1.成矿地质构造背景
(1)成矿省范围
秦岭-大别成矿带是我国大陆中部规模最大的东西成矿带,自西向东,横跨青海、甘肃、四川、陕西、河南、湖北、安徽七省,总面积约50余万km2。
它夹持于扬子陆块和华北陆块之间,由秦岭、大别和北大巴山等地质构造单元组成,总体走向近东西向,它是在不同时代前寒武纪基底上发育起来的大陆造山带。北以宝鸡-黑山-栾川-方城-明港-舒城断裂为界,构成成矿省与华北陆块的分界线;南以扬子陆块北缘断裂为界,构成成矿省与杨子陆块的分界线。北侧基底埋藏浅,硬化固结程度高,稳定性好,是早古生代以前华北陆块南缘增生带;南侧基底埋藏深,硬化固结程度低,稳定性差,为扬子陆块北缘增生带。
(2)区域地质构造概要
1)构造
秦岭-大别成矿省大地构造位置隶属秦岭和松潘-甘孜两个活动带(Ⅰ级),下分八个Ⅱ级构造单元,各构造单元间均以(深)断裂(带)为界。
表1 秦岭-大别成矿带大地构造简表
成矿带 |
大地构造单元 |
Ⅰ级 |
Ⅱ级 |
秦岭-大别成矿省
(Ⅱ-8) |
秦岭活动带 |
苏鲁被动陆缘隆起(Ⅱ1) |
武当-大别被动陆缘(Ⅱ2) |
北准阳—北秦岭板块结合带(Ⅱ3) |
礼县-柞水(中秦岭)被动陆缘带(Ⅱ4) |
南秦岭古生代陆缘裂陷槽带(Ⅱ5) |
北大巴山加里东被动陆缘带(Ⅱ6) |
摩天岭地块(Ⅱ7) |
松潘-甘孜活动带 |
阿尼玛卿印支坳陷带(Ⅱ8) |
表2 秦岭—大别带主要断裂一览表
| 编号 |
断 裂 名 称 |
断裂级别 |
构造位置 |
F1 |
青海湖南山—漳县—天水—宝鸡断裂 |
二级 |
秦岭、祁连褶皱系分界 |
F2 |
(昆中)—夏河—娘娘坝断裂 |
三级 |
南秦岭西段 |
F3 |
武山—唐芷—丹凤—商南—信阳—商城断裂 |
一级 |
中、北秦岭分界 |
F4 |
夏河—临潭—凤镇—山阳—桐柏断裂 |
二级 |
中、南秦岭分界 |
F5 |
(昆南)—玛沁—迭部—武都—略阳断裂 |
二级 |
秦岭、松潘—甘孜褶皱系分界 |
F6 |
文县—康县—勉县断裂 |
二级 |
摩天岭隆起西北边界 |
F7 |
青川—阳平关—勉县断裂 |
二级 |
摩天岭与阳子地台分界 |
F8 |
布青山—江千断裂 |
三级 |
阿尼玛卿与巴颜喀拉分界 |
F9 |
洛南—栾川—方城—商城断裂 |
一级 |
华北地台与秦岭分界 |
F10 |
朱阳关—夏馆—好汉坡断裂 |
二级 |
北秦岭西段 |
F11 |
益哇—舟曲—徽县断裂 |
二级 |
南秦岭西段 |
F12 |
新需—黄陡断裂 |
二级 |
武当大别隆起分界 |
F13 |
石泉—安康—竹山断裂 |
三级 |
北大巴山北侧 |
F14 |
城口—房县—襄樊—广济断裂 |
一级 |
扬子地台与秦岭分界 |
F15 |
郯城—庐山断裂 |
二级 |
武当--大别隆起东界 |
F16 |
嘉山—响水断裂 |
一级 |
华南活动带与秦岭—大别造山带的分界 |
F17 |
玉莲—荣需断裂 |
二级 |
华北陆块与秦岭活动带的分界线 |
2)区域地层
以武山-丹凤-商南-信阳(F3)为界,将秦岭-大别成矿省地层划分为南、北两部分,每部分又有基底和盖层分别叙述。
3)岩浆岩
秦岭-大别地区是我国大陆中部规模最大的构造-岩浆岩带,火山作用、侵入作用均较发育,岩石种类繁多。主要岩浆活动期为加里东期,华力西期及燕山期,其次为海西期、印支期、喜山期。
4)变质岩
成矿省内变质岩系分布广泛,岩石类型齐全,榴辉岩及蓝闪片岩类较为发育,是本成矿带的特点。变质作用分为区域动力、热液变质和区域低温动力变质,可分5 个变质期:
①吕梁期变质岩系:大别群、胶南群、桐柏岩群和秦岭岩群,以高绿片岩相为主,尚有低绿片岩相和低角闪岩相,出现高压变质岩类。
②四堡变质期:主要为宽坪岩群,有强烈的显示,属中压相系的绿泥石带、黑云母带、铁铝榴石带及兰晶石+十字石带。
③胶南地区形成递增变质带,属区域低动力变质的绿片岩相单相变质岩。
④加里东变质期:为区域热液变质,形成高绿片岩相—低角闪岩相变质岩系。
⑤华力西—印支变质期:形成低绿片岩相,颁布在南秦岭地区。
(3)区域矿产
成矿省内矿产丰富,类型齐全,规模较大,主要有:
1)金矿:金矿是区内主要矿产之一,主要有小秦岭、嵩县、洛宁、桐柏(老湾大型金矿、破山大型银矿、银洞坡大型金矿)金矿,鸡架山、马鞍桥、葫芦沟、襄家沟金矿,卸甲沟、许家坡、邓格庄、金音顶、范家埠、铜锡山、白云金矿及黑龙潭、黄龙山、白岩沟、元斗、高庙等金矿,以及汉江两郧砂金矿床集中分布区。
2)银矿:在桐柏县围山城以银为主的多金属矿带,洛宁固始沟、罗山丘城山大中型银矿床、大西沟-银洞子银多金属矿、银洞沟银金矿、红石小张湾银矿等。大调查在豫西南栾川赤土店、湍源和桐柏地区银多金属矿的找矿取得了突破性进展,目前已控制银资源量8000余吨。
3)铅锌矿:主要分布在桐柏、南召、大西沟、锡铜沟及豫北和大别山地区。
4)铜矿:铜矿集中分布于桐柏刘山岩、镇平秋树湾、内乡夏馆-板厂以及新城-黄陂断裂、青峰-襄广断裂、竹山断裂及其两侧,和两郧断裂及其北部。
5)铁矿:为变质型铁矿,主要集中分布两郧断裂及其北部、随州小林地区。
6)磷矿、锰矿:属沉积-变质型矿床。集中分布于大悟黄麦岭至孝昌青山口一带,有黄麦岭磷矿等。
7)钒矿:分布于中、下寒武统中,与黑色岩系密切相关。主要分布于浙川余家庄及两郧断裂丹江口段及其北侧、襄樊-广济断裂随州段及其北侧。主要以丹江口杨家堡大型钒矿为代表。
8)汞锑矿:分布于卢氏南阳山、掌耳沟、王庄、大河沟、马畈等地锑矿,以及公馆及青铜沟汞锑矿。
(4)区域成矿旋回
主要分为以下几个旋回:前长城纪成矿旋回、城纪--青白江纪(Pt )成矿旋回、震旦纪--加里东成矿旋回(震旦--加里东期)、古生代—中三叠纪成矿旋回、中生代成矿旋回、新生代成矿旋回。
2.成矿区(带)及成矿系列
(1)成矿区(带)划分
在全国成矿区(带)划分图上,成矿省内划分出三个成矿带:
Ⅲ38—北秦岭早古生代、中生代金银铜锑铬膨润土红柱石矿床成矿带;
Ⅲ39—桐柏—大别元古宙、中生代金铅锌银非金属矿床成矿带;
Ⅲ40—南秦岭晚古生代、中生代铅锌银铜铁汞锑重晶石矿床成矿带。
(2)矿系成矿系列划分
按矿床成矿系列理论,按北秦岭桐柏--大别、南秦岭三个成矿带分别划定6个、10个和9个矿床成矿系列,合计25个矿床成矿系列和30个矿床成矿亚系列。
3.成矿规律及成矿谱系
本成矿省是一个多旋回、多类型的复杂造山带,经历过原始“秦昆洋”、古“秦祁洋”,古特提斯洋(程裕淇等,1994)在地质历史演化过程中出现不同时期、不同位置的更叠、改造和区域成矿作用,在每个成矿旋回都出现过成矿元素的高强度、超量富集作用。
(1)成矿地质环境
成矿省夹持在华北陆块与扬子陆块之间,为一大陆造山带,出现过基底裂解,形成裂陷槽、陆缘增生、拼接、造山、推覆和叠加改造过程。按当前面貌,一般将秦岭划分为块块结合带,被动陆缘、陆缘裂陷槽、陆缘隆起区及地块(图10-40、表10-9),由于印支--燕山期成矿省内出现强烈的构造—变形作用,大规模的推覆作用和走滑移动。一系列的构造运动和出现的相应的地质历史演化过程,造就了多类成矿地质构造环境,主要有板块拼接带、裂陷槽构造—岩浆带、沉积盆地、蛇绿岩带、含矿沉积建造等。在地壳构造运动的支配下,在这些成矿环境内发生地幔物质向地壳中转换,地壳中物质浓集成矿,这些运动包括:1)陆块或板块的开裂过程、2)陆块或板块的拼合碰撞过程、3)碰撞拼合后的陆内滑脱、推覆、拉分、断陷过程。
(2)成矿模式
矿床成矿模式包括矿床自身的特征和成矿地质构造环境两个侧面(朱裕生等,1999),建立了与地质实际吻合程度较高的矿床成矿模式,有可能深化成矿系列的内涵。本成矿省内成矿作用复杂多样,演化历史久远,类型复杂,应用矿床成矿模式有可能解析矿床成矿系列的总体特征。根据成矿省内成矿地质环境的类别和关系,概括成矿省内的区域成矿作用,建立了以下几个区域成矿模式:海相火山喷发—沉积成矿作用的矿床成矿模式、南秦岭成矿带与泥盆纪裂陷作用有关的矿床成矿模式。
4.区域成矿的基本特点
由上可知,成矿省的成矿作用概括起来,其区域成矿作用的基本特点如下:
(1)成矿物质来源具深源性
镁铁—超镁铁质岩碱性岩及双峰式火山岩类广泛发育,是深部物质来源的标志,中酸性岩浆作用深成来源,表明深部物质来源的普遍性。Sr同位素比值统计,大多小于0.706,说明直接或间接为上地幔或下地壳的来源。
(2)矿作用具有二大高峰
一个是中、新元古代—早古生代时期;另一个为中生代时期,成矿作用与大规模陆内俯冲碰撞及受深断裂 控制及中酸性火山—岩浆活动有关。
(3)岩浆作用与成矿关系密切
新太古代—早古生代矿床成矿系列与镁铁—超镁铁质岩浆作用及双峰式火山岩类有关;晚古生代—中生代矿床成矿系列与中酸性岩浆侵入活动有联系。
(4)海相火山喷发—沉积作用与成矿作用具有特殊性
成矿省内海底火山-喷发作用强烈、海相火山喷气-沉积作用形成的岩类普遍分布,形成海相火山岩型矿床具相似性。特别是中泥盆统海相火山喷流—沉积作用形成了厂坝式PbZn(Ag)矿床,在西城、凤太、山阳沉积盆地中,同类矿床分布广泛,相似度极高。
(5)成矿的继承性、叠加作用明显
5.区域成矿演化
本区地质演化与成矿作用可分为五个区域成矿阶段:
(1)新太古代-早元古代-克拉通裂解与结晶基底形成阶段
(2)中-新元古代大陆边缘古秦岭洋发育阶段
(3)早古生代秦岭造山带形成与发育阶段
(4)晚古生代演化阶段
(5)中-新生代后造山构造演化阶段
6.物化遥信息
超值元素组合有Au、Hg;Cu、Zn、Pb、Ag;W;Fe2O3、Ti、V、Cr、(Cu)Ni、Co;Na2O、CaO、MgO;Ba、Sr六种组合,显然反映了地壳物质偏基性和矿化剂存在的特征。全省已勘查的矿床有198处(内生68,外生96,变质34),大型、大型以上矿床68处,占本成矿省已发现矿床的34.34%,超过全国的平均数32.08%。按矿床类型排列:热液(水)型(53)、海相沉积型(26)、受变质型(23)、热液型(19)、海相火山岩型19处(占全国同类矿床的11.24%)、岩浆型(13)、砂矿型(13)、沉积改造型(6)、卡林型(6)、陆相火山岩型(5)、其他类型仅在3处以下(共有6类)、共有16种矿床类型,其中的热液(水)型(54处)和海相沉积型矿床(26处)以Pb、Zn、Ag、Cu为主,属成矿省的优势矿产,他与Cu、Zn(Pb、Ag)组合吻合;卡林型金矿、陆相火山岩型金矿和热液型金矿是成矿省的主要矿产,而Ag、Hg组合可能是这类矿床的反映;其他的W;Fe2O3、Ti、V、Cr;(Cu)、Ni、Co组合都与成矿省内出现的相应矿床类相对应。由上可知,超值元素组合与成矿省内产出的已知矿床基本一致,与成矿省内兴凯旋回、华力西旋回、燕山旋回成矿高峰期的区域成矿特征是比较一致的。
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