张维乾,左华平
裂谷构造与滇黔桂三角地区金矿关系
张维乾,左华平
(贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队,贵阳 550005)
滇黔桂三角地区是我国南方的一个重要的金矿成矿区,金矿床主要赋存在裂谷作用强烈时期沉积的晚二叠世至中三叠世地层中,金成矿作用是在裂谷带这一特定大地构造背景下进行的,金矿床的形成是裂谷带形成、发展、演化的必然结果。
滇黔桂三角区;裂谷构造;金矿床
“滇黔桂金三角区”大地构造位置处于扬子准地台的西南缘与华南褶皱系相接壤的过渡部位(或称滇黔桂陆缘裂谷);次级构造单元属上扬子台褶皱带和右江再生地槽桂西—滇东南裂谷系(图)。区内出露最老地层为寒武系的白云岩,其他地层除奥陶系、志留系、白垩系外,发育齐全,其中以三叠系分布最广,二叠系次之;上古生界为浅海-半深海相碳酸盐岩-硅泥质岩建造,部分为海陆交互相含煤碎屑岩建造;中生界三叠系由于所处环境不同,形成两种不同的沉积类型:一为以浅海台地型碳酸盐沉积为主的滇东型;一为以冒地槽型巨厚泥沙质类复理石碎屑岩建造为特征的桂西型沉积。
该区构造复杂,隆坳交替明显,以北东东向的南盘江断裂为界,将该区分成南北两大部分。该区北部以北东向断裂为主,南部则以北西向的断裂为主。区内的紫云大断裂、弥勒师宗大断裂、蒙自断裂分别构成三角区的北东、北西和南西边界。区内岩浆岩不甚发育,除分布较广的峨眉山玄武岩外,还有侵入的基性辉绿岩及少量的中酸性岩。
区内矿产以金、锑、汞矿为主,分布广泛。金矿与锑矿、汞矿、砷矿关系极为密切,具有较大价值的金矿床是产在中、下三叠统砂泥岩破碎带中和上二叠统硅化角砾岩及细碎屑岩中的微细浸染型金矿床,如广西的金牙、高龙、罗楼,贵州的紫木凼、戈塘、滥泥沟、板其、丫他、泥堡等金矿床。
滇黔桂三角地区大地构造略图
1-新生界;2-三叠系;3-上古生界;4-下古生界;5-元古界;6-中生代花岗岩;7-基性岩;8-玄武岩;9-金矿床或矿点;10-热泉;11-地层界线;12-断裂;13-构造单元分界线;14-河流
“滇黔桂金三角区”所处两个不同的次级构造单元,在不同的构造单元上,不仅裂谷构造的发生、发展有所不同,而且活动的强弱也有所区别,其总体趋势是:北部的上扬子台褶带,裂谷作用开始较晚,结束较早,且活动较弱;南部的右江再生地槽桂西—滇东南裂谷系,裂谷作用开始较早,结束较晚,且活动强烈。
在结晶基底较好的上扬子台褶带上,从早泥盆世开始,由于地幔的上涌,地壳相对变薄而发生初始张裂,形成不连续的北西向张裂沉陷带,随着北西向张裂带的不均匀扩展,进而产生了北东向横推坳陷,使北西、北东两个方向的台盆不断扩大而逐渐连片,地壳由稳定区逐渐转化为大陆扩张区。继泥盆纪到早二叠世初,东吴运动的发生,古断裂和同沉积断裂的张裂作用进一步扩展并延伸至地幔,裂陷作用进一步加强,具裂谷性质的张裂作用沿北西、北东两个方向延展,沉陷带再度扩大成裂谷带,导生出大陆溢流拉斑玄武岩和辉绿岩,标志着地壳开始进入裂谷发育的阶段。晚二叠世末至早三叠世,岩石圈继续沉陷,裂谷作用进一步加强,海浸范围进一步扩大,形成海进序列沉积的浅海碳酸盐岩建造,为裂谷发育的主要阶段。到中三叠世时,裂谷作用进入衰亡阶段,出现海退序列沉积,至晚三叠世中期以后的印支造山运动使贵州全部上升,结束了海相沉积的历史,进入地史发展的新阶段,宣告裂谷消亡。
三角地区部分金矿床(点)矿化层位和容矿围岩表
界系统矿化层位容矿围岩岩性代表矿床或矿点 中生界三叠系中统边阳组(纳板组)粉砂岩、粘土岩丫他、金牙、更新、金竹洞 新苑组(许满组)粉砂岩、粘土岩滥泥沟、册阳、丫他、陇纳、高龙、田湾、那比、八渡 下统紫云组粉砂岩、粘土岩板其 夜郎组(或飞仙关组)粉砂岩、粘土岩紫木凼、普子、三岔河、大垭口 古生界二叠系上统大隆组钙质粘土岩紫木凼 长兴组不纯碳酸盐岩紫木凼涵、三岔河 龙潭组粘土质角砾岩、硅化角砾岩、生物碎屑灰岩戈塘、雄武、泥堡、水银洞、大观、鲁布格 大厂层硅化粘土岩大厂 中统 栖霞组粘土岩(夹层)央友 石炭系 泥盆系下统郁江组粘土岩、砂岩、泥岩马雄、隆或、平塘、叫曼、革档
在基底固结程度较差的南部右江再生地槽桂西—滇东南裂谷系,早古生代具有与南岭地槽发展相同的经历,都曾经经历早古生代的地槽发展史。由于受早古生代末广西运动的影响,普遍发育褶皱作用,形成北东、北西向的宽缓褶皱。晚古生代时期,总的来说代表地台阶段,但活动性较大。三叠系时再度转化为裂谷系,沉积了巨厚的复理石和火山岩,晚三叠世经印支运动形成褶皱带。在裂谷的发展过程中,裂谷系由泥盆纪的拉张环境逐渐扩展到中三叠世的深水盆地。由于裂前阶段基底北西、北东向两组断裂特别发育,断裂活动强烈,加之早二叠世末,东吴运动的发生,相邻板块俯冲加剧,促使弧后拉张,下陷作用进一步加强,古断裂及同生沉积断裂张裂扩展,产生了近东西向裂谷带,伴随发生了北东、北西向的横推断裂。早三叠世至中三叠世,台地坳陷下沉并向北西扩展,裂谷强烈沉陷,其时桂西运动发生,裂谷作用急剧加强,受断裂控制的孤立台地也随盆地整体下沉,形成陆棚-广海盆地。裂谷由陆内裂谷转化为陆缘裂谷,致使早、中三叠世在总体上沉积了一套受北西-北西西、北东东及近南北向断裂控制的巨厚的火山-沉积岩系,为成矿提供了物质基础。在此期间,裂谷带岩浆活动强烈,在云南的富宁—广西的那坡一带以及桂西北的田林等地伴有基性岩浆喷发,在百色以西的下三叠统中夹有细碧岩。“从反映构造环境的火山岩大洋细数(K2O)对铝系数(KA)比值图解看,三叠系和晚古生代的火山岩,大部分都要落在裂谷带的碱性橄榄玄武岩和大陆玄武岩区,表明岩浆活动与大陆裂谷作用有关(黄家骏,1980)”。中三叠世末至晚三叠世,由于印支运动极为强烈,使上古生界和裂谷期沉积的三叠系地层变形而形成该区最年轻的褶皱系,许多长期活动的断层这时显示出压性特征,形成挤压带和低角度逆冲断层,或者是推覆构造,裂谷作用进入衰亡期。
就三角区目前所发现的金矿都是以上古生界和中生界的沉积岩为容矿围岩的超显微浸染状浅成低温热液金矿床,宏观上均受上扬子台褶带和右江再生地槽桂西-滇东南裂谷带控制,矿化集中分布在右江再生地槽桂西-滇东南裂谷带内,但上扬子台褶带的边缘也有不少金矿化存在。在空间上,金矿化与砷、汞、锑分布有着高度的一致性,彼此构成Au、Sb、Hg、As矿床成矿系列。
区内金矿大都集中产在裂谷作用强烈时期沉积的晚二叠世和早、中三叠世地层中,矿化层位达十个以上(见表)。特定矿区的金矿化常被限定在一定层位之中,但不同矿床的含金层位又常不一致。尽管区内金矿化都具有多层位性,但被矿化岩石原岩岩性却高度一致,毫不利外地都是细碎屑岩及粘土岩(水云母粘土岩、粘土质粉砂岩、细砂岩等),不纯碳酸盐岩,硅化角砾岩(硅化粘土岩角砾岩、硅化硅质角砾岩等)。
由于裂谷的形成和发展,控制着三角区内二叠系至三叠系的岩相古地理环境,总的趋势是自北西向南东依次出现滨海-台地-斜坡-台盆相沉积,致使同时代的地层,由于所处的沉积环境不同而含金量也不同,三角区内金矿主要分布在局限台地相带、广海盆地边缘斜坡带或台盆边缘斜坡相带及半深海盆地浊积相带内的粘土岩和碎屑岩内,并形成大型金矿床。
三角区内的金矿化与围岩蚀变关系十分密切,尽管有围岩蚀变的地方,不一定就有金矿化,但有金矿化的地方必然存在围岩蚀变。不同金矿床、不同赋矿岩性具有不同的热液蚀变组合,热液蚀变的强弱程度与金矿化的贫富有一定的关联性。区内与金矿化伴生的围岩蚀变主要有:硅化、黄铁矿化、白云石化、毒砂化、辉锑矿化、高岭石化和碳酸盐化等,与金关系最为密切的是硅化和黄铁矿化。值得注意的是硅化太强反而对金矿富集不利。而与金的沉淀富集发生直接关系的则是黄铁矿化、硅化和白云石化。
从裂谷带的演化和区内金矿产出的地质特征来看,成矿作用是在裂谷带这一特定大地构造背景下进行的,矿质、介质和热液均由裂谷带提供,是裂谷带形成、发展、演化的必然产物。主要表现在:
1)裂谷构造具有其特殊的构造性质,组成裂谷构造的断裂大多切穿地壳直至地幔,并多具张性特征,有的扩张为构造破碎带,这不仅为成矿提供了深部(幔源)物质来源,而且为深部物质(岩浆、含矿热液、挥发组分等)提供了上升运移的通道和停息储存准备了场所;同时来自深部的含矿热液在沿断裂上升、运移的过程中,萃取了围岩中呈可活化态的分散矿物质组分,逐渐演化为含金、砷、锑、汞等元素的含矿热液;同时由于构造的拉张、破碎而促使压力降低的物理化学环境的出现,促使含矿热液因减压而出现沸腾、去气作用,结果使溶液中的金等发生沉淀和富集,为三角区内金矿床的形成提供了丰富的矿源。
2)裂谷是一种有利于形成富含金元素的岩石建造的动力学环境,裂谷中的碎屑岩建造、碳硅泥岩建造、火山岩建造等,因其特有的有利岩性,如富炭、有机质、黄铁矿等,有利于金元素在其建造中固定下来,使原岩成为后生热液改造和叠加的金矿床的矿源层。另外,裂谷边界的深断裂具有张性特征,它可使上部含金的热水溶液下渗和深部含矿溶液上涌,从而出现上、下两种物化性质不同的矿液相遇的“双混合”局面,它们的存在控制了三角区内金矿床的形成。
3)裂谷构造区是一个高地热区,其热流值比相邻的裂谷外地区高3~5倍,对成矿来说,裂谷区是一个热源充足的地区,热能除了来自深部幔源型外,还有一种由裂谷封闭阶段地壳在挤压、推覆过程中由岩块摩擦生成的动力热或构造热,这种构造热和幔源热一样,为三角区内岩层或岩块中金、锑等有用元素活化迁移和金矿床的形成提供了动能。
4)裂谷构造环境不仅成矿物源充足,而且具有富热、富碱、富挥发分(氯、硫、氟、氢、氮、H2S、CO2等)和富有机质(还原剂和吸附剂)的特点,同时裂谷带又是一个低压、低化学电位带,因此,裂谷带是一个地球化学反应十分活跃的场所,有利于成矿热液中的金等元素在此发生沉淀富集,形成了三角区丰富的金矿资源。
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Relation of Rift Tectonic to Gold Deposits in the Yunnan-Guizhou-Guangxi Triangle
ZHANG Wei-qian ZUO Hua-ping
(The 7th Team, Guizhou Bureau of Nonferrous Metal and Uranium Geological Exploration, Guiyang 550005)
The Yunnan-Guizhou-Guangxi Triangle is an important metallogenic province for gold in south China. Most of gold deposits here are confined to in the Upper Permian to Middle Triassic formations. Gold ore-formation took place under rifting condition.
Yunnan-Guizhou-Guangxi Triangle; rifting; gold deposit
2017-12-26
张维乾(1964-),男,贵州绥阳人,地质高级工程师,长期从事地质矿产勘查工作
P542;P518.51
A
1006-0995(2018)02-0191-03
10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.003