甘肃西成地区金 铅锌矿床成矿系列与时空分布规律.pdf

分类号 单位代码 10697 密 级 学 号 982141 西 北 大 学 硕 士 学 位 论 文 题目甘肃西成地区金铅锌矿床成矿系列与时空分布规律 作者 张旺定 指导教师 张复新 专业技术职务 教 授 学科专业 矿 床 学 答辩日期 学位授予日期 二一年四月二十八日 摘 要 西成盆地是泥盆纪从扬子板块被动陆缘分离出来的秦岭微板块向北加速俯 冲板内不均匀拉张形成的拉张断陷盆地以发育泥盆纪热水沉积成岩作用为特 征是秦岭造山带金铅锌多金属成矿带的重要成矿聚集区经历了泥盆纪热水 沉积成岩期印支期区域褶皱作用变质作用期和印支晚期燕山期在秦岭造山 带陆陆碰撞造山陆内造山构造背景下的闭合隆升造山期 研究区位于西成盆地西南 发育以邓家山为代表的铅锌矿床和以小沟里三 羊坝安家岔为代表的金矿床两类矿床时空关系密切构成金铅锌矿床成矿 系列本文通过大地构造背景分析岩相古地理再造典型矿床分析等得出如下 结论 1区内铅锌矿床属于碳酸盐岩容矿的热水沉积强改造型矿床金矿床属于 似卡林型金矿 2金铅锌成矿严格受沉积环境沉积相控制东西向同生基底断裂控制 形成的断陷洼地是两类矿床含矿建造形成的同一沉积环境由北到南见千山 安家岔尖崖沟小沟里邓家山三华咀三条断陷洼地分别赋存三个金铅 锌复合成矿带 3热水沉积作用形成在碳硅泥热水沉积铅锌含矿建造的同时也带来 了大量的uAgCuAsSbHgBa 等的富集为上部含金属硫化物碎屑 岩建造的形成提供了部分金两类矿床相同/相似的矿石矿物和成矿元素组合 及铅硫氢氧同位素稀土元素地球化学示踪物源都来自前泥盆系基底 说明两者成矿物质来源相同这种成矿物质的同源性是金铅锌沉积期你中有 我我中有你分层矿化的基础 4两类矿床都经历了变质预富集构造热液改造工业富集的成矿作用演化 然而含矿层能干性差异造成两类矿床改造形式的不同铅锌硅岩 含矿层属能 干岩层褶皱断裂为主的变形中发生以金矿层内交代重溶近距离迁移 重结晶富集为特征的改造成矿作用金碎屑岩含金矿层属非能干性岩层以成矿 物质剪切变形活化迁移富集为特征改造成矿形式的差异是改造期金铅锌矿 分层相互独立出现密切共生的根本机制 5两类成矿流体研究表明海底热水大气降水和被变质岩浆加热的建造 水等不同流体参与了成矿各种流体演化过程中物化条件的改变及金铅锌在溶 液中地球化学行为的差异是金铅锌时空共生关系形成的内在机制 6金铅锌成矿作用演化与秦岭造山带晚古生代以来的构造演化间具耦合 关系 关键词 似卡林型金矿 热水沉积改造型铅锌矿床 成矿系列 西成地区 Gold deposits and Lead-Zinc deposits metallogenic series and Regularity of its time-space distribution of Xihe-Chengxian area, Gansu Zhang Wangding Geology Department of Northwest University Abstract Xihe-Chengxian basin is a pull-apart basin, which were ed by nonuni pull-apart when Qinling plate were separated from yangtze passive Continental margin in Early Devonian period and then subduct forward to Huabei plate. One of the most important concentrate metallizing area in Qinling Gold and Lead-Zinc polymetal metallogenic belt. With a feature of upgrowth hydrothermal-sedimentary metallizing, Xihe-Chengxian area experience hydrothermal sedimentary lithogenic period in Devonia period, regional fold and metamorphism period in indosinia epoch. After that closed and uplifted period under tectonic background of Continet-continent orogengy and intracontinental orogengy in Qinling in late Indosinia-yanshania epoch. The research region lies in the west-southern of Xihe-Chengxian basin. There are many Lead-Zinc deposits and Gold deposits in this area, Such as Dengjiashan Lead-Zinc deposits and Xiaogouli-Sanyangba Gold deposit. The two kinds of ore deposits have a close association in time-space, Which are make up Gold deposits and Lead-Zinc deposit metallogenic series. Based on analysis of tectonic background, palaeogeographic reconstruction and the analysis of typical ore deposits, this paper draws a few conclusion as follow 1.Lead-Zinc deposits in this region belong to Strong reed deposits, whose orebearing rocks are larbonate rocks. Gold deposits in this area belong to quasi-Carlin type gold deposits. 2. Gold and Lead-Zinc mineralizations are Strictly controlled by Sedimentary enviroment and precipitation. The subsidence sags which were caused by Ew trend synsedimentary faults, are the common sedimentary enviroment of two kinds ore depositss orebearing ation. From north to South, Jianqianshan-Anjiacha, Jianaigou-Xiaogouli and Dengjiashan-Shanhuazui subsidence sags occurrence the Gold and Lead-Zinc recombination mineralizing belts in order. 3. A lots of elements, Such as AuAgCuAsSbHgBa, et al, are concertrated while carbonate rocks-sillicalite-argillaceous rocks of Lead-Zinc orebearing ation are ed by hydrothermal sedimentary. This process supply a part of gold for upper sulfide-bearing classtic rock as well. Each of ore deposits kinds has identical or alike mineral and mineralizing element assemblage; Lead isotopic Sulfur isotopicD value and 18O value of inclusions water et al. Show that ore metals of two kinds deposits were mainly derived from pre-Devonian basement. To sum up, a conclusion may be reached that ore metals provenance of Gold deposits and Lead-Zinc deposits is alike. Consanguinity of Gold and Lead-Zinc is a foundation, which caused follow paragenesis one hand, Gold and Lead-Zinc is associate one with another. on the other hand, metallizing of Gold and lead-Zinc is take place in difference Strata rock. 4. All of ore deposits have same experience that ore metals preconcentrated in matemorphism period, and ed minable deposits in tectonic–hydrothermal reed period. However, the difference of deability of orebearing strata rocks cause the difference of reing pattern of two kinds ore deposits Sillicalite in Lead-Zinc ore- bearing ation has powerful deability, So fold and fault are main reing pattern that ore metals such as lead and zinc et al occurrenced in orebearing strata rocks were concerntrated by replacement and remelting and relocation in short distance. But Gold ore bearing ation is a poweless deability strata rocks that ore metals of Gold et al were activated and relocation and concentration by shears. As state above, The differnce of reing pattern between Gold and Lead-Zinc metallizing is essetial mechanism that two kinds deposits close association in time-space. 5. Mineralizing fluid inclusions of Gold deposits and Lead-Zinc deposits studies shows There are many types mineralizing fluid have a role in metallogenesis of two kinds deposit’s, include submarine hydrothermal solution, atmospheric water and Sedimentary ation water which were heated by metamorphism or magmatism. Its are internality mechanism to close associate in space-time between gold element and lead-zinc element that change of physical-chemical condition of various kinds of mineralizing fluid and variance of physicochemical behaviour in mineralizing fluid of Gold deposits and Lead-Zinc deposits. 6.Its have relationship of coupling between metallogenic evolution of Gold deposit and Lead-Zinc deposit and structural evolution of Qinling Collision orogenic belt Since late palaeozoic ear. Key word quasi-Carlin type gold deposits. hydrothermal sedimentary Strong reed type Lead-Zinc deposits Metallizing serise Xicheng aera 1 一 前 言 秦岭造山带作为中国大陆内中央造山带的关键地段不但是南北大陆的分 隔界线而且以其复杂的组成和长期的演化构成闻名中外的大陆碰撞造山带和 重要的有色金属与贵金属成矿带被誉为中国的金腰带 特别令人关注的是 7 0 - 8 0 年代在南秦岭亚带评价出一批热水沉积成因的铅 锌矿床 其中厂坝李家沟已达超大型规模 邓家山 毕家山 洛坝 西成盆地 铅硐山八方山二里河银母寺银洞梁 凤太盆地 大西沟银洞子桐木 沟 柞山盆地 锡铜沟 镇旬盆地 等大中- 小型规模在铅锌矿带确认的基础 上于 8 0年代末至今又在该带及邻区发现一批特大大中- 小型卡林型- 似 卡林型金矿床 共中八卦庙已达特大型规模 李坝 金山- 马泉 鹿儿坝 大水 礼 岷盆地 安家岔- 小东沟小沟里三羊坝三华咀 西成盆地 双王八卦庙 凤太盆地 金龙山丘岭二台子 镇旬盆地 等大中小型规模 上述两类矿床产于同一大地构造背景下受统一的地质构造演化系统控制 组成南秦岭区特征的成矿系列将大陆板块构造理论与当代最新成矿理论相结 合 借鉴秦岭造山带基础地质研究成果 通过深入细致对典型矿床的解剖性研究 控矿因素与成矿规律的研究 探讨热水沉积型铅锌矿床与似卡林型型金矿床的共 生关系与时空分布规律 将有助于揭示大陆造山带构造演化与成矿作用的耦合关 系完善和建立大陆造山带成矿理论以便更有效地指导新一轮的找矿与勘探 1 . 1 研究现状与选题 现代海底多金属块状硫化物矿床和大陆贱金属块状硫化物矿床中的含金性 调查研究证实海底热水沉积作用不仅能形成十分重要的贱金属硫化物矿床而 且也能导致金的明显富集金与贱金属硫化物有共同的物源两者的共生与分离 取决于两者的地球化学性质及喷口的地质环境物化条件等 R . W . H u t o h i s o n 1 9 9 0 近年卡林矿带卡林型金矿下部发现热水沉积型金矿床研究表明后 者是前者的矿源 P . E m s b o e t a l 1 9 9 9 8 0年代末9 0年代初我国一些矿床学 者已注意到秦岭西成和凤太盆地热水沉积成因铅锌矿床与微细浸染型金矿床的 共生关系张复新 1 9 9 6 1 9 9 8 提出秦岭热水沉积型块状硫化物矿床不仅是贱 金属 铜铅锌 的主要来源而且也是大量贵金属金银的重要来源在热水沉积 铅锌矿床成矿演化过程中 金迁移的配位体组分及配合物的形成是导致金与铅锌 共生伴生分带 分层 产出的主导因素汪东波 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 对铅锌与 金的时空关系做了大量的统计研究后得出结论铅锌矿和金矿床共同产出在同 一构造背景下 金矿床通常位于铅锌矿之上 成矿时代明显晚于铅锌矿成矿时代 2 这种同层异位时代滞后的时空分布特征与铅锌和金的地球化学差异性所致韦 龙明等 1 9 9 5 在研究甘肃西城徽县卡林型金矿成矿规律时指出 西成盆地沉积 岩型金矿床与热水沉积型铅锌矿床在矿石矿物的化学成分 微量元素 稀土元素 包裹体特征及铅硫氢氧同位素组成等诸方面具有相似特征金矿成矿与热水 沉积作用关系非常密切虽然各有侧重但都强调了与热水沉积作用有关和一 定的空间分布格局然而从大陆碰撞造山带动力学角度和成矿物质的地球化学 动力学方面对两类矿床综合对比研究仍显薄弱两类矿床较复杂的共生关系和 时空分布及其演化规律方面有待深入研究这一研究的滞后不但有碍于秦岭 式矿床理论的发展与提高而且直接影响着对秦岭区成矿预测和找矿勘探工作 的深入开展为此该论文选取南秦岭泥盆纪热水沉积铅锌矿和浸染状金矿床均 较发育的西成盆地西南地区 进行两类矿床成矿系列与时空分布规律的探讨性研 究 1 . 2 研究思路与方法 以板块构造理论和现代成矿作用理论为指导借鉴和学习秦岭造山带基础 地质研究最新成果 充分认识南秦岭沉积岩区热水沉积铅锌矿床与微细粒浸染型 金矿床存在的密切共生关系这一地质事实从成矿地质背景盆地性质及其形成 发展出发着重于盆地内发育的含矿建造沉积岩相古地理环境及其同生沉积成 矿作用 和随后的碰撞造山与后陆内逆冲推覆构造作用下的叠加改造成矿作用的 深入研究通过对研究区两类典型矿床的地质地球化学研究与综合对比结合分 析测试与大型仪器分析 较全面系统地对研究区两类矿床组成的成矿系列及其时 空分布规律进行深化探讨 以期进一步完善秦岭造山带有色金属与贵金属矿床成矿理论建立大陆碰 撞造山带型金属矿床成矿模式和总结两类矿床成矿规律 对本区矿产资源的开发 利用提供指导性意见 1 . 3 取得的主要认识和进展 1 进一步明确了西成盆地发生发展的裂陷构造性质是由于盆地所属被动 大陆边缘强烈俯冲会聚导致板内不同部位的块体运动速率产生差异另外来 自西部古特提斯扩张作用的叠加使西成盆地处于相对伸展构造背景之下并据 此认识初步恢复了研究区泥盆纪沉积岩相古地理环境 2 较深入细致地阐述了研究区所在盆地地段的沉积作用及其沉积建造的组 成特征 进而指出盆地中发育的热水沉积岩系和含金属硫化物矿物的细碎屑岩系 为本区铅锌矿金矿床的矿源层特别是在裂陷盆地发育过程中发生有含金的 铅锌矿化的同生沉积成矿作用 3 分别深入讨论了碰撞造山作用和陆内逆冲推覆与走滑构造作用对两类 3 矿床的改造进而提出两类矿床受后期地质作用改造方式不同致使两类矿床控 矿因素具有明显差别加之铅锌与金等成矿元素地球化学性质和行为的差异导 致两类矿床成矿系列在本区伴生共生分层分带的时空分布规律特征 4 通过含矿建造研究对比和两类典型矿床的研究 明确提出研究区中邓家 山为代表的铅锌矿床属碳酸盐岩容矿的热水沉积强烈改造型小沟里安家岔为 代表的似卡林型金矿床具有明显的沉积改造成因特征两类矿床表现出你中有 我我中含你独立出现的成生联系 5 根据含矿建造形成叠加改造 构造格局矿化类型及其空间分布研究区内可划分出三个铅锌- 金矿化复合带 即北部见千山安家岔矿化复合带中部尖崖沟小沟里矿化复合带南部邓家 山三华咀矿化复合带 6 对小沟里安家岔典型金矿床的研究提出顺层发育的透镜状花岗岩脉 分布区属于矿区内控矿韧性剪切带的一部分并首次将小沟里安家岔金矿床确 定为沉积- 改造的似卡林型金矿类型 4 二 研究区大地构造背景与区域地质 2 . 1 研究区大地构造背景及其演化 研究区所属西秦岭是秦岭造山带的向西自然延伸其北部西连祁连造山带 并与华北大陆相邻接其南部分别与扬子大陆和松潘甘孜造山带连接而 明显有别于东秦岭造山带显然西秦岭地处多个构造单元的聚合地带在 漫长的地壳构造演化过程中历程了多旋回造山构造运动的叠加最终形成 现今复杂面貌的复合型大陆造山带 显生宙以来作为秦岭的主造山作用进入了以现代板块构造体制为基本特 征的大陆板块构造演化阶段秦岭造山带形成了三块夹两缝的构造总格局 即华北板块秦岭微板块或南秦岭地块和扬子板块沿商丹和勉略两个缝合带 俯冲碰撞造山研究区所在甘肃西和县一成县海盆属于南秦岭地块西部 上述构造演化和相关组成的一部分 根据南秦岭区现今地壳地质组成 其大地构造背景及其地质演化大致可划分 三个重要阶段 1 晚震旦世早古生代南秦岭被动大陆边缘沉积体系演化阶段 震旦纪是南秦岭由裂谷沉积体系向被动大陆边缘转变的重要时期 震旦纪早 期南秦岭区发育的耀岭河群火山岩沉积岩组合厚达数千米其中的火山岩以 一套变质基性岩为主夹含分选较差的沉积岩根据岩石组合及岩石化学研究属 不稳定火山岩系夏林圻1 9 9 1 张成立等1 9 9 9自震旦纪晚期南秦岭由不 稳定裂谷型沉积向稳定型陆缘海盆沉积转化 这一时期发育的陡山沱组志留系 较稳定的大陆边缘沉积当属其证 另将迭部武都下古生界研究程度较高的志留系 与扬子区志留系地层组合对比霍福臣李永军1 9 9 5两者地层岩石组合与 生物组合具有较好的可对比性因此南秦岭应归属扬子统一大陆区 2 晚古生代三叠纪南秦岭独立地块裂陷海槽沉积体系演化阶段 区域地质资料表明 扬子大陆北缘沿高川略阳一线晚古生代沉积作为有限洋 盆的一部分被残留下来 略阳盆地泥盆系不整合于元古代碧口群火山沉积岩系 之上下中泥盆统踏坡群底部冲积扇沉积代表最初裂陷的发生裂陷进一步发 展使盆地范围扩大和加深盆地中心向北部陆地迁移并发育三河口群浊积岩系 所含基性和超基性岩块 2 4 1 4 M a显示晚古生代已出现洋壳 李曙光等 1 9 9 6 高川盆地在初始发展阶段为独立的裂陷槽随后不断加宽和向两端扩延最终与 西部略阳盆地贯通 而略阳盆地在早中泥盆世实际上已与西秦岭区盆地连为一 体曹宣铎等1 9 9 0上述高川略阳裂谷有限洋盆带的出现导致南秦岭 作为洋陆兼杂的裂陷海槽相对独立于扬子大陆 独立出来的南秦岭裂陷海槽晚古生代广泛发育泥盆系三叠系海相沉积 盆 地沉积地层受基底和古地理环境的影响可划分为南北分区排列东西成带的三 个各有特色的沉积小区研究区所在西成盆地属中带图 2 - 1然而对于西 5 秦岭与东秦岭不同的是西秦岭区二叠纪时特提斯海盆边缘裂陷已到达本区形 成东窄西宽的二叠系楔状裂陷沉积 至中晚三叠世西秦岭大陆内部发生两支通 向特提斯海盆的大裂陷形成两支东窄西宽的三叠系楔状裂陷沉积西秦岭区由 西而东古特提斯的裂陷活动发展与来自华北与扬子大陆由东而西的反向闭合同 时演化因此决定了西秦岭地区晚古生代沉积建造的独特性多样性复杂性 3 中新生代南秦岭成陆及陆内造山演化阶段 印支运动中国南北大陆发生陆间俯冲碰撞造山作用 至此形成南北统一的劳 亚联合古大陆进入陆内造山阶段南秦岭区处于强应变状态地壳表层内发生 大规模冲断推覆断块剪切平移和拉张断裂的逆掩造山作用改造了印支运动形 成的构造格局伴随陆内造山构造作用的发生火山活动和岩浆侵入作用强裂发 育侏罗白垩系及其上部构造层内的岩石记录了这一时期的构造变动断陷构 造盆内红色陆相沉积和岩石变形以浅层次脆性为主 而下部构造层则以叠加在韧 性变形上的韧脆性脆性变形同样记录了这一时期的构造变形 2 . 2 区域地质 1 区域构造与地层 研究区所属西成盆地北以黄渚关断裂为界南以人土山江洛断裂为界区 内地层组成吴家山复式背斜主体褶皱构造 原吴家山背斜核部出露的下泥盆统吴 家山组重新厘定为中晚元古代林口组和海酒山组张传林等1 9 9 9其中下 部林口组由片岩类变粒岩类及少量片麻岩组成上部海酒山组为一套大理岩组 合中泥盆统安家岔组和西汉水组围绕背斜核部分布并在两翼形成向西倾伏的 次级褶皱均由下段生物碎屑灰岩和上段泥质千枚岩滞流洼地岩相组成图 2 2 6 研究区所在背斜西南地段由于碰撞造山挤压动力学机制强烈作用下 发生由 南向北的逆冲推覆作用次级褶皱进而发展为紧闭倒转褶皱或穿刺褶皱能干性 岩层和非能干性岩层常组成核幔构造 物理性质不同的两种岩层间发育层间滑动 或构造破碎 上述褶皱构造鞍部及层间构造常成为改造型铅锌矿床工业矿体就位 的构造空间 上述构造作用同期或进一步的递进演化在先期褶皱进一步紧闭倒转外还 表现为穿刺与剪切作用发育在非能干性岩层中使面理置换作用加强形成各类 褶皱如无根褶皱剪切褶皱M 褶皱和广泛发育的 S2面理以及挤压和剪 切联合作用下形成的滑断构造 进一步的递进变形表现为不同类型的膝折和共轭 膝折带和晚期脆性断裂这种较强变形区多发育在含金的细碎屑岩容矿岩系中 2 侵入岩浆岩特征 在南秦岭裂陷海槽晚古生代沉积范围内研究区中侵入岩浆岩相对发育其 中以花岗岩类为主出露受构造控制明显带状分布展布方向与主构造线 方向一致岩株岩脉均有出现岩株形态为一向延长的长条椭圆状侵入 于泥盆系和前泥盆系地层中岩浆岩岩石类型相对简单主要为二长花岗岩 和花岗闪长岩岩脉多为花岗斑岩脉和闪斜煌斑岩云斜煌斑岩脉等 对研究区及其区域范围内分布的花岗岩质侵入岩年龄测定资料分析 糜署岭 石英二长岩石英闪长岩 R b - S r等时线年龄 2 1 9 M a A r - A r年龄 2 1 3 M a 黄渚关 石英二长岩 R b - S r等时线年龄 2 3 6 M a 草关石英闪长岩锆石 U - P b年龄为 2 0 4 M a 霍福臣李永军1 9 9 5与盆地封闭于晚三叠世一致显然属于碰撞期花岗 石上述岩体或岩脉受韧性剪切构造带作用发生强烈退变或被破坏为构造透镜 7 体显然岩浆作用期早于控矿的剪切构造活动时期这与地质实际观测是吻合 的 3 变质作用特征 研究区范围内泥盆纪地层普遍经受了区域浅变质作用沉积岩层钙泥铁 质物普遍重结晶岩石普遍出现板理千枚理和变余结构局部含铁含钙 质岩层中发育斑点状构造低绿片岩相的斑点构造中多聚集碳酸盐矿物黄 铁矿黑云母石英及绿泥石等表现出该浅变质作用过程含矿岩系中相 对活泼组分的迁移聚集活动 尽管研究区域内的岩浆侵入体周围发生不同程度的接触变质作用 由于距离 矿区稍远还未发现与铅锌或金成矿作用的直接联系 4 矿产 研究区所在西成盆地发育热水沉积成因铅锌矿床和似卡林型沉积改造金矿 床以及小型汞锑矿床 其中铅锌矿床明显可划分为两类 一是产于中泥盆统安家岔组下部的热水沉 积未改造或较微改造铅锌矿床以厂坝一李家沟超大型矿床为代表受区域 深大断裂控制的深半深水槽盆相 含矿岩系主要细碎屑岩为主夹互碳酸盐 岩层另一类是产于安家盆组上段或西汉水组主要赋存于碳酸盐岩细碎 屑岩岩系岩性转变部位的碳硅质热水沉积岩中 该沉积环境位于碳酸盐台地 边缘发生显著沉陷的滞流洼地处 在后期地质作用强烈改造下形成热水沉积 改造型铅锌矿床类型以邓家山大中型矿床为代表在研究区有较广泛的 分布 并且与似卡林型金矿具有密切的共生关系 为本论文研究的主要内容 似卡林型金矿床主要分布盆地西南一带 产于安家岔组和西汉水组上段细碎 屑岩岩性段中与改造型铅锌矿床是分层分带独立出现的时空分布关系 两者组成密切共生的矿床成矿系列 8 三 研究区泥盆纪沉积岩相组合及环境 3 . 1 概述 研究区所属西成海盆沉积岩相组合及其环境较为复杂 海盆内以吴家山古隆 起为中心将海盆分隔形成东部沉积小区西部沉积小区以及南部沉积相带和北 部沉积相带各沉积区带岩相组合与环境具有明显差别产出的金属矿床规模及 其矿床共生组合亦存在较大差异 总体上看西成古海盆中存在两类成矿沉积洼地一类位于吴家山古隆起东 侧紧邻黄渚关基底断裂边部进而受南北向同生断裂断陷构造控制形成位于 陡坡地带的深水半深水断陷洼槽环境 发育具复理石特征的细碎屑岩系为主沉 积岩系含矿层段富含钠长石岩硅质岩富镁铁质碳酸盐岩和重晶石岩等多种 热水沉积岩层状铅锌硫化物矿体与地层夹互整合关系矿床规模巨大以厂坝 李家沟超大型铅锌矿床为代表该沉积小区至今未见独立金矿床出现另一类 位于吴家山古隆起西部主要在次级生长断裂活动控制下在碳酸盐台地边缘形 成有利成矿的台地断陷洼地相环境 发育碳酸盐岩硅质岩泥板岩沉积层序结 构含铅锌硅质岩沿其产出的固定层位的走向上其连续性均匀性和发育程度 均有较大变化其上部含金的细碎屑岩段横向岩性相变较明显产出矿床以中 小型规模为特点出现铅锌矿床与金矿床的密切共生因此在充分认识到两种 沉积成矿环境存在明显差别的基础上 分析不同成矿区内出现热水沉积成因铅锌 矿床和似卡林型金矿床的特点及其共生关系是至关重要的 该论文重点探讨西成 盆地西侧安家岔邓家山地段岩相组合及环境 以便深入认识和总结本区矿床地 质特征成矿系列及其成矿规律 3 . 2 研究区岩相组合及环境 根据沉积地层岩性岩相组合特点研究区盆地沉积体系自南而北大致可划 分如下 1 开放陆棚相 主要分布在页水河以南和歇台寺以北地区开放陆棚相以暗色泥灰岩为主 局部夹互泥质条带或薄层岩石中含少量保存完好的单体珊瑚和腕足类化石具 体由以下微相组成1 深灰色含泥质条带泥状灰岩岩石结构均一化石极不 发育2 暗灰色中薄层泥状灰岩岩石结构均一不含或含少量腕足类和单体 珊瑚3 暗灰色中厚层生物粒泥灰岩生物粒为保存较完好的单体珊瑚腕足 类层孔虫等 上述各微相的垂向组合及其岩性特征与化石组成 表明它们是在波基面之下 9 开放陆棚上的静水沉积产物 2 局限台地相及环境 主要分布在鱼池坝页水河红岭山歇台寺地区呈东西带状展布主要 岩性为浅色厚层生物灰岩和生物屑泥粒灰岩组成 以含生物丰富和岩性分异度低 为特点主要由以下微相组成1 含生物或生物屑泥灰岩粒状灰岩岩石暗 灰浅灰色厚中厚层状含较丰富的生物化石和生物屑颗粒包括层孔虫 珊瑚腕足类海百合茎及藻粒等2 含生物屑泥砂岩岩石灰白暗灰色 中厚层状基质支撑生物多为原地保存保存完整 从上述两微相岩性的颜色层厚生物丰富分异性低且保存完好藻粒发 育等分析它们形成于局限相对滞流弱还原浅水条件 3 生物建隆及环境 主要发育在红岭山东西带和青羊峡东西两条带上生物建隆主要由生物礁 生物丘和层状生物等沉积相类型组成其中在红岭山一带以生物礁为特色青羊 峡一带以生物丘及生物层为特色其主要微相类型为1 骨架灰岩岩石浅灰 灰白色块状层造架生物为块状层孔虫枝状层孔虫床板珊瑚和四射珊瑚 还有腕足类棘皮类等生物自身连接生长形成骨架并由亮晶碳酸盐胶结2 粘结灰岩岩石为浅灰色块状层粘结生物为板状朵状及不规则状层孔虫和蓝 绿藻3 障积灰岩岩石呈暗灰色块状层障积生物主要为群体四射珊瑚枝 状层孔虫和床板珊瑚组成生物之间为障积灰泥及生物屑填充4 核形石泥粒 灰岩岩石呈浅灰色厚层状核形石含量较高多呈椭圆形和圆形内部纹层同 心且连续颗粒支撑灰泥填隙 10 生物建隆的发育使研究区沉积海底起伏不平特别形成呈断续分布的南礁 带和北礁带图 3 1同时出现水体流动不畅的滞流环境 4 台地断陷洼地相及环境 主要发育在红岭山和青羊峡带状生物礁南北礁前小型断陷洼地中 洼地内沉 积物和化石与同期台地和生物礁相岩石组合有显著差别 洼地边缘为含生物泥灰 岩及泥板岩逐渐过渡到洼地中心的泥板岩泥状灰岩及具递变层浊积灰岩泥 岩并在岩相下部出现断续分布的含碳硅质热水沉积岩上部出现分异性较好的 含草莓状黄铁矿灰黑色泥质板岩粉砂质板岩 该较深水洼地主要由以下微相组成1 含碳泥质硅岩深灰灰黑色中 薄层状 具层纹条带状构造 含有多种金属硫化物草莓状铅锌矿化矿物2 具递变层的浊积泥灰岩底部具冲刷面由下向上砾级渐变为砂级中部为具平 行层理砂屑泥灰岩上部为粉屑和泥屑泥灰岩3 泥质浊积岩主要由粉砂质 板岩和泥质板岩组成 石英 长石均呈细粉砂级 颗粒以次棱角为主 磨圆度差 可能含有火山晶屑普遍含少量成岩黄铁矿硫化物 上述主要微相组合以映了较深水滞流静水还原条件下的沉积环境 5 泻湖相及环境 分布于红岭山安家岔东西生物建隆和青羊峡鱼池坝东西生物建隆之间 由于两侧生物礁体小连续性差故处于半封闭状态主要由生物屑泥灰岩泥 灰岩和泥板岩组成与台地相区别在于生物含量低生物分异性差类别较单 调生物保存较好以原地保存为主反映形成于正常盐度浅水氧气不通畅 受限制的环境中 根据上述各岩相组合及其环境分析 将西成地区西部研究区内中晚泥盆世 岩相古地理恢复如图 3 2 在生物建隆南北两侧台地断陷洼地相是铅锌矿源层 与贫矿体以及含金矿源层形成的有利沉积环境该岩相分布区域经后期褶皱断 裂改造构成研究区南中北三个铅锌金综合成矿带表明了沉积环境岩相 组合和综合成矿带之者形成演化和时空分布吻合规律 11 3 . 3 含矿地层与容矿岩石 研究区含矿地层与容矿岩石均为中上泥盆统地层组成 而且含矿地层往往 即为容矿岩石发育在局限台地泻湖相大环境下的断陷洼地之中形成本区热水 沉积改造型铅锌矿床和似卡林型沉积改造金矿床的共生组合 两类矿床各有独特 的含矿地层和容矿岩石 1 铅锌矿床含矿地层与容矿岩石 研究区铅锌矿含矿地层具有固定的层序位置产于中泥盆统安家岔组和西汉 水组中下部常见的层序自下而上是生物屑粒状灰岩含碳硅质岩和泥板岩 灰岩岩层之上的硅质岩为中厚层块状可见层纹构造是铅锌矿床的主要含矿 层位其上部为泥板岩整合覆盖表现出沉积条件发生急骤变化形成的层序泥 盆纪本区总体处于伸展扩张背景下由于断陷同沉积构造变形导致地层岩性的 突变和沿同生断裂活动的海底热水沉积产物在该层位的沉积 对于含矿硅质岩的成因认识人们曾有一个曲折的认识过程直至 7 0 年代 在传统成矿观念的影响下仍认为它们是热液蚀变的产物通过现代海底扩张区 黑烟筒白烟筒的调查发现以及大陆热泉的活动将今论古认为古海域 拉张环境下热水沉积活动相当广泛通过深入岩石学岩石化学与大地构造背景 关系的较系统研究于 8 0年代基本确定了秦岭区泥盆系中存在多种热水沉积产 物研究区中与铅锌矿化有关热水沉积岩主要为含碳硅质岩 虽然该硅质岩在后期改造作用下普遍发生重结晶及后期改造热液的叠加 给 恢复它原生成因带来困难然而硅岩中石英的均匀微细粒状镶嵌结构岩石中多 出现纹层状条带状沉积构造在含碳质纹层中发现多种金属硫化物草莓生物假 象结构偶尔出现见同心圆状硅质鲕粒等足以证明硅质岩的沉积成因 通过硅岩岩石化学对比研究无论其常量化学组成还是稀土元素配分模式 及其氢氧同位素组成 研究区硅质岩与世界较典型的热水沉积或火山沉积硅质岩 具有相同相似的特征进而证明了它的热水沉积成因曾章仁1 9 9 3 此外更应重视的是硅质岩中除具有明显的含铜铅锌同生沉积矿化作用之 外该含矿岩石中特别含有异常高的金砷锑汞表 3 - 1与上壳丰度 T a y l