Question

成矿系统时空结构

Answer 1

目前在义敦岛弧弧间裂谷中发生的VMS成矿作用仅见于北部的赠科-昌台火山沉积盆地中。在赠科次级盆地中，发育了嘎依穷、胜莫隆、开公等矿床。在昌台次级盆地中发育了闻名于世的呷村矿床。

嘎依穷矿床和呷村矿床虽均属块状硫化物矿床中的黑矿型，但两者在形成环境和矿床地质特征上还有一定差异（表4-29）。

表4-29 义敦岛弧火山成因块状硫化物矿床式

（一）赠科盆地成矿环境

1.地层特征

赠科盆地出露地层主要为呷村组，较老的地层分布很零星。在嘎依穷矿区，地层层序可作如下划分：

变质碎屑岩段（T_1-2）

为一套变质较深的黑云母角闪片岩、二云母石英片岩和纹层状变质石英砂岩，与呷村组呈断层接触。

呷村组（T₃g）

一段（T₃g¹）见于矿区最南端，为一套含炭质较多的黑色板岩，属干萨背斜的核部地层，由于受构造作用的影响，岩层中石英脉和柔皱特别发育。

二段（T₃g²）：上部为泥质粉砂岩与含黄铁矿板岩互层；下部为泥质粉砂岩。

三段（T₃g³）：顶部厚层白云质灰岩；中、上部为凝灰质板岩，向东延至莫隆一带尖灭。中—下部以酸性火山岩为主，其间夹有薄层条带状灰岩及凝灰质砂板岩透镜体。火山岩集中分布于胜莫隆和阿康村一带，多金属矿化发育于中—上部凝灰质砂板岩与火山岩的接触部位。

四段（T₃g⁴）：上部为千枚状板岩，夹薄层粉砂岩透镜体及条带状灰岩；中部为凝灰质砂质板岩，下部以粉砂质板岩和凝灰质板岩为主，夹有少量含砂泥质较重的灰岩透镜体。

五段（T₃g⁵）：上部为杂砂岩，可见底面印模；下部为砂质板岩，夹薄层钙质板岩。

六段（T₃g⁶）：主要为一套矿物成熟度较高的沉积碎屑岩，间夹有薄层灰岩及互层的基性和酸性火山岩，后者构成双峰岩石组合。

七段（T₃g⁷）：为层纹状粉砂岩。该段地层仅在矿区最北端有少量出露，与六段（T₃g⁶）地层为断层接触，沿断裂发育有强劈理带。

其中第三段是嘎依穷、胜莫隆等矿床的赋矿地层。这套含矿岩系的特点是：①主体由火山碎屑岩构成；②火山周期性间歇式爆发从而形成众多的韵律旋回；③含矿岩系中有两个相邻的含矿层位，主矿体产于火山岩与上覆沉积岩接触面上；④成矿作用发生于海底火山强烈爆发活动的尾声阶段的间歇宁静期。

2.含矿岩系的岩石类型

（1）火山岩和次火山岩（库岩层）

流纹岩 分布局限，呈透镜状产出，斑状结构明显，岩石已发生较广泛的绢云母化。

流纹质角砾凝灰岩 为赋矿围岩，呈透镜状产出，角砾及碎屑为流纹质，少许英安质，胶结物为小于0.1 mm凝灰物质，该岩石可相变为流纹质凝灰岩。

英安质角砾凝灰岩 为矿石底板和容矿围岩。碎屑以英安质岩屑为主，少量流纹质岩屑和少许长石、石英晶屑。胶结物由更细的凝灰物质组成，岩石普遍发生绢云母化、硅化和绿泥石化。

英安质凝灰岩 为含矿岩系主要岩石类型，碎屑由英安质岩屑和少许长石、石英晶屑组成，胶结物为显微隐晶质长英物质。

英安斑岩和斑状英安岩 前者呈次火山岩产出；后者呈熔岩穹丘产出。前类岩石中的斜长石斑晶已蚀变成钠长石；后者的基质为显微隐晶质—显微晶质。

以上岩石均属钙碱性系列。

（2）喷气沉积岩

硅质岩 是与海底喷气-沉积活动密切相关的特殊化学沉积岩。在嘎依穷矿床中有如下特征：① 硅质岩的产出与块状硫化物矿体密切相关，两者在空间上密切共生；② 硅质岩具有明显的层控特征，产于第三岩性段，整合地覆盖于英安-流纹质凝灰岩及块状硫化物透镜体之上，在上、下两矿带间呈无矿夹层出现；③ 硅质岩薄层或透镜体与下矿带之凝灰岩和矿体界线截然，含矿凝灰岩蚀变极强，而硅质岩极少蚀变；④ 硅质岩无明显层理，但条带状、纹层状构造发育，其特点十分类似于燧石岩，反映其形成与聚冷结晶作用有关；⑤ 在硅质岩中常含少量菱铁矿和金属硫化物，呈稀疏星点浸染状分布；⑥硅质岩多被与上矿带连通的含矿石英脉和碳酸盐脉穿插，反映硅质岩形成于上矿带成矿作用之前。

菱铁矿岩 也是典型的喷气-沉积岩类型，且往往构成矿床的直接围岩，在嘎依穷矿床中，菱铁矿产出的特点是：① 菱铁矿岩似乎不与块状硫化物透镜体在空间上密切共生，而是产于热液活动中心；② 菱铁矿岩与硅质岩不在同一层位，其主体产于第三岩性段的火山碎屑透镜体顶部及其上覆板岩接触带上，分布较局限；③ 菱铁矿岩几乎仅由菱铁矿组成，有时含微量铁白云石、石英、闪锌矿、方铅矿；④ 在一些部位，菱铁矿岩与细粒铅锌矿薄层直接接触，尽管两者的上下叠覆关系不清，但接触界线平直，说明菱铁矿系化学沉积产物；⑤菱铁矿岩中常有后期含矿石英脉穿插。

3.矿体产出特征

以嘎依穷矿床为例，依各矿体的含矿岩系特征，火山韵律旋回及矿石的自然类型，将矿床分为上下两个矿带，上下两矿带间的标志层主要为黑色板岩、含凝灰质板岩及喷气沉积岩和流纹质凝灰岩，板岩层厚度薄，但分布稳定，局部与喷气沉积岩及沉凝灰岩呈相变过渡关系。两个矿带的共同特征是：①矿带均由上部似层状矿体和下部脉状—网脉状矿体组成，两种矿化类型共生共存，层状矿与脉状矿上下叠覆，紧密相邻；②矿带的脉状—网脉状均严格地产于英安-流纹质火山碎屑岩和/或熔岩穹丘及次火山岩中，而似层状矿则均产于火山岩系顶部或火山岩与沉积岩接触带上，矿体或被沉积系整合覆盖或与沉积岩互层产出；③尽管矿带和矿化类型不同，但硫化物矿物组合是一致的，表明上、下矿带具类似的成矿作用特征，两者可能代表早晚两期成矿作用产物。

似层状矿体与网脉—脉状矿体的时空关系在下矿带保存较为清楚。似层状—条带状矿直接不整合地覆盖于脉状—网脉状矿体之上，矿脉没有切穿似层状矿现象，在脉状—网脉状矿化强烈发育部位，可见其与似层状矿相接贯通，表明两类矿化可能是同时或相继发生的，两种矿体可能系同期热液活动于不同成矿环境或不同部位的产物。

图4-28 呷村矿区综合地层柱状图

（二）昌台盆地成矿环境

昌台盆地中赋矿地层特征基本和赠科盆地一致，图4-28是呷村矿区的综合地层柱状图。由含矿岩系特征可见：①含矿岩系是岩浆周期间歇式喷发形成的韵律旋回极其发育的酸性火山岩系；②成矿作用主要发生于海底火山活动末期或宁静期；③以含矿火山岩系顶部的富硅流纹岩“枕砾”或燧石质枕砾为界将岩系及矿化层分为两套系统，下部为火山-热液爆发和脉状矿化系统，上部为化学沉积系统，该枕砾成因虽不太清楚（可能是强硅化产物，亦可能为酸性火山活动末期喷流物质的快速冷凝产物），但其可能代表着一个冷凝界面。

含矿岩系中特征的岩石类型与赠科盆地稍有差异。火山岩系中以酸性熔岩为主，包括斑状流纹岩、斑状富硅流纹岩、富钡流纹岩等。喷气沉积岩中最典型的是重晶石岩和碧玉岩，菱铁矿岩远不如赠科盆地中的矿床发育。

在昌台盆地的呷村等矿床中也可分出上、下两个矿带，上下矿带间标志层为流纹质沉凝灰岩，厚度薄而稳定，当然矿带的组成和赠科盆地的嘎依穷矿床相比，因火山岩和沉积物的不同而有一定差异（详见典型矿床部分）。