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所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-08-31 11:23 熱度:
摘要:新疆的阿爾泰造山帶南緣包括了額爾齊斯構造帶,為重要金礦床成礦帶之一。文章以研究區成礦地質背景及成礦特征為基礎,應用金礦成礦過程中構造-流體-成礦作用理論,對阿爾泰造山帶南緣金礦成礦規律進行分析和探討,提出了阿爾泰造山帶南緣山——盆轉換系統內金的構造-流體-成礦作用體系中構造主導作用、流體直接作用及構造和流體耦合作用與金礦成礦機理和時空分布特征間的關系。
關鍵詞:阿爾泰造山帶;金礦;成礦背景;構造-流體-成礦作用
前言
阿爾泰造山帶南緣是新疆北部重要金礦床集中地,特別是沿額爾齊斯成礦構造帶分布有眾多金礦床(如薩爾布拉克、克科薩依、阿拉那提等金礦)。近十幾年來,將構造-流體作用研究與礦床成礦機理研究結合起來,已成為礦床學研究領域內一個新學科,經過深入分析前人資料,考察和研究該地區礦床,認識到構造和地質流體對礦床的形成起主導作用。運用成礦構造-地質流體-成礦作用體系研究方法,在分析其區域地質背景和礦床成礦特征基礎上,以阿爾泰造山帶獨特地質特征與成礦作用研究為主線,詳細分析研究了阿爾泰造山帶南緣主要巖金礦的構造成礦作用和流體成礦作用,提出其規律性,對在該區現有金礦床基礎上,尋找和預測新的工業礦床提供依據。
1.成礦地質背景
研究區位于西伯利亞板塊與準噶爾-哈薩克斯坦板塊聚合拼接部位。以北為西伯利亞板塊南緣的阿爾泰陸緣弧構造帶,以南為北準噶爾構造帶。區內主干斷裂呈NW向展布,其中額爾齊斯斷裂控制本區構造-巖漿-成礦作用。以額爾齊斯斷裂為界,阿爾泰南緣地區可分為南東部和北西部兩個不同構造變形域。區域地層大體分為3大套:前震旦紀基底巖系,震旦—古生代以火山沉積和陸源碎屑巖為主的蓋層巖系,中新生代為上疊盆地型陸內碎屑巖系。該區巖漿侵入活動十分強烈。主要包括如下3種巖:①以超基性巖為主的基性-超基性巖漿巖,形成蛇綠巖套中超基性-基性雜巖體;②以基性巖為主含少量超基性巖的超基性-基性巖漿巖,形成鈣堿性超基性-基性雜巖體;③遍布全區的深成-中深成相花崗巖類和中酸性淺成-超淺成侵入巖類巖漿活動。包括不同時代的三期花崗巖,與金成礦有關的是科迪勒拉I型花崗巖和板內造山型花崗巖。區內的變質巖類在空間展布上自北向南劃分為4個較明顯區域混合巖化帶,即喀得熱特-可可托海混合巖帶、烏恰混合巖化帶、克孜勒別特-也克克澤勒混合巖帶和喀喇額爾齊斯混合巖帶。阿爾泰地區Au區域地球化學異常分布如。主要異常集有鐵列克異常集(I)、哈巴河異常集(II)、哲里開特異常集(Ⅲ)、普太異常集(IV)、阿勒泰異常集(V)、克孜加爾異常集(VI)、西岔河異常集(VII)、諾爾特庫馬蘇異常集(VIII)、喀依爾特河上游異常集(IX)。阿爾泰造山帶形成演化及成礦背景認識較清楚,現在重點研究出現于主造山期的后期階段的構造成礦作用,形成同造山期稀有金屬礦床、同造山期銅-鎳硫化物礦床、同造山期銅-多金屬礦床和同造山期巖金礦床。
2.阿爾泰造山帶南緣金礦構造作用
阿爾泰造山帶演化史中,伴隨使殼層橫向縮短和縱向增厚的擠壓-滑脫-沖斷造山過程,引發同造山期構造-流體-成巖作用、構造-流體-變質作用和構造-流體-成礦作用,是阿爾泰造山帶主造山期的主要特點。流體作為從礦源地萃取并搬運成礦物質的主要媒介,在促使成礦物質從分散到富集成礦過程中起重要作用。從構造與流體相互關系看,在成礦過程中,構造是控制一定區域中各地質體間耦合關系的主導因素,是驅動流體運移的主要動力。各種構造形跡,如斷層、裂隙、角礫巖帶等為地球內部流體運移提供通道,其擴容空間是含礦流體大量停積和沉淀礦石的場地。構造應力對巖石力學、物理性質產生影響,影響流體在巖石中流動狀態、速率和水-巖作用過程。
3.構造與金成礦作用
構造不僅是被動的控礦因素,也是成礦作用的主動因素。構造運動為成礦物質活化轉移提供能量和驅動力,即對驅動含金流體運移,促成礦質由分散到濃集起主導作用。構造演化與成礦作用300Ma前后是阿爾泰造山帶金礦形成的重要時期,也是其南緣地殼增生的重要時期。可能的模式是:早石炭世末準噶爾洋殼向北俯沖殆盡,準噶爾板塊拼貼于西伯利亞板塊南緣,緊隨之弛張作用引起地殼伸展塌垮,伴隨堿性花崗巖侵入,使地幔物質以垂直方式加入到地殼中,形成一個陸殼重要增生期。在這一構造事件中,由于伸展作用使地殼出現異常地溫梯度,使成礦流體發生運移,并萃取地層中的金。成礦流體在構造部位發生溫壓驟降時,成礦元素沉淀形成礦床。在阿爾泰造山帶長期構造演化過程中,早石炭世末以前沒有形成金礦床,石炭紀之前主要為礦源層形成階段,又分為前震旦紀初始礦源層形成階段和震旦紀至泥盆紀礦源層形成階段。中石炭世成礦作用發生在板塊拼接后的陸內構造演化過程中,其中造山后的快速伸展塌垮與金礦形成關系密切。
4.流體與成礦作用
據阿爾泰造山帶南緣阿克提什坎、庫馬蘇、塔斯比格、多拉納薩依、阿克希克、賽都等10多個金礦區的流體包裹體研究,含金石英脈中流體包裹體為液相、氣相及多相包裹體,一般5~8μm,形態呈不規則狀、橢圓形和滴水狀等。主成礦階段溫度變化范圍在200~330℃。包裹體氣相成分以CO,H2O,CO2,CH4為主,CO含量大于H2O。據包裹體氣相成分,巖金礦分為2類:一類為CO2,含量大于CO,集中于弧后盆地多拉納薩依、賽都等礦床;其余礦床為CO含量大于CO2。除阿克希克和多拉納薩依礦床外,包裹體Cl-/F-比值均大于1,顯示Cl-在成礦物質搬運過程中起重要作用。從成礦早期階段到晚期階段,氧逸度呈波狀下降趨勢。成礦流體硫逸度從成礦早期階段到晚期階段逐漸降低,氧逸度和硫逸度的下降趨勢,反映了成礦流體中的成礦物質由有利于發生遷移的氧化環境向有利于沉淀的還原環境轉化的過程。從國外一些學者研究看來,流體-巖石作用與流體間混合作用是導致成礦流體中金元素產生沉淀并富集成礦的主要原因,并在國外許多金礦床內得到證實根據該區金礦床多產于斷裂旁側及區內各種成礦流體十分活躍等特征,認為區內有些金礦床應為多種流體發生混合作用而形成。
5.結論
通過對阿爾泰造山帶南緣巖金礦大量地質資料的分析,結合野外對額爾齊斯一帶金礦構造帶與阿爾泰造山帶增生楔進行實測剖面研究,特別是對處于山-盆轉換系統的額爾齊斯深斷裂帶、構造接觸帶型金礦床和構造破碎帶型金礦床的各類樣品流體包裹體分析研究,關于阿爾泰造山帶南緣山-盆轉換系統內金的構造-流體-成礦作用體系有如下主要認識:構造是控制礦床形成的主導因素在大地構造演化的造山-造盆過程中,形成山-盆轉換帶及轉化系統內切穿至上地幔的深斷裂帶為礦床提供了幔源礦質,控制了礦源層分布。隨著深斷裂演化過程中滑脫、沖斷-推覆、剪切擠壓松弛階段的拉張,為來自上地幔和殼下層的含金構造熱動力流提供了通道,并對Au成礦的活化、遷移和富集創造了條件。構造作用導致流體沸騰、混合和相分離作用的發生,控制成礦發生。本區構造成礦作用與額爾齊斯深大斷裂關系極大,該斷裂是阿爾泰造山運動中形成的滑脫-沖斷-推覆斷裂帶。構造破碎帶型金礦床的礦質是隨地幔熱動力流體沿這條斷裂帶遷移并分散于火山-沉積建造中,構造接觸帶型金礦床礦質是隨地幔熱動力流體上升,額爾齊斯滑脫帶又是加熱大氣降水的場所;沖斷-推覆過程又促進熱流體向南西側流動,浸出礦源層中分散礦質并遷移富集;沖斷-推覆過程發出強大脈沖應力又為礦質活化轉移提供了能量;沖斷-推覆過程中出現右型走滑剪切為礦質的遷移創造了成礦富集場所;左型雁列等距破碎帶為形成含Au同熔型閃長巖漿房提供了熱能,為含Au閃長巖漿上侵提供了通道,在巖體接觸帶創造了壓力降沉淀空間等。流體是控制礦床形成的直接因素成礦流體在其遷移、演化過程中不斷與圍巖發生反應,這些反應引起的交代蝕變使成礦物質得以活化轉移。流體中Cl-含量相對較高,Au多以Cl的絡合物形式遷移搬運,成礦流體運移主要以斷裂破碎帶運移為主。流體作用直接導致Au沉淀富集成礦,成礦流體中成礦物質由有利于發生遷移的氧化環境向有利于沉淀的還原環境的轉化,Au在還原環境下發生沉淀。引起礦床最終富集并形成規模礦床的成礦作用是多源的流體混合作用。
文章標題:阿爾泰造山帶南緣金礦的構造-流體-成礦作用研究與分析
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