摘? ?要:在總結(jié)清白山鉛鋅礦礦床地質(zhì)特征、控礦因素的基礎(chǔ)上,通過與MVT型礦床典型特征對比,認(rèn)為其成因類型為MVT型。通過總結(jié)控礦因素,討論了成礦時代,初步建立成礦模型,認(rèn)為礦床成型分為含礦流體沉淀的主成礦期、構(gòu)造改造期、巖漿改造期3個階段。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)特征;MVT型鉛鋅礦床;成礦時代;成礦模型
清白山鉛鋅礦床位于新疆哈密市雅滿蘇鎮(zhèn)南約80 km,2014年通過1∶25萬化探發(fā)現(xiàn)。礦帶地表斷續(xù)出露約10 km,走向NWW,礦體嚴(yán)格受控于中元古界長城系古硐井巖群白云石大理巖。該套地層為一套古老變質(zhì)巖系,原始層理已消失殆盡,因此對深部的控制較欠缺。本文將通過礦床地質(zhì)特征及控礦因素的總結(jié)歸納,對礦床成因進(jìn)行對比研究,探討成礦時代,建立初步的成礦模型。
1? 礦區(qū)地質(zhì)概況
礦區(qū)所處的塔里木微板塊北緣北山古生代裂谷系北山中間地塊,是在早古生代陸塊基礎(chǔ)上,經(jīng)歷了晚古生代多期次拉張-閉合演化過程,以相對穩(wěn)定的剛性體殘存,其被晚古生代裂谷包圍,礦區(qū)北側(cè)的方山口斷裂為區(qū)域主干斷裂。區(qū)內(nèi)發(fā)育NE向剪切構(gòu)造、近EW向扭性斷裂。由于經(jīng)歷多次構(gòu)造運動,地層中背向形褶皺十分發(fā)育,多數(shù)呈帶狀褶疊層產(chǎn)出,造成地層宏觀有序、微觀無序。出露地層為長城系古硐井巖群和薊縣系愛爾基干巖群。侵入巖發(fā)育,主要為晚古生代中酸性侵入巖。
塔里木板塊北緣構(gòu)造演化主要為新元古代中、晚期大陸裂谷作用和古生代期間被動大陸邊緣演化[1-3]。區(qū)域主體構(gòu)造事件可分解為五個旋回:塔里木期與阿爾金期礦床所在區(qū)域開始進(jìn)入強烈活動期,使容礦地層受到伸展減薄與匯聚褶皺造山,形成了變形強烈的變質(zhì)巖系;從加里東期開始直至華力西期,區(qū)內(nèi)進(jìn)入了陸塊裂解與陸內(nèi)裂谷發(fā)展演化階段,形成了近EW向的緊閉褶皺系??傮w看來,容礦地層在區(qū)域上的構(gòu)造形態(tài)是以反復(fù)的NS向拉張收縮而形成的斷塊、手風(fēng)琴式褶皺(圖1)[4]。
2? 礦床地質(zhì)特征
礦體嚴(yán)格受長城系古硐井巖群中白云石大理巖控制,層位穩(wěn)定,由于古硐井巖群為一套古老變質(zhì)巖系,巖石經(jīng)歷多期變質(zhì)變形改造和再造,原始層理已消失殆盡,為一套層狀無序地層,巖石褶疊沒有真厚度,礦體與巖層同時褶疊形成了一套復(fù)雜的復(fù)背斜系統(tǒng)。相對剛性的地塊在長期的NS向應(yīng)力作用及巖漿作用下形成了近EW向?qū)捑彽谋承? ?(1級),多期次拉張匯聚應(yīng)力作用于中淺部構(gòu)造層,形成了次一級褶皺系(2級),淺表部動力變形使巖層及內(nèi)部韌性變形形成固流褶皺(3級)[4]。
礦體形態(tài)多為似層狀,小礦體部分為透鏡狀,產(chǎn)狀與巖層層理平行。礦體微觀形態(tài)為發(fā)育包絡(luò)面隨巖地層產(chǎn)狀變化的層間褶皺、緊閉褶皺形成的復(fù)式褶皺。礦石的造巖礦物主要為富鎂碳酸鹽巖,MgO/CaO比值約為1∶2。礦石結(jié)構(gòu)主要有他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)-糜棱結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有星散浸染狀構(gòu)造(主要出現(xiàn)在礦體邊部或低品位礦石中,閃鋅礦、方鉛礦與黃鐵礦/褐鐵礦集合體星散狀分布于白云石大理巖之中)、細(xì)脈狀構(gòu)造(主要出現(xiàn)在巖性邊界、張性裂隙及方解石脈兩側(cè),部分出現(xiàn)在糜棱巖化帶中,張性空間成為礦物沉淀的有利部位)、條帶狀構(gòu)造(富礦石的主要構(gòu)造,層間重結(jié)晶碳酸鹽條帶提供了礦石礦物沉淀的物理化學(xué)條件,礦石礦物沿該層理呈條帶狀分布),局部發(fā)育碎裂巖化、糜棱巖化。
礦石礦物主要為黃鐵礦/褐鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦,次要礦物為磁黃鐵礦、磁鐵礦等,氧化帶中存在異極礦。閃鋅礦是礦區(qū)最主要的金屬硫化物,與方鉛礦密切共生,多為他形粒狀結(jié)構(gòu),粒徑極小,多為0.05~0.25 mm,肉眼幾乎不可見,主要以細(xì)脈浸染狀(脈寬小于0.5 mm)、星點狀(粒徑多為0.05~0.2 mm)等形態(tài)賦存于礦石中(圖2)。閃鋅礦賦存特征主要分為2類:第一類是脈狀填充于脈石礦物之間的張性裂隙內(nèi)(圖2-A),證明礦石礦物就位與張性構(gòu)造環(huán)境有關(guān);第二類是星散狀產(chǎn)出于次生方解石脈兩側(cè) (圖2-C,D),證明成礦流體與形成方解石脈的熱液活動密切相關(guān)。方鉛礦分布不均,含量相對閃鋅礦較低,多為他形粒狀,粒徑小于10 μm。與閃鋅礦密切共生,主要以蠕蟲狀、蛇紋狀細(xì)脈產(chǎn)出于閃鋅礦內(nèi)部(圖2-B),少量分布于閃鋅礦外側(cè)及閃鋅礦間。
蝕變以碳酸鹽化為主,主要分為3類:①脆-韌脆性斷裂中填充的方解石脈。該類方解石脈是主成礦期主要的熱液在斷裂中交代而形成的,金屬礦物在該脈體兩側(cè)沉淀;②沿層狀面理重結(jié)晶的方解石。熱液通過層狀面理運移,使方解石重結(jié)晶,部分金屬礦物同時沉淀,為主成礦同期形成。后期構(gòu)造活動發(fā)生固態(tài)流變等層間活動同樣也會產(chǎn)生該類面理,但僅會發(fā)生礦石礦物的局部富集或破壞;③后期疊加張性裂隙中填充的方解石脈。成礦后的張性構(gòu)造運動產(chǎn)生的切層裂隙,被方解石填充,粒徑很小,多為他形結(jié)構(gòu)。這類方解石脈一般與成礦無關(guān),但仍可見礦石中有礦石礦物隨著方解石填充其中。一般含礦的方解石脈規(guī)模較小,寬度很窄,一般不超過2 mm,較大的裂隙和劈理中填充的方解石脈一般不含礦。
3? 礦床成因?qū)Ρ?/p>
將清白山鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床的典型特征進(jìn)行對比(表1)[5],發(fā)現(xiàn)在容礦圍巖、地層層序、構(gòu)造背景、成礦建造、礦物組合、圍巖蝕變方面具較高的相似性,在礦體形態(tài)、礦石組構(gòu)、控礦因素、有機質(zhì)作用方面具一定的相似性。
4? 形成時代探討
從容礦地層來看,礦床形成于老地層中,相對層控的礦床應(yīng)是較早期地層還未受較強烈構(gòu)造演化時的產(chǎn)物;從礦石礦物特征來看,金屬礦物多在方解石脈兩側(cè)沉淀,證明方解石脈是成礦流體運移的產(chǎn)物;從控礦構(gòu)造方面來看,礦物特征表明成礦流體是在張性環(huán)境下運移和沉淀的,通過梳理區(qū)域構(gòu)造事件,阿爾金期和加里東期的變形機制是拉張裂解,但阿爾金期的構(gòu)造形跡主要為伸展固態(tài)流變構(gòu)造形態(tài)特征,斷裂不發(fā)育,無法形成流體運移通道,早—中加里東期構(gòu)造形跡為NS向拉張裂解為伸展盆地,斷裂發(fā)育,能夠形成良好的成礦流體運移通道;之后泥盆紀(jì)巖漿活動開始,區(qū)內(nèi)巖體及巖枝兩側(cè)的礦體未見品位升高現(xiàn)象,相關(guān)性較小。因此,礦床形成時代大概在晚寒武—晚奧陶世之間。
5? 成礦模型
通過對控礦因素研究總結(jié),結(jié)合典型MVT型礦床的成礦模式,初步建立了清白山鉛鋅礦床的成礦模型(圖3)。礦床的形成主要分3個階段:
第一階段(主成礦期)? 加里東期開始直至華力西期,區(qū)內(nèi)進(jìn)入了陸塊裂解與陸內(nèi)裂谷發(fā)展演化階段。早—中加里東期,塔里木板塊北緣由于地幔柱作用發(fā)生板底墊托,產(chǎn)生大規(guī)模近EW向的伸展-拉張作用,造成下部地殼高度拉薄,上部地殼拉張,形成地壘-地塹相間的古生代北山復(fù)合裂谷海槽。由于伸展環(huán)境下流體溫度和鹽度的增高,在形成的張性斷裂及裂隙中,熱鹵水活動強烈,形成大規(guī)模碳酸鹽化,并使含礦流體在合適滲透率的白云巖中沉淀形成礦(化)體,離斷裂較近的區(qū)域礦化更強烈。
第二階段(構(gòu)造改造期)? 華力西期為北山裂谷裂解活動最強烈的時期。從華力西早期至中期北山裂谷發(fā)生大規(guī)模手風(fēng)琴式的裂解-閉合-裂解-閉合;晚期北山裂谷發(fā)生強烈的NS向匯聚運動,并造成北山裂谷的閉合消亡、褶皺造山,結(jié)束了海相盆地發(fā)展演化歷史,形成總體為近EW走向的復(fù)雜褶皺系。在強大的區(qū)域構(gòu)造作用下對礦床形態(tài)有極大改變,較大的溫壓條件變化對含礦層產(chǎn)生了以固流褶皺、重結(jié)晶、糜棱巖化等作用為主的影響。
第三階段(巖漿改造期)? 華力西早—中期兩次在地殼中部發(fā)生大規(guī)模的巖漿活動,中泥盆世和晚石炭世酸性巖漿巖在區(qū)內(nèi)侵入就位,就位方式為裂谷拉張環(huán)境下,沿構(gòu)造薄弱部位被動就位。侵入體后期受構(gòu)造運動影響發(fā)生一定的糜棱巖化或碎裂巖化。巖漿活動所產(chǎn)生的熱事件及期后熱液作用對含礦層造成一定程度的改造。
表生作用期? 此后至晚古生代晚期,塔里木陸塊和準(zhǔn)噶爾板塊碰撞,古亞洲洋封閉,地殼繼續(xù)抬升,含礦層升到地表遭受剝蝕,表層淋濾作用形成氧化礦。
6? 小結(jié)
綜上所述,通過清白山鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床的對比,發(fā)現(xiàn)二者具廣泛的相似性,都是以富鎂碳酸鹽巖為圍巖,受斷裂控制,與低溫?zé)猁u水活動相關(guān),碳酸鹽化廣泛發(fā)育,屬與巖漿熱液無直接關(guān)系的中低溫?zé)嵋汉笊鷮涌匦偷V床。礦床經(jīng)受后期改造期次多、因素復(fù)雜,但本質(zhì)仍為層控型礦床,在勘查工作中應(yīng)盡量考慮各因素,分析其影響范圍,逐步分解其原有構(gòu)造。地表出露產(chǎn)狀應(yīng)謹(jǐn)慎采用,多為緊閉褶皺的產(chǎn)物,地層產(chǎn)狀可能為其復(fù)式褶皺包絡(luò)面的產(chǎn)狀,希望進(jìn)一步按此思路探索深部礦體形態(tài)。
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