第3卷 第2期     高 校 地 质 学 报      V o l.3N o.2 1997年6月     Geo logical Jou rnal of Ch ina U n iversities     June,1997
右江褶皱带有金属矿床成矿系列初步研究3
华仁民  朱金初
(南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室)
赵一英 周建平 吴燕玉 陈晓东2020年江苏省公务员考试时间
(南京大学地球科学系)
摘 要 右江褶皱带位于华南褶皱系的南西端,地质构造复杂,有金属矿产丰富。本
文对该区有金属矿床的两个主要成矿系列进行了研究,一是与重熔型花岗岩类有关
的锡2铜2银多金属矿床成矿系列,其中又可将其分为锡2铜与银多金属两个亚系列;二是
沉积2改造型层控锑矿床成矿系列。本文以个旧、都龙、白牛厂、德保、凤凰山和木利、马
雄等矿床为实例,分别讨论了两个成矿系列的主要特征、控矿因素和矿床成因。
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浙江省招生办关键词 矿床成矿系列 重熔型花岗岩 沉积2改造 有金属矿床 右江褶皱带
分类号 P612
1 地质构造背景
右江褶皱带地处我国,西起个旧,东接南宁,包括云南东南部和广西西部,南面与越南接壤;在大地构造上属于华南加里东褶皱系的一部分,并位于其南西端,其北侧以弥勒—师宗断裂与扬子板块为界,西南侧隔哀牢山断裂带与兰坪—思茅印支微板块为邻,南东侧为钦州地槽,向东则过渡为同属华南褶皱系的桂中桂东拗陷。
右江褶皱带处在几个大的构造单元的交接部位,地质构造复杂,演化历史独特,关于本区地质构造的性质问题,各家意见不一,先后有“右江印支再生地槽”、“右江裂谷带”、“右江海西2印支裂陷盆地”等[1-7]。笔者在综合前人研究成果的基础上,把右江褶皱带的地质构造演化归纳为两个阶段:第一阶段是作为华南褶皱系的一个部分,包含在后者的形成过程中,即前加里东期;第二阶段是加里东以后右江褶皱带自身的构造发育时期。
在第一阶段,中元古代开始的拉张作用形成了包括浙赣湘桂滇越的广大华南地槽[3,8,9]。在经历多次局部挤压和拉张之后,至早古生代后期,在挤压应力的主导下,经过一系列构造运动(涉及本区的有郁南运动、北流运动和广西运动),华南地槽完成了褶皱造山,形成华南褶皱系。
第二阶段,本区从早泥盆世晚期(塘丁期)开始发生沉积构造环境的分异。部分地区,如本本文1996年11月收到,12月改回。
3中国有金属工业总公司地勘总局资助项目(942D248)
第一作者简介:华仁民,男,51岁,教授,矿床学专业。通讯地址:南京大学地球科学系,邮编:210093。
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区西南部云南蒙自以东至富宁一线以南(马关—越北后加里东隆起),以及个旧—文山以北的扬子板块陆缘,其沉积建造类型从泥盆纪到三叠纪一直为稳定的地台型,岩性以碳酸盐岩和碎屑岩为主。而在以右江为中心的本区中部和东部广大地区则开始裂谷作用,由于地幔上隆和地壳拉张产生了一系列北西向张裂带,沿张裂带形成断陷盆地,发育深水2半深水泥质岩、硅质岩、燧石灰岩和基性2中性火山岩建造;在张裂带之间则形成浅水相碳酸盐岩台地。裂谷作用发展的总趋势是断陷凹地逐渐扩大而台地相逐渐缩小。至中三叠世,右江裂谷带大部分地区变为深水2半深水盆地,发育浊流复理石沉积,厚度最大可达万米。晚三叠世的印支运动导致强烈的板内褶皱造山作用,地壳抬升,海水退出,从而奠定了右江褶皱带乃至整个华南褶皱系的基本构造格架。
从燕山期至喜山期,本区构造运动以断裂为主。沿着许多长期活动的深大断裂发生逆冲2推覆、走滑2平移和张裂作用。如燕山期花岗岩的形成与同时期的逆冲2推覆和地壳增厚有关,而一些中新生代的盆地则与张裂作用相伴随。
2 区域矿产及矿床成矿系列划分
右江褶皱带特殊而又复杂的地质构造背景为金属成矿作用提供了有利的地质环境,从而形成了丰富的矿产资源。右江褶皱带是我国重要的有金属和贵金属成矿区,区内已发现大型、超大型矿床多处,如著名的锡都个旧超大型锡多金属矿床、都龙锡锌矿床、白牛厂银多金属矿床、木利锑矿床、凤凰山银矿床等;中小型矿床如德保铜锡矿床、马雄锑矿床等更是星罗棋布。我国另一个超大型锡多金属矿床——大厂,就位于右江褶皱带的北东侧;而右江褶皱带北端的滇、黔、桂三省交界处,则是我国南方微细浸染型(卡林型)金矿的最主要成矿区。
笔者在研究右江褶皱带的区域成矿规律时,运用了程裕淇等提出的矿床成矿系列的概念[10,11],根据本文研究成果及综合大量前人资料,把右江褶皱带的有金属和贵金属矿床划分为4个成矿系列:
(1)与重熔型花岗岩类有关的锡2铜2银多金属矿床成矿系列;
(2)沉积2改造型层控锑矿床成矿系列;
(3)华力西2印支期基性超基性岩有关的铜(镍)矿床成矿系列;
(4)微细浸染型(卡林型)金矿成矿系列。
在这4个矿床成矿系列中,第3个系列仅有小型矿床及矿点矿化点发现,规模较小,工业意义不大;而第4个系列虽在桂西北有较多矿床(点)分布,前人也颇有论述,但不属于本文研究范畴。所以本文仅对第1、2两个成矿系列进行了初步研究。
3 与重熔花岗岩类有关的锡2铜2银多金属矿床成矿系列本成矿系列几乎包含了右江褶皱带范围内除锑矿床以外所有重要的有金属矿床。以个旧、白牛厂、都龙、德保和凤凰山这五个矿床为代表。前三者都达到超大型规模,并且都位于滇东南;产于桂西的后二者则规模稍逊,但也分别是广西境内最重要的铜矿和银矿资源。
311 本成矿系列矿床的基本特征
(1)本系列矿床最重要的特征就是与重熔型花岗岩类在成因上密切相关。在右江褶皱带,尽管出露的花岗岩体并不多,但它们都与有金属矿床有关。这些花岗岩体多属于陆壳重熔型花岗岩类,相当于徐克勤等(1989)提出的陆壳改造系列的花岗岩类[12]。
与大型、超大型矿床有关的花岗岩体多为复式岩体,经历了多期多阶段的演化。如都龙复式岩基可以
分为燕山早期的都龙岩体和燕山晚期第一阶段的老君山岩体,以及燕山晚期第二阶段的花岗斑岩小岩体[2]。个旧复式岩基也包含了两期三阶段的多个岩体[13]。在岩浆演化过程中,酸度、碱度、成矿元素和矿化剂含量逐渐增高。因此本区与锡多金属矿床有关的主要是燕山晚期的岩体。
(2)与华南加里东褶皱系其他地区(如赣南)不同的是,由于本区经历过多次地壳拉张作用,海底火山活动产物的加入较多,地壳的成熟程度相对较差,所以本区花岗岩的成矿作用除了以锡为主外,还有较多的铜、铅、锌、银等元素参与;反之,钨以及锂、铍、钽、铌等华南最典型的花岗岩成矿元素的背景含量及矿化作用都比较弱。
(3)虽然每个矿床都有一种元素作为主导,但它们实质上都是多金属矿床。例如个旧以锡为主,但是铜和其他金属(铜锌银金钨等)的矿化现象也很显著,且有一定工业意义;白牛厂为超大型银矿床,但其锡、铅、锌均达工业品位且有可观的储量,深部还有铜的矿化;德保铜矿的铜、锡、金和银都达到中型矿床的规模。
由于多种金属元素参与成矿,所以成矿元素的分带性较为明显,并成为本系列矿床的又一
特点。一般地,随着与花岗岩体之间距离的增大,成矿元素以Cu 、(W )、Sn 到Pb 、Zn 到以A g
为主。
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312 亚系列的划分
根据矿床的主要成矿元素以及矿床与花岗岩体之间的时空关系,笔者把这个成矿系列进一步分成以下两个亚系列:
31211 锡、铜多金属矿床成矿亚系列
属于该亚系列的矿床与重熔型花岗岩体的空间关系非常密切,如个旧、都龙和德保等矿床即是如此,矿体大多分布在岩体的接触带,尤其是岩体顶部、凹兜、弯曲等部位最有利于矿体分布。
31212 银多金属矿床成矿亚系列
属于该亚系列的矿床与重熔型花岗岩体的空间关系不象前一个亚系列那样一目了然,往往在矿区范围内并没有花岗岩体出露,矿体更多的是受一定层位和 或构造控制。该亚系列的矿床以白牛厂和凤凰山银矿为代表,广西大新县长屯铅锌矿、薄竹山岩体南缘外带的下厂银矿、都龙岩体北缘的三保银矿等也应属此亚系列。
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由于该亚系列矿床与岩体的空间关系不密切,所以关于它们的成因便有较多的争议,例如有人认为白牛厂银多金属矿床是海底喷流2沉积成因[14],但笔者认为该矿床在成因上更主要是受花岗岩体控制,主要依据有:①白牛厂地区区域构造及地层展布均为N E —S W 方向,而白牛厂矿带呈NW —SE 向展
布,与薄竹山花岗岩体NW 端的指向一致;②靠薄竹山岩体最近的阿尾矿段钻孔中已见花岗斑岩,并有明显的蚀变矿化现象;③白牛厂是多金属矿床,除A g 外还有Pb 、Zn 、Sn 均达工业要求,此外还有W 、Cu 、A s 、Sb 的矿化,并构成W Sn →W 、Sn 、Cu 、M o
→Cu 、Pb 、Zn →Pb 、Zn 、A g →A g 的元素分带现象[15],符合与花岗岩类有关热液矿床的矿化分
带特征。
广西隆安凤凰山银矿与花岗岩类的关系更不明显,区域上也无花岗岩体出露;但是在矿区范围内毕竟还是见到一些石英斑岩脉和花岗斑岩脉分布,这就提供了隐伏酸性岩体可能存在的信息。据前人资料,在小明山一带有广泛分布的角岩带(面积达3km 2),并有钨、锡矿化脉发
5812期         华仁民等:右江褶皱带有金属矿床成矿系列初步研究           
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现1);重力、航磁等资料也推测该区有东西向延长的隐伏岩体存在,因此,我们认为凤凰山银矿也应属于该亚系列的矿床。
313 地层与构造的控矿意义
虽然本成矿系列的矿床在成因上与花岗岩类密切相关,但它们受地层和构造的控制也是十分明显和重要的。
31311 地层控制
从本成矿系列的五个典型例子看,属于第二个亚系列的白牛厂和凤凰山银矿受寒武纪地层控制十分明显。白牛厂矿床的矿体主要产于中寒田蓬祖上部,其次为龙哈组下部;矿体形态为层状、似层状或透镜状,显示出一定的层控性。从矿石的结构特征(条带状、层纹状)和某些矿物的产出特征(同生沉积的胶黄铁矿发育)来看,也与地层的沉积作用有关。加之寒武系中某些成矿金属元素的背景含量较高等因素,可以认为白牛厂矿床的形成与寒武系的同生沉积作用有着一定的内在联系,这在后文关于矿床成因中还要述及。
即使是属于第一个亚系列的锡多金属矿床,也明显受地层控制。例如都龙矿床的矿体主要呈层状似层状透镜状产于田蓬组。个旧锡多金属矿田各种类型的矿化(锡石2硫化物型、含锡白云岩型、含锡云英岩型、电气石细脉带型等)几乎都与中三叠统个旧组有不同程度的联系,大多数矿体表现出顺层延伸的特点,那些离岩体较远的层状硫化物矿体尤其明显受地层控制。即使是德保这个较典型的受钦甲花岗岩体控制的夕卡岩型矿床,也同样受地层层位和岩性的控制。在与岩体接触的寒武纪地层的18个分层中,矿化仅发生于其中的五个分层,而工业矿体则产于两个分层之中。
综观上述五个典型的锡、铜、银多金属矿床,笔者认为地层对本成矿系列矿床的控制意义主要表现为提供部分成矿物质和提供有利的容矿空间这两个方面。以本区最重要的赋矿地层寒武系为例,它主要是一套浅海陆棚沉积物,以泥质、粉砂质细碎屑岩和灰岩的互层为特征,而不是纯的碳酸盐沉积,这种不同性质岩层发育的界面容易受后来的流体作用,有利于交代作用的发生及孔隙度的增大。这套寒武纪地层中所含的有金属丰度普遍较高,且易于活化转移,因而可以成为理想的矿源层。地层中含丰富的海相硫酸盐沉积,可为硫化物的形成提供硫源;此外,这套地层中原生沉积2成岩期的黄铁矿较发育(有些是胶黄铁矿),而有些层位含有机质、炭质较丰富,这些都可以在后来的热液成矿作用中成为重要的贱金属固定剂而使金属元素富集成矿。
31312 构造控制
从大的区域构造背景来说,本成矿系列的矿床均位于构造上的隆起区或者裂谷带内的相对断隆区,对应于地幔的相对拗陷带。
在褶皱构造中,背斜与成矿关系最为密切。滇东南个旧—文山隆起带中的锡多金属矿床多产于背斜构造,如个旧的马、松、老、卡及有关花岗岩产在马松长形穹隆和老卡背斜之中;白牛厂矿床则位于白牛厂背斜的北东端。德保铜、锡矿床位于钦甲穹隆的北侧;凤凰山银矿则产在西大明山—大瑶山大型复式背斜的一个背斜之内。
断裂构造的控矿意义主要表现在以下几方面:①区域性深大断裂带及其交会部位控制了1)广西地质四队1广西隆安县凤凰山银矿床地质特征119931
与成矿有关的花岗岩体的侵位空间,如滇东南个旧—薄竹山—都龙花岗岩成矿带主要受NW 向断裂及与之相交的南北向或N E 向断裂的控制;德保钦甲岩体则受NW 向和N E 向两组断裂构造控制。②矿区内的断裂构造对矿床有更直接的控制意义,如都龙地区的南温河断裂、铜厂坡断裂、都龙断裂、那往河断裂、曼家寨断裂(F 1),白牛厂的NWW 向和NN E 向两组断裂,个旧地区南北向的个旧断裂及其东侧一系列近东西及NW 向断裂,凤凰山银矿的一组NWW 向断裂等,都是十分重要的控岩控矿构造,有些则是导矿构造。③矿区内更局部的断裂破碎带,包括层间破碎带,往往是重要的导矿和容矿构造,如凤凰山银矿最重要的 2①和 2②矿体均赋存于斜切地层的NWW 向F 1断裂破碎带中;白牛厂银矿最重要的白羊矿段矿体均充填于田蓬组顶部顺层发育的层间断裂破碎带内;德保铜锡矿床的矿体虽主要受岩体接触带和一定岩性分层控制,但在发育有N E 和NW 两组断裂交叉的地段,矿体的规模大、品位高;都龙锡矿F 1断裂两侧广泛发育有平行于层理的张性裂隙带,是矿体的有利赋存空间。
314 矿床成因及成矿模式
本系列矿床的成因,前人已有不少研究,对于第一亚系列的矿床,由于它们与花岗岩体之间比较明显的关系,所以无疑应置于与花岗岩有关的热液矿床范畴,如德保矿床以及个旧的许多矿体,都属于夕卡岩型。
对于第二亚系列的矿床,如前所述,有较多成因上的争议。对于白牛厂银多金属矿床,作者认为既非海底喷流沉积矿床亦非典型的岩浆热液矿床,而应归属于徐克勤等(1980)提出的沉积2后期热液叠加改造型矿床[16]。在寒武纪区域拉张背景下的浅海陆棚环境,沉积了一套富含有机质和硫的泥岩、粉砂岩和碳酸盐岩地层,总的来说缺乏喷流沉积矿床所特有的硅质岩或其他典型热水化学沉积产物,当然也不排除在局部的同生断裂构造活动地段有小规模喷流沉积。这套地层含有较丰富的银等成矿元素,在成岩过程中由于胶黄铁矿的大量生成而富集其中。但此时并未发生银多金属的成矿作用,只是到了燕山期薄竹山花岗岩侵位时,由于岩浆活动的热力驱动而造成以大气降水为主要来源的流体的大规模运移,加之与大岩体伴生的某些小岩枝和岩脉的直接作用影响,使寒武纪地层发生改造,其中的成矿元素发生活化迁移而富集成矿。
对凤凰山银矿的研究表明它应属中低温热液充填交代矿床,其形成机制与白牛厂类似,因此也应归入沉积2热液叠加改造型矿床。
综上所述,右江褶皱带与重熔型花岗岩类有关的锡、铜、银多金属矿床成矿系列的矿床成矿模式可以用图1来表示。
4 沉积2改造型层控锑矿床成矿系列
这是与前一成矿系列性质完全不同的一类矿床,在右江褶皱带分布也很广,且具有重要工业意义。与
华南的大部分锑矿床一样,它们主要受泥盆纪某些层位的控制;此外,有一部分产于三叠纪地层,但是它们又不是简单的沉积矿床,而是在后来的改造作用下才形成锑的富集成矿。
右江褶皱带属于本系列的矿床以广南木利锑矿(大型)和隆林马雄锑矿(中型)为代表,集中分布于桂西北的三林(隆林、西林、田林)地区、滇东南的屏边—文山—砚山—广南一线及南盘江一带。
411 地层控制
主要表现为以下三个方面:
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图1 右江褶皱带与重熔花岗岩类有关的多金属矿床成矿模式示意图
F ig .1 D iagram show ing m etallogen ic model of po lym etallic o re depo sits re 2
lated to cru st 2rem elting gran ites in the You jiang Fo ld Belt
.
(1)锑矿床产于一定地层层位 本区虽然从寒武纪到三叠纪各时代地层中都有锑矿化,
但具一定规模的矿床主要产于泥盆系和三叠系的某些层位;前者如木利、小锡板、马雄等;后者如桂西北的马蒿及滇东南邱北、师宗一带的锑矿。二者之中尤以泥盆系为最重要。
在右江褶皱带的地质发展史上,泥盆纪是华南褶皱系形成后第一次重要的地壳拉张2沉积期,本区大
量接受了来自周围古陆及下伏老地层的剥蚀产物;而三叠纪(主要是早中三叠世)本区则是裂谷作用加强、地壳下沉、海域扩大、发生大规模沉积作用(并伴有火山活动)的时期,即前人所谓“右江再生地槽”的活动鼎盛期,因此,泥盆系和三叠系是本区海相沉积岩发育最佳、出露最广的地层单位,其中尤以下泥盆统和中三叠统为最重要的控制锑矿产出的层位。
(2)锑矿体受控于一定的岩性及其组合 我国层控锑矿床的赋矿围岩以碳酸盐为主,其次是泥质岩和硅质岩类。值得注意的是,与锑矿有关的碳酸盐岩一般不是浅海相的较纯的碳酸盐岩,而往往是深水相,夹有硅质岩、泥质岩的灰岩或泥灰岩。右江褶皱带的情况也是这样,例如木利锑矿产于下泥盆统坡脚组中,其主要岩性分层为:
上段:以页岩为主,夹钙质页岩及薄层灰岩透镜体,底部见燧石结核;
中段:以燧石岩为主,底部偶见强硅化灰岩,是含锑矿的岩段。
下段:上部生物灰岩夹泥灰岩、页岩,中下部灰岩夹页岩。
对比其他产于泥盆系地层中锑矿的含矿层及其顶底板,可以得出有关岩性控矿的两点认识:①在右江褶皱带的泥盆系,锑矿主要产在“南丹型”沉积岩(硅质岩+碳酸盐+泥质岩)中;②“上有页岩、下有灰岩、中间为硅质岩”是锑矿产出的最佳岩性组合。
(3)锑来源于地层 作为受一定层位控制的沉积2改造型锑矿床,其成矿物质主要来源于地层,因此,地层中锑的丰度无疑是影响成矿及其规模的一个重要因素。根据笔者及前人关于矿床、外围及邻区各时代地层中的锑含量数据资料,可见泥盆系地层尤其是下泥盆统地层中锑8
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