(五)成矿远景区划及科学研究工作

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南岭地区地质研究工作历史悠久且程度较高。早在20世纪初期,丁文江、李四光、田崎隽、黄汲清等老一代地质学家先后到该区进行过地质矿产的调查研究工作,初步确定了区内的地层层序、构造轮廓、矿产种类和分布特点。代表性成果见之于李四光所著的《南岭何在》(1943年)、《中国地质学》(1939年),黄汲清所著的《中国主要地质构造单位》(1945年),黄汲清、张文佑主编的1:100万《中国地质图》等。解放后的近几十年来,有关地质勘查单位、大区研究所、中国地质科学院、中国科学院、石油和冶金等部委、大专院校等众多单位的几代地质工作者进行了大量的地质调查、勘探和研究工作,积累了丰富的基础地质资料,发现了大量的矿产开发基地,取得了一批在国内外有重要影响的地质调查及科学研究成果。

1979~1982年间,广西、广东、湖南、江西四省(区)分别对南岭地区主要成矿区(带)开展了以钨、锡、铜、铀、铅、锌为主的首轮区划工作;1994年各省(区)分别完成了金、银、铅、锌、铜、锑、稀有、稀土等矿种的第二轮远景区划;1988~1996年间,湖南省湘南地质勘查院在湘南地区开展了锡铅锌中大比例尺成矿预测;2003年在中国地质调查局的统一部署下,以蒋中和为组长的科研小组开展了南岭地区矿产资源调查评价重点选区研究,为近年来地质大调查项目的部署提供了科学依据。

“六五”期间,“南岭地区有色稀有金属矿床的控矿条件、成矿机理、分布规律及成矿预测研究”项目的实施使该区与成矿有关的基础地质问题和某些区域成矿理论问题的认识上了一个大台阶,具体表现在:①建立了鉴别不同成因类型花岗岩的岩石学-地球化学标志,为寻找不同金属成矿花岗岩奠定了基础;②取得了赣南、粤北、桂北3个地球化学分区岩石的元素丰度,并对其成矿意义作了评价,为总结区域成矿规律、进行成矿预测提供了地球化学依据;③总结了南岭区域构造的五大特征,评述了构造对成岩成矿的控制作用,并划分了11个构造岩浆岩成矿区;④建立了五大成矿系列、6个亚系列、21个矿床模式,编制了1:200万南岭地区与花岗岩类有关矿床成矿系列图,阐明了矿床的分布规律,并从同一系列的不同类型矿床之间的成因联系和互为找矿标志的角度为找矿预测奠定了科学的基础;⑤总结了泥盆系层控矿床受层、相、位三位一体联合控制的特征,为泥盆系层控矿床的预测和找矿指明了方向。

“七五”期间,“湘桂粤赣地区锡铅锌铜隐伏矿研究”所选定的10片工作区,有富贺钟、都庞岭、郴(州)桂(阳)、粤北、崇余犹等5片在南岭中段。区域成矿理论方面,史明魁等(1993)提出“活动性边缘成矿”和“古水热活动区”成矿理论,为区域成矿预测提供了理论依据,并系统地总结了区内锡多金属矿床的时空分布规律和锡铅锌多金属矿床类型划分,根据近80个与花岗岩有关的矿床统计资料分析,指出锡矿化主要集中于早白垩世,其次是晚侏罗世。空间分布上,锡(钨、铋)、铜、铅、锌等有色金属大多产在坳陷区,大矿也多产于坳陷内。地质块体结合带,尤其是古板块结合带上矿床数量多、大矿也多;在NE向的结合带与NW向深断裂交汇处,往往形成矿结或矿化中心。较系统地研究了成矿花岗岩的地质-地球化学-地球物理判别标志。

“八五”期间,“武夷-云开典型成矿区成矿地质条件及成矿预测研究”是在前两项基础上的延伸性研究,部分覆盖了南岭中段地区,主要研究矿种是金银铜铅锌,但其一些重要的结论,仍值得研究借鉴:①武夷-云开地区,无论是与铜铅锌金银有成因联系的中酸性岩类,还是与锡(钨)铜多金属有关的酸性花岗岩,都是源自地壳深部(或下地壳)壳幔质混熔型(或I型)花岗质岩浆分离结晶作用的系列产物;②将区内构造发展划分为基底形成、盖层发育和板内变形三大阶段。而板内变形阶段是以挤压推覆(发生在燕山早期)及拉张拆离作用(发生在燕山晚期)为机制的中生代构造作用为最大特色,并为有色、稀有、贵金属成矿提供了最重要的地球动力学背景。

新一轮国土资源大调查项目实施初期(2000~2002年),宜昌地质调查中心实施了“华南成矿区成矿规律和找矿方向研究”项目,总结了不同时期块体拼合带控制矿化集中区(带)向东南方向迁移,区域岩浆-成矿作用迁移演化与大陆生长密切相关,区域壳幔构造-地球化学格架对矿集区(带)的控制等成矿规律,认为矿床主要集中分布在隆起区与凹陷区转换部位、盆地边缘、板块拼贴带、隆起区核部区域性深大断裂带等4个部位,提出了粤西—桂东和滇黔桂等地区的找矿方向,指出一批具有较好找矿潜力的矿化集中区。

2003~2007年“南岭地区锡矿成矿规律研究”项目在系统分析总结南岭中段成矿地质背景的基础上,结合大调查以来区内的找矿工作实践及最新成果,以中生代构造-岩浆-成矿为主线,开展了锡多金属矿区域成矿规律和主要类型锡矿成(找)矿模式研究,又取得了以下一些新成果和新认识:

1)提出了地幔上隆、岩石圈减薄引起的玄武岩浆底侵作用可能是华南内陆燕山期花岗岩形成和爆发性成矿的诱因。

2)将南岭花岗岩按物质来源分为壳源重熔型(C型)、壳幔混合及其分异型(H型)和铝质A型花岗岩三大类,并认为该区的大型锡矿与H型和铝质A型花岗岩的关系密切,而不是以前普遍认为的典型的壳源重熔型(C型)花岗岩。

3)在对典型钨锡矿床及其赋矿岩体详细解剖和地质关系调查研究的基础上,采用锆石SHRIMP法、全岩和石英包裹体Rb-Sr法、云母Ar-Ar法以及辉钼矿Re-Os法获得了一批高精度的成岩成矿年龄数据,为深入研究成矿机理、成矿动力学机制、探讨区域成矿规律以及成矿预测等提供了大量年代学基础资料。值得注意的是,本项目还获得了一个印支期辉钼矿Re-Os等时线年龄数据[(224.0±1.9)Ma],该年龄与赋矿花岗岩的形成年龄接近,虽然只有一个年龄值,但是一个突破,证明印支期也有钨锡成矿的形成。因此,在以后的找矿勘探中对印支期成矿问题应引起重视。

4)提出了地幔流体对南岭锡多金属矿的形成起了重要作用的认识:根据矿石中黄铁矿(黄铜矿)He、Ar同位素组成和流体包裹体成分、镁铁质微粒包裹体及其寄主花岗岩成矿元素Sn及CO2、F、Cl等挥发分元素含量的变化关系、区域花岗岩的Sm、Nd、Rb、Sr同位素组成特点以及幔源中-基性岩(玄武岩、辉绿岩、煌斑岩)的分布情况等,认为南岭锡矿的成矿流体为地幔、地壳和大气水混合产物,但以地幔流体为主,并且成矿物质Sn可能主要来自地幔,而非地壳。

5)对南岭地区原生锡矿类型进行了重新划分,包括云英岩型、变花岗岩型、矽卡岩型、石英脉型、斑岩型和破碎带蚀变岩型等6种类型,其中破碎带蚀变岩型又根据破碎带性质的差异进一步划分为断裂破碎带蚀变岩和层间破碎带蚀变岩2个亚型。

6)初步建立了矿集区及主要类型(云英岩型、矽卡岩型、变花岗岩型和破碎带蚀变岩型)锡矿的找矿模式以及南岭中段主要类型锡矿综合(成)找矿模式。每个模式主要反映了成矿的主导控制因素、成矿岩体的基本特征、矿床特征以及可能的矿化与蚀变分带。

7)总结了锡多金属的控矿因素、找矿标志和时空分布规律:南岭地区中生代印支期成矿作用不发育,燕山期成矿作用显著,可分为90~100Ma、130~140Ma、150~160Ma3个阶段,其中150~160Ma是区内成矿的高峰期。燕山期成矿作用在时间上能与花岗岩成岩时代较好地对应,反映了二者在时间上的一致性。在空间上,南岭中段锡矿集中分布在1带(NE向锡田-骑田岭-九嶷山-花山、姑婆山锡多金属成矿带)和4区(湖南大义山锡多金属成矿区、广西都庞岭锡多金属成矿区、粤北全南锡多金属成矿区、湖南桂东-江西崇(义)-(上)犹-(大)余锡多金属成矿区)。成矿集中区多属于中生代岩石圈减薄区内的强烈减薄区,即位于古板块结合带、坳陷区与隆起区过渡带和深大断裂带附近。这些地方构造相对薄弱,有利于地幔物质的加入,有利于成矿。

大型-超大型矿床在成矿系列中的时空位置

广西有色金属矿产空间分布具有明显的区域性特征,许多矿床往往集中分布在一定的范围内,形成矿化集中区,即成矿区带,成矿区带与一定的大地构造单元、构造-岩浆带或一定的构造-岩相带相符合。作者划分广西成矿区带的依据有三:①各成矿区带内,某些或某个矿种的矿床相对集中;②各成矿区带内,矿床成因和时空关系密切,构成一定的成矿系列;③成矿带区域地质发展史相近,同一成矿区带内区域构造演化、岩浆活动、地层条件相近,即受一定的构造层控制。

按上述原则,作者划分了九个主要成矿区带。

4.1.2.1 丹池锡铜铅锌银锑汞成矿带

位于桂西北丹池地区,为一北西向展布的狭长矿带,矿带北起南丹县北部的麻阳汞矿,向南经大厂矿田至五圩矿田,在矿带两侧分布有益兰和峒佐等汞矿床。

在大地构造位置上,该成矿带位于桂西印支地槽褶皱带东缘的凤凰山-都阳山隆起区边部,并沿南丹-昆仑关断裂带北西段展布(图4.1,图4.2)。该成矿带是广西最重要的锡多金属成矿带之一,锡、锑、银、汞储量均占广西总储量的一半以上,铅锌储量超过三分之一(表4.1)。原生矿床均产于泥盆系地层,成矿受泥盆纪热水沉积成矿作用和燕山期岩浆-热液活动的复合控制,属热水沉积-叠生改造成矿系列。在大厂矿田,尚有表生成矿系列砂锡矿产出。

图4.1 广西有色金属成矿区带分布图

Ⅰ.丹池锡铜铅锌银锑汞成矿带;Ⅱ.桂北锡钨铜镍铅锌成矿带;Ⅲ.桂东北锡钨铜铅锌金银成矿带;Ⅳ.大明山钨铜金成矿带;Ⅴ.大瑶山铜铅锌金成矿带;Ⅵ.云开大山铅锌钨金成矿带;Ⅶ.西大明山铜铅锌银成矿带;Ⅷ.桂西金锑成矿带;Ⅸ.靖西-平果铝成矿带

表4.1 广西主要有色金属成矿带矿产储量统计表

图4.2 广西构造分区及深大断裂示意图

Ⅰ.桂中加里东地槽褶皱带;Ⅱ.桂南海西地槽褶皱带;Ⅲ.桂西印支地槽褶皱带;Ⅰ1.桂北隆起;Ⅰ2.柳州坳陷;Ⅰ3.桂东北过渡带;Ⅰ4.大瑶山隆起;Ⅰ5.云开隆起;Ⅲ1.都阳山隆起;Ⅲ2.右江坳陷;Ⅲ3.西大明山隆起;Ⅲ4.十万大山坳陷

①四堡断裂;②平垌岭断裂;③三江-融安断裂;④寿城断裂;⑤龙胜-永福断裂;⑥资源断裂;⑦陆川-岑溪断裂;⑧博白-梧州断裂;⑨灵山-藤县断裂;⑩峒中-小董断裂带; 高屏-新黑断裂; 凭祥-大黎断裂带; 荔浦断裂; 下雷-灵马断裂; 那坡断裂带; 右江断裂带; 田林-巴马断裂带; 南丹-昆仑关断裂带; 白石断裂; 栗木-马江断裂; 富川断裂; 桂林-来宾断裂带; 观音阁断裂带; 宜山-柳城断裂带

4.1.2.2 桂北锡钨铜镍铅锌成矿带

该成矿带在大地构造位置上与桂北隆起区大致吻合。该区自远古代起长期处于隆起状态,造成元古界浅变质岩系广泛出露。岩浆活动强烈,有四堡、雪峰、加里东、印支、燕山等多期活动。该成矿带以花岗岩成矿系列和基性-超基性岩成矿系列为主,成矿带边部泥盆系地层出露区分布有热水沉积-叠生改造成矿系列。

该成矿带主要矿产有锡、钨、铜、镍、钴、铅、锌、金等。根据成矿系列空间分布和控矿构造层的差异,该成矿带又可进一步分为四个次级成矿区(带),即九万大山-元宝山锡钨铜镍成矿区、北山-都川铅锌成矿区、龙胜-泗顶铅锌成矿带和越城岭-猫儿山锡钨成矿区。

4.1.2.3 桂东北锡钨铜铅锌金银成矿带

在大地构造位置上,成矿带分布范围与桂东北过渡区大致吻合。主要金属矿产为锡、钨、金、银,其次是铜、铅、锌,其中锡、钨分别占广西总储量的21%和32%。

成矿带内广泛出露岩浆岩,以燕山期岩体分布最广,其次是加里东期,不同时期岩体在空间上常相伴产出。花岗岩成矿系列是该成矿带中最主要的成矿系列类型,其次为表生成矿系列和热卤水成矿系列。花岗岩成矿系列主要与燕山早期花岗岩有关,包括大型矿床2处,中型矿床2处,小型矿床20多处。表生成矿系列主要分布于平桂矿田,在花山和栗木也有砂锡矿分布,已探明中型矿床4处,小型矿床2处。热卤水成矿系列分布在矿带西侧外缘,典型矿床为老厂铅锌矿床。

4.1.2.4 大明山钨铜金成矿带

成矿带分布在大明山-昆仑关一带,其大地构造位置属凤凰山-都阳山隆起区南东段,明显受南丹-昆仑关断裂带南东段制约。成矿带内岩浆岩广泛出露,有燕山期、加里东期、印支期等多期岩浆活动。

该成矿带是广西主要的钨、铜成矿带之一,钨、铜分别占广西总储量的42%和27%,此外还产有金、钼、铋等。

该成矿带以花岗岩成矿系列和表生成矿系列为主,其中花岗岩成矿系列以大明山钨矿、两江铜矿和天马金矿为代表。表生成矿系列包括水台、镇圩和四镇等金矿床。

4.1.2.5 大瑶山铜铅锌金成矿带

在大地构造位置上处于大瑶山隆起区及其边缘过渡带,并受大黎和桐木两条区域性深大断裂带控制。该成矿带金储量占广西总储量的三分之一,铅、锌、铜分别占广西总储量的10%左右,银和锡也有一定价值。根据矿床空间分布、矿种及成矿系列构成的差异,该成矿带又可分为三个次一级的成矿带,即大瑶山南缘金成矿带、大瑶山西侧铜铅锌成矿带和镇龙山-桂平金铜铅锌锡成矿带。

大瑶山南缘金成矿带沿大黎断裂带呈北东向展布,矿带西起三门、六岭金矿,向东经大黎银矿、桃花金矿至富裕、古袍、隆盛等金矿分布区。以花岗岩成矿系列为主,成矿与燕山期中酸性岩浆活动有关。

大瑶山西侧铜铅锌成矿带分布于大瑶山隆起区西侧,并沿桐木断裂带呈近南北向展布。矿带北至海洋坪、崇当铜矿,南至古立、朋村铅锌矿,矿带延伸约150km。成矿与泥盆纪同生断裂活动和热水沉积作用有关,属热水沉积-叠生改造成矿系列。

镇龙山-桂平金铜铅锌锡成矿带沿莲花山南缘呈北东向展布,主要由花岗岩成矿系列和热水沉积-叠生改造成矿系列构成。花岗岩成矿系列包括凤凰岭铅锌矿和新民铜矿。热水沉积-叠生改造成矿系列以锡基坑铅锌矿和六花铜矿为代表。

4.1.2.6 云开大山铅锌钨金成矿带

该成矿带在大地构造位置上与云开隆起区吻合,北东向陆川-岑溪和博白-梧州两条深大断裂贯穿本区,下古生界基底地层发生不同程度变质作用,混合岩、混合花岗岩发育。本区岩浆活动强烈,并以中燕山期中酸性岩浆岩出露最广。

该成矿带有色金属矿产主要有铅、锌、金、银、钨,目前已探明中型矿床四处,小型矿床三处。以佛子冲和东桃为代表的铅锌矿床产于志留系地层,矿床中仍保留有明显的热水沉积成矿现象(杨斌等,2002),可归为热水沉积-叠生改造成矿系列。金山、中苏、望天洞等金(银)矿床产于加里东期混合岩、混合花岗岩及燕山期花岗岩和寒武系地层,属花岗岩成矿系列。

4.1.2.7 西大明山铜铅锌银成矿带

矿带西起德保钦甲铜多金属矿床,向东经长屯、渌井铅锌矿和凤凰山银矿,至吴圩铅锌矿。成矿带沿西大明山隆起区核部呈近东西向展布。

该成矿带由两个成矿系列构成,即热水沉积-叠生改造成矿系列和热卤水成矿系列,前者以钦甲铜多金属矿床为代表,后者包括长屯、渌井、吴圩铅锌矿和凤凰山银矿等。该成矿带探明铜储量占广西总储量的27%。凤凰山银矿是近年探明的一处大型银矿。

4.1.2.8 桂西金锑成矿带

该成矿带在大地构造位置上处于右江坳陷区,区内广泛出露三叠系地层,在一些穹隆、背斜隆起地区,出露古生界地层。区域性的右江断裂带和田林-巴马断裂贯穿整个矿带,对矿带展布有明显控制作用。该成矿带分布范围较广,但矿床较分散,已知矿床主要围绕相对隆起区(穹隆或背斜)分布,主要赋矿围岩为中三叠统碎屑岩,次为泥盆系、石炭系和二叠系地层。

该成矿带是广西最主要的金成矿带之一,已探明大型金矿一处(金牙),中小型金、锑矿床五处。金储量占广西总储量的三分之一,锑占广西总储量的9%。目前尚未发现这些矿床与岩浆活动有关的证据,作者初步将其归为热卤水成矿系列。

4.1.2.9 靖西-平果铝成矿带

位于广西西部靖西-平果一带,是广西最重要的铝资源基地。该成矿带在大地构造位置上处于西大明山隆起区向右江坳陷区的过渡带上,呈近东西向展布。

该成矿带由地台型海相沉积系列和表生系列铝土矿构成,前者赋存于上二叠统地层,沉积环境为晚二叠世大明山-西大明山古平原北缘剥蚀区与沉积区的中间地带,赋矿层位具有海陆交替沉积特征。表生系列铝土矿形成于第四纪,由沉积系列铝土矿经风化剥蚀淋滤,有害组分硫同时被淋失,矿床就地残积或于岩溶洼地重新堆积而成,工业价值更高。该矿带已探明铝储量占广西总储量的95%以上。已探明大型矿床4处,中小型矿床10处。

中国重晶石矿重要矿集区

据已有矿床资料分析,多数的大型、超大型矿床不是孤立存在的,它产于一定的成矿系列之中,与系列中的中、小型矿床相伴生,可比喻为“鹤立鸡群”现象。其所以能在同一系列的诸多矿床中以规模巨大而突出出来,可能有其特定的原因。

1.成矿系列中产出超大型矿床的特定因素

1)有足够长的成矿时间,多发生在成岩成矿作用的高峰期,即在主成矿阶段形成矿石巨量堆积;

2)产在矿化中心区适宜的储矿构造中,如岩浆-热液矿床中具脉动活动的构造-岩石圈闭,SEDEX矿床中具有同生断层活动的次级海底凹槽;

3)多期成矿作用在同一空间的叠合,使矿质多重富集;

4)矿床形成后的地质变化过程中,处在易于保存不受破坏的有利部位。

总的认为,成矿系列的形成需要多种有利因素的耦合,而在此背景上的具有成矿因素最佳匹配的时-空地段则是大型、超大型矿床形成的必要条件。而在复杂的地质成矿系统中,这样的极佳条件很少见,因此,超大型矿床产生的几率是很低的。

2.柿竹园矿床实例解剖

现以柿竹园矿床及其所在的湘南花岗岩-热液型W-Sn-Mo-Bi-Pb-Zn-Ag成矿系列为例,说明柿竹园超大型矿床形成的特定条件。

柿竹园-东坡矿田位于郴州市东南千里山花岗岩体周边,沿岩体接触带及附近断续分布有20多个大、中、小型矿床,矿种有W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Be、萤石等。是我国华南著名的矿产富集区,主要成矿系列为燕山期花岗岩-热液型 W、Sn、Mo、Bi、Be、Pb、Zn成矿系列。

(1)该成矿系列形成的有利因素

1)矿田位于湘赣早古生代地块与湘桂晚古生代坳陷的边界靠隆起地块一侧,在茶陵-临武北东向深断裂带和重力梯度带上,属于古构造转折部位的地块边缘成矿;

2)在区域成矿地球化学背景上,既有赣南 W、Sn、Bi、Mo 成矿特征,又有西部(湘西南、桂北)的Sn、Pb、Zn、Cu成矿特点,形成多成矿元素组合;

3)矿田位于多组断裂构造交会地,北东、北西、南北、东西向米字型断裂的活动中心,构成多期次花岗岩类侵位的有利地段;

4)富含成矿元素的元古宙基底及其分熔演化的花岗岩类以及来自幔源的热流体(含部分矿质)提供了丰富的矿质和成矿流体;

5)花岗岩体周围的晚古生代碳酸盐岩和碎屑岩层的化学性质及其封闭构造型式,构成了捕获成矿物质的构造-岩石圈闭,使大量的成矿物质不致逃散;

6)千里山花岗岩体有四次侵位(183~144 Ma),岩浆活动强度大,热场稳定,延续时间长,伴有相应的多次气液蚀变-矿化作用。

7)早-中侏罗世成矿时,该区地表为断陷湖盆,积蓄的湖水沿断裂系统向下渗透,可淋滤出地层中的有机质、挥发分参与成矿(刘义茂等,2000);

8)成矿后该区发生继承性的断块上升运动,经过适度剥蚀,大部分矿床得以保存。

(2)柿竹园矿床的特定有利因素

由于具备上述有利成矿因素,在千里山岩体周围形成了东坡、金船塘、野鸡尾、岔路口、大吉岭、青石板及红旗岭等20多个矿床。而作为超大型矿床的柿竹园之所以“鹤立鸡群”,脱颖而出,是由于它除具有上述诸因素之外,还有特定有利条件。

1)千里山岩体就位时间自183 Ma到144 Ma,包括4次花岗岩(斑岩)侵位,每次都有矿化,而柿竹园矿床的主要成岩成矿时间位于第二次即黑云母钾长花岗岩活动(162~158 Ma)时期,正处在成矿高峰期。

2)该矿床处在由两条NE向压扭性断裂夹持的断块中,又处在次级NE向断裂的对称中心,是构造多层次震荡、岩浆多次侵位的中心部位,具备区内最佳的流体成矿系统,也即富挥发分含矿流体上涌活动中心和排泄-堆积场所。

3)具有良好的成矿圈闭构造,该矿位于千里山岩体东南侧内凹处,上有起隔挡作用的缓倾(+剪切面)地层,下连热流体脉动活动的主要通道(刘义茂称之为“热柱”),具备稳定的地温场,构成极佳的聚矿构造型式。

3.若干超大型矿床的时空位置

超大型矿床在成矿区带或矿田中处于什么位置,情况复杂多样。笔者统计了若干个实例,发现有相当一部分超大型矿床是产在矿集区的中心或靠近中心位置,在成矿时间上是在主成矿阶段(表5-6)。

表5-6 若干大型-超大型矿床的时空位置

4.大型、超大型矿床在成矿系列中的位置

在有些地区的成矿系列中,只生成一般的大、中、小型矿床,而未生成超大型矿床,如宁芜玢岩铁矿系列、鄂东南中生代Fe、Cu、Mo、Au成矿系列。以宁芜地区为例,该区在2000km2区域内,有30多个Fe(P、Ti)矿床,比较密集,成矿受处在断裂交点的次火山岩(辉石闪长玢岩)控制,由于该火山岩盆地中构造网络发育,次火山岩体众多,造成矿化的多个中心,形成8种矿床类型,在构造-岩浆结点上中小型矿床星罗棋布,而未能出现鸡群中的“鹤”。

在鄂东南地区,在约5000km2面积内,以燕山期为主的Fe、Cu、Mo、Pb、Zn、Au矿床密集,计有10种矿床类型,大、中、小矿床114个,但没有超大型矿床。这与该区的褶皱、断裂构造的多样性、多个构造结点、多个含矿层位、多个岩浆侵入体(6个大岩体,40多个小岩体)有密切关系,也即控矿因素主要是侵入岩的众多和分散,导致本区矿床数目众多,但缺少超大型矿床。

从以上2个缺少超大型矿床的著名矿集区的分析可见,在岩浆热液成矿系统中,构造-岩浆侵入体的众多和分散(多中心),是造成矿质平均、分散的一个重要原因。这也从反面说明,一个岩浆-热液成矿系统中,要发育大型、超大型矿床,一个长期(多期次)活动的构造-岩浆-热液-矿化中心是至关重要的,上述的瑶岗仙矿床是一个实例。澳大利亚的卡姆巴达铜镍矿、布罗肯山铅锌银矿、奥林匹克坝铜铀金矿等巨型矿床也都是产于长期构造活动中心。

从以上正反两面实例对比和分析中可见,一个成矿系列中,产出超大型-大型矿床的因素如下(图5-10):

中国重要成矿系列的形成机制和结构特征

图5-10 成矿系列中超大型矿床控制因素

需要说明的是,矿化多次活动中心在矿集区中的位置,视具体成矿区带不同。有不少是产在矿集区的中心(表5-6),有些则是在矿集区的边缘,如凡口矿床,其形成受盆地边缘的多种断裂控制。

总之,成矿系列中是否产出超大型矿床受多种因素控制,在不同构造环境下的不同成矿系列中,其因素也不尽相同。这里,只着重讨论了岩浆热液型及SEDEX型矿床系列中产出超大型矿床的可能条件,主要是提出一些工作思路和初步观点,有待进一步的研究、检验和深化。

矿集区是指在一定范围内矿床密集产出的区域,在此区域内,按一定空间分布着不同矿种或不同类型的大型或超大型矿床,以及中小型矿床、矿化点和矿化信息。大型矿集区是矿产资源产出的重要基地,对满足国家经济持续健康发展有十分重要的意义。

一、矿集区的划分原则

主要根据矿集区划分的基本要求结合重晶石矿床的分布特点,确定矿集区的划分原则。

1)同一大地构造分区内,重晶石矿矿集区在各自Ⅲ级成矿区带内圈定。

2)矿集区内包含不同成因类型矿床,有详(普)查以上工作程度并提交有资源储量的大型或中型以上重晶石矿床。

3)单独矿床,零星分布,中、小型暂时不圈定,大型矿床圈定矿集区(如福建永安李坊)。

4)矿集区边界、轮廓、走向按Ⅲ级区带走向分布情况而定。

二、重晶石矿矿集区划分方案

矿集区的划分基本反映了沉积型、层控(内生)型、火山-沉积型、热液型、风化残积型重晶石矿矿床的自然分布和成矿的集聚区,表现了我国重要重晶石聚集区的基本特征。圈出9个主要重晶石矿矿集区(表8-3,图8-3)。

表8-3 重晶石矿矿集区的划分方案

三、主要矿集区特征

1.黔东-湘西-桂北(大河边、湘黔式)沉积型重晶石矿集区

该矿集区位于扬子地块西南缘,湘黔交界处至桂北地区,呈近南北向带状展布。区内主要矿床类型为沉积型,已知矿床有贵州天柱大河边和湖南新晃贡溪、广西三江板必等。

震旦纪至早寒武世早期,南方大陆板块内发生了强烈的拉张活动,导致中元古代大陆的解体,产生扬子地块和华南地块,其间为深海相隔。由于陆内拉张裂谷作用,沿着扬子地块的浅海域内形成地堑式槽状深水盆地,拉张活动延续至晚震旦世仍有碱性火山岩喷发。在早寒武世整个南方海平面上升,沉积了黑色页岩,底部有含磷结核和硅质放射虫等深海凝缩沉积物。根据重晶石矿的资料研究,于上述震旦系—寒武系界线附近的含磷结核、硅质岩、黑色页岩组合层内时夹有重晶石建造。

矿集区内出露地层有元古界下江群及震旦系、寒武系、奥陶系及志留系。寒武系出露广泛,震旦系、奥陶系及志留系分布较为局限。寒武系是重晶石矿床的主要赋矿地层,奥陶系是重晶石矿床的次要赋矿地层。

图8-3 中国重晶石矿矿集区分布图

矿集区包括湘西南、黔东北及桂北地区,大地构造位置位于扬子地台的西南缘,矿集区内重晶石矿床均为海相沉积型,主要产出于下寒武统牛蹄塘组、清溪组及上泥盆统响水洞组、柳江组的硅质岩系中。矿体呈层状、似层状、透镜状单层或多层产出。区内重晶石矿床规模以大型—超大型矿床为主,中型矿床次之。

区内典型矿床由贵州镇宁乐纪重晶石矿、贵州大河边重晶石矿、湖南新晃贡溪重晶石矿。

2.甘南-陕西南-鄂北(秦巴式)沉积型重晶石矿集区

该矿集区位于扬子地台北缘,甘、陕、川、渝、鄂交界处,呈近东西向狭长带状展布。区内矿床类型有沉积型、层控型,已知矿床有甘肃文县东风沟重晶石矿、湖北省随州市柳林重晶石矿等。

早震旦世—早寒武世,扬子地台北缘为陆块边缘裂谷带,以裂陷盆地为主的深水还原环境沉积盆地,沉积了黑色岩系及锰矿和含钒、钼、铀等多金属,重晶石等矿产。秦巴地区下寒武统黑色岩系中广泛发育毒重石-重晶石矿床,为我国重要的重晶石矿集区。矿集区沿大巴山断裂北侧展布,受南秦岭大陆边缘裂谷构造环境控制。目前,区内已发现重晶石、毒重石+重晶石矿床(点)达40余处。矿床呈层状或似层状赋存于下寒武统下部的硅质岩中,含矿层位稳定,矿床具有同生沉积特征,矿体受岩性和岩相控制明显。

南秦岭地区随震旦纪裂谷的发育进一步扩张,至寒武纪—奥陶纪已发展成具有相当规模的古海槽,并在秦岭海域内基底孤岛和水下隆起的限制下,形成较典型的滞留盆地。向西与西秦岭海水相沟通,形成海域狭窄的较深海槽。在这种构造环境背景条件下,为海相喷流-沉积毒重石-重晶石矿床的形成创造了条件。

矿集区西从甘肃南部文县起,向东经陕西南部的安康、平利、旬阳、镇平等县和四川东北部的城口、万源等县至湖北北部的随县、京山县止。呈北西西-南东东向狭长带状展布。大地构造位置位于扬子地台北缘,重晶石矿床(包括毒重石)大都赋存于下寒武统底部,硅质建造和炭泥质建造之间。矿床大多为沉积成因,呈层状、似层状、透镜状。矿床以大、中型为主,底板多为黑色硅质岩,顶板一般为黑色含炭质页岩。

矿集区内重晶石矿主要赋存在下寒武统鲁家坪组中,含矿地层自老而新依次为:第一岩性段为一套硅质岩,下部为厚层硅质岩夹少量白云岩及白云质灰岩透镜体;中厚层及薄层状硅质岩,含胶磷矿结核,为毒重石及重晶石矿的含矿层位。第二岩性段为一套板岩,下部为黑色炭质粉砂质板岩;上部为灰色泥质及白云质板岩夹薄层灰岩。可见含钡矿物主要赋存于碳酸盐和硅质岩的生物化学沉积向碎屑沉积的过渡带,也是弱还原向强还原环境过渡交替部位。含矿建造的下伏地层为一套酸性火山岩、火山碎屑岩、凝灰岩等,为钡的重要来源。需指出的是大巴山地区的重晶石产出层位,不限于下寒武统,向上一直到下志留统,均有含重晶石层位。如陕西安康、旬阳等县的重晶石产于寒武系—奥陶系上段和下志留统。区内分布一系列毒重石矿床,产于地台边缘,由大巴山深大断裂控制着,下寒武统鲁家坪组为毒重石矿床的主要产出层位。

3.鄂西南-川东南-黔中(南庄坪式)层控型重晶石矿集区

该矿集区位于上扬子台褶带,地理位置包括鄂西南、川东南、黔东北和黔中,呈近北东向带状展布。

本区扬子板块内部二级构造单元上扬子台褶带(鄂黔台褶带),古生代至中三叠统海相盖层发育良好。印支运动全部上升成陆,燕山运动全部褶皱,形成地台盖层褶皱带。然而,侏罗式褶皱是本区盖层变形的主要形式,广泛发育于鄂西、湘西、川东和黔东地区,由下古生界、上古生界、三叠系和侏罗系组成的褶皱,为一系列等间距的背斜和向斜,并受两组北北东向和北东东(近东西)向的褶皱基底断裂网格的控制,呈北东向平缓弧形展布或“多”字形排布的构造格局。在中生代(印支燕山运动),大概从中三叠世开始碰撞并延续到中白垩世形成上述的盖层构造褶皱带。

区内重晶石矿床受上述盖层构造褶断带的控制明显。以川东南地区为例:该区褶皱、断裂群沿北北东向展布,褶皱长数十至百余千米,期间每个背斜控制着一个亚矿带,共六个矿亚带,总计重晶石矿脉300余条;黔东北也有由背斜控制的萤石-重晶石矿带、汞矿带、铅锌矿化带等。

矿集区内以层控型重晶石矿为主要类型之一,成矿区域较大,是我国这类矿床的重要产地。主要分布在鄂西、川东南、黔西地区。矿床赋矿围岩时代为晚寒武世、早奥陶世,在黔中西部为早二叠世和早三叠世。重晶石矿床的形成时代为燕山期。主要赋存于上寒武统—下奥陶统碳酸盐岩中,广大区域范围内无岩浆岩分布,表明萤石和重晶石的成矿作用与岩浆活动无明显联系。区内已发现数以百计的重晶石矿床(点),以中小型为主。矿床或矿体的产出与分布严格受北北西向至北西向的张性、张扭性断裂组的控制,呈陡倾斜脉状、透镜状产出。

4.邢台-汲县-运城(大池山式)层控型重晶石矿集区

该矿集区包括冀西、晋南、豫北三个相连接的地域。大地构造位于华北地台山西断隆的东部和南部。产出的地层及岩性多为寒武系、奥陶系的碳酸盐岩。其次,在太古宇阜平群、古元古界中条群佘家山组大理岩、新元古界震旦系、上二叠统等地层也见有重晶石矿。重晶石矿床大都充填于构造裂隙之中,其矿体的产状、形态、规模和分布规律,均取决于构造裂隙的产状、形态和规模及裂隙系统的排布形式。矿集区内虽然前寒武纪与燕山期侵入活动强烈。经查与重晶石矿体的形成无直接关系。

矿集区内重晶石矿床均为小型,地质工作程度不高。如豫北只对汲县大池山重晶石矿床做过普查评价,如淇县、辉县等重晶石矿点均未进行工作。又如晋南中条山一带的翼城、浮山、夏县、平陆等县的重晶石矿床(点),也只对其中的三郎山和三峰寺等少数矿床做了详细普查。控矿地层岩系主要为寒武系—奥陶系碳酸盐岩,由中条山沿太行山呈不规则带状分布。以层控为主,在河北涞源县的奥陶系也产沉积型重晶石矿床。其次,太古宇分布广,在冀西邢台等地的太古界中产小型脉状重晶石矿床。其他地层也时有重晶石矿点发现。目前探明储量仅1.5Mt,估计重晶石的资源总量﹥5mt。

5.安丘-临沭-含山(宋官疃式)重晶石矿集区

该矿集区包括了山东东部,江苏北部和安徽中部的重晶石矿床,大地构造位置,重晶石矿床的分布受郯庐裂谷带的控制,直接产于裂谷内或沿裂谷旁侧分布。工业矿床多数产于中生代构造盆地及其边缘地带,矿体多产于侏罗系莱阳组砂岩、白垩系青山组偏碱性的基性火山岩,王氏组砂页岩、安山玄武岩中。矿脉产于受断裂带影响而产生的次级张扭性构造裂隙中。区内重晶石矿的成矿时代为中生代晚白垩世燕山期晚期,成矿与白垩纪崂山期酸性侵入体有关。

6.闽西南(李坊式)沉积型重晶石矿集区

该矿集区内重晶石矿床、矿点较少,李坊重晶石矿床为一独立矿床,由于规模为大型,能够代表一类矿床类型,划分为一矿集区。矿集区分布于永安和明溪交界,大地构造位置为华南褶皱系华夏褶皱带的西南缘。矿集区成矿环境为下—中寒武统林田群为重晶石的含矿岩系,为一套浅海相细碎屑化学沉积岩。矿区构造线主要呈北西向,寒武系—奥陶系总体为一倾向南西的单斜岩层。褶皱简单,断裂有北西、北东和东西向三组。矿区内有燕山期早期黑云母花岗岩和规模较小的辉绿岩脉、煌斑岩脉。

7.桂粤(潘村式)热液型重晶石矿集区

该矿集区分布于广西象州—武宣和永福—临桂一带。大地构造位置位于大瑶山隆起的西缘与南缘。

矿体在泥盆系的碳酸岩地层内以张性断裂为主的空间以充填方式赋存。矿体的产状和形态与断裂的产状、形态一直,矿体多呈脉状,成群出现。围岩蚀变显低温特征,以硅化、碳酸盐化为普遍。

矿集区内残坡积型重晶石矿床常与原生矿相伴,多见于第四系。南方多数重晶石矿床均发现残坡积的重晶石矿。

8.锡铁山-镜铁山-青铜峡(镜铁山式)火山-沉积型重晶石矿集区

该矿集区分布于甘肃省境内,大地构造位置为北祁连优地槽。区内重晶石矿床主要为火山沉积型,次为热液型。火山-沉积型产于优地槽,重晶石以透镜体、条带、细-微粒状三种形式赋存于菱铁矿、镜铁矿层,呈厚层状产出,规模巨大。热液型重晶石矿床均为中、小型,产于优地槽、冒地槽两种构造环境。受断裂带控制,以充填方式形成脉状矿体。

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    liuzea 2025年07月17日

    我是六泽号的签约作者“liuzea”

  • liuzea
    liuzea 2025年07月17日

    本文概览:网上有关“(五)成矿远景区划及科学研究工作”话题很是火热,小编也是针对(五)成矿远景区划及科学研究工作寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望...

  • liuzea
    用户071704 2025年07月17日

    文章不错《(五)成矿远景区划及科学研究工作》内容很有帮助