侏罗纪—白垩纪与碰撞花岗岩有关的Sn-Cu(Fe)-Pb-Zn-Ag、Li-Be-Nb-Ta-W-Sn成矿系列
中国东南地区与燕山期大规模金属矿床成矿有关的火成岩类,按照岩浆岩成矿物质中的壳幔源物质贡献可以分为以下5类(前中生代火成岩在燕山期大规模成矿中构成基底或围岩,故不在下文讨论之列):
(1)二叠纪—早侏罗世(250~170 Ma)壳源花岗岩-流纹岩组合
主要分布于浙赣拗陷-北武夷、永梅拗陷和台湾太鲁阁变质岩带北部。浙赣拗陷-北武夷地区和永梅拗陷带,主要岩石类型为二长花岗岩-二云母花岗岩,前者ISr值>0.7109~0.7139,永梅带ISr值>0.709(0.7096~0.7318),INd值<0.51202(0.51169~0.51202);反映岩石具有壳源物质为主的特征。该类火成岩组合为印支期同俯冲碰撞形成的花岗岩组合,其对应的金属矿化特征不明显。太鲁阁带为变质富铝花岗岩,其ISr值0.7031~0.7062,INd值0.51210~0.51218,岩石属洋壳部分熔融与上地幔物质混合形成的同熔型岩浆岩系列,但其成矿作用不明显。
(2)早—中侏罗世(198~180 Ma)双峰式火成岩组合
该套组合主要沿萍乡-绍兴断裂两侧及北武夷(赣东北地区)、永梅拗陷分布,它们是印支期陆内俯冲之后拉张环境下的形成产物。赣东北地区火山岩由一套流纹岩-安山岩组合,岩浆演化具反序现象;侵入岩主要有石英闪长岩-石英二长闪长岩-角闪正长花岗岩组合以及斑状黑云正长岩-斑状黑云母石英正长岩-斑状碱长花岗岩-碎斑花岗岩组合(非造山A型花岗岩组合),这类岩石组合主要与区内铀矿、铅锌、铌钽矿床的关系密切。在永梅拗陷内,为在华力西—印支期滨海或海陆交互相沉积盆地基础上发育典型的“双峰式”玄武岩-流纹岩和相应出现的闪长岩-二长岩-花岗斑岩侵入岩组合;玄武岩的ISr值为0.7045,εNd(t)值-1.1,闪长岩-二长岩ISr值0.7041~0.7043,εNd(t)值+3.02~+4.74;流纹岩ISr0.7065,次花岗斑岩ISr0.7、εNd(t)值-0.98,同位素资料反映火成岩具有以亏损地幔的幔源物质为主的特点。在粤东有嵩溪银锑矿,闽西南安溪下西坑、华安绵良有火山喷发沉积型含钛贫磁铁矿层,在永定南部上下湖、鹞子岽有潜火山斑岩型-热液型锡和铜钼矿床。
(3)中—晚侏罗世壳幔混合源火山岩-花岗岩组合
中侏罗世火成岩仅见于浙赣拗陷与北武夷区(赣东北地区),晚侏罗世火山岩见于下扬子拗陷、江南隆起、赣东北地区和丽水-大埔断裂以东的沿海地区,该类火成岩系陆内陆壳挤压加厚(陆内俯冲碰撞?)过程中形成。
下扬子拗陷:主要产于下扬子拗陷中的相对隆起的铜陵地区,该类火成岩主要为石英闪长岩-石英二长闪长岩-花岗闪长岩组合,形成的矿床主要为矽卡岩-斑岩型-热液型,岩浆岩具有钾硅质异常演化特点,即岩浆自早至晚有硅质减少、钾质增高的趋势,但末期又出现硅质升高向过酸性岩浆岩形成而终结。在形成的矽卡岩型矿床中,赋矿层位主要有石炭纪黄龙组-船山组(冬瓜山)、二叠纪栖霞组(花树坡)、大隆组(老鸦岭、大团山)以及三叠纪青龙组(东狮子山、西狮子山、鸡冠山),成矿具有“多层楼”成矿特点。在冬瓜山深部层状矿体下部以及凤凰山深部的花岗闪长岩、石英闪长岩中则出现斑岩型矿化。在与该类岩浆活动形成的矿床系列中,常印佛等(1991)认为成岩过程中出现的富钾硅质组分中性岩浆的异常演变是与铜矿成矿具有密切的相关关系,可作为中酸性岩石是否成矿的最特征的标志之一。火成岩的同位素ISr值为0.7043~0.7077、εNd(t)值-6.3~-16.6,显示岩浆中具有较多的幔源成分是富集型地幔与亏损型地幔混合的结果,形成的矿床主要为铜金硫矿。
江南隆起晚侏罗世为一套高钾钙碱性中浅成-深成的花岗闪长岩类侵入岩,与此有关的矿产主要为多金属矿;其同位素的组成为:ISr值0.7085~0.7121,εNd(t)值-5.29~-8.01,为壳幔混合源成因特点。此外,沿下扬子拗陷和江南隆起的过渡带部位发育一套石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩类组成的斑岩带,构成了江南隆起两侧与赣东北对称分布的斑岩带,其中也陆续发现了一些具有工业意义的斑岩型金矿、铜矿,该带具有较大的找矿远景和深入研究的意义。该斑岩带的同位素组成为:ISr值0.7088~0.7101 ,εNd(t)值-6.1~-6.8,为典型的壳幔混合源成因的同熔型侵入岩,其同位素组成具有介于下扬子拗陷和江南隆起之间的特点。
在浙赣拗陷与北武夷区:为一套中酸性斑岩-潜火山岩带,石英闪长玢岩-英安玢岩-花岗闪长斑岩-斜长花岗斑岩组合,其中以花岗闪长斑岩为主,其时代主要为中侏罗世。火山岩主要为高钾流纹岩-英安岩-粗面岩组合,属高钾钙碱性系列,晚期出现橄榄安粗岩系列玄武岩-安粗岩组合。岩浆岩的ISr值0.70506~0.71069,εNd(t)值+0.71~-8.97,火成岩具壳幔混合源特点。该区火成岩受区内发育3条岩石圈尺度大型断裂带控制,相应形成了3条中酸性花岗斑岩-潜火山岩带。塔前-赋春断裂带有景德镇朱溪铜矿、乐平塔前钨钼矿、月形铜多金属矿、横路、弹前、下冲坞等铜矿点有关的斑岩,花岗闪长斑岩、斜长花岗斑岩体沿断裂带产出,在接触带内外形成一批中小型矿床;赣东北断裂带的上盘发育与铜钼钨铅锌金银矿床有关的燕山期中酸性浅成超浅成岩浆岩,有著名的德兴式斑岩型铜矿床、银山潜火山-斑岩型铜铅锌多金属矿床、东乡叠改型铜钨铁矿床等,矿床在花岗闪长斑岩、英安玢岩、花岗斑岩、石英闪长玢岩内或在断裂带及岩体内外接触带产出;萍乡-绍兴断裂带中酸性(偏中性)的石英闪长玢岩、安山玢岩及花岗闪长斑岩,有铜山、船坑、赛阳关等斑(玢)岩体,均分布在俯冲带的上盘,虎圩及柴古垅矿床产于燕山期赛阳关石英闪长玢岩岩体西南的舌状部位,属受岩体裂隙控制的中低温热液脉状金及铅锌矿床;虎圩矿区赋矿地层为上侏罗统火山岩,在石英闪长玢岩体与火山岩接触带的内带为主,上官铅锌矿床,也是产于石英闪长玢岩中。潜火山岩、斑岩随酸度增减有关的主产矿种也随之变化,石英闪长玢岩或安山玢岩(银山-赛阳关)以金、铜、铅、锌、银矿化为主;花岗闪长斑岩(铜厂)以铜、钼(金)为主;斜长花岗斑岩(塔前、善坑红)以钨钼为主。
在沿海地区,火山岩为一套安山岩-英安岩-流纹岩-碱长流纹岩组合,以英安岩、流纹岩为主;闽西南区侵入岩为黑云母二长花岗岩-花岗岩组合,ISr值0.7071~0.7110,εNd(t)值-5.6~-8.8。政和-大埔断裂以东的沿海地区为花岗闪长岩(英安岩)-花岗岩(流纹岩、碎斑熔岩)组合,它们的ISr值0.7051~0.7141,εNd(t)值-3.5~-9.9。晚侏罗世岩浆岩是本区金属矿产重要的成矿母岩,在永梅拗陷和武夷隆起区均为钨、锡、钼、铋矿产的主要成矿母岩,如行洛坑、岩背、松岭等斑岩型-热液型钨钼和锡矿床,沿海火山岩带有下溪底和银坑等火山热液型银和铅锌矿床。
(4)早白垩世壳幔混合源橄榄安粗岩组合
主要分布于下扬子拗陷和丽水-大埔断裂以东的沿海地区,该套岩石是燕山期从陆内挤压加厚玄武岩浆发生底侵作用的重要记录。
在下扬子拗陷,火山岩主要分布于庐枞、宁芜两个火山-沉积盆地中,岩石组合为玄武粗安岩-粗安岩-粗面岩,侵入岩为碱长辉长岩-辉石闪长玢岩-闪长玢岩组合,前者是铁、铜(金)的成矿母岩,如庐枞盆地的沙溪斑岩铜(金)矿,后者是铁、硫的成矿母岩,曾被命名为玢岩铁矿,在庐枞、宁芜盆地形成了与该类岩石组合有关的大型铁矿矿集区。同位素资料研究表明,其ISr值0.7063~0.7065,εNd(t)值+1.4~-12.2,反映岩浆具有亏损型地幔(DM)与富集型(Em2)混合以及这套橄榄安粗岩组合成岩物源主要来自地幔的特点。
在江南隆起中的早白垩世为一套钙碱性花岗岩类,与此有关的矿产主要是钨锡矿,如阳储岭钨锡矿、茅棚店和西坞口钨矿、青术下锡矿等。该类花岗岩的同位素组成为:ISr值0.7084~0.7203,εNd(t)值-4.89~-6.79,反映为壳幔混合源成因、以壳源为主的特点。
在政和-大埔断裂以东沿海带,为闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩-碱性花岗岩和双峰式玄武岩-粗面岩、碱流岩组合,它们ISr值0.7052~0.7090,εNd(t)值-1.3~-7.5;在永梅区为壳幔混合源-壳源(同熔型-重熔型)花岗闪长岩-花岗岩及双峰式粗安岩-粗面岩、流纹岩组合,它们的ISr值0.7066~0.7106,εNd(t)值-2.3~-7.9。白垩纪岩浆岩为本区铜、钼及铀矿的重要成矿母岩,在沿海带有岩浆型和斑岩型及热液型铜、钼矿床,如赤路(钼)、钟腾(铜、钼)和锦溪(铜、钼)矿床;在闽西南有斑岩-火山热液型铜、铜金矿床,如中寮-紫金山矿床,潜火山斑岩-热液型铀钼矿床,如古时背矿床;在闽北有火山热液型铀和铜矿床,如毛洋头和管查矿床。在沿海北东向火山岩带内部出现的两条北西向白垩纪次级火山岩带特别引入注目,上杭-云霄带与紫金山铜、金、钼成矿有关,浦城-宁德火山岩带则与钼(铜)有关,从二者对比可见(表5-2),除反映因晚期的剥蚀作用造成的因素外,火山岩带内的分段性可能反映了基底构造、岩浆房的横向迁移演化、壳幔相互作用变化存在联系。
表5-2 东南沿海白垩纪两条北西向火成岩带不同特征对比
(5)早白垩世以幔源物质为主的碱性(A型)花岗岩组合
主要分布在3个拗陷区内,它是典型拉张环境下的产物。侵入岩主要为碱性(A型)花岗岩组合,火山岩为双峰式组合。火成岩的同位素总体特征为:ISr值0.70301~0.71075,εNd(t)值-2.15~-10.11,总体反映为壳幔混合和以幔源物质为主的特点。以往对该类花岗岩成矿特点认识不够,仅仅了解到火成岩与铀矿化关系密切,但是近几年在浙赣拗陷中发现灵山-大茅山A型花岗岩带是一个重要的钽铌矿带,已经发现有黄山、松树岗等大型、超大型矿床,其次有钨锡铅锌矿化。
综上所述,中国东南地区火成岩成矿的特点可以概括如下:
1)多期次、多阶段的岩浆活动为成矿元素富集提供了物质基础,在区内漫长的地质历史中经历了多次构造运动场,伴随每一个构造活动都引发不同程度的岩浆活动,四堡期弧盆系岩浆岩、晋宁-澄江期大陆裂谷岩浆岩、加里东期同造山花岗岩、印支期同碰撞俯冲花岗岩、燕山期板内多阶段岩浆岩、喜马拉雅期陆内裂谷基性岩等多旋回、多阶段、多环境下的构造岩浆活动,使得上地幔和地壳(上、中、下)不同层次的物质迁移、传输、交换,特别是把深部大量的成矿物质带至地壳浅部直至地表,直接成矿或为成矿准备了充分的物质基础。就与成矿的密切关系而言,最重要的是燕山期壳幔混合源和幔源火成岩,岩浆将幔源成矿物质直接迁移、携带至浅部成矿,岩浆冷却结晶、分凝出的挥发份(流体)、热能参与浅表流体中形成与成矿有关岩浆-流体-成矿系统,不断地萃取围岩中的有利成矿元素参与成矿。其次,为前震旦纪的岩浆活动,中元古代晚期大规模的海相火山喷发产生了大量的细碧(玄武)质-角斑(安山)质火山岩和火山碎屑岩。这些夹于董岭群、麻源群、八都群、双桥山群、溪口群中的火山物质带来了丰富的Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb等成矿元素,使蓟县系的一些含火山物质层位中成矿元素预富集达高背景含量,营造了深断裂带两侧广泛分布的最重要的成矿建造——矿源层,为燕山期大规模成矿提供了物质准备,而青白口纪晚世早期裂谷期海相火山活动直接形成了铁砂街式、梅仙式铜矿床。
2)中国东部燕山期的大规模构造-岩浆活动是成矿最重要的地质条件。但显著的事实是:东南地区岩浆侵入活动有四堡、晋宁、加里东、印支等期,但金属矿成矿主要为燕山期,而区内燕山期花岗岩浆的成矿作用又主要是中侏罗世末—早白垩世早期,即燕山运动的高峰期至转型期。中生代火成岩形成及成矿时代上总体表现出以永梅拗陷为中心向东西两侧出现对称迁移趋势。自东向西迁移的变化:三叠纪一早侏罗世出现在永梅拗陷和武夷地区,至中侏罗世则出现在赣东北地区,晚侏罗世进入下扬子拗陷,在晚侏罗世之后全区才出现大面积、大规模的火山-侵入活动,而最终以碱性岩浆活动的出现标志拗陷区中生代火山活动的熄灭(表5-3)。中、新生代东南地区火山活动向东迁移是总体趋势,在永梅拗陷南东侧的潮安-陆丰一带出现的流纹岩时代为中侏罗世(165~175M),大面积火山-侵入活动在晚侏罗世—早白垩世,向东至台湾,那里的火山岩出现在新生代。东南地区火成岩这种空间变化不仅反映了其地球动力学环境的变化,实际上火成岩的时代迁移代表了成矿活动的时代迁移变化,它与整个中国东部在燕山期真正由特提斯构造域转变为太平洋构造域有关,而燕山早期仍保留特提斯构造仍然存在一定影响。
表5-3 中国东南地区中生代不同单元火山岩岩石组合及演化表
3)东南地区3个中生代拗陷带经历了早期陆内挤压收缩(具有陆内俯冲带性质)-晚期伸展裂陷的过程,大规模的火山岩喷发意味着这些拗陷带是岩石圈尺度的断裂带。在火成岩岩石构造组合和成岩物源特征均可反映,以幔源物质为主的火成岩主要产于拗陷带内,那里形成一套亲幔元素(Cu、Au、Fe等)矿产。而隆起区内,火成岩成岩物质主要来自壳源,对应形成的是一套亲壳源元素(W、Sn、Ag、Pb、Zn、Sb等)矿产。火成岩与成矿关系进一步证明拗陷带是区域岩石圈尺度不连续燕山期再活化的地带。
4)陆内挤压收缩与伸展的动力学变化制约了岩浆成矿类型及形成过程。以赣东北地区为例,区内不同构造岩浆带的岩浆岩成岩物源及背景不同,形成矿种也出现差别。浙赣拗陷带与铜金钼有关的中侏罗世斑岩-潜火山岩体成群成带展布在3条大断裂带/古俯冲带的上盘,岩浆岩起源较深,侵位较浅,以偏中性的花岗闪长(英安)质为主,属钙碱性系列,主要岩性和演化序列大体是闪长(玢)岩-石英闪长(玢)岩-石英二长闪长(玢)岩-花岗闪长斑岩(英安斑岩)-二长花岗(斑)岩。浅成相和潜火山相岩体多呈小型的岩株、岩墙、岩瘤、岩脉状产出,如邦彦坑、铜厂、富家坞、朱砂红、塔前等地的花岗闪长斑岩体和银山的英安斑岩体都属于这一类。这类岩浆岩岩浆起源于下部地壳或莫霍面的附近,源区岩石富含Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素和角闪石类、云母类等富H2O矿物。岩浆上升演化过程中同化部分上部地壳的硅铝层物质,当岩体在地壳浅部适宜的构造和围岩地段就位,富含成矿物质的热流体在岩体内外接触带扩散、运移、渗透、循环,并可从围岩中萃取成矿物质,造成广泛的蚀变和矿化,最终形成诸如德兴式斑岩型、银山潜火山热液-斑岩型这样的高位岩浆活动的热液型-斑岩型组合矿床。这就是沿深断裂带具有的Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag多金属成矿的最有利的岩浆活动条件。在断裂边缘的隆起区,晚侏罗世、早白垩世同陆内俯冲环境下的壳源浅色花岗岩组合与壳幔混合源(壳源物质为主)的中酸性斑岩有都昌阳储岭及潘村-段莘带、万年周坊-进贤带、北武夷带等,与钨锡矿床有关;沿武夷隆起前缘形成的壳源潜火山岩带则与银 、金、铅、锌有关。在陆内从挤压转变为伸展机制后,沿俯冲带有后造山期或非造山环境下的A型花岗岩侵位,并控制铌钽(钨锡铅锌)矿床的产出。
青藏高原自中生代以来,在南北向挤压作用下各地体逐次拼合、碰撞、挤压,随之地壳缩短、高原隆升的过程中,形成了东西走向为主的山系、河流、断裂,各地体明显地东西拉长,南北缩短,这种格局在地质图件上表现得十分突出,与其相应的是沿着若干边界断裂发育着基性-超基性岩、蛇绿岩等磁性岩石,形成了狭长的磁异常,这是众所周知的事实。区域负磁异常及相应的青藏高原磁场的东西分区预示着南北向构造的存在,这种在地表不甚明显的特征是否与东西向构造相矛盾,负磁异常形成的原因及其地质意义正是下面讨论的内容。9.3.1 青藏高原的航磁异常
综观青藏高原航磁ΔT图(彩图26)可以看到两种类型的磁异常,其一是非常突出的以近东西向为主的条带状、线状磁异常,通常沿高原的边缘以及各地体边界断裂分布,系磁性较强的基性-超基性岩、蛇绿岩等岩石引起的,这类地质体有的虽出露地表且有较大的延伸深度和长度,但磁异常狭窄、形状尖锐等特征表明主要是由相对浅层因素形成的,与断裂有密切关系(熊盛青,2001)。
另一类型磁异常是近年完成的青藏高原航磁测量的新发现(熊盛青,2000)。其磁场强度不大,但沿东西向明显将高原分割成三个不同强度的区段。首先是在东经88°~92°之间,东西可达300~400km,南北近400~500km范围负磁异常区,和100°~105°之间的北东向的正磁场区段,以及此两区段之间的过渡区段。它们的磁场特征很不同。这种区域性的差异是一定深度范围内磁性不均匀性的反映(熊盛青等,2001)。下面将对近南北向展布的负磁异常区段特征及其地质意义作进一步探讨。
在航磁ΔT图(彩图26)上可看出,该负磁异常位于青藏高原中部,青海西南部,呈长轴为NE向的区段,西界在木孜塔格—康若—达雄一线,东界在青藏公路西侧的康通湖—唐古拉山—麻青一线。在地质位置上,北以昆仑山断裂带为界,南至雅鲁藏布江活动带,包括可可西里、羌塘、拉萨等地块,基本上占据了青藏高原的腹地。负磁异常区以班公错-怒江断裂为界分布南、北两个部分。北部平静的负磁场区,异常强度为-20~50nT。南部是一系列强度较大、正负相间剧烈变化的线状或串珠状东西向磁异常条带,叠加在负磁场背景上。根据航磁资料进行化极向上延拓的换算,负磁异常的特征更加清晰,突出了它与周围地区磁场的差异(图9.3.1)。
图9.3.1 青藏高原航磁化极上延50km平面图(据航遥中心,2003)
9.3.2 负磁异常区地质背景
北部负异常区出露地层有三套:元古宙地层在改则—康若一带,为片麻岩、片岩等,出露范围狭小,磁化率为(1500~11000)×10-5SI,属强磁性;侏罗纪、白垩纪和三叠纪以海相沉积灰岩、砂岩为主,偶夹火山凝灰岩,属弱磁性;古近-新近纪与第四纪为陆相砂岩、粉砂岩及砂、砾、冰水沉积,广布全区,属弱磁性。岩体主要为燕山期花岗岩和第四纪玄武安山岩,前者多处于地体边缘部位,后者出露零星,磁化率变化范围在(10~6000)×10-5SI,属于中强磁性。
南部负异常区出露最老地层为元古宙念青唐古拉群,以片岩、片麻岩和混合岩为主;古生界为地台型碳酸盐岩、碎屑岩建造;三叠系以及上侏罗统和下白垩统为复理石和类复理石建造,夹少量火山岩;始新世—渐新世出现磨拉石建造。沉积地层均为无磁性或弱磁性,磁化率一般不超过30×10-5SI。其中火山岩虽具有一定磁性,但磁性强弱不均。部分变质岩磁性相对较大。侵入岩主要为闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩,磁化率在(1000~3000)×10-5SI之间;基性和超基性岩具有强磁性,磁化率在3000×10-5SI以上。
强磁性体所形成局部块状、线状、带状或串珠状的强磁异常只是局部的(强度一般为-100~-200nT,最大可达1200nT以上),在化极上延50km平面图(彩图27)上几乎衰减殆尽,即高频成分消失后,幅度较小的平静负磁异常特征却更加清晰,这说明负磁异常具有区域性深层的构造意义。
从彩图26、图9.3.1中所识别出的正负磁场区的大致范围,再与重力资料(彩图27)对比分析发现,在彩图26中所见到的南北方向的构造特征不单纯是局限区域磁场特征,在彩图27中东西向的重力异常特征也表现与负磁异常区存在着某种关系。在航磁图中的负异常区范围正是青藏高原Δg异常最低的地段,也是高原腹地地壳厚度最大的部位。并且重力负异常被南北向的构造线分割成若干块。
可以看出,所划出的南北向构造线实际上垂直于西藏南部边界断裂附近的弧状的航磁线状异常和重力梯度带,航磁和重力的弧状异常正是印度板块向青藏高原下面俯冲的前弧,事实上,在印度板块向北推进时,地壳和岩石圈不可能是平整地向前推进的。不同区段上地壳和岩石圈俯冲的速度,有快有慢,俯冲的深度,有深有浅,经受的压力作用有差异,从而造成了地壳与岩石圈在推进过程中的分裂,产生了同一地体在东西不同区段上的变化。由此,在地壳的厚度、成分及构造活动如热液和火山作用等方面都出现了差异。
9.3.3 构造力学分析
众所周知,印度板块与欧亚大陆碰撞是在燕山期—喜马拉雅期,最终在古近-新近纪完成对接(图9.3.2),在此构造活动中,印度板块各段以不均衡的速度向北推进,其构造活动前峰是在境外帕米尔高原区,并以大约60°夹角向二侧翼展开,其西翼在阿富汗、伊朗;东翼在我国西藏,因而碰撞带的不同部位应力场将有所差别。在前峰帕米尔一带以压应力为主体,而两侧处于复合应力场环境中。它一方面受突出前峰压应力的效应,在侧翼产生横向拉张,另一方面又受由南向北俯冲作用,在碰撞带上产生纵向挤压。前者随侧翼弧度加大而增强,后者随远离碰撞而减弱。
图9.3.2 帕米尔-青藏高原构造略图
青藏地区处于其右侧翼,在上述应力场作用下,藏南雅鲁藏布江一带,直面印度板块俯冲,以纵向挤压应力最明显,而藏北地区因远离碰撞带,纵向挤压逐渐减弱,而横向拉张则突出出来,将产生局部抬升与陷落的断块构造,使地层沿走向的厚度与埋深将发生很大变化,这种变化将直接影响地球物理场的性质。藏北负磁异常区即处于陷落的断块构造部位,它至少有两期活动,一是燕山期侏罗纪,厚度较大的含煤地层,另一是古近-新近纪至更新世,接受了厚度较大的陆相沉积,从而在陷落断块上覆盖了巨厚的无磁性或极弱磁性的沉积层,加大了下部磁性体的埋深,使区域磁场在陷落边界控制下形成了近于矩形的负磁异常区。这在航磁图(彩图26)与重力图(彩图27)上都很清楚。
值得提出的是,藏北地区纵向压应力仍然存在,并还在起作用。由于它向北应力大于向南,往往使岩层出现逆冲,而将深部地质体推到上部或表层。如负磁异常区内康若—切纳强玛一带出现了近东西向展布的元古宙片麻岩与片岩层,在磁场上显示了局部正磁异常,反映了磁性体埋深对磁场的影响。
青藏高原是多个地体由北而南逐步拼合而成的,各地体间东西方向存在相同的地质、地球物理特征,前面讨论的沿东西向划分的正负航磁异常区段,应该是发生在青藏高原各地体拼合之后,大约是在55Ma以后的时间里,随着印度板块向北的俯冲,在岩石圈推进和地壳缩短增厚过程中,在东西方向上千千米范围内产生了差异,这是因岩石圈的推进速度俯冲深度不均匀引发造成了地壳厚度、沉积岩厚度与岩性的差异,从而影响到区域磁场和重力场的异常特征。因此,可以说由负磁异常的讨论使我们更深刻地理解青藏高原地壳、岩石圈的复杂状况,需要分析地体拼合后地质体所发生的新变化,这个变化虽然是中上地壳磁性变化,都是来源于更深层的构造运动。
事实上,在地震探测中发现了负异常区与地壳Sn波缺失地区大致相对应(肖序常,1990);地震层析图上在此区段的深部200km上下发现了低速体(姜枚等,1998;薛光琦,2002),它们可能与地表火山活动、热液活动有关,也与部分熔融和各向异性变化有关,同时地壳的泊松比较高表明藏北地壳和上地幔存在的高温度低速体。这些深部因素都可能影响到地壳磁性的变化。
地震断层面解析结果表明,地震高压应力轴基本上垂直于弧形构造走向,中浅源地震受着深部共同因素影响(滕吉文,2002)。在震源机制的研究中发现,负磁异常区得到了拉长较强的P分量,向两侧则T分量加强(徐纪人,2000)。
我们再来分析图9.3.3的南北向构造,Harrison等人1995年就证实了亚东-古露这一最大裂谷(图9.3.3)始于11~8Ma前,并且8Ma时急剧扩张,其间扩张作用的加剧可能与气候变化和鳊洋形变在时间上吻合。Mercier等(1987)观察到喜马拉雅地堑的东西向扩张始于11~5Ma前。Yin等1994年在始于15~18Ma前的雅鲁藏布江缝合线附近发现了一组作为东西向扩张标志的南-北走向、分布稀疏的岩墙群。由于与边缘平行的拉张作用一直延伸到形变的前沿,最近的GPS测量也证实了这一点(Larjon等,1997),因此认为藏南与喜马拉雅地区发育的正断层具有相同的成因。根据Yin等(1994)所报道的表明东西向扩张的岩石墙群,这样在15~18Ma前已经在进行的扩张作用甚至可能早于18Ma前,正像多数俯冲带一样,原始的形变前沿在碰撞开始时就已弯曲。藏南北部的多数地堑似乎都被嘉黎元古断裂带截断了(Armijo,1986,1989)。如果将喜马拉雅和藏南的正断层定位于因印度岩石圈俯冲而发生基底剪切作用地区的上部,可以认为,喀喇昆仑-嘉黎断裂带标志着藏南地区强烈的基底剪切作用的北部终结线。
印度板块岩石圈进行大规模的俯冲地壳不会保持完整。更大的可能是印度板块地壳与地幔脱离开并融于西藏的加厚地壳中(Nalson等,1996)。部分印度板块的地幔在藏南之下沿一缓倾斜面继续滑动。在整个藏南地区下伏着高速的地幔,可能是印度地幔。而藏北地幔的地震波速度很慢(Qmens等,1997)。最大深度为90km的小地震仅在藏南有所发生,这表明一种相对较冷并能够维持剪切应力存在的上地幔环境(Chen等,1996)。
负磁异常区段形成的因素可能是多方面的,但主要是由无磁性或弱磁性盖层厚度增大而引起的,古近-新近纪以来碱性火山喷发及其热作用而引起退磁现象可能是其原因之一,但影响范围有限。
印度板块不均衡向北推进产生横向拉张造成地壳陷落,致使高原中段沉积盖层局部性增厚是负磁异常区产生的主要构造因素。
图9.3.3 青藏块体主要断裂构造简图
(一)亚系列的厘定
该系列主要成矿发生在侏罗纪—白垩纪碰撞造山阶段,形成的有银、锡多金属矿、稀有金属、钨、锡及水晶等矿产。按与成矿有关花岗岩浆侵入的构造环境、类型,以及成矿作用与矿产组合的差异,可将其进一步划分为两个亚系列,即:①雀儿山-格聂地区与碰撞期后花岗岩有关的Sn-W-Ag-Pb-Zn成矿亚系列;②雅江-九龙地区与同碰撞期后花岗岩有关的Li-Be-Nb-Ta-W-Sn-水晶成矿亚系列。
(二)雀儿山-格聂地区与碰撞期后花岗岩有关的Sn-W-Ag-Pb-Zn成矿亚系列
1.成矿地质背景
如前所述,产于德格-乡城断裂带与德来-定曲断裂带之间,呈NNW-SN向展布的雀儿山-格聂花岗岩带,各主要岩体为燕山期产物,总体具由似斑状钾长花岗岩→似斑状黑云母二长花岗岩和钾长花岗岩演化,属钙碱性岩系,偏碱性,具壳源(陆壳改造型)花岗岩特点,经综合判别为造山后花岗岩,其形成应主要与“义敦岛弧”与东部扬子陆块和西部藏东“江达弧”碰撞造山成地壳叠覆增厚有关。
各岩体侵入于上三叠统中,并形成了与之有关的Sn-(W)-多金属-Ag等系列矿产。与成矿直接有关岩体主要为似斑状钾长花岗岩、似斑状黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩及黑云母正长花岗岩,岩体所含Sn、Ag、Pb、Zn、Cu、W 等均高出克拉克值3~6倍,应为区内银、锡、多金属矿床的重要的矿源。
区内总体构造线方向为SN 向,甘孜-理塘和理塘-夏塞NW向的平移走滑断层穿切了早期形成的SN 向主干断裂和构造-岩浆岩带,在其构造交切(会)处,是银、锡多金属矿的富集成矿的最有利地段,遥感解译显示了十分清晰的环形影像。
根据矿产地产布特点、形成富集条件和找矿远景,可将其划分为两个远景区,即:石渠-德格银、锡、铜多金属远景区(北段)和义敦银锡多金属远景区(南段)。该次主要讨论义敦银锡多金属远景区(南段)。
1∶20万区域化探圈定综合异常38个,Ag、Sn、Pb、Zn异常17个,Cu、Au异常7个,Sn、W异常3个。异常均具高大全特点,峰值高,浓集中心明显,梯度清楚。综合异常面积23~180km2,元素重叠性好,异常带主要沿岩体外接触带呈NW向展布,与已知矿产地吻合性好。
在夏塞-玉忠一带,存在一条长百余千米,宽约50km的NNE向重力负异常带,含有两个负值中心,一个在夏塞-赤琼之间,一个在玉忠北东9km 处。夏塞矿床位于正负异常交界处。
本区磁场强度弱,北纬30°40′以南的大部分地区均处于航磁负异常区,30°40′以北地区为弱正磁异常区。亥隆、夏塞、砂西和杠日落等矿床都处于航磁异常的零值线上,措莫隆矿床接近零线。
区内已发现矿产地90余处,其中包括大型2个(夏塞、砂西),中型7个(硐中达、渣陇、措莫隆、连龙、亥隆、吕顶贡、热隆)和小型10个,其余为矿点、矿化点。矿种以银、锡、铅、锌、铜为主。成矿作用主要与白垩纪岩浆作用有关。矿床类型以接触交代型、热液型为主,次有云英岩型。矿体主要受NW 向构造控制,并围绕岩体外接触带分布。构造破碎带内发育硅化、碳酸盐化、矽卡岩化、云英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化。
目前已发现的矿床(点),大多数产于花岗岩岩体与围岩接触带及外接触带,距岩体最远的有5km。在义敦地区主成矿元素在水平方向,从岩体接触带向外有由高温富锡(热隆、脚跟玛)→中低温富银铅锌(夏塞、砂西)组合变化,矿床类型为接触交代型(措莫隆式)→热液型(夏塞式);在垂向上,自地表向下银铅含量逐渐降低,锌则逐渐升高并出现铜矿物,构成较完整的矿床成矿系列。这与国外的相似岩体所具有矿化水平分带和垂直分带特征,即远离岩体为Ag、Pb、Zn富集带,岩体接触带内与W、Sn、Mo、Bi富集带的特征相似。
区内多数矿产地为产于接触带的锡多金属矿和产于外接触带或远离岩体的银铅锌矿,但在岩体的内外接触带和近岩体的过渡带上,由于工作程度低,目前所取得的有关的矿化资料还很少,对成矿密切的母岩如昌多阔、辛果隆巴、措普、若洛隆、绒衣措、哈嘎拉、格聂等岩体深部的含矿性也未详细研究。
2.矿床式
(1)夏塞式银多金属矿
夏塞银多金属矿位于四川省甘孜藏族自治州巴塘县措拉乡境内,区内海拔为4450~5050m。
四川省地矿局区调队开展1∶20万义敦幅区域地质调查时(1980),在夏塞一带发现铅、锌矿点并圈定出化探异常。四川省地矿局化探队(1992)在夏塞外围圈出了银、铅、锌、锡、铜组合异常,经Ⅱ级查证发现夏塞矿床。四川省地矿局108队(1993~1999)开展普查,证实夏塞为一个大型岩浆期后热液脉型银多金属矿。近年来,四川省地质调查院在大调查中,又发现了与夏塞相同的砂西大型银多金属矿及脚跟玛、热隆和夏隆等银多金属大中型矿床。使之成为川西高原令人注目的多金属矿集区之一。
矿区大地构造位置位居西南三江构造成矿带中段,近SN向雀儿山-格聂花岗岩体群中段。赋矿围岩主要为上三叠统图姆沟组下段浅海-滨海相浅变质火山碎屑沉积岩系,岩性为变质长石石英砂岩、板岩和含流纹质火山碎屑砂岩。矿区断裂构造发育,走向以NNW 向、NW向为主,倾向SSW,断面呈波状,断层性质多为逆冲断层,并发育构造破碎带,破碎带宽5~30m不等,主要矿体(带)均受该组断层的控制,产状与断裂基本一致(图9-5)。
矿区侵入岩主要出露绒衣措和若洛隆黑云母二长花岗岩,两者具有相似的岩石特征;前者出露于矿区西南2km 处,后者出露于矿区的西侧,与夏塞银多金属矿床有密切的空间关系。绒衣措黑云母二长花岗岩体向北倾伏于矿区地层之下,出露面积122km2,大致呈NW向展布,岩石化学性质为高酸性、碱性和分异程度高的酸性岩,稀土元素含量和配分特征与“S”型花岗岩一致(胡世华等,1996),绒衣措花岗岩40Ar/39Ar结晶年龄为93M(a应汉龙等,2006)。
矿区内已控制16个矿体,沿NNW向断裂带呈大脉状、透镜状、囊状间隔产出,赋存于次级NW和NNW 两组断裂破碎带中,且近于平行分布,矿体在破碎带中具有尖灭再现、分支、复合、膨缩现象。矿体长30~2800m,厚度宽5~80m。其中(1)号矿体长2200m,厚度平均为1.8m,控制垂深213m,平均品位Ag为343.85×10-6,Pb 2.87%,Zn 2.65%。(2)号矿体长2800m,平均厚度1.51m,控制垂深274m,平均品位Ag为339.01×106,Pb 4.02%,Zn 1.23%。(14)号矿体长2200m,平均厚度1.37m,控制垂深169m,平均品位Ag 为465.97×10-6,Pb 6.58%,Zn2.85%。
矿区主要有4种类型的矿石:富银铅锌矿石、银铅锌矿石、银多金属矿石和银锌矿石。矿石具块状构造、斑杂状构造、条带状构造、角砾状构造、脉状-细脉状构造等。
矿石中主要金属矿物有如下5类:
图9-5 夏塞银多金属矿床地质简图
(据邹光富等,2002)
1—上三叠统图姆沟组第一段;2—上三叠统图姆沟组第二段;3—上三叠统图姆沟组第三段;4—上三叠统图姆沟组第四段;5—绒衣措黑云母二长花岗岩;6—矽卡岩;7—银多金属矿体及编号;8—逆冲断层;9—推测断层;10—平移断层;11—地质界线;12—矿带编号
含银矿物为深红银矿、辉锑银矿、银黝铜矿、银金矿;
硫化物矿物为磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、毒砂等;
硫盐矿物为柱辉铋铅矿、斜方辉铋铅、硫锑铅矿、黝铜矿、黄锡矿;
自然元素类为自然铋、铋锑矿、自然锑;
氧化物为锡石。
围岩蚀变以硅化、绢云母化、钠长石化、萤石化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化为主,次为角岩化、矽卡岩化等。矿化特征和围岩蚀变表现为从近岩体到远离岩体,具有水平分带的现象,即距绒衣措岩体较近(西南处),局部发育矽卡岩化,围岩蚀变以硅化、绢云母化和钠长石化为主,矿石含银较低,矿石矿物组合为复杂的锡石-硫化物;离岩体较远处(北东),围岩蚀变以绢云母化、萤石化和硅化为主,矿石含银较高,矿石矿物组合银矿物-硫化物,更远处为铅、锌、银矿化。矿体从中深部至浅部,围岩蚀变有帘石化变为硅化和绢云母化,矿石的铜含量逐渐降低,而银和铅的含量增高。
成矿作用过程主要包括了矽卡岩期、热液期及表生期3个成矿期,其中热液期是最重要的矿床形成时期,根据矿物组合、生成顺序和物理化学条件,可划分为四个阶段(胡世华等,1996):即氧化物阶段,早期硫化物阶段,晚硫化物-银阶段,碳酸盐化阶段。根据石英过剩氩和氩来源的理论分析,以及近年来测定的大量石英Ar-Ar年龄,并根据地质情况推断与成矿时代一致的报道(桑海青等,1994),夏塞银多金属矿床主要成矿作用阶段,即晚期硫化物-银成矿阶段的石英40Ar/39Ar年龄为75Ma左右,可以代表银矿化的时间(应汉龙等,2006)。矿床流体包裹体均一温度为95~230℃(邹光富等,2002)。矿石中的硫、铅同位素研究成果表明,硫可能来源于花岗岩和铅变质沉积围岩,矿石铅主要来源于上地壳,少量来源于下地壳。成矿作用与花岗岩浆作用有密切的关系(应汉龙等,2006)。矿床成因类型为岩浆期后中低温热液型银多金属矿床。
(2)措莫隆式锡多金属矿
措莫隆锡多金属矿位于四川省巴塘县茶洛乡境内。范围13km2,海拔3700~5401m。
该矿为四川省地矿局区调队在1∶20万区调时发现,1978~1982年和1987~1988年108、402地质队分别对措莫隆锡多金属矿区进行了初步普查和主矿体的勘探,储量规模达到中型(图9-6、图9-7)。
矿区出露地层为上三叠统中上段,为一套浅变质碎屑岩、中酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩,其中砂板岩含锡量较高,最高达90×10-6。区内褶皱断裂发育,主要构造线呈NNW-SN向,NNW-SN向次级断裂为主要的控岩控矿断裂。区内中酸性侵入岩和岩脉发育,主要有若洛隆和措莫隆似斑状黑云母二长花岗岩,为高酸度、碱性和分异程度高的酸性岩,具典型钾质演化系列,稀土元素含量和配分特征与S型花岗岩一致。同位素测定的成岩年龄为77~85Ma(侯立玮等,1994),93Ma(应汉龙等,2006)。
成矿作用主要发生在措莫隆与若洛隆似斑状花岗岩与图姆沟组碳酸盐岩和变质碎屑岩石接触带中,矿体围岩主要是矽卡岩、黑云透辉长英角岩、绿泥长英角岩、石英角岩及大理岩。矽卡岩以措莫隆花岗岩为中心,在2km 范围内呈环带分布,从花岗岩向外为内矽卡岩带(绿帘透辉矽卡岩和石榴透辉矽卡岩)→外接触带矽卡岩带(阳起透辉矽卡岩)→远接触带矽卡岩带(绿帘透辉矽卡岩和透辉矽卡岩)。含矿矽卡岩距花岗岩体0~500m,其产出受层间破碎带及岩性控制,多产于外接触带,少数产于内接触带及陡倾断裂带中。
已发现的含矿矽卡岩有37个,呈似层状、透镜状及不规则囊状、脉状等,产状与围岩一致,围绕岩体成群成带平行产出,走向NNW,与区域构造线一致。
已圈定25个矿体,其中长度大于1000m 厚度大于1m 者有12个,以措莫隆岩体为界,分为东西两矿带:东矿带发育较好,以锡矿化为主,矿体呈似层状、透镜状、及不规则囊状,具弯曲、膨缩尖灭再现和分支复合现象,矿带地表长80~650m,厚1.38~8.46m,最厚48.48m,Sn 0.1%~6.563%,最高13.32%;西矿带(于措莫隆与若洛隆岩体之间)以铜、锡、铅、锌矿化为主,矿体长40~120m,厚1~6m,Sn 0.005%~0.23%。
矿石类型以矽卡岩型锡石-硫化物型矿石为主,少量为云英岩型石英(萤石)型及镜铁-磁铁矿型铜锡矿石。主要有益元素为锡、铜、铅、锌和铂族元素。矿石具细粒晶结构、自形-半自形-他形晶结构及交代结构,浸染状构造及条带状、团块状构造。主要金属矿物有锡石、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、毒砂等;非金属矿物有绿泥石、绿帘石、石榴子石、透辉石、阳起石、萤石、石英、方解石、绢云母、长石、符山石等。
图9-6 措莫隆锡矿床地质略图
(据川地108地质队修改)
1—上三叠统图姆沟组;2—流纹质凝灰岩;3—中粒似斑状花岗岩;4—细粒似斑状二长花岗岩;5—矿化矽卡岩;6—实测及推测地质界线;7—侵入接触热变质带;8—推测压性断层;9—推测张性断层;10—侵入接触界线及产状
围岩蚀变按蚀变矿物组合由岩体内接触带→外接触带→远离岩体的水平方向显示水平分带,即内接触带主要是云英岩化、萤石化;外接触带以阳起石化、萤石化、硅化为主,次为镜铁-磁铁矿化、黄铁矿化;远离岩体主要是碳酸盐化、绿泥石化。锡矿化主要与外接触带阳起石化、萤石化、硅化关系密切。矿化表现为从花岗岩向外为Cu→Pb→Zn→Ag→Sn;垂向上从深部向上,依次为含锡磁铁矿→铜锡矿化及锡多金属矿化→锡铅锌银矿化。
矿床的形成大致可分为4个成矿期,6个矿化阶段,即:矽卡岩成矿期(早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩-磁铁矿阶段)→过渡期(锡石-萤石阶段)→石英硫化物成矿期(铁铜硫化物阶段、铅锌硫化物碳酸盐化阶段)→表生期(次生矿物阶段)。矿石石英流体包裹体均一温度220~450℃,矿床形成温度为中-高温。
图9-7 措莫隆锡多金属矿床地质剖面图
(据川地108地质队)
1—第四系残坡积物;2—长英角岩;3—黑云石英角岩;4—大理岩;5—石英角岩;6—斑点状石英角岩;7—透辉石英角岩;8—石榴透辉矽卡岩;9—阳起透闪透辉矽卡岩;10—符山石矽卡岩;11—碎裂岩;12—实测及推测断层;13—表内矿Sn>0.2%;14—表外矿Sn 0.1%~0.19%;15—细粒似斑状黑云二长花岗岩;16—细-中粒似斑状黑云二长花岗岩
根据硫同位素研究成果,δ34S均值为-4.5‰,具轻硫型特点,反映其岩浆硫源的基本特征,硫源主要来自地壳的下部。但含矿溶液δ34S值与矿体产出部位的不同而有所差异:靠近接触带的同一矿体的不同矿物,或不同矿体中的同种矿物,其δ34S值离差很小,表现出较高的均一性;远离接触带的矿体δ34S值变化范围很大,离差达18.77‰,反映含矿流体受围岩交代作用强弱而改变,显示有非岩浆硫源的参与(侯立玮,1994)。从矿体和岩体稀土配分极为相似,围岩Sn、Cu、Pb的高背景值判断,成矿物质主要来源于花岗岩体,部分来源于围岩。
(三)雅江-九龙逆冲-滑脱带与同碰撞期后花岗岩有关的Li-Be-Nb-Ta-W-Sn-水晶成矿亚系列
1.成矿地质背景
界于扬子陆块与甘孜-理塘断裂带之间,散布于雅江-九龙雅江复理石逆冲-滑脱带上三叠统内的花岗岩,岩性为白云母(二云母)花岗岩、花岗闪长岩,以及花岗伟晶岩等,为陆-弧碰撞及陆-陆碰撞期后陆壳重熔型花岗岩的组成部分,其同位素年龄主要介于210~110Ma之间,具Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、水晶等成矿作用。
含矿花岗伟晶岩母岩为二云母花岗岩。含矿岩体主要沿不同方向褶皱横跨叠加所形成的穹窿状背斜核部侵入,单岩体呈圆形、纺锤形产出,岩体边缘常具片麻状构造,显示为同构造侵位。成矿作用主要与花岗伟晶岩及岩浆期后热液作用有关。
含矿伟晶岩主要产于花岗岩母岩体顶部或内外接触带,属该成矿亚系列主要代表性矿床为:甲基卡伟晶岩型锂-铍-铌-钽-水晶矿床和赫德石英脉型钨-锡矿床。在道孚容须卡、哈若山,道孚-雅江长征、瓦多,九龙三岔河、洛木,石渠扎乌陇,以及研究区外的金川可儿因等地,亦有相关大中型矿床形成。
在以上各已知矿床中,含矿花岗伟晶岩脉多成群产出,伟晶岩的类型由母岩体中心向外,具由含绿柱石微斜长石钠长石型伟晶岩和钠长石型花岗伟晶岩→钠锂型花岗伟晶岩→含铌、钽花岗伟晶岩→石英脉的变化。
据初步统计,研究区及相邻地区迄今已发现锂铍铌钽、水晶矿产地30余处(包括了马尔康、金川地区),其中特大型1处,大型5处(包括石渠扎乌陇),中型3处,小型12处,其余为矿点。根据四川矿产储量平衡简表(2004)的统计,锂的总量居全国第三位。
2.甲基卡式伟晶岩型稀有金属矿
甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床位于四川省西部康定、雅江和道孚三县交界处,矿区面积60km2。海拔4300~4600m。
该矿床系由群众报矿(1959年),经四川省甘孜队和丹巴队检查评价后发现。1960~1962年甘孜队、402队进行了初步普查,1965~1972年404队完成了矿床的详查和主要矿脉的勘探。锂规模达特大型,伴生的铍等稀有金属储量也达到了大型规模。是我国规模最大,品位最富的花岗岩伟晶岩型矿床。
矿区出露地层为于上三叠统西康群变质砂板岩(图9-8),经历了多期变形-变质作用,发育与碰撞造山早期深层次滑脱-推覆有关的低压热流变质作用。深熔壳源岩浆底辟侵位-热隆伸展,同构造的动热变质和期后酸性岩枝及花岗伟晶岩侵位形成的热接触变质带与气热蚀变带发育,从岩浆穹窿边部到核部依次发育稳定的具环形分布和递增变质特点的绢云母带-绿泥石带→黑云母带→柘榴子石带→红柱石带→十字石带→矽线石带。
含矿花岗伟晶岩母岩为二云母花岗岩。含矿岩体常沿不同方向褶皱横跨叠加所形成的穹窿状背斜核部侵入,呈单岩体呈圆形、纺锤形产出,岩体边缘多具片麻状构造,显示为同构造侵位。唐国凡等人研究成果表明(1984),化学成分属硅铝过饱和、富碱、低铁、镁和K2O> Na2O;稀土元素及微量元素分析结果和稀土元素分布型式,主要显示地壳上部硅铝层富轻稀土,贫铕的特点;在Rb-Y+Nb和Rb-Yb+Ta关系图上,均主要落于碰撞花岗岩区。二云母花岗岩Rb-Sr年龄214.7M(a唐国凡,1984),K-Ar年龄变化于190~210Ma之间(1∶20万康定幅区调报告)。矿化伟晶岩为二云母分异演化的产物。K-Ar年龄变化于183~188Ma之间(1∶20万康定幅区调报告)、Rb-Sr年龄189Ma(唐国凡,1984),Ar-Ar变化于198.9~195.7Ma之间(王登红等,2005),即早侏罗世。
区内伟晶岩极为发育,成群分布,主要产于母岩体内外接触带(岩浆热穹窿顶部及翼部)的上三叠统西康群变质碎屑岩中。
受张性断裂层间虚脱空间控制,强交代、强矿化伟晶岩一般产于穹窿顶部附近封闭条件较好的张性空间。由于控脉构造主要是成脉前和成脉期节理裂隙控制,脉体形态多样,可形成单脉或各类复合形态,一般远离母岩的伟晶岩形态较单一,以单脉状为主,岩体内或近岩体接触带的伟晶岩形态较为多样。伟晶岩脉因系主动强力侵位形成,故在主脉的周边有较多根须状小支脉(图9-9)。
图9-8 甲基卡矿区伟晶岩分布图
1—二云母花岗岩;2—伟晶岩及编号;3—石英脉;4—蚀变中性岩
伟晶岩的规模相差悬殊,一般长100~500m,最长为1450m,厚1~10m,最厚为630m,延深50~300m,最深>500m。脉长×厚度大于20m 者共计约500条,其中具有工业价值的矿化伟晶岩有114条,包括锂矿脉78条,铍矿脉18条,铌钽矿脉18条。最具工业价值的是锂辉矿石。矿床的工业类型主要有锂辉石矿床、绿柱石矿床、锂云母矿床、铌钽铁矿矿床,以及铌钽铁矿锂辉石矿床。
图9-9 甲基卡矿田伟晶岩带综合剖面图
Ⅰ—矽线石带;Ⅱ—十字石带;Ⅲ—十字石红柱石带;Ⅳ—红柱石带;V—黑云母带;PBe—含绿柱石伟晶岩;PLi—含锂辉石伟晶岩;PNbTa—含铌钽铁矿伟晶岩
伟晶岩的类型由母岩体中心向外,具有含绿柱石微斜长石钠长石型伟晶岩和钠长石型花岗伟晶岩→钠锂型花岗伟晶岩→含铌、钽花岗伟晶岩→石英脉的变化(或分带)。伟晶岩脉一般分异欠佳,单脉带状构造不甚发育,标准的环带状全分异脉极少。大多数为文象和等粒类型及块状类型。原生结构带一般内部为块体结构带,向两侧由粗到细晶结构带,大致对称或不对称。矿化伟晶岩矿物组成:稀有矿物主要为锂辉石、绿柱石、铌钽铁矿、锂云母、锡石等;脉石矿物主要为微斜长石、钠长石、石英、白云母。
含稀有元素的矿物在单脉体内的变化规律为沿走向方向一般为中间富,两端贫;沿深度方向中上部分异好,交代强,矿化强。沿厚度方向,陡倾者常为对称分布,锂矿脉两侧贫,中间强,铌钽矿脉中间稳定,边缘相对较富;缓倾斜矿脉具单向分带,中上部矿化强,中下部矿化较弱。如果矿化主要发生在晚期交代,则不具上述规律,而表现为与交代作用强弱呈现正相关。
伟晶岩交代作用十分发育,主要为钠长石化,其次有白云母化、锂云母化、云英岩化以及绢云母化。交代强弱程度和类型与伟晶岩的类型和距母岩体的距离有关;时间上早期阶段不甚发育,晚期阶段增强;与矿化的关系上,锂辉石与中晚期钠长石化有关,绿柱石与早期白云母化与钠长石化有关,铌钽铁矿、锡石与晚期交代生成的白云母共生。交代作用属自交代。
综合分析前人有关成果,矿床地球化学成分与稀有微量元素显示:
1)由母岩二云花岗岩内向外,伟晶岩从微斜长石型(Ⅰ)→微斜长石钠长石型(Ⅱ)→钠长石型(Ⅲ)→锂辉石型(Ⅳ)→锂(白)云母型(V),SiO2,CaO,MgO,K2O等递减,而Al203,Na2O递增;在Ⅰ型中K2O>Na2O,Ⅱ~Ⅴ型中则K2O<Na2O,其中以Ⅲ型的Na2O含量最高,K2O含量最低,表明有钠长石化强度渐增强,微斜长石含量减少,伟晶岩脉最为发育,钠长石化作用强烈,锂辉石含量最多。
2)挥发组分较高,平均大于1%,由母岩体向外,伟晶岩类型的演化有增高趋势。
3)稀有微量元素由母岩体向外,随伟晶岩类型的变化有增高趋势,其中Li、Be、Ta、Cs、(Sn)增加明显,但变化幅度不一致Nb/Ta、Rb/Cs等比值递减。稀有元素演化顺序为Be(Nb)→Li→Ta(Cs、Sn)。
矿区内石英脉广泛发育,一部分产于伟晶岩脉中,另一部分则产于伟晶岩带的外部围岩之中。伟晶岩带的外围分布的石英脉常受张性裂隙控制,在伟晶岩浆演化末期,即气成热液阶段的产物,石英体规模较大,形态及成分简单,部分脉中发育晶洞构造。此类石英脉分布区是寻找水晶和熔炼水晶的有利地区,已知矿床有哈若山、烧炭沟等大型水晶矿床。产于伟晶岩中的石英脉,形态较复杂,偶见锂辉石、绿柱石、铌钽铁矿等。
据侯立玮、付小方等研究(2002),甲基卡递增变质带形成温度为615~445℃,地温梯度为30~0℃/km。经估算环状十字石带形成压力P=4×105kPa,边缘P=3.5×105kPa,伟晶岩为P≤2×105kPa。
北冰洋的形成演化
因此,认为在侏罗纪-白垩纪之交,随大陆地体和岛弧地体与美亚大陆边缘的碰撞而打开。普遍的地幔对流重组和大洋板块后卷模型在此是适用的。 因此,美亚洋盆可看做边缘陆壳裂离形成的普通的弧后盆地。但裂谷式打开的动力学无法解释其三角状的外形特征(图3-47)。 前白垩纪,新西伯利亚-楚科奇地体与西伯利亚台地的连接,...
为何侏罗纪白垩纪第三纪是地质历史上非常重要的时期(能源、生物..._百...
简介 白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。白垩纪位于侏罗纪和古近纪之间,BC1亿4500万年(误差值为400万年)前至6500万年前(误差值为30万年)。发生在白垩纪末的灭绝事件,是中生代与新生代的分界。白垩纪的气候相当暖和,海平面的变化大。陆地生存着恐龙,海洋生存着海生爬行动物、菊...
板块构造论古代大陆分布
二叠纪末期(距今2亿5,500万年前)见证了大灭绝,爬行动物繁荣,而三叠纪(距今2亿3,700万年前)后,生命多样性开始恢复。侏罗纪(距今1亿9,500万年前)见证了恐龙的繁盛,盘古大陆开始分裂。白垩纪(距今9,400万年前),海盆扩张,恐龙时代结束,印度与亚洲的碰撞预示着新生代的开始。白垩纪-第三纪灭...
地球经历了几个时期?距今各多少年?
中生代的年代为2.51亿年前至6600万年前,开始于二叠纪-三叠纪灭绝事件,结束于白垩纪-第三纪灭绝事件为止,前后横跨1.8亿年。中生代可以分为以下三个纪:三叠纪:2亿5220万年前到2亿130万年前侏罗纪:2亿130万年前到1亿4500万年前白垩纪:1亿4500万年前到6600万年前 中生代的上界限是二叠纪-三叠纪灭绝...
地球至今为止共经历过哪些年代?
9、三叠纪 10、侏罗纪 11、侏罗纪晚期 12、白垩纪 13、白垩纪-第三纪灭绝 14、始新世 15、中新世 16、冰川时代晚期 17、现代世界 18、未来世界 19、1.5亿年后 20、2.5亿年后 1、前寒武纪:前寒武纪晚期超大陆和“冰室”世界(距今6亿5千万年前)形成于11亿年前的罗迪尼亚超大陆这时开始分裂。
现在地球45亿岁,那20亿年前的地球是什么样?
这种新的古地理条件导致沉积相及生物界的变化;侏罗纪是恐龙的统治时期,鸟类开始出现,哺乳动物开始发展;白垩纪最早的蛇、蛾、等许多小型动物出现,被子植物也在这一时期出现。新生代(6700万年~至今)---可划分为第三纪和第四纪两个纪.这个时期的生物已接近现代,脊椎动物的特征是哺乳动物的兴起和繁盛....
地球上出现过的大陆有那些?(根据前后次序)
侏罗纪中期,盘古大陆开始分裂。侏罗纪晚期,中大西洋是将非洲与北美东部隔开的狭窄海洋。东冈瓦那大陆开始与西冈瓦那大陆分离。白垩纪 北美洲欧洲亚洲南美洲非洲印度澳洲南极洲古大洋古大洋特提斯洋新的大洋张开(距今9,400万年前)白垩纪时南大西洋张开。印度从马达加斯加分离,加速向北对着欧亚大陆撞去。
地球形成至今经历了哪几个纪?
7 石炭纪晚期 8 二叠纪 9 三叠纪 10 侏罗纪 11 侏罗纪晚期 12 白垩纪 13 白垩纪-第三纪灭绝 14 始新世 15 中新世 16 冰川时代晚期 17 现代世界 18 未来世界 19 1.5亿年后 20 2.5亿年后 前寒武纪 前寒武纪晚期超大陆和“冰室”世界(距今6亿5千万年前)形成于11亿年前的罗迪尼亚超大陆这时...
白垩纪分哪几个世
12 白垩纪 13 白垩纪-第三纪灭绝 14 始新世 15 中新世 16 冰川时代晚期 17 现代世界 18 未来世界 19 1.5亿年后 20 2.5亿年后 前寒武纪 前寒武纪晚期超大陆和“冰室”世界(距今6亿5千万年前)形成于11亿年前的罗迪尼亚超大陆这时开始分裂。前寒武纪晚期的世界与现在的气候十分相近,是一个“...
是白罗纪早还是侏罗纪早
白垩纪是继侏罗纪之后的地质年代,大约从6600万年前持续到约1亿年前。在这个时期,许多大型的恐龙和一些蛇类以及小型的哺乳动物开始出现,而且被子植物开始繁衍。然而,白垩纪末期,地球经历了一场巨大的物种灭绝事件,导致恐龙和其他许多生物的灭绝。这场大灭绝事件被认为是由于小行星撞击地球引起的,导致了...
征闵妥星: 1、向斜 因为核部为石炭系(新地层),翼部为D、S 核部到翼部C-D-S 有新到老.还有个刺穿褶皱,即岩浆岩侵入. 2、存在平行不整合和角度不整合,P与C 的接触关系为角度不整合,T与K的接触关系为平行不整合(J 侏罗纪缺失) 3、褶皱运动先发生,然后是岩浆岩侵入(辉绿岩先侵入,花岗岩后侵入),再然后是角度不整合的发生,最后侏罗纪缺失产生平行不整合.
济阳县17669842930: 燕山期花岗岩属于什么地质时代 - ?
征闵妥星: 燕山期花岗岩就是指燕山构造期形成的花岗岩.属于侏罗纪至早白垩世早期. 燕山期是中国 地质学家 翁文灏(1927, 1929)最早提出的术语,用来表述以侏罗纪为主发生的构造事件. 燕山构造期,简称燕山期,是侏罗纪至早白垩世早期(199.6-133.9Ma)之间的构造期,在此期间,在今中国及周边地区发生了燕山运动或称燕山事件.
济阳县17669842930: 地质学家把地球的历史分成几个“代”,“代”下面有“纪”,划分主要依据是? - ?
征闵妥星: 地质年代是指地壳中的岩石和地层在自然形成过程中的时代顺序,地质学家和古生物学家把地质年代划分为5代12纪.除了代和纪外,地质年代表的...
济阳县17669842930: 侏罗纪是什么时代的 - ?
征闵妥星: 侏罗纪(Jurassic)是一个地质时代,界于三叠纪和白垩纪之间,约1亿9960万年前(误差值为60万年)到1亿4550万年前(误差值为400万年).侏罗纪是中生代的第二个纪,开始于三叠纪-侏罗纪灭绝事件.虽然这段时间的岩石标志非常明显和清晰,其开始和结束的准确时间却如同其它古远的地质时代,无法非常精确地被确定.侏罗纪的名称取自于德国、法国、瑞士边界的侏罗山.
济阳县17669842930: 地质学部分基础问题 - ?
征闵妥星: 填空部分: 1按作用方式之不同,可将外动力地质作用分为风化作用、侵蚀作用、白云作用、沉积作用和硬结成岩五中 . 2按作用方式之不同,可将内动力地质作用分为地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震四种. 3早古生代共分三个纪,按由...
济阳县17669842930: 从白垩纪开始.接下来都经历什么史记? - ?
征闵妥星: v 地质年代表 v 年 代 单 位 年代 符号 各纪年数 (百万年) 距今年数 (百万年) 主 要 现 象 新生代 (哺乳类动物时代) 第四纪 全新世 Qh 1 0.025 更新世 Qp 1 冰川广布,黄土生成 晚第三纪 上新世 N2 62 12 西部造山运动,东部低平,湖泊广...
济阳县17669842930: 侏罗纪时期距今多少年 - ?
征闵妥星: 侏罗纪时期距今约两亿年了.侏罗纪是一个地质年代,界于三叠纪和白垩纪之间,约公元前1亿9960万年(误差值为60万年)到1亿4550万年(误差值为400万年).侏罗纪是中生代的第二个纪,开始于三叠纪-侏罗纪灭绝事件.虽然这段时间的...