有关拆离伸展构造控矿的若干问题讨论

如题所述

1.关于“拆离断层型”矿床及变质核杂岩型矿床的问题

“伸展构造也能成矿?”一些长期从事豫西金矿研究的地质工作者对此困惑不解,而传统的金成矿理论也从未涉及这一问题。下面的实例表明伸展构造控矿作为客观存在的事实不容置疑:美国内华达州以沉积岩为容矿岩石的浸染状卡林型金矿,经研究表明是伴随美国西部盆岭区的伸展构造而形成的;近年来被称为“拆离断层型的矿床”,即为处于拆离断层及其上盘的脆性破碎带中的矿床。美国西部拆离断层型矿床包括如下三种矿化类型:①加利福尼亚州和亚利桑那州Whipple、Buckskin及Rawhide等山区的铜-铁矿床,为产于拆离断层上盘一侧大理岩中的交代矿床;②Whipple及Rawhide山区的锰矿床,产于拆离断层上盘第三纪中期的沉积岩中,其中的Artiller锰矿及Linocoln Ranch锰矿为美国最大的锰矿床,以上两类矿床空间定位如图6-4所示;③Chocolate山区的Mesguite金矿和Picacho金矿床,产于拆离断层下盘破碎的糜棱岩带及角砾岩带之中。加拿大不列颠哥伦比亚省Okanagan拆离剪切带上盘陡倾的脆性剪切带中,产出Okanagan金矿床。值得指出的是美国科迪勒拉区变质核杂岩中至今未找到大型金矿。傅昭仁先生曾介绍我国有关变质核杂岩成矿的实例,其中湖南桃林铅-锌矿受变质核杂岩控矿的问题似已为多数地质工作者所接受。据Dablas(1986)研究,西班牙伊比利亚的银-贱金属矿床受伸展拆离构造控制。

图6-4 Buckskin及Rawhide山及其周边地区中新世拆离断层活动期五种热液成矿及蚀变现象定位示意图

(据SpencerJ.E及WeltyJ.W,1989)

拆离伸展构造的成矿理论是20世纪80年代后期提出的(Beane等,1986;Reynods和Lister,1987;Kerrich和Rehring,1987),这一理论认为拆离断层上盘发育一系列高角度正断层构成了半地堑式的断块,埋藏在半地堑中的氧化成矿流体向下渗透与沿拆离断层上升的深源还原流体相遇成矿(图6-5),因此这是一种二元流体成矿论,主要解释了“拆离断层矿床”的成矿作用机理。我们注意到国外学者还提出另外一些拆离断层型矿床的成矿模式图,其机制与此类似。由于国外的拆离断层型矿床多产于拆离断层上盘的脆性断裂带中,仅少数分布于拆离断层系碎裂的糜棱岩带或绿泥石角砾岩带中,因此在成矿机制上往往强调沿拆离断层上盘高角度正断层的大气降水对成矿物质的淋滤作用及沿拆离断层运移的深部还原水与下降的氧化水之间在氧化-还原界面的成矿作用。前已提到,豫西的三个变质核杂岩中,熊耳山变质核杂岩及小秦岭变质核杂岩与国外的变质核杂岩相比有其特殊之处,其内部发现规模很大的大量韧性、韧脆性、脆性断层,而大量的金矿脉存在于这类断裂带中,因此如果将分布于拆离断层带附近及其上盘高角度正断层中的矿床称为“拆离断层型”矿床,则小秦岭及熊耳山的金矿床应称为“变质核杂岩型”金矿床,其应是一种新的矿床类型。崤山的情况有别于小秦岭及熊耳山,对崤山变质核杂岩进行的1:5万填图及我们的路线观察均未发现大量的断层,近年来朱嘉伟等(2001)在讨论崤山金矿的论文中曾在崤山核杂岩内部画了大量具相当规模的呈格子状交汇的断层,由于崤山是林区,地表植被大面积覆盖,上述断层是如何确定的不得而知,但崤山已知的金矿化有的分布于拆离断层上盘的断裂带中,有的分布于拆离断层带或由铁铜沟组过渡层构成的伸展拆离岩片的顶部及底部的伸展拆离带中,主要应为“拆离断层型”金矿床,而迄今为止,崤山未发现大型金矿床。

图6-5 拆离伸展构造成矿作用图解

(据Lister,1989)

前已提到,豫西金矿受伸展拆离剪切带控制,因此尽管拆离断层型的矿床和变质核杂岩型矿床在矿床特征及成矿作用方面有明显的差别,但二者均受拆离断层带控制,矿化在空间上靠近拆离断层带应是二者的共性。

2.深源成矿物质与金矿成矿作用的关系

目前伸展构造成矿理论尚处于探索阶段。就豫西的三个变质核杂岩而言,如下一些基本事实促使我们考虑深源的流体及成矿物质在成矿过程中的作用。

A.豫西的各个变质核杂岩中均大量发育基性岩墙,由于基性岩墙蚀变强烈,给同位素年代学的研究带来困难,至今其侵入的确切时代未能确定。对小秦岭的观察表明,含金石英脉与辉绿岩墙常处于同一裂隙中,基性岩墙在桐沟金矿区与不同期的含金石英脉有相互穿插的现象,同时小秦岭周家山及崤山涧里沟一带的边缘糜棱岩带中侵入了煌斑岩脉。以上宏观的地质现象表明基性岩墙是在伸展拆离期侵入的,通常多数基性岩墙侵入时间稍早于含金石英脉形成时期,少数岩墙则在早期含金石英脉形成之后及晚期含金石英脉形成之前侵入,一些煌斑岩墙则在晚期含金石英脉形成之后侵入。在小秦岭的一些地区,辉绿岩脉分布的密度较大,图5一10示枪马峪矿区辉绿岩的分布,显然如此之多的辉绿岩应为强烈拉张环境下的产物。基性岩墙的大量出现表明伸展拆离过程中地幔隆起并发生局部熔融,显示深源物质有可能参与成矿作用。除基性岩墙外,豫西变质核杂岩中还分布同构造期的花岗岩体、闪长岩体及爆破角砾岩筒。嵩县祁雨沟、店房等金矿产于角砾岩筒内部或边缘。因此伸展拆离过程中岩浆活动的特征与成矿作用的关系有待研究。

B.笔者等收集了1996年之前历年来各个单位在豫西与三个变质核杂岩有关的金矿床矿脉中所采碳酸盐类矿物及包体的碳同位素资料,δ13C值在-1‰~-8‰之间,此与幔源火山气体及岩浆岩内流体包体中CO2的δ13C值相似(图6-6),而与太古宙地层中大理岩的δ13C值-23.95‰(据薛良伟,1996)差异甚大,表明碳是幔源的。

图6-6 豫西金矿及幔源火山气体岩浆岩内流体包裹体中CO2的δ13C值

(据胡瑞忠等资料编制)

1—BAB;2—洋岛玄武岩;3—洋脊玄武岩;4—洋中脊玄武岩;5—花岗伟晶岩;6—橄榄石斑晶;7—豫西变质核杂岩中含矿脉的碳酸盐及包体;+为小秦岭;×为熊耳山

C.近年来国内外学者都在探讨幔源物质对成矿作用的影响。杜乐天(1989)强调“幔汁”对成矿作用的重要意义,认为幔汁中“

”的存在对熔浆及溶液中的K、Na碱金属有特殊的活化和催化作用,它是造成强烈的幔汁碱交代和热液碱交代的重要因素。我们注意到钾长石化是豫西金矿最重要的近矿围岩蚀变,例如栾川的康山金矿钾长石化极为强烈,矿区的熊耳群安山岩可蚀变为“钾长岩”,这种极其广泛的钾长石化即为强烈的碱交代现象。Camerion(1989)对挪威Bamble带金的丰度值进行过研究,认为地壳中上升的CO2可使角闪岩相的岩石去水后变为麻粒岩,去水作用中CO2-H2O流体被充分氧化可溶解硫化物,并使Au3+被溶解,最终上升的流体在韧-脆性过渡带及其上部形成石英-碳酸盐金矿脉(图6-7)。

图6-7 石英-碳酸盐脉状矿床形成模式图

(据Camerion,1989)

我们认为豫西金矿不受特定的矿源层控制,无论是太华群或熊耳群,在成矿过程中均仅起着围岩作用,只有变质核杂岩形成过程中的深成作用及伸展拆离期形成的剪切带是成矿及控矿的主导因素。

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