Question

成矿构造背景及地质环境

Answer 1

尽管火山岩型块状硫化物矿床具有上述共同的地质特征，但不同矿床之间确实也存在着明显的差异。这些差异正是与它们形成的构造背景、地质环境之不同有关（图1-8、表1-2）。由图1-8可见，形成各种类型的块状硫化物矿床的构造环境，可以根据现在流行的板块构造说或威尔逊旋回，从岩石圈板块格局的观点进行合理的解释。首先，块状硫化物矿床的地理位置以及现代海洋学研究清楚地表明，硅镁壳之上的含铜黄铁矿型矿床反映的是增生板块边缘的构造环境，是在大洋中脊扩张中心形成的。但是，其余3种火山成因类型的矿床显然是沿消亡板块边界在不同的时间和（或）在不同的构造位置上产生的。在这种构造环境内，Zn-Cu型矿床所反映的很可能是早期岛弧环境分异的拉斑玄武质到钙碱性直至硅-碱性的火山作用。Cu-Zn黄铁矿型块状硫化物矿床显然是在弧前海沟环境中形成的，在这里它们理所当然地会兼具含Cu黄铁矿型和Zn-Cu型矿床两者的某些地质特点（图1-8），并且所受到的变质作用“平均来看”也会高于其他类型的矿床。多金属型矿床似乎是弧后盆地或更年轻的火山弧环境的典型产物。

图1-5　全球居首位100个富铜VMS矿床及其铜金属量图示（据Large and Blundell,2000）

图1-6　全球居首位100个富锌VMS矿床及其锌金属量图示（据Large and Blundell,2000）

图1-7　全球居首位100个富金VMS矿床及其金含量图示（据Largc and Blundell,2000）

图1-8　板块构造与不同类型贱金属块状硫化物矿床沉积环境的关系（据Hutchinson,1980）

正如图1-8所示，这些构造环境并不是同时形成的。从图左边的矿床到图右边的矿床的时代大体上说是越来越新，沿着消亡板块边界来看尤其如此，这里首先发育的可能是海沟和岛弧环境，接着发育的是内弧或弧后盆地环境。因此，控制着火山成因矿床形成的构造背景的时空演化，使沿着朝大陆一侧倾斜的俯冲带部位上的矿床的时代越来越新，Pb、Ag的含量不断增高，Cu、Au的含量不断降低。火山岩岩石化学研究结果表明，沿火山岛弧剖面，岩石中K含量朝大陆一侧不断增高。显而易见，矿床中金属组合的变化与岩石中K含量的变化是一致的，这是在板块构造环境中，陆壳物质对成岩、成矿作用产生影响的结果。比如，在北美加利福尼亚科迪勒拉边缘，太平洋洋壳在泥盆纪的俯冲产生了分异的火山岩，并在俯冲板块之上的火山弧内的西Shasta地区产生了Zn-Cu型矿床（图1-9）。接着，在三叠纪—侏罗纪在东Shasta地区出现较年轻的内弧或弧后环境，形成了多金属型矿床。最后，在白垩纪，内华达山脉岩基上升并侵位（图1-9），与此同时洋壳板块的弗兰西斯科蛇绿岩仰冲到大陆边缘上，其中含有一些小的含Cu黄铁矿型矿床。这个例子清楚地表明，沿着朝大陆一侧倾斜的俯冲剖面，矿床的时代越来越新，Pb和Ag含量的增加超过Cu和Au。

上述可见，火山岩型块状硫化物矿床，可据其产出的构造背景及成矿元素组合划分为4种主要类型：Zn-Cu型、Zn-Pb-Cu型（多金属型或黑矿型）、含Cu黄铁矿型（塞浦路斯型）、Cu-Zn黄铁矿型（别子型）。下面将以这4种主要矿床类型为基础，对形成火山岩型块状硫化物矿床的有关问题进行具体讨论。

表1-2　块状硫化物矿床分类及其基本地质特征

图1-9　北美太平洋边缘的成矿关系（据Hutchinson,1980）