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矽卡岩型金矿的成矿地质特征及成因综述

2016-10-18赵凯培喻衍

西部资源 2016年4期
关键词:侵入体矽卡岩金矿

赵凯培 喻衍

摘要:矽卡岩型金矿是我国重要金矿类型,探明储量可观,分布较集中。因此,系统研究矽卡岩型金矿床,对找矿具有重要的找矿意义。本文通过对矽卡岩型金矿床资料的收集整理,总结了矽卡岩型金矿的成矿地质特征、岩浆岩条件、围岩条件、围岩蚀变和矿化分带特征,同时对矿床的物质来源、成矿过程及成因作了相关介绍和总结。

关键词:矽卡岩型矿床;地质特征;矿床成因

Abstract: Skarn type golden ore deposit is important type in the China. And its proven reserves is considerable. Its distribution is more concentrated. Therefore, system research skarn type gold deposits will become important prospecting significance. This article collects the skarn type gold deposits datas and does some reasearch about it. The author summarized the metallogenic geological characteristics, magmatic rock conditions, wall rock alteration and the characteristics of mineralization zoning. As the same time, The author introduced and summaried the deposit of material source, mineralization process and the cause of deposit.

Key words: Skarn type golden ore; Geological characteristics; Deposit genetic

金是最稀有、最珍贵和最被人看重的金属之一,是国民经济运行中不可或缺的一种自然资源,在我们的生活中有着不可或缺的作用。针对金矿床的不同地质特征、地质背景和地质条件,目前金矿床分为韧性剪切带型,浅成低温热液型,矽卡岩(又称接触交代成因)型,风化红土型[1-2]。根据前人总结的资料,已探明的中型—超大型的矽卡岩型金矿,总储量超过1000t,占全国探明储量的20%。从储量占有率上可以看出,矽卡岩型金矿是重要的金矿类型之一。综合考虑矽卡岩型金矿的地质特征以及矿床成因,能为今后的地质工作和找矿提供理论支持,从而提高工作效率。

1. 矽卡岩型金矿的成矿地质条件

1.1 矽卡岩型金矿的岩浆岩条件

矽卡岩型金矿床在形成过程中与岩浆活动有密不可分的联系,岩浆与围岩间发生的接触交代作用是其形成的根本原因。与矽卡岩型金矿形成有关的侵入体极大多数为花岗闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩,只有极少数为石英闪长岩和二长闪长岩。其中的花岗闪长斑岩和石英二长闪长斑岩侵入体尤为重要,见表1。

从表1可以看出,矽卡岩型金矿在我国多分布在长江中下游地区,环太平洋成矿域的西缘。与矽卡岩型金矿有关的岩浆岩主要是中生代(燕山期)中性——中酸性——酸性岩浆岩,多为浅成小岩体,以岩株居多。岩体富含H2O、S、CO2等挥发分,故这类岩浆也就易于造成矽卡岩型金矿化[4]。根据表1侵入体统计结果,矽卡岩型金矿大多分布在中酸性——酸性侵入体中,仅有少数分布在中性侵入体中,侵入体的侵位时代多在侏罗纪——白垩纪,与上述前人研究结论相符。

岩体多在中深到浅成环境侵位形成,受其产出环境影响,矿体常呈似层状、脉状、网脉状等,而且规模不大,对于独立金矿而言,岩体可呈透镜状产出。值得注意的是,矿体形态特征不足以反映成矿特征及过程。由于钙碱性系列岩浆析出含矿热液发生碱交代作用,这一过程必定会影响矿物成分、化学成分、矿石组构和微量元素的变化,因此需要多方面综合分析考虑,从而得出较为可靠的结论。

1.2 矽卡岩型金矿床的构造背景

根据全球矽卡岩型金矿床的分布特点总结发现,该类矿床主要集中分布在环太平洋成矿带。从大地构造背景层面来看,显生宙以来的造山带构造体系是矽卡岩矿床形成的有利大地构造环境。陈衍景等总结提出,中国矽卡岩型金矿主要产于以下地区,即大陆碰撞造山带、活化克拉通边缘和克拉通内部的断裂岩浆带[5]。例如,我国长江中下游地区的矽卡岩型金矿床,位于扬子地台边缘拗陷带,郯庐大断裂由南西向北东穿过。从地质特征来看,构造环境起着重要的作用,构造裂隙为矿液的运移提供通道,而地台边缘拗陷带、褶皱带可作为矿液储存富集有利的容矿空间。

在实际的勘查找矿工作中需特别注意构造——岩浆岩体——围岩之间的关系。矽卡岩型矿床主要产在中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带上,但也有特殊情况。前者为围岩的层理、层间破碎带及构造裂隙,这对矽卡岩矿床形成有特殊意义。因为这些构造的存在,使得不仅在接触带上成矿,更可能在远离侵入体的围岩中形成较大矿体。特殊的情况分两种,一是褶皱轴面的弯曲处及倾伏端和褶皱方向、性质发生变化处,往往有利于岩浆的侵入和与之伴随的矿化;二是岩体内部存在有碳酸盐岩的捕掳体,矿化沿捕掳体边部断续分布。

1.3 矽卡岩型金矿的围岩特征

围岩岩性是决定矽卡岩及矽卡岩矿床形成的重要条件。它不仅可以影响成矿物质沉淀,同时还可在一定程度上影响成矿方式、矿体规模和矿石的物质成分。根据我国现有研究的矽卡岩型金矿资料分析发现,我国该类矿床的围岩主要形成在石炭纪、二叠纪、三叠纪的碳酸盐岩、蒸发岩、页岩及少数硅质岩中,它们的共同特征是化学性质活泼,性脆,易破裂,为含矿溶液提供运移通道。

有相关研究表明,当围岩是较纯的灰岩、灰岩与砂页岩互层或者碳酸盐岩中MgO含量小于2%时,一般形成钙矽卡岩或者钙矽卡岩型矿石;当围岩以白云质灰岩为主,或MgO含量高于10%~15%时,则形成钙镁矽卡岩和相应的钙镁矽卡岩型矿石,并出现典型镁矽卡岩矿物组合——如镁橄榄石、尖晶石等;当围岩为MgO含量2%~10%之间的白云质灰岩时,通常只会形成透辉石等矿物[6]。围岩的物理化学条件对矽卡岩型金矿的产出部位有着一定的控制作用,例如,薄层碳酸盐岩比厚层纯灰岩更有利于成矿,特别是薄层灰岩和页岩互层,且灰岩成分不纯时,使得岩石脆性程度增强,更容易产生裂隙,从而形成金矿的富矿场所。另外需要注意的是,矽卡岩型金矿的矿体一般远离侵入体,在围岩中产出。分析侵入体的来源、成分组成,以及与围岩发生金矿化作用的关系,有助于我们查明热源、金源、热液源,从而得出矽卡岩型金矿的成矿机理。因此,在普查、勘探等工作中,地质工作者结合物、化探资料的研究和有关地质条件的综合分析时,不仅需要研究侵入体的特征,还需要观察围岩岩性、内部特征。如果发现与理论研究不符的地方,这时就需要加以修改完善之前的资料。

1.4 矽卡岩型金矿的围岩蚀变及矿化元素分带

矽卡岩型金矿床的矿体与矽卡岩体几乎同时形成。矽卡岩型金矿床是在中酸性——中基性的侵入体与碳酸盐类岩石接触带上或附近发生交代作用而形成,其形成温度变化大,一般为800℃~300℃[7]。围岩蚀变带发育,蚀变带主要由矽卡岩、矽卡岩化大理岩、绢云母化、钾化及各种角岩组成。接触带可分为内接触带和外接触带。内接触带附近主要发育钾化。外接触带主要发育矽卡岩化,这就是矿体主要产在外接触带靠近围岩一侧的原因。围岩蚀变的规模一般大于矿体,有时具有分带性,且其形态近似于矿体,围岩蚀变在地表可见,并且矿物特征明显。因此我们可以把围岩蚀变作为一种间接地找矿标志。

根据国内已经研究过的资料显示,矽卡岩型金矿往往是多元素的综合矿床,组成元素复杂多样。常为Cu、Au、Ag、Zn、Pb、Mo等元素组合,Au矿化与Cu矿化最密切。矽卡岩型金矿的矿化元素常有明显的分带性。例如,银家沟矿床自岩体中心向围岩的分带是Mo-Cu→Au-Cu→FeS2→ Au-Pb-Zn→Ag-Au→Mn;狮子山金矿的水平分带是Cu(Mo)→Cu(Au)→Au(Cu)→Pb-Zn-Ag(Au)[8]。

2. 矽卡岩型金矿的成因研究

2.1 矽卡岩金矿成矿作用、成矿过程

陈衍景(1996)在矽卡岩型金矿成矿元素富集方面做过一些研究,将矽卡岩金矿化分为三期若干阶段[9]。

早期碱交代作用期:该作用主要发生在岩体内部,发生钾长石化、钠长石化、金云母化、黑云母化等。该期的矽卡岩化主要包括早矽卡岩化阶段和晚矽卡岩化阶段: 早阶段主要形成石榴子石、透辉石、硅灰石或粒硅镁石、镁橄榄石等无水的结构简单矽卡岩矿物;晚阶段主要形成透闪石、阳起石、绿帘石等含水的结构复杂的矽卡岩矿物。围岩蚀变以大理岩化、角岩化为主。

中期多金属硫化物一黄铁绢英岩化期:该期以黄铁绢英岩化为特征,伴有大量硫化物和自然金一银系列矿物等矿石矿物形成。该期在岩体内主要发生黄铁绢英岩化,接触带以发育硫化物和绿泥石、绿帘石化为特征,围岩以碳酸盐化、蛇纹石化为特征。晚期主要为碳酸盐化期:伴随的矿石矿物较少。

根据上述的成矿过程研究可知,成矿元素的富集主要发生在中期多金属硫化物一黄铁绢英岩化期。另有相关资料显示[1,5,]金矿的富集过程满足卡尔波娃提出的两期五阶段矽卡岩的成矿过程划分,认为金矿化主要发生在石英——硫化物期,这与陈衍景所提出的观点是相通的。

2.2 矽卡岩金矿成因

2.2.1 斑岩铜矿构造成因

中国的矽卡岩型金矿主要集中分布在中国东部,对于该地区矽卡岩型金矿的成因在20世纪70年代就有人提出其形成机理。国外学者Sillitoe[10]早先提出,太平洋板块俯冲到欧亚大陆之下,俯冲板块发生部分熔融,形成广泛的同熔型或I型花岗岩浆。岩浆中携带了大量成矿物质,在上侵过程中活化萃取围岩中的成矿物质,最终在活动大陆边缘的浅部形成斑岩——火山岩带和有关的矿床带。而矽卡岩型金矿就是由此形成的矿床类型之一。

2.2.2 复合作用成因

国内学者陈衍景[11]及国外学者Armstuz在随后的十几年内经过研究,对Sillitoe提出的成矿模式提出怀疑[12]。他们认为中国东部地区不仅受到太平洋板块的影响,还受到规模强大的劳亚大陆与冈瓦纳大陆碰撞造山作用后期的伸展作用的影响。他们觉得单用太平洋板块俯冲成矿太过片面,还要考虑到在碰撞造山成岩成矿模式下,劳亚大陆与冈瓦纳大陆之间的碰撞对岩浆活动和成矿作用的贡献。也就是说,中国东部矽卡岩型金矿的形成是冈瓦纳大陆和劳亚大陆碰撞造山与太平洋板块向欧亚大陆俯冲的复合作用下形成的。

3. 结语

矽卡岩型金矿床主要与中酸性侵入岩有关,尤其是花岗闪长斑岩和石英二长闪长斑岩。环太平洋成矿带西缘是中国东部矽卡岩型金矿的主要产地;其次,中国西部昆仑山一带,冈瓦纳大陆与劳亚大陆碰撞造山带也会产出矽卡岩型金矿,但相对较少,主要产出的是韧性剪切带型金矿。矽卡岩型金矿的围岩主要为碳酸盐岩、页岩、蒸发岩及硅质岩等,但以灰岩与页岩的薄互层为主,围岩裂隙发育,为热液的运移、富集、矿化提供通道和空间。蚀变特征明显,基本按碱交代——黄铁绢英岩化——碳酸盐化蚀变、矿化演化。

根据围岩与侵入体的特征,结合相关资料得知,金的来源主要有两种:一是来源于上地幔,并可能有部分硅铝质壳源物质混入,属于幔壳混源型;二是含金亲硫元素岩浆携带成矿物质进而活化萃取围岩的成矿物质。金主要以自然金形式存在,其次多以粒间金、裂隙金、包体金等方式赋存在黄铁矿、石英等矿物中。

参考文献:

[1] 殷小玲.中国金矿分布和基本地质特征[J].中山大学研究生学刊自然科学版,1998,19(3):1-2.

[2] 戴塔根,刘成湛.世界上新发现的金矿类型[J].桂林冶金地质学院院报,1989.

[3] 陈衍景,陈华勇,K.ZAW,F.PIRAJNO,张增杰.中国陆区大规模成矿的地球动力学_以夕卡岩型金矿[J].地学前缘,2004.03,11(1):59-63.

[4] 李强强,周流煜.矽卡岩型金矿研究进展[J].中山大学研究生学刊(自然科学医学版),2012,33(3):25-26.

[5] 高熙贺.矽卡岩型金矿床地质特征及成矿规律研究[J].企业技术与开发,2015.01,34(2):69-70.

[6] 赵一鸣,林文蔚,毕承思,李大新.中国矽卡岩矿床基本地质特征[J]. 中国地质科学院院报,1986,03:60-85.

[7] 翟裕生,姚书振,蔡克勤.矿床学[M].北京:地质出版社,2011:96-110.

[8] 陈衍景,常兆山.中国矽卡岩型金矿床地质研究和勘查的进展与问题[J].有色金属矿产与勘查,1996.06,5(3):134-135.

[9] 陈衍景.中国夕卡岩型金矿床的勘查进展和方向[J].地质与勘探.1996,32(4):9-14.

[10] Sillitoe,R. H. A Plate Tectonic Model for Orign of Porphyry Copper Deposites[J].Economic Geology,1972,67:184-197.

[11] 陈衍景.碰撞造山体制的成矿作用:中国若干典型地区的研究结果[R].北京大学地质系系博士后研究报告,1994.

[12] 张贻侠.中国金矿床进展与思考[M].地质出版社,1996.07:66-67.

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