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陕西勉略宁地区金属矿床成矿作用与找矿靶区预测研究(任小华,2008,长安大学博士论文)


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长安大学博士论文

陕西勉略宁地区金属矿床成矿作用

及找矿靶区预测研究

飞@



者:

任小华 矿产普查与勘探 区域矿产

资源评价 钱壮志

学科专业: 研究方向: 导 师:

长安大学 2008年1月





勉略宁地区位于扬子地台西北缘,摩天岭构造带的东端,该地区基本地质构造框架足
一个由新太古代渔洞子岩群和中一新元古代碧口岩群两个变质基底岩系经晋宁构造事件拼

合而成的复合地体。其形成经历了加里东和印支构造事件,先后增置于扬子板块北缘和秦
岭微板块,具有相对独立的演化历史。研究区北侧的勉一略构造混杂岩带和南部的汉江深断 裂带,分别属秦岭一大别缝合带和扬子板块西北缘龙门一锦屏缝合带的重要组成部分。因区

域构造部位处于两构造带交汇的三角区,许多文献习称勉略宁三角地区(带),为南秦岭重 要内生多金属矿集区之一。 勉略宁地区具有复杂的地质构造背景和金属成矿作用,基于此,本文研究重点围绕基 底变质岩系的岩石一构造环境,基底拼合岩浆一构造带和勉略构造混杂带的基本地质构造特
征以及与其相关的成矿作用展开,应用理论涉及到了岩石一构造环境及其成矿作用、流体成

矿作用、剪切一推覆构造成矿作用等诸多方面。同时根据矿床分布、成矿作用与构造环境, 详细划分了金属矿床成矿系列并对典型矿床进行了深入分析。进而在深入研究金属矿床成 矿规律和找矿标志的基础上,提出了不同矿化类型金属富集规律和找矿勘查标志,并从找 矿实际出发,进行了大比例尺的找矿预测,为作者所在的勘查部门今后的地质找矿提出了
方向和靶区。本文研究获得的主要进展和找矿预测成果如下:

(1)通过对本区地质背景的研究和前寒武系变质地层地体研究,系统探讨基底岩浆一 构造带和勉略构造带形成发展过程和内部结构,提出勉略宁地区“两体一三带”是本区基本 构造框架,也是影响本区成岩、成矿的重要构造条件。徐家坝一黑木林一峡口驿一煎茶岭超基 性一基性、中酸性一酸性岩浆岩带及其线状火山机构是地体拼合作用重要的岩石记录和识别
标志,拼合带内超基性岩体多为层状或似层状,与地层发牛同步褶皱。其早期伸展一裂陷环 境应为沿太古代渔洞子地体边缘裂陷近南北向展开,现存方位和层状岩体的褶曲形态是经 区域构造变形后的产物。研究结果显示基底拼合构造带和勉略混杂构造带是两个时间、空

间演化各异的地质单元,但具有类似的内部结构特点和相似的成岩、成矿作用。其发生与
发展对本区主要金属矿床的形成和改造产生着重大影响,是研究区金属矿床分布的两大集 中区。

(2)依据已知矿床、矿点主要控矿地质要素,系统论述了多金属成矿作用并划分出木 区成矿系列方案和主要矿床类型。以具有相似的地质构造条件和成矿作用的矿化集中区做
为研究典型矿床的窗口,对煎茶岭矿田(金、镍矿床)、铜厂矿田(铜厂铜矿床、东沟坝金

第一章绪论

多金属矿床)、干河坝金矿床等进行了深入研究,对比分析后首次提出了勉略宁地区主要矿

床类型及其成矿作用与超基性岩、中酸侵入岩(酸性)、基性一中酸火山岩密切相关,
位一体’’是矿床形成的基本地质要素和找矿有效模式。

“三

根据采矿深部地质信息和近期找矿成果研究提出:煎茶岭金矿床控矿构造是与主逆冲 推覆剪切构造(F4S)配套产生的次级断层、裂隙含矿构造系统。金矿体内富、厚矿块的形 成取决于与主剪切断裂相交的次级构造的发育程度,在勘查时期提出的由主断面倾角发生 改变而形成富矿的找矿模式值得商榷。并根据这一现象进一步提出在深部超基性岩一侧、 与主断面相交的次级构造密集部位寻找富矿体的找矿建议。 (3)应用岩石一构造环境与金属矿床成矿理论,系统阐述了渔洞子地体、碧口地体、 基底拼合构造带以及勉略构造混杂岩带岩石一构造条件与成矿作用,提出本区基底火山岩系 中与成矿作用密切相关的碧口群郭家沟组、东沟坝组岩石组合具有钙碱性系列的大洋拉斑 玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的特征,成岩古构造环境应形成于局部洋盆裂陷和岛弧。勉略宁 中部地区超基性、中酸性火成岩岩石一构造分析研究后认为,初步判断研究区火成岩为同一 岩浆源不同构造阶段演化的产物。 (4)在总结区域成矿规律的基础上,全面阐述了重大地质事件演化与本区金属成矿作

用的关系,揭示了本区地质构造演化史与成矿阶段的时、空对应与制约条件。应用流体成
矿、剪切带成矿等理论研究认为,本区金属成矿作用的主要特点为火山岩源区成矿作用、 岩浆一流体成矿作用和断裂构造成矿作用等;针对典型矿床的范例和主要成矿地质现象系统 讨论了成矿作用对成矿元素迁移一富集影响。重点分析了壳、幔源岩浆流体对煎茶岭镍、金 矿床、铜厂铜矿床改造或直接富集成矿作用。强调成矿作用的根源仍是基底拼合带、勉略 构造带在不同构造阶段形成与演化的结果。复合成矿作用是本区金属矿床形成源一运一储成 矿的基本特征。 (5)集多年工作经验和本次研究成果,应用现代预测理论,本着科研为生产服务方向,

遵循具体化、精细化、可操作性强的找矿靶【又=预测原则,在总结老区找矿预测工作存在问
题的前提下,建立了找矿靶区五项预测准则,提出了徐家沟地区、金子山地区、煎茶岭地 区(南带)三个重点靶区和五个后续靶区。并在开题初期,借助于现工作岗位条件,提出 了预测靶区工程验证的方案并取得了良好的预测效果。预测成果说明本次研究工作的理论、 方法和指导思想是基本可行的,所建立的找矿标志为勉略宁地区今后地质找矿提供了方向 和口J.借鉴的理论方法。

关键词:典型矿床;成矿作用;找矿预测;勉略宁地区
ii

Research and

on

Metalliferous
of

Deposit Area

Prediction

Target

Mineralization for Mineral

and Survey Prospecting

Mian-lue—Ning

Region,Shaanxi

School ofEarth Sciences and Resources Management,Chang’an University,Xi’an 710054

Abstract
Located in northwestern margin of the Yangtze Platform and eastern end of the Tectonic Belt,

Motianling

Mian—Lue-Ning Region(MLNR)is



composite landmass coalesced by the Late Bikou Block through the Jinning Tectonic

Archaean Yudongzi Block and

Meso-Neoproterozoic

Event.These two blocks were respectively accreted to the northem margin of the Yangtze Plate and the

Qinling Microplate

after the Caledonian Tectonic Event,together constituting Orogenic

an

important part of the

Qinling

Belt.The
Hanjiang

north-west spreding

Mian—Lue

Tectonic

Melange

Belt and the north—east spreading

Fault,respectively to the north and south

of the research target region.tectonically outline the boundaries region and the

between

the research target research and

Qinling

Orogenic Belt

as

well

as

the Yangtze Plate.The
resources

triangle.shape

region is gifted with most significant endogenetic mineral geographically

in southern

Qinling

named“Mian-Lue—Ning Triangle(Region)”.
and metallogenetic background in the region,this

Considering the complex tectonic research systematically focused
on

the lithologic-tectonic

setting of basal igneous rocks,

fundamental geology of the

Magmatic—Tectonic
Belt,


Belt resulted from the basal coalescence and the

Mian-Lue

Tectonic

Melange

and

their

related

primary

metallogeneses.This

comprehensive research involved setting,

variety of metallogeneses relevant to lithologic—tectonic etc.In addition, based
on

ore—bearing fluids,tectonic shear-thrust system,

the

analysis of rudimental metallogeneses,the author thoroughly

classified the metallogenetic
on

series and dissected some typical mineral deposits in this region.Based metallogenetic rules and mineral—prospecting prospecting work
on

detailed research

on

signitures,the author
resources

carried out large.scale

the prediction of mineral

in this region.This work has offered

favorable orientations for

and

will contribute to prospective mineral surveys in

Mian..Lue..Ning
are

Region.The primary theoretic up
as

and

practical achievements for mineral prospecting

summed

follows: 1.Based
on

analysis of basic geological backgrounds and various tectonic architectures in

this region,this paper discusses the developmental processes and interior structures of the basal

Magmatic-Tectonic Belt and the Mian—Lue Tectonic Belt,the author proposes the essential

第一章绪论

tectonic provided

framework of tectonically

Mian-Lue-Ning
significant

Region as“Two Blocks and Three Belts”, for diageneses
or

which

advantages

and

mineralogeneses.The

Xuj iaba--Heimulin--Xiakouyi-?Jianchaling
as

ultramafic??mafic

intermediate--acidic magmatic rocks

well

as

linear volcanic systems

serve as

indicative signatures of the basement coalescence,

which was previously split north—southward

and

subsequently folded and

deformed

by regional

compressions.Thus the author presents that the coalescence belt have bedded
or

formerly-formed
and

ultramafic intrusives in the

sub-bedded structure

experienced later folding synchronous

to the overlying stratigraphic succession,

concluding that the central Basemem Coalescence Belt,though representing different special and

Belt and the

Mian-Lue

Tectonic

Melange

and

temporal evolution pathways yet metallogenetic characteristics,

sharing analogous interior stmctures

diagenetic and

both yield paramount bonanzas in this region.

2.The author systematically and innovatively discusses and classifies the metallogenetic series and corresponding control geological

factors.Metallogenetically
are

concentrated localities with similar

and

mineralogenetic advantages

utilized

as

templates to probe into the Jianchaling

Au—Ni deposit,Tongchang Cu deposit,Dongouba Au-polymetallic deposit and Ganheba Au deposit.After comparison and investigation,the author revealed the close relationship between the primary metallogeneses and the presence of ultramafic rocks

rocks,intermediate—acidic(or acidic)

and mafic

volcanic—sedimentary rocks,consequently reasoning out an effective model for

mineral prospecting in the

Mian-Lue—Ning

Region.Considering geological information acquired
as

from the Jianchaling Au deposit during mining in the depth

well

as

from recent progress of

mineral prospecting in the southern belt,this paper,for the first time,presents that auriferous

enrichments tend

to

OCCur where the primary shearing fault(F45)gave rise

to subordinate faults

that intersected the primary fault plane during late thrust and shear resulting in the accumulation

and

expansion of orebodies,

instead of occurring where the dip of the primary fault

plane

changed.Accordingly,the author recommends to pay more attention to deep—seated intersecting sub—faults together with ultramafic
resoUrces.

wallrocks in

terms

of prospecting for

enriched

mineral

3.Based

on

petrologic—tectonic mineralogenetic theories,this research explicates the Bikou Block, Basement Coalescence Belt this region, of
as

Yudongzi Block,

well

as

the petrologic-tectonic

setting and corresponding metallogeneses in

indicates that the volcanogenetic Group
are

Guojiagou

Formation

and

Donggouba

Formation

Bikou

litho-tectonically indicative
on

characterized by alkali-series oceanic tholeiite

and island—arC

tholeiite respectively,

of oceanic rifling&depressing and island—arc palaeogeography.The litho-tectonic analysis
iv

ultramafic,

intermediate—acidic

and acidic

intrusive rocks

show they

originated

from



homologous chamber yet from different intrusive stages. 4.Based
on

modem metallogenetic theories

on

plutonic

fluids

and shear belts,the

metallogeneses in this region metallogenesis,

Can

be classified into four categories, metallogenesis, studies were and

i.e.,(1)source—element
metallogenesis,

(2)magmatic-tectonic

(3)fluid
also

and

(4)shear-thrust

metallogenesis.Systematical of various of

implemented regarding the
geological
on

theoretical foundation especially the

metallogeneses

concrete

phenomena, alteration
or

influences

crust?-and

mental—-originated

fluids

the

metallogeneses Kuangchang Cu

of the Jianchaling Ni

enrichment,

Jianchaling Au alteration deposit andd

hydrothermal
on

deposit.The author herein highlights that all the metallogeneses

were rudimentally based

the multistage evolution of the Basement Coalescence Belt

and

the

Mian-Lue tectonic Belt.These various metaUogeneses provided necessary pathways for the
concentration,transportation and preservation of mineral
resources

in this region.

5.After integrating the regional mineralogenetic rules,this research exhaustively depicts the relationship between significant geological events and metallogeneses, special and temporal connections between tectonic evolutions 6.To provide detailed,precise and practical and indicates the progresses.

and metallogenetic

guidance

for mineral prospecting in

Mian—Lue-Ning Region,the author,
mineral resources predictions,

after fully taking into account previous problems in

refines his experience

and

achievements obtained in the past

decades of years into establishing some principles
resources

for prospecting and prediction of target

in the region, Jinzishan,

i.e.,

indicating three prospective resource key targets including the

Xujiagou,

Jianchaling(southern belt)and four

candidates.As



matter of fact,

these prospective targets have well stood the test and verification of the subsequent mining and show desirable effects in prediction.Thus the theory, proved practical and feasible.As


method and guidance of this research
resource

result,the other prospective

targets will be

consequently favorably verified.Conclusively,the prospecting signatures established in this research
are

providing indicative guidance and effective methods for geological surveys in

Mian-Lue-Ning Region.
Key words:typical
ore

deposite;metalloganic action;predicting

exploration;Mian-lue—ning

region(MLNR)



论文独创性声明
本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的的指导下,独立进行 研究所取得的成果,除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究成 果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中 不包含任何未加明确注明的其它个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名:

.似||气

2008年1月

论文知识产权权属声明
本人在导师的指导下完成论文及相关的职务作品,知识产权归属 学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览及申请专利权利。 本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或 成果时,署名引用单位仍为长安大学。

2008年1月

2008年1月

长安大学博士学位论文

第一章

绪论

勉(县)一略阳(县)一宁强(县)地区位于陕、甘、川i省相邻处,其南、北分别以汉江断裂带和 勉略构造带为界,由于两构造带分别以北东向和北西向在研究区东部交汇,其区域构造形态整体呈现一

个向西撒开,向东收敛的三角形嵌于扬子地块和秦岭微地块之间,地理上习称“勉略宁三角地带”。
区内矿产资源丰富,已探明大中型金、镍、铁及多金属矿床5处;小型矿床和矿点近百余处,是陕 西省重要的有色及金属矿集区之一。在约1500平方T.米的范围内集聚着如此之多矿床(点)的现象, 早已引起了地质界的普遍关注,并取得地质基础研究理论和找矿勘查许多阶段性成果。本次研究是在总 结前人工作成果的基础上,根据作者多年在研究区勘查经验的积累,以探究金属成矿作用和成矿规律为 重点,运用区域成矿学、构造(岩浆)一流体一成矿系统、造山带成矿等新理论,结合野外调研和近两年 在找矿生产实践中的新成果,通过对典型矿床的剖析,在全而总结本区内生金属矿床矿化富集规律的基 础上进行找矿靶区预测。

§1.1选题依据及其现实意义
进入2l世纪,随着全球化资源经济的快速发展,矿产资源的占有与消耗量、矿产品的供需矛盾口 渐凸显,我国金属矿山或多或少都面临着的资源危机。究其原因,一方面由于矿产资源的耗竭性和不可 再生性,使得资源保有量将会越来越少:另一方面,大多数矿山企业冈长期或过度开采致使资源枯竭而

濒临闭矿。如何寻求新的矿产资源增量?如何在老矿山深部及外围获得更多的矿产资源以延长矿山寿命
问题,已经引起了国家和有关部门的高度重视,2004年国务院正式启动了危机矿山接潜资源找矿计划, 以缓解国有大、中型矿山企业的资源压力。 勉略宁地区作为秦岭造山带主要的多(贵)金属矿集区n踟嘲¨酬,具有良好的成矿区位优势,前人曾 相继发现煎茶岭镍矿、煎茶岭金矿、东沟坝多金属矿床等一批有色及贵金属矿床,但随着地方矿业经济 的发展,部分早期形成的矿山同样也面临资源不足和闭坑的困境。因此提高老矿成矿区带区域成矿作用 和典型矿床控矿条什的研究程度,加强老成矿区(带)地质资料的二次评价,进行找矿靶区预测,寻找 接替资源,是当前从事地质科研、资源勘查工作者共同而对的一个新任务。地质勘查实践证明,选择在 地质工作程度较高的矿集区(成熟勘查区)开展新一轮找矿,或在已开采矿III周边和深部“探边摸底” 仍然是找矿的有效途径之一。由于研究区地质勘查程度较高,其找矿难度也越来越大。应用过去的成矿 理论和方法去开展找矿只能是简单重复,实践证明很难奏效。由此作者以为,开展老区找矿的关键是, 在充分对已知矿床成矿基本规律总结的基础上,虑着眼于区域成矿作用和典型矿床成矿个性与共性系统 研究,不断改进或更新已有的成矿模式或成矿理论,进而促进找矿的有效突破。 近十几年来,国际上一些经济技术发达的国家,在老成矿区带或矿集区由于注重成矿理论更新与研

究而调整勘查思路取得了令人瞩目的成果。1996年,加拿大和南非矿业公司对赞比来一民丰刚果铜钴 成矿带的研究发现,以砂页岩型沉积成因为主的铜钻矿带中含有后生成矿的特点,进而改变勘查战略,
在赞比业一侧发现了多个具有后生成矿特征的铜钴矿床;美国卡林型金矿由于勘查思路的不断创新,通 过寻找有利钙质物沉积的热液硅化等一系列地球化学找矿标志和具有深部穿透能力的物、化探技术,发


第一章绪论

现了许多新的矿床,十年来新探明储量350吨,成为老区新增储量最多的矿带之一;美国特大型沉积一 改造型红狗铅锌矿床的北侧,1995年发现阿加拉克大型矿床,矿石量达7600万吨;我国锡铁山铅锌矿 区2000年开始对成矿规律的研究,通过资料的二次开发,提出了成矿作用的双基底模式及含矿地层层 序等控矿地质问题,在深部探矿中取得了重大突破,2000年以来增加地质储量100多万吨;甘肃镜铁 IIJ铁矿床深部发现富铜矿体、海南石录铁矿床深部发现钻铜矿体等。这些地质勘查成果已经证实,运用 新的成矿与勘查理论在具有良好成矿条件的矿集区(带)或已有矿田(床)外围及其深部进行地质找矿 研究其意义十分重大。 勉略宁地区在新一轮国土资源大调查启动后,随着部分地区基础研究程度的提高,运用成矿条件相 似性的类比方法和新的成矿理论,西北有色地质队伍在勉略构造蛇绿岩带内发现了干河坝金矿床,提交 金矿资源量×吨并进入矿床开发;关地门地区发现3千米长铅锌矿带,其资源潜力x×万吨;同时发现 金家河地区锰矿也在评价之中。不仅在开拓新区方面取得乖要突破,而且实现了勉略构造带内无金属矿 床零的突破。近年来,煎茶岭金矿床外围的水草坪一煎茶铺地区发现南矿带、铜厂铜矿床外围以及东沟 坝多金属矿床深部地区也相继取得重要进展,其找矿成果已在开发论证中。由此可见,加强已有成矿区 带成矿作用和矿化规律的研究,不断提升老成矿区带的地质研究水平是实现老区新突破的重要手段。同 时,新的地质勘查成果也对己形成的理论给于了充实和验证。 本文研究工作依托于西北有色地勘局矿产勘查规划和国家重点基础研究发展规划项目 (G1999043211)以及西北有色地勘局2007年勉略宁地区找矿勘查项目(西色地(2007)18号)“陕西 省略阳县徐家沟一金子山铜、镍、金矿产普查一详查”;“陕西省汉中地区及其周边多金属预查”;“勉略宁 地区勘企数据库建设与成矿预测”开展工作,并接受西北有色地质勘查局人才培养基金的资助。

§1.2研究现状及存在问题
1.2.1基础地质研究进展 勉略宁地区区域地质环境处在秦岭造山带与扬子地块的结合部,这种特殊的构造区位决定了其即有 秦岭造山带不同构造体制下多旋回复合火陆碰撞造山地质构造特点,又有与扬子地块相似的地壳结构特 征。最新研究认为,秦岭造山带由两条主缝合带和其分划的三个次级地块(华北地块南缘、秦岭微地块、 扬子地块北缘地块)组成,整体经历了三个构造演化阶段:(1)早前寒武纪华北克拉通和扬子古大陆增 生;(2)晚前寒武纪和古生代华北和扬子古大陆增生;3、早中生代碰撞造山作用和晚中生代一早新生代 陆内造山演化。这种多旋回、多体制造III过程,特别是燕山晚期发生的带内最强烈的逆冲推覆构造作用 为秦岭多期多阶段成矿奠定了重要基础盯5¨76m引。勉略宁地|又:在新元古代基底增生拼合后,古生代时期 对应于秦岭微地块和扬了地块北缘被动大陆边缘活动带两个次级地块之间,其构造演化与成矿作用与秦 岭微地块具有相似性并为其重要的组成部分¨8‘。 大陆造山带理论的兴起使木区传统的地层系统受到冲击。研究认为,秦岭地区按大地构造单元将地 层系统划分为稳定陆块地层系统(基底变质地层系统和盖层沉积地层系统)和造山带地层系统(沉积地 层系统、变质沉积地层系统、变质火山地层系统和变质杂岩地层系统)两类啊引。而在陕南秦一巴山地区

(包括勉略宁)其构造岩石单位可概括为i套:l、基底变质杂岩系一两种不|_J的前寒武系荩底岩系(Ar。,


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Pt∽);2、主造山作用岩石地层一受板块构造和垂向增生控制的相关构造岩石单元(Pt。一Tz);3、陆内 造山作用岩石单元一中、新代后造山期在陆内断陷、前陆和后陆盆地沉积及』“泛分布的花岗岩浆活动形
成的构造单元。 受南秦岭造IlI带和扬子地块北缘巴III弧凸构造的影响,勉略宁地区现今和构造框架为Nw向与NE 向相交的构造三角区,最新研究成果认为,秦岭造山带表层构造格架至少从显生宙以来,是Ew向和SN 向构造(隆起带与沉降盆地)共存的构造格架,并存在不同的接触界面和断层"钔。秦岭地区在华北与扬 予板块碰撞晚期曾发生岩石嘲拆沉作用,其结果使该区陆内俯冲加厚的岩石嗍和下地壳部分岩石脱离上 部岩石圈进入软流圈,最终导致岩石圈减薄。自中、新生代以来,华北和扬子两地块向秦岭造山带持续 陆内深部俯冲作用,导致南秦岭岩石圈强烈向北挤入,在造山带北、南部边界与内部不同的岩石圈地体 之间,还伴随有不同性质的走滑作用,导致物质的侧向传输旧儿明儿6引。位于勉略宁北部的勉一略构造带, 是在先期秦岭一大别板块俯冲碰撞缝合带的基础上,叠加了中、新生代陆内构造而形成的复合构造带。 作为扬子地块和秦岭造山带构造过渡边界,勉县一略阳一康县段是缝合带内结构、构造发育最为完整,研 究程度较高的地区之一。该带经历了勉略古洋盆打开、俯冲、碰撞和陆内造山阶段,其打开与封闭的过 程町能具有统一的东古特提斯区域深部地幔柱构造动力学背景。阳1。 勉略带以南地区三角地区被认为是晚太古宙一古元古宙时期分属于古华北一扬子克拉通的一部分。 中、新元古代随着统一克拉通裂解,该区处于扬予克拉通裂解地块的两北缘,在秦岭裂谷大的拉张构造 背景下,扬子地块西北缘出现次级裂谷,区内随之发生以基性为主体的火III喷溢一喷发作用,形成碧口 群下部地层及扬子地块边缘增生地体。新元古代随着秦岭裂谷的发育成熟,渔洞子地体向南漂移,与碧

口增牛地体发牛碰撞拼接,扬子地块西北缘进入造山作用阶段,伴随造山作用及在地体拼接过程,中酸
性火山喷发和超基性岩浆侵入作用和基底褶皱先后发生哺4。。 根据“勉略宁”地块的组成性质及构造特征,近年来部分研究者认为,该区至少在新元古代已经存 在的一个相对独市的地质体,其地层岩石建造和构造特征既不同与造山带又不是扬子地块的一部分¨7。。 在勉略宁三角地块内部沿七里沟一铜厂一代家坝明显存在一弧形构造岩浆带,应为一古基底缝合带。该地 块在晋宁期以前属于相对独立的地质块体,并且由基底岩石拼接组成,以七里沟一铜厂一代家坝。一线为界, 分为南、北两个地块,北部由渔涧子结晶基底岩石和何家岩群拉张环境下的陆内活动带过渡件基底岩石 组成,代表古陆块地体:南部由大安群洋盆环境下的拉斑玄武岩过渡性基底组成,代表洋块地体15引。

1.2.2金属矿床与成矿作用研究现状
随着矿床学理论的不断发展和找矿实践的不断深入,研究区内金属矿床的研究水平近几年也有较大 提升,目前总体认识倾向于:勉略宁地区为秦岭成矿带(陕西段)六个重要矿集区(风县一太白县、西 河一成县、勉县一略阳一宁强、柞水一山阳、镇安一句阳、板房子一沙沟)之一。属于秦岭一人别人型Au、 Ag、Pb、Zn、Cu、Sb、Mn成矿带,大致对应摩天岭元古宙、华力西、印支期、燕山期Au、Cu、Ni、 Mn成矿带’3 J。区域地球化学研究表明,在秦岭各次级成矿构造单元中,成矿元素的组合和含量变化有明 显的规律和差别,勉略宁及其邻区的地球化学基本规律是:北部南秦岭区为Hg、Sb、Au、Ag、Zn、Mn、 As元素组合;南部北大巴山区为Mo、Cu、 Hg、zn、Au、Ag、Sb、Hg元素组合;摩人岭区(含勉略宁


第一章绪论

地区)为Au、Ag、Hg、Sb、Cu、As组合。从勉略宁地区内部地质体组成和结构构造分析,前寒武系变 质基底同相邻单元中的其它古老地块‘样,火山岩一岩浆体系富含Fe、Ni、Co、cu等成矿元素。 金属矿床成矿地球动力学研究认为,区域构造一岩浆演化与多期成矿作用足大陆动力学发生发展的 不同表现。研究区成矿作用上要表现为同生成矿作用和叠加改造成矿作用两类。前者发生于造II J带演化 早期,即新太古代一中新元古代结晶基底与过渡基底形成,即中一新元古代拉张、裂解时期。形成了包括 新太古代硅铁建造(渔洞子、阁老岭大型磁铁矿床)、中一新元古代岩浆熔离一改造型硫化镍矿床(煎茶 岭大型镍矿床)、火山沉积矿床(东沟坝Au、Ag、Pb、Zn多金属矿床)和其它多金属块状硫化物矿床。 后者与古生代局限裂解盆地发育、陆间海盆和碰撞造山时期构造一岩浆液体活动有关,形成了铜厂铜床、 李家沟金矿床等。两种成矿作用与地幔羽、热点活动有关,构成了本区成矿作用大陆动力学的基础。 矿集区集中成矿和大规模成矿作用的研究是当代矿床学发展和新趋势,是国际地球科学研究的前沿 课题之一,在第28、29和30界国际地质大会上设立了超大型矿床专题讲坛。现代研究表明,金属矿化 集中出露区和超大型矿床的形成都是在特定的地质构造条件下,元素在地壳中超常富集的产物,这种富

集区或富集体中的成矿元素超常集聚过程是壳一幔体系内形成矿集区的最基本的成矿作用H训H¨,而促
使成矿元素的富集迁移的动力学条件则取决于矿集区乃至更大范围内的复杂的地质构造背景及其演化。 强烈的岩浆一构造一成盆一成矿事件、壳幔混合型岩浆大量发育表明,壳幔物质发生充分混合作用使陆壳 和地幔成矿元素共生在一起,为本区形成复杂的成矿系列提供重要背景。多次挤压和伸展交替的构造变 形导致的陆壳封闭性与可渗透性交替将有利丁成矿元素萃取与向上运移,盆地的发育将创造地表水系统 与深部含矿热液体系统交汇的空间,以驱动巨量金属堆集成矿嫡1。勉略宁地区自太古代以来经历了不同 体制下多次裂解与拼合过程,这种地质块体间的离散与汇聚、张启与闭合作用有助于加强区域性壳幔相 互作用,导致成矿元素的富集,并对地块内生金属矿床的形成和分布规律具有重要的控制作用,是勉略 宁地区最为基础的成矿条件之一畸31。 前人对本区成矿作用、金属矿床富集规律曾进行过部分研究,概括起来主要认识成果有: (1)勉略宁地区变质海相火山岩发育,属地壳金属成矿元素相对高含量区。 (2)赋矿地层从晚太古代绿岩变质岩系、新元古代火山岩系及其震旦系、泥盆系、石炭系等褶皱

盖层均有矿产形成:自晋宁期、加里东期、印支一燕山期都有成矿作用发生,成矿作用多期多阶段叠加、
改造成矿是本区的土要特点。 (3)成矿作用方式主要有海底火山喷发一沉积成矿(东沟坝Au、Ag、Pb、Zn多金属矿床、东皇沟

Pb、zn、cu矿床、红土石含Cu黄铁矿床等VHM型或SEDEX型矿床类型);火山沉积一岩浆热液改造成
矿(铜厂铜铁矿床);超基性岩浆熔离成矿(煎茶岭Ni、co矿床);构造热液(蚀变)成矿(煎茶岭金 矿床、李家沟金矿);具逆冲推覆性质的剪切构造成矿(干河坝金矿床)等。具有多因素复合成矿特征; (4)有Au、Cu、Ni、№、Fe、S、(Ag、Pb、Zn)独立(伴牛)矿床,具多元素成矿作用。
Groves
et

a1.(1998)、Goldfarb

et

a1.(1998)系统提出了造山带金矿床的概念,强调了造山

过程、剪切带控矿和变质流体成矿的要素。现今国内外在造山带内的勇切断层系统、逆冲推覆断裂系统、 变质核杂岩与盖层问拆离滑脱断层系统以及与超基性一基性岩有关蛇绿构造岩带等控矿研究方而已经到



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了一个崭新的研究水平。这些新的成矿理论思想,对本区主要矿床成矿作用、成矿(找矿)模式的研究 也产生了影响,并取得新的找矿勘查成果。近期矿床研究成果集中体现在: (1)与超基性岩侵入(变质)活动有关的煎茶岭大型镍矿床和煎茶岭大型金矿床足本区典型的有 色(贵)金属矿床。对金矿床地球化学、同位素地球化学研究后提出,蚀变超基性岩体是金的主要来源, 成矿流体为岩浆热液及后生低温变质热液,属混合热液驱动的构造一岩浆一流体成矿系统,成因上为与深 变质超摹性岩有关的微细浸染型岩浆热液一构造蚀变岩型金矿幢引。在对超基性岩变质作用研究后提出, 金矿成矿变质热液产生是在秦岭造山后期挤压体制下,剪切构造运动以及构造热条件下使岩体变质产生 变质热液在构造带内成矿阳5|。对煎茶岭金镍矿田地球化学和不同变质火山岩、超基性岩和矿体赋矿围岩 成矿元素丰度研究也取得了新的认识,认为煎茶岭金矿床成矿物质来源不仅仅是超基性岩且与太古代渔 洞子群结晶基底岩系有关。 在最近的勘查和矿山采矿活动中,在超基性岩体北接触断裂(F45)主要控矿断裂的旁侧甲行断层深 部和岩体内部见到小规模矿体(与张兴生个人通讯);根据岩体接触带控矿特征在南部接触带也见到工 业矿体,使过去普遍认为金矿床受(F45)主断裂控制的唯一性和固有成矿模式受到了挑战。 (2)煎茶岭超基性岩浆熔离作用是镍(钻)矿床形成的基本条件,其成矿作用与金川镍矿床具有 相似性和可比性,为岩浆熔离型镍矿床“2|;镍(钴)矿床成囚类型为超基性岩浆熔离+中酸性岩浆热液

改造型,强调后期热液的改造成矿作用;煎茶岭含镍(钻)矿床成因上属岩浆熔离型镍矿床,并存在热
液叠加的成矿作用,其形成与新元古代变质橄榄岩有关H纠Ⅲ1。 (3)勉县李家沟金矿属于元古代基底与震旦纪盖层问形成的构造蚀变岩型金矿床¨2。,近年来对矿 体围岩、蚀变,尤其是对矿床地球化学、矿物学研究取得进展,认为矿床属于卡林型或类卡林型金矿床 阳引。在对李家沟金矿所在的大安一新铺Au、Cu矿化带研究后提出,在区域上Ptz一。一Z之间存在一主滑脱 面,含Au的成矿流体沿浅部次级拆离滑脱断层产状陡变部位成矿,属在伸展体制下形成的浅成低温热 液矿床m1。 (4)以中基性火山一火山沉积岩系为容矿围岩的Au、Cu、Pb、Zn多金属矿床(东沟坝、铜厂等), 在前人海底喷流沉积成矿作用主流观点的基础上,通过矿床同位素地球化学研究,强调了早期喷流成矿 系统和后期改造成矿系统叠加作用∞1。
1.Z

3存在问题:



尽管勉略宁地区经历了半个世纪的找矿勘查过程,区域地质条件与土要金属矿床研究程度较高,资 料积累丰富,部分勘查成果和研究成果在国内曾有过一定影响。但随着现代成矿理论更新和基础地质水 平的不断提高,尤其是已丌采矿床的深部信息和不断发现的矿点(床)现象对早期地质认识和观点形成 了挑战。主要薄弱环节在于以下几个方面: (1)勉略宁地区是‘个地质研究与找矿活动丰富的成熟勘查区,正囚如此,人们习惯于沿袭固有 的勘企思想和传统理论去开展工作,而在运用新的成矿与勘查理论、现代成矿预测理论的系统研究方面 显的薄弱。尤其是在矿床成矿作用方面多数研究成果都是基于矿床勘查时期形成的,对诸如造山带成矿 理论、剪切带成矿理论、流体成矿理沦以及火1l J岩石形成环境与成矿等基础问题研究缺乏深度。不适应



第一章绪论

当前越来越难的找矿形势。 (2)成矿预测的丰要手段仍按照已知矿带或矿(化)点及物化探异常堆砌来完成,对成矿预测理 论研究不足,出现了对区带上宏观研究的多,对可操作的靶区预测很少,大比例尺靶区预测和隐伏矿床 预测工作处在探索时期。同时,部分矿区外围或深部的找矿新成果和地质现象没有融入到新的研究工作 中玄,许多勘查成果中揭示出的地质现象或深部信息与前期地质科研结论相悖,缺乏对勘查阶段和矿山 开采阶段资料充分对比分析,出现新理论实践不足,“热手抓冷馍”的找矿被动局面,勘查和预测工作 效果较差甚至产生误导。 (3)成矿作用研究多集中探讨矿床局部个体条件,对在区域或同一矿集区内矿床(点)之间的关 联性以及学科之间的理论衔接重视不足,缺少较大范闸内的成矿动力学背景研究和成矿系统理论的探 讨。成矿构造研究以现存的显性或浅表层次的归纳分析为主,忽略了地体的形成演化和重大构造事件对 成矿的控制作用的研究。 (4)长期以来,前人习惯将本区火山岩的生成环境笼统地归为一套细碧角斑岩系来讨论与成矿关 系m1,忽略了在复杂构造条件下和岩石一构造环境对成矿作用制约关系问题。 以卜有关问题将在本次研究中给予探索性初步讨论。

§1.3学术思想及研究思路
勉略宁地区为秦岭造山带和扬了板块相挟持的构造三角区,具有十分复杂的地质构造背景和成矿地 质条件,本着课题研究与找矿勘查实践结合的原则,重点研究以下几方面的内容: (1)整理和吸纳前人对勉略宁区域地质构造基础问题研究成果,重点讨论对区域成矿作用有着重 大影响的中部基底拼合带和北部勉一略构造混杂岩带的分布、物质组成、岩石一构造环境等相关问题。以 “两带”形成和岩浆一构造演化为丰线条,探泔本区复合地体的形成和形成后卷入扬子板块与秦岭微板 块的拼贴过程这两个重要地质事件对区域内生金属矿产的控制作用;试应用目前大陆成矿理论所函盖的 造山带成矿、剪切构造成矿和深部(岩浆)流体成矿等理论思想分析研究现存矿化带、矿床与两构造带 之问时间、窄间的关联性和成矿元素源区等深层次问题;试用前寒武纪不同的变质地体、地体间拼合带 岩石一构造组合特征和变形变质关系讨论其成矿作用;重新厘定拼合构造带原始空间位置及对构造带新 的划分意见,用以指导成矿预测和建立预测标志。 (2)以典型矿床为研究窗u,以同一成矿构造带中矿床成矿作用关联性和矿床成因相似性的分析 思路,重点研究与区域成矿构造时、空问演化密切相关的、具有代表性的两个矿田(煎茶岭金镍铁矿田、 铜厂铜多金属矿田)和两个矿床(干河坝金矿床、李家沟金矿床);研究金属异常富集地一矿床(矿田) 的形成和区域成矿带成矿动一热背景之间的关系,进一步揭示勉略宁矿集区区域成矿特征和金属富集规 律:通过矿出(床)矿体地质特征、成矿地质条件、矿化富集规律的对比分析,总结矿床个体与该地区 多金属成矿整体规律,归纳预测相似条件和地质预测依据。 (3)分析研究区内各类成矿地质信息,以地质条件为基础,结合部分有关深部地球物理、地球化 学、成矿流体等信息,提出区域成矿带的新划分意见。 (4)重点对预测区隐伏、半隐伏矿和矿床深部或外围进行大例尺的找矿预测。在研究中,结合当


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前生产,提出1—2处找矿预测靶区,验证一处靶位,力求找矿突破。

按照以上思路,本文拟研究的主要学术问题包括:①与板块缝合事件有关的构造蛇绿混杂岩带、 地体拼合构造带与多金属成矿作用;(萤研究区岩石成因一构造环境与成矿作用;③研究区成矿系列探讨
④大比例尺找矿靶区预测。 §1.4技术路线与研究方法
本次工作以人陆成矿理沦和现代地学信息集成矿预测理论为指导,试应用岩石组合、岩石一构造环 境与成矿、深部流体(岩浆)成矿系统、成矿地球动力学、剪切(推覆)构造与成矿作用等学术思想, 以基底贴拼带和勉略构造带为主线、以矿田(床)成矿特征分析为切入点,以科研与实践结合并能指导 生产为目的进行研究。 研究过程中尝试运用地体构造理论,探讨古地体边界构造、板块构造边界等和地壳一幔不连续成矿 作用,利用矿田、矿床成矿地质特征揭示矿集区(矿化带)元素富集的基本规律;研究方法上,注入作 者在指导生产过程巾新的找矿成果和部分矿山深部勘查资料,对比分析勘查过程与矿山开发过程巾地质 信息的相同点和不同点,应用现代理论重新诠释以往地质资料。

本次研究中应用构造地球化学、岩、矿石稀上、Pb、Zn同位素等地球化学元素特征及地球化学示
踪来探讨深部流体形成及其成矿过程。 矿产勘杏的特点是在不确定条件下进行各种决策,其核心是科学预测问题,而对于地质构造复杂区 或老的成熟勘查区而言,研究方法和创新思维是找矿预测成功与否的关键。本地区近地表矿或地表露头 矿几乎贻尽,隐伏一半隐伏矿体的寻找是当今勘查的主要方向,而处在复杂地质环境中的隐伏矿体与各 种找矿信息判定足一种非常复杂的非线性关系。因而在预测中选择采用矿床成矿系列理论、相似类比理 论及信息综合集成技术(如构造地球化学、频率域激发电位、大功率激发电位等)来探测深部矿化并进 行大比例尺找矿靶区预测。

§1.5本次工作中取得的主要研究成果
1、提出了勉略宁地区是由新太代渔洞子地体和中一新元古代碧口地体经晋宁事件拼合而成的复合地 体。徐家坝一黑木林一铜厂一峡口驿一煎茶岭中部火山带为具有类蛇绿岩构造组合的古拼合构造;复合地体 在加里构造事什晚期变和印支事件构造期分别增置于扬子板块和秦岭微板块。现属秦岭造山带重要组成

部分。现今研究区南部汉江断裂带与北部勉略构造混杂岩带,分别构成本区与扬子板块、南秦岭造山带
的大型边界构造带。 2、通过对本区地质背景和不同建造(地体)结构分析,系统研究了基底岩浆一构造带和勉略构造带 形成发展过程和内部结构。首次提出勉略宁地区“两体一三带”是本区基本构造框架。徐家坝一黑木林一 峡口驿一煎茶岭超基性一基性、中酸性一酸性岩浆岩及其线状火山机构是识别基底拼合构造和标志,其早 期呈近南北向展开,现存方位和形态是岩体与地层发生同步褶皱结果。提出了中部摹底拼合构造带和勉 略混杂构造带足两个时间、空间演化各异,但具有类似内部结构特点的区域性壳一幔不连续,是本区成 岩、成矿作用的重要基础。



第一章绪论

3、应用岩石一构造环境分析、岩浆一构造作用、流体成矿理论、剪切一推覆构造成矿理论全面研究了 本区金属成矿作用。提出了研究区丰要火山岩系属于与古岛弧(包括弧间裂谷)有关的岩石构造组合, 蛇绿岩和弧火成岩组合为金属矿化元素的主要源区。提出基底拼合岩浆一构造带和勉略构造混杂带的构 造演化是金属矿床成矿作用动力学背景,是实现多种成矿作用和完成金属矿床形成源一运一储过程的基本 地质构造条件。 4、在总结区域成矿规律的基础L,全面阐述了重人地质事件演化与成矿作用的关系,初步揭示了 本区地质构造演化史与成矿阶段的时、空对应关系。系统划分了本区六个金属成矿系列九种矿化类型, 对煎茶岭金、镍矿田;铜厂铜及多金属矿田;干河坝金矿床、李家沟金矿床进行了成矿特征的重点剖析。 研究认为:①煎茶岭金矿、镍矿床是同一成矿地质构造环境下的“同位异体”成矿,晚期侵入于超基性 岩体内的酸性岩浆流体对两个不同成因、矿种各异的矿床均有不同程度的改造作用,重点分析了酸性岩 浆流体对煎茶岭镍矿改造作用以及煎茶岭金矿构造一变质流体(蚀变体)成矿途径和成矿作用。②提出 铜厂多金属矿田的形成是与岛弧裂陷环境巾古火山机构喷流作用(东沟坝多金属矿床、陈家坝铅锌矿床、 红土石含锌黄铁矿矿床);基底拼合构造带内超基性、中酸性岩侵入动一热事件改造(杨家坝铁矿床、铜 厂矿床)复合成矿作用引起的多金属矿集区。根据矿田范围矿化蚀变岩的分类研究成果,提出了深部(岩 浆)流体和中酸性侵入热事件产生的成矿热液是形成铜厂式铜矿床的关键条件。③干河坝金矿、李家沟 金矿床主导控矿因素为逆冲推覆性质的剪切构造的成矿作用。矿体富集空间上仍然与超基性岩(干河 坝)、中酸性岩(脉)有关。 对典型矿床对比分析后提出,勉略宁地区主要成矿系列的成矿作用与超基性岩、中酸侵入岩(或酸 性)、基性火山一沉积岩密切相关,“三位一‘体”是找矿勘查有效模式。 5、对基底火山岩系中的渔洞子岩群、碧口岩群郭家沟、东沟坝组、勉略构造混杂带火山岩系的岩 石一构造环境系统进行了分析研究,重点研究了碧口群郭家沟组、东沟坝组岩石一构造环境,分别具有钙 碱性系列大洋拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的特征,推断形成于局部洋壳裂陷、岛弧裂陷的古构造环境。 针对超基性岩,中酸性、酸性侵入岩的岩石一构造分析研究结果推断:勉略宁地区火成岩可能为同一岩 浆房不同阶段演化的产物。新太古一中新元古代地体裂解和拼合事件以及扬子板块与秦岭微地块的碰撞 事件造成奉区大规模玄武岩和基性一超基性岩侵入岩的现象,可能反映两次重要的对流地幔输入地壳事 件,这种壳一幔深部演化过程,提供了本区形成火【II喷流(气)矿床、与超基性岩有关的岩浆熔离镍钻 硫化物矿床、磁铁矿床和晚造LIJ阶段酸性岩浆热液改造铜(钼)、铁矿床最根本的成矿动力学条件。 6、在找矿预测研究中,建立了研究区找矿勘查靶区预测标志,提出了徐家沟地区、金子山地区、 煎茶岭地区(南带)三个重点靶区和五个后续靶区。经两年验证,徐家坝靶区深部见多个盲铜矿体,已 经成为作者所在单位重点详查矿区,其它预测区也有良好的预测效果。据此表明,本次研究工作的理论、 方法和指导思想是基本可行的,口标明确,所建立的找矿靶区预测标志为勉略宁地区今后地质找矿上作 提供了重要依据。 7、根据最新采矿和勘查成果,首次提出煎茶岭金矿控矿构造是与Fts主剪切断裂相配套的一组次级 断层和裂隙系统控制,富矿块的形成与断裂下盘超基件岩体内的次级断裂或裂隙发育程度有关,而不取



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决于F。。主断层自身的产状变化,矿体无侧伏现象,与勘查阶段的结论相差较大。本次调研赋存有金矿 床的蚀变白云岩带中发现小规模富镍矿体,并在同一蚀变带中Au、Ni含量沿走向互相消长。提出了在 深部注意寻找岩体接触带主断裂次级构造密集区金矿体和在金矿蚀变带中寻找富镍矿的找矿建议。

§1.6完成的主要工作量
本论文完成的土要工作量统计如表1.1
表1.1完成实物工作量统计表 完成工作最 实际完成数 收集资料数

工作项目

单位

烈…一加潞罴夏器名蔷



第二章区域地质背景

第二章
§2.1概述

区域地质背景

勉略宁地区在许多地质文献中通常是指勉(县)一略(阳)一阳(平关)三角地区或称三角地带。其 北、南分别与勉略断裂带、勉县一阳平关一平武断裂带与扬子地块、秦岭微地块相接。呈向东收敛,向西 撒开的楔状地块夹持在以上两个地块之间。属摩天岭准地块东延部分(图2.1)。在本次工作中,为满 足论述区域地层与构造完整性,将原“小三角”西部界线限于宁强广平一阳坝一甘肃康县以东地区。 本区前震旦纪地层分布而积约占岩石出露区的70%以上,因缺乏可靠的化石证据,有关地层、岩石

田t圈2田s困4圆s团6圜7圈8圈?囤lO
图2.1区域地质略图 1.第四系;2.寒武系:3.志留系:4.中上元占界;5.板块缝合带;6.基底拼合带; 7.花岗岩体;8.绿岩系;9.不整合界线;lO.研究区

建造等一些重大基础问题一直没有得到很好解决。自上世纪40年代叶连俊,关士聪先生在甘肃南部建 立“碧口群”以来,对其内部的层序和结构方面存在多种意见。80年代末秦克令等在原碧口群基础上 解体出新太古一古元古代渔洞子群和震旦系后,将深变质火山岩为主体的剩余部分归为“碧口群”(即狭 义碧口群)。在勉略阳(小三角)区新划分的碧口群层序问题上有人认为认为北新南老(史伦祥等,1991), 也有人认为北老南新(吴闻人等,1995)。“八五”期问,地矿系统新编I/5万区域地质图将碧U群进一 步解体,划分为下部人安群、何家岩群和卜部“碧口群”j部分。此期间还有肖思云(1988)、陶洪祥 (1993)、吴闻人(1995)划分的各种方案。然而,由于勉略宁地区处在特殊的构造环境下,岩石的变 质,变形较强,很难用一种地层划分方案来进行规范,因此,根据作者根据在该区多年工作经验和对资 料的掌握程度,为研究方便起见,本文提出可与部分方案对比地层系统,其中碧u群分为下部郭家沟组 和上部东沟坝组两部分,大致对应于吴闻人等(1995)划分的陈家坝群、大安群和碧口群。见区域地层 对比表(表2.1)。

10

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表2.1勉略宁地区地层划分对比表

陕两区测队

碧U幅1:
200000 1967

西北彳r色 陕西省地质志1984
711队
1986 C

陕两区测队省 思云等1988

陕两综合研究队 吴闻人等1995 上岩 组
踏 础
¨●

本课题



略阳组


炭 系
,,“,‘

S2

中j占留 统


塔坡 寺组 略阳 组
荷叶



略阳群




下 石



古 生 界


D—C


踏坡群

炭一


选将平


中岩 坡 组


古 生





泥 盆 系





D1-2



宽川埔 组
颦天



坝组 望天 坪组

三河口群

盆 统

下岩 组







/,

灯影 组


坪组
bk3

五岩 组 下
寒 雪 花 太 群





上 兀
——

四岩 组


拐 组



生 界

九道 拐纰

陡山 沱组

古 界
bk23

九道 拐纽

且 系

断头崖组

武 统一
_I良


上 统
断头

三岩 坪 组 一石 组 ‘岩 组

晚 兀
—J



下震 旦统

断头 崖组
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崖 组

崖组
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j/。



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四 亚



郭 家


四亚


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三岩 组 一石 组 ‘岩 组 中 晚 兀



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大安岩群




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震 旦 系 下



陈家坝岩 群
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洞 一r

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一亚 群

晚 太


鱼 洞 子 岩

绿岩 花岗 片麻 石 晚 太
古 界

上 鱼 洞 哑 群









r 下 群 业


第二章区域地质背景

§2.2地层系统及形成年代
2.2.1渔洞子岩群(Ary) 为本区最古老结晶基底,分布在略阳县何家岩,阁老岭和宁强一二里坝,曾家河一带,现存的分布形 态大致呈南北向展布,与相邻的地质体以断层方式接触。岩石变质程度为带有普遍混合岩化的角闪岩相, 具有花岗一绿岩建造的结构特点。本文讨论按照岩石变质和变质相的空间组合关系,将渔洞子岩群划为 上、下两个亚群和三个岩组: (1)下亚群(Ar3Y,)

混合花岗岩一片麻岩岩组:
丰体分布于略阳阁老岭一渔洞子一带。主要岩石组合为条带状混合岩(基质成分为浅粒岩或斜长片 麻岩)、混合岩化浅粒岩、混合岩化花岗岩、片麻岩等:其同位素成岩年龄集中在:阁老岭地区混合岩 锆石u—Pb法年岭2657±9Ma(秦克令,1999);中国地质科学院测得Sm-Nd等时限年龄为2600Ma;sIIr州d 全岩年龄2688___84Ma,相应的模式年龄为3017___69Ma(张宗清,1996); (2)上亚群(Ar。Y:) ①绿岩岩组:岩石组合以斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、黑云母斜长片麻岩、角闪绿泥片岩、绿泥 斜长片岩、阳起斜长片岩及磁铁石英岩等。主要分布在花岗混合一片麻岩的两侧以及渔洞子群南部地区。 以含磁铁石英岩为特点,斜长角闪岩或角闪岩以脉状无规律分布在不同岩性中。其中角闪岩脉的全岩 K—Ar稀释法年龄2083+__30Ma(秦克令,1995),与北欧、南非等地太古代地体中的角闪岩脉相类似。近 期研究认为,该套岩系组合是由基性火山岩变质向.成的斜长角闪岩;由英安岩一流纹岩变质而成的浅粒 岩一片麻岩以及磁铁石英岩可能为一套表壳岩组合。 ②硅质岩一大理岩岩组:此类岩性组合以往很少有人提及,主要大面积分布在西部的曾家河地区, 以条带状硅质岩,石英岩夹杂硅质人理岩,斜长角闪岩夹不规则磁铁矿透镜体等。岩石具有变余层理的 沉彩{韵律构造,整体产状呈北北东一北东向,与区域主要构造线方向斜交或近于乖直,该套岩性出露区 位于渔洞子群的南部,二者衔接区部分被下古界碎屑岩盖层覆盖,对于这一岩组究竟归于太古界或元古 界地层历年来颇有争议。作者根据多年的野外工作,认为其组合与渔洞子绿岩系为连续性的接触关系。 应属新人古代晚期一古元古代过渡沉积变质层系。 对渔洞子岩群内部结构及相关变质岩组分解后认为,从混合片麻岩一绿岩一硅(铁)沉积变质岩相到 同位素年龄数据均显示,自新太古代后长期处于稳定克拉通化环境,逐步发展成为一个成熟的古陆壳而 长期稳定存在,是一个相对独立的新太古代地质块体。其岩石变质结构、构造及其含铁硅质建造层特点 可与太华群(河南洛宁)和崆岭群(三峡黄陵)等对比,推测可能为扬子克拉通北缘碎片。 2.2.2碧口岩群(Pt2-3b) 是勉略宁地区最为广布的火山岩系,约占奉区前震旦火山岩叠置厚度的65%,在甘南和川pli北一带 也有广泛出露。主要是一套浅变质海相火山岩系,区域上自东向西火山物质逐步减少,至川西地区基本 上过渡为夹有少量凝灰质浅变质海相陆缘碎屑沉积建造。而研究区火山岩极为发育,达绿片岩相变质程
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度。由于受多期构造置换,原始层序很难识别,使地层层序划分更加困难,根据岩石组合特特征、岩石 化学、微量元素及部分同位素年龄数据将其划分为郭家沟组和东沟坝组。同位素模式年龄相对集巾在中 一新元古代。 (1)郭家沟组(Pt。一。bg) 分布于徐家坝一罗家山一黑木林地区,罗家山以东为北东向分布,以西转为南北向。该组地层总的岩

性结构为细碧岩+细碧质凝灰岩+沉凝灰岩+凝灰质板岩+少量角斑岩,具有呈基性一中基性的火山喷发一
沉积建造和特征。岩层变形主导面理为S:,局部可见S。面理残留;部分剖面结构中可见枕状、杏仁、 气孔残留构造,下部岩石以基性的玄武岩为主,岩石组合较简单,中上部出现较多的中酸性火山岩,并 与基性火山岩频繁交替产出,伴有火山喷气沉积物(硅质岩、碧玉岩及重晶石岩);铜厂地区则出现了 基性喷发集块角砾岩、集块岩、集块熔岩等。 该组火山岩Sm-Nb模式等时线年龄1836Ma(桂林地质研究所,1995),1611±118Ma(张宗清、1996): Rb—Sr法等时线年龄1038.05Ma(李军1988)。 (2)东沟坝组(Pt-一zbd)

主要分布在郭家沟组的两侧,北部出露于峡口驿一东沟坝一接官亭线等地,南部主要在白果树、青
羊驿、新铺一带。分别以断裂构造与郭家沟组和鱼洞子岩群接触。南、北段分别呈NEE和近SN向展布,

以中酸性火山喷发一沉积变质岩为主,火山碎屑岩十分发肓,主要岩石组合为;角斑岩,石英角斑岩,
集块角砾岩,中酸性火山角砾岩,凝灰岩,沉凝灰岩,凝灰质板岩;目前收集到的部分同位素年龄资 料有:东沟坝变火山全岩Rb-Sr法550Ma(张宗清,1996);红土石地区变角斑岩火III岩全岩Rb—Sr法 829Ma(赵祥生等,1990);其余岩石同位素参考年龄大致集中在500-800Ma之间。 2.2.3盖层 本地区沉彩{盖层由下而上有早古生界一晚冗古界(z)断头崖岩组、九道拐岩组;晚古生界(D,c) 泥盆系塔坡群(三河口组)和石炭系略阳群。其问碧l::l-Z,Z-D之间为不整合接触关系,各组岩性组合 为: 断头崖组(z。):砾岩、白云质灰岩、炭质板岩夹磷、锰矿层、上部为硅质白云岩。 九道拐组(z。?):下部凝灰质板岩、硅质条带白云岩、粉砂质板岩及泥灰岩。 塔坡岩群(D:一。):砾岩夹砂岩。 略阳岩群(C。):灰岩夹页岩,含有珊瑚化石。 盖层各组沉积环境自下而上分别为:火山洼地、不整合之上叠盆地一断陷盆地沉积环境。 断头崖碳酸盐岩同位素年龄(Pb—Pb法)800--854Ma(刘肇昌等,1996),九道拐泥灰岩获得Rb-Sr 年龄为651Ma(秦克令,杨静华,1983;)推定该组地层分别形成于早、晚震旦世。 勉略宁地区北部原为三河口泥盆系地层在勉略构造混杂岩带中讨论。

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第二章区域地质背景

§2.3岩浆一构造热事件及其特征
根据对勉略宁地区部分火成岩同位素年龄测定数据整理分析,自中、新元古代到中生代均发生过与 构造一岩浆事件热事件(表2.2),主要岩浆构造热事件有下述特征::
表2.2勉略宁地区火山、侵入岩同位素年龄表

注:覆rfT的构造事件和构造期年龄时段采用《中12人地构造掌荆萤》【刀天丰着?2004牛)

(1)岩浆喷发(火山)构造热事件:火山构造作用主要集中于新太古代一中新元古代时期,同位年 龄值主要介于550—2688Ma,岩浆热事件主要表现形式为下地壳及上地幔大规模的玄武岩浆的火llI喷发、 喷溢作用和与地体俯冲拼合期有关的超基性(基性)类蛇绿岩侵入构造作用。新太古代阶段发生以渔洞 子岩群具有裂谷成冈的不完全分异火山作用,形成渔洞子岩群下部火山一沉积变质绿岩系以及硅铁建造。 从变质火山岩测定年龄值推断(斜长角闪岩U-Pb2657±9Ma,秦克令,1992),火山作用形成在五台构 造(2800~2500Ma)期间,最终形成本区新太古代克拉通化初始陆壳。根据其内的硅铁建造可与华北地 台南缘太华群(2800—2500Ma)对比,推测其为太古代华北克拉通陆核离散碎片。而最新资料显示该套 岩石组合及其同位素年龄值与鄂西东冲河岩群斜长角闪岩(2891Ma,锆石U—Pb法,李福喜等,1987)、 大别山黄土岭群的麻粒岩(2820~2165Ma,锆石U—Th—Pb法)、胶南岩群(2618 Ma锆石年龄)也有可 对比性,其主要构造热事件演化及元素地球化学特征与扬予板块古陆核比较接近”引。这种两而性可能与 本区所处的扬子与华北太古代统一克拉通之间特殊位置和形成复合地体后卷入到秦岭造llI带一扬子板块 碰撞带内的构造环境有关。
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古一新元古代时期,伴随着全球性的地壳大裂解,本区又一次更大规模的火山喷发岩浆热事件发生, 其规模之大,分布面积之广,同时伴有次火山侵入活动。形成了以碧口地体为主的火山堆积体,郭家沟 组和接官亭组是中一新元古代扬子地块西北缘岛弧裂陷背景有关岩石记录。在晋宁事件完成碧口元古代 地体的形成并在构造末期完成新人古代渔洞子地体与中新元古代碧LJ地体的拼合焊接,形成了中部超基 性一基性一中酸性岩浆火山活动带和第一次造山作用。 岩浆作用另一时期发生在晚元古代一早中生代阶段,包括勉略宁复合地体在内的扬子板块西北缘 (D—C)产生陆缘裂陷,形成以勉略带为代表的原三河口组基性一中酸性火山岩、基性一超基性裂谷火成 岩组合。(火山岩SIIr.Nd法年龄241Ma,李曙光,1994),成为秦岭一扬子板块碰撞造山带内勉一略构造 混杂岩变形基质的重要组成部分。 (2)岩浆侵入构造热事件:本区的侵入体从超基性岩一酸性岩类;从深成相到浅成相,从岩基到岩 株均有分布。时间上从新元古代煎茶岭、峡口驿、铜厂超基性岩为代表的侵入作用开始,早古生代一中 生代随着区域构造体制转换与调整,继而向偏巾酸性的闪长岩、花岗岩类转化。中生代为本区最为重要 的岩浆侵入活动期。对勉略宁地区金属动一热成矿具有关健作用。总的特点是:按照岩性类别可进一步 分为闪长岩类和花岗岩类,以闪长岩为多,~般出露面积1平方千米或更小,规模较大的闪长岩体有铜 厂岩体和园坝子岩体。其中铜厂岩体面积约2平方千米,空间产出位置与基底构造拼合带内的古火山机 构有关(杨铭君等1995),同位素年龄233.3(全岩Rb-Sr,刘铁庚等,1995),岩体内部具有较明显分 异,自南而北从闪长岩一石英闪长岩,有从早到晚趋于酸性的演化特征。根据岩石化学资料类别岩体具 有地幔分异物质组分盯¨。园坝子岩体出露面积约3平方千米,侵位于基底拼合带中段的罗家山地区,为 石英闪长岩一闪长岩组合。此外还有西部地区的八海闪长岩体、关口垭石英闪长岩体等。

花岗岩类主要有华严沟二长花岗岩、七里沟黑云母花岗岩、金子山斜长花岗岩、煎茶岭花岗斑岩等。
同位素年龄时限集中在194-233Ma前后,个别年龄值偏大(如七里沟岩体)。前二者侵入于碧口地体内 酸性火山岩内,后者侵入于在早期超基性岩体内(煎茶岭花岗斑岩体)或其边部(金子山岩体)。 中酸性一酸性岩浆热事件为本区重要的,‘次构造热事件,主体发牛在印支一燕山早期构造阶段,是本 区在卷入秦岭造山带体系后,随着陆一陆碰撞作用的持续加剧,造山期或造山期后大量的地壳重熔型岩 浆或深部岩浆的底侵活动产生的岩浆热构造事件。由中酸性一酸性岩浆侵入活动引起的岩浆流体对早期 形成的火山岩内的矿源层,先期形成于铁镁质岩浆岩内的矿体产生了强烈的改造,成为本区主要成矿作 用之一。 在上述主要构造热事件的间歇期,出现了相对平稳的地壳升降运动,加里东、燕山构造运动晚期正 是处在地壳水平与垂直运动的调整时期。出现少量的基性脉岩及酸性侵入体,对本区地质构造及热状态 影响较小。

§2.4基本构造格架
长期以来,人们习惯于以略阳一勉县一褒河北西西向断裂束为界,作为划分扬子地块和秦岭造带的边 界构造带,将断裂南北的构造演化视为截然不同的两个系统,将本区内部的构造框架建直在现存的显形 断裂~褶皱构造中,偏重-j:表象的几何学方而的配套与组合研究,忽略了地质演化过程中重要构造事件
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第=章E域地质背祭

形成的隐形或被置换改造的构造形迹研究。本区在地质演化过程中至少经历了两次地体与地体、板块与 板块间的相互作用.其间形成的地体拼台带、扳块缝台糟是区域构造一岩浆发生演化的基础。 由晚太占代渔洞子地体、新元古代碧口地体构成的复合地体,是个相对独立古老变质地层地体构 造单元。中部(元坝子黑术林铜厂一煎荣蛉)火山一岩浆侵入岩带是两地体『日J裂陷一拼合过程形成古构
造带,是二二角地区内部成岩、成矿最基础构造之一。其岩石学特征是由有黑术林、棺材I¨、铜厂、柳树 坪前茶岭等大小23处超摹性岩体和8处酸性岩浆岩带。总长约50余公取.受晚期构造运动影响超蕈件 岩体与地层同步褶敏。局部早“E”断续出露,原始产状应为近sN向与渔洞了地体展布方向j匠于一致。 从上述岩石地层及变质变形分析来看,两地体问并非同一构造层组合.现存两个构造层内部的褶皱样式 及构造线方向双向瓦帽吻合.是岗复合地体形成后共同经历了晋宁构造运动和奉区规模最太且相对屉晚 发生的秦岭与扬子板块造山作用改造结果。北部勉略构造棍杂带(以下称勉略带)是秦岭造山带与杨子板 块碰撞对接缝合带的重要组成部分,具有相对独芷的构造演化史,它实现了扬子(包括勉略宁地区)与

秦岭地块的焊合,井在形成后沿汉江断裂咀移置地体方式再次贴拼于扬于地块北缘。
勉略宁地区最新解译的TM遥感阿象显示.本区展现的构造现象以线性为土,局部套叠有环形影象。 线性构造走向为NE—NNE向、sN、近Ew和向一纽,勉略构造带和汉江断裂带均其有地成块体争元划分的

地质意义。存以l构造框架基础h.次级线性构造在嘉陵江以西地区表现为简单的N。|E-NNE和删向断裂 系统:以东地区(勉略宁小区)则较复杂,表现在基底岩系中除了具有以上方向的构造外.叠加有sN
向隐伏线状构造,推测‘,基底渔制了岩群和碧u岩群拼台构造带有关。北部勉一略—康一带和西南部青术 川一仓社阳甲关一带是两个线眭构造高密度区。分别显示小秦岭和扬子这两个相邻地块构造边界条件对 本区构造形式的影响和制约(图2 2)。

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基底一盖层各岩系均表现出不同的岩石变形、变质特点,从渔洞子群强烈混合岩化和角闪岩相的变 质作用、碧口群内部的紧密褶皱构造和绿片岩相的变质作用至盖层脆性断裂和浅变质作用等,都说明勉 略宁地区岩石地层经历了多个构造变质阶段,不同的地质块体分属不同的构造层次。由于基底构造层面 理置换强烈,属典型的“非史密斯地层”系统,无法解析出其内部新老关系,因而区域大套层序仅根据 上、下构造层关系由,变质基底与轻变质盖层之间的一系列背、向形(由南向北有鸡公石向形、铜厂背形、 九道拐向形、何家背形等)褶皱构造判别,基底层系参考变质程度和各变质群落或地体内岩石同位素年 龄确定相对新老关系。 综上述,现今勉略宁地区总体具有“两体三带”(渔洞子及碧口变质地体;基底拼合构造带、勉略 构造混杂带和南部的汉江深断裂构造带)的基本构造格局。其内部的构造演化大体经历了新人古宙裂陷 盆地发育阶段,形成本区最早的渔洞子火山变质岩系;中、晚元古宙伴随扬子板块北缘广泛裂解,形成 了以碧口群、西乡群、火地垭群为代表的陆缘裂谷到洋盆环境的海底火山一沉积岩系。晋宁期两地体碰 撞拼合,使碧口古洋盆消I’:,进入晋宁期构造拼贴以及其后的陆内造山演化阶段。其后木区成为扬子克

拉通地块的一部分,并接受统一的震旦系盖层沉积。早古生代末一晚古生代初期沿勉一略带产生新的大陆
边缘裂陷,导致勉略有限洋盆形成,本区与扬子西北缘克拉通一道作为陆缘增生地体也卷入板块边缘裂

陷体系内。中生代始,伴随勉略洋盆闭合和持续的造山活动,作为秦岭陆内逆冲推覆构造体系的组成部
分整体进入造山过程。因此,勉略宁地区构造演化经历了多次不同构造体制下的裂解与拼合、多期岩浆 一构造热事件作用,这种环境构成了多金属矿床成矿作用的基础。

§2.5现代地球物理场与区域成矿元素地球化学
勉略宁地区在秦岭造山带区域重力布格图异常中位于武山一武都巨型梯度带之东,柞水一青川次级梯

度带两段北凸的部位(图2.3)。整体处于重力高地区(一120_一140mgL),略阳一阳平关东-两侧等值线有
较明显的高梯度特征。其内部结构总的趋势为中部高重力区和北部(勉、略构造带)低重力区,小三角 区域由尔向西重力梯度减低。高重力区多与超基件、基性岩和人面积基件火山岩一致,低重力区与中酸 性岩体有关。

图2.3勉略宁地区重力布格异常图
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第二章区域地质背景

根据秦岭地区1/5万高精度区域航磁资料显示晗1,勉略宁地区磁场沿两带三个方向展布,西部青木 川一苍社一带异常轴线总体为北东或北北东向;渔洞子一略阳一郭镇呈东西向,另在三角地区内部阳平关一 煎茶岭东西两侧存在有明显航磁异常梯度带,与基底拼合构造和遥感南北向线形构造基本相一致(图 2.4)。磁场强度范围在-157nT~385nT,整体表现现出正负异常相随,北陡南缓,负异常场多以带状分 布为特征。

图2.4勉略宁地区重磁异常图(据王瑞廷,2005)
卜航磁正异常等值线;2一航磁负异常等值线;3一重力负异常等值线;4一航磁零等值线

将区域航磁成果原平面弱证磁异常向上延拓20千米后碌示磁力低异常,推断本区下伏地壳为硅铝

质嵋3。。其磁结构特征表明本区卜地壳自太古代一中晚元古代形成以来基本未受到火规模岩浆改造,迄今
已演化为一个大陆地壳的结构特征。 根据柯尔莫戈洛夫一斯米尔诺夫正态检验剔除法,对勉略宁区域水系沉积物Au、Ni、Cu、Zn、Pb、 Ag等分析成果进行了处理,在一定程度反映了区域成矿元素的某些特点(表2.3)。 表中可以看出,区域上Ag、Pb、Zn、co略高于地壳克拉克值,其余则低于维氏克拉克值,而后者 则为本区主要成矿元素,元素变化系数很大,这种成矿元素地球化学分布的不均匀性和分散性,反映出 成矿元素有向某一岩类或特定地质体(带)富集的可能条件。
表2.3区域水系沉积物元素丰度表

注:Au、Ag的含量发其克拉克值单位为×104;其他元素的含量及克托克值单位为×lO“,变化系数单位为x lu一:(据袁尧天,1997)
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§2.6区域矿产
勉略宁地区为陕两省多金属主要矿集区,矿产资源丰富,金属矿产主要为金、铜、铁、铅、锌、镍、 钴、锰等;非金属矿产有石棉、硫、磷矿等。已发现有色、黑色及贵金属矿床(点)150余处,其中大 型铁矿床2处;大型镍矿床l处;大中型金矿床三处;中小型铜铅锌多金属矿床三处。 本区勘查工作始于20世纪60年代初期,工作重点集中在火山一沉积变质岩系磁铁石英岩型铁矿和

与超基性岩有关的磁铁矿、铬铁矿找矿方面,上世纪70年代铁矿勘查取得霞大突破,相继发现了渔洞
子、阁老岭、杨家坝、水林树大一中铁矿床和黑木林、煎茶岭石棉矿床以及二里坝含铜黄铁矿人型矿床。 完成铁矿储量×亿吨,建立了陕西重要钢铁基地。80年代中后期至90年代后,随着我国分析测试技术 的提升和地质勘查工作的专业化体制的改革,有色及贵金属找取得巨大进展,相继发现了煎茶岭大型镍 矿床、煎茶大型金矿床、铜厂铜、铁矿床、东沟坝金及多金属矿床、李家沟金矿床等。在国土资源部新 一轮国上资源大调奄开始后,根据本区以往的地、物、化、遥的成果和已总结山来的基本规律,用新理 论、新方法开展老区新评,尤其是在勉略构造混杂岩带中先后发现了干河坝金矿床、金家河金矿化带和 关地门银铅锌多金属矿化带等。进一步证明和展示了该区巨大的找矿潜力。

勉略宁地区具有得天独厚的金属矿产成矿条件,是秦岭重要矿集区之一。经各地勘单位近四十年的
找矿勘查,发现了一批国内有影响的有色、黑色及贵金属矿床。随着老成矿区基础地质研究的不断提升, 新的矿床理论的不断实践,实现勘查老区的新发现和重大突破是有J“阔前景的。

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第三章区域金属矿床成矿规律与成矿系列

第三章

区域金属矿床成矿规律与成矿系列

§3.1区域金属矿化富集与分布规律
中同地体构造研究成果显示出,许多地体具有独特的矿产类型和成矿专属性,地体内部的构造、岩 石条件决定着不同矿产类型的矿化富集规律。勉略宁复合地体在其形成与发展过程中,经历了太古代与 元古代基底(地体)的形成与拼合阶段以及拼合后的复合地体与秦岭造II I带焊接贴拼过程。这两次重要 的张—合构造对本区金属矿化富集和时空间分布提供了重要背景。 3.1.1成矿元素富集的分带性 相对于成矿元素区域地球化学背景的不均匀和分散性而言,元素对不同地质体或地质构造异常带的 选择富集是奉区的成矿特征之一。据统计,本区已发现并探明的金属矿产有金、铜、银、铅、锌、铁、 锰、铬矿床等,为探究勉略宁矿集区成矿元素的基奉规律,本次工作对作者所在单位80年代勉略宁地 区I/5万分散流及部分土壤晕扫面成果重新进行了梳理,对具有工、Ik意义的主要成矿元素按随机取样点 的自然展布特征,划分出了三个成矿元素地球化学高背景场和五个地球化学异常带。其中地球化学异常 带主要有:(1)干河坝一横现河Au异常带:(2)略阳县一关地门一五郎坪Ag、Cu、Pb、Zn异常带;(3) 徐家坝一巩家河一银硐山一铜厂cu、Pb、Zn、Au、Ni、Co异常带;(4)鱼洞子一煎茶岭一峡口驿Au、 Ni、Ag、As、Hg、Co、V异常带;(5)娑婆沟一红岩沟一李家沟一新铺Au、Cu、Zn、As异常带。上述 5个异常带分别位于勉略构造带西、东部;中部基底拼合构造带南、北两端以及汉江断裂带上盘近旁等 构造位置。另据统计,研究区约1300平方千米面积内,成矿元素异常分布区和矿化地质体出露面积仅 占3/10,80%以一卜金属矿化点(床)相对集中于三角地区中部和北部,分别呈近北东向和近东西向展 布,空间上与前述勉略宁地区“两体、三带”构造框架基本吻合,具有明显分段富集、成带分布规律性。 反映出区域基本构造格架对成矿元素分布的制约作用(图3.1,3.2)。 3.1.2地体基底拼合带内金属矿化富集特征 基底拼合带在现存岩石记录上反映的是大致呈北东或南北分布的超基性、基性、中酸岩浆火山岩带, 南自宁强徐家坝,北至略阳煎茶岭。整体置于勉一略一阳三角小区腰线附近。带内岩石主以郭家沟组火山 岩和其同位产出的超基性岩为构造带重要的识别标志,因受地体拼合后地壳南北收缩(推覆构造与褶皱 作用)和走滑作用的影响,部分地段随地层褶皱扭曲变形,使形成于拼合期的碧口群的火山岩及超基性 岩带凶构造变厚、变位或走向缺失,但多会属矿化和成矿元素异常仍与构造带在展布空间一卜有着较强的 依附陡。沿此构造一岩浆岩带自南向北分段矿化特点为:

(1)徐家坝一银硐山铜铅锌矿化带:分布于拼合带的南部,长约10千米,宽5川千米,带内以
基性一中酸性火山岩为主,直接矿化围岩有变质基性熔岩,细碧质火山碎屑岩、细碧质角斑岩、赤铁
角斑岩、火山角砾岩、赤铁石英岩等岩石组合,带中见零星超基性岩体,地层(主导面理)方向为近南 北向。基本保持了拼合带原始的构造特点。代表性矿床(点)主要有:银硐山Pb、zn、Au矿床、二里 坝含Zn黄铁矿矿床、大石岩Cu、Au矿点等。矿化主元素以PbZn、Cu为主,伴生Au、Ag。矿物组分复 杂,成矿环境与破火山口和火口边缘同牛断裂有关。后期改造富集相对弱,矿体倾向延长大于走向延深

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是此段矿化的主要特点。基本反映出地体拼台前在裂陷海槽内火口喷气一喷流过程中主期成矿作用。 (2)缸土石一铜厂铜金银、黄铁矿矿化带:分布在拼合构造带的中部.长约15千米,带内岩石组

田3 I勉略宁地区威矿元素CuPbZn异常固

田3.2勉略宁地区雇矿元素AuA-gNi异常圈

第三章区域金属矿床成矿规律与成矿系列

合为细碧岩、角斑岩,中酸性火山凝灰岩,凝灰质板岩,千枚岩等。火山岩带中出露有二里坝花岗岩体, 铜厂闪长岩体以及四季坝,杨家坝超基性岩体等。在超基性近旁以基性火山岩为丰,两侧多为中酸性火 山岩。其代表矿床有产于火山凝灰岩中的二里坝块状黄铁矿床,庙坝黄铁矿点,红土石含cu黄铁矿床、 陈家坝铅锌矿点、产于火山洼地与喷流岩有关的东沟坝重晶石型多金属矿床(Au、Pb、Zn、Ag)、产于 火山穹窿与后期岩浆改造有关的铜厂铜矿床、产于超基性岩体中的杨家坝铁矿床、四季坝石棉矿床(陕 南石棉矿)等。据作者早期研究∞引,该段内的块状黄铁矿床和东沟坝金多金属矿床分别与火山作用晚期 喷流一喷气作用有关,似层状黄铁矿体反映平静期火山洼地的沉积环境。此段因位于基底拼合带中部, 后期构造拼合阶段岩浆中酸性岩浆热流体改造作用较强,深部流体对先期形成的矿床或矿化体改造富集 作用明显,如铜J‘铜矿床等。

(3)柳树坪一煎茶岭镍、金、铁矿化带:位于拼合带的北端,此段的超基性岩体连续性好且随地 层同步褶皱呈“之”字形。受勉略构造带及略阳一峡口驿一茶店北西向断裂的影响,岩石变形,变质较
强,以蛇纹岩、滑镁岩为主,镍、钻、铁矿化为主且直接产于超基性岩体内或岩体接触带,此段火山岩 主要为变细碧岩、角斑岩等基性中摹岩类。缺乏火IlI爆发或喷流岩组合,形成主要与超基性岩有关的 煎茶岭镍矿床、煎茶岭金矿床、煎茶岭磁铁矿床、柳树坪铁矿床和多处铅锌矿点。 综合分析认为,中部基底拼合带总的矿化规律为:

(1)多金属矿化与异常带与基底拼合构造带的火山一岩浆岩展布空间基本一致,金属矿化具有集
中成带、分段富集的特点,且远离构造带的其它区域矿化与相关异常减弱或无。异常与矿化带在空间上 重合性较好。 (2)矿化类型与带内火山岩及岩浆岩具有成因意义上的依附性和极强的成矿专属性的特点。如火 山一沉积为丰的东沟坝多金属矿床、红土石、二里坝含铜黄铁矿床;与火山机构有关的喷发(流)为主 的东皇沟矿床、大石岩矿床等;与超基性岩有关的镍矿床、磁铁矿床;与超基性岩有关的蚀变岩型金矿 床以及岩体自变质形成的黑木林石棉矿床、小沟石棉矿点等有关非金属矿产。 (3)部分矿床形成与火口或近火口环境,以火山角砾岩、赤铁石英岩,铁硅质构成的直接矿化围 岩为标志,反映了多金属成矿作用与地体拼合早期带有裂谷(陷)性质的古火山穹窿、洼地环境有关。 (4)地体拼合作用各阶段形成的非同期而同位的超基性岩、中酸性侵入岩对裂陷期火山作用形成

的矿体或矿源层叠加或改造成矿(铜厂一东沟坝矿田,煎茶岭矿田)是本区的重要成矿特点之一。
3.1.3勉略构造蛇绿混杂岩带金属矿化富集特征 秦岭一大别南缘缝合带的研究工作已经取得长足的进展,勉略带作为该带内典型的蛇绿构造混杂岩 区地质研究取得许多理论成果,但找矿勘鱼工作较南部地区起步较晚,对带内的成矿条件研究也少之又 少。从1997年始,作者所在单位在该地区基础研究成果理论的指导下进行找矿实践,此后不断有新的 找矿发现和突破,迄今发现十余处多金属矿床(点)和众多的地球化学异常,通过新发现的个别矿床研 究以及对带内找矿积累资料研究认为,勉略带已构成继中部基底拼合带后又一个新的矿化密集带,主要 成矿元素有Au、Pb、Zn、Ag、Cu、№等,初步形成多个矿化异常带,矿化亦具有分段、分带富集趋势:

(1)干河坝一横现河会、锰(磷)矿化带:集中丁略阳西部,长30千米,宽5—10千米,此段被

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认为是研究勉略缝合带构造混杂堆集的典型区域。原层系曾定为泥盆纪三河口组,以中基性和中酸性火

山岩、碳硅质岩,部分碳酸盐岩及陆缘沉积碎屑岩组成,现研究认为是南上述岩性组成的叠置构造岩片
混合堆积带。除有蛇绿岩、岛弧火山岩、洋岛火山岩及山碎屑沉积岩外,还夹杂有许多前震旦系的外来 岩块。金属矿化主要以Au、Mn(P)为主,前者与裂陷期火山岩以及蛇绿岩类岩石组合有关,后者以沉 积方式赋存在深海碳、泥、硅岩建造中。金矿化直接围岩为中酸性火山岩,矿体的定位与层间剪切断层、 蛇绿岩片空间产出位置关系密切(干河坝金4号矿体、三岔河金矿点等)。个别矿点与中酸性小岩株有 关(横现河矿点)。锰、磷矿床分别于硅质碳酸盐岩和碳泥质变质千枚岩之中。Au、Mn(P)矿化普遍带 有沉积改造成矿特征。代表性矿床(点)有;干河坝金矿床、桦厂沟金矿床、金家河磷矿床、金家河锰 矿带、,田坝金矿化点、彭家湾金矿点、庄科金矿点等,水碓沟锰矿点等。主干水系中还有千坝、郭镇、 金家河砂金矿点(床)。

(2)关地门一五郎坪铅锌银矿化带:位于略阳县以东,与西部相区别的是带内岩石组合以火山一
沉积岩系为主体,以出现炭质碎屑岩、含铁碳酸盐岩块体为其特征。主要岩性为钠长绿泥片岩、绿泥绢 云石英片岩、炭质千枚岩,铁质白云岩(透镜体)。超基性岩体及辉绿岩岩脉规模较小,呈似层状平行 与岩石而理带状产}H。以蛇纹岩、阳起岩、滑石阳起岩居多。铅、锌、银矿化发生在钠长绿泥片岩中的 剪切带中。矿化带以强片理化、露头尺度揉铍发育而与围岩区别,铅锌矿脉富集于片理带中或被小褶曲 进一步复杂化。 代表矿床有正在价的关地门银铅锌矿带,长4000米,宽5—15米,圈定6个银矿体和数十个银矿

化体,矿体受层间剪切带控制,围岩为钠长(绢云母)绿泥石英片岩与含炭绢云母千枚岩。矿体一般长
30—122米,厚1--4米,银品位53--220.8×10一。

(3)瓦子沟一胡正沟铜矿带:位于勉略构造带东端勉县北部一线,出露岩性主要为由中基性火山
岩变质而来的绢云母钠长石英片岩、绿泥绢云片岩、绿泥石英片岩和碳硅质沉积岩(硅质条带碳酸盐、 石英岩)等。与前述矿化带相比仅或缺少超基性岩,金属矿化形式以绿泥石英片岩含Cu石英脉和含铜 黄铁矿化石英岩为主,含铜0.5-1.96×10~,锌0.46-3.58×10~。局部见Co弱矿化现象。目前尚不具 备工_k规模。类似矿点有胡正沟铜矿点、瓦子沟铜矿点及小扁河锌铜矿点。 从以上矿化分带以及矿化带基本地质特征可以看出,勉略带矿化分布有如下规律: (1)金属矿化元素简单,以Au、Pb、Zn、Ag、Cu为主,成矿元素组合自西向东为:hu(Mn)_Pbzn (hg)--Cu(Co),即后者矿化带内不含或极少量出现前者矿化元素,具有明显的分带富集特征,以略阳 县为界,整体反映出西Au东Pb Zn的富集规律。 (2)金属矿化作用均发生在勉略带与岛弧或洋岛环境有关的火山岩片内或其岩块界面附近,矿化 富集体无一例外赋存在于层内脆韧性剪切构造内(干河坝矿床5号矿体,关地门铅锌矿带)。 (3)带内蛇绿岩体(块)与金属矿化空问关系密切。金属矿化与含矿建造自西向东存在明显的规 律性:既火山岩沉积厚度和规模逐渐减弱、岩石化学由酸性过渡为中基性、与火山岩或蛇绿岩共生的深 海硅、碳质成分减少、Au的矿化强度渐弱而Pb、Zn、Cu矿化增强。

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第三章区域金属矿床成矿规律与成矿系列

§3.2金属矿床成矿系列及矿化类型
3.2.1金属矿床成矿系列及矿化类型 矿床成矿系列是在地壳一定的构造部位,由一定的地质作用(火成、沉积、变质作用)所形成的各 种成因类型的矿床组合。成矿系列既是辛}区域成矿分析的理论,也是一种先进的矿床成因分析认识方 法。其指导思想足从四维空间揭示矿床的形成,演化和展布规律m1。勉略宁地区处在南秦岭造山带与扬 子克拉通北缘两个次级构造单元的拼合部位,其金属矿化类型与造山带其它地域明显不同,具有矿化种 类的多样性、时空分布的不均一性和各具特色的矿床类型与组合特征,构成了与岩石一构造环境密切相 关的特定的矿床成矿系列。 本区随着地史演化方向上的由老至新,成矿元素种类和组合趋于简单一复杂一简单,在新太古代期间, 主要为Fe、Au组合。内生金属成矿元素以Fe为主,形成铁矿的大规模富集,Au的富集作用相对较弱, 这种这种差别说明本区五台构造一成矿期地壳基本保持了长期稳定性,与小秦岭地区、胶东’仁岛绿岩构 造带中金的富集条件相比,缺乏岩浆一构造活跃的地质条件。渔洞子地体中、上部岩系组成为厚度较大 的硅质岩及硅质碳酸盐岩建造,反映出其构造环境处在相对稳定的被动陆缘或为离散的独立板块残片。 进入新元古代后,内生金属成矿以Ni、Au、PbZn、Ag、Cu、Mn组合而趋于复杂,反映在Ni、Au、(PbZnAg)、 Cu规模成矿,而Fe则减少。出现金属成矿元素种类多,以幔源元素为主兼壳幔混合型复杂组合特点。 这与本区晋宁期地壳拉张、两地体拼合作用密切相关;古生代后勉略带以南两地体“合二为一”拼合造 山结束,研究区处于稳定抬升阶段,成矿元素主要为Au、PbZn,并集中于以勉略构造带为主体的北部 成矿带,元素富集作用丰要出现在扬子北缘裂陷形成有限小洋盆到闭合造山时期,以Au为主的幔源元 素在此过程中得以富集。此后勉略宁复合地体做为扬子板块北缘移置地体,其构造体制转入陆内俯冲、 碰撞造山过程,伴随着造lII期岩浆流体(热液)、构造一变质流体和逆冲剪切成矿作用,一方面使先期各 阶段形成的金属富集体部分发生重组或改造形成具有复合成凶的矿床(如铜厂铜矿床),使成矿元素组 合更加复杂化。另一方面在勉略构造带形成与剪切带有关的造山犁金矿床(干河坝金矿床、桦厂沟金矿 床)。 在成矿作用方面,随着地壳演化和时问的推移,在新太古代主要表现为火山一沉积作用,变质作用, 形成以渔洞子苏比利尔型铁矿和部分金矿点:中一新元古代则为岩浆熔离作用、火山喷流(汽)作用、 火山沉积作用,形成以东沟坝、银洞山等VMS或VHMS和SEDEX型块状硫化物矿床。古牛代一中牛代时期 先后表现为火山沉积作用和构造成矿作用,对先期已形成的矿床(点)程度不同地受到构造一岩浆成矿 作用的改造。 勉略宁地区两个主要的控矿构造带(中部基底拼合带和勉略构造带)均为地质形成时代不同的构造

一岩浆(蛇绿岩)带,其构造环境有相似的演化规律,带内具有火山岩、中酸陛侵入岩、基性一超基性侵
入岩(蛇绿岩)紧密共生组合的特点,且金属矿床成矿作用具有先期火山沉积(喷溢和岩浆熔离分异作 用),后期中酸岩浆一构造改造成矿的基本规律。这与造山带成矿和本区的构造演化是基本一致的。 综上述,本区经历了长期多阶段构造演化与金属成矿作用,在时间演化序列卜,成矿作用可分为早 期新太古代、中一新元古代两类不同基底形成及独立地质演化与金属成矿阶段和古牛代卷入秦岭造山过
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长安大学博士学位论文

程后成矿阶段两类。椐统计,前者成矿期形成矿产资源量约占85%,后者约为15%。成矿活动的共同特 征是既受火山一沉积作用控制又受动热改造作用的制约。成矿系列在空间上,由于研究区多期次构造热 事件发牛,导致了在同一地区不同时代、多种成矿作用相瓦影响或叠加,多数构成了复成因矿床。从而 出现了“同位多期”的“热点”集中成矿现象,如煎茶岭矿田,铜厂矿田等局部多矿种富集区,这与 前寒武纪本区长期处在一个构造活跃区带有关。 勉略构造混杂岩带作为一个相对独立的构造地质体,其造山演化和特殊的构造环境决定了与勉略阳 南部地区不同的成矿元素组合和矿床类型,形成了与剪切构造作用有关的金、铅锌成矿系列。秦岭造山 带巨大的逆冲推覆构造同时也波及到了三角地区内部,产生基底与盖层之间广泛的逆冲推覆断裂系统或 剥离滑脱等构造作用,形成了鸡公石向斜南翼金、铜矿床(李家沟金矿等)和煎茶岭金矿床为代表的矿 床类型。为此,考虑到以上相关内容,本次在研究成矿系列和矿床类型划分方面,基本思路是注重构造 单元或构造带以及含矿主岩,米划分成矿系列和矿床类型。共划分为6个成矿系列9种成矿类型(表
3.1)。

表3.1勉略宁地区成矿系列与矿床类型
系列

构造部位与含矿建造

矿『未类型 1、苏比利尔型火Ill-沉积变质型铁矿床

矿床(点) 鱼洞子人犁铁矿、阁老岭大型铁矿、水林 树中型铁矿床;



渔洞子花岗一绿岩地体, 绿岩带,硅铁建造 2、绿岩带石英脉型金矿床 金石同了金矿床,马厂金矿点等

3、与火山熔岩一沉积岩有关的VMS型 PbZnAg多金属矿床
II

银硐山东皇沟铅锌矿、刘家坪铜锌矿床、 二里坝、大茅坪铜矿床 东沟坝金多金属矿床、红土石含铜黄铁矿 床 铜厂铜矿、杨家坝铁矿

基底拼合构造带,细碧一 角斑岩建造,中酸性岩 浆岩及热蚀变岩

4、火山喷流沉积AuAgPbZn矿床 5、与中酸性侵入岩浆活动有关的岩浆动 热改造Cu、Fe矿『未 6、与超基性岩有关的构造蚀变岩型金矿 床 7、岩浆熔离一热液改造NiCo矿床 8、岩浆分异一改造Fe矿床 9、中酸性火山岩剪切带型Au矿床

III

基底拼合带与勉略构造 带交汇部位;超展性变质 岩、与超基性岩有关的蚀 变碳酸盐岩

煎茶岭金矿 煎茶岭大型镍(钻)矿床、黑木林铬铁矿、 木瓜同铜镍矿 煎茶岭大型铁矿床、杨家坝人型铁矿床 干河坝金矿床,铧厂沟金矿床、金家河金 矿点; 关地门铅锌矿床; 黎家营锰矿、干沟峡锰矿; 夸家沟金矿床、陈家湾金矿点等



勉略构造带;中酸性火山 岩,凝灰质沉积岩系 10、中酸性火山岩剪切带型PbZn矿床 11、火III沉积一碳酸岩型Mn矿



汉江断裂旁侧逆冲推覆 断裂系,蚀变碳酸盐岩 勉略构造带南缘;火山凝 灰岩,碳酸能岩

12、细脉浸染一构造蚀变碳酸盐岩型Au (Cu)矿床 13碳酸盐岩型沉移{Mn(P)矿床


——

茶店磷锰矿床,金家河磷锰矿床

3.2.2矿床成矿系列地质特征 (1)渔涧子地体花岗一绿岩带容矿岩系Fe、Au、(Cu)矿床成矿系列
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第三章

区域金属矿床成矿规律与成矿系列

渔洞子地体为花岗一绿岩建造为特点的古老变质地体,基本构造形式为一复式背形,核部地层部分 混合岩化,由斜长角闪岩、黑云母片麻岩、长英质变粒岩和石英绿泥斜长片岩组成,含铁建造为绿泥斜 长片岩内的磁铁石英岩。对比分析,岩石组合类似于太古代表壳岩类,并具备了变质核杂岩的某些地质 特征。其内产有渔洞子铁矿床和阁老岭铁矿床两个大型磁铁矿床,20余处铁矿点。铁矿成矿方式以沉 积一改造为主,成矿类型可与苏比利尔型铁矿和我国鞍山式铁矿对比,是陕西省主要铁矿资源基地之一。 中下部变质基性火山岩和含铁层系,是Au的高丰度区,部分区域内含Au富集程度高达地壳丰度的37—42 倍(王相,1997),在深变质火山岩区广泛出现钾质蚀变和韧性剪切带,形成石英脉型金矿床,如渔洞 子岩群中的金洞子小型金矿床,马场金矿点及龙王塘金铜矿点等。 (2)海相火山岩容矿岩系Au、Ag、Pb、Zn、(Cu、)多金属块状硫化物矿床和海相火山熔岩沉积一 岩浆热液改造型Cu、Fe、(Mo)矿床成矿系列 此类矿床的成矿方式主要以火山喷流一沉积成矿作用和火山沉积一岩浆改造作用为主形成一系列多 金属矿床,其构造部位集中在前述基底拼体带附近或中部构造一岩浆岩带。共同特点足以火山岩为主岩 的块状硫化物矿床和同源岩浆改造矿床,矿床的形成与火山机构(如火山穹窿、洼地,火lII LJ或火tlI期 断裂等)直接有关。按容矿围岩又可分为三个亚类,①火山熔岩或火山角砾型,如银硐山铅锌矿床、大 石岩铜、金矿床等;②成矿作用发生于中酸性火山喷发作用期后的火山停歇期,成矿方式以火山喷流沉 积作用为主,主要成矿元素为铜、铅、锌、金、银、重晶石、黄铁矿等,如东沟坝金多金属矿床、红土 石铜锌一黄铁矿床、二里坝含铜黄铁矿床等。③中基性火Ill-沉积作用与中酸性岩浆岩改造成矿,如铜厂 铜矿床等。 (3)超基性岩容矿岩系或与之相关蚀变岩内的Ni、Au、Fe、(Co)成矿系列 产于中部基底拼合构造内,含矿岩体为晋宁期基性一超基性岩浆岩中(以煎茶岭为代表全岩sm—Nd, 927+49Ma,陈民扬1994),岩体呈带状或似层状,其产状多出现在构造贴拼于渔洞地体与碧口地体之 间或旁侧的中一新元古代火山一沉积岩系中,镍矿的成矿方式有晚期的结晶分异、矿浆熔离成矿或晚期中

酸陛侵入体改造等。典型矿床有煎茶岭镍(钻)矿床、煎茶岭磁铁矿床、柳树坪磁铁矿床,峡口峡镍矿
点、王家梁镍矿点等。同一成系列的另一类型为与超基性岩体有关的构造一蚀变岩金矿床,矿体产于岩 体接触带,近期采矿活动在岩体内侧滑石菱镁岩中见富金矿脉(个人通讯,张兴生2003),此类矿床除 煎茶岭外,还有张家山金矿床、金子lII镍一金矿点等。 (4)中酸性火山碎屑岩容矿岩系Au、Pb、Zn、Mn矿床系列 重点产在勉略构造混杂岩带中,容矿岩石为石炭一三叠系火山一沉积岩,现今构造带内有震且白云岩 块、泥盆系一石炭系火山岩系和各类构造块体的混杂堆集。根据造山带成矿理论,近几年有色地勘系统 勘查在该带内取得找矿新突破。金矿床、铅锌矿成矿方式主要以剪切构造富集成矿,含矿岩系为中酸性 火山岩、凝灰岩等。部分地段火山凝灰岩中产有层状或透镜状小规模锰矿床。有十河坝金矿床、桦厂沟 金矿床、金家河锰矿床等。 (5)碎屑岩一碳酸盐岩容矿岩构造热液Au、Cu、(PbZn)成矿系列

位丁基底岩系(主要为碧LJ群)与盖层(震旦系)不整合队卜层位。容矿岩石主要产碳酸盐岩和部

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分碎屑岩,成矿作用与区域宽缓褶皱两翼形成的一系列低缓倾角逆冲断层作用有关,基底与盖层之间的 大型推覆构造是成矿的丰要动热条件。如李家沟金矿床,陈家湾金、铜矿点、雪花太坪铅锌矿带等。 (6)含碳、硅质容矿岩锰(磷)成系列 位于勉略构造带南部的勉县一何家岩一横现河一金家河一带,处在构造}:叠盆地的沉积环境,成矿方 式以沉积作用为主,断裂热液叠加改造成矿,容矿围岩为碳硅质岩系,主成矿期在震旦、寒武系,与成 岩期基本一致。代表矿床有天台…磷锰矿床、茶店磷锰矿床、何家岩磷锰矿床和金家河磷锰矿床。

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第四章典型矿床研究

第四章典型矿床研究
典型矿床的成矿特征是研究矿集区重要矿化类型和成矿作用的一个窗口,是奉次工作的一个主要内 容,在以往工作积累的基础上,根据矿床在开发过程中取得的新的认识和进展,用新的成矿理论再次对 已知矿床进行诠释,以不断推进本区找矿勘查工作。为叙述方便起见,对于同一成矿系列矿床、成矿地 质背景相同矿床以矿田进行对比研究分析。

§4.1煎茶岭镍、金矿田
煎茶岭金矿田位于勉略宁三角地区西北部(图4.1)。其面积约30平方千米。矿田内产有Au、Ni (Co)、Fe和石棉矿床,其中煎茶岭金矿床和煎茶岭镍矿床是我国知名的大型镍、金矿床之一。在.卜世 纪70-80年代末这一重要发现和勘查成果吸引着许多专家学者的研究兴趣,由于两个矿床勘查时间间隔 较长,绝人部分研究者是以单个矿床为研究对象,很少涉及它们之间地质构造,地球化学及其成矿作用

图4.1煎茶岭镍、金矿田地质简图
1.晚太古界渔洞子群;2.早震旦纪断二L崖组;3.扳岩;4一狄岩:5.白云岩:6-变质超基性岩; 7一钠长岩脉:8.花岗斑岩;9.铁矿体;lO.镍矿体;1 1.金矿体

的关联性。作者在主持提交这两个矿床最终地质报告后研究认为:镍矿床和金矿床是既有成因联系又各 自独立存在的两个异体共生人型矿床,基于此点展开本章节讨论。 4.1.1矿田地质: 矿田位于勉一略一宁地区两北部略阳何家岩镇,其北紧邻南秦岭勉一略缝合带(部分研究者认为矿田 属于勉略构造带),南部边界为略阳一茶店一勉县断裂带。区域构造属于以渔洞子变质岩群为核部地层的 何家岩复式背斜东端的一部分。西侧和西南侧分别出露太古宙渔洞子群中、下岩组和元古宙东沟坝组的 变质火山岩。南、北与东侧分布有盖层震旦系断头岩组、九道拐岩组海相陆源碎屑及化学沉积岩系。矿

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区南部有少量石炭系略阳群泥质碳酸盐岩。基底变质岩系现存面理走向280。~3lO。,褶皱轴面整体 北倾,倾角45。~73。。盖层受侵入岩体和构造影响产状变化较大,倾向或北或南,倾角在25。~75。 之间。地层与岩体、岩脉之间均呈断层接触。 矿田主要的断裂构造发育在渔洞子背斜两翼,北部以F。45为代表的一系列具有逆冲推覆性质的平行

走向断层,}ij露于渔洞子一五房山一西渠沟一带,长约5公里东西延至矿田之外。其中F-45断裂分布在
超基件岩体与断头崖组白云岩的接触(带)部位。是煎茶岭金矿床的主要含矿构造(有色7儿总队勘探 报告,1994)。断裂上盘为白云岩(西部相变为板岩),下盘为蚀变超基性岩(蛇纹岩、滑镁岩或滑石菱 镁岩),近两侧岩石具有片理化、碎裂化、小褶曲、石香肠构造等。石英、白云石等矿物具压溶结构、 波状消光,膝折等显微构造现象。断层与白云岩问常形成波状平滑镜面并可见逆冲擦痕,断裂两侧超基 性岩体和自云岩中有酸性脉岩平行断层产出。控矿断裂在走向与倾向上均呈舒缓波状变化,且倾向变化 的幅度和频率比走向大的多。早期勘探认为,在断裂面总体北倾的趋势下,沿倾向大致按80—100米的

段高,时而向北缓倾,时而向北陡倾,时而向南陡倾,金矿体相应按此规律从厚富一贫薄一无矿。
F。8断裂带为矿田南部边缘区域构造代表断层,也是煎茶岭超摹性岩体南部边界,断裂带宽20—50 米,近地表总体表现为脆特征,区域上兼有左行走滑剪切性质,其中F-8是煎茶岭近期存岩体南部新发 现的金矿控矿构造。 矿田范围岩浆岩主要为煎茶岭超基性岩体和晚期侵位于其中的花岗斑岩体。前者岩体规模较大,东 西长约5Km,南北宽300—1lOOm,面积约6.2Km2。在矿区出露的平面形态呈中部膨大的“>”字形。区 带上与中部基底拼合带的超基性岩体相连,现存分支形态是基底地体拼合后,受海西一印支期勉略古洋 盆打开与闭合(造山),引发区域SN向强烈挤压作用岩体随地层同步褶皱变形后的产状,中部宽大部位 是何家岩背斜东转褶端构造加厚所至。前人在勘查报告中提出的“岩体是沿南部F-8断裂侵位,其北的 分枝岩体与中部的厚大部位岩体是先后不同期的侵入关系”值得商榷。 花岗斑岩体产于超基性岩厚大部位的南侧,呈小岩株产出,面积约0.34Km2,经深部钻探控制其空 间产状呈上大下小的“漏斗”状,酸性岩体南界为F。8断裂所限制,北界在超基性岩内呈向北微凸的弧 形,接触面自上而下由北向南偏转,足镍矿体空间产出的主要部位。 煎茶岭复合岩体是时、空间上是与地幔元素Ni、Au成矿密切相关的地质体。据对其源区性质研究 揭示,花岗斑岩的87Sr/蚰Sr值为0.709768~0.749689,稍高丁地幔的锶同位素比值,投点接近予玄武 岩区演化线,表明成岩物质来源于地幔,侵入过程中混有地壳物质组分。超基性岩体中纤胶蛇纹岩的 Nd¨3/Ndl44值在O.511126~0.512326之间变化,由Sm-Nd等时线计算获得的初始钕同位素比值为 0.510233,纤胶蛇纹岩的初始钕同位素比值为0.510182~0.511095,Sm-Nd同位素等时线年龄为927.4 ±49Ma。对应的£M(t)值较大,为9.1~32.6,Sm/Nd较大,为0.2355~0.5831,亦反映该岩体成岩物 质来源于0损的上地幔哺m¨。 镍矿床产于超基性岩内,丰要矿体分布在晚期侵入其内的花岗斑岩北侧接触带;金矿床则位于超基 性岩与北部门云岩接触带。矿体间平面距离800-1200米,此外,在超基性岩内沿晚期断裂侵入有钠长 斑脉岩群(K-Ar法:372.6--+1.2Ma,桂林有色地质研究院;337.3±3.4Ma陕西地矿局综合队),脉体近

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第四章典型矿床研究

旁亦见弱Au矿化,但不具规模。 煎茶岭矿田地球化学背景属于区域内金洞子一煎茶铺Au(Ni、Co)为高值场域,长约7km,宽2~4km, 面积约30kin2。Au含量变化在2.5~14.5×10-9之间,大于10×10-9以上的高值点分布不连续。在金洞 子(渔洞子岩群出露区)和煎茶岭形成两个高值中心,Au、Ni、异常伴有Ag、Cu、As、Co等元素异常, 而Pb、Zn为背景或低值的异常场是形成Au矿床的地球化学区。 煎茶岭地球物理处在包括有M189、M58、M218、M48等磁异常在内的阁老岭一煎茶岭异常带,异常带 北西走向,长21Km,宽4Km。其中位于何家岩倒转背斜北翼的黑山沟一高家湾异常形态较为规整强度 3000--一4000nT,单个异常3400~5200m,反映了该区磁铁石英岩矿带及鱼洞子组地层的展布,已探明的 黑山沟、黄家营、赵家山、高家湾等磁铁矿即在其中。而南侧的何家岩一煎茶岭地段,异常形态复杂, 强度1000nT以上,与煎茶岭含镍、钴矿床的超基性岩体吻合。该异常带与北部负异常带之间有明显的 梯度带。 煎茶岭矿田现已探明矿床有大型金矿床,大型镍(钻)矿床,中型磁铁矿床和小型石棉矿床。 4.1.2煎茶岭镍矿床 (1)、矿床地质特征 煎茶岭镍(钴)矿床产于超基性岩体内,已探明镍储量达人型规模,并伴生钴和磁铁矿。 ①含矿超基性岩地质特征 镍矿床位于煎茶岭岩体的中南部位,属于半盲矿体。矿体总体环绕晚期侵位的花岗斑岩,而分布在 北侧超基性岩中,空间上大致呈左行斜列的矿脉群,岩体已全面变质,根据全岩化学分析资料表(表 4.1),岩体具有高镁、低钾钠、贫硫的特征,M/E为8.45-11.96,属镁质超基性岩,推测原岩为橄榄岩、 斜方辉橄岩和辉石岩组合。镁质超基性岩自变质作用产生的蚀变岩为纤胶蛇纹岩,其次是透闪岩。研究 认为,此种蚀变是岩体在无外来组分的加入下,由于岩体本身的P、T、H。0及coz边界条件的变化引起, 为岩体内非含矿岩相。岩石在蛇纹岩化阶段,主要形成叶蛇纹岩或叶蛇纹石化纤胶蛇纹岩。在晚期有中 酸性岩浆热液参与的滑石化和皂滑石化阶段,形成滑镁岩化蛇纹岩、滑石菱镁岩、菱镁岩等含矿变质相, 是镍矿床最丰要的含矿围岩。在超基性岩体中发育有许多中酸性脉岩(钠长岩),一‘般规模较小,在脉 体边部往往出现硅化、碳酸盐化、阳起石化和金云母化等蚀变现象。 根据超基性岩体变质相与Ni矿化和关系,进一步把岩体划分为南部接触变质相带、中部含镍变质 相带和北部纤胶蛇纹石化、菱镁岩相带三个变质相带。中部变质相带是镍矿主要含矿岩相。其基本特征 见表4.2。 ②矿体地质 全矿床共圈定矿体13个,矿带长800米,宽300,矿体成群成带出现在花岗斑岩株与超基性岩北 凸弧(状)分布(图4.2),主要地质特征有以下几方面: A、矿体集中产于超基性岩体内花岗斑岩北侧,总体具有矿体埋藏深,品位低的特点。其产状在水 平切面呈“鱼群”状,单个矿体沿走向和倾向有分枝复合、尖灭再现或侧现,单体形态为似层状或透镜

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第四章典型矿床研究 表4.2
岩相带 含矿亚带 分布范围 岩体内仡

煎茶岭镍矿含矿变质相带特征一览表 蚀变规模产状 长2500米宽100-200米倾向南,走 向280-290
岩石组合

赋存矿体 含1、2、3、4号镍矿 体,和磁铁贫矿体, 含5、6、7、8、9号 镍矿体并为富矿产出 部位,为土要含镍岩


含镍磁铁 滑镁岩夹 中部含 镍变质 相带 菱镁岩 含镍矿叶 蛇纹岩央 滑菱岩

岗斑岩南


磁铁矿化滑镁岩为 主,央磁铁矿化菱镁 岩,花岗斑岩脉 叶蛇纹岩夹少量透 闪岩和滑镁岩,有钠 长斑岩侵入。

岩体内花 岗斑岩北 侧

长3200米,宽150-250米,产状同 上

状,矿体长90-1550米,厚度1-61米,品位变 化小,厚度变化较大。其变化系数分别为 96.6—119.62%和42.84-106%。控制延深一般为 200--450米。最大深度700米。属半稳定一不稳 定型。 B、矿体在浅部多向北倾(1000米标高以上), 且品位较低或为矿化体。深部向南倾斜,与花岗
图4.2煎茶岭镍矿920m标高水平断面图
1.钠长岩脉;2.化岗斑岩;3.蚀变超基性岩;4.镍矿体

斑岩北界产状变化一致。在走向和倾向厚度膨缩 变化较人。矿体内部结构一般较简单,表现为边

缘贫,中间富的特征,富矿体一般夹于厚大贫矿体之中或深部,富矿(TNi大于1%)占全矿床部储量的 30%,产状与贫矿体保持一致,矿体边界多以片理化滑镁岩带分割。 C、矿石自然类犁四种,即滑石一菱镁岩型、蛇纹岩型、菱镁岩型及透闪石型。矿石结构既有早期岩 浆熔离作用形成的自形晶粒状结构、它形粒状结构、填隙结构和乳浊状结构等,又有晚期交代作用形成 的残余结构、边缘结构、包含结构等特征。矿石构造主要为稀疏一稠密浸染状构造、致密块状构造、脉 状一网脉状构造。矿石矿物组成复杂,以独立镍矿物存在的有镍黄铁矿、针镍矿、偶见辉砷镍矿。其它 含镍矿物为辉镍矿、紫硫镍铁矿等。共牛金属矿物为磁黄铁矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿等;脉石矿物 有蛇纹石、绿泥石、透闪石、滑石、菱镁矿、石英、铁白云石、铁方解石、铬云母等。依据金属矿物组 合可分为两个系列,即磁黄铁矿一黄铁矿系列和黄铁矿一针镍矿一辉镍矿系列。 D、矿石分为硫化镍矿和硅酸镍矿,两种,前者占有矿石的90%以上。全矿床TNi品位变化于 0.483—0.822%,平均TNi
0.683%,SNi 0.570%,Co

0.02%。矿石中有用元素是:Ni、Co,Fe,微量Au、

Ag、Cu及铂族元素。除Ni、Co、Fe外,其它元素无综合利用价值。伴生组份钴以类质同象形式赋存于 各种含镍矿物中,其中以镍黄铁矿、黄铁矿中含量相对较高,分别为0.58%和0.081%。铁以磁铁矿、 磁黄铁矿形式独立存在。 ②矿床地球化学 A、矿石氧化物组分特征 本次对矿石常量元素及氧化物组分研究发现,含矿岩石中CaO、Na。0、Kz0含量较之非含矿同类岩 石明显增高(表4.1),反映在成矿过程中碱金属元素曾发生过迁移,与流体主要成分组成相近。蛇纹

32

长安大学博上学位论文

岩型及滑镁岩型矿石中TiOz含量极低,均为0.001%或0.005%,比菱镁岩型矿石低出一个数量级(表4.3)。 说明TiO:的逐级亏损与岩石的变质程度和热液作用对不同矿石敏感组分的影响。
表4.3煎茶岭镍矿床矿石氧化物含量比较表

注:样品为中科院地球化学研究所资源环境测试分析中心x萤光分析,单位为10~,

B、岩、矿石微量元素特征 矿床岩、矿石微量元素分析结果(表4.4)显示:a)镍矿石与各类蚀变超基性岩微量元素组合基 本一致,以富含Ni、Co、cr等超基性岩特征微量元素为特征;b)Ni、Co、Cu元素在同岩性矿化岩中 趋于富集,表征成矿元素曾发生规模迁移富集。矿石的Ni/(Ni+Co+Cu)平均为0.93,说明矿石具有 富Ni相对贫Co、Cu的成矿特征。本次调研中,在花岗斑岩附近的纤胶蛇纹岩中局部可见到含微量黄铜 矿、方铅矿、闪锌矿镍矿石,这对于贫cu岩体中,此现象反映了中酸性岩浆流体参与了镍矿及相关元 素的成矿富集过程。C)矿石的Ni/Cu值为26.59,与加拿大产丁蛇纹石化橄榄岩组成的镁质超基性岩

体中的汤普逊带镍矿床Ni/Cu值(24)接近,不同矿石自然类型Ni/Cu值(菱镁岩型14,透闪岩型33,
滑镁岩型37.3)的地球化学表现,反映出镁质超基性岩中镍矿床的某种共性特征和镍、铜分配与岩浆 熔离和热液改造叠加成因方面的差别。
表4.4煎茶岭镍矿床部分岩、矿石微量元素含量

注:数据来源(★)土瑞廷2002.(101)数宁为统计样品来源于王相等,1996;

C、成矿温度及压力环境 镍矿石中磁黄铁矿与黄铁矿的硫同位素矿物对应地质温度为356—587℃,根据矿物对Ni、Fe、S 成份含量求得共存温度有355.93—358.69℃与212.74℃两组。推测此温度条件是酸性岩体对早期熔离 贫镍矿体的流体改造的温度区间。庞春勇(1992)用黄铁矿和磁黄铁矿的热力学数据计算出镍矿成矿压 力为2472bar。若按地壳平均增压率275巴/千米计算,矿床的形成深度约为8.99—9.09千米。

33

第四章典型矿床研究

D、成矿流体成份与硫逸度 据陈民杨、庞春勇(1992)测试镍矿石中黄铁矿、磁黄铁矿、石英的包裹体成份,其包裹体流体成 份有big弘、Ca2+、Na+、K+、F一、Ci一、s2,,气相成份以C0。为主,次之有N2、C0、CH4、Hz。根据镍矿石 中磁黄铁矿成份及热力学原理,得出了矿床在350℃时成矿最大硫逸度f(S。)=10-13。 4.1.3煎茶岭金矿床 (1)矿床地质特征 ①矿体产Ⅱ;特征 煎茶岭金矿床产于超基性岩体北缘与震日.系白云岩接触带构造带内,岩体与白云岩之间岩性经蚀变 白云岩中过渡,蚀变岩带沿F。45断裂断裂分布,金矿体赋存于蚀变白云岩中,两者之间是含金量不同的

同一地质体。含金蚀变体沿接触带延长约5千米,出露宽5—30米,金矿体在其内断续分布。矿体总体
连续性好,形态以似板状为主,部分地段膨大形成透镜状或大透镜状,局部有分枝复合现象;在矿床勘 查阶段认为:矿体主要受F。45断裂控制,二者产状大致相同,在走向和垂向上同步波状变化,而与交叉 或斜列式的次级断裂或节理无关m3(图4.3)。 一号矿体是煎茶岭金矿规模最大的矿体,控制总长1800米,垂深705米,厚度0.27~22.67米, 伞矿体平均厚度3.20米。平均品位7.869/t。矿体的规模、厚度、形态、产状及连续性的空间变化规 律是垂向上变化幅度火于走向。走向上矿体厚度变化系数多小于80%,属稳定型,而垂向上的变化系数 达106%,属不稳定型。 ②矿石物质组成及组构特征 矿石自然类型主要为两种,黄(褐)铁矿硅化白云岩型矿石与黄(褐)铁矿叶蛇纹石硅化白云岩型金矿 石。贵金属矿物主要为自然金,少量的银金矿和自然银;金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿。其次为白铁

图4.3煎茶岭金矿床勘探线剖面图
T卜滑镁岩 由.蛇纹岩DoS一蚀变自厶岩Do.厚层n‘岩Au一金矿体

34

长安大学博上学位论文

矿及少景的针镍矿、辉砷镍矿等;脉石矿物主要是白云石、石英、叶蛇纹石、滑石及雄黄、雌黄、铬云 母等;其中叶蛇纹石和滑石主要分布在矿体中下盘近超基性岩一侧;雄黄、雌黄呈细脉状、细脉浸染状 多在矿体厚大富矿地段出现(附件图片17-18)。 矿石丰要为假象结构、骸晶结构、他形细粒结构、交代蚕蚀结构、半自形细粒结构;细脉浸染状构 造、网脉状构造、团块状构造。在地表及其以’V 600米范围内,目前所见到的矿石类型主要为褐铁矿 型(60%),其次为黄铁矿型;整个金矿氧化程度很高,与断裂带破碎程度有关。 ③载金矿物特征及金的赋存状态 据矿相学研究和电子探针测定,黄铁矿是煎茶岭金矿的主要载金矿物之一,其余为褐铁矿、白铁矿、 石英和白云石。从黄铁矿矿物结晶习性和特征可以划分为三个结晶世代,其中第二世代黄铁矿在矿石中 早浸染状及细脉状分布,含量1-15×10~,粒度细小,粒径0.002-0.1mm,单矿物含金量为5.86X
10。6,

居三个世代第一,石英和白云石也大致与黄铁矿对应,也以第二世代含金量高。矿石电渗分析表明,金 几乎全部以独立矿物形式存在,金的赋存状态为矿物粒问金(82X10~,裂隙金(10X10-2),包裹金(8


10_2),且以肉眼不可见的显微金和次显微金为主,其中细粒金(0.036珈.Olmm)占20X 10~,微粒
(2)矿床地球化学 ①岩、矿石氧化物组分特征:本次将与成矿有关的岩、矿石氧化物组分做了对比研究,其中超基

金(粒径小于0.Olmm)约占80×10-2(附件图片5-8),自然金成色943q99,平均985,银金矿726。

性岩组分在镍矿床一节已阐述,从表4.5中可以看出,在矿石、蚀变白云岩、白云岩中的有关元素差别
较大,主要表现在SiO。、∑Fe、NiO、Cr。0s等超基性岩特征组分明显有被带入到蚀变体内;而正常白云 岩主要组分CaO、MgO则明显带出;原生矿石中MgO的含量偏高,与含金蚀变岩中出现的黄铁矿、滑石、 叶蛇纹石和少量含镍矿物相吻合。继而说明含金蚀变体形成与超基性岩明显的渊源关系。TiOz、hlz03、 MnO、Kz0、NazO等表现为惰性,没有明显的富集或贫化的趋势。
表4.5岩、矿石氧化物含量表

注:样品由两北有色地质研究院分析中心测定

2007

②微量元素特征 为探讨成矿元素源区性质和成矿过程,将矿床周边不同范围的岩、矿石微量元素作了统计,其含量 见表4-6。其表现特点为:矿区范围内各变质岩系Au、Ag元素的含量较勉略宁区域背景场富集系数为 1.2~3.4,从矿区到近矿围岩略有富集趋势:As含量在围岩和矿体中强烈富集,与矿石中出现雄磺, 雌磺矿物相吻合,由此推测成矿与低一中温条件F完成;从矿区一近矿岩石一蚀变白云岩一矿体Ni、Cr、

35

第四章典型矿床研究

Co含量有所增高,而Cu、Pb、Mo含量变化不大或有所下降;矿石中Ni、Cr、Co三个元素的含量达到 了1082×10{,1050.7×10。6,66.1×10咱,均大大高于地层含量,表明成矿流体或来自岩体的变质作用, 或其它深部流体路经超基性岩体时直接带来了大量的金属元素而成矿。
表4.6煎茶岭金矿区各类岩、矿石微量元素含量(104) 地区 样品数 岩性
Au(101)Ag(101) As Cu Pb Zn Mo Ni Cr Co

14 45

碎裂白云岩 蚀变白云岩 叶蛇纹岩 纤蛇纹岩 滑镁岩 菱镁岩 矿体

9.93 209.2 51.6 1.1 31.2 36.4



8.17 337.5 295 50.0 32.6 30.8

9.62 48.4 10.5 5.0 11.4 13.9 20.1

25.5 22 10 25 7 9

46.8 222 13l 750 99 83 30

0.512 0.6 0.5 0.5 O.5 O.6 0.5

47.43 1448 2313 100 2335 2529 1082

27.1 1323.9 181.6 150.0 2036.5 2125

4.69 71.1 10l 15.0 100


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注:区域与矿区样品自i西:lt钉色地勘局∞j,近矿围岩为本次采集。分析单位711队化验室。

100.00

为进一步说明成矿元素(微量元素)地球化学之间

的相关性,本次对部分成矿元素进行了R型聚类分析后

10.00

认为,在‰萨0.3显著性检验条件下,近矿的超基性岩
石(N=50)中存在Cr-Ni,Co-As,Cu-Pb-Ag—Cu三种

1.00

0.10

组合,而Au以相对的单独组份出现。在蚀变岩(N=45) 带中,则有Co-Ni—Cr-As—Au—Ag,Zn—Pb两种组合,且
LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLu

0.01

图4—4禁翟㈣0矗蒜球2粒00陨5)石
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Au与Ag关系更为密切,分析显示蚀变带及矿体与地层 及超基性岩中元素组合存在较大差异,推测成矿物质来 俅日,”J日匕竹仨y什J土。 源的可能存在多样性。

标准化配分模式(据王瑞廷

36

长安大学博士学位论文

③稀十元素特征 根据对煎茶岭矿区各类岩、矿石稀士元素的分析测定(表4.7),超基性岩(蛇纹岩、叶蛇纹岩、 滑镁岩、菱镁岩)稀土总量较低,富集轻稀土,重稀土分异不明显,稀土分配模式为右倾型,EREE变 化范围为0.431×10。6~19.1×10咱,(La/Yb)。为3.068~60.818,8 Eu为0.866~8.20,平均为2.555, 除1件矿化蛇纹岩外,其余蛇纹岩均为正铕异常(图4.4、5、6),这可能与蛇纹石化过程中Eu弘的优先 活化(Sun,et a1.,1978)有关。另外,蚀变超基性岩出现Gd、Tb的异常,可能表明成岩过程中有地 壳物质的混染;矿区中酸性岩(花岗斑岩、钠长斑岩)稀土总量较高,明显富集LREE,以具负铕异常 为特征,稀土分配模式亦为右倾型,EREE变化范围为114.28×101~226.03×10。6,(La/Yb)w为10.67~
42.84,6

Eu为0.73""1.39,平均为0.91怕¨,配分模式与超基性岩有相似性。

金矿石稀土总量变化较大,∑REE变化范围为0.196×10一~71.8×10咱,(La/Yb)一为0.763~14.697,8 Eu为0.778~9.265,平均为2.723,个别样品具负铕 异常,多数为正铕异常,配分形式与超基性岩、中酸 性岩及其相似,亦为LREE略富集的右倾型,反映了成

矿与两种岩体曾有过地球化学充分交换的过程。矿区
白云岩(含矿化/蚀变白云岩)稀土总量波动大,明显 富集LREE,以具负铕异常为特征,稀土分配模式也为

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图4.5煎茶岭金矿床岩、矿石REE球粒陨石 标准化配分模式

La Ce Pr

I划D'nEucxrlb Dy№日TmYb Lu

右倾,略微富集轻稀土,EREE变化范围为1.704× 10一~107.289×10。6,(La/Yb).为5.79"-13.598,6Eu 为0.563~3.57,平均为1.410,其矿化/蚀变白云岩 稀土总量在16.172×10。6"107.289×10’6之间变化,

+Y-M
—,一,150

明显高于未矿化/蚀变白云岩,(La/Yb)一为5.992~ 13.598,均为负铕异常,6 Eu为0.697~0.965,平均 为0.825,可能与热液活动过程中稀十元素的活动性 有关㈨。

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—分P40



P40

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LaCePrNdSmEuGdTbDyHo ErTm、rb Lu

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图4.6煎茶岭金矿床岩、矿石REE球粒陨石 标准化配分模式

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长安大学博士学位论文

④不相容元素特征 不同类型岩、矿石不相容元素的原始地幔标准化配分模式(表4.8;图4.7、8)表明,煎茶岭 蚀变超基性岩体亏损LILE(Rb、Ba),HFSE分异较明显,不相容元素总量较低,多低于金矿石和白 云岩,以略富集Ta、亏损Nb为特征,这种负的Nb异常可能指示地壳物质参与了岩浆过程悔“,这 和上述稀土元素地球化学研究的结论是一致的。同时,蚀变超基性岩具有明显的放射性元素峰,这 表明岩体可能为金的成矿提供热源。矿石微量元素配分模式比较一致,基本上表现出与蚀变超基性

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4.7煎茶岭金矿床岩、矿石不相容元素 原始地幔标准化蛛网图

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图4.8煎茶岭金矿床岩、矿石不相容元素 原始地幔标准化蛛网图

岩互补的分布特征,体现了二者的同源关系。白云岩与矿石的微量元素配分模式具有相似性,均出 现Ba的高峰,反映它与成矿过程有关,热液蚀变(交代)作用对成矿的贡献。 ⑤铂族元素特征 作为重要的贵金属矿产资源进行研究,铂族在它示踪超镁铁质和镁铁质岩石演化与成因上具有 不可替代的重要应用价值。前人对煎茶岭镍矿床的铂族元素曾开展过一些研究工作心9¨4引。近年来对 矿床热液活动中PGE的富集作用研究越来越多,煎茶岭金矿床与超基性岩空问关系密切,构造一岩 浆热液成矿作用发育,利用铂族元素特性有助于进一步揭示其成矿机制。矿床蚀变超基性岩和金矿 石PGE及Au的分析结果列丁:表4.9。不同矿石与岩石的球粒陨石标准化PGE及金分布模式如图4.9、 10。由图可知,金矿石的铂族元素配分曲线为向右升高的左倾型,钌、铑呈高峰,具有铂(钯)的 低谷,蚀变超基性岩的铂族元素配分模式和矿石相似,这指示该超基性岩体提供了Au成矿的物质 来源可能性,其本身也具钯、铂族元素弱矿化。大多数岩、矿石Pd/Ir<l,Pt、Pd含量低,与其 镁质超基性岩体的性质一致。其矿石铂族元素总量∑PGE在17.1×10玛~38.5×i0。9之间变化,平均 为25.3×101:4件超基性岩的铂族元素总量∑PGE在<6.5×i0。9~22.0x i0。9之间变化,平均约为 17.53×10呻,小于矿石平均值。煎茶岭岩体南、北侧岩、矿石铂族元素的配分特征大体相似,但Ru、 Rh、Pd的变化较明显,由于造成PGE分异的可能受蚀变作用、部分熔融和结晶分异的影响,因而对 Pd组PGE的分异影响较大。这种变化也间接说明会矿的成矿过程与后期构造热液蚀变作用有关。

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长安大学博士学位论文

表4.9

煎茶岭金矿床岩、矿石铂族元素与金含量(1矿)及其特征参数

注:.J-及J、一据冉红彦,1996工瑞廷等2001;PtI~Ptl6、JCL03—1由有色金属阴北地赝矿产测试中心采用ICP一Ⅵs分析测试,仪器型号为 ELAN6100DRC;其它样品由国家地质实验中心采用ICP-城q分析测试。PGE为铂族元素的总含量,Pl为Pt/Pd值, P2为pa/Ir值。

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图4.9煎茶岭金矿床矿石PGE及Au球粒陨石 标准化配分模式

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图4.10煎茶岭金矿床矿石PGE及Au球粒陨石 标准化配分模式

⑥同位素地球化学
A、硫同位素:煎条岭金矿床矿石中黄铁矿6 34S在6.39 o"-'29.1%o(11件)之间波动,平均16.72 ‰,金矿石的伞矿6 34S值为20.94。超基性岩中黄铁矿6 34S为7.89‰~15.3%0,钠长斑岩中黄铁矿6 34S为9.0‰~17.5‰,总体来说以富集重硫为主,硫源来于地层或变质水的口J.能性较人。进而也反映 金矿化过程rfl硫源复杂性和广泛性。 B、铅同位素:见表4.10。变质超基性岩及花岗斑岩的铅同位素组成离差特征相似,特别是蛇纹岩 与花岗斑岩关系更为密切,推测三者铅来源可能具有同一性;金矿石与镍矿石铅同位素组成具有较大的 离差,反映出铅的多来源及与多期次的热液成矿有关。

4l

第四章典型矿床研究

表4.10

煎茶岭矿区岩石、矿石铅同位素组成

注:数据来源于庞春勇,1993

C、氢氧同位素:氢、氧是造岩元素,但可构成挥发相,在成岩、成矿方面起重要作用。煎茶岭部 分变质超基性岩氢、氧同位素测定结果表明,岩体蛇纹石具有与大陆阿尔卑斯型超镁铁岩的蛇纹石比较 相近的氢、氧同位素组成,而与其他类型的蛇纹石不大相同(陈民扬等,1994)。自纤胶蛇纹岩到菱镁 岩、石英菱镁岩、滑镁岩,其相应岩石矿物6 180值有升高的趋势,表明在超基性岩蚀变过程中有热液 组分加入,随着岩石中水量的变化及蚀变程度的加深,6 180值稳定增大。纤胶蛇纹岩、叶蛇纹岩及其 蛇纹石的6博O平均值皆落在岩浆水范围内(+5‰~+lO‰),而稍高于新鲜超基性岩的6疆O值(+ 5.5‰~+6.8‰)。6 D其平均值在正常超基性岩6 D值(--48‰~--88‰)与岩浆水6 D(--40‰~一 80‰)之间。这表明超基性岩的蚀变热液成分主 要是岩浆水,并且与晚期酸性岩浆水组成接近【25】
(图4.11)。

4.1.4镍、金矿床成因及找矿标志 从以上矿床地质、地球化学特征大致可反映 出:Ni、hu、(Fe)成矿元素的地球化学关联性和 矿床空间定位与超基性岩、同位侵入的花岗斑岩


80(‰)

及断裂构造有关。在不同构造运动时期形成的三 种成矿要素在时、空间上叠合,造就了煎茶岭镍、 金、铁矿田的形成。

图4.11

煎茶岭金矿床蚀变岩6180.6D关系图解 (据庞春勇,陈明扬1993)

42

长安大学博上学位论文

超基性岩与Ni、Cr、(Fe)的成矿专属性已得到数以千计的矿床实例证实,我国金川镍矿、喀拉通 克铜镍矿床等均产于超基性岩中。毫无疑问,煎茶岭镍(钻)矿床也不例外,赋矿岩体足地体拼合带内 超基性岩带的一部分,该带的其它岩体还产有峡口驿镍(钻)矿点、木瓜园小型镍钴矿点(已深部评价)、 王家坪镍矿点,金子山镍(金)矿点等,与之相关的矿产还有黑木林大型石棉矿、黑木林大型铁矿床、 铜厂大型铁矿等。这些共、伴生矿产在煎茶岭矿田得到了集中体现。由此说明,沿地体拼合带展布的多 个超基性岩体是一个含Ni、Fe、产有石棉的含矿岩带。煎茶岭镍矿、铁矿的物源土要源丁岩体本身。 我国元古代岩浆硫化作用足镍矿成矿的主要方式,研究认为,煎茶岭超基性岩在其侵位过程中,以 岩浆成矿作用(结晶分异作用)为主的的硫化镍矿化已经初步完成|511,成矿机制是岩浆分结+硫化熔离; 镍矿床PGE含量较低、贫铜,Cu/Ni值极低,与常见的铜镍硫化物矿床有所不同,这可能与其岩浆性质、

岩浆熔离作用弱、PGE成矿作用不发育有关。因此在超基性岩侵位期问形成分散的硫化物矿化和酸性岩
浆在对成矿元素富集改造的同时,也是超基性岩发生普遍蚀变的的过程,矿石稀土与两种岩石稀土相比, 矿石的稀十组成更接近于酸性岩,说明镍矿床二次改造富集的流体动力主要来源于酸性侵入活动的可能

性较大。同时,同位素年代学研究反映煎茶岭超基性岩侵位时间为927+49Ma,蛇纹岩型镍矿石的Re—Os
等时线年龄为878±27Maml,代表了早期岩浆熔离型贫矿成矿年龄时限。后期岩体蚀变年龄和酸性岩体 的成岩年龄(203.3-218Ma,桂林地质研究所,引自m1)时间距离相差较小,推断酸性岩的侵入活动可 能是引起超基性岩变质的主要原因之一。进而说明了酸性岩浆热液对先期形成的贫镍矿和赋矿岩石均产 生过荤要影响。 晚期侵位于超基性岩体内的花岗斑岩所产牛的热液对先期的镍矿化重新分配与定位并且富集成矿 (图4.12)清楚表明,所有矿体均环绕花岗斑岩出露, 且接触带北缘主矿体的产状均跟随斑岩产状变化而变 化。矿体成似层状,透镜状成群分布,其形式具有典 型的热液矿床的成矿特点。因此煎茶镍矿床的成因类 型应为超基性岩浆熔离+酸性岩浆流体改造镍矿床。 矿床找矿勘查标志可归纳为:超基性岩与酸性 (斑)岩在空间上密切共生地区是寻找此类矿床的主 要条件;酸性侵入岩与超基性岩接触部位是成矿有利 部位;超基性岩菱镁岩化,滑镁岩化蚀变带。
图4.12煎茶岭镍矿综合剖面示意图
1.钠K岩;2.Jf乞岗斑岩;3一超基。陀岩:4一镍曰’体

Au作为幔源元素在酸性一中酸性一中基性一基性 一超基性岩浆系列巾含量逐渐增高是其地球化学的一
个重要特点之一。许多专家认为煎茶岭金矿床Au源于

超基性岩并有国内部分矿床已经证实(墨江金矿床等),但值得注意的一个事实是,勉略宁中部地体拼 合带内有20余处超基性岩体,部分岩体也具有富Ni(Co)、Fe而相对贫Au的地球化学特点,目前还没 有发现类似矿床。关丁Au的来源问题作者本次研究认为,矿田内渔洞子群变质火III岩是本区的含Fe、 Au建造,根据矿田范围内渔洞子群633件不同岩石含金性的测试统计,金平均含量为116.4x 10玛,是 地壳克拉克值(2.5×10呻,Wedepohl,1995)的46倍多…1,其内产有龙王沟,金洞子等多处金矿点,属 渔洞子岩群绿岩带巾蚀变岩型金矿类型,煎茶岭超基性岩体晚于该岩系形成,在岩体构造侵位后晚期与
43

第四章典型矿床研究

地层同步褶铍以及秦岭造山构造过程中,渔洞子群火山岩内的成矿元素很大程度上可能参与了深部(岩 浆一构造)流体的成矿作用(金矿床ZK7601孑L 550米以下已见渔洞子群角闪变粒岩)。在前述讨论中提 出的矿石重硫特征和其广泛性、铅同位素多样性、超基性岩与Au相关的成矿元素R型聚类分析Au的 独立存在形式等地球化学特征均支持这种推论。因此,作者认为,金矿床物源除了与超基性岩相关外, 部分成矿元素可能来自于渔洞子群含Au建造。同时,矿床产于超基性岩北部接触带受断裂控制的蚀变 白云岩中的地质事实以及金矿体或含金蚀变体内出现人量与超基性岩有关的蚀变矿物或直接见贫镍矿 体,说明了金矿体成矿作用既与超基性岩有关,又与岩浆一构造流体富集有关,其成因属于与超基性岩 有关的构造一蚀变岩型金矿床。 矿床找矿勘查的重要标志为超基性岩与碳酸岩盐岩接触部位铁白云石化蚀变带;断裂与蚀变带叠加 区;断裂产状转折或次级发育地段是矿体定位有利空间。

§4.2铜厂铜、金多金属矿田
铜厂矿田位于勉略宁地区的中部略阳县境内,面积约70平方T.米,是奉区以火山一沉积岩为主要容 岩的cu、Fe、Au、Pn、zn、S成矿元素多金属集聚区。矿田中部有铜厂中型铜矿床、杨家坝大型磁铁矿 床;南部有红木沟小型铁铜矿床、北部中型东沟坝金多金属矿床、陈家坝锌(铜)黄铁矿床、红土石含 锌巾型黄铁矿床和部分多金属矿点等。本文重点研究具有代表意义的铜厂铜矿床和东沟坝多金属矿床, 两个矿床在岩石一构造环境和控矿构造方面具有相关性,属于同一成矿系列的不同类型,且相距约3000 千米,因此纳入同一矿田进行讨论。 4.2.1矿田地质 矿田内山露地层主要为元古界碧口群郭家沟岩组基性~中酸性火山岩和东沟坝岩组火山一沉积岩 系。两组岩石在铜厂地区火【JJ喷发一火山沉积岩相过渡特征明显,岩性组合自南向北为细碧质熔岩一细 碧岩一角细碧质角斑岩一角斑岩一石英角斑岩一火山碎屑岩一沉积过渡岩系。火山沉积岩相主要为火山凝灰 岩、凝灰质于枚岩、板岩和白云岩组成。火山组分具由南至北从基性向酸性演化趋势,自下而上形成了 火山喷发一沉积序列(图4.13)。 铜厂地区前人研究认为是一个大型古火山机构,由中部的火山穹窿和北部的火山沣地构成,火III穹 窿区有火山喷发角砾岩哺引,铜厂背斜和东沟坝向斜是矿田褶皱构造框架,分别由古火…穹窿和洼地发展 而来旧引。晚期和断裂构造也十分发育,主要有东西向和北东向两组,与本区铜矿成矿关系密切。 矿田岩浆活动十分频繁,除晚元古代大规模火山喷发一次火山侵入作用外,其后的岩浆活动也较强, 主要岩体有棺材山一眄沟垭超基性岩体、峡口驿岩体、铜厂石英闪长岩体、钠长岩体(脉)和黄梁垭辉 长一辉绿岩体等。 铜厂石英闪长岩体出露在铜厂古火山穹窿的中部,呈似园状岩株产出,出露面积约2平方千米, Rb—Sr全岩等时线年龄233.3Ma旧1。其内侵入有钠长斑岩、正长斑岩等脉岩。岩体内部具有一定的分异 程度,表现为南部为辉石闪长岩、中部为闪长岩、北部为石英闪K岩,岩体由南西向北东超覆。由南向 北从基性向酸性演化趋势,是一个以中酸性岩为主的多期岩浆侵入的复式岩体。在岩体的北、西周边, 与基性火山岩一沉积碎屑岩和部分碳酸盐岩接触带广泛出现角岩和大理岩、矽卡岩等与岩体活动有关的 蚀变岩类。该岩体足铜石铜矿床重要成矿条件之一。矿田北部的p町沟垭超基性岩带和东部的峡口驿基性、
44

长安大学博士学位论文



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图4.13铜厂矿田地质图

20

九道拐组:I.厚层白云岩;2.灰岩夹炭质板岩;3.砾岩。东沟坝组:4.绢厶母板岩、绿泥千枚岩;5角斑岩、石英角斑岩;6-细碧岩 夹角斑岩、凝狄岩。郭家沟组:7.白云岩:8一板岩、凝灰质t枚岩夹铁白云岩;9.细碧岩、底部自集块岩;lO.闪艮岩:11.钠长岩、钠 长斑岩;12.辉k辉绿岩;13.蛇纹岩;14.细碧岩;15.辉绿岩;16.火山角砾岩;17.炭质板岩;18-不整合界线;19.断层;20.矿床(点)

超基性岩体(图4.14),呈带状或岩墙出露,是勉略宁地区基底拼合带的重要组成部分。由蛇纹岩、滑 镁岩、蛇纹岩化辉橄岩和辉石岩组成。峡口驿岩体内含平均达0.卜0.28×10~。这螳超基性岩体除贫Ni 外,其它地质特征与煎茶岭超基性岩特征相似。岩体在矿田北部接东沟坝柳树坪超基件岩体断续与煎茶 岭岩体相连。

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图4.14 铜厂矿田峡口驿岩体剖面图(据董广法1998)
6.单辉橄榄岩: l-硅质、泥质岩;2.纯橄榄岩;3.斜辉橄榄岩;4.■辫辫檄岩:5一二辉橄搅岩;

4.2.2铜厂铜、铁矿床
45

第四章典型矿床研究

图4.15铜厂铜矿床地质剖面图
1.碳质千枚岩;2.绿帘透辉石矽卡岩:3.细碧岩;4.杏仁状细碧岩:5.细碧质集块岩:6.闪长岩;7.闪长玢岩;8.石英闪长岩: 钠化闪长岩;10一辉绿岩;1 1.蛇纹岩;12.铜矿体;13.断层

(1)矿床地质特征

回1 田2 圈3 网4 回5 圃6 回7 团8
臣虿9

铜矿床产于碧口群郭家沟组基性火山岩和 浅海相火山一沉积岩为容矿主岩的浅变质岩系 内,矿体形成丁石英闪长岩体内和岩体北部内、 外接触带,岩体周边为基底浅变质火山岩系和盖 层碳酸盐岩、碳质板岩、白云岩等。铜矿床北侧 变质超基性岩体与白云岩接触部位形成蛇纹岩、 滑镁岩型大型磁铁矿床,主体地段(6线以东) 地质剖面方向具有上铜下铁含矿结构特点(图
4.15,16)。

囤10 囤钉
图4.16 铜厂矿床地质剖面图
l?厚层白云岩;2一千枚岩:3一绿泥透闪岩:4.蛇纹岩型磁铁矿体:5.斜 长绿帘角岩;6.细碧岩:7.斜长仡岗岩:8一石英闪长岩; 9一铜矿(化)体及编号;10.地质界线;11.断层

铜矿床自南向北由三个矿脉密集带和十多 个工业矿体组成;其中I号铜矿带分布在岩体北 缘内接触带的片理化带中,由I-9号等十多个矿 体组成矿脉群,总体走向近Ew,倾向南,倾角 45-75,主要矿化蚀变有绢云母化、硅化、绿泥 石化和方解石化,是铜厂铜矿的主要含矿部位。

Ⅲ号矿带产于岩体内部,受岩体内一组北东向断裂控制,产状NE向,与I号、V号矿带走向斜交。v 号矿带位于岩体的外接触带斜K绿帘岩内,部分产在角岩化火山凝灰质钙板岩、凝灰岩、凝灰质千枚岩

中;矿体规模变化较大,一般长130—300米,厚0.2—3.0米,呈脉状和透镜状成脉群产出,单脉间或
呈平行斜列或呈首尾相联的产状出现。近矿围岩蚀变与矿体出现部位有关,自北向南为角岩化、硅化,

绿帘石化,绢云母化一硅化、黄铁矿化、绢云母化一硅化、黄铁矿化。矿石矿物组份也十分复杂,除黄
铜矿、黄铁矿两个主要矿物外,其余还有:闪锌矿、磁黄铁矿、辉铜矿、黝铜矿、辉钼矿、辉砷镍矿、 紫硫镍矿、针镍矿、锑硫镍。

矿石有用组分为CuO.5—5.55×10~,伴生组分有TNiO.1-0.28×10~,CoO.012-0.040 X
最高3 X
10一厶AuO.1—4.8×10—6,AglO一30X 10—6。

10~,

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铜矿床探明储量规模为中型。 铁矿床为大型矿床位于铜矿床北约40.300米,为一。盲矿,主矿体形态为透镜层状,长1100米,平 均厚度32米,探明延深大于500米。矿体围岩及夹石主要是含磁铁蛇纹岩、透闪岩、绿泥岩和白云岩。 局部可见含铜石英脉沿构造裂隙穿插于铁矿体中,时间上应早于铜矿床的形成。 (2)矿床岩石地球化学特征 A、主元素地球化学:总结有关资料研究结果显示,铜厂地区为一个各类火成岩发育的特殊地质环 境,岩石地球化学也十分复杂,对该地区与成矿有关的岩石类型主元素进行了对比分析(表4.11)可 以看出,各类火成岩普遍富含Na:0、1t20‘贫K20、MgO、A1。03、TiO。以及高Na02/K20比值(2.09—12.72), Fez0。/FeO(0.27-1.37)一般<0.8为共同特征。整体各类岩石里特曼指数6变化于2.25—7.48之间。
表4.11铜厂矿区岩石化学成分
岩石 石英闪长岩 石英闪长岩 含石英闪长岩 闪长岩 闪长玢岩 钠长岩 辉石闪长岩 细碧岩 细碧岩
细碧岩
Si02 60.88 63.40 56.40 57.52 56.45 55.95 59.63 49.97 50.98 49.76 48.36 49.58 49.73 47.93 TiOz 0.56 0.56 0.64 1.18 O.59 O.38 0.60 0.73 1.45 1.16 1.16 1.1l 1.12 O.25 A120, 15.69 16.32 17.64 15.8l 15.53 18.14 16.64 19.86 21.71 18.6l 18.4l 14.87 18.37 14.31 Fe203 1.27 0.6l 1.77 6.49 2.17 0.99 0.99 4.18 4.85 4.55 4.57 3.38 4.29 1.55 FeO 5.1l 2.62 5.45 1.80 4.34 2.6l 3.13 5.15 6.44 4.81 3.98 8.96 5.69 2.40 CaO 2.86 4.03 5.26 3.84 6.60 5.65 4.53 4.08 1.88 8.18 8.48 6.80 5.82 15.2 MnO O.10 O.07l O.17 0.13 0.121 0.12 0.07 0.14 0.47 3.32 0.17 0.14 0.25 O.19 M90 2.94 1.07 4.35 2.22 4.03 1.88 2.66 4.11 4.40 3.32 3.3l 3.92 3.81 1.18 Na,O 3.75 7.20 4.48 7.50 6.68 5.97 7.24 4.83 4.63 4.39 4.44 3.97 4.29 4.3l K20 1.39 1.07 1.53 0.20 0.54 O.97 0.60 1.37 0.73 0.75 O. 77

H2()+P.D5
O.30 0.84 1.98 2.46 1.94 3.99 2.12 3.24 1.28 1.8l 2.81 3.55 2.28 3.55 0.14 0.112 0.181 0.170 0.137 0.86 0.087 O.28 O.38 0.34 O.65 O.18 0.32 O.86

c02 8.58 8.69 8.99 8.78

2.32

细碧岩 细碧岩 细碧岩平均 近矿围岩 全球细碧岩(赖 恩德曼)
细碧岩(术叔和)

1.28 0.98 0.55

7.98

49.65

1.57

16.08

3.85

6.03

5.10

0.15

5.18

4.29

1.28

3.49

0.56

1.63

49.04

1.49

15.04

3.7,q

6.14

5.14

0.16

5.14

4.18

0.98

1.96

0.19

1.52

资料米源:西北有色71

1队(汪军谊2001),部分为(勉略宁地区火山岩及其铜多金属矿床地球化学研究报告刘铁庚等1995

其中:①闪长岩体的岩石化学成分表现为富碱质,Naz0为3.75—7.5,K:O为0.2—2.39,Na20>K20,
SiO:含量偏高,Rittmann 6指数变化在1.48-3.7之间,平均为2.56,岩石属钙碱性火山岩系列

(1.8-3.3);且A1:0。/TiO:在13.4q9.14之间,对应太平洋火山岩套即形成环境为与俯冲有关的火山
弧。有利于形成岩浆热液改造型矿床;②细碧石主化学成分与世界该岩类的统计值(Vallance,1973)
基本接近,但Na:0含景略偏高,Rittmann 6指数变化在3.59-5.5之间,平均为4.49,为碱性(橄榄) 玄武岩系列,又(I)(Na:O>IG.O),6>4,属于(钠质)大西洋岩套,形成于与岛弧和大陆裂谷有关的火 III岩环境(Rittmann,1962)。区中尽管岩性组合复杂,但与成矿活动有关的几种主要火成岩主化学成 分大体接近,这可以反映出在成岩和其演化过程中岩石地球化学有一定的继承性或混杂过程。表中还显 示,从细碧岩一钠长岩一闪长岩一石英闪长岩SiO:和NazO+K:0是逐渐增加的,这种地球化学结果与野外观 测到的从南向北岩体从基性一中酸相变一致。近矿罔岩中CO:、H:0、CaO相对于其它岩性偏高,说明早期 火山岩在晚期与岩体侵入有关的成矿作用过程中,有富含气液成分的流体加入,MgO、A120。相对被带出
47

第四章典型矿床研究

形成岩石的钠长石化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐岩化等矿化蚀变。 B、岩、矿石稀土元素特征:根据前人畸7n舳"分析的矿石稀土元素特征(表4.12),反映在稀土配分 曲线上(图4.17)具明显的右倾特征,LREE富集,HREE平坦,有弱Eu的负异常,轻重稀土比为3.84, 稀土总量为45.65×10。6,6
Eu、6

Ce值分别为0.57和0.94。推测含矿岩体为壳幔混合成因。

表4.12

铜厂铜矿床细碧岩、钠长岩、闪长岩及矿石的稀土元素平均含量(x l矿)及其特征参数

100.O

1 0.0

LaCePrNdSmEuGdTbDyHo ErTmYbLu
图4.17铜厂铜矿床岩石、矿石稀土元素配分模式 汪军谊,2001

6 34S(‰)

图4.18铜厂铜矿床硫同位素组成图解

注:细碧岩、钠长岩数据引角叶霖等。1997,其余据汪军谊,2001,样晶由宜昌地质矿产研究所测定。()内为样品数。

从图4.17,表.12还可见,铜矿石的配分曲线特征与闪长岩、细碧岩及二者蚀变形成的钠长岩曲线 特征趋于一致,亦具有轻稀上富集,铀弱亏损等特征,且轻稀土介丁闪长岩、细碧岩及钠长岩之间,而 重稀土总量较闪长岩、细碧岩及钠长岩略高,说明矿质随岩石的形成演化,从细碧岩一钠长岩一闪长岩 逐步迁移富集,最终形成工业矿体的演化过程,这一结论与前述推论是相吻合的。 C、硫同位素:从铜厂铜矿石、蚀变岩及围岩巾硫化物同位素组成表中可看出(表4.13,图4.18), 硫『一位素均富含重硫,6 34S值较大,一般在10‰左右范围变化,铜矿床中黄铜矿6

34S为+11—12‰,

细碧质凝灰岩中黄铜矿6“S为+ll—斗12.5‰,黄铁矿6“S为+lo__+15‰,角岩化细碧岩6 34S为+4.5一

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+13.5%0,钠长岩中6 34S为+4-斗12.5‰,数据表明,由细碧岩一钠长岩一铜矿石,6 34S变化范围明显 变小,且向富集重硫方向偏移且具有与火山沉积岩类相似的硫同位素,表明铜矿床硫源主要来自火山岩,

并有明显有海水硫混入,反映矿床足在早期海相火山一沉积作用基础上进一步改造形成的,与早期火山
岩类的地球化学具有明显继承性。

表4.13

铜厂铜矿床岩、矿硫同位素组成

注:据西北有色地勘局7ll总队.陕西省略阳县铜J铜矿床详普△地质报告,1994:叶霖等,1999:韩润’I-.等,2003。

D、矿物地球化学: 矿石与近矿围岩黄铁矿单矿物化学成分均以富含Ni、Co等深源元素为特征,具有较高的Co/Ni比 值(见表4.14),这些特征值反映黄铁矿作为蚀变岩、矿石主要伴生组分的来源强烈倾向于亲Fe、Ni、 Co的基性火山岩。同时也说明闪长岩体侵位过程中,其动热条件驱使围岩中成矿物质发生活化、迁移 富集成矿。

、\学成分 者膨\
脉状铜矿石 层状含铜白云岩 角岩化细碧岩 细碧质凝灰岩 凝灰质

表4.14

铜厂地区黄铁矿化学成分

Fe(Xi0-2)

S(×10_2)

CoXl0。6

NiXl0。6

Co/Ni

47.32 47.37 47.23 48.82 51.7

52.68 52.63 52.77 51.18 48.30

1200 2500 4500 18200 30800

300 1000 600 100 100

4 2.5 7.5 182 308

49

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