区域成矿作用及成矿类型概述

一、区域成矿的基本特征

从表4-2可以清楚地看出,本区大多数矿床是由岩浆作用形成的,这是本区区域成矿的最大特点。在28种矿床类型(19属于本专题)中,与岩浆作用有关的有24种(16属于本书),占85%。虽然变质作用和沉积作用也形成了一些重要的矿床,但数量很少,甚至这些矿床也大多是因为岩浆作用而叠加并进一步富集的。

与成矿有关的岩浆作用有多种方式。无论是海相火山还是陆相火山,是潜火山还是浅部侵入体,都可以形成一批重要的矿床。

岩浆对成矿的贡献是多方面的,有的直接提供矿源,有的提供热源并形成热流体促进矿物活化、迁移和沉淀富集,有的先形成一些特殊的容矿岩石(如矽卡岩)再将矿体定位于其中。在大多数情况下,它是几种方式的结合。

岩浆之所以对本区的成矿起如此重要的作用,完全是由本区的地质构造条件及其演化过程决定的。总的来说,在本区一些重要的构造运动中,壳幔相互作用是不断活跃的。

它可以追溯到中元古代,当时海洋火山活动相当发达。这使得鲍斯期成为该区最早的矿化集中期。

进入新元古代后,随着硅铝质地壳的成熟,大规模花岗岩类开始侵入该区,为壳源成矿物质提供了来源。

华力西-印支构造时期,本区局部发生了一定规模的地壳拉张,导致地幔隆起,并随岩浆将深部成矿物质带到地壳上部,使这一时期成为本区第二个重要的集中成矿期。

到燕山运动中晚期,地壳再次大规模开裂,并发育深大断裂,使壳幔相互作用达到新的高峰。在深源物质上涌的同时,火山喷发和岩浆侵入活动空前活跃。据统计,福建中生代火山岩分布面积占全省面积的30%之多。如果加上同时期侵入岩的出露面积,两者加起来占全省近三分之二。在如此广泛而强烈的岩浆作用和热流上涌的影响下,地壳中的许多成矿元素必然处于活化状态,自由迁移。此时,只要有合适的捕集机制(物理、化学、生物等。),它们可以吸附、聚集、沉淀成矿。事实正是如此。燕山晚期特别是早白垩世成为该区第三次集中成矿期,称之为成矿大爆发期并不过分。

综上所述,可以说岩浆作用是本区最重要的成矿地质作用。

二。区内各种成矿地质作用简介

1.次火山斑岩和海相火山作用在该区形成了许多大型-超大型矿床。

(1)次火山岩矿化

淹没火山成矿作用是该区最具特色和极其重要的成矿作用之一,紫金山和金瓜石已发现的大型和超大型金铜矿床均由其形成。成矿时代为早白垩世(紫金山矿床94.10 ~ 111.78Ma)和早更新世(金瓜石矿床(1.0±0.9Ma))。其基本特征可与环太平洋同类矿床相比较,即均沿构造活动区深大断裂和火山活动带分布,岩浆属于深源中酸性成分,有同源岩浆形成一套由火山喷发岩、次火山岩、浅成斑岩和侵入岩组成的岩石组合。次火山岩化后期,由于大量气体的聚集,在半封闭条件下常发生隐爆,形成一套断裂系统,成为矿体的定位空间。参考R.H. Silibi在研究智利此类矿床时总结的模式,可分为两个亚型:高硫型(酸性硫酸盐型)和低硫型(角闪岩和绢云母型)(图4-2)。该区超大型矿床均属高硫型。

图4-2浅成低温热液矿床和斑岩矿床位置示意图

(塞莱比,1997)

hs-高硫型;ls-低硫型;p-斑岩型

(2)斑岩矿化

该区斑岩形成的大型-超大型矿床有钨、钼、锡、铅、锌、银等。与国内外典型地区相比,成矿斑岩有许多相似之处。比如都属于深源中酸性岩浆向晚期演化过程中形成的浅部小岩体,多受构造带控制。成岩时代主要为中生代和新生代,如表4-4所示。

表4-4研究区斑岩矿床的成岩成矿表征

从表中可以看出,斑岩的成分具有明显的成矿特异性,形成钨、锡、铅锌矿床的斑岩呈酸性,形成铜、钼矿床的斑岩呈中酸性。此外,从成岩年龄来看,福建和赣南斑岩的年龄惊人地大多集中在1.1亿年前。这反映了早白垩世是本区壳幔相互作用非常活跃的时期,证实了这一时期是重要的成矿大爆发时期。

福建落步岭的成矿斑岩还有一个特点,即斑岩与同生同源的潜在火山作用同属一个成矿系统,只是两者的成矿位置和成矿阶段不同。这是本区成矿的另一个特点。

(3)海洋火山成矿作用

该区多处大型铅锌银矿床是由海相火山成矿作用形成的。主要成矿时代为中元古代,构造环境为古隆起区裂谷。成矿作用与地壳伸展和壳幔相互作用有关。根据火山岩浆的成分,可分为变质基性火山岩层控型和细碧斑岩型两种。前者形成大型铅锌银矿床,后者目前仅有中小型铜钴矿床,见表4-5。

表4-5海相火山作用形成的两类沉积物简表

变质基性火山岩的层控含矿建造为绿片岩,恢复的原岩为玄武岩-安山岩玄武岩。至于细碧斑岩型的名称,仍然使用传统的命名法。虽然这种名称近年来很少使用,但属于黄铁矿型。但考虑到黄铁矿型是工业型的本名,说明黄铁矿是矿石的主要成分,其含量应高达70% ~ 90%(《地质词典》第四卷,1986)。但黄铁矿在该区发现的此类矿床中仅占少数,不宜称为黄铁矿型。

2.变质作用和深成地质是本区金矿形成的重要成矿作用。

前震旦纪变质岩系中金的原始丰度不是很高(福建平均值为1.38×10-9,最高为片岩只有2.6×10-9),所以成矿的要求是必须富集到一千倍以上才能成为工业矿床。因此,决定了金矿化往往是在一个较长的时期内,经过各种作用的反复叠加才能完成的。变质作用和深成地质学是如此重要的矿化作用。本文总结了该区一些重要金矿床的形成过程。首先,强烈的混合岩化作用和花岗岩化作用促进了金从原岩中沉淀和迁移。此时,深部发育的各种剪切带构造为金的再聚集提供了最佳的空间位置。因此,这些矿床大多分布在高度混合岩化的热穹隆中心,并产于变质程度高、构造层次深的地区。此外,在大多数情况下,还必须有后期岩浆侵入和热液作用的叠加才能使其不断富集。

该作用形成的金矿根据控矿构造的不同可分为两类:一类产于剪切带(韧脆性糜棱岩带断裂带,通常叠加脆性张性断裂);另一类发生在拉伸断裂区(脆性断裂区)。前一类价值更大。

3.海底喷流(热液)形成的矿床在该区具有很大的找矿潜力。

该区已发现这类由海底火山活动或气体喷流(热液)形成的矿床,其成矿机制可与红海热卤水盆地或东太平洋隆起区大致对比,具有较大的找矿潜力。所有这些矿床都产于咏梅坳陷盆地。中石炭世,由于地壳伸展,该盆地形成了许多张裂中心,导致了深部火山和气液活动。福建龙岩和广东梅州是当时盆地的两个坳陷中心。前者形成了与基性火山岩有关的马坑块状铁矿床,后者形成了与海底远程火山和喷流热液有关的渝水块状铜铅锌矿床。

4.主要与海相沉积岩有关的黑色页岩矿床是该区新发现的重要矿床类型。

近年来新发现的矿床位于咏梅凹陷的西南端。早侏罗世,咏梅凹陷开始海退,但仍为残留海盆,沉积了一套黑色碳质页岩地层。此前海底火山及后续热液活动是由于盆底张力,使银、锑等成矿物质被黑色页岩吸附。燕山中晚期,由于岩浆侵入和构造破碎,使其重新活化、迁移、沉淀、富集。银的富集主要与黑色页岩的吸附有关。

5.该地区数量最多、分布最广的中小型矿床是由侵入接触和大陆火山作用形成的。

(1)侵入接触交代

燕山期岩浆侵入碳酸盐围岩时,其接触带往往形成矽卡岩矿床,主要为铅、锌、银。侵入岩成分呈酸性,地层范围从元谷峪到下三叠统。矽卡岩和矿体往往沿一定层位和层间破碎带分布,成为层状矽卡岩矿床。这些矿床通常成群分布在侵入岩体周围,形成矿田或矿集区。在一些矿床中还见到矿化斑岩和爆破角砾岩,从而与斑岩矿床形成一个成因组合系列。这些矿床大部分形成于咏梅凹陷,但也分布于其他构造单元。

(2)大陆火山作用

与中生代陆相火山作用有关的矿床(点)在闽粤火山断陷带广泛形成,在其他构造单元中也有分布。矿物包括金、银、铅、锌、锡、铁和各种非金属矿物。金属矿床大多分散,规模小,很少成为工业矿床。从大陆火山作用的成矿机制分析,火山岩浆本身虽然携带矿物(如福建下西坑铁矿围岩中有铁火山弹),但难以富集,这与大陆火山作用的特点有关。由于大陆环境下的火山喷发只是短暂接触大气,然后在开放条件下落到地面,所以其中的成矿元素总体上趋于分散,没有时间进行充分的物质交换。因此,只有满足以下后生条件:第一,喷发期后才能形成长期稳定的循环系统,具备必要的热源、水源、裂隙通道和有利于交代的围岩岩性(如孔隙度大的凝灰岩),只有这样,热流体才能不断从围岩中提取成矿元素,迁移到合适的地方沉淀聚集;另一个条件是流域环境。成矿元素随喷发进入水体后,可以有充分的时间进行解离、分异、迁移和沉淀。与这两种条件相对应,形成了两种类型的矿床。前者为火山构造蚀变岩型,后者为火山沉积岩中的层状类型,其中前者最为重要。对于构造蚀变岩型矿床,在其形成过程中,环流体往往从火山岩下方或周围的基底岩石中吸取成矿物质,使成矿元素与基底岩石之间存在亲缘和继承关系。例如,当火山岩之下或附近的基底岩石是老变质岩时,在火山岩盖层中可能形成金矿。当基岩为下侏罗统海相碎屑岩地层时,锡矿将形成于火山盖层中。这是本区矿化的一个主要特征。

6.岩浆热液和构造充填也能形成大型矿床。

这是这一领域的又一新发现。虽然仅在广东后坡坳发现一处此类矿床,但意义重大。成矿作用与燕山期花岗岩侵入和岩浆热液作用有关。矿体虽产于侵入接触带外的沉积地层中,但随距岩体距离的增加,表现出成矿元素的水平分带特征。此外,其控矿构造也较为特殊,使主矿体成为管状体。

三。区内矿床的成矿类型及空间分布

矿床的成矿类型是按矿化作用分类的矿床类型,不同于成因类型或工业类型的分类,但可以作为矿床成矿系列中成矿亚系列的简化同义词,因为两者都是以成矿作用为基础的,成矿类型这一术语可以简要地表示其成矿特征,更符合传统习惯,使用起来也方便,所以在下面的叙述中用成矿类型来表示。区内各种成矿类型有的只存在于特定的地质单元中,有的贯穿于不同的地质构造单元中。表4-6显示了本区成矿类型、成矿亚系列和矿床类型的对应关系及其在各成矿带中的分布。

表4-6研究区成矿类型和成矿亚系列的对应关系及空间分布

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