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新疆加曼特金矿与斑岩型金矿的对比研究∗

2015-05-16侯辉马海杰汪立今王彦新王敏郑子军

关键词:热液斑岩黄铁矿

侯辉,马海杰,汪立今,王彦新,王敏,郑子军

(1.新疆大学地质与矿业工程学院,新疆乌鲁木齐830047;2.新疆有色地勘局703队,新疆伊宁835000)

0 引言

吐拉苏—也里莫墩火山岩带是西天山地区晚古生代重要金成矿区,这个呈近东西向狭长带状展布的火山岩带中已经陆续发现了阿希、京西、伊尔曼得、恰布坎卓它、加曼特、铁列克特、小于赞等一系列金矿床[1,2].加曼特金矿就位于其中.董连慧和沙德铭等认为该矿床定名为斑岩型金矿[3,4],吴艳爽等认为该矿床为浅成低温热液型并向深部过度为斑岩型铜金矿床[5],还有学者认为该金矿为断裂控制的中低温火山热液矿床[6],次火山岩(博尔博松岩体)为矿源,且内部可能形成斑岩型矿体[7].通过对加曼特金矿和斑岩型金矿的对比,提出了一些新认识.

1 构造条件

加曼特金矿位于伊犁板块的也列莫顿火山盆地内(图1),伊犁亚板块在元古代早期为一完整的古大陆,属塔里木板块的一部分.陆内裂谷是西天山幔洼区的重要组成部分,该区为一个独立的地幔物质结构幔凸区,莫氏面深度小于50km,磁力高与重力高同现,属硅铝质地壳性质,它奠基于元古代基底和加里东构造层之上.

图1 西天山也列莫顿成矿带地质简图

晚泥盆世—早石炭世,准噶尔洋壳向南俯冲,使博罗霍洛山、哈尔克山这些加里东褶皱带活化而转变为岩浆弧,泥盆系进入剥蚀阶段.晚古生代晚期,伊犁陆内裂谷再次裂陷,时间相当于早二叠世早期,出现逾万米厚的火山岩和其后富碱侵入岩(碱性花岗岩、正长花岗岩、石英钠长斑岩).与此同时,NE向、NW向和SN向断裂构造相随而生,从而奠定了裂谷内格状—菱格状褶断构造格架.

大多数斑岩型铜金矿床都产在不同构造单元的交接部位,特别是大洋板块与古陆块俯冲带的陆块一侧,这些交接部位通常发育有深断裂.部分斑岩型铜金矿床在优地槽褶皱带和陆块内部产出,它们要么同造山期或造山晚期钙碱性岩浆活动有关,要么受基底深大断裂控制.西利托(1987)认为,大约有85%的斑岩型铜金矿床与俯冲板块的张性构造活动有关,低角度和快速的板块俯冲是超大型斑岩铜金矿床形成的关键所在.

2 火山岩特征对比

斑岩型金矿一般与斑状结构的中酸性钙碱性浅成、超浅成的小侵入体有关,如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩等,化学成分以富钾为特征(K2O>Na2O).

加曼特金矿的赋矿围岩主要为大哈拉军山组第一岩性段凝灰熔岩及石英钠长斑岩,还有花岗斑岩和辉绿岩、石英钠长斑岩、花岗斑岩,岩石化学特征与国内同类岩石的岩石化学平均值比较,它具有Al2O3、CaO、Na2O、MgO、FeO、Fe2O3偏低,K2O、SiO2偏高,K2O>Na2O的特点(见表1),属富钾、贫铁镁、钙碱性高铝玄武岩系列.

3 围岩蚀变及矿物组合比较

加曼特金矿的围岩蚀变沿主断裂发育的石英脉型金矿近矿围岩蚀变较强,远离断裂蚀变变弱.该断裂自南向北分别错断了加曼特东西向分布的石英钠长斑岩体和一系列北西向展布的花岗斑岩脉,位于岩体附近断裂带两侧岩石蚀变以硅化、黄铁化为主,远离这一区带一般蚀变以弱硅化、褐铁矿化、绿泥石化为主.主要的金属矿物:黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿、锑(砷)辉铜矿等分布在脉石矿物中;主要脉石矿物有石英、重晶石、方解石、绢云母、粘土.

斑岩型金矿由中心向外分为[8],钾化带:黑云母、钾长石、石英、绢云母,黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿;似千枚岩化带:石英、绢云母,黄铜矿、黄铁矿;泥岩化带:高岭石、绿泥石、石英、绢云母,黄铁矿及少量黄铜矿;青盘岩化带:绿泥石、绿帘石、石英、方解石,黄铁矿;边缘带:方铅矿、闪锌矿、自然金、自然银、黄铁矿(脉状).斑岩铜金矿床的矿石矿物主要有斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿和黄铁矿,个别矿床中见有磁黄铁矿.最重要的脉石矿物为石英,其次有绿泥石和绢云母.

表1 岩石全分析结果表

在钙碱质斑岩环境中,一个弱矿化或者无矿化的硅质核,常为含斑铜矿(有时见辉铜矿)的蚀变带所包围.在碱质类斑岩环境中,矿体核部带所含的金属矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿和金,很少见有辉钼矿.不管碱质类还是钙碱质类铜金矿床,其矿体常常为富黄铁矿蚀变岩所包裹[9].通过对两矿的地质环境的分析,对加曼特金矿的成矿条件与斑岩型金矿进行了对比研究.

4 成矿条件特征比较

研究表明加曼特金矿流体成矿过程可以分为3个阶段:早阶段以发育石英-黄铁矿脉为特征,包裹体均一温度集中于182~394◦C,矿化较弱;中阶段以发育石英多金属硫化物脉为特征,包裹体均一温度集中于160~260◦C,为主成矿阶段;晚阶段发育石英-碳酸盐脉、碳酸盐脉,包裹体均一温度集中于140~200◦C,基本无矿化.包裹体的盐度为0.2~12.5 wt%NaCl.eqv;密度为0.49~0.97 g/cm3.成矿流体由早阶段中高温岩浆流体向晚阶段低温大气降水演化.流体整体呈现低盐度和低密度的特征[10−12].

斑岩型矿床中黑云母和钾长石化的形成温度为600∼700◦C;石英-绢云母化的形成温度为420◦C;硫化物形成于350∼250◦C,泥化蚀变为300∼100◦c;斑岩型铜矿的形成经历了高、中温热液阶段;成矿深度大多介于2∼5 km,成矿流体盐度高.

关于斑岩铜金矿床与浅成低温热液金矿床的关系,许多地质学家认为,同源岩浆可以分异形成高盐度和低盐度两种含矿热流体,前者以富铜、铁、银和铂族元素为主,它们大都与氯结合形成可溶性氯络合物,进而形成斑岩铜金矿床.相比之下,后者为低盐度的含CO2流体,它们一般以含金、砷、汞、钨和锑等为特征,金属元素多呈硫或碲络合物方式富集,进而形成以金为主的浅成低温热液脉矿床[5],对此我们进行了系统对比.

5 地质特征对比

从斑岩型铜矿成矿理论分析,我们认为中亚成矿域中斑岩型铜(钼金)矿,多数是属于与板块消减作用没有直接成因联系的一类,多数斑岩型铜钼金矿是产于大洋消亡之后与A型俯冲和后碰撞阶段的构造岩浆作用有关,处于大陆碰撞造山带后期的构造伸展环境,受垂直造山带的正断层系列控制.而不是属于B型俯冲,其成矿母岩也不是洋壳俯冲作用过程中部分熔融产物,更不尽然形成于岛弧发展阶段和空间上受岛弧带控制[5].加曼特金矿与斑岩型铜(钼金)主要特征对比见(表2).

6 结论

通过加曼特金矿与斑岩型金矿的对比研究,加曼特金矿的成矿地质环境和斑岩型具有一定的相似,矿物组合为中低温组合,包裹体均一温度集中于160~260◦C,少数达到394◦C,流体整体呈现低盐度和低密度的特征.成矿流体可能由早期中高温岩浆流体向晚期低温大气降水演化.

表2 加曼特金矿与斑岩铜钼金矿特征对照表

加曼特金矿中的少数中高温热液矿床的成矿温度,显示了高温热液参与成矿的信息,而总体特征却与浅成低温热液金矿床一致.因此,该矿床主体属于中低温热脉状矿床,部分显示是斑岩型与浅成低温热液型成矿系统之间过渡的特征,推断向深部具有寻找斑岩型铜金矿床的潜力.

参考文献:

[1]肖序常,汤耀庆.新疆北部及其邻区大地构造[M].北京:地质出版社,1992:4-6.

[2]陈衍景,倪培,范宏瑞,等.不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征[J].岩石学报,2007,23(9):2085-2108.

[3]沙德铭,董连慧,毋瑞身,等.西天山地区浅成低温热液型金矿地质特征及成矿模[J].西北地质,2003,36(2):50-59.

[4]董连慧,田昌烈.西天山吐拉苏—也里莫顿金成矿带简述[J].地质与资源,2001,10(2):85-90.

[5]周圣华,胡庆雯,田培仁,论新疆伊犁浅成低温热液型金矿与斑岩型铜(钼金)矿的相随相伴规律[J].矿产与地质,2008,22(5):401-404.

[6]张连昌,夏斌,牛贺才,等.新疆晚古生代大陆边缘成矿系统与成矿带初步探讨[J].岩石学报,2006,22(5):1387-1398.

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