湘南地區(qū)內(nèi)生錫礦的構(gòu)造-地球化學類型

湘南地區(qū)內(nèi)生錫礦的構(gòu)造-地球化學類型

1地質(zhì)構(gòu)造特征1.1含礦地層分布湘南位于嶺南成礦帶的中部。它與揚子和中國東部接壤，包括湖南南部的裂谷和羅門村。據(jù)地質(zhì)、地球物理資料,以NE向炎陵-郴州-藍山為界,兩者之間大致顯示一超巖石圈斷裂階梯帶,該斷裂階梯帶將湘南劃分為北西、南東兩個不同的地質(zhì)單元和異常區(qū)。北西區(qū)為湘中南裂陷槽,主要為巨厚的上古生界碳酸鹽巖相地層分布區(qū),區(qū)域重力異常高,異常變化平緩;南東區(qū)屬于羅霄地塊,主要為下古生界硅鋁質(zhì)碎屑沉積,巖漿活動相對較強,形成由多個局部重力異常組成的異常群,重力場值變化大而復(fù)雜。1.2基本結(jié)構(gòu)湘南地區(qū)可分為三個大的構(gòu)造層及其相應(yīng)的三期構(gòu)造運動,并形成三套不同的區(qū)域構(gòu)造格局。(1)內(nèi)板塊構(gòu)造單元前泥盆系構(gòu)造層由震旦系、寒武系及奧陶系地層組成;泥盆系地層不整合于上。由于加里東期陸內(nèi)板塊的碰撞、拼貼作用,使前泥盆系基底構(gòu)造層形成一系列NWW向或EW向延展的緊閉線型褶皺構(gòu)造群以及相伴生的平行逆-沖斷裂。期后,由于海西-印支運動和燕山運動的影響與干擾,致使大部分地段基底構(gòu)造層的構(gòu)造格局受到嚴重的破壞,輕者被局部包容,重者則被徹底改造。(2)中、新生代地層整合晚古生代構(gòu)造層由泥盆系、石炭系、二疊系地層組成;中、新生代地層不整合其上。由于海西-印支運動的基底滑移、疊瓦式推掩作用,使上古生界構(gòu)造層形成一系列NE向40°左右延展的隔擋式線性褶皺。(3)疊瓦式推覆體巖相成礦中、新生界蓋層由三疊系上統(tǒng)以及侏羅系、白堊系構(gòu)成。由于燕山構(gòu)造運動的影響,基底的滑移,疊瓦式推掩進一步加強,形成一系列斷陷盆地和NE向推覆體,并伴有強烈的中酸性巖漿侵入活動和成礦作用。2礦山建造及其時間和空間分布規(guī)律2.1湘東南角緣成礦礦床內(nèi)生成礦建造系指時間上生成于地殼發(fā)展的一定構(gòu)造階段,空間上賦存于一定的構(gòu)造位置,成因上與一定巖漿建造有關(guān)的一整套礦床(陳國達,1978)。湘南內(nèi)生錫礦絕大多數(shù)產(chǎn)于揚子、華夏兩大陸內(nèi)板塊碰撞、拼貼帶,即羅霄地塊與湘中南裂陷槽的接壤部位及其與NW向郴州-邵陽走滑斷裂帶的交匯部位(圖1),與燕山期中酸性、酸性花崗巖緊密相關(guān),屬于造山帶型中酸性、酸性巖漿成礦建造。其礦床種類按成礦作用的生成方式、控礦條件等因素可劃分為6種類型(表1)。2.2成礦作用分析長期活動的炎陵-郴州-藍山超巖石圈斷裂帶導致了東、西兩區(qū)地質(zhì)發(fā)展過程的根本差異和地球物理場、地球化學場的不同,錫的成礦作用亦表現(xiàn)出明顯的時空變化規(guī)律。(1)裂為主,充填對接型湘南主要賦礦地層的沉積成巖時代為震旦紀、寒武紀、泥盆紀和石炭紀。其中,產(chǎn)于震旦-寒武系淺變質(zhì)砂巖、板巖中的錫多金屬礦床,控礦因素以斷裂為主,屬裂隙-充填交代型礦床(紅旗嶺、香花嶺);產(chǎn)出部位主要在花崗巖或花崗閃長巖體的內(nèi)、外接觸帶,控礦因素直接與巖體有關(guān),屬接觸交代型礦床(柿竹園、金船塘)。本區(qū)花崗巖的侵位與形成以及錫的成礦作用主要發(fā)生在燕山期,即同位素地質(zhì)年齡值在107～227Ma。其中燕山早期是本區(qū)構(gòu)造運動最為頻繁的時期,當多次構(gòu)造運動發(fā)生時,導致同源巖漿脈動式侵位和分異作用,并伴有既具繼承性,又有一定差異的多期次成礦作用。(2)礦床地質(zhì)特征如前所述,本區(qū)錫礦床主要分布在炎陵-郴州-藍山斷裂階梯帶及其與郴州-邵陽走滑斷裂帶的交匯部位。其中,云英巖化巖體型錫礦床主要產(chǎn)于燕山期千里山、騎田嶺、大義山中細粒黑云母二長花崗巖、石英斑巖體的前鋒、前緣部位,常與W,Mo,Bi,Cu共生;接觸交代型錫礦床主要分布于巖體與泥盆-石炭系碳酸鹽巖的接觸帶,嚴格受接觸帶構(gòu)造的控制,主要礦床有水湖里、金船塘、柿竹園等。裂隙充填型礦床主要產(chǎn)于巖體內(nèi)部、巖體外接觸帶或遠離巖體的圍巖裂隙中,嚴格受構(gòu)造裂隙所控制。3內(nèi)錫礦成因構(gòu)造與地球化學環(huán)境3.1基底構(gòu)造及演化構(gòu)造是成礦必須具備的條件?？刂茀^(qū)域成礦的構(gòu)造條件主要是基底構(gòu)造及其在基底構(gòu)造基礎(chǔ)上發(fā)展演化的多旋回構(gòu)造活動帶。礦床產(chǎn)出部位多與構(gòu)造運動方式、力學性質(zhì)、構(gòu)造類型及其組合有關(guān)。(1)基底斷裂發(fā)育的沉積相泥盆系是區(qū)內(nèi)主要的控礦層位,在加里東運動基礎(chǔ)上發(fā)展的NNE-NE向線狀隆起與拗陷控制了泥盆紀沉積盆地和沉積相帶的分布,泥盆系地層中的大部分巖漿熱液礦床,群集于隆起構(gòu)造帶及其邊緣?；讛嗔咽强刂瞥练e相帶和巖漿熱液活動的重要因素。區(qū)內(nèi)NE向炎陵-郴州-藍山基底斷裂發(fā)育于早古生代,具多旋回構(gòu)造活動特征,斷裂兩側(cè)以不同的活動方式控制沉積環(huán)境的變化和巖相帶的分布。同時基底斷裂又是溶液及深部熱液循環(huán)的良好通道,在沉積、成巖及后生改造過程中,由于斷裂帶與周圍物理、化學環(huán)境不同現(xiàn)而產(chǎn)生的屏蔽作用,有利于成礦元素的聚集,形成Sn,Pb,Zn等成礦元素的地球化學高背景區(qū)或礦源層。同時,基底斷裂帶是巖漿活動的場所和上侵通道,控制了巖漿熱液礦床、巖漿熱液-改造疊加礦床的空間分布。(2)隆、柱、野區(qū)構(gòu)造區(qū)在基底構(gòu)造基礎(chǔ)上繼承性發(fā)展的NE-NNE向構(gòu)造帶是本區(qū)錫多金屬礦床成礦的重要條件之一。NE-NNE向構(gòu)造,是區(qū)內(nèi)長期活動的構(gòu)造帶?？傮w上呈線狀排列,由隆、拗相間的褶皺和斷裂組成,具東部隆起,西部拗陷的特點,構(gòu)造規(guī)模東強西弱。其交匯部位是各次構(gòu)造活動應(yīng)力集中及褶皺、斷裂發(fā)育部位,為巖漿活動、地下熱水循環(huán)和礦液聚集創(chuàng)造了條件,錫多金屬礦床多分布于斷裂帶交匯部位、高侵位花崗巖體前鋒部位及其周圍。(3)沖斷推覆構(gòu)造帶在地殼水平擠壓應(yīng)力作用下,應(yīng)力集中的擠壓帶前緣往往出現(xiàn)逆沖斷裂。斷層兩側(cè)巖層強烈褶皺,產(chǎn)狀變陡,上盤沿斷層面向上推覆隆起形成倒轉(zhuǎn)背斜,下盤沿斷層面向下拗陷形成倒轉(zhuǎn)向斜,這些斷層和褶皺,組成力學性質(zhì)復(fù)雜的不同級序的沖斷推覆構(gòu)造帶,其中屏蔽構(gòu)造及斷層兩側(cè)的層間構(gòu)造是礦床(體)產(chǎn)出的主要部位。3.2n較高富集度本區(qū)主要地層成礦元素豐度(表2)以震旦-寒武系地層中的W,Sn較高,富集度分別達到18.5×10-6和2.1×10-6;泥盆系地層次之,W,Sn富集度分別為7.44×10-6和2.06×10-6,表明震旦-寒武系地層屬于W,Sn元素高含量層。3.3花崗巖的地球化學環(huán)境(1)以符合生物活性原則的巖體成礦分析,其以騎田嶺、千里山巖體為代表的燕山期花崗巖,均具高硅、富堿、鋁過飽和、鐵、鎂、鈣、鈦含量偏低,富硼、氟等含錫花崗巖的巖石化學特征。在同期不同階段巖體中,存在著巖石化學和礦化強度方面的差異。如千里山燕山早期第二階段巖體(γ2-252?25)的總堿量比燕山早期第一階段巖體(γ2-15)高,K2O/Na2O比值比第一階段巖體低,比值低的巖體成礦作用相對較強,反映出礦化強度與巖漿的分異程度和堿質(zhì)交代作用有關(guān);含礦巖體交代作用發(fā)育,常有明顯的蝕變、礦化分帶,自下而上,由早期至晚期具有鉀長石化→鈉長石→云英巖化和相應(yīng)的TR-Nb,Ta-Be,W,Sn礦化分帶。中泥盆統(tǒng)棋梓橋組是廣大地質(zhì)工作者公認的礦源層,加里東運動之后出現(xiàn)于不整合面上的首次大規(guī)模海浸旋回,使大量物質(zhì)(包括成礦物質(zhì))從陸地向海洋遷移、儲集。在有利的古地理環(huán)境下,不同的物質(zhì)組份分異或集中,因而構(gòu)成了良好的礦源層;從巖石組合上看,碳酸鹽巖上部的泥質(zhì)巖滲透性差,可以起到隔熱和阻滯含礦流體的作用,而碳酸鹽巖易于吸收含礦溶液和相互交代成礦,不同巖性的配置構(gòu)成了一個對成礦有利的地球化學障。因此,不同類型的有色金屬礦床均產(chǎn)于以D2q為界面的上下部位。下部(Z-∈、D2t)在碎屑巖中形成裂隙充填型礦床;上部(D2q、D3x)在碳酸鹽巖中形成了接觸交代矽卡巖型礦床.(2)snw巖石作為成礦元素載體的花崗巖,其成礦元素含量是衡量巖體含礦性的重要標志。成礦作用強的千里山巖體中,除Zn外,W,Sn,Mo,Bi,Cu,Pb等的含量均高于花崗巖平均值(維氏值),其中Sn高出10～20倍,晚階段高出300倍(表3)。含Sn(W)花崗巖中B,F等與成礦相關(guān)的揮發(fā)組份的高背景含量和較大的離散程度,也是成礦的重要條件和標志。千里山巖體中B,F含量是維氏值的數(shù)倍,B的變異系數(shù)高達15%～21%;王仙嶺巖體B,F的含量雖然較高,B含量是維氏值的27倍,但離散程度低,變異系數(shù)僅0.25%～1.64%。而且以含W,Sn的電氣石出現(xiàn),前者成礦作用強,后者成礦作用弱。本區(qū)含Sn花崗巖以富Rb貧Sr為特征,Rb/Sr比值在千里山巖體中為9.7～58.5,王仙嶺巖體為10.5～17.5。礦化強度和比值大小呈正相關(guān)。(3)金雞嶺、期木巖體ce/y值本區(qū)燕山期花崗巖∑REE值為227～444,∑Ce/∑Y比值在0.53～2.23之間;同一巖體從早階段至晚階段反映出∑Ce/∑Y值由高至低,即由輕稀土含量高轉(zhuǎn)為重稀土含量高。以千里山巖體為例:由γ2-15→γ2-25→γ2-35,∑Ce/∑Y值由1.426→0.643→0.501,金雞嶺、螃蟹木巖體∑Ce/∑Y值由2.32→0.86;九峰(γ2-2a5)、鵝形(γ2-2b5)、中棚(γ2-2C5)和小江(γ2-35)巖體∑Ce/∑Y值由3.61→3.03→1.75→1.06,δEu值在同巖體中從早階段至晚階段亦反映出由高而低的特征,如千里山巖體δEu值由0.11(γ2-15)→0.06、(γ2-25)→0.02(γ2-35),稀土配分模式表現(xiàn)銪負異常,銪虧損明顯(圖2、3)。4對地球化學作用的制約錫元素的分布、遷移和富集所構(gòu)成的地球化學過程與地殼(尤其是富錫區(qū))的構(gòu)造演化過程緊密相關(guān)。錫成礦的富集作用是地殼發(fā)展史上特定條件下產(chǎn)生的,并受地球化學作用的制約。因此,內(nèi)生錫礦構(gòu)造-地球化學類型是按照構(gòu)造條件、地球化學行為和成礦作用諸因素的差異(或成礦構(gòu)造-地球化學特征)而劃分的。據(jù)此,湘南內(nèi)生錫礦成礦構(gòu)造-地球化學類型主要有陸內(nèi)板塊拼貼帶親氧型、走滑斷裂帶親氧-親硫型和陸內(nèi)板塊拼貼帶親鐵-親硫型三種(表4)。4.1南羅熄地層成礦元素主要分布在NE向炎陵-郴州-藍山超巖石圈斷裂階梯帶(揚子、華夏陸內(nèi)板塊拼貼帶)及其東南側(cè)羅霄地塊。以前寒武系復(fù)理石建造、燕山期酸性、超酸性花崗巖建造為特征,典型成礦元素為Sn,Li,Rb,Cs,Nb,Ta;伴生元素有Mo,Bi,Ag,Au,U等。礦床成因類型以云英巖型、石英脈型和云英巖化巖體型最為重要,典型礦床有湘源錫礦床、紅旗嶺錫礦床等。4.2巖建造、含煤建造主要分布于NW向郴州-邵陽走滑斷裂帶及其與炎陵-郴州-藍山超巖石圈斷裂帶的交匯部位。碳酸鹽巖建造、含煤建造發(fā)育,巖漿建造為燕山期酸性-超酸性花崗巖、石英斑巖;成礦元素為Sn,W,