Question

区域成矿系统划分

Answer 1

广义的成矿系统,是指在一定的地质时空域中,控制矿床形成、变化、保存的全部地质要素和成矿作用动力过程,以及所形成的矿床系列、矿化异常系列构成的整体,是具有成矿功能的自然系统。考虑到哀牢山-红河-马江地区构造-岩浆活动对于矿床发育的制约作用以及矿床发育的主要特点,划分为以下四个主要成矿系统。

6.3.3.1 大红山-龙脖河-辛归IOCG型铁铜成矿系统

铁氧化物-铜-金(IOCG)型矿床是新近定义的一种矿床类型(Hitzman et al.,1992;Wil-liams et al.,2005;聂凤军等,2008;毛景文等,2008),这类矿床以含有大量磁铁矿和(或)赤铁矿,伴有黄铜矿-斑铜矿为特征,并常有微量金属元素如轻稀土元素(主要是Ce和La)银、钼、锌、铅、钨、铋和铀,同时还可以出现萤石、硼等。其形成时代可以是从新太古代到上新世,发育于多种不同的构造环境中。尽管其产状、形态变化多样,但普遍与大尺度的地壳断裂构造密切相关。

IOCG型矿床在基性-酸性火成岩、变质岩以及沉积岩中都有发育,并往往伴有大规模的热液蚀变,蚀变类型依赖于围岩的性质及矿化蚀变的深度。总体来讲,在深部蚀变作用为钠质蚀变组合,在中浅部为钾质蚀变组合,在浅表为绢云母化和硅化。从蚀变时间顺序上,早期含磁铁矿的钠化和钙化蚀变(酸性岩的钠长石化、基性岩的钠长石-阳起石-透辉石化),后期的钾化、硅化和碳酸盐化等,铜金矿化可以在蚀变过程的任何阶段发育。

大红山、龙脖河、辛归铜矿床成矿地质特征上具有IOCG型特点,表现在:

1)成矿组合上以铜、铁为主,铜矿物以黄铜矿、斑铜矿占主体,磁铁矿矿体单独出现或者与铜矿体间层或交互出现。大红山、龙脖河东矿段以铁铜矿化占主导地位,龙脖河西矿段与辛归矿床包括了铁、铜、金、稀土、铀矿化,安沛VanBan-老街巴洒矿带以铁矿居于首位。辛归矿床探明储量Cu达到55.1t(边界品位Cu:0.5%),R₂O₃(稀土)33.4t,Au35t,A2g5t,同时矿区内还有显著的铀矿化显示。尽管在东包地区稀土矿化和铀矿化更多地是归咎于新生代富碱岩体的就位及与之相关的成矿作用,但对于辛归矿床中的同类矿化,目前主要还是与铁铜矿床的形成联系起来。

2)含矿围岩以中酸性火山岩和变质火山岩为主。辛归、安沛地区和龙脖河西矿段矿体寄主岩石主要为遭受哀牢山剪切带强烈剪切变形改造的角闪岩相变质火山岩-深成岩体;龙脖河东矿段和大红山地区则以未变质或浅变质的火山岩为主要寄主岩石(表6.5)。

3)构造环境恢复,它们同时发育于大陆裂谷环境。

4)围岩蚀变中钾化、钠化、硅化、碳酸盐化等普遍存在。

本次研究在实地考察越南辛归铜矿、中国龙脖河铜矿和大红山铜矿的基础上,结合前人研究资料,对比三个矿床的成矿特征,发现三者之间有很大的相似性和可对比性。它们具有IOCG型矿床的主要特点。但是,越南辛归铜矿的后期改造作用较大红山铜矿更为明显。辛归铜矿成矿带向北西延伸15km至中国境内为龙脖河铜矿西矿带。

6.3.3.2 哀牢山-马江晚古生代蛇绿岩型铬铁矿成矿系统

蛇绿岩内的铬铁矿可以划分为富铬(铬尖晶石的Cr本章#=100Cr/(Cr+lA)>60)和富铝(Cr^#<60)2种主要类型,其中,富铝铬铁矿赋存于纯橄岩-橄长岩-辉长岩型堆晶岩中,形成在低度亏损、低压条件下的洋中脊环境或成熟的弧后盆地扩张中心环境;富铬铬铁矿赋存于纯橄岩-辉石岩-辉长岩型堆晶岩中,可能形成于较高度熔融和高压条件下的岛弧环境;而富铬富铝型铬铁矿的形成被认为是经历了从洋中脊到岛弧环境的转变(王方国,1989;兰朝利等,2006)。

马江地区的铬铁矿矿床,以古定铬铁矿砂矿为代表,其源区有马江缝合带内的蛇绿岩。蛇绿岩体可以达数千米,而铬铁矿多呈细小的豆荚状体产于蛇绿岩中。尽管这一地区尚未发现原生铬铁矿矿床,但是古定超大型铬铁矿砂矿的存在,为进一步寻找原生矿床提供了重要线索。

马江地区的铬铁矿矿床属于典型的洋中脊型,从岩石组合、岩石地球化学和矿物化学上都有重要显示。蛇纹岩中的铬尖晶石具有低的Cr/(Cr+lA)=0.43~0.44,低Ti(TiO₂<0.1%),Mg/Mg+Fe²⁺=0.70~0.73。铬铁矿岩中的尖晶石Cr/(Cr+lA)与蛇纹岩中相近,但却具有较高的Mg/Mg+Fe²⁺=0.70~0.80和较高的Ti(TiO₂=0.19%~0.23%)。

哀牢山地区的铬铁矿矿床以双沟矿床为典型,大多数矿体往往赋存于偏基性的纯橄岩及斜辉辉橄岩中。铬铁矿矿床或者发育于超基性岩体内部,如光山-和平丫口矿带、云厂-路必大寨矿带和金厂-马鹿村矿带等。部分矿体远离超基性岩体,如双沟矿床。它们共同的特点表现为铬矿体受变形构造控制,常成段集中,成群出现,每个矿群往往由一个或两个主矿体连同若干小“卫星”矿组成。较大矿体常具侧伏现象,部分矿体在平面上呈雁行排列,在剖面上显示叠瓦状或断续透镜状构造。伴随着铬铁矿发育硅化、碳酸盐化、纤蛇纹石化、滑石化、绿泥石化及部分铬水云母化、透闪石化、硫化物化、褐镁矿化、退色作用等。

表6.5 大红山、龙脖河、越南辛归三个铜矿成矿特征对比

6.3.3.3 金平-沱江晚二叠-早三叠世玄武岩铜镍成矿系统

松潘-甘孜-金平-沱江裂谷带的演化是铜镍硫化物矿床形成与演化的基本背景环境。这类矿床主要发育于金平-沱江地区,从构造环境上讲,由于强烈的伸展使得这一裂谷带南部出现了大洋环境。

在金平-沱江构造带内发育有一系列的铜镍矿床和矿点,并且分别以白马寨铜镍矿和版福铜镍矿为主体构成两个铜镍矿集区(表6.6)。

在白马寨铜镍矿集区,以白马寨大型铜镍矿床最为典型,赋存于镁铁质、超镁铁质岩体(岩片)内及其接触带附近。矿集区同类型的矿床包括牛栏冲铜镍矿(中型)、勐拉铜矿、金平县蒋家坪镍矿、湾河铜镍矿、三台坡铜镍矿、窄河镍矿、小铜厂铜矿、龙骨铜矿、岩坡铜矿、腊哈迷铜矿、新寨-三棵树铜矿等矿床和矿点。实际上,类似的矿化在哀牢山北段也有出现,但是由于后期强烈的改造而仅仅局部得以保留。

在版福矿集区,版福铜镍矿床内的大型Cu-Ni-PGE矿化发育于橄榄岩体(异剥橄榄岩+纯橄岩)内部及其与围岩的接触带上,矿体产状直接受岩体及其接触带控制。强烈的变形改造使得岩体与矿体均以扁豆状(透镜状)形式出现。在沱江带内,具有相同特点的铜镍矿床还包括塔布中型铜镍矿床、修农小型铜镍矿床及一系列的矿点和矿化点。

岩浆熔离成因与后期叠加改造是这类矿床最大的特点。遭受金平-沱江裂谷闭合阶段洋陆俯冲作用、奠边府断裂多期改造以及新生代以来的印度-欧亚板块俯冲与碰撞作用的影响,连续的矿体与寄主岩体一起被强烈改造成透镜状、不规则状,沿着缝合带或结合带断续分布。

对比版福和白马寨Cu-Ni-PGE矿集区成矿背景与矿床特点,它们在众多方面具有很大的相似性:两者都是与甘孜-理塘-金平-沱江裂谷带镁铁质-超镁铁质岩浆-矿浆深部熔离分异型铜镍铂族金属矿床;普遍遭受后期变形-变质-岩浆热液的叠加改造。但是,版福岩体分异性较差,后期变形和热液作用叠加明显;白马寨的铜镍极为富集而贫铂族元素,岩体分异性极好,块状富镍矿石位于岩体中心。

6.3.3.4 丽江-大理-金平-范士版巨型铜-钼-金多金属成矿系统

尽管在哀牢山-范士版新生代碱性斑岩铜-钼-金多金属成矿系统内,各个矿床的规模并非超大型矿床,但是它们的组合却是东南亚地区一个巨型成矿系统。

西藏东部地区哀牢山剪切带东西两侧广泛发育了一套区域性碱性岩系,包括了粗面岩、正长岩、煌斑岩等具有不同成分的幔源岩浆侵入或喷发到地表。这套岩系现今主要保存在两个地区:①北部丽江-大理一线的大小斑岩系、粗面岩以及规模不等的煌斑岩、丽江香多辉石正长岩、北衙正长斑岩系、宾川正长斑岩-花岗岩系、剑川粗面岩、老君山-马鹿山正长斑岩、宁蒗石英正长斑岩、巍山二长斑岩、祥云金厂箐-马厂箐正长斑岩-花岗斑岩等。②在金平地区包括十里村透辉石花岗岩、八一村二长岩、铜厂正长岩与正长斑岩、白马寨煌斑岩、冷家坪霓辉石英正长岩、哈播正长岩、南板桥含霞霓辉正长岩和岩甲正长斑岩等。Pu Tra与Pu Sam Cap粗面岩、Yê Yên Sun、Nm Xe-Tam ng、Pu Sam Cpá等地的花岗正长岩、Ch n霞石正长岩-石英正长岩、Nm Xe- Tam ng、Pu Sam Cá正长岩等。地质地球化学分析、地质年代学分析揭示出,这些岩系之间不仅仅具有时空一致性,而且共同具有幔源成因和壳源混染的一致性。

表6.6 中越版福、白马寨铜镍硫化物矿集区成矿特点对比

伴随着这次区域性岩浆事件,同时发育了一个区域性巨型成矿系统:丽江-大理-金平-范士版成矿系统。丽江-大理地区发育了富碱斑岩型姚安Pb-Zn-Au矿床、马厂箐Cu-Mo-Au-Ag矿床、北衙Cu-Fe-Pb-Zn-Au矿床、萝卜地-西范坪Cu-Au矿床和矽卡岩型的北衙-马厂箐Cu-Au矿床等。在金平-范士版地区具有相同特点的矿床和矿化广泛发育,有铜厂-长安Cu-Mo-Pb-Zn-Au成矿系统、哈播铜矿、懂棕河金矿、老卡金矿、亚拉坡金矿、马鹿塘金矿、银厂坡金矿、三家金矿、金竹林金矿、普龙寨金矿等。范士版地区的O Guy Ho钼成矿带、金光Au-Pb-Zn矿床以及封土-东包稀土-萤石-铀矿带等。金平-范士版新生代碱性岩成矿带,向北延伸并有可能达到哀牢山老王寨。

尽管哀牢山-范士版新生代碱性岩系,赋存于不同地质单元内,但是它们受同一构造体制制约。新生代印度-欧亚板块的碰撞制约着哀牢山-范士版新生代碱性斑岩铜-钼-金多金属成矿系统的发育及系统内各种类型岩体和矿床形成。印度-欧亚板块的后碰撞效应之一是43~30Ma期间,在藏东地区出现了一次区域性伸展事件,表现为碱性岩与相关矿床的广泛发育。它们的分布垂直于藏东三江褶皱带的延伸方向,与区域性挤压具有统一性。