中国造山带内生金属矿床类型_特点和成矿过程探讨_毛景文
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造山型金矿摘要:造山型金矿是当今世界研究的热点,其成矿模型为人们找矿提供了重要的理论依据。
本文就造山型金矿的特征、地质背景、矿床地质特征、成矿模式及存在问题进行总结和讨论,且以胶东地区和小秦岭地区造山型金矿为例讨论造山型金矿的地球化学性质,并得出其成矿流体均有地幔流体的参与。
关键字:造山型金矿地球化学成矿模式存在问题1. 前言“造山型金矿床(Orogenic gold deposits)”系指产于区域上各个时代变质地体中、在时间和空间上与增生构造有关的脉型金矿床系列,矿床形成于增生(accretionary)或碰撞(collisional)造山带的会聚板块边界上的挤压和扭压作用过程中。
在造山型金矿床这个术语被提出之前,人们一直把那些产于变质地体中,受构造控制的脉状金矿床称之为“中温热液金矿床(Mesothermal gold deposits)”,所谓“中温热液金矿床”是最重要的金矿类型之一,大多数大型和超大型金矿床属于此类型(Hodgson et al.,1993;Sillitoe,1993)。
在对脉状金矿床研究的过程中,文献中涌现出了众多按不同标准进行命名的金矿床类型,如按围岩特征可分为绿岩带金矿床、浊积岩金矿床等(Keppie et al., 1986;Mueller and Groves, 1991);按矿化特征分为石英脉型金矿床、蚀变岩型金矿床、角砾岩型金矿床等(范宏瑞等,2005;毛景文等,2005);按控矿因素特征,可命名为剪切带型金矿床(Bonnemaison and Marcoux, 1990)。
随着大地构造、金矿勘查和成矿理论的研究和不断发展,使人们逐渐认识到这类金矿床具有相似的地质-地球化学特征,并且都与造山作用过程有关,这类金矿床有很宽的成矿深度范围(2~ 20km),因此,Groves 等(1998)建议将该类金矿床称作“造山型金矿床(Orogenic gold deposits)”。
2013年8月A ugust,2013 矿 床 地 质 M IN ERA L DEPOSIT S第32卷 第4期32(4):715~729文章编号:0258-7106(2013)04-0715-15内蒙古及邻区矿床成矿规律与成矿系列毛景文,周振华,武 广,江思宏,刘成林,李厚民,欧阳荷根,刘 军(中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037)摘 要 成矿系列是矿床地质学科中研究区域成矿规律的一种学术思想,主张用系统论、活动论的观点研究在地质历史发展的各阶段、各特定地质构造环境中,成矿作用的过程及形成的矿床组合自然体。
文章基于对内蒙古大地构造演化的新认识和新理解,结合周边省、自治区以及境外地质和矿产研究新进展,尤其是大批成矿年龄精测数据和对成岩成矿物质来源的新认识,将内蒙古矿产资源划分为11个主要矿床成矿系列:①太古代鞍山式沉积变质型铁矿成矿系列(包括中太古代和新太古代2个系列);②中元古代海底喷流型铅锌铜硫矿成矿系列;③中元古代白云鄂博稀土元素-铁-铌矿床成矿系列;④奥陶纪—志留纪岛弧环境斑岩铜(金,钼)矿成矿系列;⑤泥盆纪与蛇绿岩有关的铬铁矿矿床成矿系列;⑥晚二叠纪—三叠纪与花岗岩有关的钼金多金属成矿系列;⑦三叠纪—中侏罗世斑岩铜矿床成矿系列;⑧得尔布干地区晚侏罗世—早白垩世与花岗岩有关的浅成低温热液型铅锌多金属矿床成矿系列;⑨大兴安岭及邻区晚侏罗世—早白垩世与花岗岩有关的铅锌锡钼金多金属矿床成矿系列;⑩新生代与湖相沉积-蒸发作用有关的盐类矿床成矿系列。
在成矿系列划分的基础上,编制了各成矿系列主要矿床分布图,并简要论述了各个成矿系列的成矿地质背景、成矿特征、矿床组合及时空分布规律等。
本次成矿系列的划分,强调以重大构造事件作为背景,突出以重大构造事件与大规模成矿的耦合关系作为出发点,力求从更大尺度上认识当时的地质背景,如将多宝山与白乃庙2个同时代矿床作为一个矿床成矿系列(尽管目前尚不清楚它们属于同一个断续的岛弧链,还是被后来构造运动所分裂)。
研究成果矿物岩石地球化学通报Bulletin of Mneralogy ,Petrology andVol. 20 N).1 2 )l Jan.西秦岭地区造山型与卡林型金矿床毛景文(中国地质科学院矿产资源研究所,北京皿)037)摘要西秦岭金矿床分为卡林型和造山型两类。
卡林型金矿床麇篥于南秦岭和松潘一一泔孜造山带的东北部。
三叠纪和早侏罗世的同构造花岗闪长岩广泛分布于西秦岭中和南部、蚣潘一.君孜盆地以及扬子克拉通边缘。
造山型脉状金矿床主要分布于西秦岭造山带中的脆胡性剪切耜内。
大部分粗粒金主要赋存在网格状石英细脉和角砾状围岩中的黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂和少量贱全属硫化物中和以分散状分布在蚀变围岩中同位素资料表明晚三叠世.中侏罗世与场子克拉通俯冲有关的作用控制了造山型金矿床的形成关键词西秦岭.造山带;卡林型金矿中图分类号:18.5,文献标识码:A文章编号:1m7.2802(2001).0卜00H.03西秦岭是我国重要大型矿集区,按成矿环境和成矿基本特点划分的造山型金矿主要分布于中秦岭造山带或礼·凤·太古生代盆地,而这一分类的另一类一.......咔林型全矿贝刂麇集于南秦岭和松潘一甘孜造山带的东北部。
虽然两大类金矿的成矿系统有所不同,但时空分布和成因有着紧密联系1造山型金矿床的特点和成因西秦岭造山带中的脆韧性剪切带型金矿床是典型的造山带型脉状全矿床。
关于造山型金矿床的主要特征已由等作过总结,其成矿流体以富为特征。
矿床中热液碳酸盐矿物(铁白云石)相当发育黄铁矿的硫同位素(3.8 ‰ 13.8 ‰类似石英闪长岩中而不同于围岩中的硫同位素值(.2.1 ‰ 一6,6 ‰。
其,3C的值为一4.47 ‰一6.62 ‰ 618o的值为8,32 ‰、8,70 ‰。
尽管有一些别的解释,但上述的同位素数据指示这些矿床的深源特点,而且可能是幔源的前人曾有选择地将产于泥盆系复理石中的金矿床划归为卡林型全矿。
野外观察发现不论是在石英脉型还是蚀变岩型矿床,构造控矿最为明显。
毛景文院士:斑岩钨矿——一种值得关注的矿床类型相对于斑岩铜矿和斑岩钼矿, 在全球范围对于斑岩钨矿研究甚少, 而且程度很低, 关键在于长期以来斑岩钨矿并不是一种重要工业性矿床类型. 在20世纪0~90年代, 时值全球研究斑岩铜矿和斑岩钼矿的热潮, 一些学者关注和探索了是否存在斑岩钨矿, 并初步提出其基本特点. 在2010年之前, 已确定的比较典型斑岩钨矿有加拿大New Brunswick的Mount Pleasant W(Mo)矿床、中南部的Logtung矿床、我国广东省莲花山和江西省阳储岭、韩国的Weolag和Dae Hwain矿床. 然而, 这些矿床的规模都较小, 经济价值不重要. 与斑岩钨矿有关的岩体规模一般<10 km2, 属浅成-超浅成岩株、岩枝和岩墙. 其岩性通常是花岗斑岩、石英斑岩、石英-长石斑岩等较酸性岩石, 在剥蚀程度比较浅的地区, 往往与同源火山岩共生.谭运金提出斑岩钨矿具有一套特征的蚀变组合, 它们是钾化(包括钾长石化和黑云母化)、绿泥石化、硅化、高岭石化、赤铁矿化及萤石化、碳酸盐化. 各种蚀变在空间分布方面没有明显的垂直分带与水平分带现象, 而是相互重叠. 值得指出的是, 不同于斑岩铜矿和斑岩钼矿, 斑岩钨矿的围岩蚀变以强云英岩化, 弱钾化和弱青盘岩化为特征. 因此, Davis和William-Jones将其命名为斑岩-云英岩型钨矿. 除了对斑岩钨矿地质特征研究以外, 还开展了部分矿床的流体包裹体成矿温度和盐度测定, 总体认为是以中高温中高盐度为特征. 但谭运金发现莲花山斑岩钨矿成矿温度从高温延续到低温(650~150°C), 盐度也有较大分布范围.江南钨矿带中大湖塘超大型斑岩钨矿和阳储岭、东源大型斑岩钨矿控制资源量达130万t, 彻底改变了钨矿类型的格局, 斑岩型与矽卡岩型和石英脉型成为全球3种最主要的钨矿床类型. 迄今, 我国对于斑岩钨矿是否属于斑岩型矿床类型仍然有些疑虑, 由于斑岩钨矿与斑岩铜矿有一定的差异性.其一, 斑岩钨矿与斑岩锡矿类似, 含有大量以氟为特点的挥发组分, 因此含氟矿物广泛发育, 例如, 云母类、黄玉和萤石, 无论在矿石中还是与成矿有关的蚀变岩中均如此.其二, 与成矿有关的斑岩不是典型的斑状结构, 而通常是似斑状结构.迄今所知, 相对于斑岩铜矿, 全球所探明的斑岩钨矿有关的岩体侵位相对较深, 岩石通常表现为似斑状构造. 其实, 在我国与绝大多数斑岩铜矿和斑岩钼矿有关的花岗岩也呈现出似斑状结构, 仅仅在斑岩与同源火山岩共存地区才可能见到具有典型斑状结构的花岗岩类. 在国际上, 判别是不是斑岩型矿床, 最主要特点是细脉浸染状构造. 网脉状裂隙是矿化富集的容矿空间, 也是通过这些裂隙流体与围岩相互作用, 形成大面积、大吨位、低品位的矿石.在成矿岩浆高侵位后, 岩体的结晶分异作用导致气体和液体在岩浆房的隆起部位集中, 产生相当大的静水压力. 静水压力导致已经结晶的花岗质岩石及上覆围岩的破裂, 构成垂直上下最大压力面的一组大致共轭的网状裂隙. 这些网状裂隙的位置取决于静水压力与岩浆房上部岩石产生的静岩压力相抵消构成的不受力面, 网状裂隙位于不受力面的下部. 在江南钨矿带的大湖塘矿区, 白垩纪黑云母二长花岗质岩浆侵位相对较浅, 95%以上的矿体发育于围岩中, 而阳储岭和东源岩浆侵位相对较深, 矿体均发育于岩体内部.Rusk等人对斑岩型矿床的容矿裂隙形成过程及流体演化与成矿进行了深入的研究, 探讨了成矿裂隙系统和矿化过程. 赵茂春等人进一步总结将斑岩型矿床容矿裂隙系统的成因归纳为岩浆结晶冷缩、侵位挤压、水岩分离和区域应力叠加4种类型, 探讨了裂隙分布与矿化规律性. 这些对于斑岩铜矿的研究成果有助于理解斑岩钨矿的形成方式和过程。
1999年矿床地质M I NERAL DEP OSIT S第18卷第4期试论中国东部中生代成矿大爆发*华仁民(南京大学地球科学系,内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京)毛景文(中国地质科学院矿床地质研究所,北京)提要:中国东部在中生代尤其是燕山期发生了大规模的金属成矿作用,形成了一大批重要矿床,其成矿强度之高、密度之大、矿种之丰富,在全球中生代成矿作用中首屈一指,故可称为中生代成矿大爆发。
研究表明,中国东部中生代成矿大爆发是该地区在特定地质背景下发生岩石圈大减薄和构造格局大转折相结合、从而导致大规模壳幔相互作用和构造圈热侵蚀事件的产物。
深入研究中国东部中生代成矿大爆发的背景和过程,不仅能解决矿床学学科发展中的许多重要科学问题,为进一步寻找矿产资源指出方向,而且对认识中国大陆乃至东亚_西太平洋的地质构造演化史、探讨花岗岩类的形成环境、了解特提斯与太平洋构造域的交会结合等一系列重大基础地质问题也具有重要的意义。
关键词:中生代成矿大爆发中国东部地球在演化历史中充满了灾变性、突发性事件的记录,于是/大爆炸0、/大爆发0之类词语频频出现于地学文献之中,例如举世瞩目的寒武纪生命大爆发。
成矿作用在地球发展和演化历史中的强度和时空分布也是很不均匀的,不同的地质时代会形成具有该时代特色的矿种与矿床类型,这已经为矿床学家所熟知。
笔者认为,在某一并不太长的地质时期内、在某一地域发生的成矿作用,其成矿强度之高、密度和规模之大、种类之丰富,达到了其他时空区间无法比拟的程度,则也可以形象地称之为/成矿大爆发0。
这种现象无疑是矿床学界乃至整个地质学界予以关注的科学热点。
中国东部中生代尤其是燕山期的成矿大爆发就是一个最具典型意义和研究价值的例子。
1基本事实中国东部一般指贺兰山)龙门山一线以东直至东部沿海的我国东北、华北、华东、中南广大地区,这里不但是我国人口稠密、经济发达的地区,矿产资源也非常丰富,其中尤以我国的急需矿种如铜、金、银、铅锌以及优势矿种如钨、锑、锡、锂、铍、铌、钽等稀有金属最为突出。
中国金矿床类型、时空分布规律及找矿方向概述一、本文概述中国,作为世界上矿产资源丰富的国家之一,其金矿资源在国民经济中占有举足轻重的地位。
本文旨在全面概述中国金矿床的类型、时空分布规律以及找矿方向,为金矿资源的合理开发和利用提供科学依据。
文章将对中国金矿床的主要类型进行详细介绍,包括岩浆热液型、变质热液型、沉积型、火山热液型等。
每种类型金矿床的成因机制、地质特征和成矿条件都将被深入探讨,以便更好地理解金矿的形成过程。
文章将对中国金矿床的时空分布规律进行综合分析。
通过对不同地区、不同时代金矿床的分布情况进行研究,揭示金矿资源在空间和时间上的分布特征,为金矿勘查提供指导。
文章将探讨中国金矿的找矿方向。
结合前人研究成果和最新勘探技术,分析金矿资源的潜在区域和有利地段,提出针对性的找矿建议。
文章还将关注金矿勘查的新理论、新技术和新方法,以期提高金矿找矿的效率和成功率。
通过本文的概述,读者可以对中国金矿床的类型、时空分布规律及找矿方向有一个全面而深入的了解,为金矿资源的勘查和开发提供有益参考。
二、中国金矿床类型中国金矿床的类型丰富多样,这主要得益于其广袤的国土和复杂的地质背景。
根据不同的地质条件和成矿作用,中国的金矿床可以大致划分为以下几种类型:岩浆热液型金矿:这类金矿多与中生代和新生代火山岩及侵入岩有关。
在岩浆活动和热液交代作用下,含金热液沿断裂构造上升并沉淀富集,形成金矿床。
典型的岩浆热液型金矿有山东的焦家金矿和辽宁的红透山金矿。
变质热液型金矿:这种金矿主要产于前寒武纪变质岩系中,尤其是在绿片岩相和角闪岩相变质岩系中更为常见。
含金热液在变质作用下,沿层间破碎带或韧性剪切带富集,形成金矿。
例如,陕西的双王金矿和河南的文峪金矿就是典型的变质热液型金矿。
沉积岩型金矿:这类金矿主要产于沉积岩系中,尤其是炭质、硅质岩系中。
含金热液在沉积过程中,通过渗透交代作用,使金元素在沉积岩中富集,形成金矿。
如贵州的烂泥沟金矿就是沉积岩型金矿的代表。
中国工程院院士毛景文:主要类型金矿床的基本特点和找矿勘查近日,2019中国(招远)国际黄金矿业技术高峰论坛在招远举行,一众业内大咖齐聚,对黄金的科技与未来建言献策。
主要类型金矿床的基本特点和找矿勘查中国工程院院士毛景文(演讲实录)找金子是我们大家的梦,也是中国梦的组成部分。
我们先看一看,金矿床有几种类型,特点是什么,怎么把它找到。
金矿床主要成因有造山型、与侵入岩有关、卡林型和浅成低温热液型。
造山型就是在地球山脉形成过程中形成的金矿床。
与侵入岩有关的金矿床,是指火山没爆发,在地层下凝固了。
卡林型金矿床,主要在沉积岩中。
浅成低温热液型,就是地表比较浅,与地热系统有关系。
在全球金矿床类型的储量占比中,造山型金矿占41%,斑岩型金矿占20.9%,浅成低温热液型金矿占18.4%,卡林型金矿占5.2%,其他类型的金矿床就比较少了。
首先看一下造山型金矿床的形成原因,它是大洋板块向大陆板块俯冲,或者大陆板块相互碰撞而形成的,除了正碰撞还有斜碰撞,相互挤压产生断裂。
另外像中亚地区有些小陆块碰撞,也是造山型金矿床的重要来源。
例如中亚地区、“境外天山”等。
前苏联由于比较封闭,谁也不知道他有什么东西,89年苏联解体以后,才知道在“境外天山”是一个世界级的金矿带,有金矿大概1万吨左右,其中包括穆龙涛金矿和吉尔吉斯斯坦Kumtor金矿。
当年苏联刚刚解体,1990年,中国矿业对外开放,纽蒙特在新疆喀什成立办公室,希望能够在中国找矿,发现新的突破,结果他们干了两年就撤了,后来我们发现了金矿,就是浩尧尔弧洞金矿。
造山型金矿床的特点:矿物定向排列,这类情况他研究发现是在中等变质过程中进行的,比如说挤压、碰撞、挤压,然后变质,形成这种金矿。
形成特点就是温度高、二氧化碳高,但是盐度较低。
与侵入岩有关的金矿床。
这种矿形成深度比较大,范围广,从几公里到几十公里。
浅成低温热液型金矿床。
这种主要是在大陆和岛弧有很多火山岩区,地热系统非常活跃,像日本、菲律宾等。
毛景文:斑岩铜矿床研究勘查新进展俯冲环境斑岩铜矿Sillitoe,1972首先注意到斑岩铜矿与板块俯冲的关系,并提出俯冲板片环境中的构造成矿模式,认为与斑岩铜矿成矿有关的岩体是洋壳在俯冲过程中部分熔融的产物。
Sillitoe(1998)进一步研究认为斑岩铜矿形成于挤压环境,并注意到挤压导致地壳加厚与智利中北部、亚利桑那西南部,伊朗Jaya等超大型矿床形成上具有同步性,表明了挤压环境有利于形成斑岩铜矿。
同时,注意到南美古新世—始新世弧于挤压走滑环境导致形成Cujaone超大型和 T oquepala巨型矿床,而一些小型矿床出现在相邻的智利北部的引张环境(Sillitoe,1998)。
Sillitoe(1998)总结提出挤压环境可有效地阻止岩浆直接穿过上地壳形成火山岩,因此形成比伸展环境更大的浅部岩浆房;挤压环境的浅部岩浆房很难喷发,从而促进了岩浆房的结晶分异,进而导致了挥发分的饱和以及大规模岩浆热液的形成;挤压环境下很难发育陡立的张性断裂,从而有效地限制了在岩浆房顶部形成岩株(枝)的数量,有利于岩浆热液的聚集。
大陆环境斑岩铜矿斑岩铜矿除了形成于活动岛弧和大陆边缘外,也出现在大陆内部,空间上可以有两种形式,即:一种是沿古缝合带分布,另一种远离现代或古代缝合带分布,分别可能是碰撞后和板内环境的产物。
Hollister等(1974)最早注意和研究美国阿巴拉契亚造山带内的斑岩铜矿,发现随着地质历史演化先后形成一组古生代斑岩型矿床,早期为斑岩铜钼矿,晚期为斑岩钼钨矿。
与斑岩铜钼矿成矿有关的岩石为石英斑岩、石英二长岩型和石英闪长斑岩,Hollister等(1974)提出了与石英二长斑岩为核心的矿化蚀变模型,该模型略不同于以美国西南部斑岩铜矿为例建立的经典斑岩铜矿蚀变模型。
在澳大利亚西南威尔士州的Lachlan褶皱带发育有 Cadia等斑岩-矽卡岩型铜金矿。
Jones(1985)研究认为这组南北向沿火山链分布的斑岩铜金矿位于 Bogangate海槽东部大陆边缘,是于晚奥陶世-早志留世在大陆开裂过程形成。
铁矿床主要成因类型及其地质特征Iron Ore Deposit’s main Genetic types and Geologicalcharacteristics摘要:本文主要根据矿床的成因类型将国内已勘探出的铁矿床进行分类,由三大类地质作用进行初级划分:内生铁矿床、外生铁矿床和变质铁矿床。
而后有根据其在不同地质环境下的成矿作用分为岩浆型、接触交代型、热液型、火山成因型、风化型、沉积型和变质型,并分析了不同成矿作用下形成的矿床的成矿地质特征、矿石成分、结构、构造和分布等特征。
关键字:铁矿床、成矿作用、地质特征、成分、规模。
铁矿床按成因主要分为内生铁矿床、外生铁矿床、变质铁矿床。
其中内生矿床中铁矿床的成因类型又可分为岩浆铁矿床、接触交代铁矿床、热液铁矿床及火山成因铁矿床,外生铁矿床成因类型主要为沉积型铁矿床,变质成因的铁矿床类型主要为受变质沉积铁矿床。
下面将从各类铁矿床的成矿条件、成矿作用及成矿地质特征并结合实例进行分析。
一、内生铁矿床内生铁矿床的形成受内生成矿作用控制。
其主要是由地球内部热能的影响导致形成矿床,故该类矿床多在较高温度、较大压力条件下形成于地壳中。
其中内生成矿作用主要有来自上地幔部分熔融产生的玄武岩浆和超基性岩浆,地壳硅铝层重熔产生的中酸性岩浆,及大洋板块插入大陆板块下的地幔中熔融而产生的安山质岩浆在上升冷凝过程中发生。
根据其物理化学条件的不同,由岩浆成矿作用、接触交代成矿作用和热液成矿作用形成的铁矿床也有所不同。
1、岩浆铁矿床岩浆型铁矿床主要为晚期岩浆铁矿床,它是在含矿岩浆结晶分异过程中造岩矿物先结晶,使得成矿物质向残余岩浆中聚集,在岩浆即将固结时矿石矿物集中结晶而成。
它包括岩浆晚期分异型铁矿床和岩浆晚期贯入式矿床。
其中岩浆晚期分异性铁矿床主要产于辉长岩-橄辉岩等基性、超基性岩浆岩体中,单个含矿岩体断续延长数公里至数十公里,宽-至几公里,矿体规模较大,多呈较规则的多层似层状,矿体(层)累积厚度数十至二、三百米,延深数百至千米以上。
康定大渡河金矿田三碉金矿床成因初探何阳阳;温春齐;刘显凡;赵林【摘要】The Daduhe Au orefield extends for about 60 km from north to south along the Dadu River with a width of about 30 km. This paper has a discussion ore material and ore fluids sources and ore genesis accordingto transmagmatic fluid metallogenic theory and mantle fluid metallogenic theory.%大渡河金矿田分布于南北长约60km、东西宽约30km,的康定大渡河两岸。
成矿流体在金属矿床的形成过程中扮演着重要的角色,有着十分关键的作用。
但是,传统金矿床分类方案却不能合理解释康定大渡河金矿田的成矿流体来源,给找矿勘探带来了困惑。
鉴于此,借助“透岩浆流体成矿理论”和“地幔流体作用成矿理论”,探讨大渡河金矿田三碉金矿床成矿物质和成矿流体来源,分析矿床成因。
【期刊名称】《四川地质学报》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】5页(P585-589)【关键词】金矿田;矿床成因;大渡河;三碉【作者】何阳阳;温春齐;刘显凡;赵林【作者单位】内江师范学院地理与资源科学学院,四川内江 641112; 成都理工大学地球科学学院,成都 610059; 四川省地质矿产勘查开发局四○二地质队,成都611730;成都理工大学地球科学学院,成都 610059;成都理工大学地球科学学院,成都 610059;四川省地质矿产勘查开发局四○二地质队,成都 611730【正文语种】中文【中图分类】P618.51我国黄金储量占世界第四位,可谓黄金大国,而大渡河金矿田是我国金矿的主要分布区之一。
造山型金矿概念及基本特征1、造山型金矿床定义过去,人们把产于地壳、低绿片岩相地质体中的脉状金矿床称为中温或中深金矿床(mesothermalgold deposits)。
但是近年来的研究表明,该类矿床具有很宽的成矿深度(最深15~20km)和温度范围(150~740℃)。
与Lindgren(1933)提出的深度和温度分类方案不相符,事实上,众多的研究表明该类金矿床具有相似的金属元素组合、成矿流体特征和地球动力学背景,而且在时空上均与造山作用有关(Groves等,1993,1998,2000;Kerrich等,1990,1993,1994,2001;Goldfarb等,1998,2001;Witt等,1998)。
Kerrich等(1990)、Groves等(1998)在沿用Lindgren(1933)深度分类方案的基础上,认为应着眼于其形成的构造背景和成矿作用而给以统一的分类命名,建议统一称作“造山型金矿床”。
目前,造山型金矿(Orogenic gold deposits)是指产于挤压环境中的不同时代的脉型金矿床系列,包括以前所说的脉型金矿、中温或中深金矿、前寒武纪金矿、浊积岩中的脉型金矿、板岩带中的脉型金矿、绿岩带中的金矿和剪切带中的金矿等。
该类金矿也被称之为脉型金矿,包括网脉、矿化围岩和剪切带中的矿脉。
2、造山型金矿床基本特征根据Groveset al.(1998)、Kerrich etal.(2000)的研究资料,通过对不同时代造山型金矿床的研究,该类矿床具有以下主要的共同特征:(1)造山型金矿床形成于汇聚板块边缘以挤压和转换为主的增生地体中,伴随着俯冲和碰撞造山运动。
(2)造山型金矿床在空间上严格受构造系统的控制,且金矿的分布格局和矿体的定位及矿体的空间组合样式与造山作用有关。
还有不同级序构造对矿带、矿田和矿床的多级控制。
(3)矿石金属矿物为低硫型,其硫(砷)化物含量在3%~5%之间,毒砂是变质沉积围岩中的最主要硫化物;黄铁矿和雌黄铁矿是变质火山岩中最主要的硫化物。
2000年矿 床 地 质M IN ERA L DEP OSIT S 第19卷 第4期文章编号:0258-7106(2000)04-0289-08中国东部大规模成矿时限及其动力学背景的初步探讨基金项目:“国家973项目,编号:G1999043211”部分成果第一作者简介:毛景文(1956—),男,山西运城人,博士,研究员,长期从事矿床地质和地球化学研究工作收稿日期:2000-06-20;修订日期:2000-08-28。
陶景连编辑毛景文 王志良(中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037) 提 要:通过对以往金属矿床同位素年龄数据的收集、整理和分析,初步厘定中国东部大规模成矿作用发生的时限为160×106~110×106a 。
提出西秦岭地区金矿床出现于中国两大古陆后碰撞的伸展环境;与花岗岩有关的铜钼矿床发育于早中侏罗世由挤压向伸展环境过渡时期,钨锡铅锌银锑汞金铀出现于晚侏罗世—早中白垩世岩石圈大规模拆沉或减薄期间。
尽管不同类型矿床形成过程有所不同,都与大规模构造圈热侵蚀密切相关。
关键词:大规模成矿作用 成矿时限 地球动力学背景 中国东部地区中图法分类号:P 617文献标识码:A中生代在全球发生了一次重大的地质事件,即东亚大陆构造大转折(主应力场由南北向转为近东西向[1],岩石圈大增厚到大减薄[2,3],惊天动地的构造岩浆喷发和侵入[4],同时伴随有大规模成矿作用[5~7]。
在过去20年中,对我国东部不少矿床进行了放射性同位素定年,获得了一大批珍贵的资料,这也是认识或定义大规模或大爆发成矿的基础。
虽然部分资料由于方法本身的局限性或测试技术的限制,有一定的误差,但整体趋势仍然比较明显。
本文通过对前人资料的收集、整理和可靠性分析,初步提出中国东部大规模成矿的大致时限,进而探讨其发生的地球动力学背景。
同时,也希望本文成为新一轮成矿作用研究和精确定年的基础。
1 东部大规模成矿的时限中国东部大规模成矿作用出现在长5000多公里、外延到俄罗斯远东地区和东南亚可达12000km ,宽2000km ,但90%的矿床局限于一些面积有限的大型矿集区内。
注:本文为国家重点基础研究发展规划项目(编号G 1999043211和G 1999043216),地质调查项目(编号K 1.4)和国家自然科学基金项目(编号40434011)资助的成果。
收稿日期:2004-06-10;改回日期:2004-11-16;责任编辑:章雨旭。
作者简介:毛景文,男,1956年生。
1982年和1988年于中国地质科学院获硕士和博士学位。
现为中国地质科学院矿产资源研究所研究员和中国地质大学(北京)教授,主要从事金属矿床和地球化学研究。
通讯地址:100037,北京阜外百万庄路26号;Email:jin gw enmao@ 。
中国造山带内生金属矿床类型、特点和成矿过程探讨毛景文1,2),李晓峰2),李厚民1,2,3),曲晓明2),张长青1),薛春纪3),王志良2),余金杰2),张作衡2),丰成友2),王瑞廷1)1)中国地质大学地球科学与资源学院,北京,100083;2)中国地质科学院矿产资源研究所,北京,1000373)长安大学地球科学与国土资源学院,西安,710054内容提要:中国是造山带最为发育的国家之一,尤其是在西部地区分布广泛。
本文从成矿地球动力学演化角度对中国造山带中矿床类型、特点和成矿过程进行了初步的综合研究,将造山带矿床分为碰撞造山型和俯冲造山型两种。
前者进一步可分为同碰撞造山过程成矿和后碰撞造山成矿。
以青藏高原为例,又将同碰撞造山过程成矿分为碰撞造山期成矿、松弛期(伸展)成矿、走滑拉分盆地成矿和剪切带扩容成矿。
以西秦岭和东天山为例,剖析了后碰撞成矿特点、过程和成矿规律。
在扬子克拉通西南缘发育有中国颇具特色的低温成矿域,包括广泛分布的卡林型金矿、密西西比型铅锌矿和玄武岩型铜矿,本文研究提出这些矿床形成于中生代大陆边缘造山带弧后伸展盆地。
关键词:造山带矿床;低温成矿域;同碰撞;后碰撞;造山带弧后盆地;青藏高原;西秦岭;东天山 从成矿动力学角度考虑,中国大陆中新生代成矿主要特点表现为东部伸展和西部造山。
最近几年通过对诸多大型—超大型以及典型矿床进行放射性同位素年龄精确测定,促使对中国东部大规模成矿的峰期(pulses )和相应的以伸展为主旋律的地球动力学背景有了一个初步的了解(毛景文等,2003a,d;2004a;2004b)。
本文就中国造山带中内生金属矿床类型、特点和成矿过程提出初步的思考。
1 造山带矿床分类在20世纪60年代以前,矿床学研究主要是对矿床本身的描述和探讨与其有关的岩石和控矿构造,同时按照成矿元素组合、与之有关的岩石类型和形成温度进行矿床分类。
自20世纪60年代以后,越来越注意到矿产组合的区域分布规律与构造演化的关系。
例如,在地槽开裂早期有基性—超基性岩浆活动,并伴随着铬铁矿矿床和含黄铁矿型铜矿床的形成;而在地槽褶皱回返的晚期有大量花岗岩的活动,伴随有与花岗岩有关的稀有金属和钨锡矿床(Smirnov ,1977)。
板块构造理论的诞生和广泛应用,对矿床学研究产生了极大的影响,在全球诸多成矿带地质学者在积极地探索不同组合矿产形成的构造背景。
20世纪80年代初,两部专著《矿床与全球构造环境》(M itchell et al.,1981)和《矿床与板块构造》(Saw kins ,1984)先后问世,基于Wilson (1968)板块构造演化旋回,全面总结了不同构造环境(包括大陆热点、裂谷和坳拉槽、被动大陆边缘和内部盆地、海洋环境、俯冲环境、碰撞造山环境、转换断层和大陆地壳线形断裂)中的矿产产出特征和分布规律。
尽管只是一个初步的轮廓,但是奠定了现代地球动力学演化与成矿的基础。
20世纪80年代,对于同生矿床研究达到空前的高潮,深刻认识了全球在地质历史中同生矿床的形成环境和过程,以及现代成矿与古代的类比,比较准确和快速地厘定了大多数同生矿床的形成环境。
与此同时,环太平洋成矿带——全球最大的跨洲际巨型成矿带吸引着地质学家思考在这种会聚大陆边缘中如此多的斑岩铜矿、浅成低温热液型铜金矿和其它与花岗岩活动有关的矿床是如何形成的?其成矿环境和控矿主导因素是什么?Sillitoe (1972)首先提出斑岩铜矿形成于板块俯冲边缘,Mitchell 等(1981)提出大洋板块俯冲的角度对于斑岩铜矿的第79卷 第3期2005年6月 地 质 学 报 ACT A GEOLOGICA SINICA V ol.79 N o.3June 2005形成及其物质组分有着明显的制约。
过去10年,通过对安第斯大陆边缘和西南太平洋岛弧的岩石学研究和地球物理探测,发现在会聚活动大陆边缘下插洋壳板块的变化制约着岩浆活动和成矿作用的发生。
俯冲板块由正常倾斜变成缓倾斜或平坦再到正常倾斜时,在平坦处发生脱水,而在由平坦向正常转折时,软流圈物质上涌。
这些上涌物质与含水岩石圈反应,生成大面积壳幔同熔型岩浆,然后上侵形成火山-岩浆弧(Jam es et al.,1999)。
这些岩浆活动区暨大型矿集区在航磁调查中可以清楚地反映出其异常(Behn et al.,2001),这种异常正是寻找潜在大型矿集区的重要标志。
当俯冲板块下插时一旦撕裂(tear up)、开天窗(open w indow)或后卷(rollback),软流圈物质直接进入下地壳,产生花岗质岩浆,上侵到近浅表形成岩浆房及其有关的斑岩铜矿和斑岩—浅成低温热液型铜金矿床,甚至在剪切带中出现中温石英脉型金矿床(Kerrich et al., 2000;Sillitoe et al.,2003)。
在大陆板块碰撞造山期间由于岩石圈在缩短,一般很少伴随有矿化作用(Guild,1972)。
在M itchell等(1981)和Saw kins(1984)的专著总结中虽然把碰撞造山有关的矿床作为一章描述,但是,所列举的事例大多数为与后碰撞花岗岩有关的钨锡矿床和一些前陆盆地的同生U-V矿床和砂岩铀矿。
即使在Seltmann等(1994)主编的《碰撞造山带中的成矿作用》专著中,所有论文讨论的钨锡和稀有矿床都是后碰撞花岗岩有关成矿作用之结果。
Koons 等(1991)提出新西兰阿尔卑斯南部一组石英脉型金矿床形成于碰撞隆升过程,为变质流体卸载之产物。
在此基础上,Grov es等(1998)和Goldfarb等(1998)系统提出了造山型金矿概念,强调造山过程、剪切带控矿和变质流体三个成矿要素。
Gold-farb等(2001)进一步全面总结全球造山型金矿在地球历史中的产出和分布规律,即每一次造山运动必然是造山型金矿形成的高峰期。
由于造山型金矿定义比较宽(或较泛),大多数金矿的年龄明显晚于造山过程,因而越来越多学者呼吁放弃使用这个概念。
陈衍景(1996)运用Jamieson(1991)的碰撞造山p-T-t轨迹提出成矿作用出现在由挤压向伸展转变时期。
M arignac等(1999)通过对法国中央高原区域金属矿床研究指出,正如“阿尔卑斯和喜玛拉雅的研究结果,最重要的成矿作用不发生在碰撞过程,而是碰撞后的伸展过程”。
事实上,在古造山带中绝大多数矿床并不出现于造山期而是后碰撞的伸展期,例如,中亚南天山世界级巨型金矿成矿带(Yakubchuk,2001;毛景文等,2002c);中国的天山和阿尔泰地区的成矿作用也是如此,某些类型矿床的大规模成矿作用出现在290~270M a,晚于碰撞峰期23~20Ma(李华芹等,1998;秦克章 ;M ao et al.,2003e)。
在造山带中一般有比较多的矿产组合或矿床成矿系列,这些矿床成矿系列都是在一定地质背景下的产物。
例如,在新疆阿尔泰造山带中有以阿舍勒铜矿、可可塔勒铅锌矿和蒙库铁铜矿为代表的海西早期裂陷过程形成的与海底喷流作用有关的矿床成矿系列和造山过程及其晚期、甚至期后形成的金矿、稀有金属和铜镍硫化物成矿系列(王登红等, 2002a)。
又例如,在北祁连山西段岩石圈多次伸展与造山交替出现,产生了一系列不同时代和不同类型的矿床成矿系列(毛景文等,2003c)。
本次研究主要针对碰撞造山过程及后碰撞有关的成矿作用,并在这一框架内,在全球研究进展的平台上,对于中国造山带成矿作用进行认真思考。
根据目前的研究进展,尤其是经过“大陆成矿体系”和“大规模成矿作用与大型矿集区预测”项目执行过程中多次研究讨论,按照矿床成矿环境,中国造山带矿床主要通过碰撞造山和俯冲造山过程的成矿作用形成,而碰撞造山过程的成矿作用又分为同碰撞造山过程成矿作用和后碰撞成矿作用;大陆俯冲造山成矿作用在中国比较少见,扬子地块西缘及邻区可能为中生代大陆边缘造山带弧后伸展成矿作用形成的一个有特色的低温成矿域。
由于造山带成矿作用在中国地质时空分布上比较广泛,以下举例讨论同碰撞造山过程成矿作用、后碰撞过程成矿作用和大陆边缘造山带弧后伸展成矿作用。
2 同碰撞造山过程成矿作用在中国有诸多古造山带,包括昆仑—秦岭—大别中央造山带、天山—兴蒙造山带、祁连山造山带、阿尔泰造山带和华南加里东造山带等。
但是,在这些造山带中同碰撞期间形成的矿床一般很少见到,至少保存的较少,大规模成矿作用主要发生在后碰撞过程。
迄今为止,只有青藏高原南部和东部边缘出露大量矿床和矿化,而且还可以看到现代成矿作用正在进行之中(王登红,2004a)。
青藏高原自从55~60M a以来由于印度与欧亚大陆的碰撞隆升,矿产资源以多幕次和多种形式产出。
根据矿化形成环境,又可以分为碰撞造山期成矿、松弛期(伸展)343第3期毛景文等:中国造山带内生金属矿床类型、特点和成矿过程探讨成矿、走滑拉分盆地成矿和剪切带扩容成矿。
2.1 碰撞造山期成矿目前研究认为印度板块与欧亚板块在东部首先碰撞对接,接着于55~45M a期间沿雅鲁藏布江缝合带大规模大陆碰撞(Beck et al.,1995;Le Fort, 1996)。
芮宗瑶等(2003)根据前人在地球动力学、古气候和生物演化以及斑岩铜矿出现时限方面的研究,总结提出青藏高原含矿斑岩和斑岩铜矿主要形成于大陆碰撞隆升期。
M iller等(1987)和潘保田等(1998)通过对有孔虫氧同位素变化研究,厘定40~35M a,18~13Ma和3.4~1.7Ma是三个重要的碰撞造山阶段。
最近两年对含矿斑岩的SH RIMP锆石U-Pb测年和矿石中辉钼矿的Re-Os同位素测年,结果表明斑岩铜矿主要形成于两个时代,即早古近纪青藏高原东缘斑岩铜矿带和晚古近纪冈底斯斑岩铜矿带。
在东缘成矿带,斑岩的SH RIMP锆石U-Pb年龄为40~35M a(梁华英,2002),辉钼矿Re-Os年龄为34~36M a(杜安道等,1994;王登红等,2004b)。
在冈底斯,含矿斑岩的侵位时间发生在18~12M a之间(曲晓明等,2001;芮宗瑶等, 2003;林武等,2004),斑岩铜矿和铜多金属成矿作用则集中发生在14M a前后(曲晓明等,2001;侯增谦等,2003a,b;孟祥金等,2003)。