豫西礦集區(qū)幔枝構(gòu)造約束下的小巖體成大礦

張燈堂，牛樹銀，孫愛群，何 進(jìn)，趙 瑞，姚淑玲，劉宗彥，崔燮祥

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 洛陽 471023；2.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院資源學(xué)院，石家莊 050031)

豫西礦集區(qū)幔枝構(gòu)造約束下的小巖體成大礦

張燈堂1，牛樹銀2，孫愛群2，何 進(jìn)1，趙 瑞1，姚淑玲1，劉宗彥1，崔燮祥1

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 洛陽 471023；2.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院資源學(xué)院，石家莊 050031)

文章通過分析豫西地區(qū)的大量地質(zhì)礦產(chǎn)資料后發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)存在“小巖體成大礦”的規(guī)律。認(rèn)為豫西地區(qū)自燕山期以來，隨著地幔熱柱的演化，區(qū)內(nèi)地殼運(yùn)動轉(zhuǎn)為伸展活動，地殼減薄、地幔不均衡上隆和中酸性巖漿脈動式上侵；中酸性巖漿脈動式上侵過程打通了深部成礦物質(zhì)上升的通道，使得含礦流體能夠到達(dá)地殼上部，并在幔枝構(gòu)造外圍主次級拆離帶、巖體內(nèi)外接觸帶、構(gòu)造裂隙等適宜部位集聚成礦。

幔枝構(gòu)造；成礦作用；控礦構(gòu)造；小巖體成大礦；豫西地區(qū)

0 引言

豫西礦集區(qū)是指欒川斷裂以北，潼關(guān)—三門峽—魯山斷裂以南的廣大區(qū)域。以礦床繁多、分布密集、規(guī)模較大、伴生元素較多、礦石礦物復(fù)雜、多可綜合利用為特征。

地質(zhì)找礦實(shí)踐表明，熱液型貴金屬或多金屬礦床往往環(huán)繞燕山期小巖體產(chǎn)出，即小巖體往往控制著一系列大中型礦床的產(chǎn)出。因此, 搞清小巖體與大礦的成因聯(lián)系、小巖體群的空間展布，對區(qū)域找礦工作具有重要的實(shí)踐意義。本文試圖循此思路作初步探討。

1 小巖體成大礦與礦床展布

1.1 礦床產(chǎn)出與分布

豫西主要類型礦床對地層并無選擇性，或者說金銀多金屬成礦的形成不受地層控制，疊加改造型(構(gòu)造蝕變巖型)金礦主要分布于基底巖區(qū)，而斑巖型礦床則主要展布于蓋層巖區(qū)(表1)。

礦床的空間分布具有明顯的叢聚性，其主要表現(xiàn)為豫西地區(qū)兩大類礦田：一類為斷裂構(gòu)造控制的礦田，如幔枝構(gòu)造控制的小秦嶺金礦田，熊耳山金、銀、鉛、鉬礦田，崤山金礦田等；另一類系由侵入巖控制的多金屬礦田，如金堆城鉬礦田、南泥湖鉬礦田、東溝鉬礦田，以及盧氏—靈寶多金屬礦田等(圖1)。

1.2 成礦元素和礦石礦物

由于豫西地區(qū)構(gòu)造活動的長期性、多期性和構(gòu)造形式的多樣性，導(dǎo)致該區(qū)的礦石礦物相當(dāng)復(fù)雜，成礦元素也相當(dāng)多樣，很多礦床的成礦元素可以達(dá)到綜合利用的要求(表2)。疊加改造型礦床是指經(jīng)過多期成礦作用的疊加或改造而形成的礦床，其礦床以復(fù)雜的礦物組成、較富的礦石品位為特點(diǎn)。以上宮金礦為例，其主要成礦元素及伴生元素為Au、Ag、Pb、Te。斑巖型礦床(銀家溝)成礦元素及伴生元素為S、Mo、Fe、Pb、Au。火山熱液礦床(祁雨溝)的主要成礦元素及伴生元素為Au、Cu、Pb、Bi。淺成熱液型礦床(蒿坪溝)的主要成礦元素及伴生元素為Ag、Pb、Zn、Au。

礦床的復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在成礦元素與伴生共生元素上，還體現(xiàn)在礦物的共生組合上。但是，各類型礦床的礦石礦物復(fù)雜，且又具有一定的相近性。元古宙—印支期脈型鉬礦礦石組成礦物相對簡單；燕山期各成礦系統(tǒng)礦石礦物一般較為復(fù)雜(見表2)，如上宮金礦礦石礦物多達(dá)78種，北嶺金礦58種，楊寨峪金礦50種以上，祁雨溝金礦38種，銀家溝多金屬硫鐵礦50種以上。另外，多期成礦與單一的燕山期成礦相比，前者的礦石礦物要復(fù)雜得多。脈型鉬礦的礦石礦物一般較為簡單，只有20種左右，成礦元素也只有鉬。

此外，疊加改造型金礦多伴生碲而基本無硒；斑巖型鉬礦多伴生鎢、硫，有時形成多金屬礦床(如銀家溝、八寶山、后瑤峪等)伴生鉛、鋅、銅、金、銀或鐵等。

1.3 成礦作用與巖漿活動

印支期大規(guī)模造山階段區(qū)域應(yīng)力以強(qiáng)烈擠壓為主，到了燕山期的地殼運(yùn)動則進(jìn)入了以伸展構(gòu)造為主的階段，地殼大幅度減薄，出現(xiàn)了“巖漿大爆發(fā)”。在毗鄰潼關(guān)—三門峽—魯山斷裂的基底區(qū)，產(chǎn)生了一系列較大的巖體或巖基，如文峪、娘娘山、花山等巖體；而蓋層區(qū)，巖漿活動則以巖株為主。在基底與蓋層之間的過渡地帶，往往出現(xiàn)爆破角礫巖體。

表1 大中型礦床與主要賦存地層

圖1 豫西礦集區(qū)特大—大型礦床和礦田分布圖Fig.1 Map showing distribution of Super large and large ore deposits and ore fieldsin the ore deposit-clustered areas in West Henan province1.第四系；2.新近系—白堊系；3.上元古界陶灣群；4.上元古界欒川群；5.上元古界官道口群; 6.中元古界熊耳群; 7.太華群;8.花崗巖; 9.元古宙花崗巖；10.斷裂; 11.板塊縫合線斷裂; 12.推斷斷裂；13.地質(zhì)界線； 14.特大型金礦床；15.大型金礦床；16.中型金礦床；17.小型金礦床；18.鉛鋅礦(特大/大型)；19.特大型鉬礦；20.大型鉬礦床；21.中小型鉬礦；22.大型金金屬礦床；23.中小型多金屬礦

礦床類型構(gòu)造背景成礦元素主要礦物組合蝕變類型成礦期斑巖型蓋層區(qū)，個別為基底Mo、W、Pb、Au、Zn、Cu、Fe、Ag黃鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦、斑銅礦、黃銅礦、輝銅礦、方鉛礦、輝鉬礦、白鐵礦、自然銅、藍(lán)輝銅礦、硫碲鉍銅礦、黝銅礦、墨銅礦、錫黝銅礦、銀黝銅礦、針鐵礦、石英、玉髓、蛇蚊石、橄欖石、綠泥石、鉀長石、絹云母、高嶺石、白云石、鐵白云石、方解石、透閃石、角閃石、綠簾石、黑云母、金云母、陽起石、重晶石、粒硅鎂石、榍石、鋯石、磷灰石、金紅石夕卡巖化、黃鐵絹英巖化、硅化、磁鐵礦化、鉀化、鈉長石化燕山期脈型蓋層區(qū)，基底區(qū)Mo黃鐵礦、輝鉬礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、燒綠石、鈾燒綠石、鉛礬、褐鐵礦、石英、鉀長石、方解石、重晶石、磷灰石、金紅石、螢石、鋯石、獨(dú)居石、綠泥石、綠簾石、絹云母硅化、鉀化、青盤巖化元古宙印支期爆發(fā)角礫巖型蓋層，基底，花崗巖Mo、Au黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、自然金、閃鋅礦、輝銅礦、輝鉍鉛礦、磁鐵礦、輝鉛鉍礦、銀金礦、楚碲鉍礦、斜方輝鉛鉍礦、針硫鉍鉛礦、碲銀礦、斜方藍(lán)輝銅礦、硫鉍碲銀礦、碲鉍礦、藍(lán)輝銅礦、磁黃鐵礦、金銀礦、硫鉍銅礦、硫鉍銀礦、硫碲鉍礦、深紅銀礦、硫鉍鉛礦、石英、正長石、綠簾石、綠泥石、方解石、絹云母、鈉長石、磷灰石、黝簾石、黑云母、濁沸石、陽起石、綠鈣(鈉)閃石、螢石、重晶石、鋯石、電氣石、榍石、伊利石、金紅石、透輝石、粒硅鎂石、透閃石、滑石、鉀長石、斜長石鉀長石化、硅化、綠簾石化、黃鐵絹英巖化燕山期疊加改造型蓋層，基底Au、Ag、Pb、Zn、Te黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、赤鐵礦、黑鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、閃鋅礦、輝銅礦、黝銅礦、輝銀礦、斑銅礦、磁黃鐵礦、自然銅、含鋅錫、自然鋅、自然鉛、自然銀、自然金、銀金礦、自然錫、自然碲、碲金礦、碲銀礦、碲金銀礦、碲鉛礦、碲鎳礦、碲鎳鈷礦、碲汞礦、輝銻鉍礦、針碲金礦、針碲金銀礦、碲鉍礦、輝鉛鉍礦、菱鐵礦、石英、方解石、黑云母、綠簾石、褐簾石、磷灰石、磁鐵礦、赤鐵礦、磁黃鐵礦、菱鐵礦、螢石、絹云母、鐵白云石、綠泥石、螢石、重晶石、白云石硅化、黃鐵礦化、鉀長石化、鈉長石化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化元古宙印支期燕山期淺成熱液型基底Ag、Au、Pb、Zn方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、含銀黝銅礦、硫銻銅銀礦、自然銀、黝銅礦、菱鐵礦、磁鐵礦、斑銅礦、石英、絹云母、白云石、方解石、角閃石、綠泥石、黑云母、斜長石、鉀長石燕山期

大規(guī)模巖漿活動也導(dǎo)致了大規(guī)模的成礦作用。在基底區(qū)，燕山期巖體周圍2～8 km范圍內(nèi)多形成熱液型脈狀金礦；蓋層區(qū)巖株外圍則多形成斑巖型或夕卡巖型鉬鎢多金屬礦床。例如，小秦嶺地區(qū)的文峪花崗巖體的外圍形成了一系列大中型金礦床(圖2)，而斑巖型礦床的時空分布則與區(qū)域上分布的斑巖體密切相關(guān)。同時，蓋層區(qū)巖株的形成受斷裂構(gòu)造約束明顯，特別是斷裂構(gòu)造交匯部位多有巖株出現(xiàn)，在盧氏—靈寶地區(qū)最明顯(圖3)。

地質(zhì)力學(xué)研究成果顯示，近EW向緯向構(gòu)造與NNE向新華夏系構(gòu)造交匯部位控制一系列巖株的侵位，這些巖株往往就是控礦巖體；基底構(gòu)造區(qū)的金礦，主要賦存于不同方向斷裂交匯的構(gòu)造擴(kuò)容帶中(構(gòu)造蝕變巖型金礦或石英脈型金礦)。

1.4 小巖體成大礦

湯中立[2-3]曾討論過鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)小巖體和中酸性小巖體成大礦的機(jī)制與類型，提出了“小巖體成大礦”的論斷，引起了地學(xué)界的廣泛關(guān)注。豫西礦集區(qū)具有明顯的“小巖體成大礦”的特征。對豫西礦集區(qū)內(nèi)已知的金、鉬、多金屬礦床的統(tǒng)計表明，在70個不同規(guī)模的礦床中，特大型礦床有11個、大型礦床有15個，而這其中有7個特大型礦床和3個大型礦床與小巖體之間有明顯的成因聯(lián)系(表 3)。

2 “小巖體成大礦”的矛盾與解疑

應(yīng)該說，豫西礦集區(qū)內(nèi)的大型、特大型礦床的比例是很高的，值得注意的是超大型礦床成礦機(jī)制、礦床類型和成礦物質(zhì)均與區(qū)域上其它礦床無明顯區(qū)別，屬于涂光熾[4]劃分的常規(guī)超大型礦床；這些礦床多形成斑巖型鉬礦、火山熱液型鉬金礦、疊加改造型金礦、銀鉛礦和多金屬礦床。 “小巖體成大礦”規(guī)律的總結(jié)與提出具有重要理論和現(xiàn)實(shí)意義，是自然界客觀存在和真實(shí)表現(xiàn)。那么，為什么小巖體會形成大礦呢？表3列出的成礦斑巖體的出露面積多數(shù)為0.0n km2，最大出露巖體面積也不過0.80 km2，都存在著巖體體積小與礦床規(guī)模大之間的矛盾。

2.1 “小巖體成大礦”實(shí)例分析

豫西地區(qū)“小巖體成大礦”的實(shí)例很多，羅照華等[5]以東溝鉬礦為例，揭示了“小巖體成大礦”的問題。東溝斑巖體出露面積不足0.01 km2，鉆孔揭示的深部可能分布面積不超過1.35 km2。按照巖體延深6 km，其體積<8.1 km3；如果取成礦流體中MoO3溶解度取最大值29×10-6，含鉬流體的密度取1.3 g/cm3，則形成東溝65萬噸的超大型鉬礦需要流體體積約為27 km3，是東溝現(xiàn)存8.1 km3斑巖體估算體積的3.34倍。如此巨量的流體顯然不是溶解或包含在熔漿中的流體，也許不是流體來源，而僅僅是一個成礦流體的遷移通道[5]。

圖2 小秦嶺金礦帶及礦床分布圖(據(jù)文獻(xiàn)[1]，有修改)Fig.2 Map showing distribution of Xiaoqinling gold ore belt and the deposits1.花崗巖；2.斷層；3.金異常外帶；4.金異常中帶；5.金異常內(nèi)帶；6.金礦點(diǎn)(石英脈型)

圖3 盧氏—靈寶地區(qū)中酸性巖體和礦床分布圖 Fig.3 Map showing distribution of intermediate-acid intrusions andore deposits in Lushi—Lingbao area1.第四系；2.新近系—白堊系；3.寒武系；4.陶灣群變質(zhì)礫巖.片巖.碳酸鹽巖系；5.欒川群碎屑巖碳酸鹽巖建造；6.官道口群硅鎂質(zhì)碳酸鹽巖沉積巖系；7.熊耳群火山巖系；8.太古宇中基性火山沉積巖系；9.白云巖大理巖；10.大理巖；11.花崗巖；12.元古宙花崗巖；13.地質(zhì)界線；14.斷裂；15.鉬礦床；16.主要金礦床；17.多金屬礦床；18.鉬金礦床；19.鉛金礦床

表3 豫西地區(qū)與小巖體有關(guān)的大礦床

2.2 深部流體成礦

成礦作用，即成礦物質(zhì)從含礦流體中析出并較快結(jié)晶成礦[6]。有關(guān)成礦作用的研究資料表明，幾乎所有的上地幔環(huán)境下形成的礦物中均找到了流體包裹體[7]，暗示地球深部有大量流體存在，其成分可能主要是H2O、CO2、CH4及H2、N2等，杜樂天[8]稱其為幔汁。

毛景文[9]以中國東部中生代成礦作用為例(包括本區(qū))，全面闡述了地幔流體及其成礦過程，認(rèn)為小秦嶺—熊耳山地區(qū)在中生代晚期是以伸展體制為主的陸內(nèi)演化階段，它主要受控于“深部過程”，由拆沉作用導(dǎo)致軟流圈熱物質(zhì)上涌和地幔楔部分熔融，深切上地幔的深大斷裂帶將巖石圈中的地幔薄弱帶連成樹枝狀網(wǎng)絡(luò)，為新生流體上升提供了通道，打破了巖石圈原有的“平衡”，并有大規(guī)模流體滲入，通過殼-幔相互作用，發(fā)生大規(guī)模的物質(zhì)和能量交換。由于深部地幔軟片楔入導(dǎo)致的深熔、剪切作用導(dǎo)致溫度升高，加之流體參與的降溫作用，就會使幔-殼物質(zhì)混溶，同時重熔太華群為主體的殼源物質(zhì)，形成大規(guī)模熔融花崗巖并引發(fā)大規(guī)模成礦流體的形成、成礦元素發(fā)生遷移和富集，形成壯觀的流體成礦系統(tǒng)。即中國東部大陸深部過程控制下的伸展構(gòu)造背景下的幔-殼運(yùn)動，引發(fā)了豫西地區(qū)集中密集產(chǎn)出一系列金礦床或多金屬礦床。

2.3 巖漿活動與成礦

豫西地區(qū)的巖漿活動與成礦曾長期被多數(shù)學(xué)者所重視。王平安等[10]按照成礦系列的觀點(diǎn)，將本區(qū)和北秦嶺東段—大別地塊北側(cè)(地區(qū))確定為與燕山期花崗質(zhì)和堿性巖漿侵入、中酸性陸相火山活動有關(guān)的Au、Ag、W、Mo(Re)、S、Sr、Cu、Pb、Zn、Fe、Nb、V、REE、螢石、石墨、鉀長石及水晶礦床成礦系列；進(jìn)一步又分為兩個亞系列：與重熔型花崗巖侵入有關(guān)的Au、Ag、多金屬礦床成礦亞系列，與深源淺-超淺成花崗巖、堿性巖、火山巖有關(guān)的Mo(Re)、W、Au、Ag、Pb、Zn礦床成礦亞系列。欒世偉等[11-12]、黎世美等[1]提出中溫—低溫巖漿期后熱液型金礦，成礦模式為礦源層→花崗質(zhì)礦源體→礦床，即源—轉(zhuǎn)—儲的過程(老地層、新巖體、多構(gòu)造的模式)[12]，即太華群為礦源層，又強(qiáng)調(diào)燕山期巖漿活動是成礦的主導(dǎo)因素。

2.4 流體遷移與小巖體成大礦

盧欣祥等[13]依據(jù)成礦流體的成分、性質(zhì)、運(yùn)移、沉淀機(jī)理，以及S、Pb、H、O和Ar、He同位素組成特征，認(rèn)為豫西地區(qū)的成礦作用發(fā)生于印支期，是地幔熱柱導(dǎo)致的巖石圈拆沉、地幔上隆過程中的地幔流體在不同序次的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)中沉淀成礦。

羅照華等[5]首次提出了有關(guān)豫西地區(qū)存在“小巖體成大礦”的解譯。認(rèn)為“小巖體成大礦”存在巖體體積與成礦作用規(guī)模之間的矛盾，并提出了透巖漿流體成礦的觀點(diǎn)。透巖漿流體是非巖漿體系析出的流體；巖漿體系和含礦流體體系是兩個完全不同的地質(zhì)體系，它們因相互需要而常常形成耦合關(guān)系；在巖漿活動的過程中，它們只是相互需要而一起遷移，并在一定條件下因解耦而進(jìn)入成礦。上述解譯說明透巖漿流體成礦論并不十分關(guān)心成礦流體的原始成因，而是更關(guān)注深部流體庫或流體儲集層的盈虧；強(qiáng)調(diào)超出熔漿飽和度的那部分流體，不考慮它們的殼下屬性。

綜上可見，透巖漿流體成礦論發(fā)展了科爾往斯基的透巖漿流體假說，具有獨(dú)立見解并自成體系，與“小巖體成大礦”的實(shí)際相結(jié)合，增強(qiáng)了其說服力和合理性。與巖漿流體成礦和深部流體成礦理論相比，透巖漿流體成礦論又向前邁進(jìn)了一步?！靶r體成大礦”過程中有幾個問題尚需要進(jìn)一步解釋，那就是成礦物質(zhì)究竟來自何處？其遷移途徑是如何形成的？

圖4 豫西礦集區(qū)主要成礦元素地球化學(xué)塊體平面圖Fig.4 Plan of the major ore elements geochemical blocks in the ore deposit-clustered areas in west Henan province1.金異常區(qū)；2.鉬異常區(qū)；3.銀異常區(qū)；4.鉛異常區(qū)；5.鋅異常區(qū)；6.金礦床；7.鉬礦床；8.鉛鋅礦床；9.多金屬礦床

3 幔枝構(gòu)造及其成礦作用

成礦物質(zhì)從含礦圍巖向礦體遷移富集的成礦過程，是一個含礦流體從低濃度向高濃度遷移(與濃度擴(kuò)散理論相反)問題，其遷移機(jī)制仍然沒有較有很好的解釋。本次研究試圖從地幔熱柱多級演化及其幔枝構(gòu)造成礦控礦的視角來加以探討，討論成礦物質(zhì)來源、遷移途徑、集聚場所以及沉淀成礦。

3.1 地幔熱柱與成礦物質(zhì)遷移

(1)地球的形成與演化。一般認(rèn)為地球形成初期其成分是相當(dāng)均一的星際物質(zhì)，在其聚集過程中，由熱力膨脹和引力收縮的作用，地內(nèi)物質(zhì)開始對流，密度大、熔點(diǎn)低的物質(zhì)沉向地心形成地核；密度小的物質(zhì)上浮形成地幔；地幔表層由于散熱及揮發(fā)分逃逸逐漸冷卻為地殼。

(2)地幔熱柱。日本學(xué)者根據(jù)P波層折成像技術(shù)研究地球深部構(gòu)造，以核-幔界面(2 900 km)、上地幔底界(670 km)、巖石圈底界(100 km)深度為界劃分出地幔熱柱一、二、三次柱。鄧晉福[14]稱二次柱為亞熱柱，牛樹銀等[15]稱三次柱為幔枝構(gòu)造。Au、Ag等成礦元素密度較大，也會逐漸向地核聚集，以紫色氣體狀態(tài)存在于Fe、Ni之間。當(dāng)幔殼演化進(jìn)入地幔熱柱高發(fā)期，它們便會以氣態(tài)→氣-液混合相→流體相隨地幔熱柱向地殼淺部遷移，地幔亞熱柱為成礦物質(zhì)的運(yùn)移通道，幔枝構(gòu)造則是成礦控礦的有利空間[16]。

3.2 幔枝構(gòu)造的成礦控礦作用

豫西礦集區(qū)毗鄰汾渭地暫和華北凹陷，南北兩側(cè)均為區(qū)域性大斷裂。根據(jù)區(qū)內(nèi)廣泛分布的火成巖和巨大的多元素套合地球化學(xué)塊體，判定豫西地區(qū)存在地幔亞熱柱活動；燕山運(yùn)動以來，該亞熱柱強(qiáng)烈隆升，僅保留了元古宙之前的地層。燕山期發(fā)生巖漿大爆發(fā)，不僅形成了大量火山巖和侵入巖，同時形成了與礦集區(qū)范圍大體一致的多元素地球化學(xué)塊體(圖4)。

圖5 魚池嶺A—A′勘探線剖面簡圖Fig.5 Section sketch of line A—A′ in Yuchiling deposit1.含斑黑云二長花崗巖；2.隱爆角礫巖；3.鉆孔；4.工業(yè)礦體；5.低品位礦體；6.氧化礦體

馮建之等[17]提出在豫西地區(qū)存在華熊亞熱柱，而小秦嶺、崤山、熊耳山以及魯山則為幔枝構(gòu)造。很顯然，豫西地區(qū)的成礦受幔枝構(gòu)造控制。來源于核幔邊界D″的含礦流體，隨地幔熱柱-地幔亞熱柱-幔枝構(gòu)造上升到地殼，在適宜的構(gòu)造部位減壓釋荷降溫而析出成礦。在這個過程中，幔枝構(gòu)造內(nèi)部的燕山期花崗巖漿活動形成了一系列斷裂-節(jié)理，并構(gòu)成了含礦流體運(yùn)移的通道和有利的賦礦空間，從而顯示出成礦作用與燕山期花崗巖體關(guān)系密切。

以上表明，幔枝構(gòu)造可以較好地解釋斑巖型和斷裂蝕變巖型、脈型等熱液礦床的成礦機(jī)制。

3.3 成礦作用與成礦規(guī)律

豫西地區(qū)在印支期結(jié)束了碰撞造山之后，進(jìn)入燕山構(gòu)造旋回時經(jīng)歷了地殼伸展、構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)換、巖石圈大幅度減薄等過程，導(dǎo)致了地幔強(qiáng)烈上隆；由于切割地幔的剪切帶等多種因素制約，地幔上隆并不均衡，并且上隆往往與斷陷相伴，使得豫西地區(qū)形成了盆-嶺構(gòu)造體系。由變質(zhì)核雜巖顯示的幔枝構(gòu)造有兩個特點(diǎn)，一是變質(zhì)核雜巖長軸方向與區(qū)域大斷裂一致，如小秦嶺、熊耳山為東西向，魯山變質(zhì)核雜巖為NW向，表明這些幔枝構(gòu)造與潼關(guān)—三門峽—魯山斷裂有關(guān)；二是變質(zhì)核雜巖中往往有燕山期花崗巖侵入體，表明花崗質(zhì)的侵入與變質(zhì)核雜巖相輔相成，互為因果。

一般認(rèn)為，幔枝構(gòu)造中花崗巖的侵入是成礦的決定因素；總體規(guī)律是有花崗巖體就成礦，沒有花崗巖體則基本上難以發(fā)現(xiàn)礦。例如，魯山幔枝構(gòu)造中沒有燕山期花崗巖就沒有形成較大礦床；小秦嶺、熊耳山、崤山等幔枝構(gòu)造中均有燕山花崗巖，都有一系礦床形成。表明研究區(qū)有地幔熱柱活動，由下地幔D″上升的深源流體，隨同地幔柱多級演化到達(dá)上部，并與幔枝構(gòu)造中的巖漿上侵一同到達(dá)地殼淺部成礦；沒有大規(guī)模的巖漿活動，含礦流體只能被封閉于地殼的下部而無法到達(dá)地表附近，因而無法成礦。

豫西地區(qū)成礦作用與燕山期巖漿活動有密切的關(guān)聯(lián)，但成礦流體不是巖漿流體，而是源自D″的地幔流體。這種地幔流體成礦也有兩種方式：一種是在基底區(qū)大巖體活動并在巖體邊部和外圍成礦，如文峪巖體、花山巖體，巖體出露面積分別為60 km2和 100 km2，成礦發(fā)生于物理化學(xué)條件決定適宜的2～8 km2范圍內(nèi)；另一種是在蓋層區(qū)巖株成礦，巖株的出露面積一般不足1 km2，成礦發(fā)生于巖體內(nèi)部和接觸帶(圖5)。

來自下地幔D″的流體成礦，支持“小巖體成大礦”的結(jié)果。

4 結(jié)語

(1)豫西地區(qū)在中生代地殼伸展背景下形成了地幔亞熱柱和幔枝構(gòu)造組合，地幔亞熱柱控制了若干個礦田，幔枝構(gòu)造則對不同類型礦床具有明顯的控制作用。

(2)來自下地幔底部D″層的成礦流體隨地幔柱→地幔亞熱柱→幔枝構(gòu)造遷移到地殼，并導(dǎo)致淺部的構(gòu)造運(yùn)動→巖漿活動→地幔流體遷移→構(gòu)造控礦→聚集成礦。豫西礦集區(qū)中的小巖漿巖及其形成的大礦床是幔枝演化的結(jié)果。

(3)礦床的空間展布具明顯規(guī)律，基底區(qū)以構(gòu)造控制的脈狀礦床為主，蓋層區(qū)以斑巖型礦床為主。這些礦床具有明顯的叢聚性，多個礦床成族展布而形成礦田；這些礦田顯示出與燕山期巖漿活動密切相關(guān)。

致謝：感謝河南地礦局張宗恒總工程師，河南地礦局地礦一院高榮德、黎世美、馮建之、孟憲鋒、龔啟厚、石毅等專家教授的幫助和指導(dǎo)，感謝編輯老師和審稿老師對本文的悉心指導(dǎo)。

[1] 黎世美, 瞿倫全, 蘇振邦, 等. 小秦嶺金礦地質(zhì)和成礦預(yù)測[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1996: 1-235.

[2] 湯中立, 李小虎. 兩類巖漿的小巖體成大礦[J]. 礦床地質(zhì), 2006, 25(增刊): 35-38.

[3] 湯中立. 中國的小巖體巖漿礦床[J]. 中國工程科學(xué), 2002, 4(6): 9-12.

[4] 涂光熾. 超大型礦床的探尋與研究的若干進(jìn)展[J]. 地學(xué)前緣, 1994, 1(3-4): 45-52.

[5] 羅照華, 盧欣祥, 陳必河. 透巖漿流體成礦作用導(dǎo)論[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2009: 1-168.

[6] 羅照華, 莫宣學(xué), 盧欣祥, 等. 透巖漿流體成礦作用—理論分析與野外證據(jù)[J]. 地學(xué)前緣, 2007, 14(3): 65-183.

[7] 朱永峰. 地幔流體與地球的放氣作用[J]. 地學(xué)前緣, 1998, 5(增刊): 71-75.

[8] 杜樂天. 幔汁-H-A-C-O-N-S流體[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 1988, 12(1): 37-44.

[9] 毛景文, 胡瑞忠, 陳毓川, 等. 大規(guī)模成礦作用與大型礦集區(qū)預(yù)測[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2005.

[10] 王平安, 陳毓川, 裴榮富, 等. 秦嶺造山帶區(qū)域礦床成礦系列-構(gòu)造-成礦旋回與演化[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1998.

[11] 欒世偉, 曹殿春, 方耀奎, 等. 秦嶺金礦床地球化學(xué)[J]. 礦物巖石, 1985(2): 1-18.

[12] 欒世偉, 陳尚迪, 曹殿秦, 等. 金礦床地質(zhì)及找礦方法[M]. 成都: 四川科學(xué)技術(shù)出版社, 1987.

[13] 盧欣祥, 尉向東, 董有, 等. 小秦嶺—熊耳山地區(qū)金礦特征與地幔流體[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2004.

[14] 鄧晉福, 趙海玲, 莫宣學(xué). 中國大陸根-柱構(gòu)造[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1996.

[15] 牛樹銀, 羅殿文, 葉東虎, 等. 幔枝構(gòu)造及其成礦規(guī)律[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1996.

[16] 牛樹銀, 孫愛群, 王寶德. 地幔熱柱與資源環(huán)境[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2007.

[17] 馮建之, 孫衛(wèi)志, 牛樹銀, 等. 華熊亞熱柱-幔枝構(gòu)造體系及其控礦作用[J]. 地質(zhì)找礦論叢, 2011, 26(2): 143-150.

Mantle branch structure constraint on the large ore deposit-hosted small intrusions in the West Henan province

ZHANG Dengtang1, NIU Shuyin2, SUN Aiqun2, HE Jin1, Zhao Rui1, Yao Shuling1, LIU Zongyan1, CUI Xiexiang1

(1.No.1InstituteofGeologicalandMineralResourcesSurveyofHenan,LuoyangChina, 471023； 2.DepartmentofResourcesEnvironmentandEngineering,ShijiazhuangEconomicUniversity,Shijiazhuang,China, 050031)

Analysis of large volume of geological data of the west Henan province shows the law of “small intrusions host large ore deposit”. Since Yanshanian period extensional structure took place in the area with evolution of the mantle plume resulting in thinning of the crust and mantle imbalance uplifting and pulse upwelling of intermediate acid magma. Upwelling of the magma open channel for moving up of the deep ore material and the ore fluid gets to upper part of the crust and accumulates to be ore at suitable places in surroundings of the mantle branch, such as detachment zone and sub-detachment zone, inner and outer contact zones of intrusions and tectonic cracks or fractures.

mantle branch structure; mineralizion; small intrusions hosting large deposits; the west Henan province

2014-12-04； 改回日期： 2015-07-22； 責(zé)任編輯： 王傳泰

河南省國土資源廳2013年地質(zhì)科研項(xiàng)目(編號: 2013-16)和三門峽市地質(zhì)與礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目聯(lián)合資助。

張燈堂(1986—)，男，工程師，從事成礦規(guī)律與成礦預(yù)測研究工作。通信地址：河南省洛陽市洛龍區(qū)關(guān)林鎮(zhèn)龍門大道573號，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院；郵政編碼：471023；E-mail：zdttrue@163.com

10.6053/j.issn.1001-1412.2015.04.006

P611.11，P618.2

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