对主要成矿系列和矿产类型的研究与剖析

矿床成矿系列划分~

矿床成矿系列是指在一定地质单元中和在一定地质发展阶段，与一定地质作用有关的不同地质演化阶段，在不同地质构造部位形成有相互成因联系的不同矿种和不同类型的一组矿床。这是程裕琪、陈毓川和翟裕生等矿床地质学家提出的矿床学新概念（1974，1985，1987，1994）。它冲破了以单个矿床、单一成因和单一类型为研究思路的束缚，将其拓宽到矿床的区域性研究范畴，从而代表了当代矿床学研究发展的新趋势和矿床学研究的前沿内容。以矿床成矿系列的观念，针对某一地区错综复杂的成矿地质条件和矿床地质特征进行综合研究分析，才能“纲举目张”，对矿床成因分析、远景评价、成矿预测和整装勘查工作部署都具有重要意义。
成矿系列研究是将传统矿床学对单一成因、单一类型和单一矿床成矿模型的研究，扩大到区域的、综合的以及多维演化过程的研究领域，对整个成矿过程、成矿要素、成矿机制和矿床空间分布、不同矿床间的联系等做出更为科学性的诠释，从更高层次探讨矿床学基础地质问题和成矿学的理论问题。这是当代矿床学研究的发展前缘和重要途径，对提高地质找矿的预见性，具有更为重要的实用意义。
裴李宣和赵善付等（1988）曾将山西与岩浆活动作用有关的矿床，根据岩浆的酸碱度、产出的相深条件和成矿专属性以成矿岩石类型区分为11个成矿系列；陈平，陈俊明（1996）将山西与岩浆活动作用有关的矿床区分为12 个成矿系列。其中将与燕山期岩浆热液活动有关的矿床划分为5个成矿系列和11个矿床成矿亚系列（表5-1）。
在前人所有工作的基础上，通过对典型矿床的剖析，根据各矿床类型与岩体的成因联系和空间关系，对晋东北地区中生代中酸性—酸性浅成—超浅成侵入岩、次火山岩和火山岩成因的多金属和非金属矿床成矿系列划分如表5-2所列。

表5-1 与燕山期岩浆作用有关的矿床成矿系列组合


续表

（据陈平等，1996）

表5-2 晋东北地区与中生代中酸性—酸性浅成—超浅成次火山岩浆活动有关的矿床成矿系列

4.2.3.1 成矿系列研究进展
地壳中各种类型矿床的出现，并不是孤立、杂乱的，总是有规律可循的（卢作祥等，1989），成矿系列研究“将传统矿床学着重对单一类型、单一成因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史的研究”，从更高层次上探讨矿床基础问题的成矿系列研究在当代成矿理论研究中占有重要的地位，能起到带动有关地质基础学科的作用（翟裕生，1992）。成矿系列研究是矿床学研究与找矿实践之间的桥梁，具有明显的指导找矿意义。
程裕淇等（1979，1983，1991）首先提出了成矿系列的概念和划分方案；陈毓川（1994）重新限定，指出“在一定的地质历史发展阶段所形成的地质构造单元内，与一定的地质成矿作用有关，在一定的地质构造部位形成不同矿种、不同类型而且有成因联系的矿床组合，称为矿床成矿系列。矿床成矿系列是四维空间中具有内在联系的矿床自然组合——一个成矿整体或成矿体系”。同时将成矿系列又增加了三个层次，从高到低其分类方案为：矿床系列组合、矿床成矿系列类型、矿床成矿系列、矿床成矿亚系列、矿床式（矿床类型）、矿床、矿床成因类型等共7个层次。关于成矿系列的内部结构，翟裕生等（2003）概括为物质的、空间的和时间的三类，各矿种、矿床类型间具有13种关联性。另外一些学者先后对矿床类型、成矿系列和矿床组合模式（章崇真，1983）、综合成矿系列的研究方法（李人澎，1991；金伟，1993；章少华，1993）、内生成矿系列和沉积成矿系列（王润民，1988；宋天锐等，1987）等有关问题做了专题研究。地区性（成矿带）的成矿系列研究取得了丰硕的成果，并且编制了部分成矿系列图（翟裕生等，1990；罗君烈等，1990；陈毓川等，1993，1998，2006；翟裕生等，1996；陈毓川，1999；裴荣富等，2008）。
成矿系列的深入研究涉及成矿系列的成因、形成过程和成矿动力学机制，从而发展到成矿系统研究（翟裕生，1994），它将对单个矿床的研究发展到对矿床共生、矿床组合的研究（冯建中，2000），以区域成矿构造背景、成矿系统和成矿演化为基础，有机地联系了各种控矿因素、成矿过程和成矿产物（翟裕生，1999），将成矿作用研究与区域地质背景和环境更紧密地结合起来，使对矿床的分类研究提高到一个较高层次（翟裕生，1993），成矿系统是矿床学向系统化、全球化方向发展趋势的一种表现（翟裕生，1999），也是“理想的地球动力学探针”（陈衍景等，2008）。我们认为，成矿系列更偏重于对矿床组合、成因、成因联系、时空关系等的研究，是与成矿有比较直接关系的那些内容，是大致一个比较内部的关系；而成矿系统则范围宽广，不仅包括矿床形成的系列内容，而且要从更宏观角度去研究，把涉及某一特定范围内的所有地质体、流体活动、地球物理地球化学等作为一个系统对待，内部的和系统外部关系，物质能量交换等都要研究。似乎前者更注重成矿的结果，而后者更偏重于整体过程；前者研究更专，后者研究更全。从系统论的观点看，成矿作用本身就是一个系统。成矿系统中构造和流体发挥着重要的作用（翟裕生，1996）。成矿系统与外部环境发生物质和能量的交换，就可以形成一系列矿产即成矿系列。
今后矿床成矿系列研究应主要包括：①成矿系统的研究；②不同成矿构造环境下成矿系列的特殊性研究；③不同时期成矿系列之间的关联性研究；④成矿系列研究与找矿实践相结合的研究；⑤多种方法、技术、手段在成矿系列研究中的综合应用问题；等等。
4.2.3.2 胶东地区中生代有色金属贵金属成矿系列研究现状及存在问题
胶东地区成矿系列的研究应该说起步也较早，姚凤良等（1990）对胶西北脉状金矿的研究实际上也已经多少涉及成矿系列的研究。邓军等（1999）对胶东金矿构造演化与成矿动力学进行了分析，提出胶东金矿中区是典型的剪切带构造成矿系统，是区域尺度地质作用的产物，其形成与演化有着深部壳-幔结构原因，其形成、演化与太平洋区板块俯冲碰撞及郯庐断裂带的形成、演化紧密相关。后期，分别从全区和局部，对金矿成矿控矿系统进行了相关研究（邓军等，2005；韦延光，2005；郭涛等，2007；郭春影，2009）。成矿控矿因素研究之外，金矿成矿作用及矿床成矿系列研究工作包括：张连昌等（2002）根据产出位置和矿石类型不同，将胶东金矿划分为3 种矿床类型和3个成矿亚系统。于志臣等（2008）对胶莱盆地东北缘地区金矿进行系统研究后提出了“树状成矿系统”，刘玉强等（2006）也做了相似研究。孙丰月等（2011）较为系统地研究了福山北部地区成岩成矿条件，提出了该区成矿系统的概念，丁正江等（2011）对该区铜钼铅锌多金属矿床成矿系列进行了归纳总结。单伟等（2011）对胶东金矿成矿系统进行了分析，并作了较为系统的成矿作用总结。李杰（2012）在其博士论文中对胶东地区金铅锌银钼多金属矿成矿做了对比研究，提出该区中生代燕山晚期成矿与伟德山花岗岩有密切关系的结论，实际上也是从系统论出发作出的一次较为宏观的研究。
1995年，孙丰月等在其《胶东地区金矿成矿地质条件及幔源C-H-O流体演化与成矿》著作中首次提出了胶东地区金矿成矿系列划分方案，共分为两大成矿系列3个成矿亚系列9个矿床式，是在全面系统地总结了该区金矿的成矿背景、形成条件、共伴生关系等基础作出的较为完善的金矿成矿系列划分，本次研究承续了该方案的基本思想。
刘玉强等（2006）完成的“山东省金、铁、煤矿床成矿系列及成矿预测”应该是首份该地区比较系统全面的金矿成矿系列的研究。该工作将胶东金矿划分为一个成矿系列（中生代燕山期鲁东重熔岩浆热液交代型金银矿床成矿系列）和分别以焦家式、玲珑式、邓格庄式、发云夼式、蓬家夼式、杜家崖式为代表的6个成矿亚系列，大致与目前工作程度相符，从找矿上起到了较好的指导作用，但一定程度上模糊了燕山晚期两期次主要岩浆活动的影响，从目前成岩成矿年龄的繁杂情况看，容易误导矿床成因的研究，从而可能形成野外找矿方向的偏差。
2001年完成的“中国成矿体系与区域成矿评价”项目的子课题成果——《山东省主要成矿区研究报告》，由艾宪森等对全省金属非金属矿产以成矿作用为依据，划分了14个成矿系列。其中，与本研究区有关的包括与中生代燕山晚期浅成—超浅成中酸性侵入岩有关的铜钼金硫铅锌矿床成矿系列，与中生代印支期-燕山期侵入岩岩浆期后热液活动有关的铁（铜、钻、金）矿床成矿系列，与重熔岩浆热液有关、受印支期—燕山期浅成花岗岩控制的中—低温热液型金银矿床成矿系列等3个系列。该划分方案较为系统全面，但因为是从全省情况考虑，在兼顾鲁东、鲁西及郯庐断裂不同成矿背景成矿特征的同时，模糊了地区成矿的独特性，也模糊了时空关系，如，在该方案中不太容易一眼识别出具有胶东特色的胶西北地区金矿所属的成矿系列，不同时代成矿特征或者目前赋存特征，找矿潜力亦不易形成清醒认识，等等。
目前来看，胶东地区成矿系列研究工作，有较明显的特点，即研究工作主要集中于金，对于多金属成矿作用研究偏少；再者就是，缺乏一个综合考虑典型内生多金属矿床成矿背景、形成条件、相互关系、时空分布等因素的成矿系列划分方案，以便于形成一个有着鲜明时空脉络的，能够宏观和微观相结合、系统性与特殊性相结合、理论研究与找矿实践相结合的清醒概念。为此，本次研究针对胶东地区中生代贵金属有色金属矿床的成矿系列划分问题提出了一套划分方案。
4.2.3.3 胶东中生代贵金属有色金属成矿系列划分
划分思路：以成矿系统理论为指导，综合考虑各种成矿因素，凸显胶东金成矿地位，理论性与实用性相结合，便于指导野外找矿实践。首先按矿种不同划分为金矿成矿系列和多金属矿成矿系列；然后以成矿构造背景和矿床成因类型为依据，划分亚系列；再依据矿床具体控矿条件及矿床特征，划分矿床式。矿床式应具有鲜明的成矿特征，具有典型代表意义，且应具有一定的研究程度，一些过渡类型，如焦家式与玲珑式之间的混合类型不作为矿床式处理；金牛山式，主要因为其矿石中含有较多多金属硫化物，为区别于玲珑式而被命名为金牛山式（山东地质六队，1991；艾先森等，1992），但其成因相同，找矿标志一致，多金属矿化主要为受叠加成矿作用影响，故将其归为玲珑式，以便于简化概念，利于指导找矿实践；荣成涧北斑岩型铜矿点受勘查工作程度限制无法开展详细研究工作，虽作为斑岩型铜矿典型一例出现，但本次工作将其列入了斑岩型铜钼矿范围，放入了冷家式内。
划分结果：共将胶东地区中生代热液型贵金属有色金属矿床归结于受中生代活动大陆边缘洋壳俯冲过程控制的、与壳幔相互作用有关的热液脉型贵金属有色金属成矿系列组合，划分为两大系列5个亚系列15个矿床式（表4.8）。
表4.8 胶东中生代贵金属有色金属成矿系列划分一览表


（1）金矿成矿系列S1
包括3个亚系列，8个矿床式。
S1.1 造山型金矿成矿亚系列 产于燕山晚期洋壳俯冲造山、岩石圈剧烈拆沉、壳幔强烈作用背景下，与燕山晚期幔源C-H-O流体上升、分异演化成岩成矿作用密切相关。根据成矿深度分为中成矿床和浅成矿床两类，包括4个矿床式：
S1.1.1 焦家式——产于中生代花岗（闪长）岩中的破碎带蚀变岩型金矿床（中成矿床）；
S1.1.2 玲珑式——产于中生代花岗（闪长）岩中的石英脉型金矿床（中成矿床）
S1.1.3 盘马式——产于太古代TTG岩系中的石英脉型金矿床（中成矿床）
S1.1.4 岔夼式——产于太古代TTG岩系与粉子山群接触带中的金锑矿床（浅成矿床）。
S1.2 中低温热液脉型金矿成矿亚系列 产于燕山晚期洋壳俯冲造山背景下、受变质核杂岩构造体系控制的金矿床，包括3个矿床式：
S1.2.5 蓬家夼式——产于中生代断陷盆地盆缘变质核杂岩主拆离断层中的金矿床；
S1.2.6 宋家沟式——产于中生代断陷盆地盆缘变质核杂岩次级拆离断层中的金矿床；
S1.2.7 郭城式——产于中生代断陷盆地盆缘外侧构造破碎带中的金矿床。
S1.3（类）卡林型金矿成矿亚系列 产于燕山晚期洋中脊俯冲消亡岩石圈强烈伸展背景下、与大规模层间拆离构造有关的金矿床，包括1个矿床式。
S1.3.8 杜家崖式——产于碎屑岩和大理岩中的（类）卡林型金矿床。
（2）多金属矿成矿系列S2
包括产于伸展构造背景下的斑岩-矽卡岩型和中低温热液脉型2个亚系列，7个矿床式。
S2.4 斑岩-矽卡岩型矿床成矿亚系列 产于拉张环境下，与下地壳重熔型或壳幔混熔型花岗岩浆作用密切相关，分为160～155Ma、135～125Ma和115～110Ma三期形成，分别对应于燕山早期至燕山晚期的3期构造岩浆活动，包括4个矿床式：
S2.3.9 邢家山式——产于大理岩与燕山早期花岗岩体接触带的斑岩-矽卡岩型钼钨矿床；
S2.4.10 香夼式——产于灰岩与燕山晚期花岗质杂岩体接触带的斑岩-矽卡岩型铅锌矿床，下部为斑岩型铜（钼）矿床；
S2.4.11 冷家式——产于燕山晚期花岗岩体内的斑岩型钼矿床；
S2.4.12 南台式——产于隐爆角砾岩筒内的斑岩型铜矿床。
S2.5 中低温热液脉型矿床成矿亚系列 包括产于印支晚期后碰撞造山背景下的铍矿床、燕山早期被动陆缘转化为活动陆缘背景下的铜锌多金属矿床、燕山晚期强烈伸展背景下的铅锌银铜金多金属矿床，共3个矿床式：
S2.5.13 大疃刘家式——产于碱性花岗岩断裂带内的蚀变岩型铍矿床；
S2.5.14 王家庄式——产于老变质岩系（斑岩体外围）中的中低温热液脉型铜锌矿床；
S2.5.15 汤村店子式——受构造控制的热液脉型金铅锌铜多金属矿床。

5.5.2.1 昆北铜铅锌金银成矿系列主要矿床特征

主要矿床位置见图5.28,矿体特征见表5.12。

图5.28 西昆仑昆北陆缘裂谷主要矿床地位置图

5.5.2.1.1 大地构造位置

该成矿系列的代表性矿床产于塔里木古陆南缘晚古生代的裂谷系火山-沉积建造和陆源碎屑-碳酸盐岩建造之中。在裂谷系西段(昆盖山北坡)具有双峰式海相火山喷发-沉积环境,形成火山喷气-沉积的矿床(萨洛依、阿克塔什)和韧性剪切的构造蚀变岩型金矿(依买克)。裂谷系中东段火山喷出-侵入活动减弱,火山-沉积建造大量减少,但在陆缘碎屑岩-碳酸盐岩建造中仍可找到某些火山物质混入和海底喷流沉积的印记。尤其以火山喷发中心向东毗连的特格里曼苏铜矿较为明显。塔木、阿尔巴列克、卡兰古等多金属矿床赋存在含角砾砂屑的硅化大理岩、白云岩层位中,其成矿物质来源和热液系统虽远离火山成因,但仍保持一定的关系。昆北裂谷系可能由若干堑垒相间组成。

表5.11 兴都库什-西昆仑成矿省北中带区域成矿简表

续表

表5.12 兴都库-什西昆仑陆缘裂谷系铜、铅、锌、金主要矿床特征

续表

昆北裂谷系南侧毗连昆中复合岩浆弧,它是塔里木古陆南缘在早古生代发生的裂谷-岛弧带,又有晚古生代至三叠纪岩浆活动叠加。过去一般认为晚古生代昆北裂谷系始于泥盆纪,直接在塔里木古陆前寒武纪变质岩基底上发生发展。但实际上,部分区段位于早古生代弧后裂谷的位置,故晚古生代建造之下可能有早古生代新基底存在。

5.5.2.1.2 矿床类型

按容矿主岩性质可分为火山岩型铜矿、金矿,砂岩型铜矿和碳酸盐岩型铅锌矿、铅铜矿等。在火山岩-火山沉积岩系分布区,火山岩浆喷发-沉积更替的相对宁静期,形成有一定层位控制的铜硫矿床,容矿主岩是火山凝灰岩和喷气沉积岩(红碧玉岩)。一般说来,这样的矿产通常铜硫是成矿主元素,铅锌金银为主要伴生元素,并伴随较强的热液蚀变特征,已被人们认为与火山作用有关的成因类型。与阿克塔什铜矿相近的依买克金矿具有相同火山岩系背景,但受韧性剪切断裂的叠加控制,应为火山岩区构造蚀变岩型金矿,其形成时代比前者稍晚,但应归属准同时(华力西中晚期)。

对砂岩型铜矿和碳酸盐岩型铅锌、铅铜矿而言,要认定他们的真实成因、控矿因素、物质来源远比近火山岩型困难得多。一般说来,远火山岩型的沉积层控型铜多金属矿床容易认可为沉积型、沉积-热液复合的层控型,物质来源来自沉积作用或有深部热卤水叠加。从昆北裂谷带中火山岩型-砂岩型-碳酸盐岩型的矿床的系列分布特征而论,砂岩型铜矿含矿层位相当于下石炭统类复理石的含铁质、炭质、泥灰质、硅质和石膏层的碎屑-细碎屑岩建造,并具多层状矿化,矿体群带状分布特征。从时间上说,与萨洛依火山岩型铜矿同属下石炭世中晚期,从空间上说是火山活动中心沿裂谷东延部位。该含矿碎屑岩系不是红色岩系而是杂色岩系,容矿围岩为浅色的石英岩和砂岩层,在轻微变质的岩系中石英岩可能指硅质岩。容矿围岩的矿物成分中除主要成分石英外,其次有钾长石,酸性斜长石、硅质岩屑,常见有少量的白云母、绢云母、黑云母,胶结物主要为硅质,黄铜矿呈单粒状分布在胶结物中,由此可见,它的成矿环境不是一般滨海相砂岩铜矿,而是远火山成因类喷流-沉积层控矿床,在物质来源上与火山作用仍有较密切的联系。

塔木、卡兰古等碳酸盐岩铅锌矿床,就空间上而论位于离西部火山活动中心区的北侧分支裂谷中,就成矿时间而论,同在早石炭世。含矿围岩以碳酸盐岩(泥灰岩、砂质灰岩、白云岩、白云石化灰岩)为主,夹砂岩、页岩、千枚岩、石英岩(硅质岩)。含矿层往往包含于“角砾岩”层内,其形态与规模决定了硫化物铜铅锌矿体的层状、似层状、透镜状和厚度变化大,沿走向出现膨缩与分支复合特征。这种角砾岩或称角砾岩化碳酸盐岩夹在地层中,是整合接触关系,与地层同褶皱。就其成分而言,含矿层位中的围岩(白云岩)、角砾岩、矿石三者的化学分析数据表明主要成分(碳酸盐岩)是一致的。除碳酸盐岩自身角砾外,还有石英质等砂砾外来成分。其来源可能是在喷流沉积过程中混入的火山-沉积物或裂谷带的碎屑流,还可能在海底热液系统作用下对含矿盆地爆破作用下形成内碎角砾岩,并由含矿热水的进一步胶结,包括硫化物充填于砂砾间隙中。在矿石的成份中,黄铁矿占有重要地位,围岩的黄铁矿化亦比较普遍,矿石组构上以条带-浸染状、细脉-浸染状为主,但含矿角砾状碳酸盐岩矿体层状、似层状,具有膨缩分枝特征。矿化分带具上铁(氧化铁相)下铜(铅锌)(硫铁相)的双层结构特征,亦伴有白云岩化、硅化、碳酸盐化,上述表明其不是正常沉积作用的产物,而是在海底界面附近含矿热卤水循环系统的结果,与海相火山成因喷气-沉积矿床在产生的物化条件上无多大差别。

同时应注意到,区域上,在该成矿带西延的北帕米尔地区,已发现拉乌努大型铜矿床(层控沉积型)及若干中小型铜矿床,主要赋矿层位是上二叠统海相碳酸盐岩、碎屑岩地层,与特格里曼苏铜矿床产出环境类似。而区内广泛分布的早石炭世双峰式火山岩系具有类似昆盖山北坡火山岩型块状硫化物铜矿床产出的环境,但由于受自然条件及研究程度限制,已发现的矿床(点)数较少且缺乏相关资料。因此,对昆北裂谷系喷气-沉积铜多金属成矿系列的研究,不仅对昆北地区找矿具有指导意义,而且对整个成矿带上进行成矿预测及境外找矿战略选区具有重要的意义。

5.5.2.1.3 昆北裂谷系喷气-沉积铜多金属成矿系列及综合成矿模式

在系统总结昆北裂谷系及其成矿特征的基础上,深化了对各类沉积层控型矿床认识及其时空分布与成因的联系,把它们归属同一成矿系列。为了更好地阐明其成矿环境、控矿条件、成矿机制和成矿规律,建立了昆北石炭纪海相火山岩建造、碎屑岩-碳酸盐岩建造铜铅锌成矿系列综合成矿模式(图5.29),并作如下说明:

图5.29 综合成矿模式图

1)深部岩浆房可理解为深部地壳或上地幔局部熔融处,构成成岩-成矿的物质源和热源,当裂谷带下切至此时,就有火山岩浆上侵和喷发,快速把深部物质运移至海底界面附近,大量的成岩、成矿发生,呈现“海相”火山喷气沉积成矿系列,并为远火山海底沉积建造成矿提供物质来源。

2)在同一裂谷系弱火山活动区段,呈现“大洋”成矿环境。除火山岩系不发育外,硫化物矿床的基本特征与火山岩区硫化物矿床并无大异,都具有喷气沉积成矿特征。这里要强调两点:一是从近火山成因类到远火山成因类,除容矿主岩有差别外,矿床金属组合类型从以铜硫型为主,到以铅锌为主。含矿层位都具有层控特征,在矿化蚀变中黄铁矿化具有较为重要的地位。二是,与火山岩源区相连的深部岩浆房在“大洋”区段的深部具有热引擎的作用,对形成深部热卤水和海水下渗循环浅部热卤水系统起到关键作用。比如,卡兰古铅锌矿床所在层位仍有顺层侵入的基性岩脉,表明成矿的热源和物流是存在的。当裂谷带生长断裂脉动减压时,深部热卤水可泵送至海底界面附近,亦可能促使火山岩区大量火山物质和热卤水等成矿物质随着火山作用引发的地震活动和生长性断裂的活化引起海底浊流,往更远的沉积岩区转移。

3)建立综合成矿模式的重要条件之一是它们的成矿时限的一致性,即限于石炭纪,特别是早石炭世中晚期。虽然矿床容矿主岩类型不同,但几乎属于同一含矿层位。

4)成矿模式为多元热流体复合成矿模式。火山岩系中韧性剪切带蚀变岩型金矿应是上述综合成矿模式的延伸。

5.5.2.2 昆中布伦口碳酸盐岩型铁-铜-金成矿系列

该成矿系列隶属兴都库什-西昆仑成矿省昆中复合岩浆弧西段布伦口地区,约有20多处矿床(点)较为集中分布(图5.30)。其中切列克契铁(铜)矿床、卡拉玛铜金矿床、卡拉库里铜金矿床和哈拉墩铁铜矿床是其代表性矿床(图5.30)。

图5.30 西昆仑木吉-布伦口铁铜金成矿带区域地质图(据孙海田等,2003)

5.5.2.2.1 矿床类型

目前已知最重要的金属矿床主要为元古宇层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床,另外还有显生宙与岩浆侵入活动有关的热液矿床等。层控碳酸盐岩型铁-铜-金矿床,赋矿岩系为元古宇含火山沉积细碎屑岩-碳酸盐岩建造,容矿主岩为由菱铁矿、镁菱铁矿、铁白云石组成的铁镁碳酸盐岩,还有少量长英质蚀变岩、石榴子石岩,位于含矿层位下部。以卡拉库里铜金矿床和哈拉墩铁铜矿床最为特征(图5.31,表5.13)。从表8.7所列原为长英质蚀变岩,原认为是坚硬的“铁白云岩”,现定为变晶屑(石英、长石)凝灰岩,其化学成分表明为细碧岩-石英角斑岩系的酸性端元的酸性火山凝灰岩,是基性(绿泥片岩)、中酸性(绢云母石英片岩)喷发沉积之后的酸性火山又喷发沉积,继而为层状、条带状大理岩层的覆盖。铁铜金成矿层位明显的处于大规模的火山喷发沉积作用之末向正常海相碳酸盐岩沉积的变更过渡期。酸性火山喷发-沉积的凝灰岩和热水沉积岩(富铁镁碳酸盐岩和层状矽卡岩)组成同一含矿层位。进而说明该类型矿床不是一般的碳酸盐岩沉积层控型矿床,应归于火山喷气-沉积层控矿床类型。

图5.31 西昆仑卡拉库里矿区地质简图

从图5.32、图5.33示表明,布伦口地区的铁铜金矿床有可能发生于红海型现代热液沉积,属热液沉积物。

5.5.2.2.2 成矿时代

本地区铁铜金成矿系列与元古宙变质岩系海相火山沉积建造、细碎屑岩-碳酸盐岩建造有关,具有一定的含矿层位和沉积-层控特征,因而成矿时代的确定离不开相关地层时代的确定。木吉-布伦口一带的布伦阔勒群由一套中高级变质岩系组成(由正副变质岩组成,前者以中基性火山岩为主)。在相关中高级变质岩之上为一套中低级变质岩系(片岩和大理岩)原岩为正常沉积岩夹火山岩;布伦口区层控碳酸盐岩型铁铜金矿床即产于该套中低变质岩系的下部,靠近与中高级变质岩系的接触带附近分布。中高级变质岩系应属古元古代火山沉积建造,而中低变质岩系可能属于中新元古代裂谷的产物。含矿层位为深海-半深海海底火山喷气沉积的水平建造地层。但地层时代问题是有争论的,曾有奥陶-志留纪的认定,在矿床类型上因而也有矽卡岩型、沉积变质型、热液型、层控碳酸盐岩型等诸多观点。

表5.13 昆中复合岩浆弧布伦口区铁铜金成矿系列矿床特征表

图5.32 西昆仑地区铁铜矿床不同沉积物的Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图(据Bonatti,1972)｜HN—水成沉积物;HD—热液沉积物;RH—红海现代沉积物;ED—EPR地区现代热液沉积物;1—切列克契菱铁矿矿床含硫化物块状菱铁矿石;2—切列克契菱铁矿矿床块状菱铁矿石;3—卡拉玛铜矿床矿体上盘铁白云石-镁菱铁矿石;4—卡拉玛铁铜矿床矿体下盘铁白云石-镁菱铁矿石

续表

图5.33 西昆仑地区铁铜矿床不同沉积物P₂O₅-Y图解(据Marching,1982)

据孙海田等(2003)提供的Sm-Nd同位素等值线测年资料(表5.14,图5.34),容矿的中酸性火山岩形成于中新元古代,年代在1200~810Ma之间。因而本书中仍坚持地层时代为元古宙,布伦口地区元古代的火山作用时代就是铁铜金成矿系列形成的时代。

表5.14 西昆仑卡拉库里容矿火山岩Sm-Nd同位素成分及年龄测定结果

区域上,在同一成矿带东延的苏巴什-塔什库尔干县一带,元古宇出露广泛,在古元古代布伦阔勒群中高级变质岩系(由正负变质岩组成,前者以中基性火山岩为主)中,已发现苏巴什铁矿、塔合曼铁矿、赞坎铁矿、乔普卡铁矿等多处沉积变质型铁矿床(点)。同一成矿带西延,该套地层自木吉向西延伸到境外,在阿富汗北部法扎巴德地区元古宇中已发现与中生代中酸性侵入体有关的矽卡岩型铁矿床(点)多处(Dozan-Dara(多扎赫达拉)、Kslawoch(卡拉沃什)、Syakh Jar(斯亚柯赫加尔)(图5.35)。在阿富汗中-东北部卡比萨-帕尔旺地区也已发现努克拉加纳、潘杰希尔、杜尔纳玛、哈扎尔、德赫克隆及萨拉杰等多处产于元古代沉积变质岩中的铁矿床(点)。因此,该类型矿床不仅在昆中元古代变质岩系中有较大找矿空间,而且与西兴都库什地区有对比的意义,在注意层控碳酸盐岩型铁铜金矿床的同时,应注意火山-沉积变质型铁矿及与中生代中酸性侵入体有关的矽卡岩型铁矿床的找矿信息。

图5.34 西昆仑卡拉库里容矿火山岩Sm-Nd同位素等时线图(据孙海田等,2003)

图5.35 兴都库什-西昆仑地区前寒武纪地层及铁矿床(点)分布图

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