秦嶺造山帶東段的構(gòu)造發(fā)展演化及金、銀、銅的成礦關(guān)系

2018-03-15 02:04:02戴帥軍薛亞飛

中國錳業(yè) 2018年1期

戴帥軍，薛亞飛

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊(duì)，河南鄭州 450016)

秦嶺造山帶橫貫我國中部，是世界著名的大陸造山帶之一。由于他獨(dú)特的地質(zhì)特征和豐富的礦產(chǎn)資源，歷來受到中外地質(zhì)學(xué)界的重視，眾多的地質(zhì)學(xué)家在秦嶺帶進(jìn)行了大量的地質(zhì)研究工作，取得了許多顯著的成果。大地構(gòu)造學(xué)理論在近二、三十年有很大的發(fā)展，尤其是板塊構(gòu)造學(xué)的興起和發(fā)展，使秦嶺造山帶的研究進(jìn)入了新的階段。

1 秦嶺造山帶構(gòu)造發(fā)展演化

秦嶺造山帶是一個復(fù)雜的綜合地質(zhì)體系，他在不同地質(zhì)發(fā)展階段以不同的構(gòu)造體制演化，形成不同的構(gòu)造格局。幾條呈NWW向橫貫全區(qū)不同深度層次下形成的不同性質(zhì)的主干長壽斷裂成為不同構(gòu)造單元邊界(圖1)[1]。

秦嶺造山帶是典型的復(fù)合型大陸造山帶，他具有長期發(fā)展的演化史，在不同的地質(zhì)發(fā)展階段以不同的構(gòu)造體制演化，具有獨(dú)特而復(fù)雜的巖石圈組成與構(gòu)造。根據(jù)各個演化時期的特點(diǎn)，分為四個大的構(gòu)造發(fā)展演化階段[2-3]。

1)晚太古宙統(tǒng)一陸殼形成階段

秦嶺造山帶內(nèi)部及其與南北兩側(cè)相鄰的揚(yáng)子地塊和華北地塊的古結(jié)晶基底，原可能是晚太古宙的統(tǒng)一克拉通地塊，現(xiàn)分布于這些地區(qū)的太華群、登封群、涑水群、大別群、崆嶺群以及秦嶺群中所包裹的部分晚太古宙巖塊，都是一套經(jīng)多期變形變質(zhì)的復(fù)雜結(jié)晶巖系，變質(zhì)程度普遍達(dá)角閃巖相，局部達(dá)麻粒巖相。分布于揚(yáng)子地塊中部的川中基底的磁場特征與其周邊磁場特征明顯不同，且具有華北基底太古宙磁場相似的特征。

1 華北地塊；2 秦嶺造山帶；3 華北地塊南緣滑脫—逆沖推覆構(gòu)造帶；4 北秦嶺疊瓦狀逆沖推覆構(gòu)造帶；5 寬坪裂谷推覆疊置構(gòu)造巖片；6 二郎坪弧后盆地蛇綠巖推覆體；7 秦嶺殘留鏈狀島弧雜巖逆沖巖片；8 商丹碰撞混雜巖結(jié)合帶；9 南秦嶺—桐柏多層次拆離滑脫逆沖推重構(gòu)造帶；10 劉嶺—信陽逆沖巖楔；11 桐柏背馱式基底推覆巖席；12 隋應(yīng)基底隆升—推覆構(gòu)造巖片；13 淅川逆沖疊置構(gòu)造巖片；14 武當(dāng)基底推覆變形—變質(zhì)地塊；15 金、銀礦床(點(diǎn))；16 銅礦床(點(diǎn))

圖1 秦嶺造山帶構(gòu)造單元及金、銀、銅礦床(點(diǎn))分布

2)元古宙古秦嶺裂谷系形成階段

元古宙秦嶺造山帶處于古老陸塊的擴(kuò)張裂解過程，早元古宙是在晚太古宙統(tǒng)一陸殼地塊上，以初始裂谷形式發(fā)生，經(jīng)中晚元古宙的逐漸演化，形成復(fù)雜組合的裂谷系，接受多種類型的火山巖系和陸源碎屑巖，碳酸鹽巖沉積。元古宙秦嶺帶所分布的南、中、北三個火山巖帶代表了古秦嶺裂谷系的南、中、北三個裂谷帶。

北帶：位于小秦嶺—確山一帶，并伸入華北地塊。早元古代初期是一條狹長的拉張環(huán)境下形成的具雙模式特征的鎂鐵質(zhì)—長英質(zhì)噴發(fā)的變質(zhì)火山沉積巖系的絳縣群和安溝群為代表的線性裂谷型火山槽地；中晚元古宙時再次擴(kuò)張，又發(fā)育邊緣裂陷槽構(gòu)造環(huán)境的具雙模式特征的熊耳群、西洋河群火山沉積巖系和汝陽群、洛峪群、陸源碎屑巖及碳酸鹽巖夾少量火山巖的華北地塊蓋層沉積。

中帶：即寬坪群裂谷帶，他是元古宙古秦嶺裂谷系的主要組成部分，發(fā)育了以基性巖為主要寬坪群火山—沉積巖系。

南帶：是在古老基底上形成的由西鄉(xiāng)群、鄖西群、武當(dāng)群、紅安群和蘇家河群下部為酸性上部為基性的火山—沉積巖系組成的裂谷型火山槽地。

秦嶺造山帶南、中、北裂谷帶的火山巖系分布嚴(yán)格受斷裂控制，成線性帶狀分布，火山巖都具有雙模式火山巖套特征，并含有大量陸源碎屑巖。元古宙古秦嶺裂谷系從初始裂谷發(fā)展到中晚期的復(fù)雜裂谷系經(jīng)歷了多次的裂解、閉合，出現(xiàn)了多個有限的小洋盆，發(fā)育了非典型蛇綠巖系。元古宙晚期的晉寧運(yùn)動使大部分裂解的地塊又封閉，形成前寒武紀(jì)基底，到后期又繼續(xù)擴(kuò)張，分裂。到早古生代轉(zhuǎn)化為華北和揚(yáng)子兩板塊的構(gòu)造演化階段。

3)古生代現(xiàn)代體制板塊構(gòu)造階段

晉寧運(yùn)動所形成的前寒武紀(jì)基底又沿未完全封閉的商丹帶繼續(xù)擴(kuò)張，漂移拉開，轉(zhuǎn)化為華北板塊和揚(yáng)子板塊，進(jìn)入現(xiàn)代體制板塊構(gòu)造階段。早期出現(xiàn)了有限的秦嶺洋，加里東期北秦嶺帶發(fā)展為華北板塊南緣的古活動大陸邊緣，形成溝、弧、盆系。

南秦嶺為揚(yáng)子板塊北緣被動大陸邊緣，他在統(tǒng)一的揚(yáng)子基底和穩(wěn)定相的晚元古蓋層的基礎(chǔ)上發(fā)育起來。早古生代古被動大陸邊緣呈臺、盆相間的古地理格局，上古生界到中三疊統(tǒng)則自南向北為陸棚—陸坡—陸隆沉積體系。晚古生代，商丹洋盆縮小，中石炭世兩板塊開始接近，二疊紀(jì)到中三疊世是秦嶺造山帶的主導(dǎo)碰撞造山期，兩板塊自東向西逐漸碰撞造山，以內(nèi)硅鋁造山作用結(jié)束現(xiàn)代體制板塊運(yùn)動，形成強(qiáng)大的秦嶺碰撞造山帶，而開始轉(zhuǎn)入陸內(nèi)構(gòu)造演化階段。

4)中新生代陸內(nèi)造山演化階段

古生代末揚(yáng)子—華北兩板塊發(fā)生陸—陸碰撞的造山作用所形成的秦嶺碰撞型造山帶到中新生代轉(zhuǎn)入了陸內(nèi)造山發(fā)展階段。在板塊俯沖碰撞造山所奠定的基本構(gòu)造格局下，產(chǎn)生了以地殼大規(guī)模收縮為特征的塊斷、平移、逆沖推復(fù)構(gòu)造為主要運(yùn)動形式的陸內(nèi)變形，并伴隨以酸性為主的巖漿活動及成礦作用。

燕山期：南秦嶺形成多層次以薄皮構(gòu)造為主的逆沖推復(fù)系統(tǒng)，北秦嶺是形成深層次的具厚皮構(gòu)造特征的巨大疊瓦狀逆沖推復(fù)系和中淺層次的反向逆沖推復(fù)構(gòu)造。由于這些推復(fù)構(gòu)造，使秦嶺帶中的太華群，寬坪群、秦嶺群及南秦嶺構(gòu)造帶等一些重要地質(zhì)體或構(gòu)造帶呈推復(fù)體，沒有保持原有的時空關(guān)系，而是按逆推復(fù)的運(yùn)動規(guī)律形成現(xiàn)今復(fù)雜的時空分布狀態(tài)。

秦嶺造山帶長期處于大陸巖石圈動力學(xué)背景下擴(kuò)張分裂和分異演變。晚元古代末至中生代初曾出現(xiàn)的古秦嶺洋是特殊的洋陸兼并，多島的有限洋盆，他沒有真正發(fā)育成大洋，因此，北秦嶺所發(fā)育的二帶島弧型和邊緣海型蛇綠巖也不具真正洋中脊蛇綠巖特征，不是真正洋殼的殘片。在晚加里東期揚(yáng)子板塊已開始向華北板塊俯沖，從二疊紀(jì)到中三疊世商丹帶由東向西的斜向穿時俯沖碰撞造山和多種形式的陸內(nèi)造山作用的結(jié)果，造成殼幔，殼內(nèi)巖石圈巖塊，巖片的多重堆疊而奠定了秦嶺現(xiàn)今的基本構(gòu)造格局，最后以中新生代的陸內(nèi)造山變形，受斷塊和走滑改造的逆沖推復(fù)構(gòu)造系決定了秦嶺造山帶的現(xiàn)今構(gòu)造格局。

2 金銀銅礦床產(chǎn)出的基本規(guī)律及找礦方向

2.1 礦床分布規(guī)律

秦嶺造山帶的各類金、銀、銅礦床(點(diǎn))的時空分布嚴(yán)格受其構(gòu)造發(fā)展，演化和構(gòu)造格局的控制。帶內(nèi)已知的百余個金、銀、銅礦床(點(diǎn))的絕大部分都分布在與華北地塊毗鄰的兩個二級構(gòu)造單元內(nèi)。形成NWW向展布的兩條重要金、銀、銅成礦帶[4]。

分布于華北地臺南緣構(gòu)造帶的北帶為小秦嶺—確山金、銀成礦南北帶。金、銀礦床主要賦存于小秦嶺高度隆起的太古宙高級變質(zhì)地塊基底中，與呈巖基狀出露的燕山期花崗巖相伴，屬巖漿熱液成礦系列的石英脈型和構(gòu)造蝕變巖型金—銀礦床。分布于北秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)的南礦帶變質(zhì)熱液型金、銀礦床和海相火山熱液型銅—鋅礦床都產(chǎn)于古生代弧后盆地的二郎坪群變質(zhì)火山—沉積巖內(nèi)。斑巖—爆破角礫巖型金銀—銅礦床主要分布在一些弧立的巖片巖塊邊緣[3]。

2.2 構(gòu)造演化與成礦

太古宙成礦期：代表這一時期的結(jié)晶基底巖系都遭受了強(qiáng)烈的變形變質(zhì)，金、銀、銅等成礦元素一般不易富集成礦。目前在秦嶺造山帶東段尚未發(fā)現(xiàn)一進(jìn)期所形成的金、銀、銅礦床。分布于小秦嶺，熊耳山區(qū)的太華群片麻巖系受區(qū)域變質(zhì)作用，促使了金、銀等成礦元素的第一次富集，形成初始礦源層。僅為后期的成礦作用提供了一定的物質(zhì)準(zhǔn)備，但在舞陽地區(qū)的太華群鐵山廟組含鐵硅質(zhì)建造中尚有可能發(fā)現(xiàn)這一成礦期所形成的變質(zhì)熱液型金礦床，值得今后重視。

元古宙成礦期：秦嶺造山帶在元古宙廣泛處于大陸裂谷系的發(fā)展階段。由于裂谷帶的特殊構(gòu)造環(huán)境，裂谷構(gòu)造對成礦十分有利。裂谷帶的早期階段，大量的地幔上涌，尤其是在地幔隆起的頂部，巖石圈變薄，巖漿極易上涌，攜帶成礦元素遷移，在有利部位成礦[5]。而且裂谷帶發(fā)育超殼斷裂，古裂谷又是地殼長期活動帶，受后期多次巖漿、火山、變質(zhì)與構(gòu)造作用的疊加改造，易形成大型多因復(fù)成礦床。前寒武紀(jì)裂谷型火山噴氣沉積銅多金屬礦床是當(dāng)今世界銅礦最有希望的類型之一，裂谷期所形成的礦床主要分布在地壘區(qū)和地壘邊緣的斷裂帶，地表也有較好的金、銅礦化，但以往地質(zhì)找礦工作程度較差，今后應(yīng)加強(qiáng)對該區(qū)的綜合分析、進(jìn)行綜合找礦，打開金、銀、銅的找礦局面，秦嶺群和寬坪今后可能是秦嶺造山帶金、銀、銅多金屬礦產(chǎn)資源潛力最大的找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

加里東成礦期：這是秦嶺造山帶金、銀、銅的主要成礦期。這一成礦期秦嶺造山帶處于板塊構(gòu)造演化階段，成礦作用受板塊活動的影響在北秦嶺的弧后盆地蛇綠巖系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了破山、銀洞坡變質(zhì)熱液型金、銀礦床和劉山巖塊狀硫化物型銅、鋅礦床的兩個重要含礦帶，是今后地質(zhì)勘查主攻方向。南秦嶺被動大陸邊緣沉積的中上泥盆統(tǒng)是鉛、鋅、金的重要含礦層。但在河南的劉嶺群和信陽群鉛、鋅找礦效果不佳，今后應(yīng)在有金化探異常分布的含碳粉屑巖和碳酸鹽巖、尤其是有鈉質(zhì)巖的地段注意尋找八卦廟式的大型低品位金礦床[6]。

燕山成礦期：這是秦嶺帶金的主要成礦期。這一時期由于秦嶺造山帶發(fā)生了大規(guī)模的逆沖推復(fù)構(gòu)造并伴隨強(qiáng)烈的重熔型酸性巖漿侵入活動，形成了與中新生代推復(fù)構(gòu)造和燕山晚期花崗巖漿活動有關(guān)的小秦嶺—確山金、銀、銅多金屬礦化帶。在小秦嶺—確山礦化帶西段的小秦嶺—熊耳山巖漿熱液成礦系列的金—銀多金屬礦化集中發(fā)育于推復(fù)構(gòu)造的內(nèi)帶太華群變質(zhì)巖系內(nèi)，這些石英脈型和構(gòu)造蝕變巖型金礦床是屬受推復(fù)體的層滑斷面控制的礦床(東西走向的礦脈)和內(nèi)帶中受斷裂帶控制的脈狀礦床。今后應(yīng)注意尋找主滑面上盤底部和層間滑動面內(nèi)的層狀、似層狀大礦床。位于小秦嶺—確山礦化帶東段的魯山—舞陽推復(fù)構(gòu)造和確山推復(fù)構(gòu)造與小秦嶺—熊耳山成礦條件相似，地表也有較好的金、銀、銅礦化，應(yīng)重視這兩個推復(fù)構(gòu)造內(nèi)帶的太華群變質(zhì)巖系中金、銀、銅的找礦工作。

3 結(jié) 語

秦嶺造山帶成礦演化與構(gòu)造演化的內(nèi)在關(guān)系，劃分秦嶺造山帶構(gòu)造—成礦作用過程為陸塊或板塊的開裂、碰撞拼合、陸內(nèi)滑脫—推覆—拉分—斷陷和相對穩(wěn)定環(huán)境四個類型，每一種過程都經(jīng)歷過不止一次。且為我國一個重要的構(gòu)造—成礦帶，蘊(yùn)藏有極其豐富的礦產(chǎn)資源，是研究區(qū)域礦床成礦系列的理想地區(qū)。

[1] 胡受奚, 林潛龍. 華北與華南古板塊拼合帶地質(zhì)和成礦[M]. 南京: 南京大學(xué)出版社, 1998.

[2] 許志琴, 盧一倫, 湯耀慶, 等. 東秦嶺復(fù)合山鏈的形成[M]. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 1988.

[3] 任紀(jì)舜, 陳廷愚, 牛寶貴, 等. 中國東部及鄰區(qū)大陸巖石圈的構(gòu)造演化與成礦[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1990.

[4] 楊志華, 郭俊鋒, 蘇生瑞, 等. 秦嶺造山帶基礎(chǔ)地質(zhì)研究新進(jìn)展[J]. 中國地質(zhì), 2002(3): 246-256.

[5] 楊志華, 鄧亞婷. 秦嶺造山帶組成結(jié)構(gòu)與演化的新認(rèn)識[J]. 陜西地質(zhì), 1999(2): 16-32.