礦床成礦系列類型是指空間和時代不同、但因為成礦地質構造環境相似而形成的具有相似性的一組礦床成礦系列,也就是對“礦床的成礦系列”的大地構造分類。比如,滇黔桂的卡林型金礦和陜甘川的卡林型金礦,位于上揚子和秦嶺-大別等不同的成礦單元,分別屬于不同的礦床成礦系列(組),但均賦存于以三疊系、泥盆系等大陸邊緣硅鈣質沉積建造中、成因上可能與深部隱伏的中生代巖漿巖有關,直接的容礦巖石往往是強烈硅化的蝕變巖,但石英脈并不發育。中國金礦的成礦系列類型可分為9種(表12-12)。 表12-12 中國金礦主要的成礦系列類型劃分簡表 1.地塊邊緣裂陷(裂谷)帶海相火山-噴氣沉積熱液改造塊狀硫化物Cu、Pb、Zn、Ag、Au成礦系列類型(Ⅰ) 可簡稱為火山巖型塊狀硫化物成礦系列類型,是地球歷史上出現最早、延續時間最長的一類,從太古宙至今均有發生。成礦構造背景多屬于拉張裂陷環境,成礦物質多來源于深部,成礦環境往往是海相鹵水池,容礦圍巖常見雙峰式海相火山巖組合,成礦演化歷史較長,后期改造較明顯,而改造的形式是多種多樣的,如構造剪切、變質熱液、巖漿熱液、受巖漿加熱的地下水,等等。雖然金主要是伴生元素,但其經濟意義不可忽視,如澳大利亞30個主要火山巖型塊狀硫化物礦床中共生金和銀各為472t和12300t,而加拿大1977~1978年間全部金產量的8%和銀的58%來自此類礦床;在近代沉積物中,以紅海含金屬沉積物中含金最高,為其他沉積物的幾十到近千倍(Boyle,1984;Large,1992)。這表明該成礦類型是金的一個重要來源,并且常常是Cu與Au共生,如遼寧紅透山系列、甘肅白銀廠系列、新疆阿舍勒系列,而Cu、Au對中國都極為重要,應注意銅、金共找。 在成因上,塊狀硫化物礦床中金的富集機制較為復雜,尚無統一認識,在很多情況下,Au與Cu緊密共生,但Strauss等(1974)早就發現西班牙-葡萄牙黃鐵礦帶中金的分布不限于礦體內部,在硫化物含量降低的地方也有金的富集。紅透山銅礦本身含金不高,但相隔不遠的南龍王廟塊狀硫化物礦床卻是一個獨立金礦,其成因相似,成礦時代、構造背景均一致,應屬同一成礦系列。紅透山Cu-Au系列中除了荒山溝、樹基溝、紅旗山、六家子、老墳底、順山地、張胡溝等塊狀硫化物銅礦產地外,同一礦帶北東部已發現了新房子、線金廠、井家溝及南部的下大堡等金礦產地。另外,甘肅的白銀廠、新疆的阿舍勒、四川的拉拉廠以及浙江的西裘、甘肅的北山也是值得注意的。據報道,甘肅北山金礦帶的西部已發現兩處中型以上的與海相火山巖有關的金礦,應注意晚古生代火山巖地層中尋找塊狀硫化物礦床。 2.大陸邊緣活動帶與中酸性火山-侵入巖有關的Cu、Pb、Zn、Ag、Au(U)、非金屬成礦系列類型(Ⅱ) 此類成礦系列多形成于大陸邊緣的一些構造帶,巖漿-構造-成礦作用較為復雜,但與成礦有關的主要是火山-侵入活動,巖漿熱液作用最為明顯,成礦多受礦田主干斷裂及次級構造控制,同時也受火山機構或侵入接觸帶構造的控制,具有明顯的礦化分帶和強烈的圍巖蝕變,成礦多以熱液充填、交代為主。該成礦系列類型的演化歷史也較為悠久,如元古宙的中條山系列和加里東期的多寶山系列,但更主要的還是華力西期及其以后形成者,如新疆的阿希系列(華力西期)、康古爾塔格系列(華力西期)、江西的銅廠-銀山系列(燕山期)、東南沿海系列(燕山期),反映了該成礦系列類型對應于較塊狀硫化物系列類型更為成熟、固結程度更高的地殼單元。 在成因上,該成礦系列類型與塊狀硫化物系列類型在某些找礦元素如Cu、Au上有繼承性。該系列類型中常含有斑巖型銅金礦床,主元素組合與塊狀硫化物礦床相似,而且多位于洋殼消亡的俯沖帶,如中條山銅礦峪變斑巖型銅礦、黑龍江多寶山斑巖型銅礦、江西德興斑巖型銅礦、西藏玉龍斑巖銅礦。此類礦床中金的分布也較復雜,有的斑巖銅礦本身含金不高,也有的較高;有的Cu-Au共生,也有的Cu、Au分離。因而,在斑巖銅礦的外圍,尋找金礦的希望是很大的,如德興周圍銀山、金山等金礦可達大型以上規模;而Cu-Au礦化的垂直分帶也應注意,如福建紫金山淺部是金礦、深部是銅礦。另一方面,巖體的侵入深度也至關重要,很可能存在多個亞系列,成因類型有斑巖型、矽卡巖型以及超淺成熱液型等。 該成礦系列類型在中國的發育程度與太平洋東岸不相對稱,很可能跟中國大陸東部經過多次相對拉張(伴隨有玄武巖的多期噴發)的演化歷史有關。也就是說,太平洋西岸有拉張有擠壓,構造演化更為復雜,而拉張可能不利于斑巖銅礦的形成。同時在縱深方向上,隨著遠離太平洋,有較明顯的空間分帶,如東南沿海以淺成火山熱液型金礦為主(深部可能有銅);江西德興一帶以斑巖型為特色,也有次火山熱液型,Cu與Au均重要;再往西到安徽等地則見獨立的矽卡巖型銅礦和獨立的矽卡巖型金礦。 3.地塊內斷陷與火山-侵入活動有關的Fe、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、非金屬礦成礦系列類型(Ⅲ) 與前兩個成礦系列類型不同的是,本系列類型形成于陸內構造活動帶,尤其是裂陷帶,但并沒有演化成裂谷海。對應的巖漿活動起源更深,但與洋殼關系不大,也就是說并非洋殼俯沖重熔的產物,而更可能是大陸板塊下的地幔巖漿直接上升的結果,巖漿的成分更偏基性,也帶來更多的鐵,以至于金的地位反而降低。該系列類型可包括與中酸性、中性火山-侵入活動有關的矽卡巖型Cu、Au為主的亞系列和以基性火山-侵入活動有關的玢巖型Fe(Cu、Au)為主的亞系列。礦床的成因類型以矽卡巖型為主,成礦溫度較高,成礦深度也較大。成礦時代偏新,以燕山期為主,如長江中下游系列、萊蕪系列。此類成礦系列中矽卡巖型鐵(銅)礦和火山巖型鐵礦甚為重要,鉛、鋅、銀、金則次要。但獨立金礦(包括矽卡巖型和鐵帽型)也不少,以長江中下游最具代表性。 長江中下游鐵銅礦帶是中國矽卡巖型銅礦的主要產地,也是玢巖鐵礦的建模基地,近年來一些獨立金礦如洋雞山、雞冠石、馬山、包村,和銅金共生矽卡巖型礦床如冬瓜山、雞籠山、新橋等的發現與重新評價,使老礦山不斷取得找礦新突破。長江中下游也是鐵帽型金礦的主產地,如安徽的代家沖、新橋,江西的武山吳家,湖北的銅綠山等多處,主要是產于晚古生代地層中的矽卡巖型硫化物礦床經抬升、剝蝕、次生富集而成,其深部很可能存在原生銅礦。與原生礦有關的侵入體多呈復式小巖株,以石英閃長巖-二長閃長巖-花崗閃長巖為主,礦化以銅為主,伴生Ag、Au、Pb、Zn;或以輝石閃長巖、石英二長巖為主(偏堿性),此時Au、Ag礦化較強。礦化分帶明顯,常由侵入中心向外呈Cu(Mo)→Cu(Au)→Au(Cu)→Pb-Zn→Au(Au)的水平分帶。寧蕪地區玢巖鐵礦發育,Cu、Au伴生為主,包括3種工業類型:①火山-次火山巖中細脈浸染型,分布于斷隆地塊,與龍王山組小型火山穹窿有關,以Cu為主,伴生Bi、Au、Ag、As、Mo、Zn;②火山巖型中含銅黃鐵礦型,屬玢巖鐵礦的衛星礦,伴生Au、Ag;③火山巖中脈狀銅金礦,Au、Ag伴生或以Au、Ag為主,Au可高達1000g/t(趙玉琛,1994),礦脈受扭斷裂或破碎帶控制,各火山巖組中均有,富鉀者最有利。 在山東中部郯廬斷裂兩側的萊蕪地區,金的成礦作用與膠東截然不同。除歸來莊外,很少有獨立金礦,主要是與Fe、Cu礦伴生,礦帶以Fe為主,如其南江蘇境內有利國鐵礦、其北有山東沂源韓旺鐵礦等;鐵的成礦演化也最悠久,如韓旺鐵礦屬BIF型鐵礦,含礦層位為泰山巖群雁翎關組上部的含鐵角閃石英片巖(圍巖為角閃片巖及斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖),但Cu、Au以燕山期為主。 成礦有關侵入巖以小巖體或玢巖多見,如與蓮花山銅井銅金礦有關的是石英閃長玢巖,與堆金銅金礦有關的是閃長玢巖。礦化成因類型也是矽卡巖型為主,如萊蕪矽卡巖型鐵礦中伴生有金,另外還有歸來莊獨立金礦、王家莊銅金共生礦。在華北地臺鄲邢式鐵礦中也伴生有金,但不如山東,更不如長江中下游。 總體上,該類型的兩個系列自南而北有金礦化強度降低的趨勢,但其他類型的金礦成礦系列在相鄰的構造單元異常發育,如萊蕪東側有膠東金礦成礦系列,而鄲邢北部有華北地臺北緣金礦成礦系列,而長江中下游卻沒有如此強的金的獨立成礦,表明越往北,金的分離、獨立性更顯著。這可能跟北部擁有太古宙綠巖基底,并經歷了更長的成礦和構造演化歷史有關。魯西新太古代硅鐵建造及其中的變質沉積型鐵礦是泰山巖群的重要組成部分,其與泰山巖群的形成演化過程是一致的。 4.地塊碰撞帶與動力變質花崗巖有關的Au、Ag、Sn、Nb、Ta成礦系列類型(Ⅳ) 該成礦系列類型的構造部位相當于陸內造山帶或陸-陸碰撞帶,可以是兩個地體之間的碰撞對接,也可能是兩個板塊之間的碰撞造山,其成礦作用主要跟強烈碰撞、擠壓應力作用下形成的動力變質花崗巖有關,如印支期—燕山期形成的云開-武夷系列和燕山期—喜馬拉雅期形成的哀牢山系列。 該類型的金礦成礦系列的賦存部位較為復雜,因為區域性構造應力較為強大,而且以水平方向為主,導致含礦熱液在強大應力場以及高溫度場作用下被推擠到離巖體較遠的部位才沉淀下來,因而礦體一般不在花崗巖巖體之內。此時,礦體與花崗巖體應屬同一母體(如老地層)變質而成,兩者“兄弟”關系,而不像其他類型屬母子關系(礦質來自巖體)。同時,導致含礦熱液停頓下來的可以是地球化學障如某種特殊的地層或巖體,它們既可能阻止熱液的繼續遷移或者捕獲熱液而發生熱液的交代、沉淀,也可以是構造應力障,如應力突然釋放的部位,礦液失去動力而沉淀或者是不同方向應力疊加(抵消)的交點部位,或者是應力作用的方向發生變化的部位,因而礦床受構造控制明顯,與相關巖體的關系反而不那么一目了然了。比如,云開-武夷兩側地質塊體的相互擠壓碰撞導致了云開-武夷隆起,隆起帶內老地層的花崗巖化非常強烈,伴隨著重熔花崗巖的逐步生成(顯然也是一個漫長的演化過程),變質熱液或者花崗巖化熱液不斷被“擠出”,一些成礦物質可以溶解于其中,又由于金相對情性,較其他元素易于保持在高壓狀態下的熱液中,直到運移到合適的部位才沉淀下來。韌性剪切帶既是一種較為有利的構造-地球化學障,在此,水平方向的應力可能發生轉變(如變為近垂直方向),同時發生斷裂走向方向上的剪切,構造應力變化劇烈;同時,在相對方向應力驅使下的兩種或多種熱液(其化學成分或物理化學狀態可能完全不同)在此相遇,也易于破壞原有的化學平衡,從而導致礦質沉淀。自云開隆起向兩側有中部金兩側銀的分帶現象,如廣東河臺金礦、新洲金礦的西部有廉江龐西垌銀礦,東部有凡口、厚婆坳等銀礦。同一礦區也有“內金外銀”的類似現象。在云南哀牢山變質帶的西亞帶產有多種金礦,它們或產于火山-碎屑沉積巖建造中,或產于侵入巖體內外接觸帶,或在超基性巖中;成礦類型有斑巖型、石英脈型、構造破碎帶蝕變巖型等,都形成于燕山期—喜馬拉雅期;礦源層(或礦源巖)各不相同,但都經過區域變質作用及后期巖漿活動的改造作用,成礦物質發生活化,礦質沉淀于不同的構造疊加部位,但總體上受哀牢山變質帶的控制。糜棱巖帶普遍發育,如元陽大坪金礦等。 5.地臺邊緣斷塊隆起帶與殼源花崗巖有關的Au、Mo、Pb、Zn成礦系列類型(Ⅴ) 中國華北地臺南北兩側各有一條金鑲邊,這與北美、巴西等地穩定地臺上的金礦有很大不同,那里的許多著名金礦都產于地臺內部,而中國卻產于地臺邊緣,而且成礦時代均延續到了燕山晚期。這是由于華北地臺邊緣長期以來構造活動異常強烈,成礦作用也相應強烈,但各地又有所不同。如,華北地臺北緣除金外還產有一系列Pb、Zn、Ag、Sn礦,華北地臺南緣則有超大型的Mo礦(如金堆城、南泥湖)與小秦嶺金礦帶,而膠東地區的Au則是一枝獨秀。這3個以Au為主的成礦系列各有特色,跟地殼的演化程度不同有關。其中,膠東地區花崗巖化、混合巖化更為強烈,古老地層在花崗巖中呈殘留體出現,而華北地臺北緣與秦嶺地區太古宙綠巖還保留其一定的地盤;另外,華北地臺北緣堿性侵入巖極發育,產有一系列與堿性巖有關的金礦,如東坪金礦、后溝金礦,所伴隨的圍巖蝕變以鉀化為特征;華北地臺南緣的秦嶺地區則產有以鈉化為特征的雙王金礦。燕山期的中川、華山、娘娘山等花崗巖體對小秦嶺地區的金礦有明顯的控制作用,如金礦一般分布在巖體周圍,而且常常呈不對稱分布,尤其巖體東側金礦脈最為發育,可能跟來自西部的區域構造應力作用有關,巖體可能自西而東侵入,金礦則在巖體侵入前鋒圍巖中的有利構造部位定位。 華北地臺邊緣的金礦也往往被歸入屬花崗-綠巖型(陳毓川等,2001),成礦物質在太古宙綠巖中可能有一定的初步富集甚至有原生礦;在后期遭受變質的過程中,金可能溶解于變質熱液中;最后,燕山期花崗巖漿的強烈活動導致了金礦的最終形成。因此,該成礦系列類型一般經歷了漫長的成礦歷史演化,其成礦時代有一個歷史跨度,但最后一期或者說起決定性的成礦作用發生在燕山期。工業類型包括石英脈型、構造破碎帶蝕變巖型等。各成礦系列有相似性,但容礦圍巖差別較大,膠東以花崗巖、花崗閃長巖為主,如招掖地區的含金石英脈產于花崗巖之中;或產于接觸帶(如焦家式構造破碎帶蝕變巖型金礦);而小秦嶺地區,含金石英脈多產于巖體之外的太古宙綠巖和元古代變質火山巖中,如熊耳群變質火山巖系中產有上宮金礦,太華巖群混合巖中產有文峪、楊砦峪、大湖、東闖、四范溝、老鴉岔、竹峪、金洞岔、槍馬峪等金礦,綠巖中產有雞架山、桐峪、東桐峪、嵩岔峪等金礦;另外,在熊耳山隆起區礦化角礫巖體非常發育,次火山巖及隱爆角礫巖體侵入于太華巖群黑云斜長片麻巖和混合巖化變質巖中,如河南嵩縣的祁雨溝金礦。華北地臺北緣燕遼成礦帶的金礦既有直接產于花崗質巖體中或接觸帶者(如寬城峪耳崖、凌源毛家店、錦西水泉等),也有產于變質巖中者;容礦圍巖包括古太古代的遷西群、新太古代的單塔子群(如金廠峪)及中元古代長城系—薊縣系(如興隆八岔溝、平谷萬莊、密云冶仙山)。成因類型既有變質熱液型、巖漿熱液型,也有火山、次火山熱液型,總體上均受燕山期中酸性、堿性巖漿活動控制,變質作用與巖漿作用之間可能存在繼承性。 6.陸內斷陷邊緣與花崗巖有關的W、Sb、Au成礦系列類型(Ⅵ) 該成礦系列類型形成于中國三大成礦域的過渡、交接部位,成礦作用往往受次級構造單元控制,而直接控制成礦的構造類型較為復雜。一般來說,斷裂、褶皺較為強烈,尤其是規模較大的斷裂或區域性斷層雖然不太密集,但延伸長、切割深,斷層兩側地層錯動范圍大,而這些斷層不一定直接相交,因而侵入巖受交叉斷層的控制不明顯。由于這些斷層長期多次活動,一般只起導礦作用,不直接容礦,礦質易于在某些有利圍巖中呈微細浸染狀產出。如秦嶺西段的陜甘川金三角,其西部的古特提斯洋在來自西南方向強大構造應力作用下逐漸封閉,但其北東部受到華北地臺的抵擋,東南部則有江南古陸,因而斷裂帶常平行于古陸或地臺邊緣發育,金礦易于在更次級的斷裂帶中賦存。關于本類型成礦系列的成因爭論頗多,因為一些礦床附近并無巖體出露,但礦床后生跡象明顯,最終成礦時代為燕山期(如湘中系列)和燕山期—喜馬拉雅期(如陜甘川系列)。兩個系列在工業類型上也有所不同,湘西-湘中以石英脈型為主,陜甘川多為碳硅泥巖型或微細浸染型(東北寨、李家溝)。在湘西桃江發現的半邊山斑巖型金礦,含金可達10.20~20.2g/t(鮑振襄,1994)。 7.海相火山-沉積綠巖建造Fe、Au(Cu)成礦系列類型(Ⅶ) 該系列類型屬海底火山-噴氣沉積成因,多形成于太古宙綠巖帶,與塊狀硫化物系列類型不同的是一般呈氧化物相,即條帶狀磁鐵石英巖或BIF型,受后期巖漿熱液改造的影響不像前者那么明顯,但均受到變質,國外一般稱為鐵-金建造。鐵除了少部分呈硫化物狀態存在外,主要還是呈氧化物及硅酸鹽狀態。容礦圍巖中可含較多的碎屑組分,顯示其成巖成礦環境更靠近大陸邊緣,因而氧化程度較高(fO2較大)。國外著名礦床如美國的霍姆斯塔克、巴西的莫羅韋洛、印度的科拉子及加納的奧布阿西等,中國有山西的五臺系列及黑龍江的東風山系列。東風山成礦系列中含有較多的錳或含錳礦物,含鈷也高,金主要賦存于鐵礦層底板的含錳硫化物鈷金礦層中。山西五臺地區鐵-金成礦系列中已發現的金礦,如五臺縣的柏枝巖、代縣的康家溝、繁峙縣與代縣交界處的小板峪等金礦,規模不大,品位也不高,但分布范圍較廣,前景尚待研究。 8.陸緣島弧與中酸性火山巖有關的Au、Ag、Cu、Pb、Zn成礦系列類型(Ⅷ) 環太平洋西岸中-新生代構造-巖漿-成礦作用強烈,但與太平洋東岸明顯不同,如弧后盆地發育,淺成低溫熱液礦床較發育,而斑巖銅礦不如東岸。其中火山島弧帶與中酸性火山巖有關的Au、Ag、Cu、Pb、Zn成礦系列在日本、俄羅斯遠東、中國、菲律賓等地均有產出。中國臺灣北部金瓜石金多金屬成礦系列形成于更新世,包括基隆火山巖分布區的金瓜石金銅礦床、九份金礦、武丹坑金礦等,圍巖為含石英安山巖,礦化多呈脈狀、浸染狀等。日本島弧也很發育,如九州鹿兒島的菱刈、串木野、布計、赤石、告戶等金礦。成礦一般發生于富含水分的中酸性火山活動的后期或末期。環太平洋島弧帶北部以黑礦型塊狀硫化物礦床為主,而南部菲律賓、斐濟、巴布亞新幾內亞等地以斑巖型銅(金)礦為特色,臺灣介于南、北之間,可能有黑礦,也可能出現斑巖銅金礦。 9.陸內拗陷帶褶皺蓋層中微細浸染型Au、Sb、As、Hg成礦系列類型(Ⅸ) 形成于陸內拗陷帶,有時也見于大陸邊緣內側或弧后盆嶺區相對拉張的部位,但拉張的程度還遠不到裂谷的程度。或者說有一定的拉張,但隨后即變為擠壓,形成區域性寬緩褶皺。所伴隨的巖漿活動也不太強烈,礦區范圍或附近并無巖體出現,但常見輝綠巖、煌斑巖巖脈。礦床與礦區外圍及深部火成巖的關系很復雜,爭議也多。礦化發生于一定的層位,這些層位往往含碳較高;礦體常呈似層狀、透鏡狀、不規則狀等,但層狀礦體有時是穿層的,受斷裂控制也明顯。成礦溫度一般屬中-低溫,礦化元素組合以中低溫Au-As、Au-Sb、Au-Hg等為特征。金的粒度很細,多呈顯微、超顯微狀。以滇黔桂金三角最為代表,并與美國卡林型金礦可對比。就成因而言,本志書認為應屬區域性熱液活動的產物,而區域性地下熱液(或稱熱水)之所以演化為成礦熱液,跟區域性巖漿-構造活動有關。其拉而不張、張而又擠的陸內構造環境允許熱液作長時間緩慢移動(包括循環、淋濾),以至于脫離源區。在熱液活動過程中,又有其他地質流體及圍巖物質加入,從而在地球化學上表現出混合源的特征,如成礦物質既有深部巖漿來源又有就地取材,成礦熱液既有巖漿源,還可能有雨水或地下水的參與。 本文節選自《中國礦產地質志·金礦卷》
中國金礦的主要成礦系列類型
2024-11-29 09:57
來源:地礦課堂
編輯:礦材網
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