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王樂等-OGR:中硫型淺成低溫熱液礦床評述與新的分類方案
2019-04-29 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  淺成低溫熱液礦床貢獻了全球8%的金、17%的銀以及相當數量的賤金屬產量,是墨西哥、美國、秘魯、日本等國家重要的貴金屬來源。Lindgren1922,1933)首次將淺成低溫熱液礦床定義為由上升熱水溶液在相對淺部和低溫條件下形成的貴金屬和賤金屬堆積,多產于火山巖和鄰近巖石中。目前對于這類礦床有一個共識,認為其形成于地殼淺部(多<1.5 km)、成礦溫度一般介于150℃ -350℃。20世紀80年代后期,礦床學家根據硫化物組合的硫化物狀態,首先將淺成低溫熱液礦床分為兩類,高硫型和低硫型,二者反差強烈。隨后越來越多的淺成低溫金礦被發現,人們注意到不少淺成低溫礦床很難劃歸到其中的某一類。于是具有二者過渡特點的新的類型——中硫型淺成低溫熱液礦床(IS)被劃分出來,自此淺成低溫礦床家族形成三足鼎立的局面。由于地域性差異和命名依據不同,IS礦床在有的文獻中也被稱為科迪勒拉型多金屬/賤金屬礦床、多金屬/賤金屬淺成低溫熱液礦床、碳酸鹽-賤金屬金礦床,以熱液中晚階段發育富錳碳酸鹽礦物(菱錳礦和錳方解石),有時出現富錳硅酸鹽礦物(如薔薇輝石、日光榴石)、發育黃鐵礦-黃銅礦-淺色閃鋅礦(低鐵)-方鉛礦-黝銅礦/砷黝銅礦-輝銀礦硫化物組合為特征。由于IS礦床單獨劃分出來尚不到20年,相較于高硫型和低硫型淺成低溫熱液礦床,研究與勘探程度相對滯后,缺乏系統認識和理解。 

  基于上述問題,中科院地質與地球物理研究所礦產資源研究院重點實驗室博士研究生王樂與其導師秦克章研究員及合作者,對全球IS礦床有關的關鍵問題進行了全面統計和評述討論,包括其獨特的礦床地質特征、時空分布、與巖漿作用的關系、構造控制、金屬遷移和沉淀機制、控制中硫型淺成低溫熱液金礦產出的主要因素、與斑巖型礦床(包括斑巖型Cu礦和斑巖型Mo礦)、高硫型礦床以及低硫型礦床的關系。另外,作者通過對比全球范圍內典型的45個中硫型礦床特征,提出了基于不同大地構造背景和應力狀態的IS礦床全新的亞類劃分方案,即形成于中性-擠壓應力背景的火山-巖漿弧中的NCNeutral-Compressional)型IS礦床,和形成于張性應力背景的伸展構造環境中的EExtensional)型IS礦床。主要認識和結論如下: 

  1IS礦床主要分布于與俯沖有關的火山-巖漿弧中(圖1)。IS礦床不僅可以產于擠壓構造背景,也可產于如碰撞后伸展等張性區域構造背景。在三大成礦域分布不均,主要集中在環太平洋成礦域,特提斯-喜馬拉雅成礦域和中亞成礦域則相對較少,成礦時代主要集中于新生代。 

1 全球IS礦床的分布(主要的高硫型和低硫型礦床的分布也標于圖中進行對比;紫色區域代表與板塊俯沖有關的成礦帶)    

  2)成礦前巖脈與圍巖之間的物理不連續面、成礦前或成礦期的走滑斷裂或正斷裂及其次級斷裂、與斷裂有關的角礫巖化帶、斷裂傾角變緩等均有利于中硫型淺成低溫熱液的遷移和礦質沉淀。 

  3)有利于斑巖礦床之上形成IS金礦床的因素包括:近中性-擠壓應力條件的巖漿弧、富水(> 4 wt%)和氧化的母巖漿、相對較大的流體出溶深度(> 3–4 km)和較慢的出溶速度、作為流體閥門的斑巖巖株適當的侵位深度(2–3 km)、成礦前或成礦期巖脈的發育、斑巖巖株到淺部的局限的連通構造滲透帶的發育、成礦后較厚的火山物質堆積與有限的抬升剝蝕等。 

  4NCIS礦床通常更為富Au,Ag/Au多小于60;多與斑巖銅礦及高硫型礦床共存于一個礦集區乃至一個礦區;成礦母巖漿主要來自弧下交代地幔楔加水部分熔融(圖2A、圖2C)。EIS礦床往往富集Ag和賤金屬Pb、Zn、Cu等,Ag/Au多大于60;在碰撞后伸展環境中可與斑巖鉬礦共生產于斑巖鉬礦之上,在弧后環境可與低硫型淺成低溫熱液礦床共生;其母巖漿有較多大陸地殼組分,其部分熔融成因主要為減壓及高溫的軟流圈上涌(圖2B-2D)。 

2  NCISEIS礦床的深部巖漿過程與成礦模式對比

  該項研究的科學與勘探意義在于: 

  1)首次提出基于不同區域應力條件-大地構造背景的中硫型淺成低溫熱液礦床的亞類劃分方案;控制NC型和E型中硫型礦床不同金屬組合和Ag/Au比值的主要因素為母巖漿源區; 

  2)強調中硫型淺成低溫熱液礦床與斑巖銅礦、斑巖鉬礦、高硫型礦床及低硫型礦床的時空與成因聯系,為中硫型淺成低溫熱液礦床及其它相關類型礦床的勘探提供了新思路。    

  研究成果發表于Ore Geology Reviews。(Wang L, Qin K Z, Song G X, et al. A review of intermediate sulfidation epithermal deposits and subclassification[J]. Ore Geology Reviews, 2019, 107: 434-456. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2019.02.023)(原文鏈接 

 
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