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矿集区是指在一定范围内矿床密集产出的区域,在此区域内,按一定空间分布着不同矿种或不同类型的大型或超大型矿床,以及中小型矿床、矿化点和矿化信息。大型矿集区是矿产资源产出的重要基地,对满足国家经济持续健康发展有十分重要的意义。
一、矿集区的划分原则
主要根据矿集区划分的基本要求结合重晶石矿床的分布特点,确定矿集区的划分原则。
1)同一大地构造分区内,重晶石矿矿集区在各自Ⅲ级成矿区带内圈定。
2)矿集区内包含不同成因类型矿床,有详(普)查以上工作程度并提交有资源储量的大型或中型以上重晶石矿床。
3)单独矿床,零星分布,中、小型暂时不圈定,大型矿床圈定矿集区(如福建永安李坊)。
4)矿集区边界、轮廓、走向按Ⅲ级区带走向分布情况而定。
二、重晶石矿矿集区划分方案
矿集区的划分基本反映了沉积型、层控(内生)型、火山-沉积型、热液型、风化残积型重晶石矿矿床的自然分布和成矿的集聚区,表现了我国重要重晶石聚集区的基本特征。圈出9个主要重晶石矿矿集区(表8-3,图8-3)。
表8-3 重晶石矿矿集区的划分方案
三、主要矿集区特征
1.黔东-湘西-桂北(大河边、湘黔式)沉积型重晶石矿集区
该矿集区位于扬子地块西南缘,湘黔交界处至桂北地区,呈近南北向带状展布。区内主要矿床类型为沉积型,已知矿床有贵州天柱大河边和湖南新晃贡溪、广西三江板必等。
震旦纪至早寒武世早期,南方大陆板块内发生了强烈的拉张活动,导致中元古代大陆的解体,产生扬子地块和华南地块,其间为深海相隔。由于陆内拉张裂谷作用,沿着扬子地块的浅海域内形成地堑式槽状深水盆地,拉张活动延续至晚震旦世仍有碱性火山岩喷发。在早寒武世整个南方海平面上升,沉积了黑色页岩,底部有含磷结核和硅质放射虫等深海凝缩沉积物。根据重晶石矿的资料研究,于上述震旦系—寒武系界线附近的含磷结核、硅质岩、黑色页岩组合层内时夹有重晶石建造。
矿集区内出露地层有元古界下江群及震旦系、寒武系、奥陶系及志留系。寒武系出露广泛,震旦系、奥陶系及志留系分布较为局限。寒武系是重晶石矿床的主要赋矿地层,奥陶系是重晶石矿床的次要赋矿地层。
图8-3 中国重晶石矿矿集区分布图
矿集区包括湘西南、黔东北及桂北地区,大地构造位置位于扬子地台的西南缘,矿集区内重晶石矿床均为海相沉积型,主要产出于下寒武统牛蹄塘组、清溪组及上泥盆统响水洞组、柳江组的硅质岩系中。矿体呈层状、似层状、透镜状单层或多层产出。区内重晶石矿床规模以大型—超大型矿床为主,中型矿床次之。
区内典型矿床由贵州镇宁乐纪重晶石矿、贵州大河边重晶石矿、湖南新晃贡溪重晶石矿。
2.甘南-陕西南-鄂北(秦巴式)沉积型重晶石矿集区
该矿集区位于扬子地台北缘,甘、陕、川、渝、鄂交界处,呈近东西向狭长带状展布。区内矿床类型有沉积型、层控型,已知矿床有甘肃文县东风沟重晶石矿、湖北省随州市柳林重晶石矿等。
早震旦世—早寒武世,扬子地台北缘为陆块边缘裂谷带,以裂陷盆地为主的深水还原环境沉积盆地,沉积了黑色岩系及锰矿和含钒、钼、铀等多金属,重晶石等矿产。秦巴地区下寒武统黑色岩系中广泛发育毒重石-重晶石矿床,为我国重要的重晶石矿集区。矿集区沿大巴山断裂北侧展布,受南秦岭大陆边缘裂谷构造环境控制。目前,区内已发现重晶石、毒重石+重晶石矿床(点)达40余处。矿床呈层状或似层状赋存于下寒武统下部的硅质岩中,含矿层位稳定,矿床具有同生沉积特征,矿体受岩性和岩相控制明显。
南秦岭地区随震旦纪裂谷的发育进一步扩张,至寒武纪—奥陶纪已发展成具有相当规模的古海槽,并在秦岭海域内基底孤岛和水下隆起的限制下,形成较典型的滞留盆地。向西与西秦岭海水相沟通,形成海域狭窄的较深海槽。在这种构造环境背景条件下,为海相喷流-沉积毒重石-重晶石矿床的形成创造了条件。
矿集区西从甘肃南部文县起,向东经陕西南部的安康、平利、旬阳、镇平等县和四川东北部的城口、万源等县至湖北北部的随县、京山县止。呈北西西-南东东向狭长带状展布。大地构造位置位于扬子地台北缘,重晶石矿床(包括毒重石)大都赋存于下寒武统底部,硅质建造和炭泥质建造之间。矿床大多为沉积成因,呈层状、似层状、透镜状。矿床以大、中型为主,底板多为黑色硅质岩,顶板一般为黑色含炭质页岩。
矿集区内重晶石矿主要赋存在下寒武统鲁家坪组中,含矿地层自老而新依次为:第一岩性段为一套硅质岩,下部为厚层硅质岩夹少量白云岩及白云质灰岩透镜体;中厚层及薄层状硅质岩,含胶磷矿结核,为毒重石及重晶石矿的含矿层位。第二岩性段为一套板岩,下部为黑色炭质粉砂质板岩;上部为灰色泥质及白云质板岩夹薄层灰岩。可见含钡矿物主要赋存于碳酸盐和硅质岩的生物化学沉积向碎屑沉积的过渡带,也是弱还原向强还原环境过渡交替部位。含矿建造的下伏地层为一套酸性火山岩、火山碎屑岩、凝灰岩等,为钡的重要来源。需指出的是大巴山地区的重晶石产出层位,不限于下寒武统,向上一直到下志留统,均有含重晶石层位。如陕西安康、旬阳等县的重晶石产于寒武系—奥陶系上段和下志留统。区内分布一系列毒重石矿床,产于地台边缘,由大巴山深大断裂控制着,下寒武统鲁家坪组为毒重石矿床的主要产出层位。
3.鄂西南-川东南-黔中(南庄坪式)层控型重晶石矿集区
该矿集区位于上扬子台褶带,地理位置包括鄂西南、川东南、黔东北和黔中,呈近北东向带状展布。
本区扬子板块内部二级构造单元上扬子台褶带(鄂黔台褶带),古生代至中三叠统海相盖层发育良好。印支运动全部上升成陆,燕山运动全部褶皱,形成地台盖层褶皱带。然而,侏罗式褶皱是本区盖层变形的主要形式,广泛发育于鄂西、湘西、川东和黔东地区,由下古生界、上古生界、三叠系和侏罗系组成的褶皱,为一系列等间距的背斜和向斜,并受两组北北东向和北东东(近东西)向的褶皱基底断裂网格的控制,呈北东向平缓弧形展布或“多”字形排布的构造格局。在中生代(印支燕山运动),大概从中三叠世开始碰撞并延续到中白垩世形成上述的盖层构造褶皱带。
区内重晶石矿床受上述盖层构造褶断带的控制明显。以川东南地区为例:该区褶皱、断裂群沿北北东向展布,褶皱长数十至百余千米,期间每个背斜控制着一个亚矿带,共六个矿亚带,总计重晶石矿脉300余条;黔东北也有由背斜控制的萤石-重晶石矿带、汞矿带、铅锌矿化带等。
矿集区内以层控型重晶石矿为主要类型之一,成矿区域较大,是我国这类矿床的重要产地。主要分布在鄂西、川东南、黔西地区。矿床赋矿围岩时代为晚寒武世、早奥陶世,在黔中西部为早二叠世和早三叠世。重晶石矿床的形成时代为燕山期。主要赋存于上寒武统—下奥陶统碳酸盐岩中,广大区域范围内无岩浆岩分布,表明萤石和重晶石的成矿作用与岩浆活动无明显联系。区内已发现数以百计的重晶石矿床(点),以中小型为主。矿床或矿体的产出与分布严格受北北西向至北西向的张性、张扭性断裂组的控制,呈陡倾斜脉状、透镜状产出。
4.邢台-汲县-运城(大池山式)层控型重晶石矿集区
该矿集区包括冀西、晋南、豫北三个相连接的地域。大地构造位于华北地台山西断隆的东部和南部。产出的地层及岩性多为寒武系、奥陶系的碳酸盐岩。其次,在太古宇阜平群、古元古界中条群佘家山组大理岩、新元古界震旦系、上二叠统等地层也见有重晶石矿。重晶石矿床大都充填于构造裂隙之中,其矿体的产状、形态、规模和分布规律,均取决于构造裂隙的产状、形态和规模及裂隙系统的排布形式。矿集区内虽然前寒武纪与燕山期侵入活动强烈。经查与重晶石矿体的形成无直接关系。
矿集区内重晶石矿床均为小型,地质工作程度不高。如豫北只对汲县大池山重晶石矿床做过普查评价,如淇县、辉县等重晶石矿点均未进行工作。又如晋南中条山一带的翼城、浮山、夏县、平陆等县的重晶石矿床(点),也只对其中的三郎山和三峰寺等少数矿床做了详细普查。控矿地层岩系主要为寒武系—奥陶系碳酸盐岩,由中条山沿太行山呈不规则带状分布。以层控为主,在河北涞源县的奥陶系也产沉积型重晶石矿床。其次,太古宇分布广,在冀西邢台等地的太古界中产小型脉状重晶石矿床。其他地层也时有重晶石矿点发现。目前探明储量仅1.5Mt,估计重晶石的资源总量﹥5mt。
5.安丘-临沭-含山(宋官疃式)重晶石矿集区
该矿集区包括了山东东部,江苏北部和安徽中部的重晶石矿床,大地构造位置,重晶石矿床的分布受郯庐裂谷带的控制,直接产于裂谷内或沿裂谷旁侧分布。工业矿床多数产于中生代构造盆地及其边缘地带,矿体多产于侏罗系莱阳组砂岩、白垩系青山组偏碱性的基性火山岩,王氏组砂页岩、安山玄武岩中。矿脉产于受断裂带影响而产生的次级张扭性构造裂隙中。区内重晶石矿的成矿时代为中生代晚白垩世燕山期晚期,成矿与白垩纪崂山期酸性侵入体有关。
6.闽西南(李坊式)沉积型重晶石矿集区
该矿集区内重晶石矿床、矿点较少,李坊重晶石矿床为一独立矿床,由于规模为大型,能够代表一类矿床类型,划分为一矿集区。矿集区分布于永安和明溪交界,大地构造位置为华南褶皱系华夏褶皱带的西南缘。矿集区成矿环境为下—中寒武统林田群为重晶石的含矿岩系,为一套浅海相细碎屑化学沉积岩。矿区构造线主要呈北西向,寒武系—奥陶系总体为一倾向南西的单斜岩层。褶皱简单,断裂有北西、北东和东西向三组。矿区内有燕山期早期黑云母花岗岩和规模较小的辉绿岩脉、煌斑岩脉。
7.桂粤(潘村式)热液型重晶石矿集区
该矿集区分布于广西象州—武宣和永福—临桂一带。大地构造位置位于大瑶山隆起的西缘与南缘。
矿体在泥盆系的碳酸岩地层内以张性断裂为主的空间以充填方式赋存。矿体的产状和形态与断裂的产状、形态一直,矿体多呈脉状,成群出现。围岩蚀变显低温特征,以硅化、碳酸盐化为普遍。
矿集区内残坡积型重晶石矿床常与原生矿相伴,多见于第四系。南方多数重晶石矿床均发现残坡积的重晶石矿。
8.锡铁山-镜铁山-青铜峡(镜铁山式)火山-沉积型重晶石矿集区
该矿集区分布于甘肃省境内,大地构造位置为北祁连优地槽。区内重晶石矿床主要为火山沉积型,次为热液型。火山-沉积型产于优地槽,重晶石以透镜体、条带、细-微粒状三种形式赋存于菱铁矿、镜铁矿层,呈厚层状产出,规模巨大。热液型重晶石矿床均为中、小型,产于优地槽、冒地槽两种构造环境。受断裂带控制,以充填方式形成脉状矿体。
贵州铂族元素找矿方向的思考
据已有矿床资料分析,多数的大型、超大型矿床不是孤立存在的,它产于一定的成矿系列之中,与系列中的中、小型矿床相伴生,可比喻为“鹤立鸡群”现象。其所以能在同一系列的诸多矿床中以规模巨大而突出出来,可能有其特定的原因。
1.成矿系列中产出超大型矿床的特定因素
1)有足够长的成矿时间,多发生在成岩成矿作用的高峰期,即在主成矿阶段形成矿石巨量堆积;
2)产在矿化中心区适宜的储矿构造中,如岩浆-热液矿床中具脉动活动的构造-岩石圈闭,SEDEX矿床中具有同生断层活动的次级海底凹槽;
3)多期成矿作用在同一空间的叠合,使矿质多重富集;
4)矿床形成后的地质变化过程中,处在易于保存不受破坏的有利部位。
总的认为,成矿系列的形成需要多种有利因素的耦合,而在此背景上的具有成矿因素最佳匹配的时-空地段则是大型、超大型矿床形成的必要条件。而在复杂的地质成矿系统中,这样的极佳条件很少见,因此,超大型矿床产生的几率是很低的。
2.柿竹园矿床实例解剖
现以柿竹园矿床及其所在的湘南花岗岩-热液型W-Sn-Mo-Bi-Pb-Zn-Ag成矿系列为例,说明柿竹园超大型矿床形成的特定条件。
柿竹园-东坡矿田位于郴州市东南千里山花岗岩体周边,沿岩体接触带及附近断续分布有20多个大、中、小型矿床,矿种有W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Be、萤石等。是我国华南著名的矿产富集区,主要成矿系列为燕山期花岗岩-热液型 W、Sn、Mo、Bi、Be、Pb、Zn成矿系列。
(1)该成矿系列形成的有利因素
1)矿田位于湘赣早古生代地块与湘桂晚古生代坳陷的边界靠隆起地块一侧,在茶陵-临武北东向深断裂带和重力梯度带上,属于古构造转折部位的地块边缘成矿;
2)在区域成矿地球化学背景上,既有赣南 W、Sn、Bi、Mo 成矿特征,又有西部(湘西南、桂北)的Sn、Pb、Zn、Cu成矿特点,形成多成矿元素组合;
3)矿田位于多组断裂构造交会地,北东、北西、南北、东西向米字型断裂的活动中心,构成多期次花岗岩类侵位的有利地段;
4)富含成矿元素的元古宙基底及其分熔演化的花岗岩类以及来自幔源的热流体(含部分矿质)提供了丰富的矿质和成矿流体;
5)花岗岩体周围的晚古生代碳酸盐岩和碎屑岩层的化学性质及其封闭构造型式,构成了捕获成矿物质的构造-岩石圈闭,使大量的成矿物质不致逃散;
6)千里山花岗岩体有四次侵位(183~144 Ma),岩浆活动强度大,热场稳定,延续时间长,伴有相应的多次气液蚀变-矿化作用。
7)早-中侏罗世成矿时,该区地表为断陷湖盆,积蓄的湖水沿断裂系统向下渗透,可淋滤出地层中的有机质、挥发分参与成矿(刘义茂等,2000);
8)成矿后该区发生继承性的断块上升运动,经过适度剥蚀,大部分矿床得以保存。
(2)柿竹园矿床的特定有利因素
由于具备上述有利成矿因素,在千里山岩体周围形成了东坡、金船塘、野鸡尾、岔路口、大吉岭、青石板及红旗岭等20多个矿床。而作为超大型矿床的柿竹园之所以“鹤立鸡群”,脱颖而出,是由于它除具有上述诸因素之外,还有特定有利条件。
1)千里山岩体就位时间自183 Ma到144 Ma,包括4次花岗岩(斑岩)侵位,每次都有矿化,而柿竹园矿床的主要成岩成矿时间位于第二次即黑云母钾长花岗岩活动(162~158 Ma)时期,正处在成矿高峰期。
2)该矿床处在由两条NE向压扭性断裂夹持的断块中,又处在次级NE向断裂的对称中心,是构造多层次震荡、岩浆多次侵位的中心部位,具备区内最佳的流体成矿系统,也即富挥发分含矿流体上涌活动中心和排泄-堆积场所。
3)具有良好的成矿圈闭构造,该矿位于千里山岩体东南侧内凹处,上有起隔挡作用的缓倾(+剪切面)地层,下连热流体脉动活动的主要通道(刘义茂称之为“热柱”),具备稳定的地温场,构成极佳的聚矿构造型式。
3.若干超大型矿床的时空位置
超大型矿床在成矿区带或矿田中处于什么位置,情况复杂多样。笔者统计了若干个实例,发现有相当一部分超大型矿床是产在矿集区的中心或靠近中心位置,在成矿时间上是在主成矿阶段(表5-6)。
表5-6 若干大型-超大型矿床的时空位置
4.大型、超大型矿床在成矿系列中的位置
在有些地区的成矿系列中,只生成一般的大、中、小型矿床,而未生成超大型矿床,如宁芜玢岩铁矿系列、鄂东南中生代Fe、Cu、Mo、Au成矿系列。以宁芜地区为例,该区在2000km2区域内,有30多个Fe(P、Ti)矿床,比较密集,成矿受处在断裂交点的次火山岩(辉石闪长玢岩)控制,由于该火山岩盆地中构造网络发育,次火山岩体众多,造成矿化的多个中心,形成8种矿床类型,在构造-岩浆结点上中小型矿床星罗棋布,而未能出现鸡群中的“鹤”。
在鄂东南地区,在约5000km2面积内,以燕山期为主的Fe、Cu、Mo、Pb、Zn、Au矿床密集,计有10种矿床类型,大、中、小矿床114个,但没有超大型矿床。这与该区的褶皱、断裂构造的多样性、多个构造结点、多个含矿层位、多个岩浆侵入体(6个大岩体,40多个小岩体)有密切关系,也即控矿因素主要是侵入岩的众多和分散,导致本区矿床数目众多,但缺少超大型矿床。
从以上2个缺少超大型矿床的著名矿集区的分析可见,在岩浆热液成矿系统中,构造-岩浆侵入体的众多和分散(多中心),是造成矿质平均、分散的一个重要原因。这也从反面说明,一个岩浆-热液成矿系统中,要发育大型、超大型矿床,一个长期(多期次)活动的构造-岩浆-热液-矿化中心是至关重要的,上述的瑶岗仙矿床是一个实例。澳大利亚的卡姆巴达铜镍矿、布罗肯山铅锌银矿、奥林匹克坝铜铀金矿等巨型矿床也都是产于长期构造活动中心。
从以上正反两面实例对比和分析中可见,一个成矿系列中,产出超大型-大型矿床的因素如下(图5-10):
中国重要成矿系列的形成机制和结构特征
图5-10 成矿系列中超大型矿床控制因素
需要说明的是,矿化多次活动中心在矿集区中的位置,视具体成矿区带不同。有不少是产在矿集区的中心(表5-6),有些则是在矿集区的边缘,如凡口矿床,其形成受盆地边缘的多种断裂控制。
总之,成矿系列中是否产出超大型矿床受多种因素控制,在不同构造环境下的不同成矿系列中,其因素也不尽相同。这里,只着重讨论了岩浆热液型及SEDEX型矿床系列中产出超大型矿床的可能条件,主要是提出一些工作思路和初步观点,有待进一步的研究、检验和深化。
1.可能出现的矿床类型
1)热液型。在贵州地区,研究热液型铂族元素矿床的成矿条件具有重要的理论意义和现实意义。贵州的大规模岩浆活动表面上不太发育,地表出露的岩浆岩比较少,这给寻找铂族元素矿床带来了困难。但是,贵州的热液型矿床尤其是浅成低温热液型矿床非常发育,类型很多,分布很广,汞、锑、砷、铊等矿种在国内外均有重要地位。这些矿床主要分布在远离峨眉山玄武岩出露地区,表面上与峨眉地幔柱没有联系。但是,Hg、Sb、As等金属元素与Cu、Pb、Zn等成矿元素不同,其活动性更强,气相搬运的可能性更大,而且Hg、As、Sb本身还存在有搬运其他金属的可能性。因此,尽管它们不容易在高温条件下稳定地堆积成矿,但不见得在其深部没有岩浆作用。Hg、Sb、As都可以和铂族元素形成铂族矿物,如汞钯矿(Polarite,Pd Hg)、碲汞钯矿(Pd3Hg Te3)、砷钯矿(Arsenopalladinite,Pd8(As,Sb)3)、砷铂矿(Pt As2)、峨眉矿(Os As)、六方锑钯矿(Sudburyite,Pd Sb)、等轴锑铂矿(Geversite,Pt Sb2)等至少40多种矿物。因此,在贵州优势矿种汞、砷、锑成矿区还不能放弃对铂族元素成矿的研究和探索。
2)煤岩型。煤是PGE的重要容矿围岩,煤中的PGE可能是煤矿形成之后吸附的,但也可能是煤矿成矿过程中富集的。对于煤中PGE的富集机制还不是太清楚,但俄罗斯某含煤洼地中PGE的发现充分证明,煤中的PGE可能是很重要的。李生盛等(2002)已经报道了黔西南煤中PGE的富集情况,目前迫切需要调查和研究的是,哪些地区、哪个时代(层位)、哪种类型的煤含PGE,含PGE的煤在时空分布上与峨眉山玄武岩的分布有没有联系,这对于开拓找矿思路是有意义的。在美国—加拿大交界的阿帕拉契亚造山带的寒武系—奥陶系灰岩地层及其前寒武纪基底地层中曾经发现过多处产于沥青中的自然铂。贵州地区的一些油气区尤其是一些可能已经被破坏的油气藏(包括沥青)中是否有PGE的富集,也是一个崭新的课题。
3)非正常沉积岩型。非正常沉积岩是指在正常沉积过程受到了意外事件的干扰而形成的沉积岩,意外的事件包括陨石撞击、火山喷发及派生的其他地质作用,如与海底火山喷发有关的喷气作用、缺氧事件。含矿的黑色岩系可能属于此列,世界上已经发现很多地区的黑色岩系含有铂族元素,其中俄罗斯的干谷金—铂族元素矿床已经证实至少有1000t铂族元素赋存在黑色岩系中。贵州分布比较广泛的寒武系黑色岩系也可能属于非正常沉积岩,遵义附近的黄家湾镍-钼矿床就含有PGE。对于贵州等地寒武系底部黑色岩系中超常富集的PGE的来源,李胜荣等(2000)根据湘黔地区该富集层Au、Ag、PGE的丰度及其比值、元素的相关性、元素分布模式和配分模式认为这些成矿元素主要不是地外物质直接提供的,也不是从正常海水中沉积的,而可能主要与海底热水喷流作用有关,即由海底热水通过深循环汲取元古宙武陵期基性-超基性岩物质所形成。据王砚耕高级工程师介绍,最近在含矿黑色岩系的底板发现了碱性的岩浆碳酸岩,因此,不排除岩浆活动提供成矿物质的可能性。
2.可能出现的地区和成矿时代
遵义黄家湾镍-钼-铂族元素矿床已经证实形成于寒武纪,赋存在寒武系底部,属于黑色页岩型镍钼铂族元素矿床,毛景文等(2001)利用负离子热表面电离质谱对矿石进行了Re-Os同位素年龄精测,获得(541.3±16)Ma(2σ)的等时线年龄,表明黄家湾矿床是华南寒武纪黑色页岩多金属成矿带的一个组成部分。但是,贵州的铂族元素成矿时代肯定不局限于此,其他可能出现的时代和地区包括:
1)贵州东北部梵净山地区曾经发现过科马提岩,因此需要调查是否存在元古宙科马提岩型铂族元素矿床。梵净山的科马提岩还有不少问题需要查明,但桂北宝坛地区形成有可能与元古宙类科马提岩有关的大坡岭含铂铜镍矿床,可以作为一个信息。高振敏等(1998)、李胜荣等(2000)、毛景文等(2001)、张光弟等(2002)均提出了寒武系黑色页岩中的铂族元素可能来自于元古宙武陵期基性-超基性岩的看法,果真如此的话,那么,武陵期基性-超基性岩本身是否含矿呢?
2)寒武系黑色岩系分布广泛,不局限于遵义附近,靠近湖南等地的寒武系同样值得注意,瓮安、织金等地的早寒武纪黑色页岩也含有贵金属(张爱云等,1987)。
3)峨眉山玄武岩分布区可能出现多种类型的热液型铂族元素矿床,包括煤岩型、构造控制的热液型、玄武岩型自然铜矿床中的伴生铂族元素矿床等;其成矿时代可能从二叠纪末期延续到新生代。后期构造事件及其有关的区域性热对流系统是否存在,对于玄武岩中赋存的PGE活化、转移、成矿具有关键意义,是寻找后期热液型铂族元素矿床过程中必须考虑的。越来越多的研究表明,PGE的活动性是明显的,甚至在低温下就可能发生明显的转移。
4)峨眉山玄武岩分布区外围浅成低温热液型矿床中伴生的铂族元素矿床,包括滇黔桂金三角的卡林型金矿床,其成矿时代可能主要是中生代。作者曾经从地幔柱的角度探讨了胶东和滇黔桂两个金矿成矿集中区的成因(王登红,1998),目前看来,地幔柱(不只是二叠纪的峨眉地幔柱)制约金矿成矿集中区形成的认识仍然不过时,尽管对于美国内华达卡林型金矿成矿集中区是否与热点有关的争论始终没有停止。苏文超等(2001)利用ICP-MS测定了烂泥沟和丫他两个卡林型金矿床不同成矿阶段石英流体包裹体的成分,结果表明其中Co、Ni、Cu、Pb和Zn的含量较高,而且在这两个金矿床主成矿期的石英流体包裹体中都检测出了高含量的Pt。这一发现不但有助于证实基性-超基性火成岩可能是黔西南地区卡林型金矿床成矿物质重要来源的看法,而且为在卡林型金矿分布区寻找铂矿提供了重要信息。
5)红土型金矿、风化壳型铝土矿及玄武岩风化壳中的砂铂矿及其他未识别出来的铂族元素矿床类型,等等。
3.成矿后构造的影响
贵州虽然离青藏高原比较远,但新生代的构造运动仍然很明显(秦守荣等,1998)。新生代不是铂族元素成矿的主要时期,但对新生代构造运动的研究将有助于开拓找矿思路。根据作者的观察与研究,目前已知的与古生代峨眉地幔柱成因暗色岩系有关的几个铂族元素矿床,在空间上主要分布在西部和中部,东部至今还少有发现(但不排除这种可能性);在时间上可能主要与峨眉山玄武岩的喷发基本同时期,但要考虑其复杂性。目前作者已经利用R Oes同-位素定年方法测得云南白马寨铜镍矿床的成矿年龄为249Ma,云南金宝山的确切成矿时代还不清楚,但可能也是海西期的(据《云南省区域矿产总结》,金宝山橄榄岩中黑云母的K-Ar年龄为304Ma,Rb-Sr年龄为322Ma。如果此年龄确实并代表了成岩成矿的时代,则金宝山铂族元素矿床可能与250Ma前后活动的峨眉地幔柱没有直接的联系,属于另一个地质事件的产物);而利用40Ar/39Ar法测定的四川杨柳坪热液型铜-镍-铂族元素矿石中石英的同位素年龄变化很大,从242.59Ma到11.38Ma(王登红等,2003)均有,反映了成矿后构造的多期次影响。这种构造影响表现为:①杨柳坪矿区处于丹巴热穹窿地区,正是不断上升的热穹窿构造将含矿岩体抬升到地表(并导致了多期的热液改造成矿),才使人们能够发现它;②金宝山矿区正好被红河上游的礼社江切割,矿体及含矿岩体产状近水平,却恰好被水系深切割而出露;③白马寨含矿岩体则是由于新生代的强烈剪切作用而被推上来的。因此,如果没有新生代的构造活动(类型可以不同,如金宝山的水系切割下蚀、白马寨的剪切上推、杨柳坪的热穹窿拱升),这些矿体都将深埋于地下而难以被人们发现。
根据地幔柱成矿的思路,铂族元素矿床主要赋存在地幔柱的尾部而不是头部(王登红,1998)。事实上,对应于地幔柱头部的玄武岩或科马提岩本身含矿性并不是最好的。玄武岩中可能出现PGE的高含量,但迄今为止还没有发现成型矿床;科马提岩中也常常出现PGE的高含量,但大型矿床和富矿床不多。南非布什维尔德的地幔柱由于从元古宙以来的长期剥蚀,代表地幔柱头部产物的玄武岩已经被剥蚀,而对应于地幔柱中下部的基性-超基性岩杂岩体及一系列岩筒被剥蚀出露,含铂族元素的铬铁矿层及其他类型的铂矿床也处于近地表的位置,正好为人们易于发现。因此,在西南部地区寻找与峨眉地幔柱有成因联系的铂族元素矿床,必须考虑新生代构造运动和剥蚀条件。
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