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地質成礦作用是什麼

發布時間: 2021-03-03 04:50:42

A. 成礦地質特徵

(一)成礦地質環境

(1)區域地質背景

產於成熟島弧或活動大陸邊緣(如新疆西天山阿希金礦),以及陸相火山岩地區坳陷與隆起的過渡地帶。一般產在坳陷區的邊緣,如黑龍江團結溝金礦和遼西義縣紅石砬子金礦等,有時可延伸到隆起區,如內蒙古的金廠溝梁金礦和遼寧的二道溝金礦同圍繞著西對面溝花崗閃長岩體分布,二道溝金礦位於火山盆地內,而金廠溝梁金礦則位於基底隆起區的一側。

(2)火山地質背景

一般為上疊式火山斷陷盆地以及與走滑斷裂有關的拉分盆地,基底岩系大多為前寒武紀綠岩系,如華北地台北緣和東北地區等。一般而言,無論是在火山口區還是在遠離火山口的斷裂-裂隙區,其深部均存在一個與火山作用有關的古地熱系統,這種地熱系統大小不一,大的熱源與高位岩漿房有關,小的熱源可能與深部的次火山岩或侵入體有關。

(3)時差類型

岩漿作用與成礦作用為同步滯後型,成礦作用略晚於岩漿作用,時間間隔不長(零點幾到幾十百萬年,但一般在1Ma以上)。陸相火山岩地區,岩漿作用與成礦作用時代均為燕山期;海相、海陸交互相火山岩地區,兩者均為海西期,但容礦圍岩可以多種多樣,既可以是火山岩、次火山岩、火山碎屑沉積岩,也可以是其基底變質岩,如果容礦圍岩是基底變質岩,則容礦圍岩與成礦作用的時差可以很大。

(4)岩石組合

鈣鹼性的玄武質-安山質-英安質-流紋質(多數情況下為英安質-流紋質),鈣鹼性玄武粗安質-粗安質-粗面質(±響岩質)火山岩,其中前者岩石組合見於島弧和活動陸緣的構造背景中,後者見於東部地區的大陸活化帶中,但成礦作用大多與火山岩同源的中酸性次火山岩有關。多數金礦產於中酸性岩石中,容礦岩石在一個特定礦區內,往往有幾種,可見岩性不是一種重要的控礦因素,除非它控制著滲透性。

(5)岩相條件

容礦岩石可以是噴發相、噴發沉積相、侵出相和岩頸相,也可以是次火山岩相的頂部,但很少產於強熔結的火山灰流相中,這可能與其孔隙度較低而不利於熱液流體流動有關。

(二)礦床地質

(1)控礦條件

破火山口系統和火山穹丘系統(淺成-超淺成次火山岩體及其上部接觸帶或爆破角礫岩、火山盆地邊緣斷裂帶、放射狀和環狀裂隙系統,尤其是放射狀裂隙系統),以及多組復合斷裂-裂隙系統構造(脆性構造或韌性剪切帶)控礦。其中以破火山口系統最為重要,大型金礦均與破火山口系統有關。礦體形態有脈狀、復脈狀、網脈狀、束狀、透鏡狀和不規則狀等。

(2)工業類型

一般為石英脈型,有時為蝕變岩型、熱液角礫岩型和硅質岩型。硅質岩型礦體出現於礦體的上部,而出現石英脈型還是蝕變岩型礦體則取決於控礦構造,如果控礦構造為張性和張扭性構造,則出現石英脈型礦體;如果控礦構造為韌性剪切帶,則往往是蝕變岩型礦體。但是有時這兩種礦體也可以同時存在,如在上部出現石英脈型礦體,而在下部出現蝕變岩型礦體。

(3)礦物組合

賤金屬硫化物一般含量較高,如二道溝金礦,但在某些金礦中,賤金屬硫化物的含量也較低,並且大多相對貧銅。除此之外,還常出現低溫的礦物組合,如白鐵礦、輝銻礦、雄黃、雌黃、辰砂等。銀硫化物和硫鹽常見,金礦物的成色相對較低,以金銀礦和銀金礦為主。脈石礦物石英、絹雲母、冰長石常見,綠泥石普遍,其中絹雲母和冰長石是鑒定這類金礦的標志。在剝蝕較淺的礦區,在沸騰面之上,出現熱泉沉積的硅質岩和泉華(玉髓和蛋白石)。但在西部地區,由於成岩成礦時代較老,冰長石並不普遍存在,常轉變為鉀長石,進而轉變成鉀白雲母和絹雲母;而在東部的某些礦床中,冰長石亦已轉變成鉀長石。脈石礦物不出現深成的明礬石,但有時可出現淺成的明礬石,這種淺成的明礬石是表生條件下氧化的產物。在垂直方向,礦體上部以金、金-銀和含金金屬硫化物為主,並與石英、絹雲母和冰長石等脈石礦物共生,往下部銅、鉛、鋅等金屬硫化物有增多的趨勢。

(4)蝕變及其分帶

一般而言,蝕變以硅化、黃鐵礦化和絹雲母化為主,並圍繞岩體或礦體通常具有一定的蝕變分帶,典型的蝕變分帶為:礦脈內的蝕變為硅化、冰長石化、絹雲母化,由礦脈向外依次為鉀長石化、硅化(綠泥石化)→絹雲母化→泥化→青磐岩化。由於圍岩的岩性和熱液蝕變的物理化學條件變化,不同礦床的蝕變分帶特徵有一定的變化。但是最外部的蝕變帶一般均為青磐岩化,其特徵礦物是綠泥石、綠簾石和碳酸鹽,並常常有浸染狀的粗粒狀具立方體晶形的黃鐵礦。

(三)地球化學

(1)成礦溫度

成礦熱液蝕變溫度一般較低,大多在120~300℃之間,但金的成礦溫度多數在280~160℃。成礦早期溫度可達300℃以上,但並沒有金的形成。晚期貧金屬的流體一般在180℃以下沉澱出脈石礦物。

(2)鹽度

鹽度一般較低,w(NaCl,eq.)為1%~8%,多數<5%。但在沸騰階段可以暫時高達10%以上。較高的鹽度流體一般出現在賤金屬含量較高的礦脈中。

(3)壓力

一般較低,為(100~400)×105Pa,相當於深度為300~1200m。

(4)流體成分

陽離子成分一般以K+和Na+為主,但c(K+)/c(Na+)比值一般較低,有時Ca2+較高;陰離子均以

需要指出的是,我國低硫淺成熱液型金礦分布於東部地區、西南地區和西北地區,分屬環太平洋成礦帶、特提斯-喜馬拉雅成礦帶和古亞洲成礦帶,但和世界上這三個巨大金、銀成礦帶的同類金礦相比,我國的金礦規模則要小得多,如在環太平洋成礦帶,有許多巨型金礦,它們的金礦金的儲量均在100t以上,如美國的麥克勞林、郎得山、科姆斯托克,墨西哥的瓜納華托、Pachuca,日本的菱刈,菲律賓的阿庫潘等,而同處於環太平洋成礦帶的我國東部地區的同類金礦大的也只有幾十噸,一般不超過50t,究其原因,可能有如下幾點:①西太平洋地區由於太平洋板塊的俯沖作用,使得該地區構造-岩漿活動一直比較活躍,並且在火山噴發以後有次火山岩和侵入岩的侵入活動。我國東部地區的大規模火山活動發生於侏羅紀—白堊紀,第三紀以後的火山活動和構造運動非常弱。②西太平洋地區與成礦有關的火山岩為鈣鹼性系列火山岩,而我國東部地區為鹼鈣性火山岩。③西太平洋地區存在有大量的熱泉活動,造成強烈氧化帶,在開放系統中形成了豐富的自然硫和硅帽,在許多金礦的地表見到玉髓和蛋白石;而我國東部地區的金礦區中沒有見到此類現象。

B. 地質流體在成礦過程中起了哪些重要作用

不同類型的流體特徵及其成礦機制,而在具體的成礦過程中,構造對成礦起著至關重要的作用。成礦物質由分散到富集並形成礦床的過程受多種地質因素控制,其 中,構造和流體起了重要的作用。從構造與流體的相互關系看, 在成礦過程中,構造是控制一定區域中各地質體間耦合關系的主導因素,是驅動流體運移的主要動力。各種構造形跡如斷層、裂隙、角礫岩帶等為地球內部流體的運移提供通道,其擴容空間是含礦流體大量停積和沉澱出礦石的場地。同時,構造應力對岩石的力學、物理性質也發生影響,從而影響流體在岩石中的流動狀態、速率和水-岩作用過程。 俯沖帶作為流體活躍的場所一直被關注。俯沖帶內流體流動受岩石滲透性、俯沖速率、俯沖帶熱結構及流體性質以及地球化學眾多因素的影響。大陸地殼在俯沖過程中,隨著變質程度的升高,部分含水礦物相繼分解,會有流體釋放出來。當俯沖深度為40 ̄50km時,俯沖陸殼岩石中大量低級變質含水礦物(如綠泥石、綠簾石、陽起石)會脫水,並從俯沖陸殼逸出,形成大規模流體流。在俯沖深度為50 ̄100km時,變鎂鐵質岩石中的角閃石分解並釋放出水,由於變鎂鐵質岩石在陸殼中所佔比例較少,因此,這一階段釋放的水不能形成大規模的流體流。但形成局部循環,並加速變鎂鐵質岩石及其互層或鄰近圍岩的變質反應。在俯沖深度>100km的超高壓變質階段,僅有少量的含水礦物分解。這時俯沖陸殼內只可能有少量粒間水存在,導致俯沖陸殼與周圍的軟流圈地幔不能發生充分的相互作用。俯沖帶作為礦物質堆積、交換以及地球化學分餾的重要場所,加之流體對俯沖帶地球化學特徵演化的重要作用,使其成為重要的成礦構造環境。 剪切帶是構造-流體活動的另一種重要的表現形式。深層次的韌性剪切帶中形成的原生富氣相的變質流體,隨著流體向上運移,在韌脆性剪切帶中,即過渡帶,岩漿流體改造並稀釋變質流體,形成以岩漿流體為主的混合成礦流體。在脆性剪切帶中,碎裂岩、角礫岩帶構建出明顯的減壓空間域,深部成礦流體則向低壓區擴散、滲透,甚至湧入,並發生與地殼淺部地下水的混合,流體與圍岩的交代反應,是成礦的最活躍時期。在剪切帶中,成礦主要與脆性變形有關,其中剪切帶過渡帶,即韌性剪切變形向脆性剪切變形轉變至關重要。目前研究比較多的是剪切帶中流體與金礦成礦作用的關系,形成的金礦類型為熱液型含金多金屬礦,蝕變岩型金礦和石英脈型金礦。 在整個的成礦作用過程中,構造和流體是相互作用的控礦因素。構造在總體上對流體的運移起著控製作用;而在特定的空間、時間條件下,流體又表現為十分活躍的地球物質,對構造作用發生物理和化學效應,其強大的能量可突破構造的束縛和局限,並產出新的構造形式。總之,構造和流體的相互作用控制著成礦物質的運移和富集狀態。

C. 成礦地質過程的特殊性

大三江地區新生代的地質作用有許多與眾不同的方面,僅就與成礦作用密切相關的地質作用而言,就可以概括出:

1)造山過程中成煤。中國東部的新生代煤礦均與地殼減薄過程中的裂谷化盆地有關,而四川鹽源地區的煤礦及雲南境內揚子地台西緣的晚第三紀煤礦卻與地殼加厚、陸內造山過程有關。

2)高原寒冷氣候成泥炭。中國東北部黑龍江及華北的第四紀泥炭礦床,均形成於平原地區,氣候較寒冷;廣東、江西等地的泥炭礦床也形成於平原地區,但氣候較炎熱;四川若爾蓋、貴州草海等地的泥炭礦床則形成於高原環境,氣候較寒冷。

3)中新生代殘余盆地幔源流體成礦。中國東部渤海灣、蘇北、三水等新生代盆地均是在新生代新形成的,並且與幔源岩漿作用有關,其中的成礦流體根據氦同位素資料判斷有相當一部分來自於地幔,但目前已知的金屬成礦作用除了廣東三水盆地有富灣銀礦之外,其他類型的礦床還比較少見。雲南的蘭坪-思茅盆地是一個中生代以來隨著造山運動逐漸萎縮、消失的殘余海盆地,不是新生代新生的,但同樣有幔源流體殘余成礦,而成礦作用主要是形成鉛鋅銀等金屬礦產,油氣資源也可能曾經形成,但在造山運動的大背景下不容易成藏,即使形成過油氣藏,也可能已經被破壞。

4)雖然是強烈的擠壓造山,而且是陸內造山,但卻出現了裂谷化過程或大陸裂谷環境中常見的岩漿岩組合;除了富鹼斑岩大量出現外,四川境內冕寧-德昌一帶的新生代鹼性岩-碳酸岩及其大規模稀土成礦作用的出現,當屬「造山帶」成礦的特例。

5)除了出現造山過程中常見的熱穹窿之外,沿大規模走滑斷裂帶還出現大面積分布的殼源花崗岩岩體,伴隨有典型的與殼源花崗岩有關的W、Sn、Pb、Zn、Ag等的成礦作用。折多山岩體是其典型,而且,折多山雖然是大三江地區最年輕的大花崗岩岩體,其剝蝕程度卻很高,意味著快速隆升,而快速隆升也可能造成了部分礦床已被剝蝕、破壞。

下面以氂牛坪和折多山為例探討大三江地區「幔涌」型和「殼旋」型兩類特殊的成礦構造環境。

D. 成礦時代和地質歷史中成礦作用的演化

在很長一個時期里,人們把成礦時代看作是地質歷史時期中若干特殊的有利於形成礦床的時間階段,並首先與地史中各期大的造山旋迴聯系起來。20世紀六、七十年代,板塊構造理論的提出和前寒武紀地質研究取得重要進展,為此時的一些礦床學家們對各種礦床在地質歷史時期中形成的不均衡性帶來認識上的重要突破,這就形成了成礦作用是隨著地球歷史中地質環境演化而演化的認識。這種認識大致可歸結為:①許多礦床各有其特別發育的地質時代,如鎳、鉻、鐵、金等都是在太古宙、早元古代形成巨大礦床,而鎢、錫、汞等則在中—新生代才出現廣泛重要的聚集;②一種金屬或非金屬礦在不同地質時代里可能以不同形式富集,形成不同類型礦床,鐵最明顯,銅、鉛、鋅、鈾等也有同樣情況;③在地球發展歷史中礦床類型隨時間發生演化,原有的一些類型可能發生了改變以至消失,而為新的類型所代替,總的表現出由簡向繁發展趨勢(圖11-1),如磷塊岩、鹽類礦床是從元古宙晚期或顯生宙開始出現的,重要的斑岩銅礦主要是中—新生代才大量形成;④地質歷史中成礦作用發生較大變化有4個時期,即太古宙與元古宙之間大約2500Ma,早元古代與晚元古代之間大約 1800~2000Ma,元古宙與顯生宙之間,大約在600Ma,再後是在早、晚古生代之間約有400Ma,在這 4個時期地球上的成礦作用和礦床類型發生了顯著的變化。

太古宙時只有薄的原始地殼,其總成分偏基性,接近上地幔的成分。薄且不穩定的地殼容易破裂,強烈的火山活動頻繁發生,大量形成拉斑玄武岩類火山岩,在地表高熱流值、地熱梯度大的條件下廣泛發生低壓區域變質作用而形成綠岩帶。玄武質岩漿噴溢時可以帶來地幔中較富集的多種金屬。有關的成礦作用主要有產在綠岩帶中的火山熱液型 Cu、Zn、Au礦及與火山岩關系密切的沉積型Fe(Mn)礦床,還有與基性侵入岩或噴出岩有關的岩漿型銅鎳礦床。某些與綠岩帶相鄰近的花崗岩可能形成含稀有金屬偉晶岩。總的來說礦床類型較少。

元古宙地殼成分和性質有了重大改變。元古宙大陸地殼逐漸增生加厚約達到20多千米,並形成穩定基底。富鉀花崗岩在大陸殼上部廣泛發育,地殼中的「玄武岩層」和「花崗岩層」兩個層圈也已形成。當時的大陸地殼相當均勻,在廣闊的大陸架上開始形成長石砂岩、石英岩和礫岩及碳酸鹽岩類沉積岩。火山活動則集中在一些分隔的原始地槽內。這一時期重要的成礦作用有大的克拉通盆地中的含金鈾礫岩,金來自太古宙綠岩帶火山岩。還有分布非常普遍的條帶狀硅鐵質建造(BIF),含礦岩系為很少或無火山岩的巨厚沉積岩系。生成時代通常較晚一些的還有與火山活動有一定關系的含硼建造、明顯與硅質白雲岩有關的菱鎂礦和滑石礦床。此外在古太古代至中元古代特徵的成礦作用還有與穩定克拉通發生破裂,沿巨型斷裂系侵入的幔源鎂鐵質、超鎂鐵質岩體中的岩漿型 Cr、Cu-Ni、Pt族金屬礦床。從古元古代到中元古代大約以1800~2000Ma為界,正是地球表面化學條件發生過重要變化的時候;此時海水中因綠藻的繁殖有了多餘的氧並進入大氣圈,古元古代時因大氣圈、水圈缺乏自由氧,因而在金-鈾礫岩中存在未氧化的黃鐵礦、鈾礦碎屑和碳質在沉積物中不再出現了;還有盛極一時的條帶狀硅鐵建造大大減少了。1700Ma前後,出現了最早的紅層,隨後大量形成沉積岩容礦的層狀銅鉛鋅礦床以及早期的硫酸鹽類蒸發岩礦床。到新元古代還開始出現沉積型赤鐵礦礦床。

圖11-1 主要礦床類型的演化關系

(據Hutchinson,1983)

前寒武紀和寒武紀之間大約以600Ma為界,開始進入以生物大量出現為特徵的顯生宙。顯生宙以來,地殼運動表現為典型的板塊構造體制,以洋殼再循環帶動大規模的板塊運動,出現了圍繞大陸邊緣的火山島弧,生成了以斷裂為邊界的弧後盆地以及廣闊的陸表海。顯生宙不但具有與太古宙和元古宙相似的成礦作用類型,並且還出現了以前未曾出現過的因增生板塊機制及硅質岩漿極端發育而出現的新的成礦類型。礦床類型明顯趨於多樣化和復雜化,包括產於鎂鐵質侵入岩中的岩漿礦床、產於火山岩中的熱液礦床和熱水沉積礦床、產於沉積岩中的沉積礦床和層控礦床及與花崗岩類有關的熱液礦床。從古生代加里東期開始,火山成因塊狀硫化物礦床(VMS)又在各個時期造山帶中成為主要礦床類型,包括富銅礦床和更富鉛鋅的礦床,在這類成礦地區同樣也有超基性岩中的規模不等的岩漿型鉻鐵礦床。一些古生代褶皺帶內雖有斑岩銅礦出現,但中新生代斑岩銅礦才成為銅的最重要礦床類型。此外,與花崗岩有關的鎢、錫、鉬也是從海西期開始至中生代發展到成礦的高潮期。顯生宙還有一個成礦作用發生顯著變化的界線,即大約在400Ma前後的早、晚古生代之間。早古生代沉積物中有機碳增加,生物碎屑碳酸鹽岩、黑色頁岩、硅質岩大量發育和廣泛分布;其中常產出磷塊岩,並有以碳酸鹽岩為容礦岩石的鉛鋅礦。晚古生代地殼進一步加厚,大陸逐漸擴大,生物活動從海洋大量向陸地遷移,大陸地質作用和陸生生物對成礦的影響變得突出了;有關的成礦作用是陸相和海陸交互相的煤、石油、褐鐵礦、菱鐵礦、鋁土礦以及典型的陸相紅層中的銅礦、銅-釩-鈾礦。

E. 地質背景與成礦區劃

烏茲別克在地質上屬於烏拉爾-蒙古褶皺系的天山褶皺段,區內地質構造復雜,主要由兩個構造層組成:上部為中生代蓋層,佔全區面積約92%; 下部為古生代基底,佔全區面積的8%(項仁傑,2006c)。

從成礦角度來看,烏茲別克主要發育地槽期和地槽期後的成礦作用,前者包括中晚古生代和早三疊世地槽造山成礦活動,形成銅、鎢、鉍、汞、銻、金、鉛、鋅、稀有金屬等礦化; 後者指中生代地槽期後造山階段的成礦活動,對烏茲別克來說也有重要意義,形成了煤、石油、天然氣、油頁岩、高嶺土、鹽類、鍶及含銅砂岩等礦床。

烏茲別克境內的烏拉爾-蒙古成礦帶天山成礦段,自北而南大致可劃分為:北天山成礦區、中天山成礦區、南天山成礦區、西南天山成礦區和蘇丹努伊斯達克成礦亞區。

北天山成礦區大部分位於吉爾吉斯斯坦和哈薩克。

中天山成礦區基本上由鐵鎂質-硅鋁質含礦岩漿雜岩組成,可分為兩個成礦帶:(1)恰特卡爾-納倫成礦帶:主要形成一些深成礦床,礦化與海西中期和晚期的花崗岩類雜岩有關,前者形成多金屬、鉍、鉬、鐵礦化,也有鎢礦化,後者形成錫、稀有金屬和螢石礦化; (2)別利套-庫拉馬成礦帶:廣泛發育海西期銅、鉬、金、銀、多金屬、鉍、明礬石和螢石礦化,礦化形成深度比較小,多與酸性或成分復雜的小侵入體及火山建造有關,受構造和火山活動控制明顯。

南天山成礦區主要由鎂鐵質雜岩和鹼性鎂鐵質-硅鋁質雜岩組成,可分為四個成礦帶:(1)突厥斯坦-阿賴成礦帶:發育三個成礦期的不同礦化,即貝加爾期變基性岩-藍閃岩-片岩層中的含鐵石英岩和銅礦化,加里東期一些不具工業價值的鉻礦化,海西期銅、金、多金屬礦化;(2)北布坎套成礦帶:與上述成礦帶相似,研究程度很低;(3)南布坎套成礦帶:發育海西期金、鎳硫化物、銻、多金屬和稀有金屬礦化;(4)澤拉夫尚-突厥斯坦成礦帶:在烏茲別克境內見有金、鎢錫、汞銻礦化。

西南天山成礦區由鹼性鎂鐵質-硅鋁質雜岩組成,可分為三個成礦帶:(1)南吉薩爾成礦帶:主要是海西期礦化,北部為矽卡岩型白鎢礦和稀有金屬偉晶岩礦化,中部主要發育鉛鋅礦化和黃鐵礦型、脈型銅礦化,南部為銅、多金屬、鐵、鉬、鉻礦化,也有稀有金屬和螢石礦化; (2)拜孫成礦帶:黃鐵礦型多金屬礦化,尤其是含銅黃鐵礦型礦化相當發育,礦化產在晚古生代火山環狀構造中不同方向斷裂的交切部位; (3)庫吉坦成礦帶:在晚石炭世花崗岩類岩體和晚二疊世-早三疊世岩牆及其伴生矽卡岩中產有錫礦化,該帶還有晚古生代-早中生代和阿爾卑斯期的鉛鋅礦化,可能為中生代的螢石礦化。

蘇丹努伊斯達克成礦亞區:可看作是烏拉爾造山帶和天山造山帶之間的一個過渡地段,既有加里東期烏拉爾型鉻鐵礦和含銅黃鐵礦礦化,又有海西期天山型稀有金屬礦化。

F. 什麼是地質作用和成礦作用

漫長的地史期間中,岩石圈無時無刻不發生變化,從成分、結構、構造直至地球表面的形態。這內種使容岩石圈(或地殼)發生變化的作用就是地質作用
在地球的演化過程中,使分散存在的有用物質(化學元素、礦物、化合物)富集而形成礦床的各種地質作用就是成礦作用。成礦作用是復雜多樣的,一般按成礦地質環境(見成礦地質背景)、能量來源和作用性質劃分為內生成礦作用、外生成礦作用和變質成礦作用

G. 成礦地質背景的不同地質背景中的成礦作用

在大陸岩石圈范圍內則可按地區的構造穩定性及沉積和岩漿作用的部位和特點分出不同的成礦背景或環境。如在大陸克拉通內的開裂(裂谷)環境中的紅海或熱鹵水礦床;克拉通背景上碳酸鹽岩石中的後生低溫熱液密西西比河谷式鉛、鋅、螢石、重晶石礦床;克拉通上面的淺海沉積鐵礦床,淡水沉積鐵錳礦床,陸相盆地中的砂岩鈾礦床;以及陸表海中的沉積磷塊岩、蒸發的鹽類礦床等。
穩定的克拉通地區常有某些特殊成分和產狀的侵入岩體,並伴有特殊的礦床。如與大型的層狀雜岩體、岩床狀侵入體和岩牆狀侵入體伴生的礦床,其中包括南非的布希維爾德雜岩體中的鉑族金屬、 鎳、 銅、鉻鐵礦、釩、磁鐵礦等礦床,加拿大薩德伯里的銅鎳礦床等。
鹼性火成岩尤其是鹼性超鎂鐵質岩、碳酸岩和金伯利岩常被認為是在穩定的克拉通環境中的產物,與之相伴的礦床,如鹼性雜岩中的磷灰石礦床,碳酸岩中的鈮及稀土礦床,金伯利岩中的金剛石礦床等。
穩定克拉通內的古老變質岩系內常有偉晶岩礦床,常有多種非金屬特別是寶石類礦物伴生,也有稀有金屬如鈹、鋰、鈮、鉭、銫,以及錫、鎢等礦化。
在陸殼演化過程中,沿板塊結合帶或碰撞帶上常有火山-侵入岩帶發育,花崗岩類常在此種背景上形成岩基而在不同的岩漿來源和具體的地質背景條件下形成不同系列的金屬與非金屬礦床。
在火山岩和淺成侵入岩發育的背景上,突出的有在淺成環境中的銅、鉬等金屬礦床,火山岩或淺成環境中可發育有熱液脈狀礦床(包括金、銀、有色金屬),以及火山岩中由蝕變作用形成的多種非金屬礦床(如葉蠟石、明礬石、高嶺石及其他粘土類)。 成礦的地質環境和背景可因地殼演化的不同階段而有差別,從而表現在地史的一定時期中,形成某些突出的礦床。如太古宙和元古宙的含鐵建造,綠岩帶以及有關的金、鈾礦床,元古宙除大量的鐵建造外,塊狀硫化物礦床也有較多的產出。
總之,成礦地質背景的研究,有助於對礦床形成的具體地質條件的全面了解,也便於確定某一類型礦床的找礦先決條件及找礦標志。

H. 成礦地質背景

義敦島弧南端的斑岩型和矽卡岩型銅多金屬礦產成礦區面積不足整個義敦島弧范圍的十分之一,在它的構造-岩漿發育過程中,受到周圍地質體對它的強烈影響,特別是東部恰斯古陸和南部揚子准地台的鹽源-麗江台褶帶及過渡帶的抵觸,大大限制了如同島弧中-北部發育較明顯的階段性和完善性,然而,正是這一局部的地殼發育歷史的特殊性,造成了它與義敦島弧中—北部成礦作用的較大差異。

該成礦區通常稱之為中甸構造-岩漿岩區,東側是以元古宇與下古生界較發育的恰斯古陸,西側為鄉城-格咱大斷裂所限,南部和東南為揚子准地台。在該構造-岩漿岩區還發育與碰撞造山活動有關的成礦作用及陸內匯聚成礦作用。

本區總體為一復背斜,上三疊統曲嘎寺組構成復背斜的核部,由一系列軸向NW的次級可填圖性褶皺組成,形態開闊對稱,為IB型,具隔檔式褶皺特點。鄉城—格咱斷裂是區內最主要的斷裂構造,以它為界,西部為格咱弧後盆地,東側則為主弧區。該斷裂為SN—NNW走向,它的兩側均為上三疊統圖姆溝組變質砂岩、灰岩、板岩。兩側的岩漿活動發育極為不平衡,在西側弧後盆地中,岩漿活動極弱,斷裂東側不論是火山岩,還是侵入岩均很發育,另外,東側地層倒轉,線性排列或斷層三角面明顯,斷面東傾,為一逆斷層。

區內構造置換強烈,板岩中形成密集的流劈理,板理S1上普遍見絹雲母,還有少量雛晶黑雲母,變質砂岩中形成稀疏的破劈理S1,面上無新生礦物,在構造作用強烈區,粘度較小的岩石中局部見褶劈理S2,面上也無新生礦物。板理和層理交角一般在5°~15°,向褶皺核部變大,一般在40°左右,最大達90°。

出露最老地層為中三疊統尼汝組,分布最廣的地層為上三疊統,其中曲嘎寺組(T3g)主要分布在區域中—東部,圖姆溝組(T3t)不僅分布最廣、厚度也最大,喇嘛埡組(T3l)主要分布在區域北部。

火山岩在主弧帶極其發育,其中基性岩僅分布在曲嘎寺組,在圖姆溝組以大量發育安山岩類為特徵,僅有少量酸性岩類。

侵入岩的規模雖然都不大,但在島弧發育的三大地殼活動地質歷史中都有形成。在俯沖造山晚期形成了在義敦島弧中非常特徵的且和弧岩漿-熱液成礦系統關系密切的閃長玢岩-二長斑岩類,它們的分布明顯受區域構造和地層層位的控制,總體呈NNW—NW向分布於火山岩發育的曲嘎寺組和圖姆溝組,特別是在後者中分布更為廣泛。碰撞造山階段形成的花崗岩基本僅為燕山中—晚期產物,分布不廣。在陸內匯聚階段,侵入活動更弱,僅沿斷裂帶形成一些深源基性—鹼性斑岩岩瘤。

然而,在本區不僅發育了和俯沖造山晚期超淺成玢岩-斑岩有關的銅多金屬礦床,而且還發育和碰撞造山晚期花崗岩有關的鎢-鉬礦床,以及和陸內匯聚超淺成鹼性斑岩有關的貴金屬礦床,這在義敦島弧其他地區是少見的。

I. 水熱流體的地質成礦作用

騰沖水熱流體的活動帶中,自38萬年前的早期水熱活動至今,經歷了四期幕式周期活動,迄今仍存在著典型的地質熱液作用與成礦作用。

一、水熱流體的地質作用

騰沖水熱活動區,總計泉流量為7587.6L/s,天然熱流量為820.6MJ/s。換算為全年泉流量為2.39億m3、年放熱量相當於86萬t的標准燃煤熱量。由水熱流體逸出的氣體,難以計算,僅熱海熱田內對釋放CO2氣體的估算即達9782t/a。如此巨大的能量與水熱流體,日夜不息,年流不止地對地下與地表的圍岩進行著水/岩的物理與化學作用,正表生著化學元素的活動遷移與諸多水熱蝕變礦物的形成,進行著多類蝕變礦物的結構類型轉換,以至形成一系列礦物的重新組合。

熱溫泉口周圍的泉華,是地下水熱流體在深部經歷地質作用,並沿構造裂隙通道,向淺部運移,在地表噴溢口淀積的物理—化學作用形成的產物。研究熱沸泉口周邊的泉華,對認識水熱流體的性質與作用過程則有典型的意義。

熱海熱田內的大滾鍋沸泉,出露於蝕變鹼長花崗岩中,海拔1460m,噴溢口頸管處水溫96.6℃,pH值7.6,流量0.76L/s。水化學類型為Cl-HCO3-Na型,為本區少有的幾個具深源水特徵的熱泉。泉水所逸出氣體中的3He/4He高比值反映了有深部幔源物質的加入;δD與δ18O同位素分析數據,表明熱水多為大氣降水的補給。大滾鍋熱沸泉水中的1Li、Se、Rb、Cs、Na、K元素的質量分數,以及Cl-

陰離子豐度、固溶物與總礦化度,都是騰沖地區各類熱泉中最高的,其Au、As、Sb和硅元素的質量分數也居全區熱泉的前列。

大滾鍋沸泉周圍的硅華主要物質組成為SiO2,其質量分數在95%以上,Al、Fe、Ca、Mg、K、Na的氧化物合計在2.50%~3.50%。由化學分析數據可知,大滾鍋沸泉形成的現代硅華,並含有較高豐度的Rb2O(0.014%)、Cs2O(0.019%)、Li(16.4μg/g)、Be(167μg/g)、Nb(17.82μg/g),以及Au(45ng/g);較老時期形成的硅華,其Li、Be、Au的豐度值更高於現代硅華。主要分析數據如表4-8。

形式活化遷移,SiO2的沉澱(硅化)則導致Au的析出。張生(1997)的研究認為,在天然熱液流體中,SiO2主要呈真溶液遷移,SiO2膠體至多在溶液達過飽和及沉澱時起作用。熱海熱田現代水熱流體活動形成的新硅華,已為本次研究證實主要由SiO2凝膠(硅膠)所構成,其含Au的質量分數達45μg/g,足以證實本區Au的遷移與沉澱(礦化)與SiO2的膠態運移有密切的關系。

騰沖地區區域地球化學研究表明,區內花崗岩、火山岩以及高黎貢山群和石炭系勐洪群地層岩石中的Au元素豐度值較高,多期次的水熱流體活動,當然能在相應的物化條件下萃取其中的Au元素,並在中溫及較大壓力環境下以絡合物的形式存在,進而形成金礦床。

除形成熱泉型金礦外,熱海熱田區內水熱流體的成礦作用,還已形成國內質量最好的熱液型高嶺石礦床(沙坡)、鈾礦床以及高硒、富金礦泉水體等。

此外,應予指出的是,本區硅華中發現的銅—鋅互化物礦物,其成分類同於我國在隕石中發現的新礦物張衡礦,以及東太平洋海底噴溢硫化物中發現的類似Cu-Zn互化物,值得引起注意和進一步研究。

J. 主要成礦地質特徵

超鎂鐵岩中的硫化鎳礦化是近年來在班—怒帶蛇綠岩中發現的新的礦化類型專(曲曉明等,屬2009;江軍華等,2009),為岩漿熔離型礦床。班公湖—怒江帶帶中超鎂鐵岩類中Cr,Ni,Co含量普遍較高,為鉻鐵礦和硫化鎳礦化提供了物質來源。表8—10為本項目班—怒帶典型地區超鎂鐵岩中成礦元素含量分析結果。

班—怒帶中砂金礦廣泛分布,岩金礦僅在達查金礦區出現,其中尼瑪縣屋素拉岩金礦是此類礦床的代表。在木嘎崗日群中近東西向擠壓破碎帶有大量石英脈不規則貫入。破碎帶和石英脈中出現金礦化,為淺變質熱液型金礦(1∶25萬改則縣幅區調報告,西藏地調院,2006)。因此木嘎崗日群和構造、岩漿熱液是班—怒帶中金礦的主要物質來源。

表8—10班—怒帶典型地區超鎂鐵岩成礦元素含量

在班—怒帶中段的尼瑪至安多一帶,為包括蛇綠混雜帶、古生代和前寒武紀地塊、岩漿弧、殘余盆地和碰撞期花崗岩體等,為寬度達100km的縫合帶。班—怒帶在這一帶的成礦作用較復雜,包括與鎂鐵—超鎂鐵岩有關的鉻、鎳礦、鉑族元素及斑岩型銅礦(拉青銅礦)和熱液型礦床(與去申拉組島弧火山岩、白堊紀花崗岩等有關),例如班戈縣佳群鄉磁鐵礦、方鉛礦等。

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