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區域中生代火成巖組合與成礦作用

根據殼幔源物質在巖漿成礦物質中的貢獻,中國東南部燕山期與大型金屬礦床成礦有關的火成巖可分為以下五類(前中生代火成巖在燕山期大規模成礦時形成基底或圍巖,下文不討論):

(1)二疊紀-早侏羅世(250 ~ 170 Ma)殼源花崗巖-流紋巖組合

主要分布在浙贛坳陷-北武夷和詠梅坳陷以及臺灣太魯閣變質帶北部。浙贛坳陷-北武夷地區和詠梅坳陷帶的主要巖石類型為二長花崗巖-雲母花崗巖,前者的ISr值> 0.7109 ~ 0.7139,詠梅帶的ISr值> 0.709 (0.7096 ~ 0.7318),INd值< 0。反映了巖石具有殼源物質的特征。這類火成巖組合是印支期同俯沖碰撞形成的花崗巖組合,其對應的金屬成礦特征不明顯。太魯閣帶為變質富鋁花崗巖,ISr值為0.7031 ~ 0.7062,INd值為0.51210 ~ 0.51218。該巖石屬於洋殼部分熔融和上地幔物質混合形成的同熔巖漿系列,但礦化不明顯。

(2)早-中侏羅世(198 ~ 180 Ma)雙峰式火成巖組合。

該組合主要分布於萍鄉-紹興斷裂兩側、北武夷(贛東北)和詠梅凹陷,是印支期陸內俯沖後伸展環境的產物。贛東北火山巖由流紋巖-安山巖組成,巖漿演化順序相反。侵入巖主要包括石英閃長巖-應時二長閃長巖-角閃石正長巖組合和斑狀黑雲母-斑狀應時正長巖-斑狀堿長花崗巖-斑狀花崗巖組合(非造山A型花崗巖組合),與區內鈾礦床、鉛鋅礦床和鉭鈮礦密切相關。詠梅凹陷在華力西-印支期沿海或海-陸沈積盆地的基礎上,發育了典型的“雙峰式”玄武巖-流紋巖及相應的閃長巖-二長巖-花崗斑巖侵入巖組合;玄武巖的ISr值為0.7045,εNd(t)值為-1.1,閃長巖-二長巖的ISr值為0.7041 ~ 0.7043,εNd(t)值為+3.02 ~+4.74。流紋巖的ISr為0.7065,次花崗斑巖的ISR為0.7,εNd(t)值為-0.98。同位素資料表明,火成巖主要是幔源物質,有地幔虧損。粵東有松溪銀銻礦,閩西南有安溪下溪坑,華安棉梁有含鈦貧磁鐵礦,永定南部的上下湖、窯子峁有次火山斑巖熱液型錫、銅鉬礦。

(3)中晚侏羅世殼幔混源火山巖-花崗巖組合。

中侏羅世火成巖僅見於浙贛坳陷和武義北部地區(贛東北),晚侏羅世火山巖見於下揚子坳陷、江南隆起、贛東北及麗水-大埔斷裂以東沿海地區。這種火成巖是大陸地殼擠壓增厚(大陸俯沖碰撞?)過程中形成的。

下揚子坳陷:主要發生在銅陵地區,在下揚子坳陷中相對隆起。這類火成巖主要由石英閃長巖-應時二長閃長巖-花崗閃長巖組成,形成的礦床主要為矽卡巖-斑巖-熱液。巖漿巖具有鉀、矽異常演化的特征,即巖漿從早期到晚期呈矽減少、鉀增加的趨勢,但在末期以矽增加至酸性巖漿巖形成而結束。所形成的矽卡巖型礦床中,主要含礦地層為石炭系黃龍組—穿山組(冬瓜山)、二疊系棲霞組(樺樹坡)、大龍組(老鴉嶺、大團山)、三疊系青龍組(東獅子山、西獅子山、雞冠山),礦化具有“多層”的特點。斑巖礦化產於冬瓜山層狀礦體的下部和鳳凰山花崗閃長巖及石英閃長巖中。在這類巖漿活動形成的礦床系列中,常等人(1991)認為成巖作用過程中富鉀矽質成分的中性巖漿異常演化與銅礦化密切相關,可作為中酸性巖石是否礦化的最具特征性的標誌之壹。火成巖的同位素ISr值為0.7043 ~ 0.7077,εNd(t)值為-6.3 ~-16.6,表明巖漿中有許多幔源成分,是富集地幔和虧損地幔混合的結果,形成的礦床主要為銅金硫礦石。

晚侏羅世江南隆起為壹套高鉀、高鈣、高堿度的花崗閃長巖侵入巖,相關礦物主要為多金屬礦物。其同位素組成為:ISr值為0.7085 ~ 0.71.21,εNd(t)值為-5.29 ~-8.01,為殼幔混源成因特征。此外,應時沿下揚子坳陷與江南隆起的過渡帶發育了壹套由閃長斑巖和花崗閃長斑巖組成的斑巖帶,形成了對稱分布在江南隆起兩側和贛東北的斑巖帶,其中陸續發現了壹些具有工業意義的斑巖型金、銅礦床,具有較大的找礦前景和進壹步研究的意義。該斑巖帶的同位素組成為:ISr值為0.7088 ~ 0.7101,εNd(t)值為-6.1 ~-6.8。它是典型的殼幔混源同熔侵入巖,同位素組成介於下揚子坳陷和江南隆起之間。

在浙贛坳陷和武義北部地區,是壹套中酸性斑巖-次火山巖帶,是應時閃長斑巖-英安斑巖-花崗閃長斑巖-斜長花崗斑巖的組合,其中以花崗閃長斑巖為主,時代主要在中侏羅世。火山巖主要為高鉀流紋巖-英安巖-粗面巖組合,屬高鉀鈣堿性系列,晚期出現橄欖石粗面巖系列的玄武巖-粗面巖組合。火成巖的ISr值為0.70506 ~ 0.71069,εNd(t)值為+0.71 ~-8.97。火成巖具有殼幔混源的特征。本區火成巖受巖石圈中三條大型斷裂帶控制,相應形成三條中酸性花崗斑巖-次火山巖帶。塔前-富春斷裂帶上有與銅礦有關的斑巖,如景德鎮竹溪銅礦、樂平塔前鎢鉬礦、嶽麓銅多金屬礦、魯恒、錢強、下沖塢等,沿斷裂帶產有花崗閃長斑巖和斜長花崗斑巖,在接觸帶內外形成了壹批中小型礦床。贛東北斷裂帶上盤發育與銅鉬鎢鉛鋅金銀礦床有關的燕山期中酸性淺成巖漿巖,包括著名的德興斑巖銅礦、銀山次火山斑巖銅鉛鋅多金屬礦床、東鄉疊加銅鈹礦礦床等。礦床產於花崗閃長斑巖、英安斑巖、花崗斑巖和應時閃長斑巖中,或產於斷裂帶和巖體內外的接觸帶中。萍鄉-紹興斷裂帶中的中酸性(中性)應時閃長斑巖、安山巖斑巖和花崗閃長斑巖,包括銅山、川坑和賽陽關斑巖,均分布在俯沖帶上壁,虎威和柴古龍礦床產於燕山期賽陽關應時閃長斑巖中。徐虎礦區含礦地層為上侏羅統火山巖,主要產於應時閃長玢巖與火山巖接觸帶的內帶,應時上官鉛鋅礦床也產於閃長玢巖中。與次火山巖和斑巖酸度增減有關的主要礦物也發生變化。應時(銀山-塞陽關)閃長玢巖或安山玢巖主要礦化有金、銅、鉛、鋅、銀。花崗閃長斑巖(銅廠)以銅、鉬(金)為主;斜長花崗斑巖(塔前、山坑紅)以鎢鉬為主。

在沿海地區,火山巖是壹套安山巖-英安巖-流紋巖-堿性流紋巖組合,主要是英安巖和流紋巖;閩西南侵入巖為黑雲母二長花崗巖-花崗巖組合,ISr值為0.7071 ~ 0.7110,εNd(t)值為-5.6 ~-8.8。政和-大埔斷裂以東的沿海地區由花崗閃長巖(英安巖)和花崗巖(流紋巖和斑狀熔巖)組成,其ISr值為0.7051 ~ 0.7141,εNd(t)值為-3.5 ~-9.9。晚侏羅世巖漿巖是本區金屬礦產的重要成礦母巖,是詠梅凹陷和武夷隆起鎢、錫、鉬、鉍礦產的主要成礦母巖,如星羅坑、巖北、松嶺等地的斑巖-熱液型鎢、鉬、錫礦床,下溪地、銀坑等地沿海火山巖中有熱液型銀、鉛鋅礦床。

(4)早白堊世殼幔混合橄欖巖組合。

主要分布在下揚子坳陷和麗水-大埔斷裂以東的沿海地區。這套巖石是燕山期從大陸擠出的玄武質巖漿底侵作用的重要記錄。

在下揚子坳陷,火山巖主要分布在廬樅和寧蕪兩個火山沈積盆地。巖石組合為玄武粗安巖-粗安巖,侵入巖為堿性輝長巖-輝石閃長玢巖-閃長玢巖。前者是鐵、銅(金)的成礦母巖,如廬樅盆地的沙溪斑巖銅礦。同位素資料研究表明,ISr值為0.7063 ~ 0.7065,εNd(t)值為+1.4 ~-12.2,反映巖漿具有虧損地幔(DM)和富集地幔(Em2)混合的特征,該套橄欖石粗巖的巖石來源主要來自地幔。

江南隆起早白堊世為壹套鈣堿性花崗巖類,相關礦物主要為鎢錫礦,如楊楚嶺鎢錫礦、茅棚店鎢礦和西武口鎢礦、青樹峽錫礦等。該類花崗巖的同位素組成為:ISr值為0.7084 ~ 0.7203,εNd(t)值為-4.89 ~-6.79,反映了殼幔混源、以殼源為主的特征。

政和-大埔斷裂以東的海岸帶,由閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖-堿性花崗巖和雙峰式玄武巖-粗面巖和堿性流巖組成,ISr值為0.7052 ~ 0.7090,εNd(t)值為-1.3 ~-7.5。詠梅地區為殼幔混源-殼源(同熔重熔型)花崗閃長巖-花崗巖和雙峰式粗安巖-流紋巖的組合。它們的ISr值為0.7066 ~ 0.7106,εNd(t)值為-2.3 ~-7.9。白堊紀巖漿巖是本區銅、鉬、鈾礦床的重要成礦母巖,沿岸有巖漿、斑巖、熱液型銅鉬礦床,如赤鹿(鉬)、中騰(銅、鉬)、金溪(銅、鉬)礦床。閩西南地區有斑巖-火山熱液型銅、銅、金礦床,如中寮-紫金山礦床;次火山斑巖-熱液型鈾鉬礦床,如古石碑礦床。閩北地區有火山熱液型鈾礦床和銅礦床,如毛羊頭和關岔礦床。東北沿海火山帶中的兩條北西向白堊紀次級火山帶特別引人註目。上杭-小蕓帶與紫金山銅、金、鉬礦化有關,浦城-寧德火山巖帶與鉬(銅)有關。從兩者的對比(表5-2)可以看出,火山巖帶中的分段除了後期剝蝕造成的因素外,還可能反映了基底結構、巖漿房側向遷移演化和殼幔相互作用。

表5-2東南沿海白堊紀兩種北西向火成巖不同特征對比

(5)早白堊世以幔源物質為主的堿性(A型)花崗巖組合。

主要分布在三個坳陷區,是典型伸展環境的產物。侵入巖主要為堿性(A型)花崗巖組合,火山巖為雙峰式組合。火成巖的同位素特征為:ISr值為0.70301 ~ 0.71075,εNd(t)值為-2.15 ~-10.11,總體反映殼幔混合和幔源物質的特征。過去對這類花崗巖的成礦特征認識不夠,只知道火成巖與鈾礦化關系密切。但近年來發現靈山-大茅山A型花崗巖帶是浙贛坳陷重要的鉭鈮礦帶,有黃山、松樹崗等大型、超大型礦床,其次為鎢錫鉛鋅礦化。

綜上所述,中國東南部的火成巖礦化特征可概括如下:

1)多期多階段的巖漿活動為成礦元素的富集提供了物質基礎。在該地區漫長的地質歷史中,經歷了多次構造運動場,每次構造活動都不同程度地觸發了巖漿活動。多旋回、多期、多環境的構造巖漿活動,如鮑斯弧盆巖漿巖、晉寧-澄江大陸裂谷巖漿巖、加裏東期同造山花崗巖、印支期同碰撞俯沖花崗巖、燕山期板內多期巖漿巖、喜馬拉雅期陸內裂谷基性巖等。,使上地幔和地殼(上、中、下)中的物質遷移、運輸和交換。就與成礦的密切關系而言,最重要的是燕山期殼幔混源和幔源火成巖。巖漿直接遷移並攜帶幔源成礦物質至淺部成礦,從巖漿中分離出的揮發分(流體)和熱能卷入淺部流體,形成與成礦有關的巖漿-流體-成礦系統,圍巖中的有利成礦元素不斷被提取參與成礦。其次,對於前震旦紀巖漿活動,中元古代晚期壹次大規模的海相火山噴發,產生了大量細碧巖(玄武)-角閃石(安山巖)火山巖和火山碎屑巖。這些夾在東嶺群、馬援群、巴度群、雙橋山群和溪口群之間的火山物質,帶來了豐富的Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb等成礦元素,使薊縣系部分火山含物質層位中的成礦元素富集到高背景含量,造就了廣泛分布於深大斷裂帶兩側的最重要的成礦建造——礦源層位,為燕山期大規模成礦提供了條件。

2)中國東部燕山期大規模構造巖漿活動是成礦的最重要地質條件。但值得註意的事實是,東南部地區的巖漿侵入有鮑斯期、晉寧期、加裏東期、印支期等4個階段,但金屬礦的成礦作用以燕山期為主,區內燕山期花崗巖漿的成礦作用主要在中侏羅世末至早白堊世,即燕山運動高峰期至過渡期。在中生代火成巖形成及成礦時代,從詠梅凹陷向東西兩側有對稱的運移趨勢。由東向西遷移的變化:早三疊世詠梅凹陷和武義地區出現侏羅紀,中侏羅世贛東北,晚侏羅世進入下揚子凹陷。晚侏羅世以後,全區出現大規模的火山-侵入活動,最終堿性巖漿作用的出現標誌著坳陷區中生代火山活動的消亡(表5-3)。中、新生代火山活動東移是大勢所趨。詠梅凹陷東南側潮安-祿豐地區流紋巖時代為中侏羅世(165 ~ 175 m),大規模火山-侵入活動發生在晚侏羅世-早白堊世,東至臺灣省,新生代出現火山巖。中國東南部火成巖的這種空間變化,既反映了其地球動力學環境的變化,也代表了成礦活動的變化,這與整個中國東部在燕山期真正從特提斯構造域轉變為太平洋構造域有關,而特提斯構造在燕山早期仍有所保留,至今仍有壹定影響。

表5-3中國東南部中生代火山巖巖石組合及演化表

3)中國東南部三個中生代坳陷帶經歷了早期陸內擠壓收縮(具有陸內俯沖帶性質)和晚期伸展裂陷的過程。大規模的火山噴發意味著這些坳陷帶是巖石圈尺度的斷裂帶。可以反映火成巖的構造組合和成巖物源特征。具有幔源物質的火成巖主要產於拗陷帶,在拗陷帶中發現了壹系列對地幔友好的元素(銅、金、鐵等。)都形成了。隆起區火成巖主要來自殼源,壹系列礦物(鎢、錫、銀、鉛、鋅、銻等。)也相應地形成。火成巖與礦化的關系進壹步證明了坳陷帶是區域巖石圈中不連續的燕山期再活化帶。

4)陸內擠壓、收縮和伸展的動態變化制約著巖漿成礦的類型和形成過程。以贛東北為例,區域內不同構造巖漿巖帶的巖漿巖來源和背景不同,形成礦物也不同。浙贛坳陷帶中侏羅統與銅、金、鉬有關的斑巖-次火山巖呈帶狀分布在三條大斷裂帶/古俯沖帶上壁。巖漿巖成因深,侵位淺,以中性花崗閃長巖(英安巖)為主,屬鈣堿性系列。主要巖性和演化序列為閃長巖(玢巖)-應時閃長巖(玢巖)。淺相和次火山相巖體多以小巖株、巖壁、石瘤和巖脈形式存在,如邦巖坑、銅廠、付家塢、朱砂紅、塔前的花崗閃長斑巖和銀山的安迎斑巖。這類巖漿巖起源於下地殼或莫霍面附近,源巖富含銅、鉬、鉛、鋅、金、銀和角閃石、雲母等富H2O礦物。在巖漿上升演化過程中,上地殼部分矽鋁層被同化。當巖體在淺部地殼的適當構造和圍巖段就位後,富含成礦物質的熱流體在巖體內外接觸帶擴散、遷移、滲透、循環,並可從圍巖中提取礦物,引起廣泛的蝕變和礦化,最終形成巖漿活動較高的熱液-斑巖組合礦床,如德興斑巖型、銀山次火山熱液-斑巖型。這是深斷裂帶上銅、鉬、鉛、鋅、金、銀多金屬成礦最有利的巖漿活動條件。在斷裂邊緣隆起區,晚侏羅世和早白堊世陸內俯沖環境下的殼源淺色花崗巖組合和殼幔混合來源(主要為殼源物質)的中酸性斑巖有都昌楊楚嶺和潘村-端心帶、萬年周舫-進賢帶、北武夷帶等。與鎢錫礦床有關。武夷隆起前緣形成的殼源次火山巖與銀、金、鉛、鋅有關。陸內機制由擠壓向伸展轉變後,A型花崗巖在造山後或非造山環境下沿俯沖帶侵位,控制了Nb-Ta (W-Sn-Pb-Zn)礦床的產出。

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