西秦嶺金礦床類型及分布規(guī)律

西秦嶺金礦床類型及分布規(guī)律

西秦嶺是中國的一個重要礦區(qū)。根據(jù)成礦環(huán)境和成礦基本特征，山地金礦主要分布在中秦嶺造山帶或麗江-鳳太谷生代盆地。這一分類的另一個物種是卡林金礦床，它集中在南秦嶺和松潘-甘孜造山帶的東北部。雖然兩大類金礦的成礦系統(tǒng)有所不同,但時空分布和成因有著緊密聯(lián)系。1造山帶中的金礦床西秦嶺造山帶中的脆韌性剪切帶型金礦床是典型的造山帶型脈狀金礦床。關(guān)于造山型金礦床的主要特征已由Groves等作過總結(jié),其成礦流體以富CO2為特征。礦床中熱液碳酸鹽礦物(鐵白云石)相當(dāng)發(fā)育。黃鐵礦的硫同位素(3.8‰13.8‰)類似石英閃長巖中而不同于圍巖中的硫同位素值(-2.1‰～-6.6‰)。其δ13C的值為-4.47‰-6.62‰,δ18O的值為8.32‰～8.70‰。盡管有一些別的解釋,但上述的同位素?cái)?shù)據(jù)指示這些礦床的深源特點(diǎn),而且可能是幔源的。前人曾有選擇地將產(chǎn)于泥盆系復(fù)理石中的金礦床劃歸為卡林型金礦。野外觀察發(fā)現(xiàn)不論是在石英脈型還是蝕變巖型礦床,構(gòu)造控礦最為明顯。根據(jù)成礦流體富含CO2,一些粒度相對較粗的自然金、無脫鈣化及變質(zhì)環(huán)境、蝕變組合以及缺少低溫硫化物礦物組合,提供了強(qiáng)有力的證據(jù)說明它們不屬于卡林型金礦。這些金礦床中多數(shù)沒有大的石英脈,也許在某種程度上可以與許多造山型金礦床進(jìn)行對比,但是網(wǎng)格狀含金微細(xì)石英脈在許多重要的造山型金礦成礦系統(tǒng)中更為普遍。西秦嶺造山型金礦床主要形成于210～170Ma。八卦廟金礦床的U-Pb同位素測年為209Ma;Rb-Sr等時線法獲得的李壩金礦床的年齡為176Ma;雙王金礦床中鉀長石40Ar/39Ar法年齡為202～198.3Ma。使用不同測年方法測得的馬腦殼和雙王金礦床的巖體結(jié)晶為215～198.3Ma。我們認(rèn)為造山帶中的金礦床是巖漿作用和造山作用過程中熱作用產(chǎn)生的熱液流體共同作用的結(jié)果。利用現(xiàn)有的地質(zhì)年代數(shù)據(jù)至少可以在西秦嶺造山帶中建立一個比較廣義的礦床成因模式。Meng和Zhang提出的造山帶型金礦床發(fā)育于秦嶺古特提斯洋閉合的最后階段的說法基本上毋庸置疑。洋盆的形成可能始于400Ma的碰撞后隆起過程,并一直持續(xù)到晚古生代。Meng和Zhang指出的晚石炭紀(jì)復(fù)理石的區(qū)域變質(zhì)作用可能標(biāo)志著匯聚狀態(tài)的再度引發(fā)。洋殼的俯沖和沉積物上覆始于三疊紀(jì),這標(biāo)志著華北克拉通和揚(yáng)子克拉通之間最后的縫合。沉積盆地內(nèi)三疊紀(jì)巖漿弧鉛同位素結(jié)果顯示了揚(yáng)子克拉通俯沖巖石來源。我們認(rèn)為這些相關(guān)俯沖作用最終控制了金礦的形成,其流體可能來源于沉積盆地深部的進(jìn)變質(zhì)作用或板塊本身向下運(yùn)動產(chǎn)生的熱事件。這些流體沿大斷裂運(yùn)移并在盆地邊緣淺部隆起單元沉積成礦。那么,為什么在山丹斷裂以北增生弧地帶沒有發(fā)現(xiàn)造山帶型脈狀金礦床呢?形成于大約480～440Ma的秦嶺和二郎坪群火山巖在400Ma時逐漸增生到華北克拉通,隨后發(fā)生變質(zhì)作用,形成綠片巖相及更高級的變質(zhì)相。盡管晚志留紀(jì)和早泥盆紀(jì)之間有持續(xù)時間很短、規(guī)模小的加里東期島弧巖漿作用,但在增生雜巖體內(nèi)或相鄰克拉通邊緣并沒有發(fā)現(xiàn)金礦床。雖然在早泥盆世碰撞前曾發(fā)生過短暫的俯沖作用,但可能不足以為熱液活動提供相對較強(qiáng)的熱脈動。2成礦作用與成礦時代為數(shù)極少的地質(zhì)及地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)使得很難為西秦嶺成礦帶中的卡林型金礦建立礦床成因模式。正如其他學(xué)者所述,從西邊的大水金礦到東邊的黃龍金礦,金礦床分布于600km長的成礦帶中。它們與西南滇黔桂金成礦省及美國內(nèi)華達(dá)卡林型金礦具有許多相似的特征。這些分布于西秦嶺成礦帶南帶背斜部位的金礦床呈現(xiàn)出卡林型金礦和受構(gòu)造控制的造山型金礦床之間的過渡特征。我們認(rèn)為將所有這些金礦床全都劃歸為卡林型金礦床,還需要補(bǔ)充一些數(shù)據(jù);這些礦床中的部分礦床應(yīng)劃歸為造山型金礦床。將松潘甘孜盆地中的金礦床劃分為卡林型金礦床的證據(jù)有:1)低品位到未變質(zhì)的沉積容礦巖石;2)含砷黃鐵礦中出現(xiàn)微細(xì)粒金;3)Au-Hg-Sb-As-W±U的地球化學(xué)組合和4)低溫成礦。東北寨金礦床硫同位素值范圍較寬(δ34S為-30‰～30‰),熱液碳酸鹽δ13C為-0.15‰～3.24‰。礦床的成礦時代不會早于中三疊世,遺憾的是還沒有一些容礦沉積巖的最晚年齡。松潘甘孜盆地東北部唯一的構(gòu)造運(yùn)動發(fā)生在晚三疊紀(jì)到早侏羅紀(jì)之間。這一時期的主要特征是盆地地層發(fā)生褶皺,210～195Ma巖體的廣泛侵入和盆地邊緣地層向相鄰揚(yáng)子克拉通俯沖,這似乎很好地解釋了金成礦熱液活動與構(gòu)造活動有關(guān)。如果這種情況屬實(shí),則暗示相對于內(nèi)華達(dá)地區(qū)來說,與該地區(qū)卡林型金礦有關(guān)的構(gòu)造不屬同一類型。被普遍接受的觀點(diǎn)是內(nèi)華達(dá)卡林型金礦形成于第三紀(jì)中期。這一時期美國西部在區(qū)域上屬于沿克拉通邊緣與匯聚有關(guān)長達(dá)數(shù)千萬年推覆之后的拉張狀態(tài)。沒有足夠的證據(jù)證明松潘甘孜盆地經(jīng)歷過相同的區(qū)域拉張狀態(tài),因此卡林型熱液系統(tǒng)可能在不同地殼應(yīng)力場中形成。大水金礦可能是在進(jìn)入松潘甘孜盆地的南帶背斜部位最具卡林型金礦成礦系統(tǒng)特征的礦床。我們發(fā)現(xiàn),該礦床的熱液蝕變礦物組構(gòu)和成礦作用與在內(nèi)華達(dá)已做過的研究雷同。大水礦區(qū)的花崗閃長斑巖脈的出現(xiàn)為受破碎帶熱液蝕變和成礦提供了有利的通道。含硫化物流體沿巖脈邊緣向上運(yùn)移并以滲透作用與破碎帶碳酸鹽圍巖發(fā)生反應(yīng),開始了黃鐵礦和石英的沉淀,并逐漸過渡到在侵入體與灰?guī)r接觸帶附近形成與裂隙和溶解有關(guān)的角礫巖帶階段。亞顯微結(jié)構(gòu)金在成礦后期沿黃鐵礦沉淀。同時期灰?guī)r的脫鈣化和硅化,碳酸鈣被迫進(jìn)入附近灰?guī)r和巖脈,以方解石脈的形式沉淀于礦脈邊緣。隨著熱液系統(tǒng)的減弱和消失,形成了更多的方解石脈和角礫巖。隨著礦床的隆起、剝蝕和氧化,使黃鐵礦變成了赤鐵礦。與松潘甘孜盆地內(nèi)的礦床不同,北邊部分礦床已有一些地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)。大水金礦區(qū)花崗閃長巖中黑云母的Ar-Ar年齡大約為240～220Ma;蝕變巖脈K-Ar的年齡大約為190Ma。早中侏羅紀(jì)成礦的進(jìn)一步證據(jù)是通過測大水金礦床中碧玉中的流體包裹體水獲得141.0～181.8Ma的Rb-Sr等時線年齡和182±16Ma的蝕變硅化赤鐵礦等時線年齡。拉爾瑪金礦的成礦時代可能與其相似。Zhou和Graham報(bào)道的K-Ar法測英安巖所獲的拉爾瑪金礦的成礦年齡為172Ma。王平安等報(bào)道了Rb-Sr等時線法獲得的拉爾瑪金礦以東幾公里遠(yuǎn)的邛莫金礦床的礦化年齡為227Ma和169Ma,其中的年輕年齡與利用多種方法對礦區(qū)內(nèi)的長英質(zhì)巖脈進(jìn)行的測年結(jié)果幾乎一致。禮縣-山陽斷裂以南區(qū)域內(nèi)的花崗質(zhì)巖石的多次測年表明其年齡為210～160Ma,因此,它們很可能是大范圍地質(zhì)活動的一部分。測年數(shù)據(jù)表明卡林型金礦與北邊的造山型金礦床基本同時形成