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辽西中生代火山岩型矿床的控矿因素及找矿方向

2020-12-08张善良

中国金属通报 2020年24期
关键词:北东辽西火山岩

张善良

(辽宁省有色地质勘查总院有限责任公司,辽宁 沈阳 110013)

1 地质背景

辽西地区中生代陆相火山岩分布横跨两个大地构造单元,即跌置于华北地台燕辽台褶带和内蒙-大兴安岭褶皱系上,分布于不同的大地构造单元,因其构造活动程度、主构造线不同以及侏罗纪以来北西向的挤压力所致,火山岩的基底有太古界、中上元古界、古生界及中生界三叠系等;区内构造十分复杂,穿透性构造就多达十几条,其只要走向可分为东西向、北东向、北北东向三组,东西向、北东向断裂构造主要为前期构造,它对前期基底构造层的空间展布起控制作用;辽西中生代岩浆活动十分强烈,深成侵入-浅成侵入-火山喷发都有发育。

2 矿床控矿因素

2.1 火山旋回与成矿关系

根据大量矿产资料的统计和野外地质考察结果,辽西地区早白垩世义县火山旋回是主要成矿期,而侏罗纪兴隆沟和兰旗两个旋回成矿作用较弱,前人认为火山岩矿产与火山活动演化阶段及分异程度有关,三个旋回中晚期义县旋回岩浆分异最好、演化彻底,顾此许多矿床形成于此旋回,本人认为另一重要原因是义县旋回断裂构造和岩浆侵入热动力作用激烈,有利于成矿物质迁移富集。

2.2 火山岩相与成矿的关系

辽西火山岩型金银有色金属矿床几乎受控于火山活动晚期形成的次火山相、火山-侵入岩相,矿化受成矿期构造裂隙控制,呈脉状、侵染状赋存在次火山岩、火山-侵入岩及围岩中,他们的产出环境大体分为两种,一是产于中生代火山岩中,另一种是产于火山岩前期基底岩石中。金银有色金属在喷发相一般只发育有矿化,除次火山岩相、火山-侵入相之外其他各岩相都发育有珍珠岩、膨润土等非金属矿产。

2.3 火山机体构造与成矿关系

火山机体构造中破火山口构造和隐爆角砾岩筒构造是主要控矿构造,火山穹窿构造对成矿的控制作用亦有显露。

破火山口构造主要分布于古老基底之上及其边缘附近,或产于断陷盆地相对凸起部位,受不同方向断裂控制,矿化多产于破火山口活动晚期发育的次火山岩、火山-侵入岩的接触部及破火山口中心部位的北西向断裂中,如大青山、永安、马代沟、老虎洞等。隐爆角砾岩筒构造主要分布于山海关台拱的北西侧火山盆地边缘或隆起带边缘,受北西向及北东向断裂控制,大致呈弧形展布,如小孤山、西双山等,矿化主要发育在岩筒内或接触带内,带具有垂直分带现象:上部震碎角砾岩中主要产有Pb、Zn、Ag、Mo;岩筒边部环状裂隙及其下盘接触带为多金属矿化有利部位;深部次火山岩内发育侵染状和细脉状Cu、Mo 矿化,相当于斑岩型矿化。

2.4 火山岩地球化学特征与成矿的关系

根据大量原生晕分析资料发现辽西火山岩中成矿元素背景值与金银矿化关系不密切,许多矿床的成矿母岩、含矿围岩除个别元素外绝大多数元素的含量与世界同类岩石的平均含量及本区同类岩石的背景值相差无几。这一现象主要与火山岩矿床的成因物质来源多元性有关,辽西火山岩矿床多由基底岩石提供主成元素,具有一定的基底性成矿专属性。

辽西火山岩中不同成因及形态的金银矿化往往受控于不同岩性火山岩,如脉状火山、次火山热液型矿化产于安山岩、玄武安山岩、安山玢岩及流纹斑岩中;隐爆角砾岩筒中细脉侵染、网脉状矿化多产于石英斑岩、石英正长斑岩、流纹岩中。矿化类型与岩体的酸碱度有一定关系,与金矿化有关的中酸性岩Na2O>K2O,里特曼指数б >3.3;与铜、铅锌、钼、银有关的酸性岩则Na2O <K2O,里特曼指数б <3.3;二道沟金矿和马代沟金矿点的成矿有关的母岩岩石化学资料显示Si02、K2O、Na2O、高于世界同类岩石平均值,接近区域中性火山岩背景值;CaO、MgO 则低于世界平均值,略高于区域同类岩石平均值,K2O/Na2O ≈1,略大于1,分异系数在51-62 之间,里特曼指数大于3.4,作为成矿母岩的中性火山-侵入岩,趋向于中性火山熔浆晚期产物,具有高硅富碱特征,西双山多金属矿点、大料坡铜矿点的控矿酸性次火山岩的岩石化学分析结果显示,多数元素的含量与世界流纹岩平均值及区域同类岩石的背景值相近,西双山、大料坡花岗斑岩和流纹岩K2O 较高、Na2O 含量较低,在K、Na 含量对比图中显示靠近K2O 轴他们的分异指数为85-87,里特曼指数小于2.2。

2.5 隆拗过渡带与成矿的关系

区内隆拗过渡带分三种:构造单元衔接过渡带、凹陷中断凸接触过渡带、隆起中断凹火山盆地边缘过渡带等,均是构造薄弱处,利于成矿,符合前人的“边缘成矿理论”槽台边界过渡带青龙山-张家营子矿化集中区,辽西凹陷与内蒙地轴之过渡带的二道沟、岱王山、孟家沟、红土沟等金铜矿床,山海关台拱与辽西凹陷之间衔接带的大石沟、冰沟、小孤山、西双山、红石砬子等金银多金属矿床,其控矿特征十分明显。

2.6 火山岩基底岩石建造与成矿的关系

辽西陆相火山岩中金银有色矿床的产出,与火山岩基底岩石建造之前的关系十分明显。尽管是粗略的统计,但仍能明显地看出如下规律;以太古宙古老变质岩及混合岩、混合花岗岩为基底的火山(次火山)作用常形成金、金铜、铜(铁)矿床;而以中上元古-古生界为基底的火山(次火山)岩带形成银、铅锌多金属;而在两种完全不同的岩石建造跌加部位,如辽西台陷与内蒙地轴、辽西台陷与山海关台拱之间过渡带上,具有双重含矿性特点,矿种比较复杂,这与基底岩石中成矿元素的累计有关,是否可称为“基底岩石或专属性”。

2.7 穿透性断裂构造与成矿的关系

辽西穿透性断裂构造带经历了长期、多旋回发展过程,它们以岩石圈断裂和壳断层形式出现,多与东西向与北东向、北北东向交叉组合成平行四边形格子状构造,并作为不同深度熔体及含矿气液上升的通道,其控岩控矿作用较明显。

辽西中生代火山岩分布受断裂构造控制十分明显,沿北东及北北东构成了数条火山断裂喷发带,它们常由串珠状沿断裂带分布的中心式火山喷发机构和它们的喷发产物构成。而裂隙式喷发机构及其产物分布局限,裂隙式火山通道构造,不在盆地的边缘、古老隆起的边缘或火山断裂喷发带中,往往出现在断裂带中或旁侧,规模大小不等,如凌源县水泉沟-裴杖子、小井-陈家窝棚等。中心式火山机构一般产于不同方向断裂交叉部位,在本区主要受北东向、北北东向及近东西向、北西向断裂控制,分布较广。隐爆角砾岩与次火山岩作用有密切关系,其分布主要受隆、拗过渡带的断裂控制,且以早白垩世中酸性-酸性火山喷发作用的晚期产物为主。

控制矿化带分布的断裂构造,主要是北东、北北东和近东西向的穿透性断裂,这些断裂切过火山岩、火山岩下盖层,以及结晶基底,甚至到地壳,他们起到了下部各层位成矿物质向上运移的良好通道。控制矿体产出和矿脉产状的断裂构造,则较为复杂,辽西南部地区脉状金银矿体多受着青龙-锦西东西向断裂带的东西向小断裂的控制。如大石沟、冰沟、刘家沟等。中部和北部的金银多金属矿化多受斜交于北东向的北西及南北向次级张性、张韧性断裂的控制。如二道沟、小塔子、红石砬子等,有些地区出现单个矿脉走向为北西,沿北东向雁行束状展布的裂隙带控制的矿化,如马代沟和小塔子等。

3 找矿方向

(1)在选择找矿方向和进行成矿预测时,首先应用的理论是“相似-类比”理论,我认为只有在相似的地质条件下才能产出类似的矿床,这就是从已知到未知,用已知的成矿模式指导未知区找矿工作,其次不能不重视“地质异常致矿”理论,因为在特殊的地质条件下可能产出特殊的矿床类型,众所周知,不论在什么地方,只要具备有矿源岩-热动力-储矿空间三者并存,就可能形成某种矿床,且与已知矿床不尽相同,甚至完全不同。

(2)在具体圈定成矿预测区和选择靶区时,应用综合的成矿理论为基础去考察工作区的地质因素,本区应用以构造成矿理论为基础发展起来的“边缘成矿”理论,同时还要应用成矿系列理论和多成因成矿理论来探讨找矿方向和预测依据。

根据现有资料及认识,今后辽西陆相火山岩找矿方向是:

槽台边界两侧过渡带;

建平台拱与辽西凹陷过渡带;

辽西凹陷与山海关-北镇隆起过渡带;

辽西凹陷内不同火山盆地边缘过渡带;

格子状断裂带结点附近;

火山穹窿构造附近的放射状断裂带;

次火山、爆破角砾岩发育地区;

蚀变火山岩发育区;

地球物理、化学异常区等;

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