西北地区成矿背景及成矿条件约束

作者&投稿:东方浩 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
成矿地质特征~

(一)成矿地质环境
(1)区域地质背景
产于成熟岛弧或活动大陆边缘(如新疆西天山阿希金矿),以及陆相火山岩地区坳陷与隆起的过渡地带。一般产在坳陷区的边缘,如黑龙江团结沟金矿和辽西义县红石砬子金矿等,有时可延伸到隆起区,如内蒙古的金厂沟梁金矿和辽宁的二道沟金矿同围绕着西对面沟花岗闪长岩体分布,二道沟金矿位于火山盆地内,而金厂沟梁金矿则位于基底隆起区的一侧。
(2)火山地质背景
一般为上叠式火山断陷盆地以及与走滑断裂有关的拉分盆地,基底岩系大多为前寒武纪绿岩系,如华北地台北缘和东北地区等。一般而言,无论是在火山口区还是在远离火山口的断裂-裂隙区,其深部均存在一个与火山作用有关的古地热系统,这种地热系统大小不一,大的热源与高位岩浆房有关,小的热源可能与深部的次火山岩或侵入体有关。
(3)时差类型
岩浆作用与成矿作用为同步滞后型,成矿作用略晚于岩浆作用,时间间隔不长(零点几到几十百万年,但一般在1Ma以上)。陆相火山岩地区,岩浆作用与成矿作用时代均为燕山期;海相、海陆交互相火山岩地区,两者均为海西期,但容矿围岩可以多种多样,既可以是火山岩、次火山岩、火山碎屑沉积岩,也可以是其基底变质岩,如果容矿围岩是基底变质岩,则容矿围岩与成矿作用的时差可以很大。
(4)岩石组合
钙碱性的玄武质-安山质-英安质-流纹质(多数情况下为英安质-流纹质),钙碱性玄武粗安质-粗安质-粗面质(±响岩质)火山岩,其中前者岩石组合见于岛弧和活动陆缘的构造背景中,后者见于东部地区的大陆活化带中,但成矿作用大多与火山岩同源的中酸性次火山岩有关。多数金矿产于中酸性岩石中,容矿岩石在一个特定矿区内,往往有几种,可见岩性不是一种重要的控矿因素,除非它控制着渗透性。
(5)岩相条件
容矿岩石可以是喷发相、喷发沉积相、侵出相和岩颈相,也可以是次火山岩相的顶部,但很少产于强熔结的火山灰流相中,这可能与其孔隙度较低而不利于热液流体流动有关。
(二)矿床地质
(1)控矿条件
破火山口系统和火山穹丘系统(浅成-超浅成次火山岩体及其上部接触带或爆破角砾岩、火山盆地边缘断裂带、放射状和环状裂隙系统,尤其是放射状裂隙系统),以及多组复合断裂-裂隙系统构造(脆性构造或韧性剪切带)控矿。其中以破火山口系统最为重要,大型金矿均与破火山口系统有关。矿体形态有脉状、复脉状、网脉状、束状、透镜状和不规则状等。
(2)工业类型
一般为石英脉型,有时为蚀变岩型、热液角砾岩型和硅质岩型。硅质岩型矿体出现于矿体的上部,而出现石英脉型还是蚀变岩型矿体则取决于控矿构造,如果控矿构造为张性和张扭性构造,则出现石英脉型矿体;如果控矿构造为韧性剪切带,则往往是蚀变岩型矿体。但是有时这两种矿体也可以同时存在,如在上部出现石英脉型矿体,而在下部出现蚀变岩型矿体。
(3)矿物组合
贱金属硫化物一般含量较高,如二道沟金矿,但在某些金矿中,贱金属硫化物的含量也较低,并且大多相对贫铜。除此之外,还常出现低温的矿物组合,如白铁矿、辉锑矿、雄黄、雌黄、辰砂等。银硫化物和硫盐常见,金矿物的成色相对较低,以金银矿和银金矿为主。脉石矿物石英、绢云母、冰长石常见,绿泥石普遍,其中绢云母和冰长石是鉴定这类金矿的标志。在剥蚀较浅的矿区,在沸腾面之上,出现热泉沉积的硅质岩和泉华(玉髓和蛋白石)。但在西部地区,由于成岩成矿时代较老,冰长石并不普遍存在,常转变为钾长石,进而转变成钾白云母和绢云母;而在东部的某些矿床中,冰长石亦已转变成钾长石。脉石矿物不出现深成的明矾石,但有时可出现浅成的明矾石,这种浅成的明矾石是表生条件下氧化的产物。在垂直方向,矿体上部以金、金-银和含金金属硫化物为主,并与石英、绢云母和冰长石等脉石矿物共生,往下部铜、铅、锌等金属硫化物有增多的趋势。
(4)蚀变及其分带
一般而言,蚀变以硅化、黄铁矿化和绢云母化为主,并围绕岩体或矿体通常具有一定的蚀变分带,典型的蚀变分带为:矿脉内的蚀变为硅化、冰长石化、绢云母化,由矿脉向外依次为钾长石化、硅化(绿泥石化)→绢云母化→泥化→青磐岩化。由于围岩的岩性和热液蚀变的物理化学条件变化,不同矿床的蚀变分带特征有一定的变化。但是最外部的蚀变带一般均为青磐岩化,其特征矿物是绿泥石、绿帘石和碳酸盐,并常常有浸染状的粗粒状具立方体晶形的黄铁矿。
(三)地球化学
(1)成矿温度
成矿热液蚀变温度一般较低,大多在120~300℃之间,但金的成矿温度多数在280~160℃。成矿早期温度可达300℃以上,但并没有金的形成。晚期贫金属的流体一般在180℃以下沉淀出脉石矿物。
(2)盐度
盐度一般较低,w(NaCl,eq.)为1%~8%,多数<5%。但在沸腾阶段可以暂时高达10%以上。较高的盐度流体一般出现在贱金属含量较高的矿脉中。
(3)压力
一般较低,为(100~400)×105Pa,相当于深度为300~1200m。
(4)流体成分
阳离子成分一般以K+和Na+为主,但c(K+)/c(Na+)比值一般较低,有时Ca2+较高;阴离子均以和 Cl-为主。流体中 Cl-的含量与矿石中贱金属的含量成正相关关系。气相成分中主要是水,一般还含有较多的 CO2,有时可能含有 H2S和 SO2。
(5)硫同位素
硫同位素指示了硫源复杂,既有岩浆的硫,又有基底变质岩和容矿围岩的硫源,有时有生物硫。其中有许多金矿床的硫同位素组成接近于陨石硫,显示出以岩浆硫为主的硫源特征,它可能直接来自深部,或是由火山岩围岩派生而来。
(6)铅同位素
铅同位素指示了与硫同位素相似的特征,即混合铅。其模式年龄一般介于火山岩成岩年龄和基底变质岩年龄之间。也有一些金矿的方铅矿的初始铅比值反映了较明显的放射成因,这说明相当大的一部分铅来自于火山岩之下的太古宇变质岩或显生宇岩石。
(7)氢、氧同位素
氢、氧同位素表明,主成矿期流体均以再平衡大气降水为主,成矿早期有一定的再平衡岩浆水。反映出表部地下水与较深部的受热氯化物卤水相混合的特征。
(8)地球化学找矿标志
元素的垂直分带较为清楚,与现代热泉型金矿的元素分带相似,即上部到下部一般为As、Hg、Sb、Tl→Ag、Au→Bi→Pb、Zn→Cu等。围绕次火山岩体(脉)以及矿体也常具有一定的水平分带,但不同矿床,其分带存在一定的差异性。
(四)与国外同类矿床的比较
低硫浅成热液型金矿在国外火山岩和次火山岩区的浅成热液型金矿占的比例最大,其研究程度也最高,Bonham(1986)和 Heald(1990)等对此作过总结,并进行了系统的分析。为了深入认识该类型矿床的成矿过程及其内在特征,对我国和国外的该类型金矿的一些主要特征进行对比,见表3-1,从中不难发现,我国的低硫浅成热液型金矿既有与国外该类型金矿相似的一面,又有其特殊性,主要反映在成矿时代上。正如前面所述,我国东部金矿的成矿时代为中生代,而国外为新生代,所以在成矿时代上要老得多,也可能正因为如此,而未见出现大量的冰长石化,这可能是由于冰长石已蚀变成钾长石或高岭石。另外,也由于成矿时代较早,其矿床的剥蚀程度较大,所以在我国的该类金矿床中未见矿体上部的泥岩化、硅质泉华等,现在所见的矿体只是相当于国外同类矿床的中下部特征,所以也正因为如此,国外的该类金矿无论是在时间上还是在空间上似乎都不直接与火山作用晚期的侵入岩有关,而只是通过间接的方法(如地球物理方法)推测矿床下部可能有隐伏岩体存在,我国有相当多的金矿则明显表现为时空上与次火山岩有关。因此,和国外同类矿床结合起来可以恢复该类矿床的总体特征。
表3-1 国内外低硫型浅成热液型金矿主要特征对比表


续表


需要指出的是,我国低硫浅成热液型金矿分布于东部地区、西南地区和西北地区,分属环太平洋成矿带、特提斯-喜马拉雅成矿带和古亚洲成矿带,但和世界上这三个巨大金、银成矿带的同类金矿相比,我国的金矿规模则要小得多,如在环太平洋成矿带,有许多巨型金矿,它们的金矿金的储量均在100t以上,如美国的麦克劳林、郎得山、科姆斯托克,墨西哥的瓜纳华托、Pachuca,日本的菱刈,菲律宾的阿库潘等,而同处于环太平洋成矿带的我国东部地区的同类金矿大的也只有几十吨,一般不超过50t,究其原因,可能有如下几点:①西太平洋地区由于太平洋板块的俯冲作用,使得该地区构造-岩浆活动一直比较活跃,并且在火山喷发以后有次火山岩和侵入岩的侵入活动。我国东部地区的大规模火山活动发生于侏罗纪—白垩纪,第三纪以后的火山活动和构造运动非常弱。②西太平洋地区与成矿有关的火山岩为钙碱性系列火山岩,而我国东部地区为碱钙性火山岩。③西太平洋地区存在有大量的热泉活动,造成强烈氧化带,在开放系统中形成了丰富的自然硫和硅帽,在许多金矿的地表见到玉髓和蛋白石;而我国东部地区的金矿区中没有见到此类现象。

胶东金矿集中区位于华北板块东南缘,毗邻大别-苏鲁造山带。特殊的大地构造位置造就了胶东地区得天独厚的成矿地质条件:既有广泛分布的太古宙—古元古代克拉通化的变质基底岩系,亦有不同构造-岩浆期的岩浆侵入活动,还有中生代以来颇为发育的以NNE、NE向为主的不同方位、序次的脆性断裂构造等等,这种三位一体的地质条件,为胶东金成矿提供了有利的地质背景。太古宙含较多幔源物质的变质岩系和侏罗纪壳源重熔型花岗岩———玲珑花岗岩构成了胶东金矿的矿源岩系,早白垩世岩浆活动成为含金流体活化的热源,广泛发育的断裂构造为金矿运移、富集提供了通道和空间。
一、矿源岩系
(一)太古宙花岗-绿岩组合
胶东太古宙花岗-绿岩带由唐家庄岩群、胶东岩群和官地洼变基性-超基性岩组合、马连庄基性-超基性岩组合、栖霞片麻岩套、西朱崔含紫苏英云闪长质片麻岩等地质单元组成。该套太古宙变质基底岩系(广义的胶东群)被认为是胶东金矿的原生矿源岩系(李士先等,2007)。
从胶东地区与金矿有关的主要地质单元金丰度值(表3-1)可看出,广义的原胶东群(花岗-绿岩组合)金丰度值为1.67×10-9,胶东岩群为1.88×10-9,其他前寒武纪地质单元的金丰度值为1.22~2.58×10-9,金丰度值均低于金在地壳中的平均含量4.0×10-9(黎彤,1997)。
表3-1胶东与金矿有关的主要地质单元金平均丰度值一览表


金在岩石中有两种赋存形式:一是具亲铁、亲铜、亲钾性易活化的金,二是具惰性不易活化的金。易活化的金在地质构造活动过程中,热液作用使其从岩石中活化、萃取出来,迁移、富集;不易活化者,则难以释放而残留于岩石中。研究认为,在胶东地区普通岩石中测试的正是这部分难以激活的剩余金,不能代表岩石形成时的原始金丰度。从物质不灭定律和有其物必有其源的角度看,原始变质基底金含量特别是易活化金含量颇丰,多已被后期热液活化、萃取,搬运、迁移而富集成矿,故经历了多期构造岩浆活化改造的太古宙花岗绿岩组合中的金丰度值低。因此,不能因太古宙变质基底岩系中金丰度值低而否定其原始矿源岩系的性质。
胶东绿岩带中有较多的幔源超镁铁质-铁镁质岩石,一般认为地幔中金元素比较富集,因此,由这种岩石组成的太古宙古陆核和陆壳富金,为金的成矿提供了最初的物质来源。
栖霞片麻岩套TTG质花岗岩系是胶东地区太古宙规模最大的岩浆活动事件,亦是胶东地区具重要意义的一次岩浆侵入活动。岩浆侵入致使处于塑性-半塑性的原始陆核、陆壳物质被冲碎、解体,分散为规模不等、形态各异的残留包体。TTG岩系在侵位过程中,活化、萃取原始陆核、陆壳金质与其自身携带的金元素融于一体,完成了胶东地区原始金质的首次积累。以栖霞片麻岩套TTG岩系为主体的太古宙变质基底岩系的发生、形成和演化过程,是胶东金矿形成的建造基础,是矿源岩系得以逐步演化成矿的物质渊源。
(二)玲珑花岗岩
玲珑花岗岩是胶东地区最发育的侵入岩之一,亦是与金成矿密切相关而备受关注的侵入岩,被称为金矿成矿的衍生矿源岩系(李士先等,2007)。玲珑花岗岩地球化学特征以高Sr低Y为特点,相似于埃达克岩,然而,其以常具较明显的负铕异常和Al2O3含量一般不超过15%而区别于埃达克岩。多数研究者认为玲珑花岗岩属于陆壳重熔型花岗岩(宋明春等,2009),是由基底岩系组成的陆壳部分熔融形成的。以往研究表明,玲珑花岗岩的锆石组成十分复杂,导致其同位素年龄变化范围很大,前人对其形成时代的认识差异较大。现在多数人倾向于认为其形成于侏罗纪,其同位素组成复杂,主要原因是玲珑花岗岩是由不同时代的基底岩系部分熔融形成,其内保留了大量基底岩系的年龄信息。含金颇丰的由太古宙花岗-绿岩带组成的下地壳被交代、重熔和发生壳幔物质的强烈置换,在低压、高温条件下金质活化,形成了金显著富集的重熔型花岗岩———玲珑花岗岩。
二、热源
近年来的研究表明,胶东金矿成矿时代为早白垩世,大致形成于120Ma左右,这一年龄数据恰与胶东地区早白垩世大规模岩浆活动的时代相吻合。大规模岩浆活动产生的热量引起了地壳较浅部流体活动,流体从富金围岩中萃取金元素,由高压区向低压区迁移,在适宜的位置富集成矿。
胶东地区早白垩世花岗岩类侵入岩主要有郭家岭花岗岩和伟德山花岗岩。郭家岭花岗岩被认为是与金矿关系最密切的花岗岩,是金矿的直接矿源岩,也是造成含矿流体迁移、萃取的主要原因(李士先等,2007)。来自上地幔的以中基性成分为主的岩浆和下地壳“衍生矿源岩”大比例混熔形成的中酸性岩浆,沿EW向构造带以热气球膨胀方式主动侵位,在结晶分异过程中,来自地幔的热流携带的成矿组分和挥发分,交代熔融“原生矿源岩”和“衍生矿源岩”系;岩浆成岩过程中,在侵入体内分异出含矿流体,并与大气降水混合,携带被活化、萃取的金质形成了一个新的岩浆-流体-成矿系统,金质与挥发分、碱质(K、Na等元素)等形成易熔配合物进入流体相,在温度、压力等物化条件影响下,含矿热液由高能向低能部位迁移,在成矿有利空间沉淀富集成矿(李士先等,2007)。
伟德山花岗岩同位素年龄集中于127~105Ma年龄段。其地球化学特点与郭家岭花岗岩具有相似性,其成因也是由壳源酸性岩浆与幔源基性岩浆混合形成。伟德山花岗岩是胶东地区中生代最发育的侵入岩,尤其在胶东东部沿海一带大量分布,胶西北地区虽然大规模侵入体不多,但是发育大量同时期的中酸性岩脉,说明该地区剥蚀较浅,大规模花岗岩体尚未出露。伟德山花岗岩的形成时代与金矿成矿时间吻合,该期岩浆活动规模大、强度高、热量高,足以引起上部岩层中大规模的流体活动。因此,我们认为,伟德山花岗岩岩浆活动是引起成矿流体活化的重要热源。
三、控矿构造
控制胶西北金矿的断裂系统,最具决定意义的是NNE—NE向弧形控矿断裂系统,它直接控制了该区特大型、大型金矿床及大部分中小型金矿床。
(一)三山岛断裂带
位于渤海之滨的莱州市三山岛—仓上—潘家屋子一线,其大部分地段被第四系覆盖。断裂陆地出露长12km,带宽20~400m;总体走向40°~50°,三山岛—新立段走向40°,从新立向南西以80°走向延入渤海,跨海后在仓北以10°~20°走向延至仓南。从仓南以85°走向往南西延长2km,逐渐转为45°,至潘家屋子延入渤海;倾向南东,倾角30°~40°,局部可达80°(图3-2)。断裂平面上呈“S”形,形态不规则,膨缩现象明显,其下盘多发育与其走向平行或呈“入”字形相交的分支构造;剖面上呈铲状,浅部倾角陡、深部明显变缓。断裂发育于玲珑花岗岩与栖霞片麻岩套接触带和内接触带,沿断裂带具强烈的绢英岩化蚀变。断裂具多期活动特点,成矿前为左行压扭,成矿期为右行张扭,成矿后为左行压扭。断裂带主裂面明显,其内发育有10~50cm厚的灰黑色断层泥,位于断裂带中偏上部位。带内构造岩发育,蚀变分带明显,以主裂面为界,以下依次出现黄铁绢英岩质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗岩,各带呈渐变关系;主断裂面以上,蚀变岩带较窄,蚀变分带不明显。
三山岛断裂由北向南控制三山岛、新立和仓上3处大至特大型破碎带蚀变岩型金矿。

图3-2 三山岛断裂带地质图

(二)龙莱断裂带
包括龙口-莱州主干断裂和其上、下盘伴生和派生的低序次断裂,如寺庄段的寺庄支断裂、邱家支断裂;焦家-朱宋段的侯家支断裂、河西支断裂、望儿山支断裂、金华山-洼孙家支断裂等。另有分布于这些支断裂之间和玲珑岩体内的以NE走向为主的更低序次的断裂或裂隙群。龙莱断裂带中段招远高家庄子以南金矿密集分布地段也称为焦家断裂带(图3-3)。
1.主干断裂
龙口-莱州断裂北起龙口姚家,南至莱州市紫罗姬家一带。断裂长约60km,宽50~500m。走向总体呈NNE向,但变化较大:从寺庄村沿NNE—NE走向延伸至高家庄子,过辛庄后拐向NE东向(75°左右)至水盘,从水盘沿25°方向进入龙口市境内;寺庄以南以170°走向延至徐村院村南。断裂倾向北西,倾角30°~50°,局部较可达78°。断裂平面上呈“S”形,形态不规则,膨缩现象明显,其下盘发育较多与其走向平行或呈“入”字形相交的分支构造;剖面上呈铲式,垂深1000m以下倾角最缓处为16°。断裂发育于早前寒武纪变质岩系与玲珑花岗岩、郭家岭花岗岩接触部位或内接触带,断裂发育部位往往形成较厚的灰黑色断层泥和规模不等的破碎蚀变岩带。断裂自南向北大致分为七段。
寺庄段:发育于玲珑花岗岩内,形成宽80~500m的破碎蚀变带,北段走向15°,南段渐弯曲为走向325°,倾向NW或SW,倾角30°~40°,其上盘发育寺庄支断裂,下盘发育邱家支断裂。此段赋存寺庄金矿床。

图3-3 焦家断裂带地质图

马塘-新城段:东季以南断裂发育于马连庄组合变辉长岩与玲珑花岗岩接触部位,新城附近发育于玲珑花岗岩内部或与郭家岭花岗闪长岩接触带。破碎蚀变带宽80~200m。总体走向40°,平面上呈曲率较大的“S”形,变化范围5°~40°;倾向NW,倾角25°~60°,东季局部地段可达80°左右。此段赋存有焦家、新城、马塘、东季金矿床。
新城-高家庄子段:发育于玲珑花岗岩与郭家岭花岗闪长岩接触部位,上盘发育埠后支断裂,下盘为侯家支断裂、河西支断裂、望儿山支断裂。主干断裂与支断裂在平面上呈斜列分布的“入”字形构造和菱形结环特征。
磁口-大宋家段:发育于马连庄组合变辉长岩与玲珑花岗岩接触带,走向由45°渐变为75°左右,倾向NW,倾角30°左右,破碎蚀变带宽度变窄,尚未发现有金矿床赋存。
大宋家-水盘段:断裂上盘为古近纪五图群的含砾长石砂岩、含砾硬砂岩沉积岩系及太古宙马连庄组合变辉长岩,下盘为玲珑花岗岩。断裂走向60°~80°,倾向NW,倾角30°~40°,蚀变带宽100m左右,尚未发现有金矿床赋存。
水盘-姚家段:发育于马连庄组合变辉长岩与玲珑花岗岩及郭家岭花岗岩接触带。断裂走向5°~0°,姚家以北地段走向30°左右,以南5°~10°;倾向NW,倾角30°~34°;破碎蚀变带宽40~120m。姚家金矿床赋存其中。
姚家以北段:发育于郭家岭花岗岩内部,走向由30°渐变为50°左右,倾向NW,倾角38°~50°,破碎蚀变带规模较小。
主干断裂复杂的形状变化反映了应力场变化的复杂性,“入”字形构造和菱形结块构造为断裂左行张扭活动的结果。初步认为,断裂在初始形成时为右行压扭性质,继而转为左行张扭成矿,成矿后又发生一次右行压扭活动,使矿体破碎或被切割。
2.望儿山支断裂
南起招远西曲城村北,经望儿山、上庄,于朱宋村北与焦家主干断裂交汇。全长12km,宽80~120m,总体走向35°,倾向NW,倾角30°~50°。断裂北段山后付家—朱宋村一带走向40°,付家以南走向近SN(5°~10°)。主裂面较发育,由厚10~30cm的灰色断层泥组成。主裂面两侧黄铁绢英岩化碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗(闪长)质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗(闪长)岩呈对称分布。断裂发育于玲珑花岗岩内部或与郭家岭花岗岩接触带。断裂在上庄、河东村附近出现分枝复合现象。沿断裂自南向北近等间距分布有望儿山、付家、河东、上庄、陈家5处规模较大的金矿床。
3.河西支断裂
北起河东村,经河西村南与侯家支断裂汇合,再向南,于东季金矿床北部交汇于焦家断裂。断裂长约2km,宽30~60m;总体走向约50°,倾向NW,倾角25°~50°。平面形态呈舒缓波状。以黑色断层泥为标志的主断裂面,沿破碎带近底板发育。断裂切割玲珑花岗岩、郭家岭花岗岩。在两种花岗岩接触带部位赋存有特大型河西金矿床。
4.侯家支断裂
南端交汇于河西支断裂,向北沿徐家疃东—西良一带展布,于朱宋村北汇合于焦家断裂。断裂长6km,宽20~100m,走向40°,倾向NW,倾角30°~40°。断层泥不发育,无明显的构造主裂面。断裂切割玲珑和郭家岭花岗岩,其南段有工业矿体赋存。
5.金华山-洼孙家支断裂
南起金华山,向东北经前孙家、小诸流、洼孙家,于界河大宋家一带与焦家断裂交汇。断裂长约12km,宽0.5~20m,走向40°~50°,倾向SE或NW,倾角60°~72°。断裂南北两段发育于玲珑花岗岩内,中间段切割郭家岭花岗岩。沿该断裂基本等间距分布有金华山、前孙家、山后冯家、后孙家、洼孙家等中、小型金矿床。
6.埠后支断裂
发育于焦家断裂上盘的玲珑超花岗岩内,走向约50°,倾向北西,倾角20°~35°。北从磁口村南由焦家断裂分出,经埠后、马埠庄子南,在新城以北又交汇于焦家断裂,长约7km。平面形态比较复杂,分枝复合,膨胀夹缩特征发育。沿断裂发育绢英岩化花岗质碎裂岩、绢英岩化花岗岩。该断裂未见工业矿体赋存。
7.寺庄支断裂
焦家断裂寺庄段上盘的分枝断裂。北从朱郭李家东由焦家断裂分出,于寺庄矿区南又复合于焦家断裂,沿栖霞片麻岩套与玲珑花岗岩接触带展布。断裂长2.4km,宽70~200m;北段走向50°,向南延伸偏转为330°,倾向NW或SW,倾角20°~30°。发育连续的主裂面及2~10cm厚的断层泥。沿该断裂金矿化较差。
8.邱家支断裂
发育于焦家断裂下盘,展布于玲珑花岗岩内。自北向南出现三个分支,西侧分支控制长度700m,宽20~80m,走向5°,倾向NW,倾角40°,由花岗质碎裂岩、碎裂状花岗岩组成,有工业矿体赋存;中间分支长度1700m,宽30~120m,走向15°~40°,倾向NW,倾角40°~50°,由绢英岩化花岗质碎裂岩、绢英岩化碎裂状花岗岩组成;南侧分支长1200m,宽10~100m,走向55°,倾向NW,倾角30°~40°,由绢英岩化花岗质碎裂岩组成。
该断裂主矿体赋存在主裂面下黄铁绢英岩质碎裂岩带和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内,其产状与主裂面产状一致。次级矿体赋存在黄铁绢英岩化花岗岩带内,其走向与主断裂面一致,倾角陡立或反倾。断裂内主矿体往南西方向侧伏明显,沿倾斜方向具有尖灭再现的特点。
9.焦家断裂带及其南延位置
人们通常把龙莱断裂带的朱宋-朱桥段习称为焦家断裂带,该断裂是焦家金矿田的控矿构造。由于在朱宋以北发现小涝洼小型金矿床,我们认为朱宋向北至高家庄子段属焦家断裂带的北延部分。焦家断裂带南段寺庄以南因第四系覆盖去向不明,因此前人对焦家断裂南延的位置争议较大。有人认为,焦家断裂在徐村院以南大致沿河道向南东方向转折;还有人认为,焦家断裂与徐村院西南方向的苗家断裂可以相接。
2006年山东省地质六院在莱州市徐村院矿区开展了金矿普查工作,发现了受断裂构造控制的构造蚀变带,工程控制蚀变带长1700m,宽160~360m。蚀变带走向350°,倾向W,倾角34°~60°,平面或剖面上呈舒缓波状延伸,发育于玲珑花岗岩中。蚀变带发育较连续的主裂面,由厚0.05~0.60m的断层泥组成。以主裂面为中心向两侧分别由绢英岩、绢英岩质碎裂岩、绢英岩化花岗质碎裂岩、绢英岩化花岗岩组成,各类蚀变岩之间呈渐变关系,岩石蚀变不均匀,以主裂面为中心向两侧依次减弱,其中绢英岩、角砾岩、绢英岩化碎裂岩呈不连续带状分布。蚀变以硅化、绢英岩化、绿泥石化、碳酸盐化为主,局部见黄铁矿化、方铅矿化,局部见金矿化。从岩心观察,沿断裂带的构造岩性分带、主裂面特点、破碎带蚀变程度、矿化类型等与北部相邻的焦家断裂寺庄段完全可以对比。
通过对物探异常验证,在紫罗姬家工区揭露出的断裂蚀变带,钻孔内宽度可达150m,蚀变带由钾长石化绢英岩化花岗岩及绢英岩化花岗质碎裂岩组成,局部为黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩,星散状黄铁矿、闪锌矿、方铅矿分布于岩石中,岩石裂隙较为发育,裂隙面偶见粉末状黄铁矿分布,局部地段具金矿化。在紫罗綦家地区开展的钻探工作,也发现了一定规模的断裂带,与物探推测结果基本吻合,断裂分布于新太古界马连庄组合变辉长岩中,带宽80m,走向50°~60°,倾向北西,倾角45°~50°,断裂带岩性为绢英岩化变辉长岩及绢英岩化变辉长岩质碎裂岩、绢英岩化变辉长岩,沿断裂带具一定的金矿化。
在徐村院、紫罗姬家和綦家地区揭露的断裂构造特征与焦家断裂比较:断裂带分布部位一致、断裂构造蚀变带地质特征基本相同、空间位置基本对应、地球物理场均处于高磁场的马鞍部位、矿化蚀变带的地球化学异常元素组合基本一致,因此认为,寺庄向南经徐村院至紫罗姬家的断裂应是焦家断裂带的南延段,该断裂再向南经綦家后有继续沿南西方向延伸的趋势。徐村院西南方向分布的苗家断裂,其走向与焦家断裂一致,但倾向相反,规模、蚀变矿化特征均与该带有较大差别,因此不可能是焦家断裂的南延。根据物探和部分地质勘查资料分析,徐村院南现代河流经过的位置可能是NW向或NNW向的后期断裂构造。前人也有焦家带过寺庄后被NW向的后期断裂切割错位而去向不明的说法,但根据招远界河、淘金河、诸流河等来看,河流两侧的地质特征完全对应,未发现明显位移。
总的认为,焦家断裂带应为龙莱断裂带南段的高家庄子-紫罗姬家段,包括高家庄子-新城段、新城-马塘段、寺庄段及其南延部分,长度大于21km,在前人所称的焦家断裂基础上向南北两端各延伸了3km。焦家断裂带是著名的金成矿带,其南延段的确立,对进一步的勘查工作部署具有重要的指导作用。
焦家断裂带平均走向30°,倾向北西,倾角29°~43°,总体沿栖霞片麻岩套与玲珑花岗岩的接触带分布,但有的地段发育在栖霞片麻岩套或穿切玲珑花岗岩与郭家岭花岗岩。破碎蚀变带宽80~200m,具明显而稳定的分带特征。
焦家断裂带为金矿最密集的成矿构造带,特大型金矿焦家金矿、新城金矿及河东、河西等其他15处大中型金矿均受该断裂或其旁侧次级断裂控制,主断裂与其下盘次级断裂上的矿床具有东西横向对应产出的规律。
(三)招平断裂
招远-平度断裂(简称招平断裂)平面上呈舒缓波状展布,是胶西北S形断裂中规模最大的一条。断裂南起平度城北宋戈庄附近,呈NNE走向,向北至南墅以北转为NE向,经招远城后再转为NEE东向,延至龙口市颜家沟一带尖灭。断裂走向变化较大,在招远城以南近于南北走向或15°左右,经朱家嘴急转为45°~60°。断裂全长120km,宽150~200m,倾向南东—东,倾角30°~70°。断裂由主干断裂和次级断裂组成。其中主干断裂北段的丁家庄子-大磨曲家地段习称为破头青断裂。
1.主干断裂
招平断裂多沿前寒武纪变质岩系与玲珑花岗岩的接触带分布,主干断裂下盘均为玲珑花岗岩,上盘在平度市山旺—山后一带为荆山群禄格庄组,山后至招远新村、大尹格庄至招城上盘均为栖霞片麻岩套;招城以北,上盘为文登花岗岩,局部切割栖霞片麻岩套;断裂具稳定的主裂面,在其两侧由糜棱岩、碎裂岩、碎裂状岩石组成,构成破碎带。
主干蚀变带规模大,蚀变岩类型齐全,组合分带完整。断裂沿倾向和走向上均成舒缓波状,并且发育有较稳定的断层泥作为主裂面标志,以主裂面为界,上盘蚀变作用弱,蚀变带狭窄,宽十余米,下盘蚀变作用强,蚀变带宽大,数十米至几百米,并有明显的蚀变岩分带特征。根据蚀变岩的空间分布、蚀变岩特征和蚀变作用强度,分出四个蚀变岩带。自蚀变带中心向外依次为黄铁绢英岩化碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗岩带和钾长石化花岗岩带。断裂构造岩非常发育,包括角砾岩、碎裂岩和碎裂状岩石,且有先期的韧性变形糜棱岩相伴产出。以稳定的主裂面为中心,上、下两盘的构造岩呈带状分布,并且破碎程度依次递减,下盘的构造岩较上盘发育。热液蚀变主要表现在下盘,上盘较弱,下盘的热液蚀变自主裂面向外有依次减弱的趋势,蚀变类型有黄铁绢英岩化、钾长石化、碳酸盐化、绿泥石化,局部有金属硫化物和金银矿化。其中黄铁绢英岩化是主要的蚀变,与金矿化关系密切。
招平断裂带是多次活动的产物,在成矿前至成矿过程中,其力学性质由右行压扭性斜冲,转为上盘斜落的左行张扭性,使早期的紧闭断裂发展成为张启性断裂,从而为矿液的上移提供了通道,为金矿的富集、沉淀提供了最佳场所。后期又有左行压扭性活动,形成以压扭性为主的左行断裂破碎带。
招平断裂为胶西北又一重要的控矿断裂,既是金矿导矿构造,又是容矿构造。该带已发现的金矿床(点)多达36个,其中已探明资源储量的有15个,所有这些金矿床(点)均产于招平断裂带主干断裂蚀变岩带及其下盘派生或伴生的次级断裂蚀变岩带内,形成了一条北起玲珑金矿田,南止平度山旺,走向北北东—北东的狭长金矿成矿带。断裂蚀变带的形态、规模、空间展布严格控制了矿床(点)的产出部位、规模大小和矿石类型。特大型—大型金矿床有著名的玲珑金矿田及大尹格庄、东风、台上、夏甸等;另有山后、张格庄、石桥、南墅、山旺等一批中小型金矿赋存在该断裂及其附近次级断裂中。
纵观该带内金矿床,根据其成矿地质背景和成矿方式的不同分为两大类———蚀变岩型(焦家式)和石英脉型(玲珑式)。石英脉型金矿主要分布于该带北部玲珑金矿田,矿脉产于破头青主干断裂下盘的次级断裂裂隙内;蚀变岩型金矿则主要赋存于主干断裂蚀变带及下盘伴生或派生的次级断裂蚀变带内,局部也有石英脉型和破碎带蚀变岩型的复合型金矿床产出。
2.次级断裂
为招平断裂带主干断裂派生的低序次构造,构成玲珑帚状控矿构造,控制了玲珑金矿田的分布。次级断裂位于主干断裂北段破头青断裂的下盘,分布面积约为50km2,内有9条走向NNE—NE向的主要弧形断裂构成,在平面上呈向北东收敛,向南西撒开的帚状,其中长度大于50m的控矿断裂有300多条。主要断裂长达千米至数千米,宽度1~20m不等,走向由80°渐转为30°左右,倾向北西,倾角50°~90°,由内旋层到外旋层逐渐变陡,每条断裂的中间段均明显向南东凸曲,断裂间隔由北东向南西逐渐增大,这些主要断裂控制了矿田的主要矿体。次级断裂蚀变带规模小,蚀变岩类型相对简单,分带性不明显。矿床类型主要为石英脉型金矿床,如欧家夼、玲珑、大开头、九曲、双顶、东风、108号脉等金矿床(点)。
(四)大庄子-吉戈庄断裂系
在平度北部的石埠镇与张舍镇荆山群分布区,20世纪末发现了大庄子金矿(又称黑羊山金矿)和吉戈庄金矿,形成了胶东西部的一个新的重要成矿区(带)。该区金矿明显受大庄子断裂、宝落断裂、张舍-马戈庄断裂、东石岭-前楼、吉戈庄等一系列NNE向或NE向断裂控制。该区由于大面积第四系覆盖,断裂规模及组合规律不清,据工程揭露情况看,几条主要断裂的特征如下:
大庄子断裂带,矿区范围主要有3条断裂,1号断裂位于大庄子村东,断续出露长约3km,围岩为荆山群,地表矿化蚀变带宽40~60m,主要由硅化、绢云母化、绢英岩化构造角砾岩和碎裂岩组成,金矿化主要发育在角砾间隙的胶结物中,为网脉状和细脉浸染状矿化,矿化富集与硅化关密切,多数角砾被挤压呈构造透镜体状,角砾成分主要是构造片岩、片麻岩、糜棱岩和角闪质岩石。
2号断裂位于大庄子村北,为一组平行分布的NNE向压扭性断裂,断裂产状:10°~15°∠70°。沿断裂形成一个长约700m,宽约150m的矿脉带群。矿体由含金多金属硫化物石英脉组成,部分由含矿的硅化碎裂岩组成。矿石矿物组合与玲珑式金矿类同,主要金属矿物有黄铁矿,次要有方铅矿,闪锌矿及少量黄铜矿,矿石呈块状构造及条带状构造。脉石矿物主要有石英、绢云母。为石英脉型金矿。
在1号和2号断裂之间,尚有数条NE—NEE向的规模不大的压扭性断裂,控制金品位较高的含金石英脉体。
吉戈庄断裂,位于吉戈庄村北,发育在荆山群变质岩中,控制长度为1.5km,由两条相距十余米的破碎角砾岩带组成,宽6~20m,走向40°,倾向北西,倾角47°~60°,显压性特征。
宝落断裂,位于吉戈庄断裂下盘,控制长度为2km,宽10~50m,总体走向5°~20°,倾向北西,倾角60°~65°。断裂为一破碎角砾岩带,角砾为荆山群中的变粒岩和斜长角闪岩及石英脉等,断裂表现为压扭性特征。它是吉戈庄金矿最主要的控矿断裂。
大庄子-吉戈庄断裂系统的控矿构造有两种类型:主要控矿构造在荆山群内顺层产出,构成层间滑动构造,其内产出的金矿床有人称为层间滑动角砾岩型金矿,并认为与胶莱盆地东北缘蓬家夼金矿相似(邹为雷等,2001);在主断层下盘发育的反倾高角度次级断裂,走向45°~60°,倾向北西,倾角40°~60°,呈左行雁行状排列,其内充填石英脉型金矿,是以往民采的主要对象。

西北地区作为铜、镍、铅、锌等大宗有色金属矿产资源的重要基地,其后续资源的潜力如何,特别是能否获得矿产勘查上的突破,愈来愈受到人们的普遍重视。西北地区(包括陕、甘、青、宁、新疆五省(区)和内蒙古自治区中西部)面积达304×104km2,占全国陆地面积的31.7%。经过近半个多世纪的地质找矿勘查和开发利用,西北地区不仅在大宗有色金属矿产资源保有储量上占有重要地位,而且已形成了多个有色金属的重要生产基地。比如占全国工业镍金属储量90%的甘肃金川矿床,实际亦是中国已发现和利用的惟一超大型铜镍矿床,还有甘肃的西成超大型铅锌矿床、白银厂大型铜多金属矿床和青海的锡铁山大型铅锌矿床等一大批重要有色金属矿床,这些矿床的开发利用构成了西北地区的重要经济支柱,并加速了西北地区的城市化进程。如何保持西北地区有色金属矿业的可持续发展,加快包括白银厂等危机矿山后续资源的找矿勘查是极其重要的。

(一)区域成矿地质条件

西北地区地处大陆腹地。地质上以塔里木陆块为主体,东接华北地台西段的阿拉善地块,南、北分别由众多微陆块镶嵌的显生宙造山系构成。北造山系以天山-兴安岭华力西造山系的西段为主体,向北接有阿尔泰-额尔古纳加里东造山系,间有准噶尔、伊犁等微地块;南造山系则自北而南依次由秦祁昆中央造山系中西段、松潘甘孜造山系等组成,间有中祁连、柴达木等微地块(图3-1),构造复杂,是典型的大陆造山带发育地区。总体上处于古亚洲造山区,南接特提斯造山区,东叠环太平洋造山区。

中国大陆处于欧亚板块向南逆冲、印度板块向北俯冲和西太平洋板块向西俯冲的交汇部位,实际上是一个北西伯利亚地块、南印度地块和东西太平洋古陆(任纪舜等,1999),地质历史上不同阶段相互作用而成的构造镶嵌体。在全球范围来考察,塔里木、华北和扬子三个陆块仅能算做以造山系为主体的微陆块,是地质历史上大陆边缘较大的碎块,形式上类似于现今东亚大陆边缘的一些存在前寒武纪基底的陆块,只是规模更大而已。因此,整体处于古亚洲构造域的中国西北地区,以古生代的地质作用,特别是华力西期的造山作用最为鲜明,古生代处于古亚洲洋南侧,属冈瓦纳大陆边缘的组成,华力西期造山作用形成了大规模的天山-兴安岭华力西造山系;中生代西北地区之南特提斯洋打开,并于东面的古太平洋连通,西北地区又隶属于北部劳亚大陆,构成特提斯洋之北劳亚大陆的南缘,印支期特提斯封闭造山作用形成了松潘甘孜印支造山系,并对昆仑山、西秦岭造山带有重要影响。而古太平洋则于燕山期封闭造山,形成中国东部众多北东-北北东向构造山系,并对西北地区东部形成重要影响。晚白垩世以后,由于印度洋的剧烈扩张,南特提斯最终消减,冈瓦纳大陆与亚洲大陆的强烈碰撞,形成新生代青藏高原和昆仑山、祁连山、秦岭、天山等现今山系(尹安,2001)。这一构造轮廓基本可概括中国西北地区显生宙以来的构造演化地质背景,也控制了中国西北地区有色金属成矿的可能类型和形成地质条件。

但前寒武纪构造演化的样式还不清楚。元古宙似乎发生过多次大的构造裂解,新元古代晚期(800~700Ma)Rodinia联合大陆愈来愈多的证据证实存在,古亚洲洋就是由Ro-dinia超大陆在新元古代末裂解而成。中元古代早期长城纪(1508Ma)以金川为代表的镁铁-超镁铁岩侵入体的产出(汤中立和李文渊,1995),可能代表更早一期的大陆裂解和大规模的岩浆事件。

(二)区域成矿时空分布

依据区域构造特征和成矿类型组合,已展现出了西北地区有色金属成矿的总的时空分布(图5-2)。与区域构造划分一致,西北地区总体属元古宙-古生代亚洲成矿域,南接中生代特提斯成矿域,东叠中新生代环太平洋成矿域(Chen Yuchuan et al.,1996)。一般又将秦-祁-昆中央造山系单独划为秦-祁-昆成矿域,其北部主要为加里东祁连-北秦岭造山带,南部则由华力西-印支昆仑-西秦岭造山带构成。反映了秦-祁-昆成矿作用的独特,总体属于古亚洲构造作用范畴,但南部特提斯构造作用显著,系古亚洲构造域与特提斯构造域的转换部位。值得指出的是,古亚洲洋总体向北俯冲,西伯利亚地台由北而南增生,先阿尔泰-额尔古纳加里东造山系、后天山-兴安岭华力西造山系。概貌上类似于现今西太平洋西海岸主动边缘海的祁连-北秦岭洋(主要是北祁连洋),于加里东期早于古亚洲主洋封闭造山,似乎在构造解释上存在难点。除非古亚洲洋开始先于加里东期向南俯冲于冈瓦纳大陆,柯坪地块的新元古代高压变质带似乎可视做向南俯冲的证据。另一种解释就是,祁连-北秦岭洋(主要是北祁连洋)是与古亚洲洋并行发育的大洋,但地质认识上并不予支持。且龙首山、北祁连西段镜铁山微陆块基底与中祁连和柴达木陆块古元古代片麻岩源岩εN d数值也趋于同一范围(龙首山群εN d=-4.8~-23.2,北大河群εN d=-4.8~-15.7),(化隆群εN d=-9.7,达肯大坂群εN d=-10.2~-10.9)。不过,秦-祁-昆成矿域构造背景的独特性是存在的,有其鲜明的成矿特色。

图5-2 西北地区有色金属成矿带划分及主要有色金属矿床分布示意图

西北地区不同成矿域各成矿带的有色金属成矿类型和时间,可显著反映其区域成矿时空分布特点(图5-2、表5-1)。与主要构造事件相一致,古亚洲成矿域以华力西期成矿作用为主,并有元古宙和加里东期成矿作用发育,向东部出现与环太平洋构造作用叠加向配套的中新生代的有色金属矿化。总体上,古亚洲成矿域元古宙主要发育与大陆裂解事件有关的幔源镁铁-超镁铁深成岩硅酸盐岩浆-硫化物液相不混溶作用形成的铜镍矿床,主要分布于大陆元古宙的裂谷带(或未发育即消亡的陆壳减薄的裂解带)中(李文渊,1996),如阿拉善陆块的金川超大型矿床、伊犁地块的特克斯矿床,以及秦祁昆成矿域碧口地块的煎茶岭矿床(李文渊,1996)。元古宙整个中国大陆裂解事件是普遍的,是有限大陆快速增长的一种方式,只有在大陆较大、较深规模裂解部位才有可能造就成矿的环境。

表5-1 西北地区主要有色金属矿床分布—览表

续表

进入显生宙以后,中国大陆的构造作用明显分化,加里东仅秦祁昆成矿域中的北祁连、柴北缘有较大规模有色金属矿床产出,主要表现为大陆裂解洋盆打开及其消减过程形成的一系列与火山热液作用、构造-侵入热液作用有关的铜、铅锌、钨(钼)、锡等矿床,例如北祁连山的白银厂铜多金属矿床、石居里沟富铜矿床、塔尔沟-小柳沟钨(钼)矿床和柴北缘的锡铁山大型铅锌矿床等,同时由于碰撞构造-岩浆热液作用还形成有镜铁山、筏子坝等热液蚀变型铜矿床等。华力西期是古亚洲成矿域的最主要成矿时期,主要表现为造山带中伴随急剧的壳幔演化形成的铜、镍和铅锌矿床,古亚洲洋整个古生代的发育历史,在中国新疆北部主要呈现为泥盆纪-中石炭世的岩浆作用,早古生代岩浆作用分布有限,这可能与加里东构造作用在新疆地区表现不明显,或被华力西的强烈作用掩盖所致。伴随古亚洲洋在泥盆纪的再次发育,相应的产有与海相火山作用有关的块状硫化物铜锌矿床(阿舍勒)、铅锌矿床(科克塔勒)、与中酸性侵入岩有关的斑岩型铜矿(土屋-延东、喇嘛苏、公婆泉、白山堂)和与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍矿床(黄山、喀拉通克),以及热水沉积和热液蚀变型铅锌矿床(霍什布拉克)等。除土屋-延东和喇嘛苏等斑岩型铜矿床的形成环境存在争议外,这些矿床的成矿背景据目前的研究,似乎都与裂谷或裂陷槽有关,少见洋-陆碰撞带(ocean-continent collision zone)(Wilson,1989;Hynd-man,1985)环境的成矿类型。这可能反映了中亚成矿的特殊性,不同于环太平洋成矿作用建立起来的成矿构造模式的特点(Kerrich,2001)。秦祁昆成矿域南部的华力西成矿作用也相当发育,以西秦岭西成铅锌矿田、铜峪沟和赛什塘铜矿床和阿尼卿山的德尔尼铜钴矿床最为重要。印支-燕山期成矿作用,主要表现在东部环太平洋成矿域叠加地区,例如西秦岭著名的金堆城斑岩型钼矿床,以及热液型钼钨矿床(南台)等(李华芹等,1998)。

上述分布可以看出,西北地区的有色金属成矿以元古-古生代有色金属成矿为显著特色。新疆北部、甘肃北部古亚洲成矿域、新疆南部边缘、青海和陕西南部秦祁昆成矿域南部范围,主要产出华力西期海相火山岩铜多金属矿床、铅锌矿床、斑岩型铜矿床、岩浆熔离型铜镍矿床和热水沉积型铅锌矿床等(李文渊,1995)。但甘肃北祁连山地区,则以加里东期块状硫化物铜多金属矿床、矽卡岩型钨(钼)矿床和热液蚀变岩型铜矿床等成矿为主要特色。印支-燕山期的成矿作用主要是对元古-古生代成生矿床的改造,而明显与中国东部相别。

(三)区域成矿作用及其成矿特点

分析西北地区有色金属矿床的成矿类型,主要可归类为7类(表5-2):①岩浆熔离型铜镍(铂族金属)矿床;②块状硫化物型铜多金属矿床;③斑岩型铜、钼矿床;④矽卡岩型钨矿床;⑤热水沉积-改造型铅锌矿床;⑥热液蚀变岩型铜、铅锌、锡、锑矿床;⑦沉积型铜矿床等。

表5-2 西北地区有色金属矿床主要成矿类型—览表

这些典型矿床类型的存在并不是孤立的,它们响应于所在构造单元的地质构造作用,与一定的地质事件相互联系(Kerrieh,2001)。主要内生有色金属矿床,主要是地质历史上重要壳幔物质演化(包括流体)的产物,特定的地质历史时期和作用形成一定的矿床类型,而且其成矿并不是单一的,往往应伴随大的构造事件的发生、发育和结束形成一系列有成因联系的矿床组合。

1.大陆裂谷或裂陷槽环境与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍成矿作用。

中国的铜镍矿床主要形成于三个时期:元古宙、加里东早中期和华力西中晚期(李文渊,1995)。都无一例外的与大陆裂谷初始阶段环境或造山带碰撞造山后的局部裂陷槽有关。西北地区只发现元古宙和华力西中晚期有工业价值的铜镍矿床。从全球范围看,大规模铜镍矿床的形成,需有大规模的地壳裂解事件存在,才可能提供必要的成矿物质和动力,金川矿床是中国原始大陆中元古代(1508Ma)大规模裂解事件的产物(汤中立和李文渊,1995)。早古生代处于冈瓦纳大陆边缘海地位的秦祁昆构造系,其有限的裂解和裂解深度,不可能造就类似金川矿床那样规模的金属铜镍富集,而新元古代末或加里东早期古亚洲洋打开前处于Rodinia大陆裂解部位的塔里木-华北地台北缘及残存的微地块中,其统一大陆的裂张规模,可能形成较大规模铜镍矿岩浆房的产生。昆仑-柴达木陆块南缘,响应印支期特提斯洋的形成,在华力西中晚期的大陆裂解也有可能有较深幔源镁铁-超镁铁岩的上侵,形成铜镍矿成矿的有利条件。

2.北祁连加里东期大陆边缘构造转换对成矿类型的影响。

北祁连山早古生代区域构造-火山岩浆-成矿系统的深入研究(夏林圻等,2001),提供了中国加里东造山带造山前沟-弧-盆系的典型重塑,但北祁连西段镜铁山微陆块的存在,对北祁连早古生代成矿构造背景的认识产生颇多争议(李文渊,1999a)。考察镜铁山微陆块产出大面积花岗岩基、中酸性火山岩和矽卡岩型钨(钼)矿床共存的大陆岩浆弧特点(汤中立等.2002;毛景文等,2003),暗示我们北祁连早古生代自东而西存在构造转换:东段为洋-洋碰撞的沟-弧-盆系,以块状硫化物矿床的产出为主要成矿特点;西段则为洋-陆碰撞的活动大陆边缘,形成壳重熔型花岗岩和矽卡岩型钨矿床,并可能存在斑岩型铜矿床(李文渊,2003,2004)。由于古生代大陆规模和质量不同于中新生代的特点,这种大陆边缘的构造转换在古生代可能是普遍的。它控制了同一成矿带成矿类型的在区域上的重要变化。

3.新疆北部华力西有色金属成矿的特点

主要为中亚巨型成矿带的东延,有一个突出特点是:已发现的蛇绿岩基本上是早古生代的,例如,北准噶尔的洪古勒楞蛇绿岩为411±53Ma奥陶纪的洋壳,阿尔曼太-札河坝蛇绿岩为561±41Ma震旦-早寒武世的洋壳(张旗等,2001),但已知矿床如前所述,基本是晚古生代华力西的产物(韩春明等,2002),而且成矿环境已有的证据多倾向于大陆裂谷或裂陷槽环境。这给我们提出了一个重要的问题:大洋化壳幔物质急剧交换的过程中,没有成矿物质的显著聚集,特别是没有大陆边缘环境矿床的形成。地质背景研究与成矿事件的不协调,反映了该区成矿研究尚存在诸多疑问。

(四)区域找矿潜力

西北地区镍、铜、铅、锌等重要大宗金属矿产资源的保有储量占有重要地位。在铜、铅、锌保有储量6000×104t中,仅2754×104t工业储量。在相当一段时间内已发现的大量铜矿产地,包括探明储量达650.22×104t的西藏玉龙超大型铜矿床暂不能开发利用(国土资源部规划司等,2001)。因此现阶段中国还将处于铜资源严重不足的局面。与国际矿业类似,以中国东部德兴超大型铜矿为代表的斑岩型铜矿是中国第一铜矿资源来源,但第二来源与世界矿业结构以砂岩型铜矿为主不同,块状硫化物铜矿床是中国仅次于斑岩型铜矿的第二铜矿资源来源。甘肃白银厂是中国重要的铜工业基地,提供白银厂矿山接替资源对西北地区的社会经济发展有重要意义。

西北地区已发现17处铜矿产地,除新疆的阿舍勒尚未开发利用外,青海的德尔尼、赛什塘、铜峪沟三个大型铜矿床目前存在交通不便、开发利用环境差等限制。因此,从解决白银厂矿山接替资源出发,从白银厂矿区挖掘潜力和外围进一步找矿是一条重要出路。其次,甘肃肃南镜铁山铁铜矿床的深入调查研究发现,铜矿成矿时间显著晚于元古宙的铁矿,形成于加里东期,为热液改造型铜矿(赵东宏等,2003),有发现大中型铜矿床的潜力。我国铅锌矿产资源量较丰富,由于国际市场的需求,对甘肃秦岭铅锌成矿带、青海柴北缘锡铁山铅锌成矿带的进一步找矿勘查仍十分必要。

钨矿主要分布于我国南岭地区,为印支-燕山期的产物。近年来在北祁连山西段发现的小柳沟等加里东期白钨矿矿床,且上钨下钼,远景资源量当在100×104t以上(周廷贵等,2002),应是我国重要的钨矿开发接替基地。

西北地区有色金属矿产基本形成于大陆边缘或显生宙以来形成的造山带中,自北而南有色金属矿产的形成,大致可划分为十个Ⅱ级成矿带(图5-2),分别为:Ⅱ-1阿尔泰铜、铅锌成矿带;Ⅱ—2准噶尔镍、铜、钼、锡成矿带;Ⅱ—3博格达(东天山)铜、镍、钨成矿带;Ⅱ—4伊犁铜、镍、铅锌、钨、钼成矿区;Ⅱ—5塔北缘铅锌、钨、锡、锑、铜、镍成矿带;Ⅱ—6祁连-北秦岭(包括龙首山)镍、铜、铅锌、钼、钨成矿带;Ⅱ—7柴边缘铜、铅锌成矿带;Ⅱ—8西秦岭铅锌、铜、锑、钼、钨、镍、钴成矿带;Ⅱ—9塔南缘铅锌、铜成矿带;Ⅱ—10松潘铜成矿带。其中,以祁连-北秦岭、西秦岭、阿尔泰、西准噶尔和博格达(东天山)成矿带工作程度相对较高,发现的有色金属矿床数量也较多。随着国家基本建设的进程,在已探明矿床基础上,为进一步加强铜、镍、铅锌、钨、钼等后备资源的勘查,以提供大中型矿山后续资源基地。塔北缘、塔南缘、柴北缘和松潘等工作程度较低或极低地区,已知成型矿床甚少,自然条件也最为艰苦,应开展铅锌、钨、锡、锑、铜、镍等有色金属矿产的战略性找矿探索工作。

祁连-北秦岭成矿带可再划分为:龙首山镍成矿带、北祁连铜、铅锌、钨成矿带、北秦岭钼(钨)成矿带和南祁连镍、铜、铅锌成矿带。龙首山镍成矿带以产出金川超大型铜镍矿床而著名,并已建成中国最大的镍工业基地。作为小岩体成大矿的典型代表,金川外围仍具有巨大的找矿潜力,国外超大型镍矿床外围找矿近年已提供了成功的范例。北祁连成矿带,除在北祁连中西段已展示了铜多金属矿床找矿新发现(石居里沟、尕大坂)外,白银厂矿区仍有进一步找矿潜力,由于矿床埋深较大,500m以下尚未进行勘探,矿区尚有值得进一步勘查的地段。更重要的是矿床火山作用阶段形成但经历热液阶段显著改造认识的深入调查研究,为矿区外围的成功勘查提供了新的工作思路和方法选择。此外,北祁连西段的塔尔沟-小柳沟钨矿区和镜铁山铁铜矿床,有寻找北方大型、超大型钨矿和大型后期热液蚀变岩型铜矿的潜力。北秦岭金堆城大型钼矿床外围仍有众多的矿化小岩体,值得探索。西秦龄的西成超大型铅锌矿田,产于华力西期造山带裂陷盆地,赋矿泥盆纪碳酸盐岩和细碎屑岩分布尚广,印支期构造事件对成矿有重要影响,矿带整体工作程度还不高,仍有发现新矿床的地质条件。由上述分析可见,西北地区在镍、铜、铅锌、钨及钴、铂族金属矿产资源存在重要找矿潜力。




成矿背景
不同的地质背景控制了不同类型火成岩组合和金矿床的形成及其空间分布,因此,总结各种成矿地质背景的特征对矿床研究及找矿工作具有重要的理论意义和现实意义。 (一)造山带岩浆弧的成矿地质背景 中国造山带成矿火山地质背景主要有板块结合部蛇绿岩带、岛弧和活动陆缘火山带、弧内盆地、弧后盆地和造山带上的微陆块...

工作区成矿地质背景
在早中生代以前主要受西伯利亚古大陆和中朝古大陆的南北向挤压影响,沿两个古陆前缘形成一系列主要为东西向、次为北东向的褶皱带和深大断裂,这些褶皱和断裂不仅控制了晚古生代以前的岩浆构造旋回,同时也控制了与之有关的矿产。 内蒙古大兴安岭中北段成矿环境、找矿方向及勘查技术方法研究图2-1大兴安岭及邻区构造分区略...

北山晚古生代裂谷金铁成矿带
北山成矿带的铁矿和金矿近年已投入开发。 3.8.2 成矿地质背景 3.8.2.1 地层及其含矿性 基底地层由古元古界北山群片岩、片麻岩及含铁石英岩和中元古界白湖群绿片岩及大理岩组成,岩性变化大,变质程度深,变形构造复杂,是基底构造层的产物。 裂谷活动期的沉积物有:下石炭统红柳园组玄武岩、安山岩、凝灰岩及千枚岩,厚约...

成矿地质背景的不同地质背景中的成矿作用
在大陆岩石圈范围内则可按地区的构造稳定性及沉积和岩浆作用的部位和特点分出不同的成矿背景或环境。如在大陆克拉通内的开裂(裂谷)环境中的红海或热卤水矿床;克拉通背景上碳酸盐岩石中的后生低温热液密西西比河谷式铅、锌、萤石、重晶石矿床;克拉通上面的浅海沉积铁矿床,淡水沉积铁锰矿床,陆相盆地中...

中国成矿区域
成矿区带划分是一项综合性的地质矿产基础研究。由于各国地质发展历史和地质成矿特征的差异,划分成矿区域的原则和依据也不尽相同,一般以大地构造单元作为划分成矿区带的背景和基础。 郭文魁对中国的内生金属成矿规律有系统深入研究。1987 年,他根据中国的主要成矿地质事件,以构造岩浆为主要因素,兼顾金属元素性能,作为...

成矿区划与各成矿单元特征
5.2.2.2.1 西昆仑地区区域成矿特征 西昆仑造山带地处塔里木板块、羌塘地块和印度板块交界地带。受不同板块长期相互作用的影响,形成了独特的成矿地质背景,导致多种金属矿床类型产出。在不同地质历史时期特定的地质构造环境,形成了一系列相应类型的金属矿床,具有多类型、多期次、多成因的成矿特征。 西昆仑金属成矿省...

成矿地质背景
中三叠统下部岩性主要为薄层块状结晶灰岩、生物灰岩、板岩、含砾砂岩、泥灰岩及安山岩;上部为薄层块状灰岩、生物灰岩、泥灰岩。上三叠统岩性和乡城及中甸地区相似。恰斯古隆总体为一个穹窿,地层产状向四周倾斜,区内主要发育两个方向断裂,即北西向和北东向(图5-16),在一些地段构成网格状构造...

成矿背景分析
交合也是控制本区金矿形成的宏观条件。而高电阻地质体之间的低阻体为金矿的主要容矿空间。总之,本区地处扬子克拉通边缘,深大断裂横贯全区,且经历了多期次挤压、伸展,岩浆活动频繁,而且中泥盆统对成矿作用较为有利。这些有利的区域地质因素使阳山超大型金矿具有了良好的成矿背景。

华北地台与扬子地台地层化学元素的时序演化与成矿元素富集层位_百度...
在中生界及以前的地层中,成矿元素的富集层位则集中在四个层位:白垩系的Au、Bi、Pt;侏罗系的Ag、Rb、Cs、Ba;三叠系的Tl、Pd、Sb、F;石炭系的As、Hg、Pb、Bi、U、Th、Se、Li、Ge、S以及Be、Pt。 而在华北地台北缘,成矿元素则集中分布在另外四个层位:三叠系为Cu、Zn、Ag、Sn、Bi、Mo、Mn、P;志留系为...

成矿环境分析
从含矿岩系的火山岩组合及沉积相特征分析可见,鲁春式VMS矿床虽然形成于碰撞造山后的地壳伸展背景,产出于伸展裂谷盆地环境,但其海底热水流体活动和硫化物沉积环境与黑矿型矿床产出的弧间裂谷(Intra-Arc Rifting Basin)环境没有本质的差异,两类裂谷盆地均提供了如下重要的成矿作用条件,如驱动海底热水...

遵化市15985048341: 青藏高原的隆起对中国气候的影响?
勾嘉欣奇: 青藏高原隆起强烈地改变了大气环流,中国的大西北地区从此在干旱的内陆 西风气流的控制之下,降雨减少而蒸发量却上升,所以生物生存条件逐步丧失, 地表裸露成为...

遵化市15985048341: 西北地区的自然条件 -
勾嘉欣奇: 优势:资源丰富;劣势:1.气候恶劣、2.生态环境面临严重挑战、3.交通不便 地形:以高原和山地为主,中间夹以盆地,海拔一般在1000~2000米; 气候:以温带大陆性气候为主,干旱少雨,日照强,昼夜温差大,多大风,容易发生沙尘暴等气象灾害; 河流:以内流河为主,多为季节性河流,水量少,补给以高山冰雪融水和山地降水为主,夏季为汛期,气温越高,水量越大; 植被:稀少,多为耐旱耐盐的灌木或草本植物,很少有高大乔木,但绿洲中适宜瓜果(葡萄、甜瓜等)、棉花的生长.

遵化市15985048341: 西部地区有哪些资源 -
勾嘉欣奇: 矿产方面:西部地区矿产资源优势突出,成矿地质条件优越,已经 探明储量矿产130种.在45种主要矿产资源中,西部地区的钾盐、天然气等13种矿产资源保有储量占全国的50%以上,处于绝对优势.铅矿、铜矿等9种矿产资源具有比较优势,...

遵化市15985048341: 西部地区有哪些矿产? -
勾嘉欣奇: 一、关于西部地区已探明的矿产资源情况 据悉:西部地区矿产资源优势突出,成矿地质条件优越,已经 探明储量矿产130种.在45种主要矿产资源中,西部地区的钾盐、天然气等13种矿产资源保有储量占全国的50%以上,处于绝对优势.铅矿...

遵化市15985048341: 制约西北地区发展的主要因素到底是什么??可以简要说明原因.. -
勾嘉欣奇: 西北地区远离海洋,深居内陆,降水少,所以制约西北地区发展农业生产的主要因素是水源条件. 考点:本题主要考查西北地区的知识. 点评:本题还可以考查自然景观:(l)高原、盆地为主的地形:内蒙古高原、黄土高原部分、塔里木盆地...

遵化市15985048341: 西部有哪些矿产资源 -
勾嘉欣奇: 西部地区矿产资源优势突出,成矿地质条件优越,已经 探明储量矿产130种.在45种主要矿产资源中,西部地区的钾盐、天然气等13种矿产资源保有储量占全国的50%以上,处于绝对优势.铅矿、铜矿等9种矿产资源具有比较优势,储量占到全国的30--50%.煤、油等能源矿产丰富,将成为我国重要的战略性能源接替基地.

遵化市15985048341: 从地理位置,地形,气候,河流与植被等方面,分析我国西北地区的自然地理特征 -
勾嘉欣奇: 地理位置:位于我国温带内陆地区. 地形:以高原、盆地、山地为主,地势起伏大. 气候:主要为温带大陆气候,夏季高温,冬季寒冷,降水稀少. 河流:河流少而短小,径流量小,含水量大,冬季结冰. 植被:以草原、荒漠植被为主,覆盖率低.

遵化市15985048341: 成矿地质特征研究包括哪几方面 -
勾嘉欣奇: 该地区的地质背景(区域成矿地质背景),该矿床的成矿机理、矿床成因、成矿规律、成矿模式,找矿方向.

遵化市15985048341: 西藏有哪些煤矿 -
勾嘉欣奇: 据资料记载,西藏只有两处标准的大型煤矿,一处就是土门格拉煤矿,位于安多县西北75公里处,一个是位于昌都的马查拉煤矿.此外,已经注册了还未正式开采的还有位于那 曲丁青县的金元煤矿.不过还有一些私人的,小型的煤矿就没办法查询了.

遵化市15985048341: 结合西部地区的有利条件,谈一谈应该如何进行开发 -
勾嘉欣奇: 西部地区发展具有以下有利条件:一是地域辽阔,水能、石油天然气、煤炭、稀土、钾磷、有色金属等能源矿产资源储量大,光热条件较好,生物资源多种多样,文化旅游资源丰富.二是市场潜力大,劳动力成本低,具有发展劳动密集型产业的...

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