夕卡巖的多成因性及夕卡巖型礦床找礦評價(jià)

張遵遵,李澤琴,陳曉雁,侯春秋,陳實(shí)識

(1.成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動化工程學(xué)院,地學(xué)核技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都610059;2.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,廣西桂林541004)

0 引言

夕卡巖礦床是地殼上富含多種礦產(chǎn)的礦床類型之一,是一種具有重要工業(yè)意義的礦床類型,其分布遍及世界各地 ,但較集中地分布于環(huán)太平洋地區(qū)[1-2]。夕卡巖礦床是我國富鐵礦、富銅礦和鎢、錫、鉍礦的主要礦床類型,是鉬、鈹、鉛鋅、金、銀等礦床的重要類型以及硼、金云母、透輝石、硅灰石、透閃石等非金屬礦產(chǎn)的主要來源,主要集中在東部地區(qū),尤其是華南和東北地區(qū)[1]。近年來,隨著地質(zhì)調(diào)查工作的進(jìn)展,在我國西藏岡底斯地區(qū)新發(fā)現(xiàn)了一批夕卡巖型鐵、銅、金、鉛鋅礦床,構(gòu)成規(guī)模宏大的夕卡巖型礦床成礦帶[3],顯示出較好的找礦前景,但對有些夕卡巖礦床的成因爭議很大。本文結(jié)合夕卡巖礦床的最新研究進(jìn)展,總結(jié)夕卡巖的成因類型及特征,期望能為夕卡巖型礦床的找礦評價(jià)提供幫助。

1 夕卡巖和夕卡巖礦床的多成因性

涂光熾(1981)曾多次談到夕卡巖的多成因問題。他指出,“長期以來,地質(zhì)學(xué)者認(rèn)為花崗巖侵入碳酸鹽巖地層的接觸帶及附近是夕卡巖的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)出條件,這實(shí)際上是單成因觀點(diǎn)?，F(xiàn)在看來,盡管這種產(chǎn)狀的夕卡巖可能是主要的,但也存在著由火山-次火山氣液作用、混合巖化作用和區(qū)域變質(zhì)作用形成的夕卡巖。這四種不同成因的夕卡巖在我國都有廣泛的分布”[4]。Einaudi等(1981)根據(jù)夕卡巖生成機(jī)理的不同,劃分出變質(zhì)夕卡巖和交代夕卡巖兩大類[5]。Meinert(2000、2005)認(rèn)為盡管大多數(shù)夕卡巖產(chǎn)于至少包含一些灰?guī)r的巖石地層中,但也可以產(chǎn)于包括頁巖、砂巖、花崗巖、含鐵建造、玄武巖、科馬提巖在內(nèi)的幾乎各種巖石(地層)內(nèi),并且在大陸的幾乎各個(gè)時(shí)代的巖石中都有分布。夕卡巖形成的地質(zhì)條件極為廣泛,可以形成于區(qū)域變質(zhì)或接觸變質(zhì)作用以及各式各樣的交代作用,包括有巖漿流體、變質(zhì)流體、大氣水和/或海水熱流體參與的交代作用在內(nèi)。盡管大多數(shù)夕卡巖產(chǎn)于深成巖體附近,但也可以沿?cái)鄬雍椭匾羟袔Мa(chǎn)出、形成于淺部的地?zé)嵯到y(tǒng)、海底以及下地殼深處深埋的變質(zhì)地體中[2,6]。另外,夕卡巖形成的物理化學(xué)條件也很寬泛,這已得到了大量實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)和現(xiàn)代地?zé)嵯到y(tǒng)中出現(xiàn)自生夕卡巖礦物的佐證[7-11]。如梁祥濟(jì)(2000)通過實(shí)驗(yàn)有力地證明了硅質(zhì)巖地層和碳酸鹽地層重疊或相間, 在地下環(huán)境、層間水和CO2,F,Cl等揮發(fā)分作用下,在適宜的溫度 (260～650 ℃)、壓力 (200×105～800×105Pa)和弱氧化-弱還原的環(huán)境中都能發(fā)生交代作用。只要地層巖石組合中Si,Ca,Al,Mg和Fe主要組分比例合適,都能形成夕卡巖或夕卡巖礦物組合[10]。

2 夕卡巖的成因分類

夕卡巖和夕卡巖礦床的多成因性已得到國內(nèi)外大量的研究資料證明[12-42],而這些成因并不是孤立的,在某些方面存在著聯(lián)系,其形成機(jī)制也具有相似性。如同一個(gè)礦區(qū)有時(shí)候會出現(xiàn)幾種類型;不同的類型在形成過程中,都不同程度地伴隨著交代作用。由于不同成因類型的夕卡巖及相關(guān)礦床形成的地質(zhì)環(huán)境、控制因素、具體生成方式和特征各不相同,為了能更好的指導(dǎo)夕卡巖型礦床的勘查與評價(jià)工作,本文結(jié)合國內(nèi)外夕卡巖成因的各種觀點(diǎn),把夕卡巖的成因類型歸納為5種:①熱液交代型;②巖漿型;③噴流沉積型;④變質(zhì)型;⑤多因復(fù)成型,并總結(jié)了每種類型的特征(表1)。

表1 夕卡巖成因類型分類表Table 1 Classification of skarns

3 夕卡巖型礦床找礦評價(jià)

(1)夕卡巖礦床的多成因性已得到地質(zhì)工作者廣泛的認(rèn)同,不同成因類型其成礦作用不同,而與成礦作用相關(guān)的主要是成礦期形成的夕卡巖,與成礦前形成的夕卡巖相關(guān)的礦床不能稱為夕卡巖型礦床,所以我們在研究這類礦床時(shí)要區(qū)分夕卡巖和礦床二者在形成時(shí)間上的相互關(guān)系。另外在給夕卡巖型礦床定名時(shí),最好標(biāo)明是哪種成因類型的夕卡巖礦床,這樣能給我們以后的工作帶來方便。

(2)接觸交代型夕卡巖礦床:夕卡巖根據(jù)成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等可見有不同程度的分帶性,不同的成礦元素在空間上也常出現(xiàn)分帶現(xiàn)象,這些分帶現(xiàn)象表現(xiàn)出不同的形成條件等;Zhaoshan Chang(2008)在研究美國西北部愛達(dá)荷州 Empire夕卡巖型銅- 鋅礦床時(shí),認(rèn)為較大規(guī)模的內(nèi)夕卡巖帶、離侵入體較近處高的Zn/Cu比值、相關(guān)侵入巖內(nèi)極大的蠕蟲狀石英斑晶等反?，F(xiàn)象是巖漿流體具有較高的氟含量作用的結(jié)果[43]。另外據(jù)張術(shù)根(2009)研究,若巖漿分異出來的成礦元素總量相同,在夕卡巖期即富集到石榴石等礦物中,使其成礦元素較高不利于成礦,若石榴石等成礦元素含量較低,則夕卡巖期后熱液有利于成礦等[44]。以上這些特征對接觸交代型夕卡巖礦床的勘探具有重要的指示意義。

(3)層控交代型、變質(zhì)型夕卡巖礦床:一般具有兩期成礦的特點(diǎn),早期為沉積成因的礦源層或礦胚;后期層控交代型夕卡巖礦床多在以巖漿熱液為主的熱液作用下通過滲濾擴(kuò)散交代作用疊加改造而成,而變質(zhì)型是在后期構(gòu)造熱動力等作用下,通過變質(zhì)疊加改造作用對原沉積巖或火山沉積巖中的成礦物質(zhì)進(jìn)行活化遷移和再次富集形成,這類礦床的形成除受構(gòu)造熱動力或巖漿活動的制約外,地層巖性的控制具有特別重要的意義。所以在這類礦床的找礦評價(jià)中要特別注意沉積-火山沉積建造、沉積-熱水沉積等建造的控礦作用。

(4)層控交代型、變質(zhì)型、噴流沉積型夕卡巖礦床:常具有呈層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)出的特征,且都受地層控制,產(chǎn)于一定的層位,有時(shí)都保留有一定的沉積組構(gòu)等,所以要注意分析其產(chǎn)出的地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)背景等。另外,層控交代型夕卡巖礦床往往是在噴流沉積硫化物礦床的基礎(chǔ)上疊加形成的,因?yàn)闊崴练e的噴流通道很容易成為晚期巖漿上升的通道,尤其是大斷裂交匯處,這就是為什么晚期巖漿活動多數(shù)重疊于早期同生沉積塊狀硫化物之上的原因之一[45]。

(5)由于大型-特大型多金屬礦床的形成往往是不同期次成礦作用疊加的結(jié)果,不同的成礦元素其成礦時(shí)間也會有較大的差別。所以在夕卡巖型礦床的找礦評價(jià)中,須重視野外地質(zhì)調(diào)查研究,在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)室內(nèi)的研究工作,弄清該區(qū)的地質(zhì)演化歷史及相關(guān)的地質(zhì)成礦事件,另外在應(yīng)用地球化學(xué)的方法研究礦床時(shí),注意采集樣品的代表性和多樣性,這對確定礦床成因類型、評價(jià)礦床的工業(yè)意義是十分重要的。

(6)在夕卡巖型礦床的成礦過程中,往往伴隨著不同層次的構(gòu)造活動,斷層、褶皺、不整合、層間滑脫、接觸帶等構(gòu)造往往是夕卡巖型礦床成礦的決定性因素,并控制著礦體的分布與產(chǎn)出特征等,另外區(qū)域性構(gòu)造還控制著礦床空間上的成帶、成群分布等。所以加強(qiáng)不同尺度的構(gòu)造研究在深化成礦認(rèn)識和指導(dǎo)區(qū)域找礦預(yù)測方面有重要的意義。

(7)關(guān)于傳統(tǒng)夕卡巖型礦床的研究已有很多成果,其成礦作用也有了較好的認(rèn)識。這些成果和認(rèn)識能不能應(yīng)用到其他成因類型的夕卡巖型礦床研究中呢?如與Pb,Zn,Ag礦化密切相關(guān)的錳質(zhì)夕卡巖建造[1-2],其他成因的錳質(zhì)夕卡巖建造是不是和Pb,Zn,Ag礦化密切相關(guān)呢?所以,我們要加強(qiáng)其他成因夕卡巖礦床的研究并要重視夕卡巖的礦物共生組合和成分特征分析。

(8)張景森等(2009)從宏觀和微觀兩方面簡述了夕卡巖和夕卡巖型礦床研究中常用的方法[46]。由于不同成因類型的夕卡巖其礦物學(xué)和巖石學(xué)特征差別很大,所以作者認(rèn)為在該類礦床的找礦評價(jià)時(shí),首先要利用成因礦物學(xué)和巖石學(xué)的方法進(jìn)行野外和室內(nèi)研究,包括巖(礦)石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、產(chǎn)出特征、礦物組合、礦物的生成順序及礦物標(biāo)型特征等,初步分析夕卡巖的成因及與成礦的關(guān)系。然后在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)流體包裹體特征、地球化學(xué)特征等方面的研究,對前期的研究工作進(jìn)行補(bǔ)充和論證等。最后可以在一定的構(gòu)造單元和相似的成礦地質(zhì)環(huán)境條件下,結(jié)合地質(zhì)、物探、遙感等多元信息進(jìn)行區(qū)域找礦評價(jià)與預(yù)測。

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