Ⅲ-佳木斯微陆块古元古代石墨、金成矿带(佳木斯微陆块古元古代石墨、金矿床成矿系列)

作者&投稿:赤萧 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
中国中生代成矿区带的划分及其特征~

全国成矿区带的划分,应当遵循三个主要原则:①成矿环境的统一性原则,即具有统一的地质构造背景和相同或相似的地质构造演化历史;②成矿作用的共性原则,即具有相同、相似或相关联的成矿作用特征,并以某种类型或某些类型(组)的矿床特别发育为特色;③成矿作用与地质作用及地球化学块体(场)的关联性原则。
根据成矿区带的划分原则,结合中生代成矿环境和成矿特征,初步将全国划分为滨太平洋成矿域、中亚成矿域和特提斯成矿域,并进一步划分出10个成矿省、35个成矿区带(图4-9)。
(一)滨太平洋成矿域
滨太平洋成矿域位于中国东部,形成于中新生代,是全球性的环太平洋成矿带的重要组成部分。其西部边界不存在截然界线,具体的空间展布范围尚有争议。一般而论,其西界大致变动于东经102°~106°之间,即贺兰山—龙门山—哀牢山以东的广大地区(程裕淇等,1994;任纪舜等,1990),可能涵盖整个秦岭造山带。
滨太平洋成矿域是库拉—太平洋板块与欧亚大陆板块之间发生强烈的相互作用的产物,具有“双向分带”特征。在经向上,自东向西、由洋向陆,大致可分为三个大带,即东南沿海—台湾陆缘活动带、兴安岭—南岭大陆构造岩浆带和鄂尔多斯—四川坳陷盆地带;在纬向上,中生代构造岩浆带和断(坳)陷沉积盆地及其相关矿床叠置于前中生代不同构造单元之上,自北而南,形成东北、华北、秦岭、扬子和华南等成矿省,成矿作用各具特色。

图4-9 中国中生代成矿区带划分简图

Ⅰ—滨太平洋成矿域:ⅠA—东北成矿省:ⅠA-1—大兴安岭煤铜多金属成矿带,ⅠA-2—松辽石油油页岩膨润土成矿带,ⅠA-3—吉黑煤金多金属成矿带;ⅠB—华北成矿省:ⅠB-1—华北地台北缘金钼煤成矿带,ⅠB-2—鄂尔多斯煤油页岩成矿区,ⅠB-3—华北地台中部铁成矿区,ⅠB-4—苏鲁金重晶石成矿带,ⅠB-5—华北地台西南缘金钼成矿带;ⅠC—秦岭成矿省:ⅠC-1—西秦岭金汞锑成矿带,ⅠC-2—武当—大别多金属萤石膨润土成矿带;ⅠD—扬子成矿省:ⅠD-1—扬子地台西南缘铜盐类成矿带,ⅠD-2—川渝天然气盐类成矿带,ⅠD-3—长江中下游铁铜成矿带,ⅠD-4—浙赣湘黔汞锑金成矿带;ⅠE—华南成矿省:ⅠE-1—滇黔桂金锡锰成矿带,ⅠE-2—湘桂钨锡锑成矿带,ⅠE-3—浙赣钨锡萤石成矿带,ⅠE-4—粤闽钨锡多金属成矿带,ⅠE-5—桂粤金银锡成矿带,ⅠE-6—浙闽粤锡铅锌叶蜡石成矿带,ⅠE-7—海南金钼成矿区Ⅱ—中亚成矿域:
ⅡA—北疆成矿省:ⅡA-1—阿尔泰稀有金属成矿带,ⅡA-2—准噶尔-哈密煤石油耐火粘土成矿带,ⅡA-3—西天山煤耐火粘土成矿带,ⅡA-4—北山金多金属成矿带;ⅡB—塔里木成矿省:ⅡB-1—北塔里木煤成矿带,ⅡB-2—南塔里木煤成矿带,ⅡB-3—阿拉善石膏煤成矿带;ⅡC—昆仑-祁连成矿省:ⅡC-1—昆仑铜金成矿带,ⅡC-2—祁连煤油页岩成矿带
Ⅲ—特提斯成矿域:ⅢA—西藏成矿省:ⅢA-1—羌塘石膏油页岩煤成矿带,ⅢA-2—冈底斯铬铁白云母成矿带,ⅢA-3—喜马拉雅铬成矿带;ⅢB—川滇成矿省:ⅢB-1—松潘—甘孜金银白云母成矿带,ⅢB-2—三江石膏锡铁成矿带
1.东北成矿省
东北成矿省位于滨太平洋成矿域的最北部,地跨内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁等省(自治区)。在大地构造上包括额尔古纳褶皱系、吉黑褶皱系、延边褶皱系等构造单元。
东北成矿省前中生代经过太古宙—元古宙大陆基底形成阶段和显生宙(古生代)古亚洲洋陆缘增生阶段的发展演化,形成由锡林浩特微陆块、嫩松—佳木斯微陆块和数条古生代陆缘增生褶皱带交织镶嵌而成的基本构造格局。早二叠世末最终完成西伯利亚与塔里木—华北两大陆的对接缝合并形成统一的亚洲北大陆,晚二叠世—三叠纪在盆地中发育类磨拉石和湖相碎屑沉积。印支运动将东邻的锡霍特地区的晚三叠世—早侏罗世洋壳板片推覆至完达山区,并使张广才岭、伊春、大兴安岭出现线形中心式钙碱性中酸性火山喷发和花岗岩类岩浆侵位。侏罗纪—白垩纪的燕山旋回是本成矿省构造岩浆活动最强烈的时期,导致北东、北北东向构造的大量新生、前中生代构造的继承性复活、断陷沉积盆地的发生发展和大规模的中基性—中酸性—酸性岩浆喷发-侵入活动,并伴有铜、铅锌、金、煤、石油、油页岩、膨润土等重要矿产的形成。
东北成矿省中生代成矿作用以煤、油页岩的大规模成矿为特色,形成满洲里、鹤岗、双鸭山—七台河及锡林浩特等以煤为主的矿集区和永吉以油页岩为主的矿集区,铜、金、多金属成矿作用在大兴安岭中南段、辽吉东部亦较重要,大庆油田闻名中外。
根据区域大地构造背景和中生代成矿特征,东北成矿省可进一步划分为3个成矿带,即大兴安岭煤铜多金属成矿带、松辽油页岩石油膨润土成矿带和吉黑煤金多金属成矿带。
2.华北成矿省
华北成矿省的范围与华北地台基本相当,但其西缘的阿拉善台隆划归塔里木成矿省,在行政区划上跨越内蒙古、宁夏、甘肃、陕西、山西、河北、河南、山东、安徽、江苏、北京、天津等省(直辖市、自治区)。
华北地台是中国最古老的地台,迁西曹庄、黄柏峪一带铬云母石英岩的同位素地质年龄为3850~3550Ma(刘敦一等,1990),代表始太古代末期和古太古代初形成的原始陆核的残片。经过古太古代和中太古代的发展演化,新太古代中晚期(2600Ma)完成第一次克拉通化,由高级变质岩与花岗岩-绿岩带组成的华北陆核基本形成。古元古代,华北陆核进一步固结和刚化,古元古代末(1800Ma)完成第二次克拉通化,华北地台变质基底最终形成。中元古代—古生代为比较稳定的陆台发展阶段,形成中新元古界和古生界两套沉积盖层。中生代为陆缘活化阶段,发生强烈的构造岩浆作用和坳(断)陷沉积作用,形成铁、金、铜、钼、煤、油页岩、重晶石等重要矿产。
华北成矿省中生代成矿作用以煤、金、铁的大规模成矿为特色,形成涞源-蔚县、大同、灵武、东胜、榆林、平凉、铜川等以煤为主的矿集区,辽西、冀北、小秦岭、胶东等以金为主的矿集区和临汾、邢台-安阳、鲁西、淮北等以铁为主的矿集区。铜矿亦较重要,形成通化、盖县等以铜为主的矿集区。
根据区域大地构造背景和中生代成矿特征,华北成矿省可进一步划分为5个成矿带(区),即华北地台北缘金钼煤成矿带、鄂尔多斯煤油页岩成矿区、华北地台中部铁成矿区、苏鲁金重晶石成矿带和华北地台西南缘金钼成矿带。
3.秦岭成矿省
秦岭成矿省的范围与秦岭褶皱系基本相当,在行政区划上跨越甘肃、陕西、四川、重庆、湖北、河南等省(直辖市)。
秦岭褶皱系属横亘中国中部的昆仑—祁连—秦岭褶皱造山带东段,是一个典型的多旋回褶皱系,包括北秦岭加里东褶皱带、礼县—柞水华力西褶皱带、南秦岭印支褶皱带、北大巴山加里东褶皱带及武当—淮阳隆起等构造单元(黄汲清、任纪舜等,1983)。区域地质构造演化经历了太古宙—古元古代结晶基底形成、长城纪—青白口纪秦昆海洋形成演化、震旦纪—志留纪秦祁洋形成演化、泥盆纪—三叠纪(早中三叠世)古特提斯洋形成演化和中新生代滨太平洋及新特提斯叠加改造五大发展阶段(程裕淇等,1994)。晚三叠世—早白垩世,受库拉—太平洋板块向北北西移动和新特提斯洋壳向北俯冲活动的共同影响,西秦岭印支山系发生大规模的基底滑脱、推覆、逆掩和新生沉积物变形,中国南部大陆整体北移并秦岭—大别地区碾压,东秦岭、大别山已存在的多层次韧性滑脱与逆冲推覆体系继承发展、连续造山,郯庐断裂也以左旋直扭方式将东扬子陆块向北推动。晚白垩世—始新世,随着新特提斯洋的闭合、印度大陆向欧亚大陆急剧漂移并发生碰撞挤压,导致秦岭山系中各古老地块向东蠕散扩张和信阳、周口、南襄等沉积盆地的形成;上扬子地块向北以平移、旋转的方式楔入秦岭,使秦岭山系构造线出现奇特的“蜂腰”现象。中生代造山作用以强烈推覆、滑脱与左旋走滑为特征,沿山链有近东西向构造-花岗岩带的形成。
秦岭成矿省中生代成矿作用不甚强烈,西秦岭地区以沉积岩容矿的层控热液型金、汞、锑、铅、锌矿床的大量发育为特征;东部的武当—大别地区则以与燕山期火山-侵入活动有关的金、钼、铜、萤石、膨润土等矿床较发育。据此,将秦岭成矿省划分为两个成矿带,即西秦岭金汞锑成矿带和武当—大别多金属萤石膨润土成矿带。
4.扬子成矿省
扬子成矿省的范围与扬子地台基本相当,地跨云南、四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海、浙江等省(直辖市),包括几乎整个长江流域及南黄海。
扬子地台是中国南方较为稳定的大地构造单元,总体呈北东向展布。基底岩系主要出露于地台边缘的隆起带,由太古宇—古元古界深变质岩和中新元古界浅变质岩组成,具“双层结构”特征。震旦纪—中三叠世,发育良好的沉积盖层,主要由浅海相碳酸盐岩建造、碎屑岩-泥质岩建造和滨海相-陆相含煤建造等组成,局部层位出现冰碛层、浊流沉积及玄武岩喷溢。中下三叠统富含膏盐的碳酸盐岩分布广泛,不仅赋存有石膏、石盐等矿床,也是矽卡岩型铁铜、锡多金属矿床的重要围岩和石油、天然气的重要储层。晚三叠世以来,地台东部受西太平洋板块运动影响,表现出强烈的“活化”特征,形成多旋回褶皱构造、多期次断裂构造和中酸性及中基性火山-侵入岩系,以铁、铜为主的内生金属矿床非常发育;地台西部则受特提斯洋活动的影响,裂陷作用较强,形成四川、滇中等红色盆地,陆相含煤建造和含膏盐建造及滇中砂岩铜矿、綦江式沉积铁矿、热液型汞锑金矿床等较发育。
扬子成矿省中生代成矿作用以铁、铜的大规模成矿为特色,形成大冶—九江、安徽沿江、赣东北、滇中、万源等以铁铜为主的矿集区。汞、铅锌、天然气、芒硝、石膏等矿产亦较重要,形成峨眉山芒硝矿集区、重庆天然气石膏铁矿集区、湘黔渝汞矿集区、苏锡常铅锌矿集区等。
根据区域大地构造背景和中生代成矿特征,扬子成矿省进一步划分为4个成矿带(区),即扬子地台西南缘铜盐类成矿区、川渝天然气盐类成矿区、长江中下游铁铜硫成矿带和浙赣湘黔汞锑金成矿带。
5.华南成矿省
华南成矿省位于中国东南部,地跨云南、广西、湖南、江西、浙江、福建、广东、海南及香港、澳门、台湾等省(自治区、特别行政区)。在大地构造上包括华南褶皱系、东南沿海及台湾褶皱系、南海地台等构造单元。
华南大陆及海南岛在总体上是一个卷入了古—中元古代陆壳的加里东褶皱带,志留纪末与扬子陆块拼贴组成古华南大陆;晚古生代—中三叠世,整个华南地区处于相对稳定的发展阶段,在元古宇—下古生界基底之上形成以浅海相碳酸盐岩、碎屑岩及硅质岩为主的沉积盖层,闽粤沿海地带印支期变质作用与岩浆作用显著增强。晚三叠世—早白垩世,处于滨太平洋大陆边缘活动带,构造岩浆作用强烈,形成大规模的大陆壳源花岗岩类和陆缘壳源-壳幔混源中酸性火山-侵入岩以及大量的有色、稀有金属矿床。晚白垩世—第三纪,伴随新特提斯洋的关闭、印度板块北移并与欧亚大陆碰撞,使华南大陆向东南部离散、板内成盆及陆缘造海,为膏盐、油气的形成提供了场地准备。
华南成矿省中生代成矿作用以钨、锡、金、银的大规模成矿为特色,形成湘南、大余—始兴、赣东南、大桂山、粤西南、海陆丰、滇东南、丹池等以钨锡为主的矿集区和兴义—百色、琼西、廉江等以金银为主的矿集区。铜、铅锌、锑、萤石、煤等矿产亦较重要,形成大明山铜钨矿集区、湘中锑钨金矿集区、武义—新昌萤石矿集区、常宁铅锌金矿集区、萍乡—高安煤钨铌钽矿集区。
根据区域大地构造背景和中生代成矿特征,华南成矿省可进一步划分为7个成矿带(区),即滇黔桂金锡锰成矿带、湘桂钨锡锑成矿带、浙赣钨锡萤石成矿带、粤闽钨锡多金属成矿带、桂粤金银锡成矿带、浙闽粤锡铅锌叶蜡石成矿带和海南金钼成矿区。
(二)中亚成矿域
中亚成矿域特指滨太平洋成矿域和特提斯成矿域范围以外的中国西北地区,包括新疆、青海、甘肃、内蒙古、宁夏等省(自治区)的大部或一部分。该成矿域在古生代是古亚洲成矿域的重要组成部分,中生代主要处于内陆构造环境,以沉积成矿作用为主,岩浆成矿作用较弱。根据构造单元性质及成矿特征的不同,可划分为北疆、塔里木、昆仑—祁连省三个成矿省。
1.北疆成矿省
北疆成矿省位于新疆维吾尔自治区北部,包括甘肃省北部和内蒙古西部的一部分。在大地构造上包括阿尔泰褶皱系、准噶尔褶皱系、天山褶皱系等构造单元。
北疆成矿省区域构造格局由阿尔泰—额尔齐斯、北准噶尔、伊林哈别尔尕—觉罗塔格等古生代陆缘增生褶皱带和准噶尔、伊犁—伊塞克湖、中天山等包含中新元古界变质基底的微陆块以及北山裂谷带等组成。早二叠世末,西伯利亚板块南缘活动带与塔里木—华北板块北缘活动带发生碰接,形成统一的亚洲北大陆。晚二叠世—白垩纪,受印度板块、西伯利亚板块从南北双向挤压及太平洋板块向西俯冲的共同影响下,山系与盆地相间出现,断块升降明显,并产生一系列巨大的走滑断裂和推覆构造,为煤、石油、天然气等矿产的形成提供了场地准备,阿尔泰、北山等地有不甚强烈的钙碱性、偏碱性岩浆活动。
北疆成矿省中生代成矿作用以煤、稀有金属的大规模成矿为特色,形成乌鲁木齐及哈密等以煤为主的矿集区和阿勒泰以锂铍铌钽为主的矿集区。含煤建造由中下侏罗统陆相碎屑岩及泥质岩组成,稀有金属矿床则与印支-燕山期偏碱性岩浆活动有关。
根据区域大地构造背景和中生代成矿特征,北疆成矿省可进一步划分为4个成矿带,即阿尔泰稀有金属成矿带、准噶尔—哈密煤石油耐火粘土成矿带、西天山煤耐火粘土成矿带和北山金多金属成矿带。
2.塔里木成矿省
塔里木成矿省的范围与塔里木地台基本相当,华北地台西缘的阿拉善台隆亦划归该成矿省。在行政区划上跨越新疆、甘肃、宁夏等省(自治区)。
塔里木地台为镶嵌于天山、昆仑山褶皱造山带之间的菱形地块,基底由新太古界—古元古界中深变质岩和中新元古界浅变质岩组成,其上为未变质的由震旦系陆缘裂谷型复理石建造和古生界海相碎屑岩-碳酸盐岩建造组成的沉积盖层,陆内盆地沉积以河湖相碎屑岩及泥质岩为主。除盆地边缘出露变质基底及古生界盖层,盆地内部绝大部分被沙漠及戈壁覆盖。
塔里木成矿省地质工作程度较低,已知的中生代矿床较少。塔里木坳陷沉积盆地北缘及南缘产有由中下侏罗统河流-湖沼相碎屑岩及泥质岩组成的含煤建造,阿拉善台隆产有煤、石膏等矿床。据此,可将该成矿省进一步划分为3个成矿带,即北塔里木煤成矿带、南塔里木煤成矿带和阿拉善石膏煤成矿带。
3.昆仑—祁连成矿省
昆仑-祁连成矿省位于横亘中国中部的昆仑—祁连—秦岭褶皱造山带中西段,地跨新疆、青海、甘肃、宁夏等省(自治区),在大地构造上包括西昆仑褶皱系、东昆仑褶皱系、祁连褶皱系等构造单元。
区域地质构造演化与秦岭褶皱系相似,经历了太古宙—古元古代结晶基底形成、长城纪—青白口纪秦昆海洋形成演化、震旦纪—志留纪秦祁洋形成演化、泥盆纪—三叠纪(早中三叠世)古特提斯洋形成演化和中新生代滨太平洋及新特提斯叠加改造五大发展阶段(程裕淇等,1994)。
昆仑—祁连成矿省的范围较大,但中生代成矿作用不强。青海甘肃相邻区的木里—大通及兰州—靖远一带山间谷地中产有中侏罗统河湖-沼泽相含煤碎屑沉积建造,煤层与油页岩共生。柴达木盆地周缘产有滩间山、五龙沟等金矿床以及克孜勒萨依等铜矿床。据此,可将昆仑—祁连成矿省进一步划分为两个成矿带,即昆仑铜金成矿带和祁连煤油页岩成矿带。
(三)特提斯成矿域
特提斯成矿域位于中国西南部的川滇青藏地区,包括青藏高原主体及喜马拉雅山、西南“三江”等广大区域。区域性断裂和褶皱均以弧形展布为特点,中西部主要构造线大致呈东西向展布,向东南急转为近南北向。澜沧江、班公错—怒江、雅鲁藏布江3条含有蛇绿岩的结合带(深断裂带)和古特提斯北带与南带、新特提斯北带与南带4个地体(地块)相间排列,构成独具特色的条带状构造格局。该成矿域包括两个成矿省,即西藏成矿省和川滇成矿省。
1.西藏成矿省
西藏成矿省的范围与西藏自治区基本相当,但藏东和藏北部分地区划归川滇成矿省。区域大地构造演化经历前奥陶纪陆壳基底形成、早古生代萌特提斯、晚古生代古特提斯、中生代新特提斯和新生代陆壳改造、高原隆升等发展阶段,形成由喜马拉雅(逆冲)板片、雅鲁藏布江结合带、冈底斯陆缘活动带、班公错—怒江结合带和羌塘—唐古拉陆块组成的基本构造格局。
西藏成矿省自然条件恶劣、地质工作程度很低,已知的中生代矿床较少。主要矿床类型有产于燕山期—喜马拉雅早期超基性岩中的岩浆型铬矿床、产于三叠系海陆过渡相碎屑岩中的煤矿床、产于中生界浅海-湖相碳酸盐岩中的石膏油页岩矿床以及与燕山晚期—喜马拉雅期中—酸性侵入岩有关的伟晶岩型白云母矿床、矽卡岩型铁矿床等。
根据目前掌握的地质矿产资料,可将西藏成矿省进一步划分为3个成矿带,即羌塘石膏油页岩煤成矿带、冈底斯铬铁白云母成矿带和喜马拉雅铬成矿带。
2.川滇成矿省
川滇成矿省地跨四川、云南、西藏、青海等省(自治区)。在大地构造上属于华南板块,具有扬子古陆边缘活动带性质,包括羌北—昌都—思茅微陆块、金沙江结合带、松潘—甘孜活动带及红河—龙门山推覆带等构造单元。
川滇成矿省中生代成矿作用较强,以金、锡、铁、锂铍、石膏、白云母、水晶等矿产为主。金矿主要分布于松潘、甘孜—丘洛,锡矿和铁矿主要分布于滇西,石膏主要分布于藏东,锂铍、白云母、水晶主要分布于丹巴—道孚一带。
根据区域大地构造背景和中生代成矿特征,川滇成矿省可进一步划分为两个成矿带,即松潘甘孜金银白云母成矿带和三江石膏锡铁成矿带。

(一)概述
地壳中的矿产在空间和时间上的分布都是不均匀的,在地壳中某种或某些矿产大量集中的那一部分地区,称为成矿区域。在一个成矿区域中,矿化往往集中地发生在某个或某些地质时期内,这样的在地质历史中矿化比较集中的时期,称为成矿时代。
成矿区域和成矿时代都是概括性的用语,集中多少矿产的区域叫成矿区域,发生多少成矿作用的时代叫成矿时代,都难以严格规定。我国南岭地区钨、锡、锂、铍等矿床很富集,形成了钨、锡成矿区域。这些矿床主要与燕山期的构造—岩浆活动有关,成矿时期就是燕山期。
成矿区域是已知矿床集中和具有资源潜力的地质单元,它可以是一个独立的大地构造单元,也可以跨越两个或两个以上的大地构造单元。每个成矿区域中都有特定的成矿环境和发生的成矿系统。科学地圈定成矿区域和对成矿区域分级(成矿域、成矿省、成矿带、矿带等)是区域成矿学的基础研究内容,也是深入探讨成矿规律的前提。
在成矿区划研究中,朱裕生、徐志刚等有过多年探索,本节下列的(二)、(三)、(四)部分内容主要参考了他们的研究成果。

图3-19 中国主要矿产成矿演化趋势

表3-18 全球主要成矿期及其地质构造背景


续表


(二)成矿区域圈定的原则
在广阔的区域中如何圈定出成矿区域,是一个复杂的工作,目前尚无严格的定量方法,但有约定俗成的做法,一般是考虑以下原则:
(1)区域矿产在空间的集中分布是圈定成矿区域的首要依据,一般在一个成矿区(带)中都有大型矿床产出,且矿床(大、中、小)常成群分布。
(2)按大地构造和区域构造性质划分成矿区域。地球物质运动的主导形式是构造运动,大地构造的形成和演化制约着有关的沉积、岩浆、变质、流体等作用。大地构造运动的转化过程(如挤压→拉张、沉降→隆升……)是成矿物质在壳幔中重新分配和再分配的过程。它控制了区域成矿作用的发生、发展和演化。成矿区域的形成是区域地质构造演化的产物。因此,区域地质构造演化和区域成矿作用的一致性应作为划分成矿区域的一个原则。
(3)成矿区域与成矿系统相对应。如前所述,成矿系统包括成矿作用及产物的这一整体是在一定的地质环境中发生,而成矿区(带)则是成矿系统形成和演变的地质环境,是成矿系统的载体。正是成矿环境中地层、构造、岩石、变质、流体等条件耦合,促成了成矿元素的高度富集。换言之,正是由于成矿系统发生和存在于该地域中,才能使该地域区别于一般区域而成为成矿区(带)。一般在成矿区域中,应包括1个以上的成矿系统。
(4)以重要地质界线作边界,逐级圈定。克拉通、造山带、大盆地的边界是最基本的地质界线,可以其为基础划定成矿区域边界。在圈定我国各级成矿区(带)的实际操作中,首先圈出全球性的成矿域(Ⅰ级),再圈定其以下的各级成矿区(带)是可行的方法。
(5)以区域成矿作用为地质理论依据,物、化、遥资料印证。成矿系统作用的产物是矿床系列和各种异常,因此,成矿区(带)中除赋存着各矿种和矿床外,均有自身的地球物理场和地球化学场。各类场的边界也是各级区(带)边界定位的参考依据。至于遥感影像特征从更宽广的范围反映大型地质构造单元的边界,更是圈定成矿区(带)的佐证,物、化、遥资料间接地印证了成矿区(带)边界的位置和反映地表以下不同深度的地质体特征。
成矿区(带)命名常冠以构造单元(或地方名)名称和区域成矿作用发生的主要地质年代、主要成矿元素或组合,如云开隆起燕山期金锡锰银稀有金属成矿区。
(三)成矿区域的分级
成矿区域有大有小,有不同的层次和级别。按成矿作用涉及的范围和成矿地质背景,可将成矿区域分为三级,即成矿域、成矿省和成矿区(带),各级所涉及的成矿作用内涵简述如下:
Ⅰ级——全球成矿域:即跨洲际的全球成矿构造单元,它反映全球范围内核、幔、壳物质运动的不均一性,一般与全球性的巨型构造相对应,它是在全球性大地构造-岩浆旋回期间发育形成的,出现特定的区域成矿系统和相应的矿化类型。在全球范围内,目前已划定多个成矿域,如滨太平洋成矿域、古亚洲成矿域和特提斯喜马拉雅成矿域等。一个成矿域内经历多阶段构造-岩浆作用或构造—沉积作用演化,出现多期次叠加和改造等复杂的区域成矿作用,形成的矿床类型和矿种较多,可以划分出多个成矿系统和矿床系列。
Ⅱ级——成矿省:是I级成矿域内部的次级成矿单元,与大地构造单元相对应或跨越多个大地构造单元的成矿浓集区,其区域成矿作用是全球性大地构造—岩浆旋回演化的某一阶段或作用于不同性质古构造单元而造就的成矿单元,同时出现了相应的区域成矿作用。特定的成矿地质背景和成矿作用演化过程控制了成矿物质的富集,赋存的矿床类型明显受多级或多种构造形式控制,矿床集中区分布在该成矿省特定的构造部位。赋存的矿种和矿床类型与构造地质背景有关,具有明显的区域成矿特征,如华北陆块金银铜多金属成矿区、华南活动带钨锡铅锌银金锑铜铝土矿锰矿稀有稀土成矿区。区内可划出一个或一个以上的成矿系统。
Ⅲ级——成矿区(带):是在Ⅱ级的成矿省内的单一成矿地质背景(如岩浆弧、海沟、裂谷、隆起区、凹陷区等)范围内圈出的低级次的成矿区(带),在有利成矿区段内受区域成矿作用控制的几种矿床类型集中分布的地区。是区域成矿专属性相关成矿信息集中分布的空间,在此级带内可划分出一个成矿系统,如长江中下游燕山期铁铜金硫铅锌成矿带。
在一些地质构造复杂的地区,各个地质时期均可形成相应的成矿区(带),因而在这些地区存在不同地质时期成矿区(带)的重叠,构成复杂的区域成矿景象。
在成矿区(带)之下的矿化单元是亚区(带),如长江中下游成矿带中的铜陵成矿亚区;在成矿亚区(带)之下是矿田,如铜陵成矿亚区中的狮子山矿田,矿田之下则为矿床。因此,矿化单元从大至小,依次是:成矿域→成矿省→成矿区(带)→成矿亚区(带)→矿田→矿床。它们规模不同、特色各一,但是一个密切关联、相互依存的地质矿化体系。
(四)中国成矿区域的划分
中国的地质构造复杂,不同级别、不同时代的成矿区域类型多样,且多有交错。多年来,很多专家研究并提出了自己的中国区域成矿划分方案(主要有:李春昱,1984;郭文魁,1987;宋叔和,1992;裴荣富,1995;陈毓川,1995;翟裕生,1999),各有其侧重点和参考价值。
朱裕生、徐志刚等(2001)运用丰富的多元地学信息,结合大地构造和矿床成矿系列研究新成果,在区域成矿学理论指导下,提出了新的全国成矿区(带)划分方案,即:
(1)成矿域的划分(I级):其命名通常与全球巨型构造相对应,在全国综合图上表示的,可划分4个成矿域:
Ⅰ-1——古亚洲成矿域;
Ⅰ-2——秦—祁—昆成矿域:
Ⅰ-3——特提斯—喜马拉雅成矿域;
Ⅰ-4——滨西太平洋成矿域。
另外,存在前寒武纪成矿域——Ⅰ-5(作为其他成矿域的基础,在图上未标出)。
(2)成矿省的划分(Ⅱ级):多以地区来命名,全国共划分出17个成矿省。
Ⅱ-1——吉黑成矿省;
Ⅱ-2——兴安岭成矿省;
Ⅱ-3——华北地台北缘成矿省
Ⅱ-4——阿尔泰成矿省(大部分位于境外);
Ⅱ-5——华北地台成矿省;
Ⅱ-6——北疆成矿省;
Ⅱ-7——天山(含柴达木盆地)—北山成矿省;
Ⅱ-8——秦岭—大别成矿省;
Ⅱ-9——祁连成矿省;
Ⅱ-10——昆仑成矿省;
Ⅱ-11——扬子成矿省;
Ⅱ-12——东南沿海成矿省(含台湾);
Ⅱ-13——华南成矿省(含海南岛);
Ⅱ-14——“三江”成矿省;
Ⅱ-15——松潘—甘孜成矿省;
Ⅱ-16——藏北成矿省;
Ⅱ-17——藏南成矿省。
(3)成矿区(带)划分(Ⅲ级):其命名除考虑地区外,还包含成矿时间及主要矿种,全国共划分出67个成矿区(带),依次排列如下:
Ⅲ-1——佳木斯隆起元古代、华力西、燕山期铅锌银铁石墨成矿区;
Ⅲ-2——张广才岭太古代、晚古生代—中生代金铜铅锌银石墨成矿区;
Ⅲ-3——小兴安岭铅锌银成矿区;
Ⅲ-4——松辽新生代油气成矿区;
Ⅲ-5——大兴安岭华力西、燕山期金铜铅锌银成矿带;
Ⅲ-6——额尔古纳燕山期铜(钼)铅锌(银)金成矿带;
Ⅲ-7——突泉—林西华力西、燕山期金铜铅锌银成矿带;
Ⅲ-8——锡林浩特—北阴山铌稀土铁铜成矿带;
Ⅲ-9——华北陆块北缘东段太古宙、元古宙、燕山期金铜银铅锌镍钴硫成矿区。
Ⅲ-10——华北陆块北缘中段太古宙、元古宙、燕山期金银铅锌铁铂硫铁矿成矿区;
Ⅲ-11——华北陆块北缘西段元古宙、燕山期金铜铅锌硫成矿区;
Ⅲ-12——哈龙—诺尔特加里东、华力西期金铅锌铁稀有宝玉石云母成矿带;
Ⅲ-13——克兰加里东、华力西期铜锌金银铅成矿带;
Ⅲ-14——准噶尔北缘华力西期铜镍钼金成矿带;
Ⅲ-15——准噶尔西缘华力西期金铬成矿区;
Ⅲ-16——准噶尔新生代油气煤盐类成矿区;
Ⅲ-17——博格达华力西金铜成矿区;
Ⅲ-18——哈尔力克华力西期铜钼金镍成矿带;
Ⅲ-19——额齐纳旗华力西期多金属成矿带;
Ⅲ-20——东天山—北山华力西期铁金铅锌铜钼成矿带;
Ⅲ-21——北天山华力西期金铜铁成矿带;
Ⅲ-22——伊犁—新源加里东、华力西期铜钼铅锌锰成矿区;
Ⅲ-23——西南天山加里东、华力西期金铜铅锌银锑成矿带;
Ⅲ-24——塔里木新生代盐类、油气成矿区;
Ⅲ-25——胶辽太古宙、元古宙、燕山期金铜铁菱镁矿金刚石滑石石墨铅锌银成矿带;
Ⅲ-26——鲁西燕山期金铜铁成矿区;
Ⅲ-27——五台—太行太古宙、元古宙、燕山期金铁铜钼钴银锰成矿区(含中条山);
Ⅲ-28——小秦岭—豫西太古宙、元古宙、古生代、燕山期金钼铝土矿铅锌成矿区;
Ⅲ-29——鄂尔多斯中、新生代油气盐类成矿区;
Ⅲ-30——阿拉善元古代铜镍萤石成矿区;
Ⅲ-31——北秦岭加里东、燕山期金铜银锑钼成矿带;
Ⅲ-32——桐柏—大别元古宙、燕山期金铅锌银滑石成矿带;
Ⅲ-33——南秦岭华力西、燕山期铅锌银铜铁汞锑重晶石成矿带;
Ⅲ-34——北祁连加里东金铜铅锌铬铁钨成矿带;
Ⅲ-35——南祁连加里东铜锌铅银铬石棉成矿带;
Ⅲ-36——拉鸡山加里东铜金镍成矿带;
Ⅲ-37——柴达木新生代钾盐芒硝锂成矿区;
Ⅲ-38——阿尔金加里东铜金石棉成矿带;
Ⅲ-39——东昆仑前寒武、华力西期、印支期金铜铅锌铁成矿带;
Ⅲ-40——塔什库尔干前寒武、华力西期金铜成矿带;
Ⅲ-41——公格尔前寒武、华力西期金铜铅锌宝玉石成矿带;
Ⅲ-42——苏北新生代坳陷油气成矿区
Ⅲ-43——长江中下游燕山期铜铁金铅锌硫成矿带;
Ⅲ-44——江南地块燕山期铜钼金铅锌成矿带;
Ⅲ-45——洞庭湖周边燕山期、新生代金稀土成矿区;
Ⅲ-46——龙门山—神农架加里东、新生代铁金成矿带;
Ⅲ-47——四川盆地新生代油气、盐类成矿区;
Ⅲ-48——川南—黔中铁汞锰铝成矿带;
Ⅲ-49——湘西—黔东燕山期锑汞金磷成矿区;
Ⅲ-50——右江地槽印支期、燕山期金铅锌锑铜锰铝磷成矿区;
Ⅲ-51——扬子地台西缘元古宙、华力西、燕山期铁钛钒铜铅锌铂银金稀土成矿带;
Ⅲ-52——浙闽沿海燕山期、非金属铅锌银成矿带;
Ⅲ-53——闽粤沿海(含台湾)燕山期、喜山期金锡钨铅锌银非金属成矿带;
Ⅲ-54——武夷山北段燕山期铅锌银钨锡稀土稀有成矿带;
Ⅲ-55——湘中—赣中燕山期铁钨锡锑铅锌稀有成矿区;
Ⅲ-56——南岭中段燕山期锡银铅锌稀有稀土成矿区;
Ⅲ-57——粤琼元古宙、燕山期银铁金钨锡稀有成矿区;
Ⅲ-58——粤西—桂东印支期、燕山期钨锡铅锌金银成矿区;
Ⅲ-59——三江印支期、燕山期、喜山期铜铅锌银金铁镍成矿带;
Ⅲ-60——松潘—玛多华力西期金稀有银铅锌成矿区;
Ⅲ-61——可可西里—盐源燕山期、喜山期金铜锌稀有稀土成矿带;
Ⅲ-62——藏东—唐古拉喜山期铜钼金铁盐类成矿带;
Ⅲ-63——措勤—念青唐古拉喜山期锡铁金盐类矿产成矿带;
Ⅲ-64——冈底斯喜山期铜钼金铅锌银铬成矿带;
Ⅲ-65——尼玛—班公错喜山期锂、铯、硼、铷、盐类成矿带;
Ⅲ-66——雅鲁藏布江上游喜山期金铜钼盐类矿产成矿带;
Ⅲ-67——藏南喜山期铬金铜锑成矿带。
具体划分情况见图3-20。
在中国航磁图、中国平均布格重力异常图、全国遥感影像解释图、全国莫氏面深度图、全国岩石圈厚度图、全国剪切波速度分布图、全国地幔低速层顶界面深度图、中国大陆上地幔高导层深度图、全国主要断裂系统分布图、中国板块划分图、中国构造域划分图、亚洲大地构造分区简图、全国金属矿产分布图、全国非金属矿产分布图、中国矿床成矿系列图等全国性基础性图件上都显示了Ⅰ级“成矿域”的大致轮廓,依据这些资料和上述的成矿区(带)划分原则对我国成矿域的具体边界定位如下:
A.古亚洲成矿域
主要部分在国外,在我国境内仅出现在天山(含塔里木)—阴山—长白山一线,基本构造线呈东西向,向西延入哈萨克斯坦板块,受其影响又转为北西向;东端自中生代以来受滨西太平洋成矿域的叠加改造,为北东—北北东向和东西向构造线镶嵌的格局:从西到东由一系列造山带头尾相接构成造山链;区内分布多期次、多类型的火山岩、花岗岩、基性岩、超基性岩带(部分为蛇绿岩套)及变质岩带;在地质历史上经受了大陆基底形成、古亚洲洋陆缘增生和滨西太平洋大陆边缘活动及陆内断块升降3个阶段,造就了多种有利的成矿环境,这些构成了古亚洲成矿域在中国境内的基本特征。
古亚洲成矿域的东界、北界和西界已出境外,境内南侧界线大体沿柯岗断裂带、阿尔金断裂带、阿拉善北缘断裂带、华北陆块北缘断裂带一线为界,可称为断裂划界的古亚洲成矿域南缘在中国境内的界线。
本成矿域以海西期、加里东期成矿作用为主,东段叠加有燕山期成矿作用,主要出现有块状硫化物型、块状氧化物型、块状碳酸盐型及与基性、中酸性、酸性侵入岩类有关的岩控矿床。在中国及邻区大地构造图上(以下简称构造图)包括萨彦—额尔古纳—萨拉伊尔(兴凯)造山系、天山—兴安华力西造山系、乌拉尔—南天山华力西造山系、塔里木准台地和部分亚洲东缘燕山造山系。
B.秦—祁—昆成矿域
秦—祁—昆是我国南、北构造域和成矿区域的分界线。其西段北界与古亚洲成矿域为邻,即沿柯岗断裂带、阿尔金断裂带为两成矿域的分界线;至中段,则沿龙首山—固始断裂带东延交会于郯庐断裂与华北陆块为邻。其南界由西向东沿康西瓦—板块结合带,向东顺阿尼玛卿断裂带和扬子板块北缘断裂带直至与郯庐断裂交会,它与特提斯成矿域和扬子陆块为邻。区内经历了结晶基底形成、秦昆海洋形成演化、秦祁洋形成演化、古特提斯洋形成演化和滨西太平洋、新特提斯叠加改造五大地壳发展演化阶段。地壳不同演化阶段造就的成矿环境各异,区域成矿作用也各有差别,在秦昆、秦祁洋形成演化阶段主要形成块状硫化物型(VMS型)和块状氧化物型矿床;古特提斯洋形成演化阶段主要形成块状硫化型(SEDEX型)和块状碳酸盐型矿床;滨西太平洋、新特提斯叠加改造阶段发育着中—中酸性岩浆强烈侵入活动,形成了岩控型矿床和改造型(金矿床为主)矿床。在构造图上与昆仑—祁连—秦岭加里东、华力西造山系对应。
C.特提斯喜马拉雅成矿域
特提斯成矿域的北界与秦—祁—昆相邻,东界沿龙门山断裂和金沙江—红河断裂带延入越南,其西界和南界已出境外。成矿域经历了元古大洋、元古大洋闭合、萌特提斯、古特提斯和新特提斯发展演化的5个阶段。地质发展历史悠久,中新生代构造岩浆活动强烈,造就了极为有利的成矿地质环境,出现了全区性的区域成矿作用,并达到高峰。形成的主要矿化类型有与中—中酸性、基性—超基性有关的岩控型,与海底火山喷发有关的块状硫化物型,与沉积作用有关的岩控型(包括黑色岩系)及块状氧化物型等矿床。其成矿作用复杂,后期叠加改造强烈,形成复合型矿床。在构造图上包括北特提斯印支—燕山造山系的大部分,南特提斯喜马拉雅造山系,羌塘、中缅马苏、拉萨、喜马拉雅等亲冈瓦纳陆块群。

图3-20 中国成矿区(带)划分图

D.滨西太平洋成矿域
滨西太平洋成矿域覆盖了我国整个东部地区,其西界大体为沿鄂尔多斯西缘断裂带向南穿过秦—祁—昆成矿域沿龙门山断裂带、金沙江—红河断裂带一线。西邻特提斯成矿域,北部和中部与古亚洲、秦—祁—昆成矿域叠加,跨越了古亚洲、秦—祁—昆和前寒武纪三大成矿域。在滨太平洋活动阶段前,各成矿域的构造环境不同而地壳发展演化过程出现了较大差异。在滨太平洋活动阶段,除对各成矿域已有的矿床进行改造和出现成矿物质的再富集外,在印支—燕山运动和喜马拉雅运动过程中,各类矿床的形成和成矿作用的叠加同时进行,形成了多种类型矿床的分布富集区,主要有岩控型、层控型和与热水、冷水有成因联系的水岩型矿床。在构造图上包括天山—兴安华力西造山系中段、萨彦—额尔古纳—萨拉伊尔造山系东段、中朝陆块、扬子陆块、华南加里东造山系、北特提斯印支—燕山造山系东部、浙闽华夏古陆块和亚洲东缘燕山造山系。
E.前寒武纪成矿域
前寒武纪成矿域已被古亚洲、秦—祁—昆、特提斯和滨西太平洋成矿域覆盖,前寒武系基底时隐时现,其有科学依据的界线难以标定,在图上暂不专门划定。在构造图上大体圈出该成矿域的轮廓,包括中朝陆块、塔里木陆块、扬子陆块、浙闽华夏陆块群及其他一些小陆块群。
有关成矿省、成矿区(带)的标定和实际含义,请参考《中国主要成矿区(带)成矿远景评价》一书(陈毓川等,1999)。
用于全国成矿区(带)划分的图件:
①中国构造域划分图(据黄汲清教授资料补充修改,1980)
②中国板块构造划分略图(程裕淇,1994)
③中国及邻区大地构造图(任纪舜,2000)
④全国金属矿产分布图(朱裕生等,1996)
⑤全国非金属矿产分布图(朱裕生等,1996)
⑥中国矿床成矿系列图(陈毓川等,2000)
⑦中国主要断裂分布略图(程裕淇等,1994)
⑧中国航磁异常图(肖克炎、朱裕生等,1996)
⑨中国布格重力异常图(肖克炎等1996)
⑩中国遥感影像解释图(楼性满等,1996)
⑪中国大陆及邻近海域莫底面深度图(据中国地科院物化探所,1979)
⑫中国及其邻区岩石圈厚度图(据彭聪等,2000)
⑬中国大陆及邻近海域剪切波速度分布图(150km深处,单位:km/s,彭聪等,2000)
⑭中国大陆上地幔低速层顶界面深度图(单位:km,据袁学诚等,1996)
⑮中国大陆上地幔高导层深度图(单位:km,李立,1996)。
⑯亚欧地质图(李廷栋等)

(一)佳木斯微陆块

佳木斯微陆块位于黑龙江东北部,向北与俄罗斯境内的布列亚陆块(图兰陆块)连为一体,是一个结晶基底出露面积较大,时代较为古老的陆块。微陆块周边被断裂所限,西界为牡丹江 汤旺河 结烈河断裂,与张广才岭(褶皱带)相邻;南界以敦化-密山断裂与延边褶皱系分界,东部被同江-当璧段列与那丹哈达岭地体划开。

佳木斯微陆块的古元古代变质基底可以分为两个(岩)群:下部为麻山岩群,上部为东风山群。

麻山岩群主要由深变质的片岩、含矽线石榴片麻岩、含石墨片麻岩、大理岩、麻粒岩(含少量紫苏辉石)组成的孔兹岩系,含有石墨、磷、矽线石等矿床。麻山岩群变质程度达到高角闪岩相至麻粒岩相,遭受同期花岗质岩浆的混合岩化作用,变形复杂。原岩为中基性火山岩-硬砂岩型建造或复理石型建造(董申保等,1986)。Pb-Pb 等时线年龄为2269±68Ma,全岩U-Pb等时线年龄为2251±360Ma(姜哲等,1991)。

东风山群出露在佳木斯微陆块北部鹤岗地区。本群主要由大理岩,绢云石英片岩、二云石英片岩、二云二长片麻岩、电气石英岩及黑云二长变粒岩、矽线片岩、石墨片岩等组成,夹含铁石英岩和磁铁绿泥片岩。原岩为一套中酸性海相火山-沉积岩系,经受高绿片岩相变质作用,有花岗岩化。根据岩性和层位对比,东风山群应位于麻山岩群的上部,形成于古元古代晚期(黑龙江省区域地质志,1993)。在东风山地区,磁铁石英岩与变基性火山岩相伴,反映本群有硅铁建造(王喜臣等,2002)。

麻山岩群、东风山群构成了佳木斯微陆块的变质基底。到中元古代,在克拉通边缘裂谷环境中形成了黑龙江群深海相火山沉积岩系。

麻山岩群因经历了多期形变和变质作用叠加改造,内部结构十分复杂,片理和片麻理呈紧密的线形揉曲。表壳岩遭受重结晶作用明显,其中花岗岩化最发育,呈残留体状分布于岩层中。基底岩石富K、Al而贫Na。表生地球化学场显示Fe、Au、Cu、Cr、V、Ti、Y为高异常。成矿作用以前寒武纪沉积变质石墨、磷矿、矽线石矿、铁矿及热液型金矿为特征。

(二)与角闪岩相-麻粒岩相有关的石墨-磷-矽线石矿床成矿亚系列

佳木斯微陆块麻山岩群赋存我国众多的沉积变质型晶质石墨矿床,是我国晶质石墨矿床密集区,其中分布着萝北云山、勃利佛岭、鸡西柳毛、穆棱光义等超大型矿床和双鸭山羊鼻山、虎林姚英山等大型、特大型矿床(见表2-10),尤其在佳木斯微陆块的南部林口、鸡西、土顶子、黄汪沟、西麻山、石场、和平、余庆、中三阳、龙爪和光义等地,共有12个石墨层,超大、大、中型以上的石墨矿床多处,150 多处矿点,构成一个巨型的含矿带(即麻山含矿带),是我国现知的最大鳞片状晶质石墨产区。

整个麻山岩群普遍含石墨,麻山岩群分西麻山岩组和龙山岩组(表5-7)。

表5-7 麻山岩群岩石组合特征

(据黑龙江省地质局,1980,本文略加修改)

麻山岩群主要由片岩、片麻岩和各种镁质大理岩等组成。变质岩系的变质作用为角闪岩相-麻粒岩相,其中发育有各种重融再造的花岗岩类。麻山岩群中赋存的主要矿产是石墨矿,其次为矽线石矿,再其次为磷灰石和金等矿产。

石墨矿床的容矿围岩中,矽线石含量均很高,部分地段可形成矽线石矿床,如西麻山岩组中的三道沟矽线石矿床。该矿床以复层状产出,矿体呈似层状产于黑云片岩、片麻岩和变粒岩中。矽线石矿化宽度100~210m,长度大于900m。矿体产状与围岩片理一致。在含石墨矽线石片岩型矿石中,矽线石含量为20%~55%,石墨含量1%~5%;在黑云矽线石片岩型矿石中,矽线石含量15%~35%,石墨含量小于0.5%。由上述两种矽线石矿石类型的含Al2O3和C的含量,可以看出,Al和C呈正相关。

区内除石墨矿床外还产有磷矿床,主要分布在鸡西、林口、余庆等地,产出在麻山岩群柳毛岩组地层中,主要有石场、余庆、中三阳、兴开、龙山等中小型矿床。矿石类型有:含磷灰透辉石墨斜长片麻岩、磷灰金云大理岩、磷灰透辉岩、含透辉磷灰石英岩、磷灰橄榄大理岩、金云磷灰透辉岩、含磷灰透辉钾长石岩。脉石矿物有斜长石、石墨、石英、透辉石、金云母、方解石、橄榄石、钾长石等。矿床类型可分为沉积变质型和变质热液型两种,矿石一般呈鳞片花岗变晶结构、等粒花岗变晶结构、中细粒花岗变晶结构,块状、条带状、片麻状构造。磷灰石品位7%~40%,平均15%。

因而,本区实际上是一个由石墨、矽线石和磷矿组成的复合成矿带,构成石墨-矽线石-磷矿床成矿亚系列。

柳毛石墨矿床

柳毛矿床是鸡西石墨矿区中的超大型矿床。矿区四周被断层围限,成矿构造主要呈东西向展布,以后由北北西向及北东向断裂肢解为一系列叠瓦式断块。矿床自北而南分布着4个轴向大体平行的褶曲。区域构造的特点是以东西向褶皱及逆冲断裂为基本轮廓,东西向龙山复向斜横亘整个区域,控制着麻山岩群(含矿岩系)的分布。麻山断裂及石场断裂近东西向分别横穿区域北部和南部。将麻山岩群逆冲至侏罗-白垩系之上,整个区域表现出大陆边缘活动带的断块隆起基底特色。新元古代基性辉长岩沿矿床南部活动。整个矿区断裂纵横交切,破坏了地层(矿体)的连续性。

麻山岩群下部的西麻山岩组内花岗岩发育。其变质程度普遍达到麻粒岩相。常见的变质矿物有矽线石、堇青石、铁铝榴石、透辉石、紫苏辉石、尖晶石、橄榄石、粒硅镁石和斜长石等。其原岩主要为粘土岩、半粘土岩、泥灰岩和碳酸盐岩,夹基性火山岩,属浅海相沉积,沉积物的特点是富铁和镁。由于西麻山岩组正处于隆起的核心部位,深部构造发育,受多次基性超基性岩浆侵入,变质程度深于龙山岩组(龙山岩组相当于角闪岩相)。含矿层位的岩石有:含石墨矽线石英片岩、含石墨黑云斜长片麻岩、黑云斜长麻粒岩、透辉斜长变粒岩、钒(钙)榴石墨斜长片麻岩。区内受后期岩浆重熔改造和韧性剪切作用强烈,出现以石榴石为斑晶的眼球状或条带状花岗岩、黑云花岗片麻岩,以及石英钾长交代为主的石榴钾长巨斑花岗质岩石。

柳毛矿区共有大小数十个矿体,其中大西沟矿段规模最大。主要赋存在西麻山岩组的上部富碳酸岩段。

大西沟矿段有大小矿体44个,其中有11个主要矿体,集中于中矿段(见图5-28),单矿体厚12~27m,延长300~1500m,呈似层状、楔状或透镜状产出。矿体产状较稳定,局部膨胀分叉甚至尖灭再现。主要矿石类型有钒榴石墨矿(产于含钒榴石透辉石墨片岩中);透辉石墨矿(产于含石墨透(产于含石墨大理岩中);矽线石石墨矿(产于含石墨矽线透辉片麻岩、含透辉矽线石墨钾长片麻岩、石墨斜长片麻岩中)。其中钒榴石墨矿品位较富,含固定碳13%~16%;其余品位较低(约3%~8%)。主要共生矿物有:透辉石、石英、长石、黑云母、钙钒榴石、矽线石、蛇纹石、金红石、石榴子石(锰铝榴石及钙铝榴石)。矿石具鳞片花岗变晶结构和/或鳞片变晶结构,片麻状、片状、块状及少量浸染状构造。石墨呈灰黑-深灰色,鳞片状,片径一般为0.063~0.25mm。石墨呈鳞片或聚片状分布在脉石矿物颗粒间,定向排列,局部有相互穿插。另有少量石墨粒径极细,以浸染状分布在脉石矿物中。交代岩附近的矿石通常变富且鳞片变粗。钒榴石石墨矿是主要的矿石类型,占整个矿段矿石量的80%左右。

本区石墨的主要成矿作用发生于古元古代,具有沉积-区域变质成因特征。属热流-高温区域变质作用类型。区域变质作用后期的花岗岩化作用使原岩重熔改造,岩石发生的退变质作用对石墨鳞片的粗化及局部富集有所增益。

(三)与变质海相火山喷发-沉积作用有关的金-钴矿床成矿亚系列(东风山金矿床)

东风山金矿床产在佳木斯微陆块的东风山群中。据刘静兰(1991),矿区内东风山群由下至上可以划分为三个岩组,下部岩组由下硅质层、含锰硫化物钴金矿层、铁矿层和上硅质层组成,岩组厚40~120m;中部岩组的下部以大理岩为主夹石英片岩和石英岩,大理岩普遍含有石墨,中部岩组的上部以各种石墨片岩为主,夹大理岩、石英岩及变质中酸性火山凝灰岩,岩组厚的0~450m;上部岩组以角岩化黑云石英片岩、角岩化含电气黑云石英变粒岩、石榴绿帘石英片岩、石墨片岩为主,夹变质酸性凝灰熔岩,岩组厚均350m。三个岩组的共同特点是都夹有厚度不大的变质中酸性火山碎屑岩。

图5-28 黑龙江柳毛石墨矿床大西沟矿段矿体分布略图

(据黑龙江地质矿产局第一调研所,略有删节)

1—第四系;2—大理岩或透辉岩;3—片岩;4—片麻岩;5—变粒岩;6—花岗质岩;7—石墨矿体;8—西麻山岩组

东风山群Rb-Sr等时线年龄为797±43Ma,该年龄可能反映变质作用时代,东风山群的形成时代可与麻山岩群龙山岩组相当,暂定为古元古代。矿区及其外围出露的侵入岩占全区面积50%。除元古宙花岗岩外,其余主要为晚古生代至中生代的黑云母花岗岩及其派生脉岩。

东风山群中、下部岩组都有碳酸盐岩、硅质岩、火山碎屑岩和炭质岩石,都存在金与银、砷、锑、钴、镍的正相关关系。下部岩组中磁铁石英岩与变基性火山岩相伴,反映本群底部有硅铁建造。

东风山群中金的含量自下而上逐渐减少,下部岩组是金、钴、铁矿体的赋矿岩组,赋存金矿层,中部岩组普遍出现金异常,上部岩组几乎没有金异常(图5-29)。

刘静兰(1987)对区内13处含铁建造的含金性进行了查定(表5-8),东风山金矿体主要产出在下部岩组铁矿层下部的含锰硫化物钴金矿层中。含锰硫化物层位于铁矿层底部,呈薄层状,在铁矿层中呈透镜体夹层。主要岩石类型有:磁黄铁铁闪锰榴岩、磁黄铁锰榴铁闪岩、含磁黄石英黑云锰榴岩等。岩石以花岗变晶结构为主,条带状构造。石榴子石(以锰铝榴石为主)常与磁黄铁矿、铁闪石相间出现,形成条带状构造。石榴子石集合体常包裹磁黄铁矿、磷灰石、石英、自然金、辉钴矿等矿物颗粒,形成包含变晶结构。铁闪石以锰铁闪石为主,与锰铝榴石紧密共生。磁黄铁矿集合体常呈条带状分布,有时填充在铁闪石、石榴子石的间隙中,形成“陨铁结构”;有时也呈星散状或环带状包含在石榴子石晶体中。金矿体可分为整合型和脉状矿体两类,以前者为主。

图5-29 东风山金矿地层柱状图

(据刘静兰,1991)

整合型矿体是因矿体与围岩呈完全整合状产出,故称为整合型金矿体,产出在含锰硫化物铀金矿层中。矿层虽然厚度不大,但层位及厚度比较稳定,是钴、金有用元素高度集中部位。但金在矿层内含量并不稳定,变化较大,矿体与围岩的圈定,需根据分析结果。整合矿体与围岩呈渐变关系,矿体与围岩均经历了相同的变形作用,并随岩层的褶曲而褶皱。背斜鞍部的矿体有加厚现象。矿体形态多呈鞍状、透镜状(图5-30)。金矿体与钴矿体在空间分布上基本吻合,有时二者合为一体,但钴矿体分布范围大于金矿体。矿体一般长50~100m,最长250m,厚度一般为1.73~4m,最厚6.16~9.01m,矿体沿倾向延深大于沿走向延伸,二者之比为1~3。矿体沿走向常尖灭再现,在剖面上,自南向北,由高到低,大致呈左行雁行排列。

表5-8 佳木斯微陆块含铁建造中金的丰度值 (w(Au)/10-6)

(据刘静兰,1987)

脉状矿体常产在上硅质层中,分布零星,主要受顺层的北东向断裂构造控制,规模有限。

本区矿石可划分四种自然类型:条带状-微细浸染状贫硫钴金矿石、条带状-细脉浸染状钴金矿石、含金石英脉型矿石和条带状铁闪铁橄辉石钴金矿石,以第1种和第2种为主要矿石类型。矿石中主要金属矿物有磁黄铁矿、毒砂,其次为辉钴矿、红砷镍矿、辉砷镍矿、磁铁矿、自然金等,在含金石英脉型矿石中见黄铁矿,非金属矿物有锰铝榴石、锰铁闪石、石英、黑云母等。在条带状铁闪铁橄榄辉石钴金矿石中则以尤莱辉石、铁橄榄石及铁闪石为主。

图5-30 东风山金矿床地质剖面图

(据刘静兰,1987)

1—金矿层;2—钴矿层;3—铁矿层;4—微晶含电气石云母石英片岩;5—细晶大理岩;6—微晶含石墨堇青石片岩;7—黑云母花岗岩;8—脉岩

自然金多数呈不规则粒状。部分为圆粒状、长条状、板状等。粒度较细,多数在5μm左右。自然金与毒砂、辉钴矿、锰铝榴石和锰铁闪石关系密切。自然金成色变化在843~990之间,算术平均值为918。

东风山金矿层经受角闪岩相为主的区域变质作用,变质温度为455~600℃,压力为0.3~0.5gPa。

东风山条带状铁建造金矿床属火山喷气沉积-变质成因。矿床的原始沉积环境为远离中酸性火山喷发中心的海盆地,成矿物质由火山喷气作用由深部带到地壳表层的海水中。金主要呈微细分散状态富集在条带状铁建造底部的硫化物相(或与碳酸盐相的混合相)中,随区域变质作用形成层状、似层状、透镜状的整合型同生矿体。伴随区域变质作用的构造变形作用,金矿体重新就位,形成鞍状和部分透镜体状矿体,在区域变质作用之后的变质热液活动,使少量的金活化,形成脉状矿体。

从上可知,佳木斯微陆块在古元古代是石墨-磷-金矿床重要的成矿期。在鸡西地区形成石墨-矽线石-磷矿床成矿亚系列,在东风山地区则形成了金-钴矿床成矿亚系列。




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