小秦岭地区金物质来源、构造、岩浆活动对成矿作用浅析
2021-11-02刘晓峰
刘晓峰
((河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南 郑州 450000))
1 金矿物质来源
小秦岭金矿田横跨陕西、河南两省,主要分布在潼关县和灵宝市境内,整个矿田迄今共发现金矿脉1000多条,目前已探明金矿床26处,储量具全国之首。以前大家普遍认为金矿物质来源于太华群岩层或某层位。
从太古界太华群的岩石组合与世界绿岩带对比,认为本区太华群原岩恢复为中基性—中酸性火山岩,缺乏科马提岩建造。而且与典型的绿岩岩层结构有较大差别。在变质程度及形成时代上也有一定差别,小秦岭属中压型角闪岩相,局部达到麻粒岩相。本区已知最老的年龄为23.01—24.11亿年,属晚太古的产物。这样小秦岭能否说是绿岩带金矿值得怀疑。
以往资料涉及本区金矿物质来源,常以太华群岩层或某岩类含金量高为出发点。通过对历年来不同单位有关本区太华群中含金量的比较,清楚的看出,随着近年来对采样、加工、分析方法的改进与完善,分析精度随之大大提高,本区太华群中金的丰度随之降低,并接近克拉克值。地质工作者通常所采用的地壳金的丰度为3.5×10-6, 而太华群的原始地壳金的丰度为2.02×10-6,说明本区金的丰度并不高。现在看到的金矿赋存部位,只是反映矿液几经变迁最后的定矿部位。因此出露地表的太华群金含量的高或低都不能认定它是金矿物质来源的直接提供者。
从小秦岭地区金矿床(点)分布特征看出,矿带主要受东西向和北东向两组深大断裂的控制。矿体产出在与深大断裂有关的次级断裂裂隙中。尤其两组断裂的交汇处构成小秦岭金的矿化集中区。为了进一步讨论金矿物质来源与断裂裂隙的关系。对本区包括元古代在内的有代表性的岩性的含矿性进行对比,从数据清楚的说明同类岩性中,挤压破碎的岩石中Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Mo等元素的含量均高于未破碎的岩石,说明金及主要矿化元素来自深部。金元素含量的高低及影响范围,主要决定于矿化元素的活度及围岩的条件。金矿床的形成更重要的是决定于深部含矿溶液的浓度及成矿前断裂裂隙发育的程度。
小秦岭地区金矿带分布的地区,往往也是本区Mo、Cu、Pb、Zn、Ag等金属元素集中分布的地区。因此几乎所有类型的金矿床中常有Mo、Pb、Zn、Ag等伴生。且围绕大的花岗岩基(华山、文峪和娘娘山),从高温→中温→中、低温→低温,成矿元素也是从W(Mo)→Mo(W、Cu)→Au、Mo、Cu、Pb、Zn→Au、Ag、Pb、Zn成有规律的分布。正是由于此,导致金属元素成过渡、重迭出现。说明它们不仅在成矿方式与成矿时间上密切相关,而且与岩浆活动有密切关系,在成矿物质上有相同来源。
应用氧同位素、铅同位素、硫同位素组成特点及稀土模式分布特征说明含矿热液主要与地壳深部重熔岩浆有关,矿质来自深部。
2 构造
小秦岭地区位于我国之南和陕西两省,属于秦岭造山带的重要组成部分,为我国重要的金多金属矿富集区。秦岭造山带构造复杂,先后经历了多阶段、多体制的构造演化,且在印支期以来,该区域经历了华北板块、扬子板块和南秦岭地块的碰撞造山作用,导致该区域形成了以多地体拼贴为主的构造格架。同时,在燕山期该区域又受到滨太平洋构造域的叠加作用,导致该区域构造—岩浆作用强烈,普遍发育大规模的壳-幔物质交换作用,形成了类型齐全、成因多样的多金属成矿系统和成矿系列。研究区金成矿作用普遍,其区域金矿化与印支末期至燕山期的秦岭陆内造山运动密切相关,如小秦岭金矿田[1]。
小秦岭地区构造极为复杂,是由多个地体拼接而成,总体上具有“一核、二界、三拆离”的变质核杂岩构造系统,在平面上呈近东西向展布的复试背斜构造。其中,变质核杂岩的核部区域以老鸦岔背斜为主,组成了该复式背斜的主体;南北两侧以背形、向形相间出现,背形如五里村、上杨砦等,向形如庙沟、七树坪等。此外,研究区内发育韧脆性断层数百条,以近东西断裂构造为主,北东向、北西向和南北向构造次之。研究区与金矿化关系密切的构造以近东西为主,性质以压扭性为主,沿走向和倾向均呈波状起伏变化,同时少量北东向构造也具有控矿特征,研究区控矿构造多以早期韧性剪切带构造叠加发育为主[1]。
图1 小秦岭矿田构造简图
3 岩浆活动
研究区岩浆岩发育,分布极为广泛,出露面积较大,以元古代花岗岩和中生代燕山期花岗岩为主,且以后者的规模最大,与区域金矿化关系密切。研究区区域金矿化具有明显的规律性,以含金石英脉型金矿床为主,在空间上具有密集成带、丛聚性以及大致平行状等间距分布等特征。因此,研究区金矿化具有明显的成片、成带出现的规律,且伴随有少量的构造蚀变岩型金矿床。
研究区含金围岩较复杂,根据研究区正片麻岩、副片麻岩、混合岩、伟晶状混合花岗岩和石英中的流体包裹体类型,按照其物相和化学成分可划分为四类:①液相CO2包裹体;②含于矿物气液包裹体,分布在各类岩石中;③CO2—盐水包裹体;④液体包裹体。其中,液相包裹体主要分布在片麻岩和大理岩中,CO2—盐水包裹体多分布在伟晶状混合花岗岩以及石英脉中。此外,包裹体性质变化如下:均一温度从325℃经240℃—420℃变到330℃;盐度从39.8经32.4--48变到43.2Wt℅NaclEp。
根据上述包裹体数据显示:①研究区内的混合演化—变质热体的性质变化较小,即区域上具有较为均一化的热流体,因势差不大,不利于热流体的运移,对成矿不利,说明本区金矿不是由变质热液形成的;②根据数据统计可知,研究区含金石英脉中的包裹体主要为液体包裹体和CO2—盐水包裹体两种,且具有较低的盐度(6.1Wt℅NaclEp)和较高的CO2/H2O比值,其包裹体性质与区域变质岩中包裹体性质存在明显的差异,说明形成含金石英脉的热流体不可能是由区域变质——混合岩化演变来的。
燕山期花岗岩石英中的包裹体为CO2—盐水包裹体和液相包裹体,从边缘相到中间相,其大小从5μ增至15μ;均一温度从400℃降至350℃,CO2密度从0.6增至0.72;盐度为10.1 Wt℅NaclEp。石英脉中包裹体类型与花岗岩中的相同。从岩体的石英脉、外接触带中的石英脉和距岩体2Km—7Km的含金石英脉,其包裹体的均一温度分别为330℃、310℃和300℃,盐度分别为10.1、9.1和6.1 Wt℅NaclEp;CO2密度分别为0.69、0.72和0.76。这些数据是有规律的连续变化的。表明形成含金石英脉的热流体,是燕山期花岗岩浆演化的结果[2,3]。
4 结论
地壳深部的矿源浓集区(矿物质),通过深大断裂及次级断裂(为矿液的上升、沉淀提供了通道及容矿空间),再通过加里东——燕山期的重熔型岩浆活动(为成矿元素的活化、转移提供了热能),从而形成了金矿床。主要的成矿类型为石英脉型,其次为伴有少量构造蚀变岩型。根据这一认识,在今后小秦岭地区的找矿中,应以石英脉型金矿为主,其次为破碎蚀变岩型的金矿[2,3]。