我们生活的这个星球,是一个巨大的蓝色星球,为什么说是蓝色星球呢?从星球图上就能看得出来,海洋面积占了地球的70%。然而,这颗看似平静的星球,内里却蕴含着不断翻滚的滚烫岩浆,也正因为这种特殊结构反差,使得地球上有许多令人震撼的自然景观,比如说像神奇的海底火山。既然是海底的火山,那为什么这么多的海水都浇不灭这些火山呢?
水与火向来都是不相容的,那为什么海底火山能在水里安然存在呢?首先我们要知道火山的构成。海底火山一般都是分布在海洋脊部和边缘的弧形处,一般都是在浅海或者大洋深处。与大陆上的火山喷发不同,海底火山在爆发时,除了大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出之外,在水较浅、压力不大的情况下还会发生壮观的爆炸。这其实也是炽热的岩浆与冰冷的海水发生剧烈反应产生的现象。
海底火山喷发如果发生在海水较浅、水压较低,水蒸气和熔岩常常会喷出水面,并伴随剧烈的爆炸。但是如果水深过大,我们在水面以上则看不到十分明显的变化。是海水把火山浇灭了吗?当然不是。
首先我们要明白的是这种火山喷发出来的火跟我们认为的火是不一样的。平日里我们见到的火是燃烧物与空气之间的剧烈氧化作用产生的一种表现形式,而火山喷出的是一种高温流体物质,也就是岩浆。我们都知道以水灭火的原理是降低温度的同时把燃烧物与空气隔开,但岩浆的喷发跟氧气没关系,是高压所致,本身就不需要空气。所以,海水对其只能降温而无法熄灭。
该亚系列矿床主要分布钱塘台褶带的北东段长兴、安吉、临安、余杭一带和浙东南隆起区金华、缙云、天台、宁海、象山一带。前一地区以膨润土为主,如临安平山、余杭仇山,属浙北成矿带;后一地区以沸石为主,如缙云靖岳、天台白鹤殿、宁海小河塘、象山高塘等,属沿海成矿带。它们发现于20世纪70~80年代,均为大型矿床,推动了浙江非金属矿产的勘查开发和科学研究(参见典型矿床十三、十四、十五)。
(一)主要成矿地质条件(姚道坤等,1991)(表3-4-1)
1)相关的火山喷发旋回
浙江省第一地质大队,浙西北膨润土成矿远景区划,1982。
,临安—余杭—安吉一带为燕山第Ⅰ、Ⅱ火山喷发旋回的上侏罗统劳村组和寿昌组。个别盆地成矿延续到横山组。缙云-天台-宁海一带主要是燕山期第Ⅳ喷发旋回,归属上白垩统塘上组和两头塘组。个别矿点属第Ⅱ、Ⅲ喷发旋回产物。表3-4-1 与燕山期火山喷发-沉积盆地内富玻火山岩有关的沸石、膨润土矿床成矿亚系列(4a)特征表
2)几个矿床所在的火山盆地堆积物在岩相上作序列变化。缙云靖岳位壶镇-舒洪构造火山盆地中段,马鞍山喷发中心旁侧,塘上组除底部少量沉火山碎屑岩、沉积岩以外,向上全部是爆发相和喷溢相火山集块岩、角砾集块岩、角砾凝灰岩、珍珠岩,各喷发小旋回均以爆发相开始,喷溢相结束,占柱状的80%~90%。余杭仇山位瓶窑火山盆地边部,可分4个小旋回,下部为含凝灰质沉积岩和正常沉积岩,上部为厚层状熔结凝灰岩和部分玻屑凝灰岩。整个旋回中沉积岩占1/3左右,灰流相和空落相占2/3左右。临安平山火山盆地由寿昌组组成,全部为河湖相沉积岩和沉火山碎屑岩,发育各种沉积结构、构造,含丰富的古生物。天台白鹤殿为两头塘组,杂色砂岩中夹玻屑凝灰岩。可见赋矿的火山喷发-沉积盆地从以爆发-喷溢相为主的火山喷发盆地,过渡为火山喷发-沉积盆地和远火山的沉积盆地。随距离喷发中心的远近,盆地内火山喷发强度、堆积-沉积物性质都有相应的变化。这也说明沸石、膨润土成矿地质条件可以有相当的变化幅度。
3)如上述各矿床相关的火山盆地中的岩相变化,也表现在各个矿床矿化原岩类型的差别。
靖岳老虎头沸石矿区,矿化层主要是玻质火山碎屑岩,即火山角砾集块岩,系由块状火山玻璃熔融浆经剧烈爆发、撕碎,就地堆积于水盆地中而形成。因玻璃组分高,孔隙、裂隙度大,在水介质作用下蚀变完全,沸石总量达60%~80%。矿层同位素年龄为778Ma,原岩为814Ma,成岩与成矿时差很小。另外在珍珠岩、球粒球泡流纹岩等玻质熔岩中有透镜状矿体产出。珍珠岩矿化后沸石含量最高可达60%~70%。球粒球泡流纹岩矿化后沸石量可达40%~50%。每个喷发小旋回,在旋回下部形成火山碎屑岩型沸石矿层,旋回顶部形成熔岩型沸石矿层。
仇山膨润土矿床共7层矿,矿化原岩均为晶屑(玻屑)强熔结凝灰岩。矿化层一般在熔结凝灰岩层的下部,也有顶、底部都有一矿化层的。据陈鹤年(1990年)研究认为,在剖面结构上,矿体赋存在灰流或岩流底部和舌尖部分,是因为灰流或岩流涌入湖盆,加热了水体,直接促进了水解作用沿底部堆积物进行的结果。在水浸条件下,灰流顶部同时被水浸没时,其顶部也可以形成矿层,但一般矿化不彻底。
白鹤殿和平山,成矿原岩为以含玻屑火山灰为主的火山碎屑岩和沉火山碎屑岩,顶底板为水盆地内正常沉积岩或火山碎屑沉积岩。
4)矿物组成:沸石、蒙脱石都是酸性火山岩蚀变产物,经常紧密共生或伴生。在我省沸石、膨润土矿床中情况也是如此。但它们在总量比例上还是有不同的。
靖岳老虎头沸石矿沸石,总量60%~80%,以斜发沸石为主,丝光沸石次之,含石英(10%~15%)、蒙脱石(5%~10%),以及钠长石、正长石、斜长石、绿泥石等,并有α-方英石出现。
仇山膨润土矿Ⅰ、Ⅱ矿层:以钠(钙)基蒙脱石为主,含α-方英石、丝光沸石、石英、碳酸盐;Ⅳ、Ⅴ矿层:钙(钠)基蒙脱石、高岭石、石英、伊利石(陈鹤年,1990)。
白鹤殿:斜发沸石10%~30%,丝光沸石少量(局部达5%),含石英、蒙脱石、长石、云母等。
平山膨润土矿以钠基蒙脱石为主,少量斜发沸石、绿泥石、方沸石、萤石、水云母、方英石、玉髓等。
以上可见,几个沸石、膨润土矿床矿物种类上差异不大,只是占主导地位的矿物不同。α-方英石形成于200~275℃,在靖岳、仇山、平山都已见及。水云母、高岭石、伊利石等见于仇山、平山等膨润土矿。据袁慰顺、姚道坤面告,仇山、平山还出现绿泥石-蒙脱石间层矿物。
5)成矿的物化条件。沸石与蒙脱石紧密共生的原因,基于它们的成矿物质都是火山玻璃,都是在水介质环境中一定的碱性条件下生成。它们都是在近地表的温压条件下形成,都有硅、碱带出,和Ca2+、Mg2+、H2O的带入。
沸石和蒙脱石形成条件的差别,在于火山玻璃在不同碱度、SiO2活度( 比值)和不同阳离子浓度的水介质中反应平衡的结果。火山玻璃在水化、水解过程中,水介质中OH-浓度、 比值、碱土和碱金属离子(Ca2+、Na+、K+)浓度较高,则生成沸石;如果水介质OH-浓度和 比值低,又有一定量的Mg2+离子,则生成蒙脱石。如果高硅沸石形成后,水介质的碱度低、淋滤条件好,又有一定量的Mg2+离子存在,则高硅沸石可以转变为蒙脱石。
据郭吉保(1992)以缙云老虎头珍珠岩为试样进行模拟实验,研究沸石、蒙脱石形成的物化条件。其实验结果可归纳为:
a珍珠岩蚀变形成丝光沸石,温度为150~400℃,形成蒙脱石为常温~500℃,形成斜发沸石和方沸石为150~500℃。蒙脱石生成温度范围最宽,可在常温~100℃内形成。
b丝发状丝光沸石形成于300~400℃之间,针柱状、管柱状丝光沸石在150~300℃之间。老虎头矿床丝光沸石呈针柱状、管柱状,与斜发沸石、蒙脱石共生,又有α-方英石出现,说明该矿床成矿温度在300~200℃之间。
c丝光沸石、斜发沸石、蒙脱石共生,也是依一般矿石中矿物生成顺序。但此顺序并不固定,一般在丝光沸石与斜发沸石、斜发沸石与蒙脱石之间随介质性质变化,而相互转换。蒙脱石可在弱酸一碱性条件下生成,其pH值范围为7~13,比丝光沸石形成所需的pH值范围(7~10)更宽。
d在实验压力范围内(常压~500×105Pa),压力对沸石、蒙脱石的生成无明显影响。说明矿床是地表或近地表环境下形成。
e以Na2CO3、NaHCO3溶液为介质进行实验,生成了丝光沸石、方沸石、斜长石、石英、方解石、斜发沸石、蒙脱石等矿物。当以NaCl溶液为介质实验时,未有丝光沸石形成。说明介质水化学性质属碳酸盐型,溶液浓度02~1M是较适宜的盐度条件。
f元素的带进带出。当火山玻璃水解时,Ca、Mg、Al以类质同象替代Na、K参与沸石或蒙脱石结晶,Na+、K+进入溶液。当温度较高时,K+进入水云母、伊利石,或形成水云母-伊利石间层矿物。Si进入高硅沸石外,多余部分以石英、玉髓析出。
(二)矿床成矿地质条件和成因类型
据前述几个沸石膨润土矿床成矿地质条件,它们的共同点如下:
1)矿床赋存在火山喷发盆地或喷发-沉积盆地内,从喷发相占岩石序列的主要部分,变化到以火山碎屑-沉积岩占主要部分。
2)成矿的火山喷发旋回,在钱塘台褶带北部主要是燕山期第Ⅰ、Ⅱ火山喷发旋回的劳村组和寿昌组;浙东南则赋存在燕山第Ⅳ喷发旋回,部分赋存在第Ⅲ喷发旋回中。
3)矿化原岩主要是火山玻璃质岩石。属于爆发相玻质火山碎屑岩的有老虎头矿区:如火山集块岩、火山角砾集块岩;属玻质碎屑流相的有仇山的曜岩状熔结凝灰岩;属于喷溢相玻璃质熔岩的有老虎头的珍珠岩、松脂岩、球粒球泡流纹岩;属于喷发-沉积相的火山碎屑沉积岩、沉火山碎屑岩的,如平山、白鹤殿。原岩岩相不同,形成方式不同,结构构造迥异,但成矿作用上并无大的差异。
4)火山玻璃质喷发直接进入水体,在地表开放的环境中水解成矿。无论是玻质熔质、玻质碎屑流或是空落火山灰,均直接进入地表水体。火山玻璃在200℃左右的重碳酸型水介质中,在弱酸—碱性条件,以及一定的 范围内,和相关阳离子浓度下,形成高硅沸石或蒙脱石。
5)矿床成因类型。已知沸石、膨润土矿床总体可属火山玻璃-水解型矿床。依成矿物质形成方式的不同,可分为两个亚类:
火山玻质岩-水解型矿床:缙云靖岳老虎头沸石矿、余杭仇山膨润土矿。
火山灰沉积-水解型矿床:天台白鹤殿沸石矿、临安平山膨润土矿。
(三)矿田、矿床地球物理场
1)省内平山、仇山等几个主要膨润土矿床,主要位于天目山—莫干山重力低亚区,产矿层的晚侏罗世晚期的火山喷发-沉积盆地发育在下古生界基础上,为重力布格负值区,处重力局部凸起的边缘。
表3-4-2 与破火山、火山构造洼地有关的次生石英岩型明矾石、叶蜡石、地开石、伊利石矿床成矿亚系列(4b)简表
续表
2)航磁处于火山岩区中强跳跃磁场与平缓弱正磁场之间,盆地内局部火山岩呈线状、点状异常。
3)基底沉积岩、含矿层上下围岩均无磁性和较高电阻,火山岩为中—强磁性和较高电阻。膨润土矿层和蚀变围岩为低阻、无磁性。可用磁法、电法推算含矿层位上覆、下伏厚度和盆地边界构造,确定勘探范围,追索含矿层的延伸方向和产状。
属于本亚系列的金银矿床主要分布在浙东南隆起区,代表性矿床有遂昌治岭头金银(铅锌)矿床、龙泉八宝山金银矿床、东阳罗山银金矿、武义弄坑银矿。浙西常山-诸暨台隆也有少数此类矿床,如金华金鸡岩金(钼)矿(参见典型矿床四、五)。
本亚系列主要矿床(点)简要特点见表3-3-1。
表3-3-1 基底隆起区与燕山早期火山作用有关的金银矿床成矿亚系列(3a)简表
续表
(一)本亚系列矿床的成矿地质条件
1与基底变质岩系关系密切
1)部分矿床的矿体直接赋存在变质岩系之中。如治岭头金银(铅锌)矿床
梁子豪等,浙江省遂昌县治岭头金银矿地质特征及成矿条件研究,1982。
,矿体赋存于八都岩群含榴黑云斜长片麻岩、混合岩化黑云斜长片麻岩中,受控于早期韧性剪切带内韧-脆性构造断裂。这些含矿构造断裂展布于变质岩之内,未向上贯入中生代火山岩系。火山岩系下伏不整合面起到了屏蔽作用,矿体往往富集在不整合面下100~200m以内的范围,随不整合面而起伏。其他如东阳罗山金银矿赋存于陈蔡群,其上为火山岩不整合面屏蔽。2)八宝山金银矿的控矿、容矿构造则贯穿变质岩和盖层火山岩。浅部矿带都产在火山岩中,向下延伸贯穿不整合面,在糜棱岩化黑云斜长片麻岩中也有赋存。浅部矿带展布产状,与矿区西侧出露的糜棱岩带面理是一致的
吴明涵等,浙江省龙泉县八宝山金银矿地质特征及成矿条件研究,1987。
。其他如武义弄坑、遂昌梭溪局下等银矿点,矿区虽未出露变质岩系,但据火山岩系层序推测,变质岩埋深也在400~500m以内。
3)据同位素研究,治岭头金银矿系统总硫组成 为470‰,八宝山金银矿化系统总硫值为447‰,与各矿区八都岩群变质岩中浸染状黄铁矿δ34S 471‰和475‰,十分接近。
铅同位素显示,矿质具多期多源特点,主要来自古老壳源铅——上地壳。据周乐尧208Pb/206Pb-207Pb/206Pb图解,计算成矿物质对变质岩和火山岩的依赖程度,治岭头金银矿的变质岩铅源占60%,八宝山则以火山岩铅源占主要地位。
2火山喷发旋回和火山构造特点
该亚系列矿床相关的火山岩系大都是上侏罗统大爽组,属于燕山期火山喷发第Ⅰ旋回安山岩-英安岩-流纹岩组成的高钾钙碱系列,以强烈喷发—爆发为特点,堆积大量的火山碎屑岩、碎屑熔岩、空落凝灰岩,形成正向火山机构,构成面型覆盖的大爽组和高坞组。大爽组主要为流纹质玻屑凝灰岩、熔结凝灰岩,上部常有流纹岩,下部常有沉积岩及安山岩。
治岭头金银矿位于牛头山层状火山的南西麓
浙江省地矿局,浙江省1:5万大柘幅、遂昌幅区域地质矿产调查报告,1995。
,有华峰尖小型火山机构(塌陷破火口)和与之相伴的大量潜火山岩和脉岩,为驱动变质基底岩石中矿质的释放和运移,提供了热源和水源。成矿流体研究表明,早期金银成矿流体以变质水和火山气液混合成因为主,便是证明。火山机构的环状放射状断裂形成时间较为滞后,给铅锌、黄铁矿成矿提供了空间。八宝山矿床处于巨型剪切带上叠断陷火山洼地。容矿构造受控于火山洼地边缘断裂和基底剪切带继承性断裂活动。
弄坑和局下含银矿带,则受区域性断裂的控制,由区域性断裂的羽状次级裂隙容矿。在金鸡岩,火山岩系中发育北东向区域断裂破碎带,石英霏细斑岩沿断裂贯入,继而发生隐爆,在石英霏细斑岩隐爆角砾岩内形成矿体。
由此可见,该亚系列矿床与燕山早期第Ⅰ旋回早阶段的火山-潜火山作用以及相伴的断裂体系的发育,是密不可分的。
3矿床定位的构造特点
该亚系列矿床大都定位在变质岩天窗或断块隆起的内、外缘。浙东南隆起区内,八都岩群、陈蔡群呈断块隆起或天窗零散出露。大的如八都、溪口、大柘、高亭、陈蔡等地区,变质岩面积达数百平方千米。小的如治岭头、大岭头、库山、尚阳等处,面积数至十余平方千米。在天窗外缘成矿的则有弄坑、金鸡岩。
当变质岩呈断块出现在火山岩中时,其断块内矿化虽弱,潜火山岩也较少,但外缘或上叠的火山岩中的银、金矿化还是值得注意的。
根据矿床产出构造部位的特点,在区域上往往显示为布格重力低值剩余正异常和平缓低值正磁场,或是在重力正负异常的过渡地段和平静低缓磁场与跳跃性磁场的过渡地段。
4矿床形成于中、低温环境(郑人来等,1994)
有关矿床不论其围岩类型,均发育硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化等中低温蚀变。自矿体带向外,通常依次为强硅化交代石英岩或脉石英岩、强硅化蚀变岩、黄铁绢英岩、绢云母化绿泥石化带、青磐岩化带,各矿床都有典型的中低温矿物出现,如冰长石、玉髓、螺状硫银矿、淡红银矿等
郑人来,浙江省龙泉诸暨一带金矿床地质特征、形成条件及成矿方向,浙江省地质科研究所,1986。
。5矿床间组分相类似但又有变化
金银成矿温度一般为120~360℃,大多在200~250℃之间,矿化晚期阶段则小于200℃。成矿压力在20~60MPa之间,埋深在<1~2km。
本亚系列矿床以金矿化为主,伴有银,部分火山岩中矿床则以银为主,金极为零星。其他伴生组分有锌、铅、铜,可综合回收。仅治岭头存在单独铅锌矿体。碲是此类矿床共有的稀散元素,As和硫盐矿物在部分矿床出现(表3-3-2)。
表3-3-2 矿床组分特点
从表3-3-2可见,以扬子准地台双溪坞群为基底的矿床,Au:Ag为1:1,银无独立经济意义。浙东南以八都岩群为基底的诸矿床中,一般Au:Ag<1:25,或以银为主。
6关于成矿时代
治岭头、八宝山、金鸡岩几个主要矿床(点)火山岩成岩与金矿成矿年龄值现列于表3-3-3。
表3-3-3表明,各矿床金银成矿一般在火山喷发中心形成后77~14Ma,金银成矿早于铅锌矿化,铅锌矿化往往与潜火山岩活动时期相近。
表3-3-3 火山岩金矿成矿系列的成岩年龄和成矿年龄 单位:Ma
续表
(二)控矿因素的讨论
1基底对金、银成矿的控制作用
(1)基底变质岩的含金性
据浙江省第七地质大队统计(1989),浙东南八都岩群、陈蔡群以及浙西双溪坞群Au丰度有一定变化(表3-3-4)。以绍兴、诸暨的双溪坞群Au丰度比较高,陈蔡地区的陈蔡群次之。八都岩群和原龙泉群的丰度相对偏低,唯大柘地区较高。
表3-3-4 基底变质岩系金丰度比较 单位:10-9
各岩系的金丰度统计结果,不同作者有一定差别,但总趋势相似,说明基底变质岩中金分布极不均匀。按岩石类型以片麻岩、变粒岩丰度较高。双溪坞群以角斑质凝灰岩、细碧岩丰度高。
(2)岩石中金的高丰度提供了成矿物质的必要基础
矿质富集的因素才是控矿的充分条件。使变质原岩中原始聚集的Au、Ag等成矿元素活化、解离有3方面因素:
1)区域变质和混合岩化作用:随着变质程度的升高,岩石中金丰度逐渐降低,金的活化率随变质增强而提高。据统计,双溪坞群岩石绿片岩相金活化率为432%,角闪岩相的则为498%~764%,治岭头和八宝山混合岩化片麻岩中金含量显著低于黑云斜长片麻岩(表3-3-5)。
表3-3-5 赋矿围岩的变质强度与金含量关系 单位:10-9
2)糜棱岩化等退变质作用:浙东南隆起区在经历晋宁-加里东期变质作用的基础上,各块体之间发生滑移、推覆,产生一系列巨型韧性剪切带,糜棱岩化作用波及剪切带和两侧相当地段。糜棱岩化使变质岩结构碾细、拉长、旋转,粒度递减,孔隙度递增,使成矿元素活化迁移。形成绿泥石、绢云母、碳酸盐,表现出退变质矿物组合,促使载金矿物将Au解离进入溶液。据研究,八宝山矿区黑云斜长片麻岩中黑云母含金108×10-6;经蚀变为绿泥石化黑云母时,含金006×10-6,白云母化黑云母含金002×10-6。所以,无论是糜棱岩化,还是热液活动带来的退变质作用,都是金活化转移的重要因素。
3)火山-侵入活动的热力驱动作用:本亚系列矿床大都距离中生代火山喷发中心数千米以内,有的就位于火山机构的近侧,潜火山岩和脉岩纵横贯入,形成热力中心,驱动了基底中各种裂隙、面理、晶隙间溶液渗滤、溶解和萃取作用。另一方面,由于基底古剥蚀面仍十分崎岖,就目前了解的高差可在500m左右。在火山-侵入活动的热力作用下,基底变质岩由于其热导系数高于沉积岩、火山岩,势必在古地貌凸起的部分形成地热中心,与上覆火山岩构成压力、温度急剧改变的梯度带。所以在变质基底古地形隆起的部位更易于矿化的富集。
2火山构造控矿作用
与该亚系列矿床有关的火山作用是燕山早期第Ⅰ旋回的喷发活动,一般发育正向火山构造。火山构造对各个矿床的控矿作用有一定的差异。
治岭头金银成矿主要与变质岩中韧-脆性断裂裂隙容矿有关,而到晚阶段铅锌、黄铁矿成矿,则明显受火山通道和环状裂隙控制
遂昌金矿和浙江省第七地质大队,遂昌治岭头金银矿西块段勘查报告,1996。
。罗山金银矿容矿构造与变质岩中构造糜棱岩有关。其他金银矿床容矿构造十分多样,或受控于基底断裂(八宝山)、火山构造基座围限断裂(弄坑)、火山岩中的区域性断裂(梭溪局下)。这些含矿构造大多属张扭性裂隙,延伸较长,破碎带宽度不大,但蚀变带稳定。矿体呈透镜状、脉状。
(三)成矿模式
依典型矿床成矿条件,本亚系列矿床的成矿模式如图3-3-1所示。
图3-3-1 治岭头-八宝山火山岩型金银-铅锌矿床模式图
1—基底变质岩(Pt1、Pt2);2—上侏罗统火山岩;3—火山机构;4—古老花岗质岩石;5—燕山早期花岗质岩石;6—燕山晚期花岗质岩石;7—金银矿体;8—铅锌矿体;9—铅锌角砾岩筒;10—黄铁矿体;11—含银硅化带;12—韧性剪切带;13—蚀变带(晕);14—石英脉。①治岭头;②罗山;③八宝山;④弄坑、局下;⑤金鸡岩
模式表明古、中元古代变质基底,经历多次变形变质和混合岩化,沿主要构造部位发育韧性剪切带。燕山期发生断块升降运动和火山喷发,形成火山隆起、穹窿、断陷火山洼地,堆积了燕山早期第Ⅰ旋回的大爽组、高坞组。
变质基底中韧-脆性断裂裂隙成为早期金银矿聚集部位(如治岭头、罗山)。沿火山构造的边缘断裂、区域性断裂,形成贯穿于火山-变质岩中的金银矿带(如八宝山)。以银为主的硅化带,相当于更浅部位的矿化。
治岭头矿区产出的脉状铅锌矿、筒状铅锌角砾岩和脉状黄铁矿,属于火山机构环状、放射状断裂和隐爆角砾岩容矿,成矿时代在金银矿之后。其控矿构造和组分的组合关系,对探寻基底变质岩中的隐伏金银矿床的指示作用值得重视。
(四)矿田、矿床地球物理、地球化学模式
1)矿床分布于浙东南基底隆起区,属重力布格负值区,部分基底出露区呈剩余重力正异常,如遂昌—大柘。治岭头处在北东端弱正场地区,八宝山处在龙泉重力负异常区。
2)基底隆起区航磁为平稳低正场区,但因火山构造、燕山晚期潜火山岩的分布,磁场跳跃。
3)产在变质岩中的金矿脉为低阻—高阻、高极化率,因部分变质岩含石墨产生干扰,单一电法不易查明矿脉分布。隐伏在中生代火山岩不整合面以下的金脉矿,用土壤汞测量,在矿脉延伸上方有异常,但判别矿致异常须有其他方法配合。产在火山岩中的金银矿带(八宝山、局下、弄坑)具高阻和不高的极化率。
4)据刘平山等(1999)研究,治岭头金矿脉原生晕轴向分带:上部元素为Cd、In、Bi、Pb、Zn,主矿化部位元素为Au、Ag;下部元素为Cu、Mn、Mo、Sn。八宝山金银矿体前缘元素为As、Sb,主成矿元素为Au、Ag,铅锌矿化体成矿元素为Pb、Zn、Cu,尾部元素为Sn,Bi。
5)区域重砂矿物有金、铅族异常。
6)小型火山构造、火山通道,可用地磁、次生晕、原生晕、重力解读环形构造,结合地质观察加以圈定。
(五)找矿标志
1)变质岩或火山岩中的中低温硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化带,以及蚀变带中的交代石英岩、脉石英岩,硫化物氧化露头。
2)与矿化蚀变带相关的糜棱岩带、角砾岩带。
3)地球化学异常和重砂矿物异常。
4)反映火山构造、基底构造的重力、磁力等地球物理资料分析。
5)研究系列矿床的共生组合关系,指导深部评价和隐伏矿体的探寻。
(六)本亚系列矿床的分布
本亚系列金银矿床主要分布在丽水-宁波隆起带,个别也产在温州-临海拗陷带和常山-诸暨台隆。基底变质岩系呈天窗出现在火山岩的不整合面之下,往往伴有混合岩化、韧性剪切变形形迹,以及较多的次火山岩体。金银矿化往往产在天窗内及其周围,常伴有硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化交代石英岩、脉石英岩等蚀变岩出现。除治岭头、八宝山金银矿以外,值得加强验证的有罗山—周庄地区、高亭地区和大岭头地区。治岭头、八宝山矿带延伸地段也是应加强追索的地段。
基底变质岩呈以断裂围限与火山岩接触时,往往有铅锌矿出现,矿化受断裂所限,如庆元库山、义乌尚阳。
扬子地台西南部与古元古代海相火山-沉积变质作用有关的铁、铜矿床成矿系列(编号Pt1-5)包括两个亚系列,其中第二个亚系列“滇中裂陷槽与海相火山-沉积变质作用有关的铁、铜矿床成矿亚系列”(编号Pt1-51)伴生有铂族元素,以大红山式铁铜矿床为代表。另外,本次测定四川岔河锡多金属矿区辉绿岩的Sm-Nd等时线年龄为2475Ma,锡矿石的Sm-Nd等时线年龄为643Ma,由于该矿区的铂族元素赋存状态不清楚,成矿作用是与辉绿岩有关还是与晋宁期的岩浆作用有关尚未查明,因此,目前还无法肯定岔河地区的铂族元素成矿作用及其矿床成矿系列的归属。
1云南大红山铁铜矿床
大红山铁铜矿位于云南新平县城西119km的新化乡米尺莫村,经戛洒至昆明公路里程340km。矿区东西长5km,南北宽2km,面积10km2,是国内屈指可数的大型富铁矿床和大型铜矿床之一。
含矿地层为古元古界大红山群海相火山喷发-沉积变质岩系。这一古老的含矿岩系在上三叠统盖层下呈“天窗”出露于河谷的两岸。矿区分东西两段,共有5个含矿带71个矿体。其中大型铁矿体2个,铜矿体1个;中型铁矿体6个,铜矿体1个;小型铁铜矿体61个。其中,在矿区东矿段探明的一个大型铁矿床和一个大型铜矿床中共获铁矿总储量458亿吨,其中工业储量344亿吨;铜金属储量135万吨,其中工业储量119万吨,伴生有益矿产:金12吨、银84吨、铂钯130吨、钴2697吨(《中国矿床发现史·云南卷》编委会,1996)。伴生铂钯的储量已经达到小型矿床规模。该矿床经大量的研究工作证明属于海相火山岩型铁铜矿床,在成因上与VHMS型块状硫化物矿床类似,古元古代在全球范围内又是一个重要的铁铜矿床成矿期(王登红和陈毓川,2001)。因此,大红山地区不但寻找铜矿床还有很大的潜力,寻找铂族元素矿床(包括独立矿床)的可能性也应该加以考虑。
2四川岔河锡多金属矿区
四川岔河锡矿位于凉山彝族自治州会理县城东北,地处康滇地轴中段、安宁河断裂带东侧、晋宁期摩挲营黑云母花岗岩体的东突部位。区内出露地层主要为会理群天宝山组的碎屑岩、泥质岩及碳酸盐岩经变质后形成的大理岩、板岩、角岩等。在矿区10km2范围内共发现锡矿体22个,从北到南分布在马骡塘、横木岗、唐家湾、韩家坪和大湾子等6个矿段;最主要的14个矿体集中在225km2的韩家坪矿段。矿体多呈透镜状、似层状赋存于摩挲营花岗岩顶面0~45 m的外接触带,围岩是天宝山组第二段的变质砂岩和大理岩。矿体一般长60~300 m、最长740m,厚2~5 m、最厚1032 m,平均含Sn05%~1%、最高147%。韩家坪矿段工作程度最高,规模最大,探明锡金属储量385万吨,另有残、坡积砂矿015万吨,接近大型锡矿床规模(《中国矿床发现史·四川卷》,1996)。
傅德明等曾经介绍,岔河锡矿中硫精矿Pt含量最高达012g/t、Pd最高025g/t
傅德明编写,四川铂族元素(PGE)矿产勘查总结,200110,第80页
。在《四川省会理县岔河锡矿床地质特征及成矿模式研究》矿床专著中也有PGE总量0485g/t之记录。但本次分析测试未能查出高含量的PGE,一般样品在1×10-9左右,其中以浸染条带状黄铜毒砂矿化辉绿岩中PGE的含量最高,可达14466×10-9,4个样品平均578×10-9,比矽卡岩型矿石高出1~3倍(表7-3)。因此,不排除辉绿岩含PGE的可能性,并且在矽卡岩化的过程中还可能发生过“活化迁移”。从岔河矿区各类岩矿石样品的球粒陨石标准化曲线上(图7-3),明显可以看出以下特点:①无论何种样品,PGE的含量普遍较低,均远远不够工业要求;②花岗岩、角岩和无矿化矽卡岩的配分曲线是一致的,含量也比较接近;③含矿矽卡岩与含矿辉绿岩之间的配分曲线也是相似的,含量也几乎没有什么差别,并均具有Ru、Rh相对富集或者说Pt、Pd明显亏损的特征。
图7-3 四川岔河锡矿区各类岩矿石的PGE球粒陨石配分模式
表7-3 四川岔河锡矿区不同类型岩石、矿石的PGE含量(wB/10-9)
本亚系列银铅锌矿床属火山-潜火山热液型矿床,是在浅成、超浅成乃至近地表环境下生成的,赋矿构造为白垩纪火山盆地边缘断裂破碎带。
该亚系列矿床集中产于浙东沿海地区,大约有3/4的银铅锌矿床、矿(化)点均分布在温州-镇海断裂带两侧20km范围内,西侧多于东侧(图3-3-3)。
表3-3-7 与燕山期火山喷发-沉积洼地有关的铅、锌、磁铁矿成矿亚系列(3c)简表
图3-3-3 浙江五部—拔茅地区地质略图
(据徐忠连,1992)
1—新近系嵊县群;2—上白垩统(塘上组、赖家组);3—下白垩统(馆头组、朝川组);4—上侏罗统上部(西山头组以上);5—上侏罗统下部(高坞组及以下);6—燕山期花岗岩类;7—火山穹窿;8—破火山;9—锥火山;10—火山喷发沉积盆地;11—银铅锌矿床矿点;12—萤石矿床矿点;13—地开石高岭土矿床
现以五部矿床、大岭口矿床和拔茅矿田的后岸、千官岭矿床为代表(黄报章等,1983;魏元柏等,1988;梁修睦等,1992;徐忠连等,1992)(表3-3-8)(参见典型矿床十、十一、十二),并结合储家、上垟等矿床,说明它们成矿的一般特点。
本亚系列银铅锌矿床多数赋存在下白垩统馆头组和朝川组中,上侏罗统西山头组、茶湾组中也赋存有部分矿床(点)。上侏罗统大爽组、高坞组中偶见一些矿化点。而上白垩统天台群中未见矿化迹象。因此,燕山期第Ⅲ火山喷发旋回早中期是本区银铅锌矿产最主要的成矿期。
银铅锌矿带的分布受制于基底构造
杨卫东,遂昌梭溪局下银下矿床地质特征及成矿条件浅析,浙江地质科技情报,1992,(1)。
梁修睦,闽浙沿海火山岩地区银矿成矿规律及成矿预测研究,浙江福建省地矿厅,1994。
,矿田矿床则受火山构造与区域构造的复合控制。矿体产于断裂破碎带中。控矿断裂主要有两组:一组呈北北西至南北走向,为本区多数大、中型矿床的赋矿断裂。矿体为连续的大脉或呈雁列式排列,多数向西倾斜,倾角中等至陡。如五部、大岭口。这一类矿床规模较大。另一组控矿断裂呈北西走向,矿体规模较小。沿走向与倾向延伸不大。如众多中小矿点。大岭口有层间破碎带控制的似层状矿体,但规模较小。围岩蚀变较强,以绢云母化(或绢英岩化)、硅化、碳酸盐化为主,次有钠长石化、钾长石化、绿泥石化、绿帘石化等。浅部以浅色蚀变为主,深部绿泥石化、绿帘石化等深色蚀变明显增强。在水平方向,近矿顶底板蚀变较强,种类也较多;远离矿体,蚀变强度明显减弱,蚀变种类单一。
矿化金属组分和矿石矿物组成有两种类型。一种以大岭口矿床和拔茅矿田中的后岸、千官岭矿床为代表,以银为主,铅锌铜为次,并含一定数量的金。银、金矿物种类较多,如辉银矿、银黝铜矿、深红银矿、自然银、自然金、银金矿、角银矿、螺状硫银矿等。贱金属的硫化物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿等。脉石矿物中有较多的玉髓、重晶石与萤石。另一种类型以五部矿床为代表,以铅锌硫化物(闪锌矿、方铅矿)为主,银为次,局部含微量金,伴生镉、锰等。银、金矿物种类较少,主要有辉银矿、银金矿、硫砷银矿、自然银等。脉石矿物中见微量萤石、重晶石,未见玉髓。两类矿床组分上的差异,可能与矿床形成的深度有关。
矿床一般均显示有分带现象。以银为主的矿床,银主要集中在矿体的上部及中部,顶部可能伴有金,铅锌品位也相对较高。矿体下部银含量急剧下降,铅锌品位也逐步下降,铜品位虽低,但略有增高。以铅锌为主的矿床,银相对集中在矿体上部,出现独立银矿物,铅锌品位较高。矿体下部铅、银含量均下降,深部局部变为锌矿体。
矿床地表露头的地球化学晕都比较发育,一般上盘晕强于下盘晕,自前缘晕到尾晕通常有Ba、As、Ag—Ag、Pb、Zn、Cu、Mn、Cd—Zn、Cu、Mo、Mn、Bi等大致的分带。地表具有硅化带、锰帽等矿化指示物。
(一)成矿控制因素
1基底构造对成矿的控制
基底构造对火山活动的展布、强度、迁移起着控制作用,并制约火山构造的格局。
据区域地质和区域地球物理资料,浙东平行海岸线的内侧临海—宁海一线,为一重力梯度带,即温州-镇海断裂带。其东西两侧地壳厚度相差约3km(东侧地壳厚度280~294km,西侧310~320km)。东侧为幔隆区,西侧相对为幔坳区。西侧基底构造线呈北东东走向,而东侧近东西走向。
研究五部—拔茅地区布格重力剩余异常和航磁ΔZ1/a上延平面图,可以发现早期重磁场均呈北东东向,并遭北西向构造切割,较晚期叠加北北东向断裂。早期北东东和北西向构造控制了晚侏罗世火山喷发和侵入活动。天台以南若干燕山早期中酸性岩体显示北西向的异常带,异常个体又作北北西向延伸,说明岩体定位于次级断裂带中。剩余重力异常显示,存在两条与温州-镇海断裂带相平行的断续的梯度带,其一约在天台—括苍山一线,向南可追索到温州西侧;其二约在新昌—仙居一线。它们分别控制了拔茅、大岭口、上张、碧莲、林里火山盆地和澄潭、九里坪等火山盆地。
表3-3-8 五部式、大岭口式、后岸式(及千官岭)矿床成矿条件对比
续表
2火山构造的控矿作用
银铅锌矿田的定位受早白垩世构造火山盆地边缘断裂与局部火山断裂裂隙联合控制。
拔茅矿田位于新昌人字型构造火山盆地南东支的边部。盆地北侧为嵊县晚白垩世断陷沉积盆地,也作人字型展布。据调查,拔茅矿田内的后岸、千官岭、龙亭山、梨木4处银矿床(点),均与霏细斑岩或安玄玢岩等通道相潜火山岩有密切关系,受近南北向边缘断裂和旁侧的裂隙控制(图3-3-4)。
图3-3-4 新昌拔茅银(铅锌)矿区域地质图
(据浙江省第四地质大队)
1—第四系;2—第三系玄武岩;3—下白垩统朝川组上段;4—下白垩统朝川组下段;5—上侏罗统高坞组;6—安玄岩;7—闪长玢岩;8—流纹岩;9—断层;10—矿体、矿点;11—硅化破碎带;12—火山通道;13—破火山中心
大岭口矿田周围火山构造的配置关系与拔茅矿田极为相似,矿床受近南北向区域性断裂、火山通道构造和层间构造的复合控制。
五部矿田的控矿断裂属宁溪火山盆地与半山火山穹窿之间的边界断裂,断裂演化进程与两侧火山构造活动密切相关,断裂性质也有所变化。控矿断裂西盘的古双岩、金公坪石英霏细斑岩岩体和沿控矿断裂贯入的石英霏细斑岩岩脉,与隐爆角砾岩化、铅锌矿化关系密切。
以上说明,本类银铅锌矿床定位与早白垩世火山旋回的火山构造、火山通道、次火山岩体(岩枝)贯入活动和气液作用,在空间时间上相关。
3火山旋回、火山岩相对成矿的控制
燕山期第Ⅲ火山喷发旋回是本区银铅锌矿最主要的成矿期。该时期玄武(安玄)岩-流纹岩组合发育(表3-3-9),表明岩浆除来自地壳的部分熔融外,有上地幔岩浆物质加入,提供了一定的成矿物质来源。
表3-3-9 浙东早白垩世主要构造-火山盆地的岩石组合
银铅锌矿床的形成与相关的火山地层结构关系较为密切。如表3-3-9所示,早白垩世火山地层中,沉积相岩石一般占总厚度的一半以上。这种喷发-沉积型地层结构,是在喷发和沉积交互进行的环境下形成的。岩性岩相复杂而有变化。火山岩本身也是以流纹质火山碎屑岩为主,有较多中基性火山岩和多种潜火山岩。多相岩石组合,岩石孔隙度相对较高,强度不均,裂隙易于发育,局部存在屏蔽遮挡层,对矿液运移、聚集、充填、交代较为有利。
4成矿环境对矿化的控制
前已述及,本区银铅锌矿床是在浅成、超浅成乃至近地表环境下形成的,它们有相似的矿化组分、围岩蚀变特征,同时又存在一些明显的差别(表3-3-8)。
(1)控矿容矿构造
以五部、大岭口、后岸三矿床(矿田)的顺序,控矿容矿构造从区域性盆边断裂为主,过渡为区域性边缘断裂与火山构造裂隙复合控制。矿脉自大脉状,发展为雁列状、断续脉状,单矿体长度变小。
(2)围岩蚀变
浅部和地表蚀变五部为绢云母石英岩;大岭口、后岸过渡为以硅化为主,伴有绢云母化、高岭石化、重晶石化、萤石化。深部都出现绿泥石化、绿帘石化。
(3)金属组分
3个矿床分别为Pb、Zn(Ag),Ag、Pb、Zn,Ag(Pb、Zn),后两者伴少量金。3个矿床的Ag/Pb、Au/Ag比值逐个加大,Pb/Zn减小。
(4)矿物组分
金属矿物数量上以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿为主,逐步有少量黄铜矿以及硫盐矿物。贵金属矿物种类由少到多,由以辉银矿为主,逐步出现螺状硫银矿、深红银矿、硫锑铜银矿—硫砷铜银矿、脆银矿等繁多的矿物种类。
脉石矿物由以石英、绢云母、锰碳酸盐为主,逐步出现较多的高岭石、重晶石、萤石、玉髓等矿物。
(5)成矿温度
闪锌矿-方铅矿硫同位素差值由矿化早阶段至晚阶段数值总趋势增大,平衡温度下降。矿化阶段石英包裹体均一温度有相同趋势。矿床成矿温度无显著差别。
(6)成矿溶液盐度、压力
成矿流体属K+、Na+、Ca2+、Cl-、 类型。一般成矿早期溶液盐度较高,晚期降低。五部早期84%~109%,晚期29%~40%;大岭口早期91%~112%,晚期31%~42%;拔茅早期42%~64%,晚期45%~51%。据包裹体相平衡研究,大岭口成矿压力仅为50~146 M Pa,按30 M Pa/km推测,成矿深度在500m以内。
(7)氧同位素
据石英等矿物包裹体平衡水资料,各矿床早期成矿溶液 为正值,晚期都是负值,演化规律相同。据研究,侏罗-白垩纪大气降水δ18O值在-802‰左右,说明早期矿液以岩浆水来源为主,晚期有大量大气降水参与。
(8)矿石铅同位素
铅同位素组成变化范围(方差)由大到小,μ值逐步增大至于958,反映这类矿床铅属于壳幔混合源,主要来自上地幔至下地壳,壳源部分逐步增多。平均模式年龄值在华力西-印支期,模式年龄分布的众值在235~195Ma之间,部分为195~135Ma,说明铅源物质主要形成于印支期和早燕山期,尚有少量较老变质基底来源的铅和燕山晚期的深源铅。
(9)总硫值
据魏元柏(1988)的研究,大岭口矿床硫同位素总硫值约为483‰。五部矿床样品特征不详,其均值为159‰,总硫的估值为2‰~3‰。拔茅后岸和千官岭矿床由于出现重晶石,矿化阶段划分不详,总硫值尚难确定。据HOhmoto和R0Rye(1979)的研究,未受混染的酸性火山岩岩浆分离出来的热液,δ34S值在-3‰~+7‰间。显然,本类矿床硫源主要来自上地幔和下地壳。
由以上的分析中不难看出,五部、大岭口和后岸(及千官岭)3个矿床具有相似的成矿物质来源和成矿的物化条件,递变的物质组成和蚀变类型,它们是在依次由浅成递变为超浅成的环境下形成的。
(二)区域成矿模式
区域成矿模式见图3-3-5。
图3-3-5 与燕山晚期火山喷发盆地边缘断裂有关的银铅锌矿床模式图
(据徐忠连,1992,略作修改)
Kao—高岭石化;Si—硅化;Py—黄铁矿化;Ba—重晶石化;Flu—萤石化;Ser—绢云母化;CC—碳酸盐化;Chl—绿泥石化;Hem—赤铁矿化
1区域构造与火山构造复合控矿
在温州-镇海断裂两侧,一系列受多组共轭性断裂控制的构造-火山盆地,反映了晚燕山旋回本区处于引张性、区段不均匀升降的构造环境。
银铅锌矿床严格受断裂构造控制,在断裂或其旁侧次级裂隙及层间破碎带内定位。控矿断裂一方面受区域构造的控制,另一方面又受火山构造复合的制约。构造断陷和火山喷发的交替进行,促使断裂向下、向上延伸,破碎程度加剧,形成向上趋于分散、向下归并的容矿构造裂隙。单一火山成因的环状、放射状裂隙中,矿体规模一般较小。
2火山旋回与岩相对成矿的控制
银铅锌矿床的发育与燕山期第Ⅲ火山喷发旋回、早白垩世双峰式火山岩石组合和喷发沉积型地层结构有密切关系。各喷发阶段的潜火山活动期,潜火山岩的侵位、侵出,带来大量气液和成矿物质。由火山碎屑沉积岩、火山碎屑岩以及酸性、中基性熔岩、潜火山岩隐爆角砾岩等组成的多相多岩性组合,提供了矿质聚集的围岩条件。反之,在单一岩相、岩石中矿化强度大为减弱。
3浅成至近地表的成矿环境
矿床形成于浅成至近地表环境,成矿温度中—低温,成矿溶液盐度较低。成矿流体的压力也较低,推算深度浅于1km。成矿时环境温度梯度大,矿物组分蚀变分带明显,并有典型的中低温矿物出现。
4地球物理、地球化学场
早白垩世构造火山盆地,常位于重力场北北东向与北西向基底构造交切地段,剩余重力正场旁。盆地一般处于航磁正负场的过渡地段,常显示与控矿断裂一致的梯度带或特征线。盆地磁场相对平稳,但往往因旁侧有中酸性岩体侵入,而伴有局部呈北北西向至近南北向的强异常。
原生地球化学异常,上盘晕比下盘晕发育。前晕元素有Ba、As、Ag,中晕元素为Ag、Pb、Zn、Cu,尾晕元素为Mo、Cu、Bi等。
原生晕和次生晕的元素组合相似,利用土壤金属量测量和水系沉积物测量可以有效地发现和圈定控矿构造,预测矿带的剥蚀程度。
5成矿时代
银、铅、锌成矿与酸性潜火山岩或通道相岩体同时或稍后。据几个矿床相关潜火山岩年龄资料,成矿约在80Ma左右。
1999年美国迷你剧《魔怪世界/ 遗失世界》The Lost World
简介:
世纪之初,一队探险者踏上征途,想证明一件几乎不可能的事,证明当时存在一个史前世界。一个空想家、一个女富翁、一个猎手、一个科学家和一个记者,都在追寻一个亘古流传的故事,他们被困于荒蛮之地,结识了一个野性美女,他们在这个失落的文明世界和恐怖的生物群落中共同寻找,他们必须找到通往现代文明的路,逃出那个被遗失的世界……
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