東天山板塊構造與金礦成礦的關系

東天山板塊構造與金礦成礦作用的關系摘要：東天山板塊構造活動控制著金礦床的成帶性，，成礦類型由西向東分別為淺成低溫熱液型、韌性剪切帶型和石英脈型；在康古爾塔格金礦帶和南天山弧后盆地、北山裂谷金礦帶上的金礦均具有良好的成礦前景。其中板塊邊緣俯沖一碰撞帶是比較理想的金礦富礦成礦聚集地帶，在找礦工作中，應加大類似區(qū)域的勘查力度。關鍵詞：東天山板塊金礦床成礦作用研究概況及意義自20世紀80年代以來，新疆地質礦產勘探開發(fā)局先后發(fā)現(xiàn)并探明了金礦床。伴隨著國家305項目的實施，取得了一系列的成果與認識，從板塊的角度探索了東天山的構造演化史、板塊構造與成礦關系、成礦成巖地球化學等重要課題，姬金生等、芮宗瑤等初步總結了該地區(qū)的成礦規(guī)律及基本特點。研究表明，東天山金礦床的形成與板塊構造邊緣構造活動帶地質演化密切相關，與俯沖一碰撞帶和韌性剪切帶關系最為密切。構造分區(qū)控制的礦產成帶性和構造演化形成的成礦集中期之間相互轉化對該區(qū)金礦床有重要控制作用。研究板塊構造與金礦床成礦作用的關系對于成礦前景預測及勘探開發(fā)具有重要的意義。區(qū)域背景介紹東天山位于烏魯木齊庫爾勒公路以東，土哈盆地以南的天山地區(qū)。東天山以康古爾塔格一黃山深斷裂為界，北部屬哈薩克斯坦一準噶爾板塊，以南屬塔里木板塊。地質構造單元主要有北天山晚古生代造山帶及中天山地塊和南部塔里木板塊北緣和哈薩克斯坦-準噶爾板塊南緣（見圖1）。圖1東天山大地構造單元金礦成礦類型及空間分布規(guī)律3.1金礦床類型區(qū)內金礦床按照成礦作用方式，毛景文等（2002）可以分為造山型、石英脈型和淺成低溫熱液型。在空間上，金礦床類型分布具有分帶性，從西向東為淺成低溫熱液型、韌性剪切帶型和石英脈型。3.1.1淺成低溫熱液型金礦東天山地區(qū)唯一一個低溫淺成熱液型金礦床為石英灘金礦，其成礦時代為（288±7）Ma和（276±7）Ma。礦體分布基本上受到火山機構斷裂系統(tǒng)和區(qū)域斷裂的雙重控制，大致沿一組近NWW向張性斷裂產出，形成一組以石英脈為主體的礦脈群，其成礦可分為三個階段：（1）微晶石英脈階段：此階段構成了絕大多數(shù)礦體的基本輪廓；（2）玉髓一方解石階段：為主要礦化階段，按礦物組合可以分為玉髓一方解石一黃鐵礦一銀金礦一自然金和石英一黃鐵礦一絹云母一自然金兩類礦石，為低硫型淺成熱液礦床；（3）方解石脈階段：比較純的方解石脈疊加在前兩個成礦階段，圍巖蝕變較弱。3.1.2造山型金礦造山型金礦主要形成于東天山地區(qū)的中部，在研究區(qū)內廣泛分布，是找礦前景最佳的成礦類型。成礦時間為（282±16）Ma其形成受到了剪切構造帶的控制，成礦一般分兩個階段：（1）富硫化物石英脈階段：主成礦階段，福硫化物石英脈可能大量出現(xiàn)，形成圍巖蝕變帶；（2）碳酸鹽脈階段：形成零星的黃鐵礦，但不含金。3.1.3石英脈型金礦該類型金礦主要分布在東部地區(qū)，規(guī)模都比較小，成礦年代為（284士13）Ma和（272士3）Ma主要分布在島弧帶和縫合帶內，受一組NNE—NE向張性斷裂的控制。該類型礦床的特點是礦體為含硫化物石英巖脈，硫化物以黃鐵礦及毒砂為主，還有黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等.總體來講，礦石中硫化物含量越高金品位越高.成礦圍巖大都是花崗質巖體，且?guī)r脈兩側具有強烈的圍巖蝕變。從上述可知，三種礦床的成礦時間均在290—272Ma之間，可能是同一地質成礦事件的產物，淺成熱液金礦床與火山巖和次火山巖共生，形成深度較小，而造山型金礦形成的溫度和深度變化范圍都比較大，石英脈型金礦床產于巖體內部，成礦深度較深。由此可見，金礦床的礦物組合分布及成礦類型受到了成礦深度的明顯制約。3.2東天山金礦空間分布特征東天山已經發(fā)現(xiàn)兩條主要的金礦帶（見圖2）。一條為康古爾塔格金礦帶（阿一雅島弧北緣金礦帶），從西向東已發(fā)現(xiàn)石英灘金礦、麻黃溝金礦、康古爾金礦、馬頭灘金礦、大東溝金礦、鏡泉兒金礦等，構成一條近東西向的成礦帶。金礦主要產在阿一雅島弧北緣的秋格明塔什一黃山巨型韌性剪切帶內，北與康一黃碰撞帶相鄰，南距阿一雅島弧主火山巖帶約10—18km，正好位于東疆巨型韌性剪切帶內的韌一脆性變形轉換構造域。而韌一脆性變形轉換及其剪切帶是中、上地殼最常見的變形構造之一，也是最重要的成金帶。據(jù)吳樹仁等（1993），該帶具有很好的成礦前景。它的形成該金礦帶的形成既與塔里木板塊北緣阿一雅島弧發(fā)展演化有關，也與塔里木板塊與準噶爾板塊之間的康一黃碰撞帶構造演化緊密相關，尤其是與碰撞帶相伴的巨型韌性剪切帶時空演化極為密切。另一條金礦帶產于南天山弧后盆地和北山裂谷系內，以紅山金礦、金窩子金礦、等為代表?；旧辖洑v了早古生代島弧構造和其后的弧一陸碰撞及晚古生代弧后盆地構造演化，變形強烈，亦發(fā)育巖漿巖和韌性剪切帶，成金作用明顯，具有較好的成礦潛力。42WN159.26?10?3O7重42WN159.26?10?3O7重11三三4.812地》哈密市駱駝圈子42°00,也縻古爾..延東f企新3就南帶90'00'91°00'92°00,93°00'9400*95'00'E41。20'?圖2東天山地質構造及礦床分布1.中新生代沉積蓋層；2.二疊紀陸相火山一沉積巖系；3.石炭紀火山一沉積巖系；4.奧陶一泥盆紀火山一沉積巖系；5.前寒武紀變質巖；6.花崗巖類；7.金礦床；8.銅礦床:9.銅鎳硫化物礦床:10.鐵礦床:11.鐵銅礦床:12.鉛鋅礦床:13.銀多金屬礦床:14.多金屬礦床:15.剪切帶:16.板塊縫合帶:①古爾斷裂；②滿蘇斷裂；③齊克庫都克大斷裂成礦與不同構造環(huán)境之間的關系板塊構造運動是誘發(fā)巖石圈不同層圈物質部分熔融、變形變質、巖漿活動、熱液流動等地質作用的主要動力因素。區(qū)域性的構造運動導致巖石圈各層次物質相互作用并不斷發(fā)生交換、調整和再分配，使元素發(fā)生富集和貧化同時形成礦床，本章從板塊構造環(huán)境的角度分析金礦成礦作用與板塊構造之間的關系。4.1成礦作用與俯沖碰撞造山帶關系俯沖一碰撞造山帶是巖石圈構造強烈活動，殼幔物質發(fā)生強烈調整、交換，殼幔熱流體強烈匯聚，故也是各類金屬礦產集中成帶分布的地域。據(jù)研究，自顯生宙以來，大部分金礦床都集中在不同時代的俯沖帶或碰撞縫合帶上。中國金礦集中區(qū)多數(shù)即位于碰撞造山強烈地區(qū)，以板緣俯沖一碰撞帶最為顯著。東天山康一黃碰撞帶即產出有大中型金礦，該帶是塔里木一華北板塊北緣海西期構造成礦活動產物，它經歷了中晚海西一三疊紀的俯沖一碰撞一造山一巖漿侵人等長期碰撞造山演化過程，在晚海西期，沿北天山康古爾塔格一西拉木倫縫合帶發(fā)生強烈的俯沖消減和碰撞造山，形成多個大中型金礦，東天山西灘、康古爾、西鳳山等金礦均屬于與該碰撞帶時空演化緊密相關的一類成礦集中域，尤其在空間上受碰撞帶展布控制，與碰撞構造相關的地質作用對成礦有明顯的聚集加富作用。4.2成礦作用與韌性剪切帶關系多方面研究表明，韌性剪切帶的發(fā)展演化與成礦關系密切（詳見表1）。在塔里木板塊北緣，由于強烈的俯沖一碰撞作用，使阿一雅島孤北緣地層強烈變形，形成了區(qū)內巨型韌性剪切帶。同時也產生了動力變質熱液流體，隨著剪切變形和動力熱液流體作用，在韌性剪切帶內后期構造疊加地段形成富金礦體，以第二期順層韌性剪切變形對礦液活化、遷移富集影響較為顯著，而以第三期脆一韌性剪切變形和右行走滑對本區(qū)成金富集最為重要，是區(qū)內金礦富集成型定位成帶分布的重要動力條件之一。因此，空間上，大部分金礦集中分布于韌性剪切帶邊部，明顯集中于韌一脆性變形轉換構造域（帶）內。

表1東天山韌性剪切帶變形與金成礦關系變形期第一變形期（緊閉同斜褶皺）第二變形期（順層韌性剪切）第三變形期（右行走滑及韌-剪切脆性）第四變形期（擠壓-折膝構造）構造線方向EWEWNEE和近EWSN向或多向性變形強度中-強強中-強中-弱變形環(huán)境塑性流變變形韌性剪切變形脆-韌性剪切變形韌一脆性變形變形機制地殼中深部的壓扁-剪切褶皺作用地殼中深部的俯沖型韌性剪切變形地殼中部構造層的走滑型脆一韌性剪切變形地殼中淺構造層次的彎滑和膝折作用與金礦關系提供金礦含礦層，引起礦液活動引礦液活化遷移富集成礦富集定位，礦床形成礦床成礦后改造抬升變相對發(fā)育程度局部區(qū)域性區(qū)域性局部成礦時間演化東天山金礦成礦作用類型多，過程復雜。根據(jù)區(qū)內主要典型金礦床研究綜合，成礦時期主要是:海西期和印支期，以海西中晚期最為顯著。海西期是區(qū)內最重要、最活躍的成礦期。在泥盆紀一早石炭世，塔里木和準噶爾兩個板塊之間存在一個北天山次大洋，該洋盆向南北兩側擴張，以雙向式俯沖模式在其北南兩個板塊邊緣分別形成康一哈島弧和阿一雅島弧的構造。晚石炭世，北天山次大洋收縮閉合，使南北兩板塊沿康一黃斷裂帶對接碰撞，形成康一黃俯沖一碰撞帶，同時在碰撞帶內或其附近形成巨型韌性剪切帶。在海西中晚期構造演化中形成了區(qū)內金礦床。印支期主要是指在中晚海西期疊加的構造成礦活動期。對部分金礦、銀礦等有重要的疊加加富作用。成礦（脈）時期較為年輕。受碰撞造山期后構造動力作用影響而成礦。楊興科等（1997）根據(jù)金礦帶地質和同位素年代學研究，區(qū)內金礦大致經歷了以下四個成礦演化階段：（1）礦源準備階段（350—310Ma）；（2）礦體賦存空間準備及金的第一次富集階段（310—290Ma）；（3）晚石炭世后期花崗巖侵位和金礦體定位階段（290—275Ma）；（4）碰撞晚期巖漿活動及成礦作用疊加階段（270—230Ma）。小結（1）東天山板塊金礦的形成具有明顯的分帶性，成礦類型由西向東分別為淺成低溫熱液型、韌性剪切帶型和石英脈型。從分布區(qū)域來看,東天山地區(qū)有兩條主要的成礦帶，即康古爾塔格金礦帶和南天山弧后盆地、北山裂谷金礦帶。這兩條金礦帶均具有較好的成礦前景。（2）東天山金礦的形成與板塊俯沖碰撞造山和構造活動區(qū)韌性剪切變形關系密切。與板塊碰撞有關的地質作用對金成礦具有明顯的聚集加富作用；韌性剪切作用有助于形成金礦的礦液活化、遷移和富集。（3）在時間上，海西期是最重要也是最活躍的成礦期，具有一定的普遍性，尤其是在海西期中晚期，在碰撞帶內及其附近的韌性剪切帶，形成了大量的金礦床。（4）板塊邊緣俯沖一碰撞帶是比較理想的金礦富礦成礦聚集地帶，在找礦工作中，應加大類似區(qū)域的勘查力度。參考文獻［1］木合塔爾?扎日，吳兆寧，