Question

区域成矿模式

Answer 1

成矿模式是矿床成因研究的集中体现，是一类矿床模式化的标准样式，是对矿床成因研究的高度概括和综合表现，通常是以写实为主，推断解释为辅的描述性模式，它具有以地质观察研究为基础的学科性和一定理论认识的概念性相结合的特点。每一种矿床都是在一定的构造背景和一定的成矿环境中的模式化，建立成矿模式主要取决于对矿床本身的研究程度。

一、金的迁移形式与沉淀机制

成矿流体中金的迁移形式与沉淀机制是研究金矿床成因的重要问题之一。

在浅成低温热液型金矿床中，金的硫化物和络合物是金迁移的主要形式，大量实验表明，金的硫化物的水溶液中搬运的最佳状态是含有大量的HS^-和pH近中性，热力学研究表明，在近中性的溶液中，特别是金与冰长石或砷、锑、汞的硫化物伴生的浅成低温热液型金矿床形成过程中，金的硫化物和络合物是主要的搬运方式。

在韧性剪切带型金矿床中，热液系统的温度较高，形成深度相对较深，金主要以氯络合物的形式迁移(刘玉山，1993)。

引起金沉淀的原因很多，如流体-岩石间的相互作用、沸腾作用、热液混合作用、有机质的吸附作用以及胶体或者是在矿物表面沉淀等作用。沸腾是浅成低温热液型金矿床的一种普遍现象。金矿化强烈的地段一般出现在沸腾范围之内，致使成矿流体中的挥发分分逸，从而破坏了酸碱度及氧化还原反应的平衡，引起金、碳酸盐矿物或者金属硫化物的沉淀。

此外，有机质的还原作用也是引起金沉淀的机制之一，在韧性剪切带金矿床中，流体-岩体之间的相互作用也是金沉淀的主要机制(Hofstra，1991)，因此，金的矿化强烈的地段，往往出现在特定的蚀变岩中，如黄铁绢英岩和滑石菱镁片岩。

二、区域成矿模式

(一)碰撞造山与金成矿

新疆准噶尔一带金矿床时空演化规律与该区发生的板块俯冲作用和碰撞造山作用具有一定的内在联系。

一方面在板块俯冲的过程中，火山喷发作用剧烈、持续时间较长，促使地壳深部的金矿成矿物质大量涌出，在岛弧、弧前盆地、拉张盆地以及断陷盆地等构造环境中，形成了含金建造见表(表5-11)，决定了新疆准噶尔金矿集中产在D、C地层中。

表5-11 新疆东准噶尔一带含金建造类型划分及主要地质特征

另一方面，在碰撞造山过程中，构造变形作用和岩浆作用比较强烈，从而使得含金建造中的金矿成矿物质依晶格能由低向高的顺序活化迁移，形成大规模的成矿流体，并向低能量域的构造活化迁移(陈衍景，2007，2013)，从而富集成矿。在碰撞作用早期的挤压背景下，与深成岩浆活动有关的成矿流体沿含金剪切带活动，形成强烈的片理化，该时期形成的金矿主要以韧性-脆性剪切带类型的金矿床为主；在碰撞晚期，处于伸展背景下，与火山-次火山岩浆活动有关的成矿流体主要沿火山机构或者张性断裂活化，形成弱的片理化、泥化、硅化、碳酸盐化等低温蚀变岩，该时期形成的金矿类型以浅成低温热液型矿床为主，基于以上分析建立东准噶尔造山理论背景下的成矿模式(图5-15)。

图5-15 碰撞理论下的东准噶尔金矿区域成矿模式图

(二)构造演化与金成矿

1.地质环境与金成矿类型

研究区区域构造上位于西伯利亚板块和塔里木板块的交接地带，构造环境为阿尔泰地块与准噶尔地块间的汇聚板块的边界，由于大洋板块向北俯冲，裂谷逐渐增生，洋盆最终在早石炭世晚期于卡拉麦里附近闭合。

研究区内拉张-闭合相互交替的大地构造演化决定了研究区的构造格架和岩浆活动，从而控制了区域成矿作用。在泥盆纪期间，大规模的拉张作用形成东准噶尔洋盆，广泛发育了火山岩，该火山岩为各类矿床的形成提供了物质基础。在石炭纪中期，洋盆在此拉张，形成及卡拉麦里中基性火山碎屑岩，该火山碎屑岩为研究区的含金矿源层。在石炭世晚期，洋盆闭合，伴随着褶皱造山运动，中酸性岩浆侵入，形成研究区的斑岩型、矽卡岩型矿床。此外，造山期的陆相火山岩喷发，形成火山机构，提供了极有利的容矿构造，陆相火山活动频繁。本次成矿作用主要集中在华力西中晚期，本次研究在华力西构造-岩浆活动的基础上，通过探讨其成矿机理，建立该区的成矿模式。矿床地质环境对应的主要类型如图5-16所示。

2.成矿模式

(1)与杂岩体有关的铜金矿成矿模式

与杂岩体有关的铜金矿床，岩浆的结晶分离演化和成矿至少经过了四个阶段分别为“幔源物质熔融形成深部岩浆房”，即为原始的岩浆→原始岩浆在岩浆房中发生静态重力分异，形成自上而下、基性程度较高的分异岩浆，使之与含矿浓度梯度相适应→受构造运动的影响，深部分异形成的含矿岩浆高侵位于现存空间→岩浆进一步发生结晶，形成与岩浆作用有关的金铜矿床(陈仁义，1993)。其成矿模式如图5-17所示。

图5-16 东准噶尔金铜矿床成矿地质环境及主要类型图

(据陈仁义，1993)

1—古地块；2—早古生代褶皱带；3—陆源碎屑岩；4—凝灰岩碎屑岩；5—火山岩；6—岛弧型火山岩；7—硅质岩；8—泥斑岩；9—同造山火山岩；10—蛇绿岩；11—花岗岩；12—碱长花岗岩；13—闪长岩；14—基性杂岩体；15—次生石英岩层；16—明矾石-次生石英盖层；17—黏土质绢英岩；18—青磐岩化。①浅成低温热液型矿床；②铁镁-超铁镁质建造型金矿或石英碎屑岩-沉积建造型金矿；③岩浆热液型金矿；④矽卡岩型铜金矿床；⑤铜镍硫化物矿床；⑥浊积岩型金矿

图5-17 与杂岩体有关的铜金矿成矿模式

1—岩浆贯入形成的致密Cu-Ni硫化物矿体；2—深熔岩浆高侵位就地熔离形成熔离分异作用的方式；3—岩浆熔离侵位

(2)与陆相火山岩有关的浅成低温热液型金矿成矿模式

与陆相火山岩有关的浅成低温热液型矿床与火山机构关系密切，火山构造为热流体运移的主要通道和赋矿场所。对流循环的天水沿火山机构上涌，与围岩之间发生化学反应，运移到近地表，由于温度压力条件发生变化，在局部发生流体的沸腾作用，致使大量的含矿物质沉淀并富集成矿(陈仁义，1993)。在地表附近，地下水与上升流体中的H₂S和CO₂等混合，形成酸性溶液，与围岩时间发生反应。其成矿模式如图5-18所示。

图5-18 陆相火山岩有关的浅成低温热液型金矿成矿模式

1—硅质岩；2—黏土质绢英岩；3—青磐岩化；4—大气降水；5—热液脉状金矿

(3)变质岩有关的金矿的成矿模式

在二叠纪，东准噶尔处于陆内演化阶段，东准噶尔造山带大规模的发生由西北向东南的推覆构造，形成强有力的韧性-脆性构造变形，该构造变形使的含金矿源层进一步活化迁移并富集成矿，在研究区内形成与变质岩系有关的金矿床(陈仁义，1993)。其形成过程为：中基性火山活动携带含金物质形成矿源层→区域变质作用使含金矿物一步富集→大规模的构造运动使矿源层发生韧性-脆性变形，含金矿物进一步活化迁移富集成矿→成矿后期受次生氧化作用，再次富集成矿。其成矿模式如图5-19所示。

图5-19 与变质岩系有关的金矿床成矿模式