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浙江璜山造山型金礦的確認(rèn)及其意義

2014-08-25 02:16
地質(zhì)學(xué)刊 2014年3期
關(guān)鍵詞:造山斷裂帶變質(zhì)

(浙江省地質(zhì)調(diào)查院,浙江 杭州 311203)

0 引 言

20世紀(jì)60年代之后,板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)興起,很多學(xué)者傾向于將礦床的成因類型與地球動(dòng)力學(xué)背景相結(jié)合。Groves 等(1998)和Goldfarb 等(2001)提出用造山型金礦來(lái)代替之前被歸類為中溫?zé)嵋旱拇罅拷鸬V床。陳衍景(2006)將造山型金礦定義為變質(zhì)地體中受構(gòu)造控制的脈狀后生金礦床,在時(shí)間和空間上與增生造山作用有關(guān)。根據(jù)這一定義,以往被認(rèn)為是石英脈型、韌性剪切帶型、構(gòu)造蝕變巖型以及一些網(wǎng)脈狀的金礦床均屬造山型金礦的范疇。

璜山金礦是浙江著名的金礦之一,其探明儲(chǔ)量規(guī)模可達(dá)中型。關(guān)于璜山金礦的成因以往有“高—中溫?zé)嵋夯旌蠋r化石英脈型”(浙江省冶金勘探公司,1985)、“韌性剪切帶型”(朱安慶等,2009)、“動(dòng)力變質(zhì)巖型”(浙江省地球物理地球化學(xué)勘查院,2011)等多種認(rèn)識(shí)。筆者在對(duì)璜山金礦成礦特征與造山型金礦進(jìn)行對(duì)比研究后,認(rèn)為璜山金礦屬典型的造山型金礦。

目前,在華南地區(qū),造山型金礦研究公開報(bào)道的僅有江南造山帶西段的海南抱倫(李明艷等,2006)和黔東南地區(qū)(陶平等,2013)有造山型金礦存在。浙江璜山金礦所處構(gòu)造部位屬江南造山帶東段,在江南造山帶內(nèi)尋找造山型金礦仍然具有較大前景。

1 成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境

浙江省璜山金礦位于江山—紹興斷裂帶(以下簡(jiǎn)稱江紹斷裂帶)北東段(圖1)。前人以該斷裂帶為界,將浙江省大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃椤敖瞎抨憽?、“華夏古陸”(黃汲清,1954),“揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)”、“華南褶皺系”(任紀(jì)舜等,1980;浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989)以及“東安—雪峰期江南島弧褶皺系”、“武夷—云開加里東島弧褶皺系”等(郭令智等,1980)。大量研究表明,在揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊之間,有一呈弧形條帶狀展布的由一套淺變質(zhì)、強(qiáng)變形的(中)—新元古代巨厚沉積-火山巖系及時(shí)代相當(dāng)?shù)那秩塍w所構(gòu)成的地質(zhì)構(gòu)造單元(薛懷民等,2010),稱為“江南造山帶”(李江海等,1999),而璜山金礦就位于江南造山帶的東段南緣。

圖1 諸暨—紹興一帶地質(zhì)略圖

區(qū)域上,沿著江紹斷裂帶從諸暨璜山到紹興以南,分布有眾多金礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn),它們的圍巖主要為平水群、陳蔡群和同構(gòu)造期侵入巖體(圖1),圍巖形成時(shí)代可能為新元古代早期。其中平水群為一套海相細(xì)碧角斑巖建造,形成于不成熟島弧環(huán)境;陳蔡群經(jīng)歷了角閃巖相中深變質(zhì)作用,由片麻巖、片巖、變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖、石英巖組成,其大地構(gòu)造屬性尚有爭(zhēng)議,主要有古陸基底、變質(zhì)混雜巖、活動(dòng)大陸邊緣、大洋島弧(洋島)、大洋中脊、島弧等多種認(rèn)識(shí)。與平水群同期或稍晚,沿著斷裂帶有超基性、基性、中酸性和酸性侵入巖體出露,以中酸性巖體發(fā)育最好,巖性主要為石英閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖,浙江省地質(zhì)調(diào)查院(2013)認(rèn)為屬新元古代早期TTG巖套,為洋陸俯沖形成的巖漿弧的一部分。而超基性、基性巖體主要見于諸暨璜山—王家宅一帶,水濤等(2012)將其厘定為蛇綠混雜巖,認(rèn)為是揚(yáng)子板塊與華夏板塊碰撞拼合殘留洋殼物質(zhì)。江紹斷裂帶是區(qū)內(nèi)主要控巖、控礦斷裂帶,呈北東向展布,由一系列相互平行、規(guī)模不等的北東向壓扭性斷裂組成。與璜山金礦成礦特征類似,分布于江紹斷裂帶中的尚有義烏苦枝尖、諸暨齊村、廟下畈、馬酈、梅店、紹興中岙、鑄鋪岙、何山、石其、東堡、六里岙等礦床、礦(化)點(diǎn)。

璜山金礦主要產(chǎn)于璜山雜巖體中(圖2),該雜巖體主要由石英閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖組成,其內(nèi)分布有數(shù)十個(gè)呈布丁狀的超基性、基性侵入體,巖性有輝石角閃石巖、角閃輝石巖、角閃石巖等,巖體規(guī)模較小,一般不超過0.5 km2,有的僅有標(biāo)本尺度大小,呈殘留體形式產(chǎn)于石英閃長(zhǎng)巖中。賦礦石英閃長(zhǎng)巖因遭受區(qū)域性韌性剪切作用,多形成糜棱巖和糜棱巖化巖石,強(qiáng)烈處形成千糜巖。璜山石英閃長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb年齡有(818±6)Ma(LA-ICP-MS)(王孝磊等,2012)、(808±20)Ma(SHRIMP)(Ye et al,2007),為幔源型巖漿侵入巖(浙江省第三地質(zhì)大隊(duì),1991)。礦區(qū)控礦斷裂一般傾向SE,少數(shù)傾向NW,傾角45°~80°,具有多期繼承性活動(dòng)特點(diǎn),運(yùn)動(dòng)學(xué)特征由左行斜沖剪切轉(zhuǎn)為左行走滑剪切為主。韌性剪切形成絹云綠泥千糜巖、綠泥絹云千糜巖和絹云石英千糜巖以及少量糜棱巖。

2 璜山金礦屬造山型金礦的依據(jù)

璜山金礦受構(gòu)造控制明顯,礦體主要充填在北東、北西向千糜巖帶中。含金礦物主要為自然金,少量碲金礦、碲金銀礦和碲金汞礦,其他主要為黃鐵礦,次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦;脈石礦物主要為石英,其次為絹云母、方解石、鐵白云石、黑電氣石、綠泥石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為乳滴狀、蠕蟲狀、交代結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造有網(wǎng)脈狀、浸染狀、發(fā)絲狀、團(tuán)塊狀、空洞狀和碎裂狀等。礦石類型以金-黃鐵礦-脈石英型為主,金-褐鐵礦-千糜巖型次之。

圖2 璜山地區(qū)金礦地質(zhì)略圖

Kerrich(2000)將造山型金礦的特征總結(jié)為12條,筆者進(jìn)一步歸納為下列6條。(1) 礦床產(chǎn)于造山帶環(huán)境,而且成礦多與增生型造山作用有關(guān)。礦床多位于超巖石圈斷裂附近,受超巖石圈斷裂帶的二級(jí)或更次級(jí)的斷裂構(gòu)造控制。賦礦構(gòu)造主要是高角度的斜向走滑帶、逆掩推覆帶。(2) 絕大多數(shù)礦床產(chǎn)于綠片巖相變質(zhì)地體中,綠片巖相礦物組合以石英、碳酸鹽、云母、綠泥石和黃鐵礦為主。(3) 成礦時(shí)間范圍較大,但總是同步或滯后于賦礦地體的峰期變質(zhì)作用,并受控于脆性-韌性變形的轉(zhuǎn)變期(或轉(zhuǎn)變帶),金的沉淀與構(gòu)造變形作用同步。(4) 成礦元素富集程度有差異,一般Au、Ag(As、Sb、Te、W、Mo、Bi、B)強(qiáng)富集,Cu、Pb、Zn、Hg、Tl弱富集,As、Sb、Hg在淺部低溫域的富集程度增強(qiáng)。(5) 成礦流體具有富CO2(CO2+CH4的摩爾百分?jǐn)?shù)為5%~30%)、低鹽度(<6%)的特點(diǎn),常見3類包裹體: 含CO2水溶液包裹體、富CO2包裹體和水溶液。在韌-脆性剪切帶內(nèi),流體壓力從超靜巖變化到低于靜巖。(6) 單個(gè)礦床垂直延伸可超過2 km,且沒有垂向分帶現(xiàn)象或分帶性較弱,但側(cè)向分帶較明顯。

陳衍景(2006)認(rèn)為造山型金礦能夠作為區(qū)別于其他類型金礦床的標(biāo)志性特征是礦床產(chǎn)于造山帶的斷裂構(gòu)造中,成礦流體具有富CO2、低鹽度的特點(diǎn),成礦作用發(fā)生在造山峰期變質(zhì)之后。

對(duì)照上述造山型金礦的各項(xiàng)特征,筆者就璜山金礦的成礦特點(diǎn)進(jìn)行分析比較如下。

(1) 前已述及,璜山金礦產(chǎn)于江南造山帶中。關(guān)于江南造山帶的性質(zhì),多數(shù)學(xué)者鑒于江南造山帶位處揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊之間,從而認(rèn)為屬兩大陸塊之間的碰撞造山帶。但從其構(gòu)造巖石組合分析,多數(shù)屬島弧和弧后盆地型沉積,所以江南造山帶可能為一新元古代俯沖型造山帶(或增生型造山帶)。璜山金礦定位于北東向江紹斷裂帶中,深部地球物理研究(孔祥儒等,1995)已經(jīng)證明,江紹斷裂帶為一超巖石圈斷裂,同時(shí)也是一大型推覆構(gòu)造帶。但直接賦礦構(gòu)造卻主要為北東、北北東或北西向次級(jí)斷裂帶。由此可見,璜山金礦總體成礦環(huán)境符合造山型金礦的特點(diǎn)。

(2) 1∶5萬(wàn)陳蔡測(cè)區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1987)將研究區(qū)歸為桐樹嶺—潘村變質(zhì)帶,認(rèn)為該變質(zhì)帶是一個(gè)先后經(jīng)受區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)、弱混合巖化和強(qiáng)動(dòng)力變質(zhì)的復(fù)變質(zhì)帶,變質(zhì)程度為低—高綠片巖相變質(zhì)。以上變質(zhì)程度滿足造山型金礦的賦礦變質(zhì)地體特征。

(3) 璜山金礦的成礦時(shí)代,經(jīng)6個(gè)含金石英脈礦石樣Rb和Sr同位素分析,Rb-Sr等時(shí)線年齡為(358.0±22.0)Ma,含金石英流體包裹體Rb-Sr等時(shí)線年齡為(396.9±34.5)Ma(陳好壽等,1996)。由此確定該礦床成礦大致應(yīng)在350~400 Ma,相當(dāng)于海西期。關(guān)于研究區(qū)韌性剪切變形作用的時(shí)代,胡世玲等(1992)分別對(duì)采自諸暨璜山和王家宅的糜棱巖及糜棱巖帶中石英脈中的白云母進(jìn)行了40Ar-39Ar年齡測(cè)定。結(jié)果表明,江紹斷裂帶糜棱巖主要形成于317~370 Ma,也屬于海西期,與金礦形成時(shí)代近于同時(shí)。研究區(qū)賦礦地體,即璜山石英閃長(zhǎng)巖的峰期變質(zhì)時(shí)代尚未有人研究,但對(duì)于璜山金礦東南也賦存金礦(如馬酈金礦)的陳蔡群變質(zhì)地體,經(jīng)胡艷華等(2011)確認(rèn),其峰期變質(zhì)年齡約為435 Ma??梢姡緟^(qū)金礦形成要稍稍滯后于峰期變質(zhì)時(shí)間,而與構(gòu)造變形近于同步。

(4) 從整個(gè)區(qū)域上考察,產(chǎn)于江紹韌性斷裂帶中的金礦幾乎全以單金富集為特點(diǎn),局部有銀的富集,如義烏苦枝尖金銀礦。在璜山金礦床的礦石中有Cu、Pb、Zn、Hg的礦物出現(xiàn),但均未富集形成礦化,這些特征與造山型金礦相似。

(6) 由于礦區(qū)控礦構(gòu)造規(guī)模不大,礦化元素在橫向上未表現(xiàn)出明顯的分帶性。

上述依據(jù)說(shuō)明璜山金礦屬典型的造山型金礦。

3 地質(zhì)意義探討

造山型金礦以其特殊的成礦構(gòu)造環(huán)境和成礦地質(zhì)特征而有別于淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V,在我國(guó)主要造山帶均有發(fā)育,如膠東半島、華北克拉通北緣、小秦嶺和秦嶺地區(qū)、新疆北部以及西南三江、祁連山造山帶等(郭春影等,2011)。璜山造山型金礦的確認(rèn)對(duì)于江南造山帶區(qū)域找金具有一定的啟發(fā)意義,以往對(duì)于該帶金礦的研究未將金礦形成與造山帶這一特殊的構(gòu)造背景相聯(lián)系,從而忽略了將該金礦帶與其他造山帶形成的金礦進(jìn)行比較,今后可以廣泛借鑒其他造山帶已經(jīng)取得的成果,在實(shí)踐中指導(dǎo)找礦勘探工作。

璜山造山型金礦的確認(rèn)從另一個(gè)方面也對(duì)江南造山帶構(gòu)造演化提供了制約,目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為江南造山帶為一新元古代造山帶,而璜山金礦形成于海西初期,根據(jù)造山型金礦主要形成于增生造山環(huán)境推測(cè),揚(yáng)子陸塊東南緣在海西初期(也可能為加里東末期,因?yàn)槌傻V要晚于造山)可能還處于溝-弧-盆體系控制,因此,原來(lái)被普遍認(rèn)為是被動(dòng)陸緣沉積的南華紀(jì)—早古生代碳酸鹽巖地層有可能形成于弧后盆地環(huán)境。

造山型金礦是基于地殼連續(xù)模式提出來(lái)的(Groves et al,1998),該模式認(rèn)為造山型金礦可以形成于寬廣的溫度和壓力范圍,形成深度在地下1~20 km,根據(jù)深度范圍分為淺成帶(1~5 km)、中成帶(5~10 km)和深成帶(10~20 km)。其中淺成帶以Au-Sb富集為特征,中成帶以Au-As-Te富集為特征,深成帶以富集Au-As為特點(diǎn)。根據(jù)璜山金礦區(qū)廣泛發(fā)育的韌性剪切變形以及金礦物組合中出現(xiàn)碲金礦、碲金銀礦和碲金汞礦的礦物特征分析,璜山金礦可能形成于中成帶,其深部仍有尋找金礦的潛力。

4 結(jié) 論

綜上所述,浙江璜山金礦產(chǎn)于江南造山帶中,金礦定位于北東向超巖石圈斷裂——江紹韌性斷裂帶內(nèi),礦體受北東、北北東和北西向次級(jí)斷裂構(gòu)造控制;賦礦變質(zhì)地體璜山石英閃長(zhǎng)巖具有綠片巖相變質(zhì)特征;璜山金礦形成于海西期,與江紹斷裂帶韌性剪切變形近于同步,而晚于本區(qū)峰期變質(zhì)時(shí)代;產(chǎn)于江紹斷裂帶中的金礦絕大多數(shù)以單金富集為特征,局部有銀的富集;成礦流體以富含H2O、CO2和低鹽度為特征。以上特征與典型的造山型金礦類似,說(shuō)明璜山金礦屬造山型金礦。

璜山造山型金礦的確認(rèn)對(duì)江南造山帶區(qū)域找礦、璜山金礦深部找礦均具有十分重要的啟發(fā)和借鑒意義,而且對(duì)江南造山帶構(gòu)造演化提供了約束。

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