紫金山铜金矿床

紫金山铜金矿床,第1张

(一)成矿地质背景

紫金山矿田位于永梅拗陷区明溪-武平陷凹内。早白垩世上杭火山构造洼地北缘。北西向的上杭-云霄深大断裂与北东向宣和背斜交汇处。

图4-51 上杭地区布格重力异常平面示意图

区域重力资料反映上杭-永定一线存在北西向莫霍面等深线扭曲变异梯级带(图4-51)。紫金山地区处于北西向武平-上杭-永定变化的正磁场带中。矿田位于上杭-永定磁力低值带。此低磁带为上杭-云霄深大断裂的反映。在矿田周围航空高精度磁化极图(图4-52)区域性三组磁异常交汇于紫金山地区。紫金山西北方向为一片负异常组成的弧顶朝向南东的正磁异常带与重力负异常范围基本一致,推测由与成矿有关的花岗闪长岩或花岗闪长斑岩引起。

图4-52 紫金山矿田航空高精度磁化极图

1矿田地质构造特征

(1)地层

主要分布于呈北东延伸复式花岗岩体的两侧。出露地层有震旦纪早世楼子坝群浅变质细碎屑岩层。泥盆纪晚世天瓦崠组和石炭纪早世林地组砂砾岩。在矿田南部呈北西向延伸的红色盆地中,下部为白垩纪早世石帽山群下组(K1sh1)中酸性火山岩、英安岩、安山岩、粗安岩、安山玄武岩,英安质凝灰熔岩和上组(K1sh2)酸性火山岩与白垩纪晚世沙县组(K2s)复成分砾岩、砂岩、粉砂岩等。

(2)构造

紫金山矿田位于北东向宣和复式背斜南西倾伏端。轴部已被复式花岗岩体占据。复式背斜是控制岩浆岩及矿田的大型构造。

区内断裂主要有北东、北西向两组,成群成带展布,北西向断裂带是上杭-云霄深大断裂的次一级构造,具多次活动特征,早期北西向裂隙带是区内主要控岩、控矿构造,控制了岩脉及铜金矿脉的展布。成矿后的北东、北西向断裂导致矿田北东段地质体抬高,火山岩基层遭剥蚀,深部的花岗闪长岩被抬升。矿田南部沿火山岩岩层与基底接触面发育的低角度断裂是金银矿的容矿构造。

2火山-侵入作用

(1)燕山早期酸性侵入岩——铜金矿的容矿岩石

图4-53 上杭紫金山矿田地质简图

燕山早期酸性岩浆沿北东向宣和复式背斜核部侵位,被早白垩纪火山岩不整合覆盖(图4-53)。燕山早期侵入岩分为2次共3个脉动次侵入,从早到晚依次形成了碎裂中粗粒花岗岩 ——迳美岩体、中细粒花岗岩 ——五龙子岩体、细粒花岗岩 ——五龙子岩体,构成紫金山复式花岗岩体。中粗粒花岗岩Rb-Sr等时年龄145 Ma±12 Ma,中细粒花岗岩U-Pb年龄 ,岩石成因类型属S型花岗岩。

燕山早期花岗岩普遍遭受强烈的热液蚀变,岩石的结构构造、物质组分已发生很大的变化。原岩除原生石英外,其他造岩矿物多被蚀变矿物所替代。燕山早期花岗岩是区内铜金矿的容矿岩石,其中以中细粒花岗岩、细粒花岗岩为主要容矿岩石。

(2)燕山晚期中酸性火山-侵入岩——铜金矿成矿母岩

燕山晚期岩浆活动表现为多次火山、侵入作用,它们为同源岩浆在不同的时空以不同作用方式形成之产物,是铜、金、银的成矿母岩。

A燕山晚期中酸性火山-侵入岩

早白垩世石帽山群火山岩主要分布在上杭火山盆地中,下组岩性为安山岩、英安岩、粗面岩、粗安岩、安山玄武岩、英安质凝灰熔岩,与中酸性潜火山-侵入岩系列多侵入于燕山早期复式花岗岩体中,中深成相花岗闪长岩出露于矿田北段,潜火山-浅成斑岩主要分布在火山机构中心,常构成复式斑岩筒。

燕山晚期岩浆活动以多脉动次侵入为特征,形成了超浅成相英安斑岩、粗面斑岩、安山玢岩,浅成相花岗闪长斑岩,中深成相花岗闪长岩,它们为同源岩浆在不同的时间、空间定位形成之产物。时间上,从早到晚依次为花岗闪长岩(U-Pb128 Ma)、英安—安山质火山岩(Rb-Sr 111 Ma、K-Ar 115 Ma),第一脉动次多斑状英安斑岩、第二脉动次少斑英安斑岩(蚀变岩Rb-Sr 73 Ma)、花岗闪长斑岩(Rb-Sr 105 Ma);空间上自上而下依次为中酸性火山岩→英安斑岩→花岗闪长斑岩→花岗闪长岩。这类岩石的矿物成分、化学成分、稀土组成(图4-54)等特征相近,同属钙碱质中酸性岩(图4-55)。根据岩石的副矿物(磁铁矿型)、岩石化学特征参数(ACNK<11、OX>02、DI<80)、稀土模式(Eu亏损不明显)和Rb-Sr锶同位素初始比值(图4-56)(87Sr/86Sr)i=07066~07067等成因判别标志(表4-24)。岩石成因类型属Ⅰ型花岗岩,岩浆源为壳幔混合源。

图4-54 紫金山矿田岩浆岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式

表4-24 紫金山矿田中酸性岩浆岩特征一览表

①蚀变强烈,岩石化学成分代表性差。

图4-55 A-F-M图解(据NIyvina,1997)

图4-56 t-ISr图解(据吴利仁,1985)

B火山机构

紫金山机构是上杭早白垩世火山构造洼地北缘的一个火山活动中心。地貌显示为“马蹄形”山和洼地,航卫片上表现为环形影像。紫金山火山机构剥蚀较深,火山盖层已剥蚀殆尽。潜火山岩英安斑岩、浅成花岗闪长斑岩相继(空间上为上下)沿火山管道侵位,构成椭圆形(05km×15km)的复式斑岩筒。环绕斑岩筒发育宽约100~200 m的隐爆角砾岩环,外环为一宽几十至百余米的震碎花岗岩带,两侧沿北西向裂隙带发育一群热液角砾岩脉,总体呈“蟹形”(图4-57)。紫金山火山机构是矿田最重要的蚀变矿化中心。

C热液蚀变

紫金山矿田与燕山晚期多次中酸性岩浆活动有关的热液蚀变分布广(30km2),类型多,强度大。区内花岗岩、英安斑岩石几乎全岩蚀变,原岩除石英外,其他造岩矿物均被蚀变矿物取代。每一次岩浆活动都伴随着不同强度、不同类型的热液蚀变,蚀变在时间、空间上与各期次岩浆定位紧密相关,时间上蚀变发生在岩浆岩定位之后(蚀变矿物的Kr-Ar同位素年龄绢云母941 Ma,明矾石1118 Ma,钾长石883 Ma,黑云母1173 Ma),空间上蚀变总是围绕着侵入体分布。花岗闪长岩侵位之后,引起广泛的青磐岩化和石英绢云母化,并以后者强度大、分布广,构成蚀变“基底”;火山岩区中酸性火山岩及潜火山粗面斑岩定位之后,相继产生了一套低硫中低温热液蚀变组合——青磐岩化、石英绢云母化、冰长石化、硅化、碳酸盐化;英安斑岩侵位之后,伴随多次隐爆-热液角砾岩化,相应产生了一套高硫中低温热液蚀变组合,依次形成石英绢云母化、石英地开石化、石英明矾石化、氯黄晶化、低温硅化;花岗闪长斑岩侵位之后的热液活动,则在斑岩体内外接触带发育了一套中高温热液蚀变,先后形成了钾硅酸盐化(钾长石、黑云母、硬石膏)、青磐岩化(绿泥石、绿帘石、绢云母、钠长石、方解石、沸石)、石英绢云母化、埃洛石化。

图4-57 紫金山铜金矿体地质图

矿田面型蚀变分带受构造-岩浆等因素联合控制,在形成较早、分布最广的基底式蚀变基础上,围绕复式斑岩筒叠加了形成较晚、分布范围较小的蚀变类型,构成多个较大的热液蚀变晕。其中以紫金山火山机构潜火山侵入体为中心的蚀变晕分布范围最大,蚀变类型发育较齐全,分带明显,并具有后退接触带式蚀变分带特征,自英安斑岩体往外依次为低温硅化带→石英-地开石-明矾石带→石英-地开石-绢云母带→石英-绢云母带;以大芨岗、二庙沟、南山等远离火山主通道的英安斑岩体为中心的蚀变晕则缺少石英-地开石-明矾石带;以花岗闪长斑岩体为中心的蚀变分带具有前进中心式分带模式,自岩体中心往外蚀变带为钾硅酸盐带→青磐岩带→石英-绢云母带→石英-绢云母-埃洛石带;上杭火山盆地热液蚀变具垂直分带现象,自上而下为水云母带→石英-冰长石-碳酸盐带→石英-绢云母带→绿泥石带。

(二)矿床特征

1矿床类型

紫金山矿田矿化以铜、金、银为主,伴生少量硫、铅、锌等。自南西往北东矿化具一定分带性,依次为银、金、铜→铜、金→铜、钼。矿化以紫金山大型铜金矿床为中心,围绕这个中心分布一组与之有成生联系的中小型矿床,形成“众星捧月”的分布格局(图4-53);在碧田火山岩区可能形成另一个以银金为主的矿化中心。矿化围绕着中酸性潜火山—浅成斑岩体分布,并随着构造、岩浆岩空间配置的不同而在不同的部位形成不同的矿床类型,可分为3个类型——高硫浅成低温热液型铜金矿床(简称高硫型)、低硫浅成低温热液型金银矿床(简称低硫型)、斑岩型铜(钼)矿床,其中高硫型铜金矿床可进一步划分为高硫浅成低温热液型铜矿床(简称高硫型)、中低温热液型铜矿床和低温热液-次生叠加型金矿床。

高硫型矿床与英安斑岩时空关系密切,主要分布在紫金山火山机构中及其周边的潜火山活动中心(大芨岗、二庙沟)英安斑岩体(内)外接触带上,时间上从早到晚,空间上自下而上依次为中低温热液铜矿、高硫型铜矿、热泉型金矿;低硫型矿床与粗面斑岩时空关系密切,分布于上杭火山盆地中;斑岩型铜(钼)矿床主要分布于矿田东北部,围绕着花岗闪长斑岩体内外接触带分布,空间上位于高硫型矿床的下部(图4-58,图4-59)。

图4-58 紫金山矿田碧田—罗 卜岭地质剖面

(1)高硫浅成低温热液型铜矿床

典型矿床为紫金山大型铜矿床,矿床位于中浅剥蚀的紫金山火山机构旁侧,现存的火山机构由复式斑岩筒(上部为英安斑岩、下部为花岗闪长斑岩)、隐爆角砾岩环和外侧的热液角砾岩脉组成,蚀变矿化环绕岩筒中的英安斑岩体分布。特征蚀变有地开石化、石英明矾石化、氯黄晶化、重黄晶化、重晶石化,并具环带状蚀变分带。铜矿化主要沿北西向裂隙带分布在岩筒两侧的石英-地开石-明矾石带中,矿化发生在石英-明矾石化之后。矿体由密集的北西向矿脉群构成(图4-60),矿石呈平行细脉状构造。金属矿物主要有蓝辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿、黄铁矿,少量黄铜矿、斑铜矿-黝铜矿等。Cu是唯—主成矿元素,伴生Au、Ag、Ga、S等。

(2)低温热液-次生叠加型金矿床

紫金山大型金矿床位于高硫型铜矿床上部的强硅化带中,成矿环境与高硫型铜矿相似。与金矿带密切相关的低温硅化带切割其他蚀变带,是矿田内最晚的一期热液蚀变,蚀变岩由占95%以上的低温微粒石英、原岩残留石英和少量地开石、褐铁矿、烟灰状黄铁矿等组成。金矿体规模大,品位低,易采选,金是唯一有用组分。矿石常见多孔状构造,自然金主要赋存在石英、褐铁矿中。过去曾认为金矿化是由含金硫化物氧化富集形成的次生金矿,事实上含金铜矿床(伴生金17t,品位0133×10 -6)氧化次生富集是不能提供如此大量金的堆积(金矿床品位1×10-6,金属量约150t),金矿化主要发生在铜矿成矿之后的低温热液阶段,表生阶段仅造成金的局部富集,形成沿断裂带分布的富金矿脉。

图4-59 紫金山矿田紫金山-石圳地质5-9剖面

(3)中低温热液型铜矿床

本类型矿床分布广泛,多呈“卫星”矿围绕高硫型矿床周边分布(如龙江亭、二庙沟)或产于高硫型(浅部)与斑岩型(深部)之间(五子骑龙)。这类矿床与远离火山中心的英安斑岩有密切的时空关系,并发育稀疏的热液角砾岩脉。蚀变矿化多围绕英安斑岩体分布,蚀变类型有石英-绢云母化、地开石化,局部可见明矾石化、重晶石化。铜矿脉沿北西向裂隙带充填呈稀疏的细脉群分布在石英-地开石-绢云母带和石英-绢云母带中。矿石矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、铜蓝,少量硫砷铜矿、蓝辉铜矿、方铅矿、闪锌矿,并随着矿化深度的增加黄铜矿增多,其他铜矿物减少(铜蓝可例外),逐渐向中高温或斑岩型铜矿过渡。矿石中Cu是主要成矿元素,局部含Pb、Zn较高。

(4)低硫浅成低温热液型银金矿床

悦洋银金矿床位于紫金山矿田西南端,上杭火山构造洼地的北西缘。成矿与中酸性、偏碱性火山岩、潜火山粗面斑岩有密切的时空及成因关系。矿化主要受火山盆地与基底浅变质岩、花岗岩不整合-断层接触界面及基底北西向断裂带控制。蚀变、矿化具垂直分带,自上而下为水云母带→石英-冰长石-碳酸盐、金银矿化带→石英-绢云母、铜铅锌矿化带→绿泥石带。矿石矿物主要为:金银矿物有自然金、自然银、银金矿、辉银矿等;铜矿石矿物有黄铜矿、斑铜矿,少量硫砷铜矿、方铅矿、闪锌矿。矿床中矿化以Ag为主,次有Au、Cu等。金银矿空间上分布于中低温热液型铜矿的上部和边部,时间上略晚于中低温热液型铜矿。过去曾将这—类矿床划归中低温热液型,由于特征蚀变矿物冰长石的发现,故认为其成因类型应属低硫浅成低温热液型。

图4-60 紫金山铜金矿床3线地质剖面

(5)斑岩型铜(钼)矿床

矿田内斑岩型铜(钼)矿多属隐伏矿床,有罗卜岭铜(钼)矿床和紫金山东南矿段深部斑岩铜矿等。与成矿有关的花岗闪长斑岩呈岩瘤、岩枝状侵入于花岗岩、花岗闪长岩、英安斑岩体中,并常与英安斑岩构成复式斑岩筒。蚀变矿化紧密围绕花岗闪长斑岩体分布,并有选择地交代弱蚀变花岗闪长岩而使之具较强矿化蚀变,而对于先存的强蚀变围岩则不利于蚀变矿化的叠加。特征蚀变有钾硅酸盐化、青磐岩化、石英-绢云母化、粘土化(埃洛石、一水铝石)和硬石膏化等,蚀变分带以斑岩体为中心作同心环带状分布,低品位浸染状铜钼矿化分布于花岗闪长斑岩体接触带附近之石英绢云母带中。金属矿物以黄铁矿、黄铜矿为主,少量辉钼矿、磁铁矿。Cu为成矿主元素,Mo仅局部含量较高。

各类型矿床的主要特征见表4-25。

表4-25 紫金山矿田矿床类型特征一览表

2不同矿床类型时空关系

紫金山矿田矿化水平和垂直分带均较为明显:垂直分带自上而下Au/Ag、Au→Cu(Au)→Cu(Pb、Zn)→Cu(Mo),相应的矿床类型是热泉-次生叠加型金矿/低硫型银金矿→高硫型铜(金)矿→中低温热液型铜(铅锌)矿→斑岩型铜(钼)矿,与T、P、pH、fs2、fo2、建立一一的对应关系;水平分带自南西往北东依次为Ag、Au、Cu→Cu、Au→Cu、Mo,矿床的水平分带是垂直分带、构造变动和剥蚀深度等的综合反映。

矿田内的矿床均形成于早白垩世中酸性潜火山岩定位之后,但各类型矿床形成时间略有差异:高硫浅成低温热液型矿床蚀变矿化发生较早,结束最晚,持续时间最长,先后形成中低温热液型铜(铅锌)矿、高硫型铜(金)矿、低温热液-次生叠加型金矿;低硫浅成低温热液型银金矿床、斑岩型铜(钼)矿形成时间晚于中低温热液型铜(铅锌)矿,大致与高硫型铜(金)矿相当或稍晚,而早于低温热液-次生叠加型金矿。总之,各类型矿床在成矿时间上既有先后关系(短暂的),又有重叠关系,都是由深源中酸性岩浆多次脉动侵位、分异演化成多种性质不同的流体,在不同的时间和空间分别形成不同的矿床类型。

(三)矿床成因

1成矿物理化学条件

高硫型矿床具有低的盐度和压力、中低、高fo2和fs2酸性 的流体物化性质,这一独特的物化环境是形成中低温、高硫的酸性蚀变组合(明矾石、地开石)和铜矿物组合(硫砷铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝)的重要条件。中低温热液型矿床空间上位于高硫型矿床的下部,具有较高温度、压力、较低的fo2和fs2弱酸性的流体物化性质,与之匹配的矿物组合是地开石、绢云母、黄铜矿、斑铜矿和铜蓝。低温热液型金矿定位于高硫型矿床的上部,具有低温、低的盐度和压力、高fo2和fs2强酸性的热液流体,形成低温微粒石英、自然金、烟灰状黄铁矿(多已次变为褐铁矿)组合。斑岩型矿床具高中温、中等的压力和酸碱度、较低的fo2(早阶段高fo2)和fs2、高盐度、 离子的流体性质,所形成的矿物组合为中低温、近中性(钾硅酸盐、青磐岩、绢云母)、低硫(黄铜矿>斑铜矿,出现少量磁黄铁矿)的矿物组合。低硫型矿床具有低的盐度和压力、中低温、中偏碱性的流体物化性质,形成中低温、偏碱性的冰长石、方解石、水(绢)云母等蚀变矿物组合。

适合于高硫型矿床的pH-logfo2图解及logfs2-logfo2图解见图4-61、4-62。

总之,空间上自浅部往深部,成矿物化环境基本上是一个连续演变过程,热液的T、P、pH、盐度逐渐降低,fo2、fs2逐步升高,从而在不同地质部位形成不同的矿物组合。因此,成矿物化条件的有规律变化是导致矿田蚀变矿化分带的主要因素。

2稳定同位素

硫同位素:矿田硫酸盐矿物明矾石253‰~269‰;全区51件硫化物δ34S变化于-129‰~51‰,多数分布于±5‰之间。不同矿床类型硫同位素组成基本一致,表明它们具有相同的硫源——深源硫。

氢氧同位素:各类矿床的氢氧同位素组成见表4-25。在δD-δ18O关系图(图4-63)上,自斑岩型→高硫型→低硫型→低温热液型(金矿),投影点从岩浆水区逐渐向大气降水线移动,表明热液活动是朝着岩浆水成分减少,大气降水不断增加的趋势演化。

图4-61 在227℃、∑=01 m、 时,pH-log fo2图解

图4-62 在227℃、XK=05m时logfs2-logfo2图解矿物代号同图4-61

图4-63 紫金山矿田δD-δ18O图解

铅同位素:矿石铅同位素组成较稳定,均属正常铅。高硫型矿床与中低温热液型稍有差异,前者:206Pb/204Pb=185±04,207Pb/204Pb=157±02,208Pb/204Pb=388±04,且岩石铅与硫化物铅同位素组成基本一致;后者:206Pb/204Pb=184±03,207Pb/204Pb=1546,208Pb/204Pb=378±02。斑岩型矿床206Pb/204Pb=1763,207Pb/204Pb=1546,208Pb/204Pb=378,与上述两类矿床差异明显。在Doe和Zartman模式图上,高硫型矿床和中低温热液型矿床投影点均落在上地壳与造山带演化曲线上,具多源铅特点;斑岩型矿床投影点落入地幔与造山带之间,表明这一部分铅与深源中酸性岩浆同源。

3成矿物质来源

深源中酸性岩浆是铜的成矿专属性岩浆已被众多斑岩型铜矿所证实。矿田内各类铜金银矿床与中酸性潜火山岩具有密切的时空关系;时间上,成岩(105~128 Ma)与成矿(88~117 Ma)时间相近;空间上,蚀变矿化紧紧围绕着潜火山岩体分布,并随着离开岩体距离的变化而呈规律性变化。表明了成岩与成矿是岩浆演化不同阶段的不同产物,即它们具有物源的一致性,铜金银主要由中酸性岩浆带入。

硫、铅同位素研究结果表明:各类矿床硫化物硫同位素组成δ34S多集中分布于0值附近,它们具有一致的硫源,均来自深源中酸性岩浆:铅同位素至少则反映出部分铅来自中酸性岩浆的带入,部分为燕山早期花岗岩活化而来。

矿物氢氧同位素研究结果表明:成矿介质水为岩浆水与不等量大气降水混合而成,斑岩型矿床以岩浆水为主,高硫型和低硫型矿床岩浆水与大气水近等,低温热液型金矿则大气降水占优。

(四)成矿模式

早白垩世,上杭-云霄深大断裂先压后张,诱发深源含矿中酸性岩浆上升,一部分定位于地壳上部,形成四坊花岗闪长岩体;部分直达地表,喷发(溢流)形成上杭盆地早白垩世石帽山群中酸性火山岩。火山作用晚期,残余岩浆在火山通道中定位,形成第一脉动次英安斑岩,并伴随大规模的热流体(岩浆气液与大气降水混合)对流循环,在岩体及其周围产生广泛的“基底式”蚀变青磐岩化和绢云母化。

第一脉动次英安斑岩在紫金山火山管道上部逐渐凝固,形成封闭体系。当第二脉动次英安质岩浆再次沿火山通道侵位时,岩浆气液在封闭的岩筒内集聚,使流体压力大大超过静岩压力,在岩筒顶部、边部发生多次隐爆及在裂隙带产生热液沸腾和热液角砾岩化,形成环绕岩筒的隐爆角砾岩环和沿北西向裂隙带分布的热液角砾岩脉。大气降水沿着再度撑开的构造裂隙渗入,并与岩浆水混合,因缺少碱性长石(已绢云母化)缓冲而使热液显酸性,交代绢云母形成地开石蚀变晕;岩筒周边聚集的大量热液中的硫被氧化,热液呈强酸性(高fo2、fs2和低T、pH物化环境),经交代地开石、绢云母而形成明矾石蚀变晕,构成自岩筒边缘往外、自北西向裂隙密集带往两侧的石英-明矾石→石英-地开石-明矾石→石英-地开石-绢云母蚀变分带和蓝辉铜矿-铜蓝-硫砷铜矿组合(高硫型-紫金山式铜矿)→黄铜矿-斑铜矿-铜蓝组合(中低温热液型——中寮矿床)的矿化分带。紫金山火山机构外围,围绕一些潜火山英安斑岩体蚀变分带自内向外为石英-地开石-绢云母带→石英-绢云母带,并出现黄铜矿-斑铜矿-铜蓝的铜矿物组合(中低温热液型——二庙沟-龙江亭铜矿床)。

铜矿化之后,紫金山火山机构中残余的岩浆气液Au得到进一步富集,在其上升到近地表(铜矿带上部)的环境中,大气降水作用增强,温度下降,产生含H2SO4强酸性(pH<2)低温热液(T=70~160℃),长期且强烈地淋滤围岩,致使除石英外的其他组分被淋失,形成多孔状低温硅化岩石和低品位、大规模的金矿床(紫金山式金矿)。表生期,此类金矿经受次生改造,形成具有表生特征(褐铁矿等)的金矿,以及地表贫矿带和构造裂隙的富矿脉。

第二脉动次英安斑岩定位之后,同源中酸性岩浆再度沿火山通道上侵,在火山管道英安斑岩体下部定位形成花岗闪长斑岩,所产生的高中温、低fo2和fs2、近中性的岩浆热液呈弥散状交代岩石,围绕斑岩体自中心往外依次形成钾硅酸盐带→青磐岩带→石英-绢云母带→石英-绢云母-埃洛石蚀变分带,斑岩体内外接触带上形成黄铁矿-黄铜矿+辉钼矿浸染状矿化-斑岩型铜(钼)矿(罗卜岭铜矿床)。

钙碱质中酸性火山-潜火山岩活动晚期,岩浆向偏碱性方向演化。在上杭火山盆地北东边缘,以粗安斑岩等潜火山岩为中心的对流体系,是浅成低温热液系统的另一个端员——低硫型。在低T、中等pH物化环境中,形成蚀变类型有水云母化、硅化(石英、玉髓)、冰长石化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化和矿石矿物自然金、自然银、银金矿、辉银矿等金银矿物及黄铜矿、斑铜矿等铜矿物,构成低硫型银金(铜)矿——悦洋式。

总之,紫金山矿田各类铜金银矿床存在着密切的时空及物源联系,它们在时间、空间上连续演化,都是同源岩浆在同一成矿场中不同演化阶段的产物。含矿热液的物化性质及时空迁移决定了它们在不同地质部位产出不同的矿床类型,构成与中酸性潜火山-斑岩有关的浅成低温-斑岩铜金银矿成矿(亚)系列。成矿模式如图4-64所示。

(一)矿区地质

呷村矿床是本区最大的火山成因块状硫化物矿床,产于昌台火山-沉积盆地中。该盆地长20 km、宽8 km,形成于弧内裂谷。盆地西缘出露着早中三叠世果德组碎屑岩。这套碎屑层遭受了强烈的褶皱变形,并发生高级绿片岩相变质,温度峰值约450℃。盆地东缘是火山岛弧链,主体由钙碱性安山熔岩和凝灰岩组成(图4-34)。盆地中分布着呷村组中上部的火山-沉积岩,以双峰火山岩系为特征。

图4-34 呷村矿床区域构造环境图

1双峰火山岩系

组成双峰岩系的岩石是铁镁质和长英质岩石,其中长英质岩石在呷村矿床为赋矿岩石。铁镁质岩流覆盖在沉积岩层上,厚达50~250 m,包括底砾岩和与少量砂岩、泥岩互层的大理岩,与果德组地层呈断层接触。底砾岩含有从岛弧外来的安山岩碎屑。大理岩仅在呷村矿床出现,产于铁镁质岩流下面。大理岩内可见硫化物方解石脉和硫化物石英脉。铁镁质岩流上面覆盖着一套互层的砂岩、粉砂岩、砾岩和深海相千枚岩、燧石。它们分布广泛,厚度变化大(100~460 m)。

铁镁质岩石由玄武岩和有关的岩墙群组成,矿床中玄武岩占绝对优势。玄武岩由下部熔岩流和上部凝灰岩组成,厚度分别是50 m和100 m。熔岩流属于拉斑型,多孔并含斜长石斑晶,对称分布于轴向为NNW的背斜两翼。玄武凝灰岩由多孔的凝灰岩组成。大部分气孔都由热液蚀变矿物(绿泥石、绿帘石、石英和方解石)和金属硫化物(黄铁矿、方铅矿、闪锌矿)充填着,它们占凝灰岩体积的20%~30%,显示出流体的活动迹象。

图4-35 呷村火山-沉积盆地火山岩分布图

长英质火山岩占据了昌台火山岩区65%的面积(图4-35)。至少有1000m厚的长英质岩石沿北北东向伸展14km。根据详细的填图和钻孔资料,可分出2个长英质单元,它们以断层接触。下部长英质单元(LFU)是英安岩和英安流纹岩,为熔岩和自碎角砾熔岩,在横向和垂向上有岩相变化,为凝灰质砾岩和凝灰岩。凝灰质粉砂岩、石灰岩和千枚岩覆盖其上。上部长英质单元(UFU)对称地分布在轴向北北西的背斜两侧,流纹质火山碎屑岩占绝对优势(图4-36)。

图4-36 呷村矿区双峰火山岩系柱状图

区内流纹岩中原生矿物和火成岩结构变化微弱,基本上保留着原始面貌。流纹岩具有典型的斜长石或斜长石+石英斑状结构。富含斜长石斑晶(>10%)的熔岩常常与贫斜长石斑晶(2平均值为86%)。流纹岩可能以熔岩穹出现,含有黑云母斑晶,暗示着不同酸度的岩浆富含H2O。

2构造和变形

自早侏罗世以来,呷村矿区的火山沉积物和块状硫化物矿床就受岛弧和大陆碰撞造山运动的影响。浅位逆冲构造和挤压普遍发生。2个复合倒转背斜和1个复合倒转向斜造成双峰岩系变形和硫化物矿体的塑性位移(图4-37,4-38)。沿着火山岩和沉积岩的接触带,发育着几个大的韧性到韧性-脆性剪切带(图4-39)。

图4-37 呷村矿床水平断面图

(二)矿床地质

1赋矿火山岩

呷村火山成因块状硫化物矿床产于上部长英质火山岩系(UFU)中。岩系由一系列与外碎屑岩相关的复合火山中心构成。按照空间分布和岩相变化,可以把它们分成3个次级单元,从底到顶为英安质火山岩、英安流纹岩和流纹岩(图4-40)。

1)英安质火山岩:位于呷村矿床西部,由英安质和英安流纹质凝灰角砾岩和一些英安流纹熔岩和岩丘组成。火山岩向北延伸数公里,厚度70到100m。

2)英安流纹岩:是第二重要的火山岩系,赋存着块状硫化物矿体(如20号矿体),水平厚300m,由英安流纹角砾熔岩(下部)、凝灰角砾岩(中部)和流纹凝灰岩、灰岩透镜体(上部)组成。块状硫化物矿体通常产于凝灰角砾岩和凝灰质岩石中。

图4-38 呷村矿床剖面图

3)流纹岩:厚度大于100 m,是呷村最重要的赋矿火山岩。其下部为流纹凝灰角砾岩,向北变化为凝灰岩,似层状硫化物矿体产在流纹角砾岩和凝灰岩中;中部以流纹角砾熔岩为主,大部分条带状和网脉状矿体都产于此;上部主要是流纹凝灰岩和凝灰质岩石,厚5~10 m,其上不整合地覆盖着重晶石岩和碳酸盐岩。值得注意的是,在喷气岩和沉积岩层中发现了3种重要的流纹质岩层,它们为外碎屑相,以流纹凝灰角砾岩和沉积凝灰岩占优势,与重晶石层和层状矿体互层(图4-41),说明流纹凝灰角砾岩和流纹熔岩的喷出不断引发热液作用和矿化作用。

2喷气岩和喷气沉积岩

在呷村矿床赋矿层位中喷气沉积岩及喷气岩与成矿作用的关系十分密切(图4-41)。序列下部以颜色、结构各异的重晶石层为主,铁氧化硅层为辅(图4-41),共发现3个重晶石层:最低层的重晶石岩在块状硫化物矿层的底部,以含硫化物角砾和重晶石斑晶为特征;中部重晶石层色暗、含硫化物,与流纹凝灰角砾岩互层;上部重晶石层较厚,白或灰白色,通常由晚期硫化物-重晶石组成。铁氧化硅层由红色石英磁铁矿岩和灰色燧石岩组成。燧石岩层与重晶石层紧密相连,而石英-磁铁矿岩不限于相同的层位上,在含有块状硫化物矿石的沉积层中均有分布,厚30~50 m。

图4-39 呷村矿床平面地质图

图4-40 呷村矿床矿带纵向对比图

图4-41 呷村矿床含矿岩系柱状图

序列上部以碳酸盐岩和黑色页岩为主(图4-41),碳酸盐岩整合于块状硫化物矿石和重晶石层的顶部。岩性主要为白云岩、白云灰岩透镜体(下部)和含生物碎屑的石灰岩(上部),并与块状硫化物矿石互层(图4-41)。

3矿化带

根据赋矿岩石层位、矿石类型和矿化组合,可分出3种主要的硫化物矿化带:英安流纹岩下部脉状矿带、流纹岩中部脉状-网脉状矿带和与喷气岩、喷气沉积岩有关的上部块状硫化物矿带(图4-37,4-39)。

下部脉状矿带:由一系列矿片组成(11个矿体),倾向70°~80°。透镜块矿体沿走向延伸大于1150 m,深度约700 m。单个矿体透镜体仅出现在几个凝灰角砾岩层中,显示出明显的层控特点。最大的矿体产于岩层的底部,最大厚度为19 m。脉状铅锌矿是本区主要矿石类型,其次是块状黄铁矿,常见于层控脉状矿石透镜体的中部。浸染状矿石见于脉状区的南北两端。金属矿物以黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和黄铜矿为主,含少量毒砂、磁黄铁矿和钛铁矿。

中部脉状-网脉状矿带:由倾向80°,延伸1900 m的6个板片组成。带宽1700 m,总厚度近20 m。单个矿体只出现在凝灰角砾岩和流纹岩层中,组成了矿床中重要的脉状-网脉状硫化物区。一般来说,脉状硫化物矿体产于较低层位,而近6 m厚的网脉状硫化物矿体出现在强烈硅化的流纹岩筒最上部。矿石矿物以黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿为主,黝铜矿、斑铜矿、毒砂、车轮矿、块硫锑铅矿为辅,含少量自然金、铜金矿和汞银矿。

上部块状矿带:由4个富Zn-Pb-Cu-Ag的矿片(M1、M2、M3和M4)组成,它们朝西倾斜(70°~80°W)。M1和M2矿体产于流纹岩岩筒的顶部,与成层的块状重晶石岩相联系。而M3和M4赋存在化学沉积岩中,例如白云岩、白云灰岩(图4-41)。M1矿体是最重要的块状硫化物透镜体,厚85m,沿走向延伸1400 m,夹有暗色重晶石薄层。从底到顶显示出以下明显的岩相学变化和金属分带:

A含重晶石和流纹岩角砾块状硫化物矿石,覆盖于矿化流纹岩和凝灰角砾岩的顶部;

B半黄矿,由黄铁矿-黄铜矿和少量闪锌矿和铅锌矿组成;

C薄层状多金属块状矿石,由相应比例的硫化物(黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等)变化而成;或是半黄矿;

D块状黑矿石,具有粒序层理;

E含重晶石角砾块状黑矿,含暗色重晶石透镜体夹层;

F块状黑矿;

G灰白色块状重晶石层,含有强烈硅化流纹凝灰角砾岩夹层。

4热液蚀变

含矿火山岩在块状硫化物矿层下发生层控式的蚀变是该矿床的特点。根据蚀变范围、蚀变岩石组合、次生矿物组合及相对于矿化的关系,可以将本矿床划分出3种蚀变类型:

长英岩中的层控热液蚀变 是本矿床的主要蚀变类型。直接发育于块状硫化物矿层的下部,还有些扩展到火山岩根部。层控蚀变沿走向伸展05到1 km。其中的绿泥石或绿泥石-绢云母斑点蚀变一般发生在上覆半整合区的根部(靠近25号矿体)和层控蚀变的中部(20号矿体附近),确定了热液流体的上限。蚀变带有3种:①顶部,强烈硅化-钡冰长石-黄铁矿化带,含丰富的网脉状硫化物;②整合于前类蚀变带下部的石英-绢云母-黄铁矿带;③发育于石英-绢云母化带外侧的绿泥石-绢云母带,与绿泥石斑点蚀变有关。蚀变强度向下到长英质火山岩(LFU)底部和安山岩时变弱。石英-钡冰长石-黄铁矿带以出现细粒石英和钡冰长石为特征。在探槽和露头中可见长几米、厚10~50cm的硅帽在此带的顶部。硅帽由非常细粒的石英和少量钡冰长石、绢云母组成。局部被强热水活动造成角砾,偶尔见到硅化角砾岩。绢云母-石英带是区域性范围的产物,含有大量绢云母。

铁镁质岩石中的半整合蚀变 半整合蚀变带的特点是在细碧岩化的铁镁质岩石中发生硅化和绿帘石化,它们处于块状硫化物层下面1~15 km。硅化分两种:①石英和石英-绿帘石脉,主要见于块状熔岩和岩脉中;②硅化带,发育于多孔火成碎屑岩和凝灰质岩石中。石英或石英-绿帘石脉宽数毫米到数厘米,通常与地层平行,并含不等量的金属硫化物,例如黄铁矿、闪锌矿和方铅矿。单一硅化是矿床最重要的蚀变类型。几乎所有凝灰质岩石都蚀变为细粒石英或石英、绿帘石、绿泥石和铁-钛氧化物组合。与硅化关系密切的绿帘石化并不只发生在铁镁质岩脉中,也见于细碧岩化的玄武岩中。充满绿帘石化的铁镁质岩石已经变为淡绿**,绿帘石族矿物替代了斜长石和辉石。在Manitoba的Chisel Lake矿床铁镁质岩石下部1~2km处和古洋壳片状杂岩体中也出现相似的绿帘石化。虽然铁镁质岩石中半整合蚀变与长英质岩石中的层控蚀变的确切关系目前还不清楚,但有两点是明确的,第一,两个蚀变带中都出现了相似的硫化物组合(Py+Sp+Gn)和蚀变矿物组合(绿泥石+绿帘石+石英);第二,无论层控脉状带还是网脉状带得到的金属量(Zn、Pb、Cu)只能在硅化和绿帘石化期间从铁镁质岩石中淋滤出来。

矿区范围的蚀变 矿区中低温热液蚀变发生在层控蚀变外围。这种蚀变主要发生在LFU底部和安山岩中。LFU底部的次生矿物组成是钛铁矿+石英+高岭石。安山岩底部是钛铁矿+石英+方解石+绿泥石+钠长石+榍石+磁铁矿。钛铁矿交代基质颗粒,高岭石出现在长石的表面。这些特点表明在LFU发生的蚀变与日本黑矿的沸石带相似。由于区域变质作用,斜发沸石、发光沸石和蒙脱石未在矿区内发现。

(三)流体包裹体特征

流体包裹体工作主要集中在下部层控矿带和上部块状硫化物矿带。除了石英和闪锌矿外,我们还研究了海底喷口和上部硫化物-硫盐层的重晶石,共磨制200多个包裹体片用于岩相观察。根据矿带分布,选取了64个包裹体片进行显微测温。

1流体包裹体的岩相学

自侏罗纪以来,由于呷村矿床的变形和变质作用,在石英和闪锌矿中,除了原生包裹体外,还有许多次生包裹体。这些次生包裹体一般很小(

根据室温下原生包裹体的相态和共生关系,将包体分为3种主要类型。

1)类型Ⅰ:气液两相包裹体,是各矿化带中最丰富的类型,可进一步分为两个亚类,以H2O为主的和以CO2为主不含水的包裹体。以H2O为主的包裹体(图4-42)主要集中在层控的脉状-网脉状矿化带,而以CO2(图4-42,b)为主的包裹体仅见于上部块状硫化物带。前者颜色很淡或无色;后者多少呈棕色,气相是暗棕色。两种包体呈分散状或孤独状。包裹体大小为5~15μm,气液比为10%~30%。但是,气液比变化很大(10%~80%)的类型Ⅰ包裹体在UMO带的白灰色重晶石中也可见到。

2)类型Ⅱ:多相包裹体,在层控和块状硫化物带中比较丰富。据包裹体成分和子矿物可将此类包裹体再分为两个亚类:含液相CO2的包裹体(图4-42)和含子矿物包裹体。前者主要在层控带的石英硫化物脉和石英-钡冰长石-硫化物脉的石英中和喷口附近的斑状重晶石中;后者出现在层控带矿和块状硫化物带的石英、闪锌矿和重晶石中。在这些包裹体中,石盐是最丰富的子矿物(图4-42),偶尔也可见到硫盐矿物(图4-42)。在350℃以上,这些子矿物仍不溶解。

3)类型Ⅲ:液相或气相包裹体,主要集中在层控带,在石英和闪锌矿中作为独立包裹体存在,其中液相包裹体主要分布在块状硫化物带的细粒重晶石和闪锌矿中。对比其他类型的包裹体,类型Ⅲ包裹体很少见,通常不规则(图4-42)。

图4-42 呷村矿床流体包裹体类型

2包裹体温度

测温是在Chaixmeca冷热台上进行的,温度范围-180℃到600℃,利用CO2的三相点和纯水的冰点进行了校正。冷冻时测温精度在02℃左右,加热时为2℃。

含CO2液相的类型Ⅱ包裹体初熔温度从-591℃变化到-612℃,低于纯CO2的三相点(-566℃),说明它们含有一些H2S和CH4。部分均一温度为224~261℃,比纯CO2的相变温度低,也证明存在上述成分。冷冻后回升温度,有些包裹体在-855℃突然熔化,与纯H2S的三相点温度一致,表明富CO2流体含有少量的H2S和CH4。大多数气液两相包裹体的初熔温度在-118~-298℃之间,平均为-198℃(表4-34)与NaCl-H2O体系中的低共熔温度一致。初熔温度-164~-118℃和-264~-298℃,表明NaCl-H2O体系含有其他盐类,如钾盐、镁盐和钙盐。

图4-43说明了3个矿带的流体包裹体均一温度的变化范围。在下部条带状矿带,石英的流体包裹体在299℃~319℃之间均一,平均均一温度是308℃。而闪锌矿中包裹体的均一温度为185℃到260℃,平均值241℃。来自中部条带状-网脉状矿带的33个样品的均一温度从150~350℃,平均298℃;而闪锌矿中均一温度是从213℃到258℃,平均224℃。在块状硫化物带上部,各种重晶石的均一温度在温度直方图中显示出多类型的特点。喷口附近的斑状重晶石流体包裹体具有较高的均一温度,从2081到3586℃。而上部灰白色块状重晶石和硫化物矿石中细粒重晶石的包裹体均一温度从98℃到125℃。块状硫化物带石英和闪锌矿的流体包裹体分布显示双峰特点(图4-43)。石英对应着250℃和150℃两个峰,闪锌矿对应着200℃和140℃两个峰。

表4-34 呷村矿区流体包裹体显微测温结果

3流体包裹体的盐度

盐度是按照最后一块冰晶的消失温度和Bodnar等(1993)的公式计算的。3个矿化带的流体包裹体盐度[w(NaCl)]变化范围大,从42%~213%(表4-34)。下部脉状石英流体盐度较高[w(NaCl)为171%~213%],灰白色块状重晶石盐度[w(NaCl)]较低,平均值为4%,接近正常海水(35%)。闪锌矿包裹体的盐度[w(NaCl)]居中,从51%~145%,高盐度端员可能来自块状硫化物带。

图4-43 呷村矿床流体包裹体均一温度(Th)直方图

4流体包裹体的挥发组分

根据部分包裹体激光拉曼探针成分分析,结果表明流体中不仅富含CO2,而且还含其他多种气体组分(H2S、CH4、N2、SO2等)。气相和离子色谱分析流体包裹体得到相似的结果(叶庆同等,1992)。水是挥发分中占优势的成分[φ(水)为9089%~9662%];其次是CO2,占了气体总体积的319%~911%。

抗强氧化化学品和强酸腐蚀的胶泥,包括呋喃胶泥,酚醛胶泥,耐酸水泥胶泥,耐酸胶泥,乙烯酯石英胶泥,乙烯酯碳胶泥,硫胶泥等。可抗高浓度高温环境的硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、铬酸和氢氟酸等和其它化学品。应用包括各种酸、化学品罐、反应池,槽,各类塔,容器,烟气系统,化学污染区,地面,基座等等。

胶泥种类很多,成分也不同

虫胶是Khorinsky胶泥的基本成分。具有粘接力强、电绝缘性好、防水、防潮和耐酸等优点,用于粘接多孔材料、金属、陶瓷、软木和云母。虫胶也用作金属与云母粘接的底胶,绝缘密封蜡,以及热熔胶的组分。可用作粘接云母片生产云母板的醇酸树脂的代用品,压制成用于电动机、发动机和变压器绝缘的模制塑胶件。用作电动机绝缘子和发动机线圈槽的云母带,就是以虫胶或硅橡胶粘接云母片与玻璃布和薄纸制造的。

耐酸砖的主要成分是二氧化硅,它在高温焙烧下形成大量的多铝红柱石,这是一种耐酸性能很高的物质由于耐酸砖结构紧密,吸水率小,所以在常温下也可耐任何浓度的碱性介质,但不耐温度高的熔融碱

耐酸砖含有二氧化硅70%以上,经烧结而成,在化学工业中多应用于砌酸沟、酸井、贮酸库及载酸大的受冲击地面。

耐酸砖在化学工业中应用极广,主要的优点是耐酸

区内广泛发育同构造期和构造期后侵入的花岗质岩石。区域地质调查资料表明,松潘-阿坝造山带主要以晋宁期和印支-燕山期两期岩浆侵入作用为主,海西期和喜山期较少,其中晋宁期侵入岩与围岩为典型的冷接触,无接触变质现象出现。在海西期小型的基性岩脉外围,接触变质带宽度一般仅十余厘米至数米,而在较大型的中酸性岩基、岩株外围,接触变质带宽度可达2~3km(1∶25万康定县幅)。印支-燕山期花岗岩类的侵位则导致围岩发生热变质,形成接触变质岩围绕岩体呈环带状分布。受岩体侵位时温度和岩体规模的影响,其变质相带分布宽窄不一,最宽可达到12km以上(1∶25万马尔康县幅),变质相带的出露也不相同。在一些岩体周围只分布钠长绿帘角岩相黑云母带的接触变质岩石,如一些小型岩株产态的然西公和钠卡岩体,接触变质规模也相对较小,接触变质带简单而狭窄(1∶25万甘孜县幅)。在一些岩体周围出现钠长绿帘角岩相和普通角闪石角岩相的接触变质岩石,并形成黑云母带-铁铝榴石带-红柱石带的递增变质带。

发生接触变质的主体均以三叠系的岩石为主,其接触变质的特征基本相同,只是因为岩体的规模、围岩的岩性的不同形成的接触变质岩具有一定的差异性,因此,这里仅将它们的共性和差异性概况介绍如下。

一、海西期末的热接触变质作用

资料显示(1∶25万康定县幅),海西期末接触变质作用发生在基性-超基性镁铁质岩浆侵入体的外围,比较典型的接触变质岩可见于丹巴的杨柳坪地区。由于岩体侵位的热烘烤作用,在与岩体接触的围岩中,形成了宽数米的接触变质岩。

(一)岩石类型及特征

变质岩石类型为,黑云母角岩、含石榴子石透闪石矽卡岩等,岩石致密、整体为细粒,黑云母呈斑晶状分布于岩石之中。

(二)接触变质相带及温压条件

1变质带特征

据变砂、泥质岩石形成的特征矿物共生组合划分出的黑云母角岩带分布于杨柳坪(图3-17)、西河桥(图3-18)等地的基性-超基性体外接触带,出露宽一般均为05~5m,向外侧过渡为后期变形、变质改造形成的各类片岩及砂、板岩类岩。带内接触热变质的主要岩石有黑云母角岩,含黑云母长英质角岩等;接触交代变质的岩石有含石榴子石矽卡岩、含石榴子石透闪石矽卡岩等。带内变砂泥质岩石以出现黑云母为特征,特征矿物组合为Bi+Mu(Ser)+Q+Ab,矽卡岩中则出现Ga+Tr+Cc+Q的矿物组合。

图3-17 杨柳坪地区基性—超基性岩接触变质变质剖面图(据1∶25万康定县幅,2003)

图3-18 西河桥基性-超基性岩接触变质变质剖面图(据1:25万康定县幅,2003)

2变质相系及温压推测

从典型矿物共生组合来看,黑云母角岩带内砂泥质岩石出现Bi+Mu(Ser)+Q+Ab,碳酸盐岩类岩石出现Ga+Tr+Cc+Q,说明变质相系属于钠长绿帘角岩-角闪角岩相,变质温度约为400~500℃,据与接触变质岩相伴的基性-超基性岩体侵位构造环境推测属于低压型。

二、印支-燕山期热接触变质作用

研究区印支-燕山期岩浆岩广泛发育,如措交玛、加多措、雀儿山及甘洛沟、阿吉森多等(1∶25万甘孜县幅)、老君沟复式岩体、四姑娘山复式岩体、小金县彭家沟岩体、可尔因岩体(1∶25万马尔康县幅、炉霍县幅)、马尔康县热水塘二长花岗岩体(1∶25万阿坝县幅)、塔玛岩体、热巴岩体、河西岩体、甲郎岩体(1∶25万色达县幅)、羊拱海黑云母二长花岗岩和达盖寨二长花岗岩、包洛错米石英二长闪长岩体(1∶25万宏原县幅)等岩体。在岩体外围的三叠系地层发生的热接触变质作用形成的接触变质岩,由于其围岩已经受印支期区域低温动力变质作用,已形成一套区域变质矿物组合、结构、构造。因此,测区内的接触变质岩特征表现为继承了区域变质岩的矿物成分、结构、构造,在此基础上形成自己特有的接触变质矿物、结构、构造。

(一)岩石类型及特征

按接触变质岩的结构、构造特征,将其分为接触片岩和角岩两大类型。前者主要分布于靠近岩体的部位,后者则散布于接触带各部位。

由于受变质作用的原岩不同而形成不同的变质矿物组合,也因此形成不的岩石类型。

泥质岩石往往形成红柱石、白云母、黑云母、堇青石等变质矿物,变泥质岩石接触变质形成的变质岩有斑点状板岩、接触片岩类、各种角岩类。往往以角岩为主,主要包含红柱石角岩、红柱石黑云母角岩、黑云母堇青石角岩、黑云母角岩、二云母角岩等。岩石具斑状变晶结构、鳞片变晶结构,定向构造。

变砂岩、粉砂岩类岩石则形成各种长英质角岩,如黑云母长英角岩、黑云母透辉石长英角岩、透辉石角岩、石榴子石十字石云母角(片)岩等,岩石具斑状变晶结构、鳞片变晶结构,定向构造。

碳酸盐岩类岩石接触变质形成大理岩或矽卡岩。

含铁、镁、钙较高的岩石可变质形成钠长透闪-阳起石角岩、透闪石-阳起石角岩等各类钙硅酸盐岩,岩石具条带状构造,部分地段可呈片状构造,具粒柱状变晶结构。

叠加变质较弱的岩石,形成角岩化长石石英砂岩、粉砂岩,角岩化黑云母、绢云母板岩,角岩化透辉石长英质砂岩,角岩化阳起石粉砂岩、结晶灰岩等。该类岩石具变余结构、鳞片变晶结构和定向构造,原岩的组成和结构、构造基本上未发生明显改变,仍基本保留了原岩特征。

1斑点板岩类

属变质初始阶段的产物,是重结晶作用不完全,残留较多原岩特征的岩石。其中可出现新生变质矿物雏晶,呈斑点状或变斑晶分布,具板状构造。此类岩石多是泥质岩石受热接触变质的产物。常见有堇青石斑点板岩、绿泥石斑点板岩、斑点状绢云板岩、碳酸盐斑点板岩、铁质斑点板岩等。

2角岩类

按变质程度的差异性分为角岩化岩石及角岩两种。角岩化岩石中原岩结构、构造基本保存。角岩中则以变晶结构为主,局部保留原岩结构、构造,局部地段岩石具板状、千枚状、片状等定向构造。角岩化岩石中常见岩石类型有角岩化板岩、角岩化粉砂岩、角岩化砂岩等,角岩中常见岩石类型有透辉石角岩、黑云角岩、石英角岩、堇青石角岩等。

3接触片岩类

在靠近岩体的部位出现,岩石具片状构造,角岩结构、鳞片粒状变晶结构。黑云母、绢云母等片状矿物定向排列,其中黑云母主要为棕色片状雏晶,绢云母为显微鳞片状,根据原岩及变质程度的不同主要的变质矿物有石英、黑云母、白云母,有些岩石可见少量的透辉石、红柱石斑晶和石榴子石斑晶。常见的岩石类型有:黑云片岩、含石榴二云英片岩、含石榴红柱二云英片岩等。

4矽卡岩类

矽卡岩的主要岩石类型有:含金母石榴子石矽卡岩、葡萄石化透辉石榴子石矽卡岩、符山石矽卡岩等,此类岩石一般具块状或层状-条带状构造,花岗变晶结构、粒状变晶结构。

(二)特征接触变质矿物

区内出现红柱石、铁铝榴石、黑云母等接触变质矿物。黑云母广泛分布在各类岩石中,透辉石、红柱石、铁铝榴石等只在部分岩石中出现。

其中:

红柱石:呈灰色、自形柱状—他形粒状,呈变斑晶出现。含量一般1%~5%,高者达10%~17%。呈四方长柱状,多数为空晶石,其中碳质排列十分特征和多样,形成“肋骨状”残缕结构。

黑云母:黑色,片状。镜下棕色,成分为铁黑云母,为绿片岩相-至低角闪岩相过渡的产物。

石榴子石:成分为铁铝榴石为主,深红色,自形粒状-他形粒状,呈变斑晶出现,d=03~25mm。镜下浅褐色,极正高突起,均质体,部分颗粒发生轻微绿泥石化。

透辉石:一般无色,不规则粒状集合体。镜下无色、浅绿色,具弱多色性正高突起,Ⅰ级干涉色,斜消光。

堇青石:一般为无色,常呈椭圆状、柱状,呈变斑晶出现,平行消光。普遍具有六连晶消光现象,内部常见碳质包体。

(三)接触变质相带及温压条件

区内接触变质带常叠加在区域变质带之上,接触变质的绢云母-绿泥石带和区域变质的绢云母-绿泥石带不易区分,因此区内接触变质带的最外带只能划到黑云母带。在日部、巴亚措、热水塘一带由于有多个岩体的侵位,导致接触变质带在宽度上很不均匀,呈现外带宽、内带窄的特征,即外围的黑云母带很宽,而靠近岩体的铁铝榴石带和十字石带较窄。在热水塘,岩体仅064km2,而接触变质带最大宽度为10km,可能反映其为半隐伏的大型岩基(1∶25万阿坝县幅)。根据特征变质矿物组合划分出两个接触变质相、三个接触变质带。

1钠长绿帘角岩相-黑云母带

为岩体热力所及的最外带,向外逐渐消失于区域变质的绢云母-绿泥石带中,分布宽度15~10km。以出现棕色黑云母变晶为特征。由外向内其含量明显递增,部分黑云母呈斑点出现,构成斑点构造。矿物组合有:黑云母+绢云母+石英;黑云母+绢云母,根据矿物组合估计其温压条件为350~400℃,02GPa。

2普通角闪石角岩相-铁铝榴石带

以出现铁铝榴石变斑晶为特征,为岩体热力所及的内-中部变质带,向外逐渐消失于接触变质的黑云母带中,分布宽度350~1300m。以出现变斑状铁铝榴石为特征。矿物组合有:黑云母+铁铝榴石+绢云母+石英;黑云母+铁铝榴石+绢云母;利用电子探针测试结果,用黑云母-铁铝榴石矿物对计算温压条件。得到铁铝榴石带温压条件为466~479℃,03~032GPa。

3红柱石带

以出现红柱石变斑晶为特征,分布于岩体边部,出现宽度350~700m。以泥质岩中出现变斑状红柱石,灰岩中出现透辉石为特征。矿物组合有:红柱石+黑云母+铁铝榴石+绢云母+石英;透辉石+黑云母+石英;黑云母+铁铝榴石+绢云母±石英。利用电子探针测试结果,用黑云母—铁铝榴石矿物对计算温压条件。得到红柱石带温压条件为487~508℃,02~032GPa。

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