褪色化蚀变等。目前探矿坑道共揭露有铜矿脉4条,长度100~1700m,总体倾向西,倾角75~88°,厚度较稳定,品位沿走向变化较大,赋存标高+972~+820m,矿脉与围岩接触界线较明显。取样分析结果Cu品位1.88~24.54%,平均品位Cu 3.82%,品位变化系数160.30%;厚度1.00m左右,厚度变化系数18.24%。
1.3 矿石结构特征
六定铜矿床的铜矿石主要呈透镜状充填于碎屑岩的断裂带内,呈陡倾斜脉状产出,矿石的矿物成分比较简单,主要是石英、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿及少量的闪锌矿,氧化矿石常呈不规则粒状结构,松散块状、砂状、蜂窝状、土状及粉末状构造。
原生矿石结构:自形-半自形粒状结构、它形晶粒状结构、碎裂结构、交代结构、包含结构、交代残余结构等。
矿石构造:致密块状构造、板状构造、条带状构造、细脉-浸染状、脉状构造、角砾状构造。
原生矿石经多期次动力、热液蚀变作用及交代结构,包含结构,交代残余结构,转变为压碎角砾、碎粒结构,呈不规则的棱角状、次棱角状构造。
矿区水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件均属简单~中等复杂类型,矿石的自然类型为硫化矿石,工业类型为石英脉铜矿石。
2 矿床成因分析
通过广西金秀县区域铜矿床进行地质构造以及构造演变过程进行分析,并对矿石进行取样对其所含的微量元素在特征、硫同位素、铅同位素进行测定,与当前国内外各类铜矿的类型与结构进行比较分析,确认六定铜矿床为沉积活化迁移充填型铜矿床。
2.1 成矿物质来源的分析
位于大瑶山西北部的砂岩中的铜矿床,矿石中的硫同位素测定表明成矿物质来源的多样复杂性,存在与赋矿地层同龄的硫,即地层沉淀时的盆地流体(海水);又有寒武纪地层同龄的硫,即老地层岩石遭到风化侵蚀,很多基本的元素开始出现分离和残余;还有成矿期深源岩浆硫的参与,说明六定铜矿床成矿物质应主要源于地层内部,地层中初始沉积的铜及铅锌在后期构造及岩浆作用下,地层中的成矿物质铜铅锌重新溶解到盆地流体中,经地下深循环形成的含矿热卤水,其热源主要源自隐伏花岗岩体及地热增温,这些含矿热卤水在构造应力的作用下向背斜轴部迁移或断裂中转移,在断裂破碎带中因减压或温度降低,沉淀富集成矿,形成充填特征为主的脉状矿床。矿床同位素研究表明,本区铜矿成矿物质主要来源于砂岩地层,为早期陆缘风化沉积形成,铅锌主要来源于碳酸盐地层,为早期喷流沉积形成;硫的来源较为复杂,具有混合硫的特征。
2.2 成矿模式分析
金秀县区域内主要地层是寒武系和泥盆系,而铜矿主要形成于泥盆纪海相含碳浊积岩-碳酸盐-碎屑岩建造地层中,说明成矿物质及盐类在地层形成中初步沉积富集,这对后期成矿具有重要的控制作用。在加里东至燕山期发生大规模的构造岩浆活动下,深部隐伏岩体活动所带来的岩浆流体及驱动盆地流体形成循环,将地层中初步沉积富集的成矿物质重新活化并叠加迁移到浅部的张性断层中形成矿床。
3 找矿标志
3.1 地层岩性控矿
金秀县区域矿床在地层上主要集中产于泥盆系莲花山组紫红色砂岩中。则矿区赋矿层位为泥盆系下统莲花山组,铜矿体及矿化体主要产于泥盆系下统莲花山组紫红色砂岩中,通过层位和岩性找矿是一个重要方向。
3.2 构造控矿
深大断裂是深部岩浆、气体、热液等向浅表排放的通道和出口,也是地表大气降水等下渗的主要通路,对不同类型、不同来源、不同深度的多种流体具有沟通、汇合和纽带、混合功能,造成成矿物质积淀的重要要素[2]。深大断裂具有长期性、脉动性、继承性、多发性,提供丰富的矿源、水源、能源,是深部的和浅部物质和能量交换的重要渠道和通道;既具有导矿、驱矿、运矿、储矿的作用,又具有贯通矿源场、中介场和储矿场的能力,有利于在同一有限空间中发生成矿物质的反复浓集和成矿作用的多次叠加、多重富集。由于受到加里东期等构造运动的影响,致使地层产生强烈的褶皱构造,形成了紧密的南北走向复式线状褶皱,使岩层普遍产生轻微的质变,同时产生了以南北向为主的断裂构造,形成规模较大的区域性大断裂,其中以高贞岭———金龙河断裂规模较大,南北延伸长35km,倾向西,其性质属逆断层,为矿区的主要容矿构造。通过研究矿区内断裂构造的形成和发展机制,追踪含矿断裂构造是本区找矿的主要方向。
另外地表的硅化构造角砾岩、硅化碎裂岩、褪色化蚀变带、含硫化物的石英脉、铁帽等露头点均是找矿标志。
4 结束语
(1)六定矿区矿体赋存于泥盆系下统莲花组碎屑岩的断裂破碎带中,矿体受地层和南北走向断裂的控制,倾向西,成矿作用受地层、构造、岩浆作用的多重控制,为沉积活化迁移充填型铜矿床。(2)本区矿脉为石英脉铜矿,受断层破碎带严格控制,成矿后期构造具有继承性多期活动特征,矿脉形态单一,厚度较稳定、品位变化较大,多为分段富集,一般地表和浅部厚度较小,矿化较贫,但往深部有厚度增大、品位变富、矿体有向北侧伏的趋势。(3)岩浆作用开始于加里东期;通过对流体包裹体的测试研究,成矿温度较低,属远程低温热液型矿床,成矿流体以地下水流体为主;结合物探成果本区隐伏岩体埋深为1-1.5km,推测深部以岩浆流体为主,推测深部具有形成第二富集空间的条件,在岩体与围岩接触带及其附近的断层破碎带中,具有寻找大型斑岩-矽卡岩型矿床的潜力。
摘要：文章以广西金秀县六定铜矿为研究对象,通过对矿区控矿地层时代、岩性、控矿构造的性质、矿体地质特征、矿石物质组成、结构构造特征,结合区域矿床的分布规律、分析了成矿的地质特征及成矿的原因,对矿石进行取样对其所含的微量元素在特征、硫同位素、铅同位素进行测定,与当前国内外各类铜矿的类型与结构进行比较分析,确认六定铜矿床为沉积活化迁移充填型铜矿床,并指出了矿区找矿标志和找矿方向。
关键词：广西金秀县,六定铜矿,成矿地质特征,成因
参考文献
[1]何川,陈红波,谢全桂,等.广西大瑶山金龙河地区铜矿地质特征及找矿潜力评价[Z].2012.
[2]陈星霖,邵拥军,刘忠法,等.安徽安庆铜矿床成矿地质条件及成因分析[J].中南大学学报(自然科学版),2013.
成矿成因 篇8
因此对矿床成矿地质背景、成矿地质特征进行分析总结, 并提出成矿模型, 为今后在柴达木盆地西北边缘残山地带寻找该类型矿床提供参考意义。
1 区域地质
小赛什腾矿区大地构造位置处于阿尔金山南缘断裂以南, 柴达木盆地北缘阿木尼克山—小赛什腾山残山断褶带南缘西端 (图1) 。
矿区出露地层主要有前长城系 (Anch) 、上奥陶统滩间山群 (O 3tn) 、上泥盆统牦牛沟组 (D3m) 及阿木尼克组 (D3a) 、下石炭统怀头他拉组 (C1h) 、三叠系 (T) 、侏罗系 (J) 、第三系 (N) 和第四系 (Q) 。本区处于阿尔金山断裂带的南侧的北西向“入字形”构造中, 沿北西向大断裂可划分为两个构造体系——柴北缘一线山复向斜和小赛什腾帚状构造, 本区就位于小赛什腾帚状构造中。
区内频繁的构造活动也伴随多期次的岩浆侵入活动, 岩浆岩十分发育, 加里东晚期、华力西期及燕山期均有岩浆岩侵入。喷出岩是奥陶系地层主要组成部分, 由安山岩、玄武质凝灰岩、火山砾岩和火山角砾岩构成。
脉岩有花岗斑岩脉、正长斑岩脉、闪长玢岩脉、花岗岩脉、石英脉等。
2 矿体围岩及夹石
2.1 矿体围岩
铜矿体主要赋存在蚀变中细粒闪长岩体内, 矿体岩性仍为中细粒闪长岩。矿体及围岩均具有较强的蚀变, 二者呈渐变关系。矿体及近矿围岩, 大都具有硅化、钾长石化、黄铁绢英岩化、青磐岩化等蚀变特征。越接近矿体, 硅化、钾长石化、黄铁绢英岩化蚀变越强烈, 绿帘石化蚀变变弱。
2.2 矿体内夹石
矿区主矿体4号矿体夹石较多, 其他矿体多为单斜的透镜状、似层状的单层矿体, 规模较小, 夹石很少。4号矿体在5线、7线、11线, 随着矿体向深部延伸, 均出现分支现象, 其中5线最为明显, 共有4个分支, 呈马尾状撒开。矿体内夹石岩性主要为闪长岩, 蚀变特征与矿体大致相同, 与矿体无明显界限。
3 矿床成因及找矿标志
3.1 矿床成因
根据本矿区的地质特征、蚀变特征, 以及矿体赋存部位, 对比国内外斑岩铜矿地质特征, 认为小赛什腾铜矿床为斑岩热液叠加型铜矿床。依据有以下几点。
(1) 矿化集中分布于中细粒闪长岩内部裂隙系统中, 成矿作用与加里东晚期闪长岩、石英斑岩有关。
(2) 矿化蚀变有青磐岩化、钾化、硅化及黑云母化, 具有斑岩型矿化蚀变特征。
(3) 区内的脉状铜矿化反映了该区更晚的阶段热液活动叠加成矿作用。
3.2 矿床成矿控制因素
(1) 区域构造因素。
矿区位于柴北缘残山断褶带南缘西端, N W向柴北缘深断裂在控岩控矿上起到了重要作用。
(2) 岩浆因素。
在矿区与铜矿有关的加里东晚期中细粒闪长岩的结晶过程就是其中的成矿物质 (Cu) 逐渐富集的过程 (中细粒闪长岩Cu平均含量559.89×10-6) , 随着结晶作用的持续进行, 与其相伴随发生的岩浆热液的不断活动也同时作用于前期结晶的岩石, 从中汲取成矿物质, 使岩浆热液中的成矿物质含量逐渐增高, 致使在较晚结晶的部位形成工业矿体。
(3) 蚀变与成矿关系。
蚀变是多阶段多期次热液活动的产物, 由于各阶段热液体性质不同、流经的裂隙系统与范围不同, 蚀变矿物的分布范围也不相同, 而矿化在时间上和空间上与蚀变矿化发育具有一致性, 蚀变范围基本上就是矿化作用的范围。伴随小赛什腾矿区成矿热液活动形成的蚀变特征与斑岩型铜矿基本可以对比。
4 结论
(1) 小赛什腾铜矿含矿主岩为加里东晚期中细粒闪长岩, 矿体受岩体、裂隙构造控制明显, 黄铜矿呈浸染状、细脉浸染状产出, 岩石中的裂隙构造为矿床就位时的直接控矿构造, 反映该矿床可能为岩浆期后构造热液成矿。
(2) 成矿物质主要来源于深部和加里东晚期中细粒闪长岩本身, 细粒闪长岩在其结晶过程中存在成矿物质 (Cu) 的预富集作用 (中细粒闪长岩Cu平均含量559.89×10-6, 在后期构造作用伴随的热液活动过程中, 成矿流体除从深部带来成矿物质外, 也淬取了流经围岩中的成矿元素, 形成富矿流体, 在加里东晚期中细粒闪长岩构造作用形成的减压带沉淀富集成矿。
(3) 而区内的脉状铜矿体可能是更晚一期铜矿化作用的产物, 其铜矿化强度较浸染状、细脉浸染状强, 故本矿床为斑岩热液叠加富集的铜矿床。
摘要：青海小赛什腾铜矿床为斑岩热液叠加型铜矿床, 大地构造位置处于阿尔金山南缘断裂以南, 柴达木盆地北缘阿木尼克山—小赛什腾山残山断褶带南缘西端, NW向柴北缘深断裂在控岩控矿上起到了重要作用。本文基于详细的野外工作, 从矿床地质特征、矿床的行程构造环境、成矿条件及主要控矿因素, 探讨了矿床的成矿机理, 在此基础上建立矿床的找矿模式, 以指导找矿。
关键词：找矿方向,成矿模式,小赛什腾,青海
参考文献
[1]甘肃省地质局地质力学测量队.1∶200000区域地质调查报告冷湖幅J-46-X, 1973.
[2]青海省地质局第一区域地质调查队.1∶200000区域地质调查报告马海幅J-46-XⅤⅡ, 1981.
[3]青海省第五地质队.小赛什腾山一带1∶5万普查找矿地质报告[R].1975.
[4]冷湖镇志编篡委员会.泠湖镇志[M].三秦出版社, 2003.
成矿成因 篇9
高1井构造上地处扬子准地台峨眉山断拱之峨边穹断束北段,位于二峨山背斜北西翼,龙池向斜南东翼近核部,并紧邻北西方向的龙池逆断层和峨眉山逆断层,处于龙池逆断层下盘(图1)。根据含水性,高1井揭露岩层自上而下可分为3段:上部含水岩组、中部隔水岩组和下部含水岩组。上部含水岩组为三叠系中统雷口坡组(T2l)及下统嘉陵江组(T1j)以灰岩为主的含水岩层。中部隔水岩组为三叠系下统飞仙关组(T1f)砂、泥岩、二叠系上统沙湾组(P3s)泥岩及峨眉山玄武岩(P3β)构成的隔水岩组。下部含水岩组为二叠系中统茅口组(P2m)灰岩及下统栖霞组(P1q)灰岩为主的含水岩层(图2)。
高1井热矿水含水层为上述下部含水岩组,埋深1 415~1 886 m。该岩组地下水顺层径流至高桥地区深部,受地压增温作用形成热矿水。该地区常温层温度17℃左右,地温梯度约为2.8℃/100 m,因此在深度1 600 m左右可形成62℃左右的热水。中部隔水岩组为热矿水提供了盖层圈闭作用,阻隔上、下部含水岩组越流补给,起到保温作用。
2 热矿水补给、径流、排泄条件
(1)补给条件。
热矿水补给区位于高1井南东至以南二峨山一带出露的下部含水岩组——茅口组和栖霞组区域,构造上处于二峨山背斜北西翼近核部,二峨山逆断层上盘(见图2)。背斜核部岩层发育平行于褶皱轴向的纵张裂隙,且灰岩岩溶裂隙发育,有利于大气降水垂直入渗。
式(1)中,Q为日平均降水入渗补给量(m3/d);F为降水入渗的面积(m2);α为年平均降水入渗系数;X为年平均降水量(m)。
补给区取二峨山背斜北西翼出露的茅口组和栖霞组范围(见图1),其围绕高1井呈环形分布,面积约41 km2,高程850~1 909 m,故F取4.1×107m2。根据1∶20万水文地质区域资料,峨眉山地区碳酸盐岩裂隙岩溶水径流模数为12.54 L/s·km2,山区年平均降水量为1 958.8 mm,推算出该区域降水入渗系数为0.202。经计算,补给区垂直降水入渗补给量约为4.4×104m3/d,因此补给量是非常充足的,能够满足高1井远程补给的径流水资源量。
(2)径流条件。
补给区大气降水入渗后,沿层间裂隙及岩溶裂隙往高桥方向做顺层径流。因补给区围绕高桥呈环状分布,南东及南方向的岩层倾向均大致指向高桥方向,故高1井正好处于下部含水岩组地下水顺层径流的汇集部位。地下水接受大气降水补给后,沿层间裂隙往深部作顺层径流。大部分地下水通过隐伏断裂排泄到临江河或上部含水岩组,小部分继续往深部径流至高1井深部。在龙池逆断层相对阻水作用下,地下水在此形成富集。
按下式估算高1井热矿水径流补给资源量:
式(2)中,Q为地下水径流量(m3/d);K为渗透系数(m/d);I为地下水水力坡度;B为计算断面的宽度(m);M为承压含水层的厚度(m)。
抽水试验降深263.5 m,出水量为1 209.5 m3/d,按裘布依公式计算承压完整井影响半径为299 m,渗透系数为0.013 m/d。按抽水试验确定(2)式K取0.013。
I按含水顶板高程差以最大水头差计算:
式(3)中,H补为补给区含水顶板最低高程;H井为高1井含水顶板高程;L为补给区至高1井径流长度。B近似取抽水影响半径形成的半圆长度,M为下部含水岩组厚度。式(2)计算得,Q=1 315 m3/d。
通过(2)式计算得到高1井热矿水径流补给资源量约为1 315m3/d,略大于抽水试验出水量。说明在极限降深情况下,水资源量能够满足抽水试验确定的出水量。进而推测,长期取水情况下,在不考虑开采中激发补给增量的条件下,下部含水岩组地下水仍可以处于稳定径流状态,高1井热矿水能够实现持续开采。
(3)排泄条件。
高1井附近无天然泉点分布,地下水在此区域排泄条件较差。深部地下水径流至高1井深部邻近区域,在上部隔水岩组和龙池逆断层及峨眉山逆断层阻水作用下,在此形成富集,并处于半封闭构造空间,径流趋于缓慢状态。地下水径流至高桥地区前,补给区入渗的大部分地下水应通过隐伏断裂排泄至临江河或上部含水岩组,补给区地下水约5%资源量径流至高桥地区富集。
3 高Na Cl含量成因分析
经丰、平、枯水期分次采取水样全分析化验取平均值,高1井热矿水主要阴离子浓度:Cl-为5 279 mg/L,约占阴离子总量的86%,SO42-为620 mg/L,HCO3-为271 mg/L;主要阳离子浓度:Na+为2 753 mg/L,约占阳离子总量的71%,Ca2+为639 mg/L,K+为322 mg/L,Mg2+为138 mg/L。可溶性固体10 109 mg/L。其中,Cl-、Na+明显高于区域地下水及其它钻井深层热矿水浓度,而Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子浓度与区域相当。
关于高1井热矿水Na Cl高浓度特征,有以下几种解释:一是上部含水岩组雷口坡组及嘉陵江组岩盐地下水通过隐伏断裂越流补给带来了大量盐分;二是下部含水岩组地下水在半封闭空间径流缓慢,高温下长期萃取围岩中氯、钠离子所致;三是热矿水为海相成因沉积水。
该文通过研究对比,发现四川地区雷口坡组及嘉陵江组岩盐主要分布在成都、川东北及川东南地区,在峨眉山未见分布,邻近取水井采集的上部含水岩组地下水类型均为重碳酸钙镁型,Na Cl含量低,因此第一种解释理由并不充分。关于第二种解释,在径流缓慢和高温作用下虽然可以促进水化学反应与围岩进行离子交换,但下部含水岩组岩层在区域上不含岩盐,围岩中氯、钠离子含量少,萃取形成如此高浓度的氯、钠离子含量,是难以实现的。
因此该文考虑第三种解释。Br-基本不参与岩石基质成岩作用,可用于判断是否海相成因的沉积水。高1井热矿水矿化度为10 g/L,Br-达69 mg/L。原始海水Br-为65 mg/L左右。按照奇斯托夫斯基判断海水浓缩程度的方法,假设原海水矿化度为36 g/L,Br-为60 mg/L,则沉积水的原始矿化度为36×69÷60=41 g/L,但热矿水矿化度(10 g/L)小于此浓度,应为径流补给的低矿化度地下水稀释了原生海相沉积水所致。另外,高1井承压水头高达千余米,说明原生海相沉积水并非处于完全封闭空间,如此则难以形成巨大承压水头,而是处于半封闭空间,接受了远程地下水径流补给,混合了浅部低矿化度地下水,使水头增加,原始矿化度降低。
分析在晚二叠世,峨眉山地区为海洋环境,突然喷发的玄武岩覆盖于中二叠世沉积的茅口组灰岩之上,当岩浆喷发在一些海洋洼地和裂缝处并迅速冷却,便造成部分海水封闭在其内部空间。喜山期造山运动后,峨眉山地区形成叠瓦状推覆构造,并在高桥地区形成向北东倾伏的龙池向斜构造,在高桥以北西及北东方向的断裂阻水作用下,该地区构造上形成小型的断陷盆地,处于地下水汇集区域,原生海相沉积水在此汇集,并接受二峨山一带大气降水远程径流补给,使得热矿水矿化度及Cl-、Na+浓度较原生海水有所降低,但仍远高于区域上其它热矿水矿化度及Cl-、Na+浓度。
由于热储藏在径流方向与地表连通性较好,可以不断接受二峨山一带浅部地下水补给,因此在长期的热矿水开采过程中,热矿水矿化度及Cl-、Na+浓度将可能降低。
4 结语
综上分析,高1井热矿水具有良好的热储藏条件,热矿水为1 600 m左右深度的茅口组和栖霞组地下水,属于地压地热型。上覆峨眉山玄武岩、沙湾组及飞仙关组泥岩为其地热盖层。补给区位于二峨山背斜近核部的茅口组和栖霞组出露地带,大气降水入渗后,沿层间裂隙及岩溶孔隙顺层径流至高桥地区深部形成热矿水,并混合原生海相沉积水后,呈现矿化度及Cl-、Na+浓度较高的特征。预测开采过程中浅部地下水可进一步起到稀释Cl-、Na+浓度的作用。经地下水的补给量及径流量估算,推测热矿水长期开采过程可以形成深部地下水稳定径流,不会造成热矿水枯竭。该研究对高桥及峨眉山地区热矿水开发具有一定的参考意义。
摘要：峨眉山高1井位于峨眉山市高桥镇。热矿水含水岩层埋深1 600 m左右,属于地压型地热资源,水化学类型为Cl-Na型水,Cl-、Na+浓度高,与区域水化学类型有明显的差异。该文分析了岩性、构造等热储藏条件,论述了热矿水成矿模式,并估算了补给区大气降水入渗补给量及高1井径流水资源量。在此基础上分析了高1井热矿水Cl-、Na+高浓度成因。
关键词：热矿水,成矿模式,水质成因
参考文献
[1]林耀庭,何金权.四川省岩盐矿产资源研究[J].成都:四川地质学报,2003,23(3):154-159.
[2]沈照理,朱宛华,钟佐燊.水文地球化学基础[M].北京:地质出版社,1993:114-115.
成矿成因 篇10
1、区域地质背景
北祁连西段即北祁连加里东期造山带西段, 北西以阿尔金走滑断裂、北东以祁连山北麓山前断裂为界。大地构造上处于华北板块、塔里木板块和祁连山造山带的交汇部位[6] (如图1) , 是成矿的有利地段。
1—北祁连造山带;2—中祁连隆起;3—南祁连造山带
1.1 地层
区域出露地层主要有太古宙—古元古代敦煌岩群、寒武纪黑茨沟组、奥陶纪阴沟群、妖魔山组、石炭纪羊虎沟组及第四系等 (见图3) 。敦煌岩群分布在鹰咀山南及北西一带, 为变质较强的中、高级区域变质岩。黑茨沟组为区内主要地层, 分布于鹰咀山一带, 经历区域浅变质作用, 为一套碎屑岩—碳酸盐岩—海底喷发岩建造, 鹰咀山金矿赋存于该地层中。阴沟群分布较广, 出露于青石峡、寒山及朱家大山一带, 属地槽型海底喷发岩建造, 寒山金矿赋存在该地层中。第四系广泛分布, 为一套冲、洪积砾石、碎石、黏质砂土组成, 多产砂金[2,6,7,8], 如图2。
(图中方框为鹰咀山金矿区)
1.2 断裂构造
区内断裂构造发育, 在区域构造演化中起着重要的控制作用, 与金、铜等矿产成矿关系密切。
NEE向阿尔金大断裂多期次活动控制本区古生代以来的沉积建造和岩浆活动。既是华北板块与塔里木板块的分界线, 又是重要的控矿构造。近年发现的鹰咀山、寒山及车路沟金矿与其有关。
N W W向断裂遍布全区, 某些为重要的控矿构造。在阿尔金断裂南北两侧分布, 且最终归并于阿尔金断裂, 是成矿有利部位。沿断裂带有寒山金矿、鹰咀山金矿等矿床聚集[2,6,7,8], 如图3。
1.3 侵入岩
区内侵入岩广泛分布, 与矿化作用关系密切。区内有吕梁期、加里东期、华力西期基性、中酸性侵入岩。以加里东期岩浆活动最强烈。
鹰咀山辉长岩体呈N W W向展布于鹰咀山一带, 受北西西向断裂控制。岩体中分布有超基性岩脉。原岩矿物已蚀变为蛇纹石、绿泥石、碳酸盐等。岩体中富含铬铁矿, 自然金、黄铜矿、白钨矿等副矿物。据前人分析研究, 该岩体与鹰咀山金矿成矿关系密切。
角闪岩体出露于鹰咀山西北, 面积较小。岩石沿裂隙具斜黝帘石, 褐铁矿及绿帘石等次生蚀变。
巴个峡—疏勒河口花岗闪长岩体主要见于鹰咀山西北及红口子煤窑西, 沿阿尔金大断裂呈线状分布。人工重砂结果表明岩体中含有自然金。该岩体对车路沟金矿具有明显的控制作用[2,3,4,7,9], 如图3。
1.4 火山岩
北祁连西段已知主要工业金属矿床 (Ni、Cr除外) , 几乎全部产于火山岩系或火山—沉积岩系内。火山岩要形成于寒武纪和奥陶纪, 但构造环境不同。寒武纪火山岩产于大陆裂谷环境;奥陶纪火山岩产于沟弧盆系的岛弧环境[2,6]。
1.5 区域矿产
北祁连西段矿产资源丰富, 已知矿种有煤、铁、铬、铜、铅、锌、钨、钼、砷、汞、铌、钽、稀土元素、铀、钍、砂金、银、砂铂、黄铁矿、硫、含钾岩石、石棉、滑石、蛇纹岩、石灰岩、白云岩、石膏等2 7种。已发现的矿床、矿 (点) 达200多处。以铁、铜、钨、金、银、铅、锌矿等为主[10]。
(引自甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院[8])
1、第四系;2、石炭纪养虎沟组;3、奥陶纪妖魔山组;4、奥陶纪阴沟群;5、寒武纪黑茨沟组;6、太古宙—古元古代敦煌岩群;7、华力西期花岗闪长岩;8、华力西期角闪岩;9、加里东期斜长花岗岩;10、加里东期辉长岩;11、加里东期英安斑岩;12加里东期斜长花岗岩;13、吕梁期片麻状花岗岩;14、石英脉 (含金) ;15、石英脉;16、超基性岩脉;17、寒山金矿床及编号;18、鹰咀山金矿床及编号;19、小型锰矿床及编号;20、小型磁铁矿、赤铁矿床及编号;21、煤矿点及编号;22、正断层及产状;23、逆断层及产状;24、性质不明断层;25、推测断层;26、1:10000草测范围;27、矿区范围
2、区内主要金矿床成矿流体特征
在地质作用过程中, 地质流体是当前地球科学研究中的热门课题之一, 而成矿流体是与成矿有关的能流动的物质, 是一种特殊的地质流体, 富含挥发分和较高的卤素组分, 是地质流体研究的主要方面, 是解决矿床形成中成矿物质来源、运移、聚集继承的关键和核心[1 1]。
2.1 成矿流体物理化学性质及成矿深度
毛景文等[3,4]及夏林圻等[2]分别对各金矿床进行流体包裹体研究。仅获得寒山、鹰咀山、车路沟金矿流体包裹体数据 (表1) 。均一温度分别为鹰咀山 (170~358℃) 、寒山 (170~310℃) 、车路沟 (137.6~199.4℃) 。虽然各矿床成矿流体均一温度不同, 但均为中低温或低温, 说明区内金矿床形成温度较低。据均一温度及冰点可算出成矿流体盐度和密度[24]。各矿床流体盐度分别为鹰咀山 (4.5~7.0%) 、寒山 (5.4~10.5%) 、车路沟 (9.37~11.83%) , 属于低盐度成矿流体。密度分别为鹰咀山 (0.65~0.93g/cm3) 、寒山 (0.69~0.98 g/cm3) 、车路沟 (0.982~1.006 g/cm3) , 属于低密度流体。成矿压力范围分别为鹰咀山 (12~60Mpa) 、寒山 (6~20Mpa) 、车路沟 (38~50Mpa) , 由此换算得成矿深度为鹰咀山 (0.4~2km) 、寒山 (0.2~0.67km) 、车路沟 (1.27~1.83km) , 表明区内主要金矿床为浅成成矿作用。综上所述, 区内金成矿流体具中低温、低盐度、低密度等特征, 且属浅成环境。
2.2 成矿流体来源
通过氧同位素组成 (见表2) , 可有效地判别成矿流体的来源。鹰咀山金矿氧同位素组成为δ1 8 O H2O=1.8 3‰~3.0 4‰ (含矿) , 4.33‰~6.03‰ (无矿) [2]、及3.6‰~7.4‰[3,4], 推测流体主要为岩浆水混入少量大气水。关于寒山金矿成矿流体来源, 毛景文等[3,4]和夏林圻等[2]观点不同, 毛景文等[3,4]认为寒山金矿成矿流体主要为岩浆水混有少量的大气水 (δ18OH2O=4.7‰~7.7‰) , 而夏林圻等[2]则认为主要为大气水混有少量岩浆水 (δ18OH2O=-2.51‰~5.56‰) 。经分析研究, 本文认为寒山金矿成矿流体主要为大气水并混入少量岩浆水。车路沟金矿成矿流体主要为大气水混入少量岩浆水, 氧同位素组成为-6.58‰~-2.03‰[2]和-3.8‰~3.4‰[3,4]。本区各金矿床中未发现变质水参与成矿的证据。综上所述, 本区金成矿流体主要有岩浆水和大气水, 不含变质水。
2.3 成矿物质来源
由于金具有亲硫性, 可通过矿体中载金矿物硫同位素示踪效应, 判断物质来源。区内各金矿床硫同位素组成见表3, 鹰咀山金矿δ34S为+2.25‰~+8.93‰, 推测硫主要为深部来源且金主要来源于超基性岩和容矿火山岩[2,6];寒山金矿硫同位素 (δ34S) 组成为-1.9‰~+3.31‰[2]和-1.9‰~1.7‰[3,4], 由此判断寒山金物质来源为容矿中酸性火山岩, 并有少量基底陆源物质参与[2];车路沟金矿硫同位素组成为-3.84‰~+3.20‰, 推测硫主要为英安斑岩或深部岩浆房提供, 而金则可能来源于奥陶系火山岩、火山碎屑岩和英安斑岩[2,12]。
3、成矿时间及矿床成因
3.1 成矿时间
北祁连西段主要金矿床成岩成矿年见表4。夏林圻等[2]通过全岩Rb-Sr等时线法对鹰咀山金矿含金硅质岩进行定年, 结果为413±5Ma, 属于加里东晚期至留纪末期。夏林圻等[2]和宋忠宝等[13]使用Rb-Sr等时线法对寒山金矿黄铁绢英岩进行定年, 表明寒山金矿形成时间为339±10Ma, 而夏林圻等[2]和毛景文等[4]分别对寒山金矿11号含金石英脉进行Rb-Sr等时线测年, 但结果却不尽相同, 分别为395±46Ma和303±10Ma。, 毛景文等[4]将303±10Ma解释为成矿流体与成矿环境中来自围岩的Rb-Sr同位素系统之间发生了混合作用, 而宋忠宝等[13]认为该年龄为成矿晚期年龄。毛景文等[4]通过云母K-Ar法对寒山金矿黄铁绢英岩进行定年, 结果为213.95~224.44Ma, 并将其解释为寒山金矿的成矿时代, 本文认为可能是更晚期的变质作用年龄, 属蚀变年龄[13]。本文认为寒山金矿成矿时间为395±46Ma~303±10Ma。此外, 夏林圻等[2]和宋忠宝等[14]还分别通过Rb-Sr等时线法和锆石U-Pb法对车路沟金矿含金石英脉和容矿英安斑岩进行测年, 年龄分别为253±61Ma和427.7±4.5Ma, 并推测车路沟金矿成矿时间为350~410Ma。
3.2 矿床成因
鹰咀山金矿围岩为寒武系黑茨沟组, 顶板为粉砂质板岩, 矿体就位于火山岩与板岩之间, 板岩起了隔挡屏蔽作用, 板岩与火山岩接触带处金矿化最强, 两侧具有宽几米的褐铁矿化。底板为凝灰岩、凝灰熔岩等 (图4) 。控矿构造为NE向左旋阿尔金走滑断裂、N W W向区域性断裂及近S N、N E向脆性断裂;矿化类型主要为蚀变岩型, 穿插少量石英脉型。矿石矿物主要为黄铁矿, 含少量黄铜矿、方铅矿和毒砂等, 矿化分带不明显;围岩蚀变有硅化、绢云母化、蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化等, 具明显分带 (图5) 。成矿物质来源为超镁铁岩, 成矿流体以岩浆水为主混入少量大气水。成矿流体具中低温、低盐度、低密度等特征, 属与超镁铁岩有关的中低温热液蚀变岩型金矿[2,15,16,17]。
对寒山金矿成因的认识, 目前主要有韧脆性剪切带型[3,4,18]、低温热液构造蚀变岩型[2,13]、火山岩区剪切带构造蚀变岩型[1,19,20]和成矿晚于剪切作用但与其密切相关的构造蚀变岩型[5]。综合起来主要有两种, 即剪切带型和构造蚀变岩型。本文认为寒山金矿应为构造蚀变岩型金矿, 主要证据有: (1) 寒山成矿年龄为395±46Ma~303±10Ma, 与矿区南侧花岗闪长岩成岩年龄 (347.1±6.4Ma) 相近, 但后者几乎无任何变形痕迹[2,13], 表明蚀变与矿化是韧性剪切期后“构造崩塌”的产物; (2) 含矿石英脉结构均一, 既没有“S”形弯褶形态, 又没有粒内应变构造、核幔构造及显微S-C面理等韧性剪切显微组构; (3) 何邵勋等[21]认为, 韧性剪切期间不可能发生大规模的流体活动, 通常是在剪切活动趋于停止时, 应力释放发生“构造崩塌作用”导致产生脆性裂隙和流体突变性地剪切带迁移和对流形成退化变质带和蚀变带, 而寒山金矿则发育规模宏大的蚀变带, 说明矿化时曾发生大规模的流体活动。矿石矿物以银金矿、辉银矿、毒砂、砷 (银) 黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、重晶石等低温矿物为主;脉石矿物石英颗粒细小, 呈玉髓及微晶状产出;蚀变具明显分带, 从矿体中心向两侧分别出现硅化→绢云母化→黄钾铁矾化→碳酸盐化→绿泥石化等[1,2,19,20]矿体具脉状、条带状构造及交代结构;氧同位素显示成矿流体以大气水为主, 混入少量岩浆水;流体包裹研究表明成矿流体具中低温、低盐度和低密度特征;硫同位素研究表明成矿物质来源于容矿火山岩。综上, 寒山金矿可能为与剪切裂隙带密切相关的浅成中低温热液构造蚀变岩型金矿床。
车路沟金矿具有斑岩金矿和浅成低温热液金矿床的双重特性。一方面, 含金石英脉在空间上和成因上与英安斑岩有关, 且成岩与成矿时间时差大;石英结晶颗粒粗大, 流体包裹体个体较大, 类型复杂, 含有较多的C O2包裹体[2];与其共生的金属矿物有黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、辉碲铋矿等;成矿元素具深源岩浆属性;成矿流体以大气水为主, 混入少量岩浆水;矿化元素组合为AuC u-B i-T e等, 这些特征与斑岩型金矿相似。另一方面, 矿体均为呈大脉状产出的含金石英脉;成矿方式以充填作用为主;围岩蚀变以绢云母化、绿泥石化、硅化为主;成矿流体为低—中等盐度的大气降水, 混合有少量岩浆水, 成矿温度小于200℃, 这与浅成低温热液型金矿床相似。因此, 车路沟金矿为与斑岩有关的低温热液型碲金矿床[2, 22, 2 3]。
4、结论
(1) 本区金矿成矿流体具中低温、低盐度、低密度等特征, 且成矿深度具浅成特征。
(2) 本区金成矿流体主要有岩浆水和大气水, 不含变质水。
(3) 鹰咀山金矿成矿流体中硫主要为深部来源且金主要来源于超镁铁岩;寒山金矿成矿物质来源为容矿中酸性火山岩, 并有少量基底陆源物质参与;车路沟金矿硫主要为英安斑岩或深部岩浆房提供, 而金则可能来源于奥陶系火山岩 (阴沟群) 、火山碎屑岩和英安斑岩。
(4) 鹰咀山金矿成矿时间为413±5Ma, 寒山金矿成矿时间介于395±46Ma和303±1 0 Ma之间, 车路沟金矿成矿时间为350~4 1 0 M a。