毛光武,嚴(yán)卸平,舒文輝,祖俊龍,王波濤,白昌華
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院,武漢 430074;2.中國(guó)冶金地質(zhì)總局二局,福州 350108)
?
隱爆角礫巖型金礦床的研究進(jìn)展
毛光武1,2,嚴(yán)卸平2,舒文輝2,祖俊龍2,王波濤2,白昌華2
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院,武漢 430074;2.中國(guó)冶金地質(zhì)總局二局,福州 350108)
文章闡述隱爆角礫巖型金礦床的定義、成礦構(gòu)造背景、隱爆角礫巖及其礦床特征、成礦流體特征以及隱爆角礫巖成巖-成礦模式等方面研究進(jìn)展。隱爆角礫巖型金礦床多產(chǎn)于古老地塊活化區(qū)、中生代斷陷盆地邊緣、濱太平洋島弧火山巖帶內(nèi)。礦體與淺成-超淺成中-酸性斑巖具有密切的時(shí)空關(guān)系,多賦存于斑巖體的頂部。侵入巖具有富堿、富硅特征,屬Ⅰ型花崗巖類(lèi)。當(dāng)侵入體頂部高熱能流體壓力大于圍巖抗拉強(qiáng)度和最小主應(yīng)力之和時(shí)發(fā)生隱爆作用而形成隱爆角礫巖。隱爆角礫巖筒垂向可分為裂隙相、震碎相、爆破相和通道相;角礫粒徑從中心到邊緣水平分帶一般呈由小到大的趨勢(shì)。成礦流體由于爆發(fā)作用瞬間由封閉體系進(jìn)入半開(kāi)放或開(kāi)放體系,產(chǎn)生較大的壓力梯度,流體減壓沸騰、混合、不混溶和水巖反應(yīng)等引起成礦元素穩(wěn)定的物理化學(xué)條件變化,導(dǎo)致金絡(luò)合物的溶解度降低而產(chǎn)生金礦化。隱爆角礫巖筒的形成及流體演化分別具有“自下而上-順次推進(jìn)-序次疊加”和“升溫-(爆破)沸騰-降溫-升溫-(爆破)沸騰-降溫”的演化過(guò)程,其中“沸騰-降溫”階段為礦質(zhì)主要沉淀階段。隱爆角礫巖型金礦的成礦具有“一體多型”“一筒多型”的特點(diǎn),運(yùn)用礦床系列-成礦系統(tǒng)理論指導(dǎo)勘探找礦具有十分重要的意義。
隱爆角礫巖型金礦床;成礦背景;礦床特征;成礦流體;成巖-成礦模式;找礦標(biāo)志
隱爆角礫巖型金礦是重要的金礦類(lèi)型之一,人們對(duì)隱爆角礫巖成巖-成礦的研究歷史已達(dá)百年以上[1]。1983年,國(guó)外學(xué)者曾以“角礫巖和成礦作用:地質(zhì)產(chǎn)狀和成因”為題召開(kāi)過(guò)國(guó)際討論會(huì),就隱爆角礫巖的成巖機(jī)制、流體過(guò)程以及有關(guān)礦床進(jìn)行交流,會(huì)議論文于1985年出版[2],這次會(huì)議對(duì)于開(kāi)展隱爆角礫巖的研究及其相關(guān)礦床的找礦工作具有很大推動(dòng)作用。中國(guó)也于80年代中后期開(kāi)展了對(duì)隱爆角礫巖型金礦角礫巖筒形成模式、流體演化及與侵入巖的聯(lián)系等方面的研究[1,3-5]。世界上相繼發(fā)現(xiàn)了一批與隱爆角礫巖有關(guān)的代表性金礦床[2,6-7],如美國(guó)的朗德山(Round Mountain)金礦、克里普-克里克(Cripple-Creek)金礦和金色陽(yáng)光(Golden sunlight)金礦,澳大利亞的奧林匹克壩(Olympic Dam)銀-金-鈾-銅礦床和基茲頓(Kidston)金多金屬礦床等超大型礦床;中國(guó)的河南祁雨溝金礦、山西堡子灣金礦、黑龍江東寧和團(tuán)結(jié)溝金礦、新疆阿希金礦、山東歸來(lái)莊和七寶山金礦、江西羊雞山金礦、河北孔格莊金礦等中-大型礦床。該類(lèi)型金礦床伴(共)生有益組分多、成因特殊、礦石經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,尤其是與火山-次火山巖型金礦、斑巖型金礦具有一定的時(shí)空聯(lián)系,因而受到各國(guó)地質(zhì)學(xué)者和探礦工作者的重視[1,8-37]。本文總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于隱爆角礫巖的定義及類(lèi)型劃分、成礦地質(zhì)背景、隱爆角礫巖型金礦地質(zhì)-地球化學(xué)特征、流體演化、成巖作用與成礦模式研究的最新進(jìn)展,并指出了研究中存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)。
角礫巖類(lèi)型的劃分對(duì)礦床研究以及礦產(chǎn)勘查具有理論和現(xiàn)實(shí)意義[38]。由于角礫巖的形成十分復(fù)雜,研究者們從不同的角度總結(jié)出一系列形成機(jī)制和分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(表1)。角礫巖一般分為巖漿熱液成因和非巖漿熱液成因[36],但多數(shù)含礦角礫巖筒(體)特征顯示,角礫巖的形成與熱液活動(dòng)的爆破作用有關(guān)[7,39],并具有隱伏的特點(diǎn)。
隱爆角礫巖系指在一定的地殼深度(0.5~3 km)條件下,中酸性侵入體上升定位過(guò)程中巖漿或水熱流體由于擴(kuò)容減壓而產(chǎn)生沸騰、去氣作用,引起隱蔽爆發(fā)所形成的特殊巖石組合[1-2,21,26,38,40-41]。這類(lèi)角礫巖的特點(diǎn)是孔隙度大,利于成礦流體的滲透、
遷移和礦質(zhì)沉淀富集,可以形成重要的控礦構(gòu)造和容礦空間,與成礦關(guān)系密切[7,38,42-50]。
隱爆角礫巖型金礦多產(chǎn)于環(huán)太平洋島弧-火山巖帶、陸內(nèi)造山帶、中生代斷塊坳陷-隆起過(guò)渡帶火山-次火山侵入巖區(qū)[21,25-27,35,51,53]。我國(guó)華北克拉通南北緣、青藏—三江、秦祁昆、天山—蒙古—興安、東部環(huán)太平洋等地區(qū)是該類(lèi)金礦的有利成礦區(qū)(圖1)。這些地區(qū)呈巖株?duì)?、脈狀產(chǎn)出的火山-次火山中酸性斑巖類(lèi)侵入體是角礫巖體形成的前提條件,斑巖類(lèi)侵入體的產(chǎn)出范圍是隱爆角礫巖型金礦勘查的有利靶區(qū)[25,53]。隱爆角礫巖型金礦主要產(chǎn)于火山機(jī)構(gòu)、火山巖區(qū)放射狀與環(huán)狀構(gòu)造交匯部位、隱伏穹窿構(gòu)造區(qū)、巖體與圍巖的接觸帶、深大斷裂派生的斷裂破碎帶等構(gòu)造部位[25-27,54-55]。
表1 角礫巖的分類(lèi)方案Table 1 The classification scheme of breccia
圖1 中國(guó)隱爆角礫巖型金礦典型礦床分布示意圖Fig.1 Sketch showing distribution of the typical cryptoexplosion breccia gold deposits in China1.黑龍江團(tuán)結(jié)溝金礦;2.新疆阿希金礦;3.山東七寶山金銅礦;4.山東平邑歸來(lái)莊碲金礦;5.浙江治嶺頭金礦;6.河南祁雨溝金礦;7.黑龍江東寧金廠金礦;8.江西洋雞山金礦;9.廣西龍頭山金礦;10.內(nèi)蒙古陳家杖子金礦;11.河北省龍王廟金礦;12.河北省寬城縣唐杖子金礦;13.吉林三道溜河冰湖溝金礦;14.河南西峽琵琶溝金礦;15.山西陽(yáng)高縣堡子灣金礦;16.甘肅省南山金礦;17.福建政和東際金(銀)礦
3.1 礦床地質(zhì)特征
隱爆角礫巖型金礦的成礦時(shí)代主要集中于中-新生代,其次為海西-印支期[21],主要產(chǎn)于火山-次火山環(huán)境(表2)。按礦化元素可分為與斑巖系統(tǒng)有關(guān)的金-銅成礦系列和與深成侵入相伴的小侵入體有關(guān)金-銀成礦系列[29]。與礦體具有時(shí)空關(guān)系的淺成-超淺成侵入體多屬殼幔過(guò)渡型[26],巖石化學(xué)成分呈高鈣堿-堿性特征。部分研究者認(rèn)為超淺成侵入斑巖的深部可能與更大的隱伏巖體相連通[13,26,56]。有些斑巖型礦床的頂部或淺部分布有大量的角礫狀礦石(如福建紫金山礦田)[62]。
該類(lèi)金礦床因成巖、成礦的特殊而顯示與眾不同的特點(diǎn)(表3)。金礦體常與火山噴發(fā)晚期形成的中酸性斑巖體伴生,部分角礫巖即為斑巖角礫。礦體延長(zhǎng)幾米至幾百米,規(guī)模有大有小[7,25,42,57]。垂向延深往往大于水平尺度,一般500~1 000 m,部分礦體和角礫巖體均具分叉現(xiàn)象,向深部逐漸尖滅[58]。金礦(化)體主要賦存于隱爆作用形成的相關(guān)地質(zhì)體中,金等有用金屬礦物主要賦存于角礫充填膠結(jié)物中。礦體一般呈橢球狀、透鏡狀、碗狀或多個(gè)礦體呈疊碗狀[27]、近水平或緩傾斜扁豆?fàn)?、囊狀和條帶狀[59-60]。礦體傾角因角礫巖體成因而異,一般爆破和隱爆成因的礦體傾角較陡(>70°),而侵入、坍塌和隱爆-坍塌成因的礦體傾角較緩(<30°)[61]。
礦石類(lèi)型主要為石英、巖粉及黃鐵礦膠結(jié)角礫巖型,黃鐵礦呈浸染狀、團(tuán)塊狀等集合體賦存于膠結(jié)物中,為主要的載金礦物[50]。隱爆角礫巖中小角礫巖成分較多,膠結(jié)物組分復(fù)雜、含量多,金等有用組分礦化強(qiáng)度與其呈正消長(zhǎng)關(guān)系[21,50,61]。金礦化一般上部富、下部貧[43]。礦石結(jié)構(gòu)主要為隱晶、顯微晶、細(xì)晶結(jié)構(gòu)。礦石膠結(jié)物中石英常呈蛋白石、玉髓狀,含金黃鐵礦等硫化物粒度也相當(dāng)微細(xì),表明其快速沉淀的成礦過(guò)程,晚階段沉淀的可達(dá)粗晶[21]。
金的沉淀富集主要取決于沉淀時(shí)的物化條件,可產(chǎn)在任何圍巖中,但擁有一定孔隙度的隱爆角礫巖在特定的條件下對(duì)載金流體的運(yùn)移、擴(kuò)散和礦質(zhì)的沉淀具有十分重要的意義[7,27,38,42-50]。
表2 隱爆角礫巖型金礦典型礦床角礫巖類(lèi)型、容礦圍巖及成礦時(shí)代[7]Table 2 Breccia types, host rock and the ore-forming time of the typical cryptoexplosion breccia gold deposits
表3 隱爆角礫巖型金礦床的主要特征Table 3 The main characteristics of cryptoexplosive breccia gold deposit
注:據(jù)文獻(xiàn)[2,21,25-26,31,37,43,50,52,54,59-61,63-67,69-74]等匯編。
隱爆角礫巖筒的巖相分帶具有水平和垂向分帶特征。水平分帶自邊緣向角礫巖體中心一般分為裂隙相、震碎相、爆破相;張會(huì)瓊等[31]將隱爆角礫巖筒巖相分帶從上往下分為裂隙相、震碎相、爆破相和通道相 (表4),一般認(rèn)為這種情況的分帶多具有角礫巖筒(體)與圍巖漸變過(guò)渡的特征,是目前該類(lèi)礦床巖相分帶較為典型的例子。當(dāng)角礫巖筒以斷裂或裂隙與圍巖接觸時(shí),其界線較清楚,大多數(shù)隱爆角礫巖筒巖相分帶具有類(lèi)似特點(diǎn),只發(fā)育前3種或其中幾種組合,通道相少見(jiàn),可能與大多數(shù)礦床的揭露程度及其他因素有關(guān)。
隱爆角礫巖筒的礦化蝕變具有多樣性和分帶性。不同的礦床一般會(huì)具有不同的蝕變礦物組合與分帶特征[45]。與淺成-超淺成侵入體有關(guān)的蝕變礦物多見(jiàn)石英和玉髓,與巖漿熱液有關(guān)的具綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化和硅化等,與斑巖系統(tǒng)有關(guān)的常見(jiàn)鉀化,具高溫蝕變特征;而礦化期蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、冰長(zhǎng)石化等,具有低溫蝕變的特征[63-65]。Au和其他有用元素的礦化強(qiáng)度及礦化范圍與巖漿的隱爆強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系[46]。礦化與圍巖界線多呈漸變過(guò)渡關(guān)系,局部受構(gòu)造和滲透性較差巖性的控制時(shí)則會(huì)形成較清晰的界線。隱爆角礫巖型金礦在時(shí)空上與淺成、超淺成侵入體有密切關(guān)系,又因控制侵入雜巖的構(gòu)造類(lèi)型、圍巖性質(zhì)以及受角礫巖筒控制的金礦化類(lèi)型和空間分布的不同,一個(gè)巖體或同一礦區(qū)可存在隱爆角礫巖筒型、夕卡巖型、斑巖型、蝕變巖型或熱液脈狀充填型等礦化類(lèi)型;而在角礫巖筒外的圍巖中形成似層狀、透鏡狀礦體或浸染狀礦脈等2種或多種礦化類(lèi)型組合,即形成 “一體多型”“一筒多型”的組合特點(diǎn)[25](圖2)。如孔格莊金礦的上部(650~550 m)為細(xì)脈帶型礦體,中部(550~520 m)為大脈帶型礦體,深部(520 m以下)則為角礫型礦體;河南西峽蒲塘金礦區(qū)琵琶溝隱爆角礫巖型金礦的淺部(地表至507 m)為圍巖陷落混合角礫狀氧化礦石+少量斑巖型礦石,中部(507~417 m)為角礫狀礦石+斑巖型礦石,深部(417 m以下)則為角礫狀花崗斑巖中細(xì)脈浸染狀礦石(斑巖型為主),為“一筒多型”礦體組合。隱爆角礫巖型金礦中2種或多種礦化-蝕變的套疊一般是形成特大型礦床的有利標(biāo)志[26]。
表4 隱爆角礫巖型礦床巖相分帶特征Table 4 The characteristics of lithofacies zoning of Cryptoexplosive breccia type deposit
注:據(jù)文獻(xiàn)[2,21,25-26,31,37,43,50,52,54,59-61,63-67,69-74]等匯編。
圖2 河北易縣柴廠—孔格莊金礦成礦模式圖(據(jù)胡亞軍等,2015;修改)Fig.2 Metallogenic model of Chaichang-Konggezhuang gold ore deposit1.薊縣系霧迷山組白云巖;2.長(zhǎng)城系高于莊組白云巖;3.新太古代阜平變質(zhì)巖群;4.花崗閃長(zhǎng)巖(王安鎮(zhèn)巖體);5.花崗閃長(zhǎng)巖(柴廠巖體);6.深斷裂;7.主拆離帶;8.鏟狀斷裂;9.層間滑動(dòng)斷層;10.含礦熱液循環(huán)方向;11.細(xì)脈帶型礦體;12.大脈帶型礦體;13.隱爆角礫巖型礦體;14.構(gòu)造蝕變碳酸鹽巖型礦體;15.構(gòu)造蝕變巖漿巖型礦體;16.石英脈型礦體
3.2 礦床地球化學(xué)特征
隱爆角礫巖型金礦由于形成的地質(zhì)環(huán)境各異,成礦流體來(lái)源不同,其巖石地球化學(xué)、成礦流體化學(xué)特征有一定的共同點(diǎn)和差異性[21]。
3.2.1 成礦物源及流體特征
金等成礦物質(zhì)具有多期形成、混合來(lái)源的特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn),與隱爆角礫巖具有時(shí)空關(guān)系的淺成中酸性巖漿巖不同程度地富集有一定的Au元素,但巖體是否成礦,與巖體中Au的豐度并無(wú)必然關(guān)系。通過(guò)分析典型隱爆角礫巖型礦床的氫氧同位素組成(表5),其熱液流體早期(或礦床深部)以巖漿水為主,而晚期(或靠近地表)則以巖漿與大氣水的混合流體為主,可來(lái)自幔源,也可來(lái)自中酸性巖漿作用過(guò)程[21,25-26,32,55,75]。礦質(zhì)來(lái)源與巖漿(火山-次火山巖)成因具有一定聯(lián)系[21,26,38,78-82],部分學(xué)者認(rèn)為其成巖與成礦可用“同源說(shuō)”來(lái)闡明,二者為同一巖漿房(源)批式分熔而成[26,52,76-77]。通過(guò)分析典型礦床礦石硫同位素構(gòu)成,34S的變化范圍一般很窄,鉛等同位素組成表明礦質(zhì)來(lái)自深源[25],這也印證了巖漿與成礦物質(zhì)具有同源的特點(diǎn)。包裹體研究顯示[32],礦床為中-低溫、中-淺成環(huán)境形成,主成礦期流體含較多H2O,CO2等揮發(fā)分;個(gè)別礦床見(jiàn)氯化鈉等子晶包裹體,而流體性質(zhì)多數(shù)屬中-低鹽度;pH值一般較低,屬酸-弱酸性;Eh值可高可低。
表5 國(guó)內(nèi)部分隱爆角礫巖型金礦同位素組成及成礦流體性質(zhì)Table 5 Isotopic compositions and properties of the mineralizing fluids of some typical cryptoexplosive breccia gold deposits in China
3.2.2 熱液流體的聚礦、運(yùn)礦與成礦特征
巖漿熱液角礫巖的形成與次火山中酸性斑巖侵入體有一定的成因聯(lián)系[54]。巖漿熱液流體由于富含大量的高熱多源流體和揮發(fā)分,在適宜的物理化學(xué)條件下,有利于金的多種絡(luò)合物的溶解,從而提高了熱液流體的聚礦、運(yùn)礦能力[36,66,83]。
巖漿熱液流體的聚礦過(guò)程[31,36]。巖漿熔體在上升侵位過(guò)程中,隨溫度、壓力的逐漸降低而不斷結(jié)晶,使得揮發(fā)分過(guò)飽和而出溶,致使巖漿熱液流體揮發(fā)分增加,成礦元素絡(luò)合能力增強(qiáng),進(jìn)而把巖漿熔體批式熔融形成的成礦元素以及部分圍巖中的成礦元素分別聚集和萃取出來(lái),進(jìn)入巖漿的揮發(fā)相,通過(guò)熱力驅(qū)動(dòng),不斷向巖體上部運(yùn)移,聚集于巖體頂部,形成高金屬濃度的含礦流體,其中金多以[Au(HS2)]-,[Au(CO3)]-,[Au(HCO3)2]-等絡(luò)合物形式存在;而非巖漿熱液流體主要通過(guò)萃取圍巖中成礦元素的方式聚礦,并借助構(gòu)造應(yīng)力不斷向相對(duì)開(kāi)放的構(gòu)造空間運(yùn)移[36]。當(dāng)上述兩類(lèi)流體由一個(gè)封閉體系瞬間進(jìn)入一個(gè)較為開(kāi)放或半開(kāi)放的構(gòu)造環(huán)境,流體壓力梯度將急劇變化并引發(fā)減壓、沸騰、去氣作用,產(chǎn)生熱液隱爆形成隱爆角礫巖筒(體)[36];同時(shí),由于其中的揮發(fā)分帶走大量的熱,流體的溫度迅速下降,并與圍巖發(fā)生交代,pH值急劇上升,且Eh值、各種元素的含量等發(fā)生變化,引起物理化學(xué)條件的改變,從而導(dǎo)致金等成礦物質(zhì)的沉淀富集,形成爆發(fā)角礫巖筒(體)型金(多金屬)礦床[6]。巖漿體系及其分異演化特點(diǎn)決定著角礫巖體的形成和成礦流體的產(chǎn)生,三者有機(jī)結(jié)合成統(tǒng)一的成礦系統(tǒng),只有當(dāng)系統(tǒng)中巖漿性質(zhì)、分異演化程度、角礫巖是否形成、是否產(chǎn)生適宜的含礦流體等要素得到最佳配置時(shí),金礦才得以形成[52]。
4.1 隱爆角礫巖體的成因
圖3 主應(yīng)力對(duì)角礫巖筒的形態(tài)控制圖(據(jù)文獻(xiàn)[6]修改)Fig.3 The principal stress control on morphology of cryptoexplosive
隱爆角礫巖體可單獨(dú)產(chǎn)出,也可成群(等間距)、成帶產(chǎn)于侵入體的上部[27,61]。一般認(rèn)為,隱爆角礫巖底板以“樹(shù)根狀”角礫巖帶與侵入體相連[58],深部可能隱伏更大的補(bǔ)給巖體[13,25-26];而角礫巖筒頂部少見(jiàn),形成于古地表之下,可能呈不規(guī)則穹狀。隱爆角礫巖體因形成的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境各異,其平面與剖面形態(tài)呈多樣性。統(tǒng)計(jì)表明,隱爆角礫巖體在地表的長(zhǎng)短軸之比可從1∶1至大于10∶1[13]。在近似連續(xù)介質(zhì)中,隱爆角礫巖筒的形態(tài)、大小主要受流體爆發(fā)能量的相對(duì)大小以及爆發(fā)處最大主應(yīng)力(σ1)、中間主應(yīng)力(σ2)和最小主應(yīng)力(σ3)的聯(lián)合控制[6],常見(jiàn)形態(tài)有垂向拉長(zhǎng)三軸橢球狀(σ1>σ2>σ3,σ1垂直)、扁平三軸橢球狀(σ1>σ2>σ3,σ1水平)及等軸狀(σ1>σ2=σ3,σ1水平)(圖3)。
在自然界中,部分具有較為規(guī)則形狀的角礫巖筒主要產(chǎn)于兩組或多組構(gòu)造交匯處;受單一構(gòu)造或侵入體與圍巖接觸破碎帶(或不整合接觸帶)控制的角礫巖體,形態(tài)則多表現(xiàn)為線狀角礫巖墻(脈)或不連續(xù)的透鏡狀等,其延長(zhǎng)大于延深[6,26]。
4.2 成巖-成礦模式
隱爆角礫巖的成巖-成礦研究是礦床學(xué)的重要課題之一。國(guó)外就該類(lèi)金礦床角礫巖形成機(jī)制先后提出了不同的假說(shuō)[27],如礦化崩落假說(shuō)(洛克,1926)、爆發(fā)假說(shuō)(Y. X. 哀孟斯、B. C. 別爾巴克等)、爆發(fā)-熱液假說(shuō)(Π. Φ. 伊萬(wàn)京,1965)[84]。1968年,A. E. 萊特和D. R. 鮑斯提出,爆發(fā)角礫巖筒多數(shù)形成于地表以下一定深度,角礫巖化作用主要是由于巖漿成因的H2O,CO2和其他少量揮發(fā)分因壓力增大引起多次連續(xù)爆發(fā)而成[27,①]。國(guó)內(nèi)不少學(xué)者[25,27,54,70-71,75,86-89]圍繞隱爆角礫巖及隱爆角礫巖型金礦的成巖-成礦機(jī)制提出了自己的見(jiàn)解和相應(yīng)的理論模型。
隱爆角礫巖體的成巖-成礦一般包括早期氣爆、較晚期漿爆和晚期含礦熱液注入[29]。首先,氣爆與漿爆主要發(fā)生于熔融侵入體的上部。隨熔體不斷上侵,溫壓降低,巖漿分異作用或地殼深部部分熔融體的結(jié)晶分異不斷析出流體,較輕的硅、堿以及揮發(fā)分等趨向集中于巖體或熔體的頂部[60,88],形成一個(gè)概念化的保護(hù)水硬殼,有利于后續(xù)更多流體和揮發(fā)分的聚集;熔體不斷上升、冷卻結(jié)晶,所受壓力及揮發(fā)分溶解度不斷降低,巖漿脫氣作用加劇,導(dǎo)致殘余熔體發(fā)生氣泡狀的二次沸騰,使熔體頂部保護(hù)水硬殼中的流體逐漸趨于飽和,其體積隨之迅速膨脹[90-91],在其內(nèi)部產(chǎn)生的剩余壓力作用下,這個(gè)飽和水的硬殼會(huì)發(fā)生脆性破裂,成為熱液流體脫離巖漿房的通道。當(dāng)氣泡狀熱液流體沿一定構(gòu)造侵入熔融體時(shí),會(huì)導(dǎo)致其絕熱自發(fā)性體積膨脹,內(nèi)壓瞬間增大[52,90];大約在2 km深處,流體壓力pf≥σ3(構(gòu)造正壓力)+T(巖石抗張強(qiáng)度臨界值),熔體中的水含量達(dá)到極大值(2.7%);在深度<2 km范圍內(nèi),pf?σ3+T(圖4),此時(shí)內(nèi)壓瞬間釋放產(chǎn)生爆破,巖石發(fā)生破裂,且驅(qū)動(dòng)裂紋形成并不斷向低壓、淺部擴(kuò)展,或使原有的斷裂和裂隙重新張開(kāi)或進(jìn)一步擴(kuò)大[90]。形成角礫系統(tǒng)的復(fù)雜程度主要取決于爆破強(qiáng)度,而這與原始巖漿的含水量有關(guān),當(dāng)巖漿含水量達(dá)2%~4%時(shí),其瞬間釋放能量可形成復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)或角礫巖筒構(gòu)造[92]。
圖4 退化沸騰時(shí)巖漿流體和機(jī)械能變化與斷裂強(qiáng)度的關(guān)系(據(jù)文獻(xiàn)[6];Burham C M等,1980)Fig.4 Diagram showing the relationship between volume of magmaric melt and its mechanic energy and fracture strength
其次,巖漿隱爆作用晚期階段的熱液注入是形成流化侵入角礫巖及其膠結(jié)物中金礦物的重要環(huán)節(jié),流化作用在該階段普遍存在,并有證據(jù)表明,礦床局部地段可達(dá)到注流和噴流,形成流化侵入角礫巖、熱液注入角礫巖和熱液交代角礫巖[26]。巖漿期后含礦流體充填于開(kāi)放-半開(kāi)放的斷裂構(gòu)造或角礫巖體過(guò)程中,發(fā)生交代作用及流體壓力、溫度等物理化學(xué)條件的改變,導(dǎo)致含金絡(luò)合物溶解度降低,進(jìn)而引起礦質(zhì)沉淀,形成含礦角礫巖體[6,90]。隱爆角礫巖筒(體)的形成是“能量聚集-爆發(fā)-平靜”多個(gè)爆發(fā)旋回的疊加[88],而流體演化一般也具有“升溫-沸騰(爆破)-降溫”的演化過(guò)程。其中,隱爆角礫巖體的形成在“能量聚集-爆發(fā)”或“升溫-沸騰”的高-中溫階段,而礦質(zhì)沉淀主要集中在“爆發(fā)-平靜”或“沸騰-降溫”的相對(duì)中-低溫階段[27,85,89](圖5)。
圖5 隱爆流體演化趨勢(shì)曲線的一般特征[27]Fig.5 General characteristics of evolution trend curves of the crypto-explosion fluid
礦質(zhì)沉淀受隱爆作用及隱爆流體演化的影響,具有近程成礦和遠(yuǎn)程成礦的特征[89]。當(dāng)爆破發(fā)生時(shí),成礦物質(zhì)以較高的壓力迅速噴涌至遠(yuǎn)離爆炸點(diǎn)的爆發(fā)巖筒及巖筒附近,在其發(fā)育的環(huán)狀、放射狀斷裂等有利的物化環(huán)境中富集成礦,形成遠(yuǎn)程成礦;在平靜降溫期,流體能量逐漸減弱,礦質(zhì)沉淀有利的物化條件逐漸向流化中心靠近,形成爆發(fā)巖筒的近程成礦;隱爆角礫巖的成巖、成礦具有多幕式特點(diǎn),后續(xù)階段的爆破對(duì)以前階段的近程成礦造成破壞,不利于其保存,但有利于圍巖和巖體頂部脆性破裂、角礫化以及遠(yuǎn)程礦化的多次疊加[93]。前期巖體頂部硅化對(duì)局部裂隙、斷裂、巖石的孔隙等不同的通道愈合形成局部的圈閉,是引起后期爆破和礦化的主因[40]。多次的爆破-沉淀(膠結(jié))過(guò)程形成多個(gè)礦化蝕變階段,最終形成了爆破角礫巖型金礦床[90]。中酸性斑巖的淺成-超淺成侵入是形成隱爆角礫巖的前提,氣液隱蔽爆破及期后含礦流體注入是成巖、成礦的內(nèi)因,是同一地質(zhì)過(guò)程不同階段的產(chǎn)物,而巖漿能量是決定二者能否發(fā)生的關(guān)鍵[93-95]。礦床中的礦質(zhì)沉淀與蝕變作用貫穿隱爆的全過(guò)程,但集中于成礦流體大規(guī)模注入的階段[26]。
部分學(xué)者在綜合國(guó)內(nèi)外隱爆角礫巖成因研究資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)魯西地區(qū)典型隱爆角礫巖研究,建立起隱爆角礫巖筒“自下而上-順次推進(jìn)-序次疊加”的成筒模式[1,27,85](圖6)。
圖6 隱爆角礫巖筒的形成過(guò)程模式圖[27]Fig.6 The model of formation of cryptoexplosive breccia pipesa.第一次隱爆;b.第二次隱爆;c.第三次隱爆;d.隱爆全過(guò)程1.每次隱爆開(kāi)拓的空間;2.隱爆疊加的部分;3.隱爆推進(jìn)后的剩余部分;4.最后一次隱爆;5.淺成、超淺成侵入巖
圖7 隱爆角礫巖筒側(cè)向隱爆模式圖[34]Fig.7 The lateral crypto-explosion mode of a breccia pipes1.安山巖;2.片麻巖;3.花崗巖;4.石英斑巖;5.正長(zhǎng)斑巖;6.角礫巖;7.不規(guī)則狀礦體;8.脈狀礦體;9.斷裂;10.地層界線;11.青磐巖化帶;12.石英黑云母化帶;13.石英鉀長(zhǎng)石化帶;14.含礦熱液運(yùn)移方向;15.大氣降水運(yùn)移方向
劉國(guó)華等[33]認(rèn)為上述模式是酸性侵入體底侵隱爆作用的形成模式,與其提出的側(cè)向隱爆模式具有一定的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。相同點(diǎn)在于二者的形成均與火山巖區(qū)巖體侵入活動(dòng)有密切的聯(lián)系,主要由巖漿淺成-超淺成侵位形成的高壓揮發(fā)分經(jīng)多次隱爆作用,“由近及遠(yuǎn)-順次推進(jìn)-序次疊加”而成[27];不同點(diǎn)在于前者常構(gòu)成侵入體的頂部帶,深部一般與侵入體相連,形成“有根”角礫巖筒,礦床頂部或外圍可能會(huì)有其他脈型礦床,深部可能會(huì)存在斑巖型礦床,形成“上部脈型-中部角礫巖型-深部斑巖型”的礦床成礦系統(tǒng)[13,33,96];而后者是巖漿作用過(guò)程形成的高溫、高壓揮發(fā)分流體在巖漿側(cè)向產(chǎn)狀突變部位聚集,由于液壓致裂作用,當(dāng)流體壓力超過(guò)巖石靜巖壓力和抗張強(qiáng)度之和時(shí)發(fā)生隱爆作用而成[26];與中酸性斑巖侵入體具有一定的空間關(guān)系,但巖筒底部無(wú)斑巖而與圍巖直接接觸,形成“無(wú)根”狀角礫巖筒,其下一般沒(méi)有斑巖型礦床[33](圖7)。該研究成果為礦床勘查提供了理論依據(jù)。
研究者不僅對(duì)隱爆角礫巖型金礦的礦床地質(zhì)-地球化學(xué)特征、成巖-成礦機(jī)制、成礦模式及其與深部隱伏斑巖體的關(guān)系等方面進(jìn)行了深入的研究,同時(shí)也對(duì)隱爆角礫巖型金礦區(qū)域找礦-評(píng)價(jià)標(biāo)志和礦床規(guī)模、富集部位的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了較系統(tǒng)的總結(jié)與評(píng)述[6,25-26,31-32,37,60,67,97-102]。
(1)島弧或?yàn)I太平洋島弧火山巖帶、中生代斷塊隆起-坳陷過(guò)渡帶的次火山雜巖區(qū),往往是隱爆角礫巖型金礦有利的找礦區(qū)域。
(2)發(fā)育熱液蝕變的隱爆角礫巖是尋找該類(lèi)型金礦最直接的標(biāo)志,角礫巖體的大小對(duì)礦床的規(guī)模具有一定的制約作用;多期次的熱液礦化疊加是形成大礦、富礦的標(biāo)志;在一定的地質(zhì)條件下也是尋找系統(tǒng)產(chǎn)出的深部斑巖型礦床及外圍遠(yuǎn)程脈狀礦體的間接標(biāo)志。
(3)火山巖區(qū)巖漿活動(dòng)序列晚期侵入鈣堿性、堿性中酸性斑巖是尋找該類(lèi)金礦的先決條件及有利巖體,若具備適宜的流體封閉條件和存在裂隙狀礦化,則是尋找隱伏含礦角礫巖的重要標(biāo)志。
(4)巖體頂部環(huán)狀、放射狀構(gòu)造交匯部位和巖體與圍巖、斷裂接觸或相交部位是有利的找礦部位。
(5)物探測(cè)量負(fù)磁異常、低電阻高極化異常、重力低的部位、地震波低速部位;區(qū)域化探分散流和次生暈Au,Ag,As,Sb等元素的組合富集區(qū);遙感影像呈圓形、橢圓凹坑,TM遙感圖像色調(diào)異常區(qū)(帶),線環(huán)形構(gòu)造發(fā)育區(qū)及交匯部位,均可作為隱爆角礫巖型金礦體及盲礦體的間接找礦標(biāo)志和靶區(qū)。
隱爆角礫巖及其金礦從相關(guān)概念的提出到成巖機(jī)制、成礦模型等方面的研究經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程,期間發(fā)現(xiàn)了一批代表性礦床,為該類(lèi)金礦的勘查提供了素材和證據(jù),也為深入研究該類(lèi)礦床提供了理論基礎(chǔ)。盡管隱爆角礫巖型金礦的研究取得了一定的認(rèn)識(shí),但有關(guān)該類(lèi)金礦床亟待解決或存在爭(zhēng)議的問(wèn)題還很多,如:隱爆角礫巖型金礦成礦熱液系統(tǒng)與鈣堿性、堿性中酸性斑巖侵入體是否為同源的關(guān)系?巖漿熱液是起源于上侵巖漿分異作用,還是巖漿房的去氣作用?含礦隱爆角礫巖型金礦與淺成-超淺成侵入體具同源關(guān)系,但二者之間的過(guò)渡關(guān)系和流體轉(zhuǎn)變過(guò)程等細(xì)節(jié)有待進(jìn)一步揭示;礦質(zhì)金是否主要來(lái)源于上侵斑巖結(jié)晶的析離,還是深部巖漿房“同源”演化?等等。這一系列的問(wèn)題,有待今后通過(guò)礦床深部的揭露、巖礦測(cè)試精度的提高,獲取更多有價(jià)值的地質(zhì)信息,以礦床系列-成礦系統(tǒng)理論為指導(dǎo),進(jìn)行隱爆角礫巖型金礦與深部斑巖礦床的時(shí)空關(guān)系及其成礦模式、成礦機(jī)制的研究;分析與該類(lèi)金礦關(guān)系密切的不同淺成-超淺成中酸性斑巖體特征,解決礦化元素特征差異,加強(qiáng)礦床深部含礦性的指示特征研究,以利找礦評(píng)價(jià)和找礦標(biāo)志的大尺度精細(xì)研究。
目前,我國(guó)已知的該類(lèi)礦床的規(guī)模和儲(chǔ)量與國(guó)外同類(lèi)礦床具有明顯的差距,一定程度上也影響了隱爆角礫巖型金礦成礦理論的研究,今后應(yīng)加強(qiáng)隱爆角礫巖型金礦的研究及找礦工作。
隱爆角礫巖型金礦主要形成于中-新生代,其次為海西-印支期,中生代侏羅-白堊紀(jì)陸相火山盆地發(fā)育區(qū)是該類(lèi)礦床的找礦有利部位[21];礦床的產(chǎn)出多與板塊俯沖相關(guān)的大陸邊緣、島弧巖漿弧和弧后巖漿帶淺成-超淺成中酸性侵入體具有時(shí)空聯(lián)系;相關(guān)巖體具鈣堿性-堿性特征;按礦化元素和成礦環(huán)境將礦床類(lèi)型分為產(chǎn)于火山-次火山環(huán)境與斑巖系統(tǒng)有關(guān)的金-銅成礦系列、與淺成小侵入體有關(guān)的金-銀成礦系列;隱爆角礫巖具底侵爆破成因和側(cè)向爆破成因,前者形成的隱爆角礫巖具有與深部較大隱伏巖體相連的“有根”特征,而后者產(chǎn)出雖與斑巖體相伴,但其深部卻與圍巖接觸,形成“無(wú)根”角礫巖體[25],深部一般不存在斑巖礦床的可能;角礫巖相分帶具有通道相、爆破相、震碎相和裂隙相等特征;礦體受控于角礫巖筒系統(tǒng),一般延深大于延長(zhǎng)并有分支復(fù)合特征;礦質(zhì)沉淀晚于角礫巖的形成而富集于角礫膠結(jié)物中;成巖與成礦是同一地質(zhì)作用過(guò)程不同階段的產(chǎn)物,多次爆破有利于遠(yuǎn)程成礦,尤其是成礦期斷裂是成礦的最有利部位[89,94-95]。隱爆角礫巖筒成筒過(guò)程具有“自下而上→順次推進(jìn)→序次疊加”的特點(diǎn),同時(shí)流體具有“升溫-沸騰(爆破)-降溫-升溫-沸騰(爆破)-降溫”的演化過(guò)程,礦床中蝕變和礦化貫穿爆破的全過(guò)程,但礦質(zhì)沉淀主要集中于流化作用之后的“沸騰-降溫”階段[26-27,85,89];金礦化類(lèi)型具有“一體多型”“一筒多型”以及與斑巖型礦床之間存在一定時(shí)空聯(lián)系的特點(diǎn),運(yùn)用成礦系列-成礦系統(tǒng)的思想指導(dǎo)礦床勘探具有十分重要的意義。
致謝:本文成文過(guò)程中得到朱玉磷教授級(jí)高工的大力支持,蔣少涌博導(dǎo)及匿名審稿人審閱了全文并提出了修改意見(jiàn)和建議,在此一并表示誠(chéng)摯的感謝!
注釋:
① 萊特 A E,鮑斯 D R. 爆發(fā)角礫巖的形成.地質(zhì)科學(xué)研究院情報(bào)所. 國(guó)外火山巖地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造:國(guó)外地質(zhì)資料選編二十四. 北京,1976:31-38.
[1] 張彥偉. 東秦嶺木頭溝鉬礦隱爆角礫巖筒的形成及其構(gòu)造動(dòng)力機(jī)制[D]. 石家莊:石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院,2012.
[2] 梁俊紅,鞏恩普,姚玉增,等. 中酸性隱爆角礫巖型金屬礦床稀土元素地球化學(xué)特征[J]. 地質(zhì)找礦論叢,2011,26(1):23-27.
[3] 欒世偉,陳尚迪,曹殿春. 金礦床地質(zhì)及找礦方法[M]. 成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1987.
[4] 陳毓川,朱裕生. 中國(guó)礦床成礦模式[M]. 北京:地質(zhì)出版社,1993.
[5] 涂光熾. 我國(guó)原生金礦類(lèi)型的劃分和不同類(lèi)型金礦的遠(yuǎn)景剖析:在廣西礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)成立大會(huì)上的報(bào)告[J]. 礦產(chǎn)與地質(zhì),1990,4(1):1-10.
[6] 宋保昌,張寶林,王杰,等. 隱爆角礫巖型金礦的成礦機(jī)理探討[J]. 礦床地質(zhì),2002,21(增刊):662-665.
[7] 羅鎮(zhèn)寬,苗來(lái)成,關(guān)康. 角礫巖型金礦床:一種值得重視的金礦床類(lèi)型[J]. 地質(zhì)找礦論叢,1999,14(4):15-23.
[8] Bryner L. Breccia and pebble columns associated with epigenetic ore deposits[J]. Econoic Geology, 1961,56(2):488-508.
[9] Sillitoe R H. The tops and bottoms of porphyry copper deposits[J]. Econ. Geol., 1973, 68: 799-815.
[10] Baton P B J,Bethke P M,Roedder E. Environment of ore deposition in the Creed mining district,San JuanMountains,Colorado:Part Ⅲ,Progress toward interpretation of the chemistry of the ore-forming fluid for the OH vein[J]. Econ. Geol., 1977, 72: 1-24.
[11] Henley R W,Ells A J. Geothermal systems,ancient and modern[J]. Earth Science Reviews, 1983, 19: 1-50.
[12] Sillitoe R H. Enargite-bearing massive sulfide deposits high in porphyry copper systems[J]. Econ. Geol., 1983, 78: 348-352.
[13] Sillitoe R H. Ore-related breccias in volcanoplutonic arcs[J]. Economic Geology, 1985, 80(6): 1467-1514.
[14] Henley R W. The geological framework of epithermal deposits[C]∥Berger B R, Bethke P M. Geology and Geochemistry of Epithermal Systems. Rev. Econ. Geol. Texas: Soci. Econ. Geol., 1985, 2: 1-24.
[15] Panteleyev A A. Cananian cordilleran model for epithermal gold-silver deposits[J]. Geosci. Cana., 1986, 13: 101-111.
[16] Heald P, Foley N K, Hayba D O. Comparative anatomy of volcanic-hosted epithermal deposits: Acid-sulfate and adularia-sericite type[J]. Econ. Geol., 1987, 82: 1-26.
[17] Barton P J. Prograde and retrograde base metal lode deposits and their relationship to underlying porphyry deposits[J]. Econ. Geol., 1989, 84: 1671-1683.
[18] Cooke D R, Bloom M S. Epithermal andsubjacent porphyry mineralization,Acupan,Baguio District,Philippines:a fluid-inclusion and paragenetic study[C]∥Hedinguist J W,White N C, Siddeley G. Epithermal Gold Mineralization of the Circumpacific. Geology,Origin and Exploration I. J. Geochem. Explor., 1990, 35: 297-340.
[19] Sillitoe R H,Bonham Jr H F. Sediment-hosted gold deposite:Distal product of magmatic-hydrothermal systems[J]. Geology, 1990, 18: 157-161.
[20] Eaton P C, Setterfield I N. The relationship between epithermal and porphyry hydrothermal systems within the Tavua Caldera, Fiji[J]. Econ. Geol., 1993, 88: 1053-1083.
[21] 唐菊興. 含金熱液隱爆角礫巖的特征及研究意義[J]. 成都理工學(xué)院學(xué)報(bào),1995,22(3):59-64.
[22] Pirajno F. Volcanic-hosted epithermal systems in northwest Turkey[J]. S. Afr. J. Geol., 1995, 98(1): 13-24.
[23] 李俊健,沈保豐,曹秀蘭,等. 巖漿隱爆作用與金礦化的關(guān)系:以華北地臺(tái)北緣金礦為例[J]. 地質(zhì)論評(píng),1999,45(增刊):517-519.
[24] 章邦桐,饒冰,陳培榮,等. 論長(zhǎng)英質(zhì)隱爆角礫巖的氣熱流體溶浸成礦機(jī)制:以贛南6722鈾礦床為例[J]. 礦床地質(zhì),2001,20(2):129-136.
[25] 艾霞. 隱爆角礫巖型金礦成礦地質(zhì)條件構(gòu)造類(lèi)型及找礦標(biāo)志[J]. 礦床地質(zhì),2002,21(增刊):569-572.
[26] 卿敏,韓先菊. 隱爆角礫巖型金礦研究述評(píng)[J]. 黃金地質(zhì),2002,8(2):1-7.
[27] 王照波,司榮軍,仲衛(wèi)國(guó),等. 隱爆角礫巖筒型礦床成礦流體演化趨勢(shì)曲線特征[J]. 地質(zhì)地球化學(xué),2003,31(4):62-67.
[28] 郭純智,魏全民,葉暉. 雞冠嘴礦床隱爆角礫巖和斑巖型礦體的存在及其特征[J]. 金屬礦山,2007(2):52-54.
[29] 劉文杰,肖成東,王麗霞. 金礦床成礦理論研究綜述[J]. 現(xiàn)代礦業(yè),2009(7): 19-21.
[30] 田宏偉,付彩云,張寶仁. 祁雨溝隱爆角礫巖型金礦床資源評(píng)價(jià)[J]. 黃金科學(xué)技術(shù),2010,18(1):6-10.
[31] 張會(huì)瓊,王京彬,王玉往. 山西靈丘支家地鉛鋅銀礦隱爆角礫巖筒的巖相分帶性研究及其勘查意義[J]. 地質(zhì)論評(píng),2012,58(6):1046-1055.
[32] 王艷忠,楊言辰,陳桂虎,等. 黑龍江東寧金廠金礦床角礫巖型金礦體地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J]. 黃金,2012, 33(11):24-28.
[33] 劉國(guó)華,徐令兵,田磊,等. 河南祁雨溝隱爆角礫巖筒的側(cè)向隱爆模式探討[J]. 礦產(chǎn)勘查,2012,3(1):16-22.
[34] 李志國(guó),曾祥濤,王軍平. 隱爆角礫巖型金礦床中黃鐵礦的標(biāo)型特征[J]. 黃金,2012,33(10):19-20.
[35] 尹利君,劉繼順,劉衛(wèi)明,等. 冀東唐杖子金礦:一個(gè)典型的隱爆角礫巖型金礦[J]. 地質(zhì)與勘探,2013,49(6):1098-1107.
[36] 宋世偉,張成江,黃小東. 熱液隱爆角礫巖成礦過(guò)程分析[J]. 高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2013,19(增刊):234-235.
[37] 曹瓊,龐緒成,宛克勇,等. 湖南老鴉巢隱爆角礫巖型金礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J]. 黃金科學(xué)技術(shù),2014, 22(1):15-21.
[38] 劉家遠(yuǎn). 江西燕山期隱爆相巖石特征與成礦[J]. 地質(zhì)與勘探,1982(5):18-25.
[39] Johnston W P,Lowell J D. Geology and origin of mineralized breccia pipes in Copper Basin,Arizona[J]. Economic Geology,1961,56:916-940.
[40] 章增鳳. 隱爆角礫巖的特征及其形成機(jī)制[J]. 地質(zhì)科技情報(bào),1991,10(4):1-5.
[41] 涂光熾. 貴金屬找礦的若干問(wèn)題討論[M]. 北京:地震出版社,1999.
[42] 李子林. 福建上杭紫金山含金隱爆角礫巖[J]. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所所刊,1988,(2):131-135.
[43] 譚文娟,魏俊浩,張可清,等. 隱爆角礫巖型金礦床成礦特征淺析:以山西堡子灣、河南祁雨溝金礦床為例[J]. 地質(zhì)找礦論叢,2006,21(1):15-18.
[44] 錢(qián)建民,濮為民,鐘增球,等. 浙江遂昌治嶺頭筒狀鉛鋅礦體地質(zhì)特征及其意義[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué),2010,34(1):63-70.
[45] 何雨明,楊牧. 隱爆角礫巖型金礦床的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J]. 西部探礦工程,2011(1):171-172.
[46] Davies A G S, Cooke D R, Gemmell J B, et al. Diatreme breccias at the Kelian gold mine,Kalimantan,Indonesia:Precursors to epithermal gold mineralization[J]. Economic Geology, 2008, 103(4): 689-716.
[47] Landtwing M R, Dillerbeck E D, Leake M H, et al. Evolution of the breccia-hosted porphyry Cu-Mo-Au deposit at Agua Rica,Argentina:Progressive unroofing of a magmatic hydrothermal system[J]. Economic Geology, 2002, 97(6): 1273-1292.
[48] Chen Y J, Pirajno F, Li N, et al. Isotope systematics and fluid inclusion studies of the Qiyugou breccia pipe-hosted gold deposit, Qinling Orogen, Henan province, China, Implications for ore genesis[J]. Ore Geology Revieus, 2009, 35: 245-261.
[49] 何云龍,魏俊浩,譚文娟,等. 山西堡子灣隱爆角礫巖型金礦礦床隱爆機(jī)制研究[J]. 礦產(chǎn)與地質(zhì),2008,22(5):377-380.
[50] 田宏偉,吳少魁. 祁雨溝J5隱爆角礫巖型金礦床隱爆機(jī)制研究[J]. 采礦技術(shù),2009,9(5):141-143.
[51] 翟裕生,姚書(shū)振,崔彬,等. 成礦系列研究[M]. 武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1996.
[52] 葛良勝. 熊耳山東部巖漿隱爆角礫巖體地質(zhì)特征及其含礦性差異原因初探[J]. 黃金科學(xué)技術(shù),1994,2(3):21-28.
[53] 沈遠(yuǎn)超,申萍,曾慶棟,等. 甘肅北山地區(qū)南金山金礦床隱爆角礫巖體的發(fā)現(xiàn)及成礦規(guī)律研究[J]. 礦床地質(zhì),2006,25(5):572-581.
[54] 劉文杰,李永剛,劉文強(qiáng). 東山金礦隱爆角礫巖型金礦床成因及其賦礦規(guī)律研究[J]. 現(xiàn)代礦業(yè),2009(8):83-86.
[55] 陳世忠,馬明,陳剛,等. 武夷山成礦帶桃溪隆起、巖漿侵入和區(qū)域銅多金屬礦成礦作用[J]. 地球科學(xué):中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,35(6):969-984.
[56] Norman D I, Awkins F J. The Tribag breccia pipes: Precambrian Cu-Mo deposits, Batchawana Bay, Ontario[J]. Economic Geology, 1985, 80(5): 1593-1621.
[57] 劉連登,李穎,蘭翔. 論角礫/網(wǎng)脈-斑巖型金礦[J]. 礦床地質(zhì),1999,18(1):29-36.
[58] Sankins F J M. Anorogenic Felsic Magmatism,Rift Sedimentation,and Giant Proterazoin Pb-Zn Deposits[J]. Geology, 1989, (17): 657-660.
[59] 王寶德. 河南祁雨溝爆發(fā)角礫巖型金礦床金的富集規(guī)律[J]. 地質(zhì)與勘探,1991(9):9-15.
[60] 楊文華. 內(nèi)蒙古陳家杖子隱爆角礫巖筒及金礦床地質(zhì)特征[J]. 內(nèi)蒙古地質(zhì),2001 (2):7-12.
[61] 晁援. 秦巴地區(qū)中-酸性淺成小巖體與金礦[J]. 陜西地質(zhì),1992,10(1):27-41.
[62] 林書(shū)平,劉莎,王春龍,等. 紫金山礦田二廟溝銅多金屬礦點(diǎn)隱爆角礫巖活動(dòng)中心的厘定及意義[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué),2012,36(3):450-456.
[63] 李兆龍,張連營(yíng),駱華寶. 晉北火山巖型金銀礦床同位素地球化學(xué)特征[J]. 地球?qū)W報(bào),1994,15(1/2):145-151.
[64] Zhang Y H, Zhang S H, Franco Pirajno. Fluidization: An Important Process in the Formation of the Qiyutou Au-bearing breccia pipes in central China[J]. Acta Geologica Sinica(English editioon), 2007, 81: 226-238.
[65] 黃民智,陳偉十,李蔚錚,等. 廣西龍頭山次火山-隱爆角礫巖型金礦床[J]. 地球?qū)W報(bào),1999,20(1):39-46.
[66] 佘宏全,張桂蘭,張德全,等. 赤峰陳家杖子隱爆角礫巖型金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征與成因[J]. 礦床地質(zhì),2005,24(4):373-387.
[67] 劉全德,王相文,陳鐵力. 吉林金廠溝隱爆角礫巖型金礦床地質(zhì)特征淺析[J]. 有色礦冶, 2008,24(6):8-11.
[68] 謝掄司,孫邦東. 廣西貴港市龍頭山火山-次火山巖型金礦床地質(zhì)特征[J]. 廣西地質(zhì),1993,6(4):27-41.
[69] 王寶德,鄭海飛. 爆發(fā)角礫巖型金礦包裹體及其成礦物化條件[J]. 河北地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1991,14(2):158-166.
[70] 王寶德,李勝榮. 河南祁雨溝爆發(fā)角礫巖型金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征初步研究[J]. 地質(zhì)地球化學(xué),1996(6):37-44.
[71] 謝奕漢,范宏瑞,李若梅,等. 河南祁雨溝爆破角礫巖型金礦床包裹體研究[J]. 礦物學(xué)報(bào),1991,11(4):370-376.
[72] 王寶德,耿照強(qiáng). 河南祁雨溝爆發(fā)角礫巖型金礦床原生暈基本特征[J]. 物探與化探,1992,16(6):433-444.
[73] 聶鳳軍,張洪濤,孫浩,等. 內(nèi)蒙古哈達(dá)廟含金隱爆角礫巖帶地質(zhì)特征及成因探討[J]. 地球?qū)W報(bào),1991,12(1):81-90.
[74] 聶鳳軍,張洪濤,孫浩,等. 內(nèi)蒙古哈達(dá)廟金礦床地質(zhì)特征及礦床成因探討[J]. 礦床地質(zhì),1989,8(2):51-60.
[75] 許令兵,王文達(dá),秦臻,等. 祁雨溝角礫巖型金礦成礦物質(zhì)來(lái)源探討[J]. 礦產(chǎn)勘查,2010,1(1):39-49.
[76] 劉連登. 同源成礦說(shuō):巖漿熱液礦床成因新認(rèn)識(shí)[C]∥關(guān)廣岳. 國(guó)際金礦地質(zhì)勘探學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(ISEGE). 沈陽(yáng):東北工學(xué)院出版社,1989.
[77] 徐克勤,涂光熾. 花崗巖地質(zhì)與成礦的關(guān)系[C]. 南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1984.
[78] 廖蘭德. 沂南金礦床的火成巖源控制特征[J]. 桂林冶金地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1988,8(1):23-32.
[79] 李生元. 山西耿莊金銀多金屬礦床的成礦條件與成礦模式[J]. 貴金屬地質(zhì),1988(1):267-278.
[80] 劉家遠(yuǎn),沈紀(jì)利. 陽(yáng)儲(chǔ)嶺斑巖鎢(鉬)礦床的成礦雜巖體:一個(gè)過(guò)渡型花崗巖成生演化的模式[C]∥徐克勤, 涂光熾. 花崗巖地質(zhì)和成礦關(guān)系. 南京: 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社, 1984:215-218.
[81] 封益誠(chéng). 浙江大嶺口銀鉛鋅礦床共(伴)生銀金礦的成礦與富集規(guī)律[J]. 貴金屬地質(zhì),1988(1):261-263.
[82] 張江. 紫金山銅金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征[J]. 地質(zhì)與勘探,2001,37(2):17-22.
[83] 孫思,李永剛,張小允,等. 山東七寶山隱爆角礫巖型金銅礦床含礦蝕變斑巖石英顆粒中高溫高鹽度沸騰包裹體的發(fā)現(xiàn)及其意義[J]. 巖石學(xué)報(bào),2010,26(11):3319-3326.
[84] 伊萬(wàn)京 Π Φ. 論淺成侵入體伴生的隱蔽爆發(fā)巖及其在金屬礦床形成中的作用[C]∥華東地質(zhì)科學(xué)研究所. 火山巖與火山噴發(fā)作用:國(guó)外地質(zhì)科技資料選集:五. 南京:南京出版社,1973.
[85] 王照波. 隱爆巖及其形成模式探討[J]. 地質(zhì)找礦論叢,2001,16(3):201-205.
[86] 齊金忠,李漢光,葛良勝,等. 祁雨溝隱爆角礫巖型金礦床構(gòu)造應(yīng)力、成礦流體及元素地球化學(xué)[M]. 北京:地質(zhì)出版社,2005.
[87] 黃典豪,侯增謙,楊志明,等. 東秦嶺鉬礦帶內(nèi)碳酸巖脈型鉬(鉛)礦床地質(zhì)-地球化學(xué)特征、成礦機(jī)制及成礦構(gòu)造背景[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),2009,83(12):1968-1984.
[88] 軒慎民. 從老田巖體談隱爆角礫巖型礦床的成因機(jī)制和找礦方向[J]. 金屬礦山,2009(3):91-95.
[89] 田磊,許令兵,劉國(guó)華. 河南祁雨溝隱爆角礫巖型金礦床成礦特征淺析[J]. 華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2011,27(3):179-183.
[90] 邵世才. 爆破角礫巖型金礦床的成因及其定位機(jī)制:以河南祁雨溝金礦為例[J]. 礦物學(xué)報(bào),1995,15(2):230-235.
[91] 周云. 巖漿系統(tǒng)中的揮發(fā)分與巖漿脫氣作用[C]∥2010年全國(guó)巖石學(xué)與地殼動(dòng)力學(xué)研討會(huì),北京:北京大學(xué),2010.
[92] Shelmutl J P,Noble D C. Premlnerahzanor radial dike of tourmalinezed fluidization breccia,Julcani distrc,Peru,Econ. Geol.,1985, 80: 1622-1632.
[93] 陳振巖. 遼河坳陷東部凹陷火成巖及其油氣成藏作用[D]. 上海:同濟(jì)大學(xué),2006.
[94] 劉家遠(yuǎn). 巖漿隱蔽爆破構(gòu)造與貴重、有色金屬成礦[J]. 新疆地質(zhì),1996,4(3):238-246.
[95] 黃定華,向樹(shù)元,朱云海,等. 中淺成巖漿的隱爆機(jī)制及其成礦動(dòng)力學(xué)意義[J]. 地質(zhì)科技情報(bào),1997,16(1):77-80.
[96] 徐文喜. 黑龍江金廠金(銅)礦田地質(zhì)特征、成礦規(guī)律與成礦模式[D]. 北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),2009.
[97] 張寶林,蔡新平,韓金良,等. 含礦流體集中沉淀的主要制約因素[J]. 地學(xué)前緣,2000,7(S2):238.
[98] Richdars J P. Alkalic-type epithermal gold deposit: A review[J]. Mineralogical Association of Canada Short Course,23: 367-400.
[99] Sillitoe R H, Hedenquist J W. Linkage between volcanotectonic setting, ore fluid compositions,and epithermal precious metal deposits[J]. Society of Econ. Geol., Spee. Publication, 2003, 10: 315-343.
[100] Fox J H. The geophysical signature associated with a cryptoexplosion structure[J]. Geology, 1970.
[101] 沈遠(yuǎn)超,曾慶棟,劉鐵兵,等. 山東平邑卓家莊金礦地質(zhì)特征及成礦預(yù)測(cè)[J]. 地質(zhì)與勘探,2000,36(4):20-23.
[102] 林月鈉. 福建安村礦區(qū)尋找隱爆角礫巖礦床的探討[J]. 湖南有色金屬,2009,25(5):11-14.
Research progresses on cryptoexplosion breccias type gold deposits
MAO Guangwu1,2, YAN Xieping2, SHU Wenhui2, ZU Junlong2, WANG Botao2, BAI Changhua2
(1.FacultyofEarthResources,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China;2.No.2BureauofChinaMetallurgicalGeologyBureau,Fuzhou350001,China)
The article summarizes the progress on concept definition, metallogenic tectonic geological conditions, and features, metallogenetic fluid characteristics and cryptoexplosive breccia diagenetic and metallogenetic mechanism of cryptoexplosive breccia and the breccia type gold deposits. Such deposit is prolific in the ancient land activation area, Mesozoic fault basin edge or island arc volcanic belt of the Pacific Rim. The ore body is spatially and temporally related closely to hypabyssal-ultra shallow acidic porphyry bodies and occurs at top of the body which are alkali-rich and silicon-rich and belongs to "I" type granite. When pressure of the high heat energy thermal fluid at top of the body is greater than the sum of the tensile strength of the surrounding rock and the minimum principal stress cryptoexplosion occur and the cryptoexplosive breccia is formed. Commonly the cryptoexplosive breccia cylinder is vertically zoned as crack phase 、shattered phase、blasting phase、channel phase. Breccia size tends horizontally to be smaller from center to edge. The Instant burst of ore-forming fluid in a closed system creates a semi-open or open system and leads to relative large pressure gradient. Pressure of the ore-forming fluid is reduced and the fluid boiled. Mixture, immiscibity of the fluid and water-rock reaction change the physiochemical condition and cause reduction of solubility of gold complexes and the complexes precipitate to be gold mineralization. Formation of cryptoexplosive breccia cylinder and evolution of thermal fluid were promoted and overprinted sequentially upward from the bottom in the process of “temperature increase-(explosion) boil-temperature decrease-temperature increase-(explosion)-boil-temperature decrease”. “boil-temperature decrease” is the main ore material precipitation stage. This type of gold deposit is characterized by metallogenic series and system. Multi-type ores occur in one intrusive body or one cylinder. It is significant to guide further exploration in the area.
cryptoexplosion breccia type gold deposits; mineralization background; ore fluid; rock-forming- ore-forming model; prospecting criteria
2015-10-26; 改回日期: 2016-06-29; 責(zé)任編輯: 趙慶
毛光武(1982—),男,工程師,博士研究生,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院,礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè);從事有色金屬礦產(chǎn)勘查與開(kāi)發(fā)工作。通信地址:福建省福州市閩侯上街科技東路1號(hào)520室;郵政編碼:350108;E-mail: maogwdx20050516@sina.com
10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 03. 012
P588.13;P618.51
A