江思宏+孫朋飛+白大明+康歡+韓寧+陳春良
摘要:中東歐地區(qū)地處歐洲大陸的東部,與歐洲大陸一起經(jīng)歷了長(zhǎng)期的地質(zhì)演化過(guò)程。該區(qū)從北向南依次跨越了東歐地臺(tái)西南端、加里東褶皺帶和海西褶皺帶東部及阿爾卑斯褶皺帶大部,總體上顯示了由北向南逐漸變年輕的地質(zhì)演化歷史。該區(qū)金屬礦產(chǎn)資源較為豐富,但分布不均勻。主要金屬礦產(chǎn)有Cu、Pb、Zn、Au、Ag等,集中產(chǎn)在北部波蘭和南部保加利亞、羅馬尼亞;礦床類型主要是斑巖型、淺成低溫?zé)嵋盒?、密西西比河谷型(MVT)、含銅頁(yè)巖型等。該區(qū)可劃分出4個(gè)成礦帶,分別為內(nèi)喀爾巴阡山—阿爾卑斯斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uPbZnAuAg成礦帶、塞爾維亞—馬其頓—希臘羅多彼斑巖型CuAu和熱液脈型PbZn成礦帶、ABTS(ApuseniBanatTimokSrednogorie)斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu成礦帶、波蘭南部MVT型和含銅頁(yè)巖型PbZnCu成礦帶。前3個(gè)成礦帶位于阿爾卑斯—巴爾干—喀爾巴阡山脈—蒂娜地區(qū),屬于特提斯成礦域地中海成礦省的一部分,與俯沖、碰撞造山有關(guān);而第4個(gè)成礦帶屬于勞亞成礦域歐洲成礦省的一部分,與盆地伸展有關(guān)。在各成礦帶內(nèi)又可劃分出若干個(gè)礦集區(qū)。中東歐地區(qū)金屬礦床主要產(chǎn)于其南部阿爾卑斯造山帶,具有尋找大型斑巖型銅礦床及相關(guān)伴生礦產(chǎn)的較大潛力。
關(guān)鍵詞:金屬礦床;成礦規(guī)律;找礦潛力;斑巖型;淺成低溫?zé)嵋盒?;密西西比河谷型;含銅頁(yè)巖型;中東歐地區(qū)
中圖分類號(hào):P617文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Abstract: The central and eastern Europe, which is located in the eastern part of the continental Europe, experiences a long geological evolution along with the continental Europe. From north to south, the central and eastern Europe traverses the southwestern part of the eastern European Platform, and the Caledonian, the eastern Hercynian and Alpine fold belts, respectively; this region generally shows that the geological evolution history gradually becomes young from north to south. The metallic mineral resources in this region are relatively abundant, but are not homogeneously distributed. The major metallic minerals are Cu, Pb, Zn, Au, Ag, etc., and are enriched in Poland, Bulgaria and Romania. The porphyry, epithermal, MVT and Kupferschiefer deposits are the main types in this region. Four metallogenic belts have been identified in this region, including porphyry and epithermal CuPbZnAuAg metallogenic belt in Inner CarpathianAlpine, porphyry CuAu and hydrothermal veintype PbZn metallogenic belt in SerbiaMacedoniaGreece Rhodope, porphyry and epithermal CuAu metallogenic belt in ABTS (ApuseniBanatTimokSrednogorie), and MVT and Kupferschiefer PbZnCu metallogenic belt in the southern Poland. The former three metallogenic belts related to subduction and collisional orogen are located within AlpineBalkanCarpathianDinaride area, and belong to Mediterranean metallogenic province, which is part of Tethys metallogenic domain; and the last one related to the extension of basin is located in European metallogenic province, which is part of Laurasia metallogenic domain. The above metallogenic belts can be further divided into several oreconcentrated areas. The metallic deposits in the central and eastern Europe predominantly occur in Alpine orogeny, in which there are great potentials to find largesize new porphyry Cu and associated epithermal, skarn and veintype deposits.
Key words: metallic deposit; metallogeny regularity; prospecting potential; porphyry type; epithermal type; MVT; kupferschiefer type; central and eastern Europe
0引言
中東歐地區(qū)是指中東歐16個(gè)國(guó)家所在地區(qū),包括愛(ài)沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛、波蘭、捷克、斯洛伐克、匈牙利、羅馬尼亞、斯洛文尼亞、克羅地亞、波黑、黑山、塞爾維亞、保加利亞、阿爾巴尼亞、馬其頓,其中11個(gè)是歐盟國(guó)家。中東歐是一個(gè)地緣政治概念和近年來(lái)興起的新稱呼,泛指歐洲大陸受前蘇聯(lián)控制的前社會(huì)主義國(guó)家,即冷戰(zhàn)時(shí)期的東歐國(guó)家。中東歐國(guó)家面積大小不一,礦產(chǎn)資源十分不均,主要集中在南、北兩端,中部較少。近年來(lái),中國(guó)提出的“一帶一路”(即絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路)建設(shè)涉及全球65個(gè)國(guó)家和地區(qū),包括中東歐16個(gè)國(guó)家、東亞的蒙古、東盟10個(gè)國(guó)家、西亞18個(gè)國(guó)家、南亞8個(gè)國(guó)家、中亞5個(gè)國(guó)家及獨(dú)聯(lián)體7個(gè)國(guó)家,金屬礦產(chǎn)資源的勘查開(kāi)發(fā)將是其中建設(shè)內(nèi)容之一。本文根據(jù)前人資料對(duì)該區(qū)的地質(zhì)礦產(chǎn)特征進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)找礦潛力做了簡(jiǎn)要分析。
1地質(zhì)背景
1.1歐洲的基本構(gòu)造格局及演化
從地質(zhì)學(xué)上講,歐洲是一個(gè)以東歐地臺(tái)為核心,總體上向南增生的大陸,東側(cè)以烏拉爾造山帶與西伯利亞地臺(tái)相鄰,西側(cè)以挪威—不列顛島—阿巴拉契亞加里東造山帶與北美地臺(tái)鄰接,南側(cè)以阿爾卑斯—高加索中、新生代造山帶為界,意大利半島等地塊在地史上與岡瓦納古陸有親緣關(guān)系。
歐洲前寒武紀(jì)基底主要由出露的波羅的海地盾、烏克蘭地盾以及被覆蓋的太古宙—早元古代東歐地臺(tái)組成,它們一起構(gòu)成了東歐克拉通[1],形成于18 Ga。歐洲顯生宙包括各種構(gòu)造的拼貼,如加里東造山帶、海西造山帶和烏拉爾造山帶(圖1),中生代裂谷、新生代裂谷和構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶(中歐裂谷系)以及與俯沖的巖石圈板片有關(guān)的新生代碰撞造山帶(如阿爾卑斯山脈、比利牛斯山脈和喀爾巴阡山脈)[1]。
歐洲大陸最老巖石年齡大約是36 Ga,位于烏克蘭地盾[2],也是地球上最古老的巖石之一。波羅的海地盾和東歐地臺(tái)的最古老巖石年齡分別是 30~31 Ga和18~21 Ga。加里東造山帶(400~500 Ma)和海西造山帶(300~430 Ma)的形成與Iapetus洋和Tornquist 海閉合引起的三大板塊(波羅的海、勞倫和阿瓦隆尼亞)的碰撞與隨后一些地體的聚合有關(guān),產(chǎn)生了大量的變形與變質(zhì)作用以及巖漿活動(dòng)[1]。歐洲南部寬廣的阿爾卑斯造山帶是在海西造山帶基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的,主變形期從白堊紀(jì)到中新世,而新近系和更新的沉積物未受明顯的構(gòu)造變動(dòng)。
歐洲金屬礦床的成礦年齡從太古宙到新近紀(jì)都有,主要礦床類型包括:斑巖型銅礦床、淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu礦床、火山塊狀硫化物(VMS)型CuPbZn礦床、造山型金礦床、鐵氧化物銅金(IOCG)礦床、斜長(zhǎng)巖型FeTi氧化物礦床和以沉積巖為容礦圍巖的賤金屬礦床。大多數(shù)金屬礦床的形成與各種背景下的巖漿活動(dòng)有關(guān),而以沉積巖為容礦圍巖的礦床則通常形成于伸展的大陸背景下。與全球其他地區(qū)一樣,成礦作用是地殼與地幔地球動(dòng)力學(xué)演化的一部分[3]。比較著名的礦床(區(qū))有:西班牙—葡萄牙伊比利亞的黃鐵礦銅礦床、塞浦路斯的銅鋅礦床、德國(guó)與愛(ài)爾蘭的鉛鋅礦床、瑞典的基魯納型磁鐵礦磷灰石礦床、波蘭的銅礦床以及芬諾斯堪迪亞的銅鋅礦床等。
1.2中東歐地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境
中東歐地區(qū)地處歐洲大陸的東部,作為歐洲大陸的組成部分,與歐洲大陸一起經(jīng)歷了長(zhǎng)期的地質(zhì)演化過(guò)程。從北向南,中東歐地區(qū)依次跨越了東歐地臺(tái)的西南端、加里東褶皺帶和海西褶皺帶的東部以及阿爾卑斯褶皺帶大部(圖1),總體上顯示了由北向南逐漸變年輕的地質(zhì)演化歷史。顯然,古老的前寒武紀(jì)地層主要出露在北部的東歐地臺(tái),具有典型的雙層結(jié)構(gòu),即前寒武紀(jì)變質(zhì)基底與下古生界的穩(wěn)定地臺(tái)型蓋層沉積。
從俄羅斯列寧格勒地區(qū)往丹麥方向,下古生界同一時(shí)代地層沉積巖相由淺水相向深水相變化,地層增厚,上古生界的分布、相變趨向與下古生界有所不同。中、新生代是新特提斯帶發(fā)育階段,表現(xiàn)為以灰?guī)r為主的海進(jìn)層序,海相地層一直延續(xù)至新生代初。始新世后,特提斯洋閉合,阿爾卑斯山系形成,在邊緣拗陷中出現(xiàn)漸新統(tǒng)磨拉石建造。
本區(qū)巖漿活動(dòng)的時(shí)空分布與構(gòu)造演化密切相關(guān)。前寒武紀(jì)的火山巖和深成巖主要分布在東歐地臺(tái)上,從2.3 Ga以前一直到元古宙末的卡多姆運(yùn)動(dòng),可劃分出4、5期巖漿活動(dòng)階段。在1.55~175 Ga有一期獨(dú)特的環(huán)斑花崗巖侵入。早古生代巖漿活動(dòng)集中在西北歐加里東造山帶,而晚古生代是歐洲大陸巖漿活動(dòng)最強(qiáng)烈的時(shí)期,主要沿中歐和烏拉爾褶皺帶分布,向南一直到比利牛斯山。中生代的基性火山巖和侵入巖在特提斯帶廣泛發(fā)育,但是阿爾卑斯期的花崗巖卻很少出露。古近紀(jì)是新一輪火山活動(dòng)期,匈牙利潘諾尼亞盆地的阿普塞尼山都有大規(guī)模巖墻群和玄武巖、火山碎屑巖,地中海(維蘇威火山等)的巖漿活動(dòng)到現(xiàn)在仍在持續(xù)。
中東歐地區(qū)礦產(chǎn)資源較為豐富,但是分布很不均勻。主要金屬礦產(chǎn)有Cu、Pb、Zn、Au、Ag等,并集中產(chǎn)在北部的波蘭和南部的保加利亞、羅馬尼亞,礦床類型主要是斑巖型、淺成低溫?zé)嵋盒汀⒚芪魑鞅群庸刃停∕VT)、含銅頁(yè)巖型等。礦床主要分布在阿爾卑斯造山帶,少量位于海西造山帶(圖1)。
2主要成礦帶及典型礦床特征
按照中國(guó)對(duì)成礦帶的劃分方案,在中東歐北部地區(qū)劃分出一個(gè)波蘭南部MVT型和含銅頁(yè)巖型PbZnCu成礦帶(Ⅰ)。該成礦帶與盆地伸展有關(guān),屬于勞亞成礦域歐洲成礦省的一部分。在中東歐南部地區(qū)可劃分出3個(gè)成礦帶(圖1、2,表1),分別為內(nèi)喀爾巴阡山—阿爾卑斯斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uPbZnAuAg成礦帶(Ⅱ)、ABTS(ApuseniBanatTimokSrednogorie)斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu成礦帶(Ⅲ)、塞爾維亞—馬其頓—希臘羅多彼斑巖型CuAu和熱液脈型PbZn成礦帶(Ⅳ)。這3個(gè)成礦帶位于阿爾卑斯—巴爾干—喀爾巴阡山脈—蒂娜地區(qū),屬于特提斯成礦域地中海成礦省的一部分,與特提斯洋的俯沖和閉合后的碰撞造山有關(guān)。上述成礦帶又可劃分出若干個(gè)礦集區(qū)(表1)。其主要礦床地質(zhì)特征見(jiàn)表2。
2.1波蘭南部MVT型和含銅頁(yè)巖型PbZnCu成礦帶(Ⅰ)
波蘭南部MVT型和含銅頁(yè)巖型PbZnCu成礦帶礦床均為與伸展盆地有關(guān)的PbZn和Cu礦床,包括波蘭上西里西亞地區(qū)PbZn礦集區(qū)和波蘭下西里西亞地區(qū)含銅頁(yè)巖型銅礦集區(qū)[6]。
2.1.1波蘭上西里西亞地區(qū)PbZn礦集區(qū)
波蘭上西里西亞地區(qū)PbZn礦集區(qū)礦床類型為MVT型礦床(圖3),板狀礦體平行或切穿層理,呈條帶狀和浸染狀產(chǎn)出;坍塌角礫巖型礦體呈不規(guī)則窩狀或巢穴狀產(chǎn)出。礦石礦物有閃鋅礦、白鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、膠黃鐵礦、菱鋅礦菱鐵礦固溶體、含鋅白云石和白鉛礦、不含鐵的菱鋅礦、含水的鐵氧化物。蝕變有白云巖化和硅化。賦礦圍巖為后生的含礦白云巖、三疊紀(jì)早期白云巖和灰?guī)r、泥盆紀(jì)灰?guī)r。礦化年齡有爭(zhēng)議,目前有3種觀點(diǎn):古近紀(jì)、白堊紀(jì)和侏羅紀(jì)之前[7]。已發(fā)現(xiàn)的主要礦床為Pomorzany和Trzebionka,總礦石資源量達(dá)500 Mt[7](表2)。
2.1.2波蘭下西里西亞地區(qū)含銅頁(yè)巖型銅礦集區(qū)
波蘭下西里西亞地區(qū)含銅頁(yè)巖型銅礦集區(qū)主要礦床有Lubin(圖4)、PolkowiceSieroszowice和Rudna。主要礦種為Cu,還有Ag、Pb、Au、Pt、Pd、Ni、Se、Re、Co、Zn、Mo、V等伴生元素。礦體呈層狀,與地層整合產(chǎn)出,局部不整合。20%的Cu礦化〖CM(22〗產(chǎn)在含銅頁(yè)巖的黑色頁(yè)巖中,50%的Cu礦化產(chǎn)在其下伏的下—中二疊統(tǒng)砂巖中,剩下的30% Cu礦化產(chǎn)在其上覆的上二疊統(tǒng)灰?guī)r中。Cu礦化的形成與紅層中的氧化還原界面有關(guān)。礦石礦物有輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦。
蝕變?yōu)榕c紅層有關(guān)的氧化和赤鐵礦化。賦礦圍巖為晚二疊世含銅頁(yè)巖(年齡為258 Ma),底部為不整合在下—中二疊統(tǒng)碎屑巖和雙峰式火山巖之上的上二疊統(tǒng)風(fēng)成砂巖、海相黑色頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白云巖和灰?guī)r。根據(jù)伊利石的形成年齡,成礦年齡估計(jì)在190~216 Ma[8]。
2.2內(nèi)喀爾巴阡山—阿爾卑斯斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uPbZnAuAg成礦帶(Ⅱ)
內(nèi)喀爾巴阡山脈有幾處形成于新近紀(jì)的造山晚期PbZnCuAgAu礦集區(qū)。這些礦集區(qū)內(nèi)的礦床與火山—次火山巖關(guān)系密切,主要為斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒?。在新近紀(jì),整個(gè)地區(qū)的地球動(dòng)力學(xué)背景是以俯沖為特征,而俯沖板片的折返、斷離和發(fā)育板片窗可能有助于火山活動(dòng)的發(fā)育,而由于構(gòu)造擠出效應(yīng)產(chǎn)生的扭張構(gòu)造、塊體旋轉(zhuǎn)有可能會(huì)扮演一個(gè)聚焦流體活動(dòng)的角色,最終礦化形成于扭張背景和與塊體旋轉(zhuǎn)有關(guān)的伸展階段[9]。
內(nèi)喀爾巴阡山?。↖nner Carpathian Arc)內(nèi)有一系列形成于新近紀(jì)造山晚期的礦集區(qū),主要包括阿普塞尼(Apuseni)山脈南部斑巖型CuAu和淺成低溫?zé)嵋盒虯uAg礦集區(qū)(又稱黃金四邊形)、喀爾巴阡山脈東部Baia Mare 地區(qū)淺成低溫?zé)嵋盒蚉bZnCu(Au)礦集區(qū)、喀爾巴阡山脈西段礦集區(qū)、喀爾巴阡山脈東段北部和西段最東端淺成低溫?zé)嵋盒?Au多金屬礦集區(qū)[9]。
2.2.1阿普塞尼山脈南部斑巖型CuAu和淺成低溫?zé)嵋盒虯uAg礦集區(qū)
阿普塞尼山脈南部斑巖型CuAu和淺成低溫?zé)嵋盒虯uAg礦集區(qū)位于阿普塞尼山脈南段,與新近紀(jì)(主要是90~14.9 Ma)的火山巖有關(guān)。礦床類型主要為低硫型,少量為高硫型淺成低溫?zé)嵋盒偷V床和斑巖型銅礦床。主要礦床沿SEE向右旋走滑斷裂產(chǎn)出,這些斷裂為新近紀(jì)向東運(yùn)動(dòng)的TisiaDacia地塊內(nèi)形成的次級(jí)斷裂帶。巖漿活動(dòng)、成礦作用與新近紀(jì)潘諾尼亞—特蘭西瓦尼亞(PannonianTransylvanian)盆地系統(tǒng)內(nèi)的次級(jí)盆地之間的一條大型右旋轉(zhuǎn)換帶有關(guān)。礦床異常富集Au(Ti)。
該礦集區(qū)斑巖型礦化主要產(chǎn)在安山質(zhì)次火山巖里,呈網(wǎng)脈狀、浸染狀,有時(shí)呈角礫狀充填產(chǎn)出,主要礦石礦物為斑銅礦,典型蝕變?yōu)殁浕⒔佊r化到泥化。淺成低溫?zé)嵋盒偷V化主要發(fā)育在陡傾斜礦脈或者熱液角礫巖帶中,主要礦石礦物有黃銅礦、自然金、銀金礦±閃鋅礦、方鉛礦、碲化物,主要蝕變?yōu)榍嗯蛶r化、石英冰長(zhǎng)石伊利石化到泥化蝕變。賦礦圍巖全巖KAr年齡為74~147 Ma,為中新世,斑巖型礦化的年齡與中新世巖漿活動(dòng)同期,淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的礦化年齡要稍晚于斑巖型礦化[10]。
該礦集區(qū)采礦活動(dòng)幾乎有2 000年的歷史,在羅馬時(shí)代之前就有記錄。主要礦床有Rosia Montana、Rosia Poieni、BarzaMusariu (Brad 地區(qū))、Sacarimb、Deva和Certej(圖5、表2)。
2.2.2喀爾巴阡山脈東部Baia Mare 地區(qū)淺成低溫?zé)嵋盒蚉bZnCu(Au)礦集區(qū)
Baia Mare地區(qū)位于羅馬尼亞西北部(圖1、2、6),有幾個(gè)重要的淺成低溫?zé)嵋盒虯u多金屬礦床,從西向東依次為Ilba、Nistru、Sasar、Herja、Baia Sprie、Suior和Cavnic(表3)。這些礦床受一條大型的EW向Dragos Voda走滑斷層控制,這個(gè)斷裂代表了一個(gè)北部的左旋走滑斷裂,與向東擠出的TisiaDacia地塊和Alcapa地塊的平移走廊有關(guān),推測(cè)在這條斷裂的深部有一個(gè)巖體。其礦化具有多種不同的結(jié)構(gòu)特征,形成的主要礦脈呈典型的條帶狀和雞冠狀構(gòu)造、晶洞充填和晶簇狀構(gòu)造。在Baia Sprie、Cavnic和Sasar礦床見(jiàn)有非常壯觀的角礫巖筒和角礫巖脈構(gòu)造。礦石礦物有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、自然金,其次為Sb、Pb和Ag的硫酸鹽、鎢酸鹽類。蝕變有青磐巖化、冰長(zhǎng)石絹云母化到絹英巖化蝕變及強(qiáng)烈的硅化。巖漿活動(dòng)始于沉積長(zhǎng)英質(zhì)凝灰?guī)r和熔結(jié)凝灰?guī)r(年齡約14 Ma),接下來(lái)是玄武質(zhì)安山巖、安山巖和英安巖 (年齡為90~134 Ma),結(jié)束于小的玄武質(zhì)巖體侵位(年齡為69~80 Ma)。中新世以中鉀鈣堿性安山質(zhì)為主的巖漿活動(dòng)具有與俯沖有關(guān)的幔源特征,并有強(qiáng)烈的地殼混染。其礦化主要發(fā)生在兩個(gè)階段:在該礦集區(qū)西部(Ilba、Nistru 和Sasar礦床)為100~115 Ma時(shí)期,在東部(Herja、Baia Sprie、Suior、Cavnic)形成于79~94 Ma時(shí)期,即在賦礦圍巖侵位后的0.5~1.5 Ma[28]。
2.2.3喀爾巴阡山脈西段礦集區(qū)
喀爾巴阡山脈西段礦集區(qū)新近紀(jì)廣泛分布幾種類型的礦床。這些礦床產(chǎn)在與俯沖有關(guān)的火山巖里,特別是在斯洛伐克中部的火山巖區(qū)和 Telkibanya。最初的安山巖與中新世早期大洋俯沖有關(guān),而最晚的鈣堿性火山巖則與弧后伸展或與板片加速折返期間的拆沉有關(guān)。主要礦脈的走向與Alcapa地塊向NE擠出的運(yùn)動(dòng)方向和NWW—SEE向伸展近于平行,并同時(shí)發(fā)生。礦床類型包括斑巖型銅礦、高硫型淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V、與侵入巖有關(guān)的賤金屬礦床以及淺成低溫?zé)嵋盒唾v金屬和AuAg(Sb)礦床。
2.2.4喀爾巴阡山脈東段北部和西段最東端淺成低溫?zé)嵋盒?Au多金屬礦集區(qū)
喀爾巴阡山脈東段北部和西段最東端淺成低溫?zé)嵋盒?Au多金屬礦集區(qū)新近紀(jì)火山巖礦床產(chǎn)
于一條大的層狀安山質(zhì)火山巖的中部帶,包括火山構(gòu)造沉降和活化的地壘、廣泛的次火山侵入雜巖和復(fù)雜的分異巖石。該礦集區(qū)有3種礦化類型:與活化的地壘和流紋巖有關(guān)的低硫型AuAg 礦床(包括Kremnica、Pukanec、Nova Bana、Banska Bela)、與破火山口有關(guān)的低硫型Au礦床(如HodrusaRozalia)、中硫型PbZnCuAgAu 礦床(如Banska Stiavnica和Hodrusa)。礦床特征詳見(jiàn)表4。
2.3ABTS斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu成礦帶(Ⅲ)
ABTS斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu成礦帶作為阿爾卑斯造山帶的一部分,呈L形,是前中生代洋盆和一系列小的大陸板塊之間俯沖與仰沖的結(jié)果。主要礦床類型為斑巖型Cu、CuAu礦床及淺成低溫?zé)嵋盒偷V床,其形成背景類似于環(huán)太平洋地區(qū)的俯沖背景,成礦作用與晚白堊世鈣堿性巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。該成礦帶可劃分出5個(gè)礦集區(qū),從北到南分別為阿普塞尼CuAu礦集區(qū)、Poian RuscaBanat CuAu礦集區(qū)、Panagyurishte CuAu礦集區(qū)、Timok CuAu礦集區(qū)和Strandza CuAu礦集區(qū)(圖7),主要礦化類型為斑巖型、淺成低溫?zé)嵋盒?、矽卡巖型和熱液脈型。
該成礦帶是歐洲最長(zhǎng)的鈣堿性巖漿巖帶和銅金礦化帶,有價(jià)值的礦床局限于這條帶上的某些地段,且保加利亞所有的大型斑巖型和高硫型淺成低溫?zé)嵋盒偷V床均位于斜向穿過(guò)ABTS帶的帕納久里什泰走廊(Panagyurishte Corridor)。CuAu 礦床形成年齡為86~92 Ma,與晚白堊世的巖漿活動(dòng)有關(guān)[29]。
保加利亞Elatsite 斑巖型CuAu 礦床(表2)位于Panagyurishte CuAu礦集區(qū)西北部Chelopech高硫型淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu礦床NWW向6 km處。其形成與保加利亞Srednogorie帶的晚白堊世侵入巖有關(guān),是ABTS帶的一部分(圖4)。礦化受不連續(xù)的斑巖脈和老的花崗閃長(zhǎng)巖接觸帶控制。成礦時(shí)代在(92.1±03)Ma(斑巖脈鋯石UPb年齡)和(9184±030)Ma(輝鉬礦ReOs年齡)之間[30]。
Chelopech高硫型淺成低溫?zé)嵋盒虲uAu礦床(圖4、表2)的礦化受斷裂和巖性雙重控制。礦體呈脈狀、浸染狀、角礫狀和塊狀硫化物透鏡體產(chǎn)出,蝕變從高級(jí)泥化帶逐漸進(jìn)入絹云巖化帶(石英絹云母)和遠(yuǎn)程的青磐巖化帶。賦礦圍巖主要為安山巖和隱爆角礫巖,其次為火山凝灰?guī)r和沉積巖。安山巖的形成年齡為(9145±015)Ma,礦化年齡要小于該年齡[31]。
2.4塞爾維亞—馬其頓—希臘羅多彼斑巖型CuAu和熱液脈型PbZn成礦帶(Ⅳ)
塞爾維亞—馬其頓—希臘羅多彼斑巖型CuAu和熱液脈型PbZn成礦帶的金屬成礦作用與鈣堿性巖漿活動(dòng)有關(guān),形成于陸陸碰撞背景下,主要有〖CM(22〗兩種礦床類型:①以斑巖型CuMoAu礦床為主,
以淺成低溫?zé)嵋盒虯u礦床為輔,主要分布在該成礦帶的東南段;②晚始新世—漸新世形成的淺成低溫—中溫?zé)嵋好}型PbZn(AgAu)礦床和碳酸鹽交代礦床,從波斯尼亞(例如Trepca)、塞爾維亞和馬其頓,一直到希臘和保加利亞南部都有分布,包括MadanTermes以及Madjarovo與火山口有關(guān)的脈狀系統(tǒng)。塞爾維亞—馬其頓—希臘羅多彼成礦帶在馬其頓和希臘北部也產(chǎn)有一些斑巖型Cu礦床,如Buchim。該成礦帶的成礦作用被認(rèn)為是與碰撞后的板片斷裂引起的軟流圈上涌有關(guān)[5]。
保加利亞南部與希臘北部的羅多彼地體(Rhodope Massif)上的PbZnAgCuMoAu礦集區(qū)產(chǎn)出與造山后伸展巖漿作用和變質(zhì)核雜巖有關(guān)的熱液型礦床(包括一系列的PbZnAg、CuMo 和AuAg礦床),產(chǎn)在該地體內(nèi)高級(jí)變質(zhì)巖、陸相沉積巖和火成巖內(nèi)[33]。在羅多彼中央穹窿(Central Rhodopean Dome)產(chǎn)出的大型脈狀和碳酸鹽交代的PbZn礦床(即Madan PbZn礦田),在空間上與低角度拆離斷層和局部的酸性巖脈群和/或熔結(jié)凝灰?guī)r關(guān)系密切。羅多彼東部中—高硫型PbZnAgAu 礦床和少量斑巖型CuMo礦化主要呈脈狀產(chǎn)在年齡接近的鉀玄質(zhì)高鉀鈣堿性火山巖中。低硫型的高品位金礦床賤金屬含量低,產(chǎn)在同期伸展盆地(如Ada Tepe)的陸相沉積巖中,顯示與變質(zhì)核雜巖形成之前和形成期間的拆離斷層之間的密切時(shí)空分布關(guān)系[33]。
在古代色雷斯和海倫時(shí)代,保加利亞南部Madan地區(qū)的PbZn礦床就已非常知名。在最近的50年,這些PbZn礦床被大規(guī)模開(kāi)采,有40多個(gè)地下礦山,它們是與錳質(zhì)矽卡巖有關(guān)的最大PbZn礦化集中區(qū)。1941~1995年,在Madan地區(qū)開(kāi)采了超過(guò)95 Mt礦石,Pb品位為254%,Zn為210%[34]?,F(xiàn)在還在開(kāi)采的礦山有Kroushev Dol、Petrovitsa 和Murzyan。Madan PbZn礦田內(nèi)的礦床類型為熱液型PbZnAg 礦床,呈脈狀(寬1~3 m,長(zhǎng)達(dá)7 km)、浸染狀網(wǎng)脈和交代礦體產(chǎn)出。交代作用可以發(fā)生在礦脈外60 m處。礦床位于6個(gè)近平行的走向320°~340°的斷層上[34](圖8)。礦石礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦。蝕變有硅化后的石英絹云母碳酸鹽黃鐵礦和綠泥石碳酸鹽綠簾石、矽卡巖后的菱錳礦含錳方解石。賦礦圍巖為羅多彼中央穹窿中的各類片麻巖、角閃巖、云母片巖和某些大理巖層。白云母40Ar/39Ar 年齡為30.0~306 Ma,顯示成礦發(fā)生在漸新世[34]。
保加利亞?wèn)|南部Ada Tepe Au礦床開(kāi)采歷史可追溯到色雷斯和羅馬時(shí)代,現(xiàn)代勘探始于2000年6月。該礦床有6.15 Mt礦石,Au品位為 4.6×10-6,共計(jì)28 t Au和 13 t Ag [35]。該礦床為以沉積巖為容礦圍巖的低硫型淺成低溫?zé)嵋盒虯u礦床。其主要構(gòu)造為Tokachka拆離斷層。礦脈走向長(zhǎng)600 m,寬300~350 m。礦化呈塊狀和板狀產(chǎn)在拆離斷層之上, 或者在角礫巖礫巖和砂巖里充填產(chǎn)出。礦石礦物主要為銀金礦(Au品位為73%~76%),其次為黃鐵礦,還有少量方鉛礦和AuAg碲化物。主要蝕變礦物為石英、冰長(zhǎng)石、方解石、黃鐵礦、白云石鐵白云石菱鐵礦±絹云母、高嶺石。賦礦圍巖為麥斯特里希特階—古新世沉積巖(Shavarovo 組)。綜合構(gòu)造、年齡和同位素?cái)?shù)據(jù)表明,Ada Tepe Au礦床與變質(zhì)核雜巖有密切的成因聯(lián)系,而不是當(dāng)?shù)氐膸r漿活動(dòng)。冰長(zhǎng)石40Ar/39Ar成礦年齡為(34.99±023)Ma,表明其成礦為始新世晚期[35]。
3成礦作用討論
產(chǎn)在羅多彼中央穹窿的大型脈狀和碳酸鹽交代的PbZn礦床(即Madan PbZn礦田)成礦作用基本上是與伸展后的穹窿隆起和巖漿活動(dòng)時(shí)間相同。而羅多彼東部中—高硫型PbZnAgAu 礦床和少量斑巖型CuMo礦化以及低硫型的高品位金礦床的形成要早于當(dāng)?shù)刂饕獛r漿活動(dòng)時(shí)間,并可能有來(lái)自深部地幔的巖漿流體參與[33]。古近紀(jì)巖漿巖地球化學(xué)特征的變化與有關(guān)礦化密切相關(guān),即從羅多彼中部的酸性巖類到保加利亞強(qiáng)烈分異的鉀玄質(zhì)巖石,再到羅多彼東部的鈣堿性和高鉀鈣堿性巖石,相對(duì)富集Cu和Au,而不太富集Pb和Zn。這種趨勢(shì)也與從西到東巖漿巖中的放射性Pb、Sr同位素組成逐漸降低相吻合,反映了幔源巖漿中的殼源混染越來(lái)越小。從羅多彼中部的PbZnAg礦床到羅多彼東部賦存在巖漿巖中的多金屬金礦床,熱液系統(tǒng)中的HO同位素組成顯示流體中的巖漿組分也同時(shí)增加[33]。
在喀爾巴阡山脈西部的斯洛伐克礦區(qū),新近紀(jì)火山作用及有關(guān)的礦化位于左行的NE向扭張帶,也是擠出的Alcapa塊體的一部分;在喀爾巴阡山脈東部的Baia Mare礦區(qū),礦化在空間上受扭張的Dragos Voda主斷裂及其次級(jí)構(gòu)造控制;阿普塞尼山脈南部的黃金四邊形CuAu 礦區(qū)反映了一個(gè)靠近地塹終端的異常旋轉(zhuǎn)的扭張/伸展構(gòu)造背景,流體運(yùn)移可能受地塹內(nèi)的斷層控制。在這3個(gè)地區(qū),從巖體中釋放出來(lái)的巖漿流體與大氣降水混合是成礦的關(guān)鍵,在成礦時(shí)需要扭張或伸展的局部機(jī)制,而一開(kāi)始很可能是擠壓機(jī)制。這3個(gè)成礦系統(tǒng)顯示礦化可能是受有利的巖石圈地幔條件和部分獨(dú)立演化的上地殼變形條件的疊加控制。在11~13 Ma期間,整個(gè)喀爾巴阡山脈都發(fā)生了大規(guī)模的成礦作用,并疊加在構(gòu)造上有利的、伴有火山熱液活動(dòng)的地區(qū)。
上西里西亞地區(qū)MVT型礦床的成礦流體來(lái)自于海水蒸發(fā)期間形成的鹵水,并在向下運(yùn)移過(guò)程中與硅質(zhì)碎屑基底巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在早白堊世,這些成礦流體被排出,形成MVT型PbZn礦床[6]。成礦流體具有典型的低溫(100 ℃~150 ℃)和高鹽度(>23.3%,以NaCl計(jì)算)特征[36]。
4找礦潛力分析
從中東歐地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境及已發(fā)現(xiàn)的成礦類型來(lái)看,該區(qū)雖已發(fā)現(xiàn)了許多金屬礦床,但仍然具有良好的找礦前景。主要原因有:①有利的成礦條件,該區(qū)位于阿爾卑斯造山帶,屬于一個(gè)有利的成礦地帶,是尋找斑巖型礦床及與其伴生的其他類型礦化(如矽卡巖型、淺成低溫?zé)嵋盒秃蜔嵋好}型)的有利地區(qū),即使波蘭南部也可尋找與伸展盆地有關(guān)的PbZnCu礦床;②以前工作程度相對(duì)較低,為找礦突破帶來(lái)了機(jī)遇。中東歐地區(qū)是一個(gè)地緣政治概念,該區(qū)內(nèi)的國(guó)家經(jīng)歷了冷戰(zhàn)后20年的轉(zhuǎn)型,盡管部分國(guó)家已加入歐盟,但仍然處在大國(guó)陰影之下,左右為難。雖然這些國(guó)家已經(jīng)完成了從斯大林模式計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向資本主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變,但是經(jīng)濟(jì)一直不見(jiàn)起色,已經(jīng)成為歐盟甩不掉的“包袱”。無(wú)論在礦業(yè)制度的完善和勘探的開(kāi)發(fā)程度上,這些國(guó)家均與西方發(fā)達(dá)的礦業(yè)國(guó)家差距甚大。近些年來(lái),中東歐地區(qū)的找礦勘查工作并沒(méi)有大規(guī)模地開(kāi)展,找礦進(jìn)展不大,這都與該地區(qū)所處的政治、經(jīng)濟(jì)和地理位置有關(guān),而本區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)礦業(yè)的開(kāi)發(fā),因此,這也為本區(qū)未來(lái)實(shí)現(xiàn)找礦突破提供了條件。
5結(jié)語(yǔ)
(1)中東歐地區(qū)可劃分出4個(gè)成礦帶,其中3個(gè)位于南部阿爾卑斯造山帶(礦床類型主要為斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒停?,還有一個(gè)位于北部海西造山帶(主要礦床類型為MVT型PbZn礦床和含銅頁(yè)巖型Cu礦床)。
(2)中東歐地區(qū)的金屬礦床主要產(chǎn)于其南部阿爾卑斯造山帶。該區(qū)具有尋找大型斑巖型銅礦床及相關(guān)伴生礦產(chǎn)的較大潛力。
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收稿日期:20161212
基金項(xiàng)目:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(121201103000150006,1212011120325)
作者簡(jiǎn)介:江思宏(1968),男,安徽肥西人,研究員,博士研究生導(dǎo)師,理學(xué)博士,Email:jiangsihong1@163.com。
文章編號(hào):16726561(2017)01000115