对区内沙坪沟钼矿、汞洞冲铅锌矿、东溪-南关岭金矿、西冲钨钼矿等典型矿床从成矿特征、成矿构造、成矿流体以及成矿岩体等方面进行了系统深入的研究,确定了各典型矿床的成矿地质作用及其表现形式,初步建立了矿床成因模式和典型成矿区的成矿概念模型。结合不同成矿单元的物探、化探属性,初步建立了找矿模型,为今后开展找矿预测和矿产勘查工作提供了理论基础和具体的工作方法。
1.与早白垩世早期第三阶段碱性岩浆作用有关的斑岩型-矽卡岩型-隐爆角砾岩型钼多金属矿床
1)沙坪沟斑岩钼矿
沙坪沟斑岩钼矿产于磨子潭断裂与商城-麻城断裂交会处附近的北东向次级断裂中,成矿建造为早白垩世早期第三阶段碱性岩浆系列的黑云角闪正长岩-正长岩-石英正长岩,形成于由早期粗粒结构逐渐演化到晚期微细粒斑状结构所代表的局部隆升的断隆环境,经历了从中性的黑云角闪正长岩到中酸性的正长岩小岩株的早期演化阶段,以及从酸性的石英正长岩到强硅化、钠化的石英正长斑岩(有的称之为花岗斑岩)小岩枝的晚期演化过程。该阶段形成早期大范围的面状绿泥石-铁锰碳酸盐化和晚期强烈的由裂隙充填交代型钾长石-钠长石-石英-绢-白云母-黄铁矿-少量辉钼矿脉组成的面状钾/钠硅化-云/绢英岩化-黄铁绢英岩化以及局部发育的团块状面积不足1m2的热液角砾岩,其中晚期蚀变可作为矿体定位标志。沙坪沟斑岩钼矿发育两种成矿裂隙,早期为宽约数厘米至十余厘米的贯穿不同蚀变单元的分割性裂隙(断裂)和晚期不足1mm的网状透入性裂隙。分割性裂隙分布较广,在外围绿泥石-碳酸盐化地段充填黄铁矿石英脉,局部伴有钾长石化-硅化-黄铁矿化地段可见铅锌矿化,在矿体头部及外围充填黄铁矿石英脉、矿体部位充填辉钼矿。透入性裂隙仅局限于黄铁绢英岩化-云/绢英岩化-钾/钠硅化地段,其中矿体头部和外围充填的是黄铁矿,矿体部位充填的是辉钼矿。隐爆角砾岩型钼矿和周边的裂隙充填的脉型铅锌矿与早期石英正长斑岩的侵位有关,超大型细脉浸染型钼矿化与末期石英正长斑岩的强硅化、钠化有关。依据成矿岩体、成矿构造、成矿蚀变、成矿流体等特征,本文初步建立了沙坪沟斑岩钼矿成矿模型(图2)。
2)汞洞冲隐爆角砾岩型铅锌矿
汞洞冲铅锌矿床产于燕山期隆凹过渡带上,位于金寨断裂边部北东向次级断裂中。汞洞冲矿床及其周边有关矿点的对比研究表明,成矿建造为早白垩世早期第三阶段碱性系列的中粗粒黑云母角闪正长岩-微细粒石英正长斑岩,成矿岩体为石英正长斑岩,岩体的岩性、粒度变化及其规模,反映成矿作用发生在不断隆升的背景。
图2 沙坪沟斑岩钼矿成矿模型图
1.黑云母二长花岗岩;2.石英正长岩、石英正长斑岩;3.硅化钠长石化石英正长斑岩及其上部硅化核;4.伴生在强黄铁绢英岩化带中的微型气液角砾岩;5.伴生在强黄铁绢英岩带中的裂隙充填型钾化脉;6.中部钼矿体;7.外围铅矿体;8.分米级放射状石英脉;9.厘米级放射状石英-黄铁矿单脉+毫米级石英-黄铁矿网脉;10.厚度小于0.5mm的石英-辉钼矿网脉带;11.岩体边界;12.强钾长石化与弱钾长石化分界线;13.弱钾长石化与黄铁绢英岩化分界线;14.绿泥石化与黄铁绢英岩化分界线
矿床严格受控于隐爆角砾岩。角砾岩呈直立筒状产出,从上向下可划分为4个部分。顶部为隆升-坍塌系统,由放射状高角度正断层、低角度正断层以及平缓围岩发育的向周边滑脱的滑劈理3种基本构造组成,可见少量裂隙充填型硫化物石英细脉,并伴有金铅锌矿化。中部为隐爆系统,由块状角砾岩、脉状角砾岩以及直立的板片状裂隙带组成,砾(裂)间充填中粗粒自形方铅矿、闪锌矿及少量黄铜矿,并发育晶洞构造,晶洞边部为柱状石英,内部有少量方解石或萤石。下部为劈理拓展系统,由绢-白云母、石英组成的中等倾角滑劈理和微小滑脱带构成,具塑性变形特征,伴有钾长石化和绿泥石化,边部发育毫米级白云母蚀变晕。推断深部为岩浆期出溶系统,在孙冲、灯苗山等含矿角砾岩筒内,微细粒石英正长斑岩脉内富含微细粒黄铁矿,以及含铅锌矿的出溶硅质团块。结合成矿流体、成矿物质来源研究成果,本文初步建立了汞洞冲隐爆角砾岩型矿床成矿模型(图3)。
2.与早白垩世早期第二阶段双峰式酸性岩浆端元有关的浅成低温热液型金矿、斑岩型铜钼钨矿以及蚀变岩型金矿
1)东溪-南关岭热液脉型-气液角砾岩型金矿床(www.xing528.com)
该矿床产于磨子潭断裂带北侧扫帚河-童家河分支张性破碎带内。矿体定位于白垩纪火山岩近水平的层间破碎带及其上部陡立的张性破碎带内。成矿建造为早白垩世早期第二阶段双峰式酸性岩浆岩端元的正长岩-石英正长斑岩,成矿岩体可能为石英正长斑岩。
图3 汞洞冲隐爆角砾岩型矿床成因模式图
1.佛子岭岩群;2.细粒石英正长岩;3.第二阶段碱性岩浆岩(房);4.块状角砾岩(铜铅锌矿体);5.隆升滑脱-劈理带;6.地垒式缓倾正断层;7.地堑式陡倾正断层(角砾岩带);8.脉状金矿脉
矿床发育两种矿化样式,浅部为北西西向裂隙充填型石英-方解石脉型金矿,深部为团块状—囊状气液角砾岩型金矿,沿层间破碎带分布并断续相连,呈大致成层的藕节状。根据对导岩导矿构造的确定、成矿地质体的判断及与区域岩浆作用的关系、不同矿化类型的同生容矿构造属性和内在关系、不同成矿构造蚀变单元的空间变化规律、成矿流体和物质来源初步判断,本文对东溪-南关岭金矿的成因进行了初步限定,推测双峰式酸性端元岩浆房就位后,随着结晶分异的进行,进入到不混溶状态,大量出溶流体聚结,最终导致上覆岩系隐爆而发生气液分馏作用,并在上方的隐爆角砾岩体及上部陡倾破碎带发生卸载成矿。初步建立的矿床成因模式见图4。
2)西冲斑岩型铜钼钨矿床
西冲斑岩型铜钼钨矿床产于北大别构造带,成矿岩浆岩为第二阶段二长花岗岩-石英正长岩,常伴有基性岩脉,受控于北东向与北西西向构造带节点附近的北东向韧脆性剪切带。发育3种矿化类型:石英二长岩中沿裂隙分布的辉钼矿细脉,石英二长岩中浸染状辉钼矿化,脉状或网脉状的铜矿化(绿帘石-石英-黄铁矿-黄铜矿)。成矿过程经历了4个阶段,从早到晚依次为石英-钾长石-磁铁矿阶段、石英-白云母化阶段、石英-绿帘石-绿泥石-碳酸盐阶段和泥化阶段。矿体周围形成青磐岩化硅化、石英绢云母化、钾硅酸盐化3个蚀变带,其中以青磐岩化最为强烈,在钾硅酸盐团块内部有时可见片沸石,表明成矿流体为碱性流体,应与还原性岩浆有关。
结合成矿岩浆岩以及成矿时代、成矿流体和物质来源的研究,本文初步建立了西冲斑岩型矿床的矿床成因模式图(图5)。此外,在北大别表壳岩系中常见有脉状铅锌矿或矽卡岩型铜多金属矿点,由于规模较小,目前尚未开展成因研究,推断可能与该期岩浆作用有关。
图4 东溪-南关岭矿区成矿模式图
1.晓天组火山岩;2.毛坦厂组火山岩;3.佛子岭岩群;4.大别山群杂岩;5.上地幔;6.细粒闪长岩-二长岩;7.正长闪长岩-正长岩-石英正长岩;8.部分熔融岩浆;9.碎裂岩-角砾岩(隐爆角砾岩型低品位矿体);10.石英-方解石脉-蚀变角砾岩(矿体);11.裂隙带;12.韧性剪切带;13.天水
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