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王乐等-OGR:中硫型浅成低温热液矿床评述与新的分类方案
2019-04-29 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  浅成低温热液矿床贡献了全球8%的金、17%的银以及相当数量的贱金属产量,是墨西哥、美国、秘鲁、日本等国家重要的贵金属来源。Lindgren19221933)首次将浅成低温热液矿床定义为由上升热水溶液在相对浅部和低温条件下形成的贵金属和贱金属堆积,多产于火山岩和邻近岩石中。目前对于这类矿床有一个共识,认为其形成于地壳浅部(多<1.5 km)、成矿温度一般介于150℃ -350℃20世纪80年代后期,矿床学家根据硫化物组合的硫化物状态,首先将浅成低温热液矿床分为两类,高硫型和低硫型,二者反差强烈。随后越来越多的浅成低温金矿被发现,人们注意到不少浅成低温矿床很难划归到其中的某一类。于是具有二者过渡特点的新的类型——中硫型浅成低温热液矿床(IS)被划分出来,自此浅成低温矿床家族形成三足鼎立的局面。由于地域性差异和命名依据不同,IS矿床在有的文献中也被称为科迪勒拉型多金属/贱金属矿床多金属/贱金属浅成低温热液矿床碳酸盐-贱金属金矿床,以热液中晚阶段发育富锰碳酸盐矿物(菱锰矿和锰方解石),有时出现富锰硅酸盐矿物(如蔷薇辉石、日光榴石)、发育黄铁矿-黄铜矿-浅色闪锌矿(低铁)-方铅矿-黝铜矿/砷黝铜矿-辉银矿硫化物组合为特征。由于IS矿床单独划分出来尚不到20年,相较于高硫型和低硫型浅成低温热液矿床,研究与勘探程度相对滞后,缺乏系统认识和理解。 

  基于上述问题,中科院地质与地球物理研究所矿产资源研究院重点实验室博士研究生王乐与其导师秦克章研究员及合作者,对全球IS矿床有关的关键问题进行了全面统计和评述讨论,包括其独特的矿床地质特征、时空分布、与岩浆作用的关系、构造控制、金属迁移和沉淀机制、控制中硫型浅成低温热液金矿产出的主要因素、与斑岩型矿床(包括斑岩型Cu矿和斑岩型Mo矿)、高硫型矿床以及低硫型矿床的关系。另外,作者通过对比全球范围内典型的45个中硫型矿床特征,提出了基于不同大地构造背景和应力状态的IS矿床全新的亚类划分方案,即形成于中性-挤压应力背景的火山-岩浆弧中的NCNeutral-Compressional)型IS矿床,和形成于张性应力背景的伸展构造环境中的EExtensional)型IS矿床。主要认识和结论如下: 

  1IS矿床主要分布于与俯冲有关的火山-岩浆弧中(图1)。IS矿床不仅可以产于挤压构造背景,也可产于如碰撞后伸展等张性区域构造背景。在三大成矿域分布不均,主要集中在环太平洋成矿域,特提斯-喜马拉雅成矿域和中亚成矿域则相对较少,成矿时代主要集中于新生代。 

1 全球IS矿床的分布(主要的高硫型和低硫型矿床的分布也标于图中进行对比;紫色区域代表与板块俯冲有关的成矿带)    

  2)成矿前岩脉与围岩之间的物理不连续面、成矿前或成矿期的走滑断裂或正断裂及其次级断裂、与断裂有关的角砾岩化带、断裂倾角变缓等均有利于中硫型浅成低温热液的迁移和矿质沉淀。 

  3)有利于斑岩矿床之上形成IS金矿床的因素包括:近中性-挤压应力条件的岩浆弧、富水(> 4 wt%)和氧化的母岩浆、相对较大的流体出溶深度(> 3–4 km)和较慢的出溶速度、作为流体阀门的斑岩岩株适当的侵位深度(2–3 km)、成矿前或成矿期岩脉的发育、斑岩岩株到浅部的局限的连通构造渗透带的发育、成矿后较厚的火山物质堆积与有限的抬升剥蚀等。 

  4NCIS矿床通常更为富AuAg/Au多小于60;多与斑岩铜矿及高硫型矿床共存于一个矿集区乃至一个矿区;成矿母岩浆主要来自弧下交代地幔楔加水部分熔融(图2A、图2C)。EIS矿床往往富集Ag和贱金属PbZnCu等,Ag/Au多大于60;在碰撞后伸展环境中可与斑岩钼矿共生产于斑岩钼矿之上,在弧后环境可与低硫型浅成低温热液矿床共生;其母岩浆有较多大陆地壳组分,其部分熔融成因主要为减压及高温的软流圈上涌(图2B-2D)。 

2  NCISEIS矿床的深部岩浆过程与成矿模式对比

  该项研究的科学与勘探意义在于: 

  1)首次提出基于不同区域应力条件-大地构造背景的中硫型浅成低温热液矿床的亚类划分方案;控制NC型和E型中硫型矿床不同金属组合和Ag/Au比值的主要因素为母岩浆源区; 

  2)强调中硫型浅成低温热液矿床与斑岩铜矿、斑岩钼矿、高硫型矿床及低硫型矿床的时空与成因联系,为中硫型浅成低温热液矿床及其它相关类型矿床的勘探提供了新思路。    

  研究成果发表于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)(原文链接 

 
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