阿尔泰造山带南缘金矿的构造-流体-成矿作用研究与分析

所属栏目:矿业论文 发布日期:2010-08-31 11:23 热度:

  摘要:新疆的阿尔泰造山带南缘包括了额尔齐斯构造带,为重要金矿床成矿带之一。文章以研究区成矿地质背景及成矿特征为基础,应用金矿成矿过程中构造-流体-成矿作用理论,对阿尔泰造山带南缘金矿成矿规律进行分析和探讨,提出了阿尔泰造山带南缘山——盆转换系统内金的构造-流体-成矿作用体系中构造主导作用、流体直接作用及构造和流体耦合作用与金矿成矿机理和时空分布特征间的关系。
  关键词:阿尔泰造山带;金矿;成矿背景;构造-流体-成矿作用
  
  前言
  阿尔泰造山带南缘是新疆北部重要金矿床集中地,特别是沿额尔齐斯成矿构造带分布有众多金矿床(如萨尔布拉克、克科萨依、阿拉那提等金矿)。近十几年来,将构造-流体作用研究与矿床成矿机理研究结合起来,已成为矿床学研究领域内一个新学科,经过深入分析前人资料,考察和研究该地区矿床,认识到构造和地质流体对矿床的形成起主导作用。运用成矿构造-地质流体-成矿作用体系研究方法,在分析其区域地质背景和矿床成矿特征基础上,以阿尔泰造山带独特地质特征与成矿作用研究为主线,详细分析研究了阿尔泰造山带南缘主要岩金矿的构造成矿作用和流体成矿作用,提出其规律性,对在该区现有金矿床基础上,寻找和预测新的工业矿床提供依据。
  1.成矿地质背景
  研究区位于西伯利亚板块与准噶尔-哈萨克斯坦板块聚合拼接部位。以北为西伯利亚板块南缘的阿尔泰陆缘弧构造带,以南为北准噶尔构造带。区内主干断裂呈NW向展布,其中额尔齐斯断裂控制本区构造-岩浆-成矿作用。以额尔齐斯断裂为界,阿尔泰南缘地区可分为南东部和北西部两个不同构造变形域。区域地层大体分为3大套:前震旦纪基底岩系,震旦—古生代以火山沉积和陆源碎屑岩为主的盖层岩系,中新生代为上叠盆地型陆内碎屑岩系。该区岩浆侵入活动十分强烈。主要包括如下3种岩:①以超基性岩为主的基性-超基性岩浆岩,形成蛇绿岩套中超基性-基性杂岩体;②以基性岩为主含少量超基性岩的超基性-基性岩浆岩,形成钙碱性超基性-基性杂岩体;③遍布全区的深成-中深成相花岗岩类和中酸性浅成-超浅成侵入岩类岩浆活动。包括不同时代的三期花岗岩,与金成矿有关的是科迪勒拉I型花岗岩和板内造山型花岗岩。区内的变质岩类在空间展布上自北向南划分为4个较明显区域混合岩化带,即喀得热特-可可托海混合岩带、乌恰混合岩化带、克孜勒别特-也克克泽勒混合岩带和喀喇额尔齐斯混合岩带。阿尔泰地区Au区域地球化学异常分布如。主要异常集有铁列克异常集(I)、哈巴河异常集(II)、哲里开特异常集(Ⅲ)、普太异常集(IV)、阿勒泰异常集(V)、克孜加尔异常集(VI)、西岔河异常集(VII)、诺尔特库马苏异常集(VIII)、喀依尔特河上游异常集(IX)。阿尔泰造山带形成演化及成矿背景认识较清楚,现在重点研究出现于主造山期的后期阶段的构造成矿作用,形成同造山期稀有金属矿床、同造山期铜-镍硫化物矿床、同造山期铜-多金属矿床和同造山期岩金矿床。
  2.阿尔泰造山带南缘金矿构造作用
  阿尔泰造山带演化史中,伴随使壳层横向缩短和纵向增厚的挤压-滑脱-冲断造山过程,引发同造山期构造-流体-成岩作用、构造-流体-变质作用和构造-流体-成矿作用,是阿尔泰造山带主造山期的主要特点。流体作为从矿源地萃取并搬运成矿物质的主要媒介,在促使成矿物质从分散到富集成矿过程中起重要作用。从构造与流体相互关系看,在成矿过程中,构造是控制一定区域中各地质体间耦合关系的主导因素,是驱动流体运移的主要动力。各种构造形迹,如断层、裂隙、角砾岩带等为地球内部流体运移提供通道,其扩容空间是含矿流体大量停积和沉淀矿石的场地。构造应力对岩石力学、物理性质产生影响,影响流体在岩石中流动状态、速率和水-岩作用过程。
  3.构造与金成矿作用
  构造不仅是被动的控矿因素,也是成矿作用的主动因素。构造运动为成矿物质活化转移提供能量和驱动力,即对驱动含金流体运移,促成矿质由分散到浓集起主导作用。构造演化与成矿作用300Ma前后是阿尔泰造山带金矿形成的重要时期,也是其南缘地壳增生的重要时期。可能的模式是:早石炭世末准噶尔洋壳向北俯冲殆尽,准噶尔板块拼贴于西伯利亚板块南缘,紧随之弛张作用引起地壳伸展塌垮,伴随碱性花岗岩侵入,使地幔物质以垂直方式加入到地壳中,形成一个陆壳重要增生期。在这一构造事件中,由于伸展作用使地壳出现异常地温梯度,使成矿流体发生运移,并萃取地层中的金。成矿流体在构造部位发生温压骤降时,成矿元素沉淀形成矿床。在阿尔泰造山带长期构造演化过程中,早石炭世末以前没有形成金矿床,石炭纪之前主要为矿源层形成阶段,又分为前震旦纪初始矿源层形成阶段和震旦纪至泥盆纪矿源层形成阶段。中石炭世成矿作用发生在板块拼接后的陆内构造演化过程中,其中造山后的快速伸展塌垮与金矿形成关系密切。
  4.流体与成矿作用
  据阿尔泰造山带南缘阿克提什坎、库马苏、塔斯比格、多拉纳萨依、阿克希克、赛都等10多个金矿区的流体包裹体研究,含金石英脉中流体包裹体为液相、气相及多相包裹体,一般5~8μm,形态呈不规则状、椭圆形和滴水状等。主成矿阶段温度变化范围在200~330℃。包裹体气相成分以CO,H2O,CO2,CH4为主,CO含量大于H2O。据包裹体气相成分,岩金矿分为2类:一类为CO2,含量大于CO,集中于弧后盆地多拉纳萨依、赛都等矿床;其余矿床为CO含量大于CO2。除阿克希克和多拉纳萨依矿床外,包裹体Cl-/F-比值均大于1,显示Cl-在成矿物质搬运过程中起重要作用。从成矿早期阶段到晚期阶段,氧逸度呈波状下降趋势。成矿流体硫逸度从成矿早期阶段到晚期阶段逐渐降低,氧逸度和硫逸度的下降趋势,反映了成矿流体中的成矿物质由有利于发生迁移的氧化环境向有利于沉淀的还原环境转化的过程。从国外一些学者研究看来,流体-岩石作用与流体间混合作用是导致成矿流体中金元素产生沉淀并富集成矿的主要原因,并在国外许多金矿床内得到证实根据该区金矿床多产于断裂旁侧及区内各种成矿流体十分活跃等特征,认为区内有些金矿床应为多种流体发生混合作用而形成。
  5.结论
  通过对阿尔泰造山带南缘岩金矿大量地质资料的分析,结合野外对额尔齐斯一带金矿构造带与阿尔泰造山带增生楔进行实测剖面研究,特别是对处于山-盆转换系统的额尔齐斯深断裂带、构造接触带型金矿床和构造破碎带型金矿床的各类样品流体包裹体分析研究,关于阿尔泰造山带南缘山-盆转换系统内金的构造-流体-成矿作用体系有如下主要认识:构造是控制矿床形成的主导因素在大地构造演化的造山-造盆过程中,形成山-盆转换带及转化系统内切穿至上地幔的深断裂带为矿床提供了幔源矿质,控制了矿源层分布。随着深断裂演化过程中滑脱、冲断-推覆、剪切挤压松弛阶段的拉张,为来自上地幔和壳下层的含金构造热动力流提供了通道,并对Au成矿的活化、迁移和富集创造了条件。构造作用导致流体沸腾、混合和相分离作用的发生,控制成矿发生。本区构造成矿作用与额尔齐斯深大断裂关系极大,该断裂是阿尔泰造山运动中形成的滑脱-冲断-推覆断裂带。构造破碎带型金矿床的矿质是随地幔热动力流体沿这条断裂带迁移并分散于火山-沉积建造中,构造接触带型金矿床矿质是随地幔热动力流体上升,额尔齐斯滑脱带又是加热大气降水的场所;冲断-推覆过程又促进热流体向南西侧流动,浸出矿源层中分散矿质并迁移富集;冲断-推覆过程发出强大脉冲应力又为矿质活化转移提供了能量;冲断-推覆过程中出现右型走滑剪切为矿质的迁移创造了成矿富集场所;左型雁列等距破碎带为形成含Au同熔型闪长岩浆房提供了热能,为含Au闪长岩浆上侵提供了通道,在岩体接触带创造了压力降沉淀空间等。流体是控制矿床形成的直接因素成矿流体在其迁移、演化过程中不断与围岩发生反应,这些反应引起的交代蚀变使成矿物质得以活化转移。流体中Cl-含量相对较高,Au多以Cl的络合物形式迁移搬运,成矿流体运移主要以断裂破碎带运移为主。流体作用直接导致Au沉淀富集成矿,成矿流体中成矿物质由有利于发生迁移的氧化环境向有利于沉淀的还原环境的转化,Au在还原环境下发生沉淀。引起矿床最终富集并形成规模矿床的成矿作用是多源的流体混合作用。
  

文章标题:阿尔泰造山带南缘金矿的构造-流体-成矿作用研究与分析

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