黔东南天柱—锦屏地区金的成矿系统及其结构

发布时间：2020-09-18 17:04

　　黔东南天柱—锦屏地区(简称天锦地区)位于贵州东南部天柱县—锦屏县境内,东连湘西南接桂北,面积约2000km2。黔东南地区金矿开采历史悠久,点多、面广,且易采易选,是我国湘黔金矿集中区的重要组成部分。区内金矿床(点)分布密集,成矿地质条件有利,具有良好的找矿前景。但多年投入大量工作而找矿效果欠佳,究其原因,主要是“采挖先行,勘查滞后,规律不清,靶区不明,以致久攻不克”,成为典型的“鸡肋型”矿化勘查区。因此,用系统论的思维对该区金的控矿构造体制、成矿要素、成矿作用过程、矿化时空结构等方面进行研究具有重要的理论及实际意义。研究区位于雪峰弧形构造带西南段,是华南褶皱带与扬子准地台之间的过渡带。含矿建造为新元古代斜坡过渡相浅变质岩系。地史上经历武陵、雪峰、加里东和印支—燕山等多期次构造运动,有洋陆转换阶段的造山运动,也有陆内活动阶段的造山运动,为由陆缘向陆内转化的陆内造山带。区内构造复杂,发育有不同组合类型的褶皱、断裂构造形迹,构造线方向主要为近东西向、北东向及北西向。本文通过对黔东南天锦地区区域地质特征、大地构造演化背景、金矿床地质特征、成矿年代学、成矿流体地球化学及热液蚀变地球化学的综合研究,结合成矿系统理论基本框架和前人研究成果,初步探讨了研究区金的成矿系统及矿化时空结构特征。取得了以下几方面的新进展和新认识：1、厘定了构造变形特征及构造控矿规律研究区金矿床形成于由洋陆活动转为陆内造山环境,是下江群变质岩建造、隐伏岩体、东西向基底断裂与北东向断裂构造综合作用的产物。本文采用整体分析与重点解剖相结合的思路与方法,将研究区的构造形迹及矿化现象纳入统一成矿系统,从整体上进行研究。运用现代构造解析方法重新厘定了区内主要构造样式,从构造的几何学、运动学角度揭示了东西向及北东向主要控矿构造形迹的变形特征,并初步确定了区内五期构造变形序列。中元古代末一新元古代,在近SN向最大主压应力作用下,沿沉积相带差异明显的隆凹接合部位形成了近EW向的韧性剪切带(北部的凯寨—高酿基底断裂带和南部的台江—启蒙基底断裂带)。同时,受这一区域构造应力场的控制,NNE向张剪性裂隙已见雏形。新元古代至早古生代末,在NW—SE向最大主应力作用下,具有左行剪切走滑性质的早期东西向断裂再次活动,由左行剪切转化为右行剪切,其在剖面上表现为上盘向下斜落,在平面上表现为右行平移。志留纪末,由于南华裂谷海槽的消亡,该区已由洋陆活动转为陆内造山环境,继续受NW—SE向及SN向挤压应力场作用下,先存的NNE向张剪性断裂带受Ew向构造带的有行剪切应力作用影响,使其转成NE—NEE向(如平秋、偶里、稳江剪切带)。在剖面上发生大规模的顺层滑移和切层滑动,与早期分布的一系列NE—NEE向隔槽式褶皱核部或其附近形成劈理化带或节理密集带。在多期多阶段构应力作用下,促使含矿流体由压力高值区→低值区流动,向构造薄弱带扩散运移,造成矿化作用和围岩蚀变的叠加,在合适物理化学环境富集成矿。2、划分了矿化类型和成矿期次在对区内已知矿化点综合分析研究的基础上,按成矿作用、矿化特征及控矿构造的不同,将区内金矿化类型划分为层控型和构控型两大类：层控型划分为层间石英脉和斜切石英脉型；构控型划分为褶控型石英脉、断控型石英脉、剪切带型石英脉和剪切带蚀变岩型。根据宏观野外观察所确定石英脉体之间的穿切关系,结合镜下及手标本上观察到的矿石矿物组合、结构构造以及成矿流体特征等,将研究区金矿划分为两个成矿期,即热液成矿期和表生富集期。热液成矿期划分为四个成矿阶段：含微量金—少量毒砂—石英阶段→含金—黄铁矿毒砂—石英阶段→含金多金属硫化物一石英阶段→少量硫化物—石英—碳酸盐阶段；表生富集期主要表现为沿近地表或地表河床中砂金矿的形成。3、发现了岩浆岩脉本次工作在虎盆金矿区平硐(PD2)内首次发现岩浆岩脉出露,脉宽仅为8cm左右,处于EH-4物探解译3号剖面的H7位置,经岩矿鉴定、岩石地球化学(常量元素、微量元素、稀土元素)等研究初步确定该脉岩为花岗闪长岩脉。通过岩石构造环境讨论,认为该花岗闪长岩脉只可能是在南华裂谷海槽洋壳向扬子古陆俯冲的情况下,造山带外带即黔东南地区地壳在伸展减薄的环境下,富集型新生下地壳(岛弧玄武岩)部分熔融所形成的。中元古代早期,南华狭窄洋盆的洋壳向扬子陆块俯冲,其东南缘出现沟—弧—盆格局,并形成花岗闪长岩源岩,在早古生代的后碰撞伸展构造环境下发生部分熔融的产物。同时,认为该花岗岩类侵入体与黔东南天锦地区金矿床之间存在重要的成因联系。4、厘定了金成矿作用过程与矿化时空结构特征(1)天锦地区金矿田稀土元素研究表明矿石与下江群地层、邻区岩浆岩、虎盆区脉岩的球粒陨石标准化配分曲线一致,均为右倾型,反映其矿质来源具围岩及深部岩体的双重性；岩矿石硫同位素分析结果表明834S值具有陨石硫及地层还原硫的混合特征；矿石中硫化物铅同位素研究表明铅同位素比值变化范围较窄,在构造模式图上主要集中分布于“造山带铅”和“岩浆作用铅”的多来源区；铷—锶同位素研究表明成矿物质主要来源于地壳,可能受到幔源物质混染；矿石矿物石英氧同位素测试分析结果表明接近于岩浆岩和下江群变质岩的混合区域,体现其同源性和继承性特征。综上所述,研究区金的主要来源为下江群变质岩,间接来源可能与深部侵入岩有关。(2)成矿期金成矿流体主要处于酸性—弱碱性的弱还原体系(PH值为6.43～7.50,Eh值为0.328～1.023V)。在微量金—少量毒砂—石英阶段(Ⅰ),成矿介质的PH=6.50,Eh=0.462, lgfo2=-48.14,成矿温度为162.4～343.4℃,为中低温弱酸性还原环境。阴离子成分富含Cl-,因此,该阶段的金可能以金的氯络合物[AuCl2]形式迁移。在金—黄铁矿毒砂—石英阶段(Ⅱ)阶段,成矿介质的PH=6.43,Eh=0.328,lgfo2=-40.28,成矿温度为139.2-350.1℃,成矿温度和氧逸度的降低导致[AuCl2]溶解度减小,以[AuCl2]发生歧化反应,有利于金的沉淀。同时在中温条件下大部分Au重新与硫离子形成[Au(HS)2]络合物。在金—多金属硫化物—石英阶段(Ⅲ),成矿介质的PH=6.94, Eh=0.852, lgfo2=-39.26,成矿温度为137.7-355.4℃,金主要以[Au(HS)2]形式迁移。(3)本区金矿化在成矿时间演化上具继承性、阶段性的结构特征。基于本区成矿演化与区域地质构造演化的匹配关系,将区内成矿演化划分为成矿预富集期→成矿初始富集期→成矿叠加富集期→成矿表生淋滤富集期4个成矿期,构成了本区完整的区域地质—成矿演化系统。成矿预富集期形成面型的潜在矿化(源)层,奠定本区矿化的基础；成矿初始富集期通过对原始潜在矿化(源)层的变形变质改造,形成基础矿化,在个别地段形成金的弱工业矿化；成矿叠加富集期为区内最重要的变质热液成矿作用,现出露的各金矿床(点)均源于其叠加改造富集形成的金工业矿化；成矿表生淋滤富集期在很大程度上受先期矿化的制约,主要表现为氧化淋滤叠加改造成矿作用使金矿化发生次生富集,形成砂金矿。(4)本区金矿化在成矿空间展布上具丛聚性、似等距性、方向性、顺层性、分带性等结构特征。矿(化)体的产出样式明显受成矿作用及控矿构造的制约。丛聚性表现为研究区内金矿床(点)大多沿有利构造部位相对集中分布,在空间上成群成带产出；似等距性主要表现为区域范围内控制矿带断裂构造间的似等距性、控制矿床断裂构造或成矿有利部位构造间的似等距性、控制矿区内矿体(脉)以及矿化富集中心的断裂构造及构造有利部位间的似等距性；方向性主要表现为区内矿(化)体产状总体呈近北东向展布及热液矿化发育程度自西向东或自南西向北东逐渐减弱的呈明显方向性的分布规律；顺层性主要表现在金矿(化)体大多沿不同的岩(性)层界面产出,走向上与岩层走向近于一致,倾向与岩层产状也近于一致：矿化空间展布的分带性根据层次结构的不同划分为矿化类型的分带性及成矿元素的分带性。矿化类型的分带性主要表现在垂向、横向空间上的有序性、赋矿标高上的分带性；成矿元素的分带性主要表现在水平分带性、纵向分带性、垂向分带性。5、建立了勘查系统模型,进行了成矿预测基于对区域地质背景分析、控矿因素分析、成矿作用过程研究、矿化时空结构分析等,提取了有效预测评价标志,构建了该区金矿预测的综合信息找矿模型。并运用综合找矿模型和多种预测评价方法,筛选出8个找矿靶区,其中Ⅰ级靶区3处、Ⅱ级靶区2处、Ⅲ级靶区3处。
【学位单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P618.51

【参考文献】