(浙江省地质调查院,浙江 杭州 311203)
20世纪60年代之后,板块构造学说兴起,很多学者倾向于将矿床的成因类型与地球动力学背景相结合。Groves 等(1998)和Goldfarb 等(2001)提出用造山型金矿来代替之前被归类为中温热液的大量金矿床。陈衍景(2006)将造山型金矿定义为变质地体中受构造控制的脉状后生金矿床,在时间和空间上与增生造山作用有关。根据这一定义,以往被认为是石英脉型、韧性剪切带型、构造蚀变岩型以及一些网脉状的金矿床均属造山型金矿的范畴。
璜山金矿是浙江著名的金矿之一,其探明储量规模可达中型。关于璜山金矿的成因以往有“高—中温热液混合岩化石英脉型”(浙江省冶金勘探公司,1985)、“韧性剪切带型”(朱安庆等,2009)、“动力变质岩型”(浙江省地球物理地球化学勘查院,2011)等多种认识。笔者在对璜山金矿成矿特征与造山型金矿进行对比研究后,认为璜山金矿属典型的造山型金矿。
目前,在华南地区,造山型金矿研究公开报道的仅有江南造山带西段的海南抱伦(李明艳等,2006)和黔东南地区(陶平等,2013)有造山型金矿存在。浙江璜山金矿所处构造部位属江南造山带东段,在江南造山带内寻找造山型金矿仍然具有较大前景。
浙江省璜山金矿位于江山—绍兴断裂带(以下简称江绍断裂带)北东段(图1)。前人以该断裂带为界,将浙江省大地构造单元划分为“江南古陆”、“华夏古陆”(黄汲清,1954),“扬子准地台”、“华南褶皱系”(任纪舜等,1980;浙江省地质矿产局,1989)以及“东安—雪峰期江南岛弧褶皱系”、“武夷—云开加里东岛弧褶皱系”等(郭令智等,1980)。大量研究表明,在扬子陆块与华夏陆块之间,有一呈弧形条带状展布的由一套浅变质、强变形的(中)—新元古代巨厚沉积-火山岩系及时代相当的侵入体所构成的地质构造单元(薛怀民等,2010),称为“江南造山带”(李江海等,1999),而璜山金矿就位于江南造山带的东段南缘。
图1 诸暨—绍兴一带地质略图
区域上,沿着江绍断裂带从诸暨璜山到绍兴以南,分布有众多金矿床、矿点、矿化点,它们的围岩主要为平水群、陈蔡群和同构造期侵入岩体(图1),围岩形成时代可能为新元古代早期。其中平水群为一套海相细碧角斑岩建造,形成于不成熟岛弧环境;陈蔡群经历了角闪岩相中深变质作用,由片麻岩、片岩、变粒岩、斜长角闪岩、大理岩、石英岩组成,其大地构造属性尚有争议,主要有古陆基底、变质混杂岩、活动大陆边缘、大洋岛弧(洋岛)、大洋中脊、岛弧等多种认识。与平水群同期或稍晚,沿着断裂带有超基性、基性、中酸性和酸性侵入岩体出露,以中酸性岩体发育最好,岩性主要为石英闪长岩、闪长岩,浙江省地质调查院(2013)认为属新元古代早期TTG岩套,为洋陆俯冲形成的岩浆弧的一部分。而超基性、基性岩体主要见于诸暨璜山—王家宅一带,水涛等(2012)将其厘定为蛇绿混杂岩,认为是扬子板块与华夏板块碰撞拼合残留洋壳物质。江绍断裂带是区内主要控岩、控矿断裂带,呈北东向展布,由一系列相互平行、规模不等的北东向压扭性断裂组成。与璜山金矿成矿特征类似,分布于江绍断裂带中的尚有义乌苦枝尖、诸暨齐村、庙下畈、马郦、梅店、绍兴中岙、铸铺岙、何山、石其、东堡、六里岙等矿床、矿(化)点。
璜山金矿主要产于璜山杂岩体中(图2),该杂岩体主要由石英闪长岩、闪长岩组成,其内分布有数十个呈布丁状的超基性、基性侵入体,岩性有辉石角闪石岩、角闪辉石岩、角闪石岩等,岩体规模较小,一般不超过0.5 km2,有的仅有标本尺度大小,呈残留体形式产于石英闪长岩中。赋矿石英闪长岩因遭受区域性韧性剪切作用,多形成糜棱岩和糜棱岩化岩石,强烈处形成千糜岩。璜山石英闪长岩的锆石U-Pb年龄有(818±6)Ma(LA-ICP-MS)(王孝磊等,2012)、(808±20)Ma(SHRIMP)(Ye et al,2007),为幔源型岩浆侵入岩(浙江省第三地质大队,1991)。矿区控矿断裂一般倾向SE,少数倾向NW,倾角45°~80°,具有多期继承性活动特点,运动学特征由左行斜冲剪切转为左行走滑剪切为主。韧性剪切形成绢云绿泥千糜岩、绿泥绢云千糜岩和绢云石英千糜岩以及少量糜棱岩。
璜山金矿受构造控制明显,矿体主要充填在北东、北西向千糜岩带中。含金矿物主要为自然金,少量碲金矿、碲金银矿和碲金汞矿,其他主要为黄铁矿,次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿;脉石矿物主要为石英,其次为绢云母、方解石、铁白云石、黑电气石、绿泥石等。矿石结构主要为乳滴状、蠕虫状、交代结构、胶状结构、粒状结构等;矿石构造有网脉状、浸染状、发丝状、团块状、空洞状和碎裂状等。矿石类型以金-黄铁矿-脉石英型为主,金-褐铁矿-千糜岩型次之。
图2 璜山地区金矿地质略图
Kerrich(2000)将造山型金矿的特征总结为12条,笔者进一步归纳为下列6条。(1) 矿床产于造山带环境,而且成矿多与增生型造山作用有关。矿床多位于超岩石圈断裂附近,受超岩石圈断裂带的二级或更次级的断裂构造控制。赋矿构造主要是高角度的斜向走滑带、逆掩推覆带。(2) 绝大多数矿床产于绿片岩相变质地体中,绿片岩相矿物组合以石英、碳酸盐、云母、绿泥石和黄铁矿为主。(3) 成矿时间范围较大,但总是同步或滞后于赋矿地体的峰期变质作用,并受控于脆性-韧性变形的转变期(或转变带),金的沉淀与构造变形作用同步。(4) 成矿元素富集程度有差异,一般Au、Ag(As、Sb、Te、W、Mo、Bi、B)强富集,Cu、Pb、Zn、Hg、Tl弱富集,As、Sb、Hg在浅部低温域的富集程度增强。(5) 成矿流体具有富CO2(CO2+CH4的摩尔百分数为5%~30%)、低盐度(<6%)的特点,常见3类包裹体: 含CO2水溶液包裹体、富CO2包裹体和水溶液。在韧-脆性剪切带内,流体压力从超静岩变化到低于静岩。(6) 单个矿床垂直延伸可超过2 km,且没有垂向分带现象或分带性较弱,但侧向分带较明显。
陈衍景(2006)认为造山型金矿能够作为区别于其他类型金矿床的标志性特征是矿床产于造山带的断裂构造中,成矿流体具有富CO2、低盐度的特点,成矿作用发生在造山峰期变质之后。
对照上述造山型金矿的各项特征,笔者就璜山金矿的成矿特点进行分析比较如下。
(1) 前已述及,璜山金矿产于江南造山带中。关于江南造山带的性质,多数学者鉴于江南造山带位处扬子陆块与华夏陆块之间,从而认为属两大陆块之间的碰撞造山带。但从其构造岩石组合分析,多数属岛弧和弧后盆地型沉积,所以江南造山带可能为一新元古代俯冲型造山带(或增生型造山带)。璜山金矿定位于北东向江绍断裂带中,深部地球物理研究(孔祥儒等,1995)已经证明,江绍断裂带为一超岩石圈断裂,同时也是一大型推覆构造带。但直接赋矿构造却主要为北东、北北东或北西向次级断裂带。由此可见,璜山金矿总体成矿环境符合造山型金矿的特点。
(2) 1∶5万陈蔡测区区域地质调查(浙江省地质矿产局,1987)将研究区归为桐树岭—潘村变质带,认为该变质带是一个先后经受区域动力热流变质、弱混合岩化和强动力变质的复变质带,变质程度为低—高绿片岩相变质。以上变质程度满足造山型金矿的赋矿变质地体特征。
(3) 璜山金矿的成矿时代,经6个含金石英脉矿石样Rb和Sr同位素分析,Rb-Sr等时线年龄为(358.0±22.0)Ma,含金石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为(396.9±34.5)Ma(陈好寿等,1996)。由此确定该矿床成矿大致应在350~400 Ma,相当于海西期。关于研究区韧性剪切变形作用的时代,胡世玲等(1992)分别对采自诸暨璜山和王家宅的糜棱岩及糜棱岩带中石英脉中的白云母进行了40Ar-39Ar年龄测定。结果表明,江绍断裂带糜棱岩主要形成于317~370 Ma,也属于海西期,与金矿形成时代近于同时。研究区赋矿地体,即璜山石英闪长岩的峰期变质时代尚未有人研究,但对于璜山金矿东南也赋存金矿(如马郦金矿)的陈蔡群变质地体,经胡艳华等(2011)确认,其峰期变质年龄约为435 Ma。可见,本区金矿形成要稍稍滞后于峰期变质时间,而与构造变形近于同步。
(4) 从整个区域上考察,产于江绍韧性断裂带中的金矿几乎全以单金富集为特点,局部有银的富集,如义乌苦枝尖金银矿。在璜山金矿床的矿石中有Cu、Pb、Zn、Hg的矿物出现,但均未富集形成矿化,这些特征与造山型金矿相似。
(6) 由于矿区控矿构造规模不大,矿化元素在横向上未表现出明显的分带性。
上述依据说明璜山金矿属典型的造山型金矿。
造山型金矿以其特殊的成矿构造环境和成矿地质特征而有别于浅成低温热液型金矿,在我国主要造山带均有发育,如胶东半岛、华北克拉通北缘、小秦岭和秦岭地区、新疆北部以及西南三江、祁连山造山带等(郭春影等,2011)。璜山造山型金矿的确认对于江南造山带区域找金具有一定的启发意义,以往对于该带金矿的研究未将金矿形成与造山带这一特殊的构造背景相联系,从而忽略了将该金矿带与其他造山带形成的金矿进行比较,今后可以广泛借鉴其他造山带已经取得的成果,在实践中指导找矿勘探工作。
璜山造山型金矿的确认从另一个方面也对江南造山带构造演化提供了制约,目前的主流观点认为江南造山带为一新元古代造山带,而璜山金矿形成于海西初期,根据造山型金矿主要形成于增生造山环境推测,扬子陆块东南缘在海西初期(也可能为加里东末期,因为成矿要晚于造山)可能还处于沟-弧-盆体系控制,因此,原来被普遍认为是被动陆缘沉积的南华纪—早古生代碳酸盐岩地层有可能形成于弧后盆地环境。
造山型金矿是基于地壳连续模式提出来的(Groves et al,1998),该模式认为造山型金矿可以形成于宽广的温度和压力范围,形成深度在地下1~20 km,根据深度范围分为浅成带(1~5 km)、中成带(5~10 km)和深成带(10~20 km)。其中浅成带以Au-Sb富集为特征,中成带以Au-As-Te富集为特征,深成带以富集Au-As为特点。根据璜山金矿区广泛发育的韧性剪切变形以及金矿物组合中出现碲金矿、碲金银矿和碲金汞矿的矿物特征分析,璜山金矿可能形成于中成带,其深部仍有寻找金矿的潜力。
综上所述,浙江璜山金矿产于江南造山带中,金矿定位于北东向超岩石圈断裂——江绍韧性断裂带内,矿体受北东、北北东和北西向次级断裂构造控制;赋矿变质地体璜山石英闪长岩具有绿片岩相变质特征;璜山金矿形成于海西期,与江绍断裂带韧性剪切变形近于同步,而晚于本区峰期变质时代;产于江绍断裂带中的金矿绝大多数以单金富集为特征,局部有银的富集;成矿流体以富含H2O、CO2和低盐度为特征。以上特征与典型的造山型金矿类似,说明璜山金矿属造山型金矿。
璜山造山型金矿的确认对江南造山带区域找矿、璜山金矿深部找矿均具有十分重要的启发和借鉴意义,而且对江南造山带构造演化提供了约束。
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