秦岭造山带东段的构造发展演化及金、银、铜的成矿关系

2018-03-15 02:04戴帅军薛亚飞
中国锰业 2018年1期
关键词:造山裂谷华北

戴帅军,薛亚飞

(河南省有色金属地质矿产局第四地质大队,河南 郑州 450016)

秦岭造山带横贯我国中部,是世界著名的大陆造山带之一。由于他独特的地质特征和丰富的矿产资源,历来受到中外地质学界的重视,众多的地质学家在秦岭带进行了大量的地质研究工作,取得了许多显著的成果。大地构造学理论在近二、三十年有很大的发展,尤其是板块构造学的兴起和发展,使秦岭造山带的研究进入了新的阶段。

1 秦岭造山带构造发展演化

秦岭造山带是一个复杂的综合地质体系,他在不同地质发展阶段以不同的构造体制演化,形成不同的构造格局。几条呈NWW向横贯全区不同深度层次下形成的不同性质的主干长寿断裂成为不同构造单元边界(图1)[1]。

秦岭造山带是典型的复合型大陆造山带,他具有长期发展的演化史,在不同的地质发展阶段以不同的构造体制演化,具有独特而复杂的岩石圈组成与构造。根据各个演化时期的特点,分为四个大的构造发展演化阶段[2-3]。

1)晚太古宙统一陆壳形成阶段

秦岭造山带内部及其与南北两侧相邻的扬子地块和华北地块的古结晶基底,原可能是晚太古宙的统一克拉通地块,现分布于这些地区的太华群、登封群、涑水群、大别群、崆岭群以及秦岭群中所包裹的部分晚太古宙岩块,都是一套经多期变形变质的复杂结晶岩系,变质程度普遍达角闪岩相,局部达麻粒岩相。分布于扬子地块中部的川中基底的磁场特征与其周边磁场特征明显不同,且具有华北基底太古宙磁场相似的特征。

1 华北地块;2 秦岭造山带;3 华北地块南缘滑脱—逆冲推覆构造带;4 北秦岭叠瓦状逆冲推覆构造带;5 宽坪裂谷推覆叠置构造岩片;6 二郎坪弧后盆地蛇绿岩推覆体;7 秦岭残留链状岛弧杂岩逆冲岩片;8 商丹碰撞混杂岩结合带;9 南秦岭—桐柏多层次拆离滑脱逆冲推重构造带;10 刘岭—信阳逆冲岩楔;11 桐柏背驮式基底推覆岩席;12 隋应基底隆升—推覆构造岩片;13 淅川逆冲叠置构造岩片;14 武当基底推覆变形—变质地块;15 金、银矿床(点);16 铜矿床(点)

图1 秦岭造山带构造单元及金、银、铜矿床(点)分布

2)元古宙古秦岭裂谷系形成阶段

元古宙秦岭造山带处于古老陆块的扩张裂解过程,早元古宙是在晚太古宙统一陆壳地块上,以初始裂谷形式发生,经中晚元古宙的逐渐演化,形成复杂组合的裂谷系,接受多种类型的火山岩系和陆源碎屑岩,碳酸盐岩沉积。元古宙秦岭带所分布的南、中、北三个火山岩带代表了古秦岭裂谷系的南、中、北三个裂谷带。

北带:位于小秦岭—确山一带,并伸入华北地块。早元古代初期是一条狭长的拉张环境下形成的具双模式特征的镁铁质—长英质喷发的变质火山沉积岩系的绛县群和安沟群为代表的线性裂谷型火山槽地;中晚元古宙时再次扩张,又发育边缘裂陷槽构造环境的具双模式特征的熊耳群、西洋河群火山沉积岩系和汝阳群、洛峪群、陆源碎屑岩及碳酸盐岩夹少量火山岩的华北地块盖层沉积。

中带:即宽坪群裂谷带,他是元古宙古秦岭裂谷系的主要组成部分,发育了以基性岩为主要宽坪群火山—沉积岩系。

南带:是在古老基底上形成的由西乡群、郧西群、武当群、红安群和苏家河群下部为酸性上部为基性的火山—沉积岩系组成的裂谷型火山槽地。

秦岭造山带南、中、北裂谷带的火山岩系分布严格受断裂控制,成线性带状分布,火山岩都具有双模式火山岩套特征,并含有大量陆源碎屑岩。元古宙古秦岭裂谷系从初始裂谷发展到中晚期的复杂裂谷系经历了多次的裂解、闭合,出现了多个有限的小洋盆,发育了非典型蛇绿岩系。元古宙晚期的晋宁运动使大部分裂解的地块又封闭,形成前寒武纪基底,到后期又继续扩张,分裂。到早古生代转化为华北和扬子两板块的构造演化阶段。

3)古生代现代体制板块构造阶段

晋宁运动所形成的前寒武纪基底又沿未完全封闭的商丹带继续扩张,漂移拉开,转化为华北板块和扬子板块,进入现代体制板块构造阶段。早期出现了有限的秦岭洋,加里东期北秦岭带发展为华北板块南缘的古活动大陆边缘,形成沟、弧、盆系。

南秦岭为扬子板块北缘被动大陆边缘,他在统一的扬子基底和稳定相的晚元古盖层的基础上发育起来。早古生代古被动大陆边缘呈台、盆相间的古地理格局,上古生界到中三叠统则自南向北为陆棚—陆坡—陆隆沉积体系。晚古生代,商丹洋盆缩小,中石炭世两板块开始接近,二叠纪到中三叠世是秦岭造山带的主导碰撞造山期,两板块自东向西逐渐碰撞造山,以内硅铝造山作用结束现代体制板块运动,形成强大的秦岭碰撞造山带,而开始转入陆内构造演化阶段。

4)中新生代陆内造山演化阶段

古生代末扬子—华北两板块发生陆—陆碰撞的造山作用所形成的秦岭碰撞型造山带到中新生代转入了陆内造山发展阶段。在板块俯冲碰撞造山所奠定的基本构造格局下,产生了以地壳大规模收缩为特征的块断、平移、逆冲推复构造为主要运动形式的陆内变形,并伴随以酸性为主的岩浆活动及成矿作用。

燕山期:南秦岭形成多层次以薄皮构造为主的逆冲推复系统,北秦岭是形成深层次的具厚皮构造特征的巨大叠瓦状逆冲推复系和中浅层次的反向逆冲推复构造。由于这些推复构造,使秦岭带中的太华群,宽坪群、秦岭群及南秦岭构造带等一些重要地质体或构造带呈推复体,没有保持原有的时空关系,而是按逆推复的运动规律形成现今复杂的时空分布状态。

秦岭造山带长期处于大陆岩石圈动力学背景下扩张分裂和分异演变。晚元古代末至中生代初曾出现的古秦岭洋是特殊的洋陆兼并,多岛的有限洋盆,他没有真正发育成大洋,因此,北秦岭所发育的二带岛弧型和边缘海型蛇绿岩也不具真正洋中脊蛇绿岩特征,不是真正洋壳的残片。在晚加里东期扬子板块已开始向华北板块俯冲,从二叠纪到中三叠世商丹带由东向西的斜向穿时俯冲碰撞造山和多种形式的陆内造山作用的结果,造成壳幔,壳内岩石圈岩块,岩片的多重堆叠而奠定了秦岭现今的基本构造格局,最后以中新生代的陆内造山变形,受断块和走滑改造的逆冲推复构造系决定了秦岭造山带的现今构造格局。

2 金银铜矿床产出的基本规律及找矿方向

2.1 矿床分布规律

秦岭造山带的各类金、银、铜矿床(点)的时空分布严格受其构造发展,演化和构造格局的控制。带内已知的百余个金、银、铜矿床(点)的绝大部分都分布在与华北地块毗邻的两个二级构造单元内。形成NWW向展布的两条重要金、银、铜成矿带[4]。

分布于华北地台南缘构造带的北带为小秦岭—确山金、银成矿南北带。金、银矿床主要赋存于小秦岭高度隆起的太古宙高级变质地块基底中,与呈岩基状出露的燕山期花岗岩相伴,属岩浆热液成矿系列的石英脉型和构造蚀变岩型金—银矿床。分布于北秦岭构造带内的南矿带变质热液型金、银矿床和海相火山热液型铜—锌矿床都产于古生代弧后盆地的二郎坪群变质火山—沉积岩内。斑岩—爆破角砾岩型金银—铜矿床主要分布在一些弧立的岩片岩块边缘[3]。

2.2 构造演化与成矿

太古宙成矿期:代表这一时期的结晶基底岩系都遭受了强烈的变形变质,金、银、铜等成矿元素一般不易富集成矿。目前在秦岭造山带东段尚未发现一进期所形成的金、银、铜矿床。分布于小秦岭,熊耳山区的太华群片麻岩系受区域变质作用,促使了金、银等成矿元素的第一次富集,形成初始矿源层。仅为后期的成矿作用提供了一定的物质准备,但在舞阳地区的太华群铁山庙组含铁硅质建造中尚有可能发现这一成矿期所形成的变质热液型金矿床,值得今后重视。

元古宙成矿期:秦岭造山带在元古宙广泛处于大陆裂谷系的发展阶段。由于裂谷带的特殊构造环境,裂谷构造对成矿十分有利。裂谷带的早期阶段,大量的地幔上涌,尤其是在地幔隆起的顶部,岩石圈变薄,岩浆极易上涌,携带成矿元素迁移,在有利部位成矿[5]。而且裂谷带发育超壳断裂,古裂谷又是地壳长期活动带,受后期多次岩浆、火山、变质与构造作用的叠加改造,易形成大型多因复成矿床。前寒武纪裂谷型火山喷气沉积铜多金属矿床是当今世界铜矿最有希望的类型之一,裂谷期所形成的矿床主要分布在地垒区和地垒边缘的断裂带,地表也有较好的金、铜矿化,但以往地质找矿工作程度较差,今后应加强对该区的综合分析、进行综合找矿,打开金、银、铜的找矿局面,秦岭群和宽坪今后可能是秦岭造山带金、银、铜多金属矿产资源潜力最大的找矿远景区。

加里东成矿期:这是秦岭造山带金、银、铜的主要成矿期。这一成矿期秦岭造山带处于板块构造演化阶段,成矿作用受板块活动的影响在北秦岭的弧后盆地蛇绿岩系内发现了破山、银洞坡变质热液型金、银矿床和刘山岩块状硫化物型铜、锌矿床的两个重要含矿带,是今后地质勘查主攻方向。南秦岭被动大陆边缘沉积的中上泥盆统是铅、锌、金的重要含矿层。但在河南的刘岭群和信阳群铅、锌找矿效果不佳,今后应在有金化探异常分布的含碳粉屑岩和碳酸盐岩、尤其是有钠质岩的地段注意寻找八卦庙式的大型低品位金矿床[6]。

燕山成矿期:这是秦岭带金的主要成矿期。这一时期由于秦岭造山带发生了大规模的逆冲推复构造并伴随强烈的重熔型酸性岩浆侵入活动,形成了与中新生代推复构造和燕山晚期花岗岩浆活动有关的小秦岭—确山金、银、铜多金属矿化带。在小秦岭—确山矿化带西段的小秦岭—熊耳山岩浆热液成矿系列的金—银多金属矿化集中发育于推复构造的内带太华群变质岩系内,这些石英脉型和构造蚀变岩型金矿床是属受推复体的层滑断面控制的矿床(东西走向的矿脉)和内带中受断裂带控制的脉状矿床。今后应注意寻找主滑面上盘底部和层间滑动面内的层状、似层状大矿床。位于小秦岭—确山矿化带东段的鲁山—舞阳推复构造和确山推复构造与小秦岭—熊耳山成矿条件相似,地表也有较好的金、银、铜矿化,应重视这两个推复构造内带的太华群变质岩系中金、银、铜的找矿工作。

3 结 语

秦岭造山带成矿演化与构造演化的内在关系,划分秦岭造山带构造—成矿作用过程为陆块或板块的开裂、碰撞拼合、陆内滑脱—推覆—拉分—断陷和相对稳定环境四个类型,每一种过程都经历过不止一次。且为我国一个重要的构造—成矿带,蕴藏有极其丰富的矿产资源,是研究区域矿床成矿系列的理想地区。

[1] 胡受奚, 林潜龙. 华北与华南古板块拼合带地质和成矿[M]. 南京: 南京大学出版社, 1998.

[2] 许志琴, 卢一伦, 汤耀庆, 等. 东秦岭复合山链的形成[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1988.

[3] 任纪舜, 陈廷愚, 牛宝贵, 等. 中国东部及邻区大陆岩石圈的构造演化与成矿[M]. 北京: 科学出版社, 1990.

[4] 杨志华, 郭俊锋, 苏生瑞, 等. 秦岭造山带基础地质研究新进展[J]. 中国地质, 2002(3): 246-256.

[5] 杨志华, 邓亚婷. 秦岭造山带组成结构与演化的新认识[J]. 陕西地质, 1999(2): 16-32.

[6] 曲鹏举. 河南洛宁铁炉坪——龙门多金属矿区地质特征及成矿模式[J]. 中国锰业, 2017, 35(3): 34-36.

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