河南省圍山城金銀多金屬成礦帶銀洞坡金礦成因分析

2023-01-05 02:18:05 字數 4316 閱讀 3658

[摘要]銀洞坡金礦區位於桐柏山北麓的圍山城金銀多金屬成礦帶的中部。新元古界歪頭山岩組為礦帶的含礦岩系。根據成礦地質條件和成礦物質**分析,對銀洞坡金礦床成因進行**。

銀洞坡礦床的形成取決於原始礦源層的存在,成礦熱水為深迴圈的大氣降水,礦床形成於燕山晚期,礦床成因型別為深迴圈熱水礦床。

[關鍵詞]銀洞坡金礦、成礦物質**、歪頭山組、礦床成因

銀洞坡金礦區位於桐柏山北麓的圍山城金銀多金屬成礦帶中部。根據多年來從事桐柏縣圍山城金銀多金屬成礦帶礦產勘查工作的認識,試對銀洞坡金礦床的成因進行**。

圍山城金銀多金屬成礦帶位於秦嶺造山帶核部的北秦嶺構造帶,該帶是的構造格架是印支一燕山晚山期碰撞造山形成的雙側造山帶之北亞帶的一部分(圖1),形成於多期碰撞造山的地球動力學背景,其空間展布受碰撞擠壓導致的陸俯衝所控制[1]。碰撞造山晚期,由擠壓體制向伸展體制轉換階段為圍山城金銀多金屬成礦的形成提供了儲礦空間。

銀洞坡金礦床礦體的空間分布嚴格受含礦岩系及賦礦構造雙重控制。北西向展布的朱莊背斜構成了礦帶的構造骨架,背斜核部為新元古界歪頭山組中~淺變質的火山碎屑-沉積岩系,兩翼為古古生界二郎坪群變質細碧-角斑巖系,與歪頭山組呈韌性剪下帶接觸。礦區東段賦存有燕山期螢石礦,北側分布有加里東期閃長岩和海西早期桃園斜長花崗岩體(k-ar,370ma),燕山晚期梁灣二長花崗岩體(k-ar,111~117ma)截切了桃園岩體和礦帶的西延部分,已知金銀多金屬礦均分布在燕山期花崗岩體的外側或推斷隱伏岩體的上方。

歪頭山組主要由(炭質)絹雲石英片岩、變粒巖、斜長角閃岩及大理岩組成,分上、中、下三部分,礦源層控礦特徵明顯,上部有破山大型銀礦,下部有銀洞嶺和魏溝銀鉛礦,銀洞坡金礦體賦存於中部第的矽化、絹雲母化碎裂變粒巖、碎裂絹雲石英片岩、構造角礫岩中,多期構造變形疊加的朱莊背斜和相伴的逆衝斷裂組成的復合構造體系控制了礦體的定位,礦體呈似層狀、脈狀產出,在背斜轉折端的虛脫部位礦體厚大,向兩翼漸薄(圖2)。常見的與獨立金銀礦物共生礦物組合為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦和石英等典型中溫熱液組合,金主要賦存於方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦及石英的裂隙和晶隙中。

圖1 桐柏地區地質略圖

fig.1 geological sketch map in the region of tongbai

圖 2 銀洞坡金礦區礦體分布示意圖(據張宗恆1994修改)

fig.2 distribution schematic diagram of orebodys in yindongpo goldmine

銀洞坡金礦主成礦期網脈狀石英脈中存在著ⅰ、ⅱ、ⅲ型等三種不同型別流體包裹體,為富含co2的低鹽度(3~6.5×10-6)、偏酸性(ph值6.75)的nacl-h2o-co2體系,流體包裹體捕獲壓力為66~120mpa,相當深度5.

6km,流體主要源自迴圈演化的大氣降水[2]。石英流體包裹體均一溫度、黃鐵礦爆裂溫度及硫同位素平衡溫度均集中為200~250℃。成礦環境為中溫、中低壓、低鹽度和偏酸性的還原環境,成礦流體型別為硫酸鹽型滷水,成礦流體是以大氣降水及中~晚期成岩作用的建造水、綠片巖相變質熱液為主,並疊加有岩漿期後熱液等多種流體混合演化而成[3]。

因此,成礦流體具有多源性。

氫氧同位素組成範圍δd在-49~-71‰,δ18o為-9.7~4.0‰,δd值大都落在本區中生代大氣降水的範圍之內,其迴圈和沉澱都是在造山帶構造抬公升而使容礦的變質岩和花崗岩類進入上部地殼脆性域或脆-韌性過渡域後發生的[4]。

銀洞坡金礦早階段成礦流體是變質水,隨著成礦作用的演化,成礦流體從早階段的變質水為主逐漸演化為晚階段的大氣降水為主[5]。

鉛同位素組成的變化範圍較大,但礦體和圍岩的鉛同位素組成相近,多數樣品集中在造山帶和地幔演化線之間,少數分布在地幔線與下地殼線之間,具有混源的特點,表明礦石鉛可能主要來自於歪頭山組。雖然礦石鉛與相鄰的北秦嶺各構造單元如桃園岩體、二郎坪群相距甚遠,與破山銀礦區的雲煌巖脈、梁灣岩體及桐柏地區的南秦嶺其它構造單元更為接近,似可作為成礦物質的**,但用花崗岩類為金礦床形成提供了主要礦源來解釋是不能令人信服的[4]。

礦體及礦化圍岩中硫化物δ34s組成變化範圍較小(-0.32~+5.21‰),塔式分布特徵顯著,具有深源硫特徵。

δ34s的峰值與圍岩歪頭山組火山岩硫相一致,只是歪頭山岩組的δ34s變化範圍較大,指示歪頭山組地層是礦石硫的主要**。黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦對s34的富集程度依次降低,具有許多熱液礦床共生硫化物的硫同位素成分存在的規律性。這可能是該成礦熱液系統的硫同位素在礦源層原生沉積時由海底火山物質或噴流熱液帶入,經歷了成岩、變質的漫長演化過程。

礦石硫與燕山期雲煌巖硫相似,表明燕山期梁灣岩體活動可能提供了部分成礦物質。

銀洞坡金礦礦石中稀土元素總量均不高,其中石英最低,硫化物最高。從稀土元素特徵值來看,銀洞坡金礦礦石中硫化物與梁灣花崗岩的稀土元素配分模式完全相同,不具明顯的eu異常,與桃園岩體具明顯負eu異常有別,表明礦石與梁灣花崗岩的親源關係更為接近。

礦帶地球化學特徵是以au、ag為主的多金屬礦化濃集,歪頭山組中、上部au、ag、pb、zn等元素含量高於其它地質體數倍至數十倍,清晰地顯示出au、ag、pb、zn等多金屬礦化特點,尤以矽化的炭質絹雲石英片岩的au、ag、pb富集程度最高。自圍岩向礦體元素水平分帶為as-cd-pb-ag-au-zn-cu-ni-co-mo,從礦體上部向下部元素垂直分帶為as-cd-zn-au-ag-pb--cu-ni-co-mo,指示礦化溫度由礦體內向圍岩、從礦體下部向上部逐漸降低,表明了本礦床不可能是單一的變質熱液成因,成礦流體是在溫壓梯度、化學勢梯度及差異應力梯度的共同驅動下從深部向淺部運移。

銀洞坡金礦的形成主要取決於成礦元素在原岩中的原始濃度。在半封閉海灣海底海底火山噴發與和噴氣熱液作用下[6],於巨厚的歪頭山組中、上部的碳矽泥岩建造中富集了大量的au、ag、pb、zn、as、s、fe、sio2等物質,為圍山城火山-炭矽泥建造金銀多金屬成礦系統礦床的形成提供了巨量的成礦物質。

加里東期的中溫中壓區域變質作用可能持續到海西早期(k-ar ,400~370ma),變質作用中,變質水攜帶少量成礦物質發生近程遷移。據本區變質岩類具大量的黑雲母、白雲母和相當數量的角閃石等含水礦物的特徵判斷,本區未能形成大量變質水,但變質作用使成礦物質從原始礦源層中近程遷移而初步富集則是可能的。燕山晚期的熱液活動疊加,促使成礦物質進一步富集。

自銀洞坡金礦發現以來,關於歪頭山組的形成時代、變質期、成礦期、成礦流體、礦床成因等爭論頗多。礦床的形成是乙個複雜的系統工程,與物源-構造-流體系統密切,對於大多數***礦床而言,要將地殼中分散的成礦物質富集並聚集於有限的空間內形成工業礦床,成礦作用具有多期、多階段性,成礦流體的**、礦床的成因是複雜的。

銀洞坡金礦受礦源層和朱莊背斜構造體系的雙重控制作用明顯,礦體形態基本和背斜形態一致,隨著背斜南東向仰起而撒開、向北西向傾伏而收斂,在轉折端、傾伏端的虛脫部位常形成鞍狀厚大礦體,位於斷坡的礦體與岩層有較大的夾角,深部隨背斜的平緩而變薄,甚至於尖滅。在平面和剖面上呈平行排列,具多層套疊現象,所有的礦體均賦存於朱莊背斜轉折端的虛脫空間和各種脆性-脆韌性剪下帶中的蝕變構造岩中。

多源性、豐富的成礦物質是礦床形成的基礎,作為礦源層的歪頭山組變質火山-沉積建造經歷了沉積、成岩作用的礦源層的形成階段、加里東~海西期變質熱液活動促使成礦物質初步富集階段和燕山期花崗岩體上侵熱液的疊加富集階段,為金礦床的形成提供了保障。梁灣岩體及派生的雲煌巖(k-ar年齡134ma)中區域性含礦,顯示了以梁灣岩體為代表的燕山期岩漿活動也提供了部分成礦物質。

**豐富的成礦流體為成礦元素的活化、遷移、聚集、定位提供了重要的載體,從歪頭山組沉積時的噴流沉積、沉積成岩的同生水,到加里東~海西期的變質水和中生代構造-岩漿作用的岩漿水以及沿導礦構造深部對流迴圈的表生水,對成礦均作出了重要的貢獻。

銀洞坡金礦形成於多期碰撞造山的地球動力學背景,漫長的地史時期,不同時代構造熱事件驅動下的成礦流體穩定地向同一空間遷移、沉澱是必不可少的,但往往成礦期集中於一兩個構造熱事件。銀洞坡金礦床形成於中生代[7],中生代燕山運動促成了金礦的成熟期[8]。印支~燕山期南秦嶺地體沿松扒-大河縫合線向北的陸內俯衝過程中,俯衝殼楔內不穩定組份將依熔點由低到高的順序發生熔融,形成攜帶大量成礦物質的深源熱水流體向上遷移。

燕山晚期,源自於南秦嶺構造塊體部分熔融而生成的以梁灣岩體[9]為代表的岩漿巖體上侵就位,為成礦提供了熱能、流體和部分物源。在燕山期構造-岩漿熱事件中,碰撞造山晚期由擠壓體制向伸展體制轉換階段的隆起抬公升,將深部形成的韌性剪下帶帶入近地表淺部構造層韌脆、脆性變形域內,塑性變形轉換為脆性變形並擴容,為淺源(大氣降水)溶液的深對流迴圈提供了良好的通道。在造山作用過程中的岩漿熱和造山作用產生的剪下熱及伸展構造形成的高地熱梯度、高熱流構造環境驅動下,具有nacl-h2o-co2體系的岩漿熱水流體攜帶部分成礦物質與深部對流迴圈的大氣降水混合,通過水岩交換,進一步汲取並攜帶礦源層中的成礦物質向低能的構造有利部位遷移、沉澱,最終導致了成礦物質的區域性充填、交代、富集而形成了圍山城金銀多金屬礦帶的金、銀礦床。

銀洞坡金礦床形成於燕山晚期,礦體賦存於歪頭山組中部,定位於朱莊背斜轉折端的虛脫空間及兩翼的構造破碎帶的脆性-脆韌性構造岩中,構造和層控特徵顯著。成礦過程可歸納為原始礦源層形成、礦質的初步富集和岩漿-大氣降水混合熱液驅動成礦物質定位。因此,該礦床的成因型別可定為深迴圈熱水礦床,成礦是就地取材、多期礦化集中就位的結果。

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