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程海断裂带与喜马拉雅期富碱斑岩有关矿床不同矿化类型成矿模式

更新时间:2009-03-28

0 引言

程海断裂带位于扬子陆块西缘,属金沙江-红河构造带重要组成部分[1-4]。受印-欧板块远程碰撞效应影响,诱发了强烈的构造-岩浆活动,为形成铜钼金多金属矿床提供了通道、空间和物质基础[4-5]。研究显示沿程海断裂带分布的铜多金属矿床均形成于36~33.5Ma,与该时段侵位的富碱斑岩密切相关 [6-9]。区内矿床从岩体中心向外多产出斑岩型、接触交代型(矽卡岩型或角岩型)、构造破碎带型和次生富集型矿床(红色粘土型和残坡积型)4种矿化类型。前人以单个矿床为例对区内矿床原生矿化类型仅有少量研究[6]。近年,沿该断裂分布的分水岭、小龙潭和笔架山铜多金属矿床取得重要找矿突破,有关其矿化类型及其之间成因联系尚未开展研究,就整个研究区而言也缺乏系统总结。论文在对3个代表性矿床矿化类型仔细剖析基础上,对收集到的各矿化类型地球化学数据进行整理对比,开展成矿模式研究,以期为拓宽找矿思路、开展成矿预测提供些许启示。

1 区域地质及构造演化特征

1.1 区域地质背景

研究区位于兰坪—思茅褶皱系与扬子地块块结合带中段东侧的三级构造单元楚雄前陆盆地(图1a)[10]。该区构造位置特殊,经历了长期、复杂的构造演化史,造就了以程海断裂为界,两侧地层明显不同的格局,西侧以古生界为主,东侧以新生界为主,总体地层发育完整,自元古界到第四系均有出露(图1b)。区域性断裂有金沙江-红河断裂、 小金河断裂和程海断裂以及近EW向隐伏断裂,其构成的“立交桥式”[11]结构联合约束着本区的构造-岩浆活动及斑岩型矿床分布(图1b)。区内岩浆活动可大致分为3期:华力西期,以基性辉长岩、二叠纪玄武岩为主,与区内零星铜矿化有关;燕山-早喜马拉雅期,主要为富碱的石英斑岩、辉石正长岩、花岗斑岩及石英闪长岩,并有较多后期正长斑岩、煌斑岩脉在区内成群成带展布,与金、银、铅、锌矿化关系密切;喜马拉雅期,主要为中酸性富碱斑岩的侵入,分布于金沙江-红河断裂带、程海断裂带及次级断裂附近,并有较多煌斑岩脉穿入,与本区铜钼金多金属矿床产出关系密切。

流水施工具备可充分提高劳动生产率,相应可以减少工人人数和临时设施数量,从而可以节约投资,降低成本;同时专业化施工,有助于保证工程质量的优点,具有很大的意义。

  

图1 滇西北区域地质简图(据文献[12]修改)Fig.1 Regional geological sketch map of the northwest Yunnan1—第四系 2—新近系 3—古近系 4—白垩系 5—侏罗系 6—三叠系 7—二叠系 8—石炭系 9—泥盆系 10—志留系 11—奥陶系 12—寒武系 13—震旦系 14—苴林群 15—苍山群 16—花岗斑岩 17—二长斑岩 18—粗面岩 19—正长斑岩20—辉绿岩、辉绿玢岩 21—石英闪长岩 22—辉长岩 23—超基性岩 24—地质界线 25—一般性断裂 26—深大断裂 27—隐伏断裂 28—代表性矿床 29—富碱斑岩测年位置及结果 30—研究区位置

1.2 区域构造演化特征

程海断裂带位于“三江”特提斯构造域东缘,受特提斯形成演化和印-欧大陆碰撞与青藏高原形成两阶作用约束[13-14],尤其是新生代以来印-欧大陆碰撞效应对其构造岩浆活动有深远影响,历经3个阶段。

(1)早期压扭作用(65~41Ma):印度大陆与扬子陆块斜向汇聚和相向俯冲,诱发了大规模走滑断裂、强烈逆冲和剪切作用,形成金沙江-红河走滑断裂带和程海-宾川断裂带及其派生出的次级断裂。

2017年2月22日,新华网每日电讯刊载一篇名为《东北一些农业合作社宁可多花十倍钱,也要买进口犁》的报道,提出国产犁具技术落后、使用效果差等问题,导致出现了进口高价高端犁具畅销的局面,这一现象折射出我国农机产业大而不强的突出问题,虽然我国是世界第一农机制造和使用大国,但是我国农机技术性能低、产品可靠性差,这一系列问题更加表明了农机供给侧改革的必要性与紧迫性。鉴于此,笔者介绍了兵团农机化现状及发展趋势、犁具技术发展及兵团应用现状、兵团犁具生产技术现状和存在的问题以及相应的措施及建议。

(2)晚期压扭/张扭转换作用(41~26Ma):青藏高原进入晚碰撞期,地壳应力逐步释放,诱发深部形成富碱岩浆,并沿先期构造上侵形成金沙江-红河富碱斑岩带[1-5]和程海构造岩浆带[6]

通过对比分析,建立了本区与富碱斑岩有关的铜多金属矿床成矿模式(图8)。

对以上3个典型矿床矿化类型特征分析,显示其原生矿化类型特征相似,从斑岩型→接触交代型(角岩型或矽卡岩型)→构造破碎带型转化,成矿元素具有从高温向低温[Mo(Cu)→Cu(Mo)→Au(Fe)]变化特点,暗示富碱斑岩不仅为各类型矿体提供了成矿物质,也是成矿流体演化的巨大推动力,而次生富集型矿化类型与富碱斑岩关系不明显。

本次调查走访了多位亲历者,每个被调查人都找来了多位亲历者共同回忆,同时亲临现场指认洪痕,相关叙述得到了水文资料证实,叙述可信程度较高。

2 典型矿床矿化类型特征

2.1 分水岭铜多金属矿床

氢氧同位素的定量化可以为矿床成矿流体的形成、演化提供重要依据。本文收集了区内与斑岩有关不同矿化类型H、O同位素资料共23件,整理结果见表2。斑岩型矿石δ18OH2O(SMOW)为1.35‰~9.98‰,δD(SMOW)为-93.6‰~-76.1‰;接触交代型矿石δ18OH2O(SMOW)为0.45‰~8.54‰,δD(SMOW)为-126‰~-113‰;构造破碎带型矿石δ18OH2O(SMOW)为-3.22‰~4.56‰,δD(SMOW)为-135‰~-109‰[22,27-29]。在图6上,除个别斑岩型矿石点落入原生岩浆水区域外,绝大多数的斑岩型矿石点和矽卡岩型矿石点落入了原生岩浆水区左下方通常被认为是大气降水的区域[30],其中以斑岩型矿石点分布更靠近原生岩浆水区,而未全部落入原生岩浆水为特征,表明斑岩型矿石成矿流体中的水主要源于成岩时的岩浆流体,并且在岩浆上升侵位过程中遭受了不同程度大气降水的混染[24,28];接触交代型矿石点全部落入大气降水区域,并有向原生岩浆水区靠近的特征,表明成矿流体中水源于岩浆水和大气降水,以岩浆水为主,与斑岩型相比,大气降水比例有所增加。构造破碎带型矿石投点较为分散且明显靠近大气降水线,表明其成矿流体中水的来源更为复杂,但相比斑岩型和接触交代型矿石,其成矿流体中大气降水成分占比更大。细观区内不同类型矿石氢氧同位素分布特征(图6),可见成矿流体具从含矿斑岩体(斑岩型铜钼矿石)→岩体与围岩接触带(矽卡岩或角岩型铜钼矿石)→围岩地层中的构造破碎带(石英脉型或蚀变岩型金矿石),其对应成矿流体中的水的H、O同位素组成具有由岩浆水→岩浆水为主的大气降水混合水→大气降水为主岩浆水混合水演变趋势[24,28],显示随着成矿作用逐渐由斑岩体内部向接触带和围岩地层推进,成矿流体中岩浆水的作用强度逐渐减弱,而壳源水影响逐渐增强。

2.2 小龙潭铜钼矿床

小龙潭铜钼矿床位于程海断裂中东部(图1),矿区出露岩体由石英二长斑岩、黑云角闪石英二长斑岩和花岗斑岩组成,围岩地层主要为上三叠统白土田组(T3b)和罗家大山组(T3l)组成,为一套砂岩夹泥岩碎屑岩系,靠岩体一侧多蚀变为角岩。矿体位于核桃箐断裂北部,产出斑岩型和角岩型2种矿化类型(图3)。斑岩型矿体成矿元素以铜为主,金属矿物辉钼矿、黄铜矿常呈细脉状、细粒星点状、浸染状或细脉状沿斑岩体顶部构造裂隙充填,矿石铜平均品位为0.2%~0.80%;角岩型矿体以钼为主,金属矿物黄铜矿、黄铁矿和辉钼矿等主要呈浸染状、斑点状沿硅化、角岩化细砂岩节理裂隙充填或嵌布于沿裂隙充填的石英细脉中,此类矿石也交错复杂的岩体与围岩接触带形状控制,矿石钼平均品位为0.032%~0.10%[18]

  

图2 分水岭铜多金属矿区28号勘探线剖面图Fig.2 Geological section map of prospecting line No.28 in the Fenshuiling Cu polymetallic mining area1—古近系始新统宁蒗组 2—角岩代号 3—石英二长斑岩代号 4—煌斑岩代号 5—砂岩夹泥岩 6—角岩 7—中-粗石英二长斑岩 8—煌斑岩 9—铜矿体 10—钼矿体 11—断层及编号 12—地质界线 13—钻孔

  

图3 小龙潭铜钼矿区A号勘探线剖面图(据文献[18]修编)Fig.3 Geological section map of prospecting line No.A in the Xiaolongtan Cu-Mo mining area1—上三叠统白土田组三段 2—白土田组二段 3—白土田组一段 4—煌斑岩 5—工业铜(钼)矿体 6—低品位铜(钼)矿体 7—石英二长斑岩 8—细砂岩 9—泥质粉砂岩夹细砂岩 10—中细粒长石石英砂岩 11—钻孔

2.3 笔架山金多金属矿床

笔架山金多金属矿床位于南部金沙江-红河深大断裂与程海断裂交汇部位(图1),紧邻马厂箐铜钼金矿床。矿区出露岩体有石英二长斑岩、花岗斑岩和煌斑岩,围岩地层下奥陶统向阳组(O1x)为一套海相碎屑岩,与岩体接触形成角岩;下泥盆统康廊组(D1k)、青山组(D1q)为碳酸盐岩,与岩体接触形成矽卡岩。该矿床产出斑岩型、接触交代型(矽卡岩或角岩型)、构造破碎带型和次生富集型4种矿化类型(图4)。斑岩型矿体以铜、金、钼矿化为主,金属矿物黄铜矿、辉钼矿呈细脉状、网脉状沿斑岩体顶部收缩裂隙充填,矿石金平均品位0.5×10-6~6.49×10-6,铜平均品位为0.42%~0.61%[19]。接触交代型矿体以铜、钼、金矿化为主,产在中酸性斑岩、煌斑岩与围岩接触带,金属矿物黄铜矿和黄铁矿呈星点状、团斑状和细脉状矿体产出,辉钼矿常沿节理面呈薄膜状产出,矿体形态仍然受岩体与围岩接触带形状约束。构造破碎带型矿体产于围岩或岩体构造破碎带中,尤以黄铁矿化、粘土化较强地段金品位较富为特征,矿石金平均品位0.5×10-6~23.3×10-6 [19]。次生富集型(残坡积型和红色粘土型)矿体由后期淋滤富集作用形成,受地形地貌条件约束,以金矿化为主,红色粘土型和残坡积型金品位分别为0.5×10-6~15.28×10-6和0.5×10-6~3.26×10-6 [19]

1997年开展的“青海省柴西缘1∶20万区域化探”涵盖了该残山景观区。采样截取粒级为-20~+80目,采样密度以老地层(中生界以前)1个点/km2,新地层(新生界以后)1个点/4km2,采样介质为水系沉积物。

利用不同铅同位素间相对质量差小及铅在地质作用过程中同位素组成变化不明显特性,可有效追踪成矿物质来源[20]。论文收集了区内与斑岩有关不同矿化类型铅同位素资料共23件,整理结果见表1。斑岩型矿石206Pb/204Pb为18.205~18.760,均值为18.431,207Pb/204Pb为15.365~15.644,均值为15.540,208Pb/204Pb为38.420~39.022,均值为38.688;接触交代型(角岩型或矽卡岩型)矿石206Pb/204Pb为18.6588,207Pb/204Pb为15.6642,208Pb/204Pb为38.9862;构造破碎带型(脉状)矿石206Pb/204Pb为18.494~18.957, 均值为18.679,207Pb/204Pb为15.582~15.894,均值为15.696,208Pb/204Pb为38.727~39.687,均值为39.171。以上分析显示,不同矿化类型铅同位素组成变化范围不大,但具一定演变特征,暗示铅具多源特征。图5a上,斑岩型样品点主要落在造山带—地幔演化线间,以地幔铅居多,接触交代型样品点分布在造山带—上地壳间,构造破碎带型样品点跨造山带和上地壳,以分布在造山带附近居多,说明铅具壳幔混合源特征;图5b上,斑岩型样品点主要分布在大洋火山岩区,接触交代型样品点分布在克拉通化地壳靠大洋火山岩区一侧,构造破碎带型样品点主要分布在克拉通化地壳区内及其附近,少量偏离较大,表明斑岩型和接触交代型铅相对稳定,以幔源为主,而构造破碎带型铅壳源比例有所增大。综合分析,显示斑岩型→接触交代型→构造破碎带型,铅源具地幔→壳幔混合,幔源为主→壳幔混合,壳源为主逐渐过渡特点,反映成矿流体演化至晚阶段地层可能也提供了部分成矿元素。

  

图4 笔架山金多金属矿区21号勘探线剖面图Fig.4 Geological section map of prospecting line No.21 in the Bijiashan Au polymetallic mining area1—第四系砂质粘土夹岩块 2—下泥盆统康廊组灰岩 3—(花岗)二长斑岩 4—煌斑岩 5—(钾长)花岗闪长斑岩 6—角岩 7—破碎带 8—金矿体 9—金矿化体 10—坑道 11—实测/推测断层界线 12—钻孔

3 成矿物质来源

3.1 铅同位素

(二)语文教学自由化。语文教学自由化包括尊重学生的自由。小学阶段,学生的身心均需要处于一个良好的、轻松的学习环境当中。该种学习环境并非无纪律性的环境,而是通过轻松的学习氛围营造自由的学习状态。只有在此情况下,学生方能够根据自己内心的需求,逐渐敞开自己的内心,由此更加自由的进行问题的思索与学习。盖章教学模式下,学生能够享受到学习的快乐,亦能够获得学习的成功,收获丰富的知识。相对于传统的“你方唱罢我登场”的问答教学方式,教学效果更加明显。

3.2 氢氧同位素

分水岭铜多金属矿床位于程海断裂与箐河断裂交汇部位(图1),矿区出露岩体由石英二长斑岩、二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩组成,围岩地层为古近系始新统宁蒗组(E2n)砂岩夹泥岩,与岩体接触部位常形成角岩化。矿区铜钼矿体沿喇叭箐断裂两侧分布,均为隐伏矿体,产出斑岩型和角岩型2种矿化类型(图2)。斑岩型矿体主要沿岩体内部构造裂隙产出,少量沿岩体裂隙充填的石英细脉呈团斑状分布,其富集程度与岩体顶部构造裂隙发育程度密切相关,矿化元素以钼为主,金属矿物辉钼矿、黄铜矿和黄铁矿等,主要呈细脉状、浸染状;角岩型矿体产在斑岩与围岩接触部位,受岩体形态与围岩接触带形状控制,尤其是岩体与围岩锯齿状交错部位矿化富集,矿化元素以铜为主,金属矿物黄铜矿、辉钼矿和黄铁矿等呈细脉状,少量呈薄膜状沿角岩节理裂隙产出。

1 程海断裂带不同矿化类型铅同位素组成

Table 1 Lead isotopic composition of different mineralization types in the Chenghai fault belt

 
  

图5 程海断裂带不同矿化类型Pb同位素演化模式图(a)及组成综合图(b)(a,b底图来自文献[26])Fig.5 Lead isotope evolution model(a)and composition diagram(b)of different mineralization types in the Chenghai fault belt

 

2 程海断裂带不同矿化类型氢氧同位素组成Table 2 Hydrogen and oxygen isotopic composition of different mineralization types in the Chenghai fault belt

  

矿化类型测试对象(样品数)δ18O(SMOW)(‰)δ18OH2O(SMOW)(‰)δD(SMOW)(‰)温度(℃)资料来源斑岩型石英(3)9.4^10.81.75^6.34-85^-84280^400据文献[27]石英(10)—3.01^9.98-92^-69.1216^465据文献[29]正长斑岩(1)10.651.35-93.6—转引自文献[28]接触交代型石英(5)8.1^12.60.45^8.54-126^-113280^400据文献[28]构造破碎带型白云石(1)14.1-3.22-109215石英(3)11.3^17.6-1.65^4.56-135^-105205^261据文献[22]

  

图6程海断裂带不同矿化类型H-O同位素组成δ18OH2O - δD图Fig.6 δ18OH2O - δD diagram of hydrogen and oxygen isotopic composition of different mineralization types in the Chenghai fault belt

3.3 硫同位素

硫是金属硫化物矿床中重要的矿化剂,其同位素组成也能有效追踪成矿物质来源和恢复成矿过程[31]。本文收集了区内与斑岩有关不同矿化类型硫同位素41件,整理结果见表3。斑岩型矿石δ34S为-2.2‰~3.77‰,均值1.50‰,接触交代型矿石δ34S为-0.85‰~4.4‰,均值2.04‰,构造破碎带型矿石δ34S为1.2‰~9.2‰,均值3.56‰[21-22,24,32-33],3种类型矿石δ34S组成较为均一,变化范围较窄,具有高度相似性,具塔式分布特征,暗示它们具有相同的硫源。研究认为来自岩浆深源硫(幔源硫δ34S≈0±3‰)的δ34S组成范围窄,接近零值,具塔式分布特征[30],研究区各类矿石硫同位素组成特征与其一致,表明硫来自深部,主要是上地幔[14]。对比3种类型矿石可见从斑岩型→接触交代型→构造破碎带型,δ34S组成范围逐渐扩大,硫源具从幔源硫→壳幔混合硫过渡特点(图7),表明各原生矿化类型矿石δ34S在以幔源硫为主条件下,晚阶段可能还有少量地层硫或有机硫等参与成矿过程。

3.4 成矿流体性质

与成矿相关的脉石矿物(石英、方解石等)中流体包裹体特征可以有效约束成矿物化条件和成矿流体演化,为矿床成因提供重要信息[36]。本文收集了区内与斑岩有关不同矿化类型流体包裹体数据78件,整理结果见表4。斑岩型矿石包裹体均一温度为210℃~410℃,平均温度331℃,盐度为2.22%~52.04%,平均盐度13.92%,属高温、中盐度范围;接触交代期(角岩型或矽卡岩型)矿石包裹体均一温度120℃~383℃,平均276℃,盐度为3.53%~14%,平均盐度7.41%,属中温、低盐度范围;构造破碎带型矿石包裹体均一温度为135℃~261℃,平均温度为207℃,盐度为6%~15%,平均10.3%,处于中温、中低盐度范围。对比不同矿化类型数据显示,从斑岩型→接触交代型→构造破碎带型成矿温度和成矿、流体盐度总体具逐渐降低趋势,暗示成矿流体中岩浆水从早到晚所占比例逐渐降低,发挥作用逐渐减弱,可能与晚期大气降水参与有关[14],佐证了H、O、S同位素反映结果。

3 程海断裂带不同矿化类型硫同位素组成

Table 3 Sulfur isotopic composition of different mineralization types in the Chenghai fault belt

 
  

图7 程海断裂带不同矿化类型硫同位素分布直方图Fig.7 Sulfur isotopic histogram of different mineralization types in the Chenghai fault belt

 

4 程海断裂带不同矿化类型包裹体测温结果Table 4 Inclusion temperature data of different mineralization types in the Chenghai fault belt

 

4 成矿模式

(3)EW向伸展阶段(25Ma至今):印-欧板块碰撞由正向碰撞俯冲转变为斜向俯冲影响,引发青藏地块旋转,在东构造节以南地区拉张应力占主导形成区域性伸展应力场[15-17],进而沿程海断裂带形成系列拉分盆地。

  

图8 程海断裂带不同矿化类型成矿模式图Fig.8 Metallogenic model diagram of different mineralization types in the Chenghai fault belt

65~41Ma,印度大陆与扬子陆块斜向汇聚俯冲,导致滇西地区地壳和岩石圈地幔大幅度缩短加厚,在地表扬子陆块西缘地区,诱发大规模走滑断裂和剪切作用,形成金沙江-红河断裂带和程海断裂带及其派生的次级断裂[37-38]。41~26Ma,青藏高原进入晚碰撞期,随着构造应力逐步释放,岩石圈地幔拉伸减薄,诱发深部镁铁质岩浆上升底侵加厚下地壳形成富碱长英质岩浆,长英质岩浆沿先期构造通道上侵形成富碱长英质斑岩体,至此成岩作用结束[39]

若被害人与犯罪嫌疑人、被告人关系正常或素不相识,则存在虚假陈述的可能性较小。但若被害人与犯罪嫌疑人或被告人关系不睦或素有仇怨,则有捏造或夸大犯罪事实的可能性,则此时更应尽力查找是否存在与被害人陈述事实相矛盾的事实或证据,对被害人陈述进行仔细的审查判断。例如:若被害人陈述与被告人此时出示的证据存在矛盾时,不应轻信被害人陈述而带着有色眼镜去看待犯罪嫌疑人、被告人的供述与辩解。此时应运用证伪思维首先对被害人陈述进行审查,若能找出被害人陈述的一两个矛盾之处,则此时应首先搜集关于犯罪嫌疑人、被告人无罪或罪轻的证据以免造成冤假错案或轻罪重判的情况发生。

岩浆演化至晚阶段温度下降结晶并分离出流体,流体在高温高压条件下萃取成矿物质形成成矿流体。部分成矿流体沿着岩浆侵入通道上升到达浅部斑岩体时,由于浅部空间已被先期固结岩体占据,于是便沿早先固结、体积收缩而形成空隙或裂隙充填形成斑岩型矿体[22]。部分成矿流体逃逸岩体到达已固结岩体与围岩地层接触带同时受到少量大气水混合影响,与化学性质活泼碎屑岩或碳酸盐岩发生交代蚀变作用富集成矿元素形成接触交代型(角岩型或矽卡岩型)矿体[29]。此外,还有部分成矿流体继续沿围岩裂隙或脆性断裂运移,对地层进行改造并从中获取部分成矿元素同时又遭受大气水演化而来的地下水混合,改变自身物理化学条件,成矿元素又继续富集沉淀形成构造破碎带型矿体[33]。先期形成原生矿体受构造运动影响抬升地表,历经风化、淋滤等次生作用,最后形成次生富集型矿体(红色粘土型和残坡积型)。

5 结论

(1)研究区与富碱斑岩有关矿床产出斑岩型、接触交代型、构造破碎带型和次生富集型4种矿化类型,前三者属原生矿化类型,与富碱斑岩岩浆演化相关,同属一个斑岩成矿系统。

(2)同位素、流体地球化学资料显示从斑岩型→接触交代型→构造破碎带型,成矿物源从地幔→壳幔混合,幔源为主→壳幔混合,壳源为主过渡;矿化剂硫在以幔源硫为主,具从幔源硫逐渐向壳幔混合硫过渡特征,至后期亦趋于多元;成矿流体从单一岩浆水向岩浆水大气降水混合转变,并随距岩体距离的增加大气降水占比逐渐增大,晚期成矿流体趋于复杂和多元;成矿温度和成矿盐度由高温、中高盐度→中高温、中盐度→中低温低盐度变化,表明本区与富碱斑岩有关铜多金属矿床属典型岩浆热液矿床。

(3)基于以上两点认识建立了适合本区不同矿化类型成矿模式,有望为深部及邻区找矿预测提供指导。

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徐恒,崔银亮,豆松,刘文佳,姜永果,王艳
《矿产与地质》 2018年第01期
《矿产与地质》2018年第01期文献

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