什麼是地質成礦特徵
A. 基本成礦地質特徵
班公湖—怒江結合帶,作為典型的蛇綠混雜帶,經歷了洋盆閉合、洋殼仰沖、構造混雜和強烈的風化剝蝕等復雜的地質過程。本帶現在主要由殘存的蛇綠岩成分形成的構造岩片、殘余的火山弧、殘余的弧前盆地和增生楔雜岩、殘余盆地等組成(詳見第二、三章相關部分)。
在班公湖—怒江帶以北的唐古拉中生代復合前陸盆地中,成礦作用主要與沉積作用和S型花崗岩漿作用有關,主要的花崗質侵入岩目前還可能隱伏在深部。地表出露的花崗岩呈一系列的岩株或小型岩基狀侵入於侏羅系海相地層中,在岩體外圍形成一系列的沉積—改造型鐵礦床和以與岩漿—熱液作用有關的鐵銅多金屬礦床。
位於班公湖—怒江和獅泉河—納木錯結合帶之間的北岡底斯帶,主要受北側的班公湖—怒江特提斯洋殼在侏羅紀、白堊紀向南俯沖和碰撞造山作用過程式控制制,既有早期俯沖又有大陸碰撞和後碰撞期伸展作用的熱動力學過程的疊加,以來自殼幔混源成礦元素為主,既有I型又有S型花崗質岩漿熱液的影響,成礦物質來源豐富,礦床類型多樣。
礦產地質調查發現,西藏班公湖—怒江成礦帶和相鄰的南羌塘地區具有優越的成礦地質條件和潛力。目前在本區已發現銅、鐵、鉻、鉛鋅多金屬礦(床)點等600餘處。在本帶西段的多不扎和尕爾窮地區發現大、中型斑岩銅礦,在弗野、當曲發現大型鐵礦,在美多發現大型銻礦等。主要的優勢礦種有銅、金、鐵、銻、銀、鉻和鎳等,其中尤以銅、富鐵、銻和鉻、金等最有遠景。
班—怒帶有關的礦產包括內生和外生成礦作用形成的礦產。外生成礦作用可劃分為機械和化學沉積成礦作用。沉積礦產主要有硼鋰鎂鹽類、油頁岩等。第四系鹽湖中硼鎂礦礦化為可利用資源。本項目對外生沉積作用不作詳細論述。
班—怒帶有關的內生成礦作用形成的礦產包括幾類:①岩漿分異熔離型礦床,包括超鎂鐵岩中的鉻鐵礦、硫鎳礦、磁鐵礦等;②斑岩型銅金礦;③熱液成礦作用,包括與花崗岩氣候熱液有關的矽卡岩型銅、金、鐵多金屬礦及與火山熱液有關的銅、金礦。構造改造—熱液疊加礦產;④沉積—熱液改造型菱鐵礦;⑤淺成低溫熱液型金銻礦。各礦床(點)在成礦時代上和空間分布上嚴格受地質構造演化和岩漿活動的控制。班—怒帶特提斯洋殼俯沖、岩漿弧形成和閉合、碰撞過程式控制制著成礦作用的時空展布、礦床系列、礦種和礦床類型。
B. 什麼是地質作用和成礦作用
漫長的地史期間中,岩石圈無時無刻不發生變化,從成分、結構、構造直至地回球表面的形答態。這種使岩石圈(或地殼)發生變化的作用就是地質作用
在地球的演化過程中,使分散存在的有用物質(化學元素、礦物、化合物)富集而形成礦床的各種地質作用就是成礦作用。成礦作用是復雜多樣的,一般按成礦地質環境(見成礦地質背景)、能量來源和作用性質劃分為內生成礦作用、外生成礦作用和變質成礦作用
C. 成礦帶礦產地質特徵
如前所述,西天山阿吾拉勒成礦帶位於博羅科努山石炭紀活動陸緣帶上,最主要的岩漿活動為石炭紀,其次為二疊紀。目前在這一成礦帶所發現的金屬礦床主要是鐵礦和銅礦(見圖2-1)。包括預須開普台鐵銅礦床(圖幅之外未標出)、霧嶺鐵礦床、查崗諾爾鐵礦床、智博鐵礦床、敦德鐵礦床、備戰鐵礦床和勝利銅礦床。該成礦帶目前所發現的主要鐵礦床都賦存於石炭紀火山岩中(田薇,2006;莫江平等,1996,1997,1999;田敬全等,2009;王志良等,2004)。銅礦大多賦存於下石炭統火山岩中,在空間上多環繞鐵礦床分布(田薇,2006;劉獲等,2005a,2005b;曠會琳,2005;王慶明等,2000)。大多數銅礦的成因類型都可以歸為火山岩型。
查崗諾爾鐵礦床和智博鐵礦床的礦床地質特徵及成因詳見後面章節,其餘礦床地質特徵簡述如下:
預須開普台鐵銅礦床位於伊犁-巴倫台公路北側,新源縣預須開普台村西6km處。礦區出露地層主要為上石炭統東圖津河組蝕變酸性火山碎屑岩,侵入岩類主要為輝長岩、閃長岩、石英鈉長斑岩及花崗岩類,斷裂帶呈近東西向展布。礦體主要賦存於酸性火山碎屑岩中,其產狀和圍岩一致,即傾向為358°~20°、傾角為46°~60°。圍岩蝕變主要有綠泥石化、絹雲母化、硅化和碳酸鹽化。礦石礦物為赤鐵礦、鏡鐵礦和含銅黃鐵礦等。礦體深部150m以下逐漸過渡為銅礦。礦石礦物分帶較明顯,上部為赤鐵礦、含銅赤鐵礦,下部為黃鐵礦、黃銅礦。該礦床成因類型,學者們有不同觀點,主要有沉積變質礦床、沉積變質熱液疊加礦床、近源火山沉積礦床、鹵水-熱鹵水成因礦床和礦漿噴溢-火山沉積-火山熱液礦床等(莫江平等,1996,1997,1999;王慶明等,2000,2001;盧蹤柳等,2006;韓長江等,2006)。筆者認為,該礦床成因類型為與石炭紀火山岩密切相關的火山岩型礦床。
勝利銅礦位於查崗諾爾鐵礦南側,包括勝利2號銅礦、勝利3號銅礦和勝利4號銅礦。礦體均賦存於下石炭統大哈拉軍山組火山岩和火山碎屑岩中,礦體呈囊狀、透鏡體和似層狀分布。礦石礦物包括磁鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦、孔雀石、少量斑銅礦及黃鐵礦,脈石礦物為綠泥石、綠簾石、陽起石、方解石和石英等。圍岩蝕變主要為陽起石化、綠簾石化和綠泥石化等。礦床成因類型屬於與石炭紀火山岩密切相關的火山岩型銅礦床。
霧嶺鐵礦位於查崗諾爾鐵礦正西直線距離10.5km處,礦區出露地層主要為下石炭統大哈拉軍山組火山碎屑岩,其間夾少量基性-酸性熔岩及凝灰岩、碳酸鹽岩等正常沉積的岩石。礦體圍岩均為石炭紀閃長岩,礦體呈透鏡狀或似層狀分布,礦體傾向為108°~195°,傾角為54°~62°。礦石礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦和少量褐鐵礦,脈石礦物主要為綠簾石和透輝石。該礦床成因類型屬於與中酸性侵入岩密切相關的岩漿礦床。
敦德鐵礦位於智博鐵礦和備戰鐵礦之間,該礦床兼具查崗諾爾礦床和智博礦床特徵:賦礦圍岩為下石炭統大哈拉軍山組基性火山岩和少量火山碎屑岩,圍岩蝕變特徵和查崗諾爾鐵礦相似,即石榴子石化、陽起石化、綠泥石化和綠簾石化。該礦床目前處於初步勘察階段,從總體特徵來看,該礦床成因類型屬於火山岩型鐵礦。
備戰鐵礦位於該礦化帶的最東側,賦礦圍岩為下石炭統大哈拉軍山組中基性火山碎屑岩和火山岩。據20世紀70年代新疆地礦局第三地質大隊總結報告,礦體圍岩蝕變主要為綠簾石化、陽起石化、透輝石化、黝簾石化等,礦體呈透鏡狀、似層狀分布於火山碎屑岩中。關於該礦床的成因類型,有學者認為該礦床屬於矽卡岩礦床(田敬全等,2009),但我們更傾向於該礦床屬於火山岩型鐵礦。
D. 礦床地質特徵
一、主要控礦構造
在內華達北部卡林金礦床被發現之後,對卡林型和類卡林型金礦形成的構造控製作用研究了30多年,但仍沒有認識全面。內華達州和猶他州的類卡林型金礦床主要分布在3個區域,即卡林地區、Battle Mountam-Eumka地區和Getchell地區。這些地區顯示了區域熱液活動與「盆嶺省」主要斷裂之間的空間關系,現代地球物理學研究已經證實這些斷層是新元古代的基底構造,它們起源於沿美國北部古陸之被動邊緣的幕式裂谷作用(Shawe,1991)。Grauch等(2003)針對內華達卡林金礦帶的鉛、鍶以及磁場和重力場數據研究,揭示了該區的地殼包括前寒武紀陸殼、過渡地殼和洋殼,它們分別被北西向和北東向斷裂分割開來。依據重力和磁梯度變化,識別出卡林礦集區的一些邊界。這些邊界常常表現為深大斷裂,起源於前寒武紀羅迪尼亞超大陸裂解過程中的裂谷或轉換斷層,或是晚古生代構造事件過程中容納側向運移或增生作用的斷裂。金礦床賦存於沿上述地區發育的寒武紀—三疊紀碎屑岩和碳酸鹽岩建造中,其中以含碳鈣質粉砂岩是最佳賦礦圍岩。許多礦帶定位於易礦化岩石單元與高角度正常斷層相交切的位置(圖2-3)。Teal和Branham(1997)指出,卡林型金礦的控礦因素主要是4個方面:①古大陸邊緣地殼薄弱部位長期活動帶,主斷層發育;②地殼減薄的區域性構造背景,多次侵入和高熱流;③多期次的熱液活動;④活化的高滲透性的碳酸鹽岩圍岩。
圖2-3 卡林型金礦床地空間產出位置
越來越多的證據表明,構造對於卡林型金礦化的控製作用甚至強於地層,但構造的影響在不同的礦區有不同的表現,總體特徵可以概括為以下幾點:①高角度、北西走向斷層系統是主要的導礦構造,通常被煌斑岩和二長岩岩牆充填。如在CarlinTrend北部,南北走向的Bootstrap斷層是Bootstrap-Capstone金礦的主要控礦構造,北西向的Post斷層是Meikle和Post礦床的主要控礦構造,北西向的Castle Reef斷層是North Lantern和West Carlin礦床的主要控礦構造,等等;②高角度、北東走向斷層是次要的導礦構造,尤其是在與北西向斷層交會的部位,如Gold Quarry礦床和Meikle礦床。1993年Moore發現了Newmont的Hardie Footwall礦床,他認為北東走向地壘的直接底板對於構造流體的捕獲具有重要意義。根據他的認識,1994年在走向北北東的West Bounding斷層下盤發現了Newmont的West Leeville礦床;③原地碳酸鹽岩中寬緩到中等的背斜。一般來說,北西走向的寬緩背斜無論是對於單個礦床還是區域性流體的捕獲都具有重要意義;④高角度和層控的成礦前的坍塌角礫岩體。在Meikle、Rain等礦床都存在角礫岩化作用的實例,角礫岩化對於增強後期成礦流體的滲透性是非常必要的。在粗粒的沉積岩中礦化較好,也正是由於滲透性好的緣故。在Carlin Trend北部,礦化集中於碳酸鹽岩相由塊狀含化石灰岩向微晶灰岩和粉砂質灰岩過渡的部位。如Lower Betze和Deep Post礦床的高品位礦化出現在下Popovich組的碎屑流相沉積岩中。在Goldbug-Rodeo礦床,高品位礦化出現在碎屑支撐的垮塌角礫岩帶,在Barrel礦床也存在類似情況。
二、賦礦圍岩特徵
Carlin Trend中的金礦床賦礦圍岩主要有3種組合類型:①原地的大陸架碳酸鹽岩及碎屑岩層序(東部);②外來的主要是硅質碎屑岩層序(西部);③密西西比紀晚期的超覆層序(在Rain地區也容礦)。礦體主要出現在原地地層層序中,並且大部分出現在上部四五百米的范圍內。主要的含礦地層包括:①羅伯茨(Roberts)山組中含有穿層的薄的生物碎屑流和具有不規則纖細紋層的粉砂質灰岩,由於滲透性較好而有助於含金流體的流通,產於其中的金礦床有Carlin、Betze、West Leeville、Screamer、Pete、DeepPos、Goldbug-Rodeo和Mike等;②Popovich組中的微晶灰岩、粉砂質灰岩及含化石灰岩,也由於滲透性好而有助於成礦,該組在Betze-Post、Genesis-BlueStar、Gold Quarry、Meikle、Goldbug-Rodeo、Deep Star、Capstone-Bootstrap和DeeStorm等礦區含礦;③RodeoCreek單元中的粉砂質粘土相有利於大型金礦的形成,如GoldQuarry金礦和PostOxide金礦,而基底硅質泥岩由於滲透性差則不利於成礦;④Vinini組中主要產出一些小的高角度構造控制的金礦床,如Captone、BigSix、Fence和AntimonyHill等礦床。Rain地區的金礦化主要出現在Webb組與泥盆系下部DevilsGate灰岩之間角礫岩化接觸帶中。
總體來看,以白雲質灰岩、白雲質粉砂岩的含礦性最好,泥質白雲岩、鈣質頁岩和粉砂岩等岩性相近的岩石次之。上述岩石在去鈣作用後常能提高有效孔隙率和增加滲透性,有利於成礦熱液的流通。如果含碳質則更有利於吸附富集金。另外,少數礦床產在非碳酸鹽岩的硅質碎屑岩和變質火山岩中,個別礦床還可能產在長英質侵入體內。在同類岩石中,薄層狀者比厚層緻密塊狀者含礦性高得多,尤其是遭受角礫岩化的薄層狀岩石,滲透性很強,有利於成礦。粘土礦物對金有一定的吸附作用,而固結的粘土岩雖然孔隙度高,但有效孔隙率卻很低即滲透性差,所以純的固結粘土岩中無礦。但是,當粘土呈薄層狀且與粉砂質或白雲質灰岩等相間分布,在一定條件下薄層粘土中可富集金,即金與高嶺石、水雲母或絹雲母等伴生。圍岩的層位范圍廣泛,從寒武繫到三疊系都有,但主要為奧陶系、志留系和泥盆系沉積岩層。研究表明除了碳酸鹽岩外,還有片岩、燧石岩、凝灰岩、流紋岩、安山岩和白崗岩,也可以是卡林型金礦的容礦岩石。
三、礦化特徵及圍岩蝕變
卡林型金礦的金既浸染於特定的地層層位,也產於不規則且不整合的角礫岩帶中。金礦化表現為強烈的硅化、斷層角礫發育、伴隨有中等親鐵元素,如As、Sb和Te的富集以及石英、黃鐵礦、毒砂及少量其他硫化物的沉澱和顯微金(<5~30μm)的浸染狀產出。礦石以浸染狀、細脈浸染狀構造為主,碳酸鹽岩常遭受硅質交代。主要礦石礦物為硫化物和硫砷化物,最常見的是黃鐵礦,此外還有雄黃、雌黃、輝銻礦、毒砂和辰砂等。次要礦石礦物見少量的銅、鉛、鋅、鎢和鉬等的硫化物,但這些次要礦物與金、砷、銻、汞等卡林型礦床的特徵痕量元素並無一定的相關關系。脈石礦物有螢石、重晶石、方解石、白雲石和粘土礦物。重晶石是常見的重要脈石礦物,但它與金礦化並無直接的成因聯系,常常晚於金礦化而穿切金礦體,它的出現主要指示了金礦化系統與熱鹵水的活動有關。脈石英並不發育,它也與金礦化沒有直接的成因關系。卡林型金礦床中的常見特徵元素為砷、銻、汞、鉈等,金礦化常與這些元素的高異常有一定的相關關系。Ag-As-Au-Hg-Sb地球化學異常標志與雄黃、雌黃、辰砂、輝銻礦等礦物的普遍發育有關,顯示熱液系統中硫配合物佔有絕對優勢。在有的礦區還出現有鎢、碲、硒或銀,它們也與金礦化有一定關系。Au/Ag比值變化范圍較大,但是一般都>1。
卡林型金礦床中的自然金絕大多數粒度極細,呈微米級和次微米級,多為次顯微不可見金(Hausen et al.,1968;Radtke,1985)。常見的金的賦存狀態有:①晶隙金,產於硫化物或硅質物(如蛋白石、石英等)的晶體裂隙中;②間隙金,產於礦石礦物及脈石礦物的間隙內;③包裹體金,包裹於黃鐵礦等硫化物的晶體內,有人認為是固溶體。在未氧化礦石中,除了上述3種賦存狀態外,還有被碳質物所吸附或結合在一起。在氧化礦石中,金常以游離狀態產出。研究表明(Bancroft,1982,1990;Renders et al.,1989),黃鐵礦等硫化物的表面吸附是導致金在一些含雜質細粒硫化物表面以「不可見」金形式沉澱的有效途徑之一,熱液流體的pH值對金的吸附效率有主要影響。吸附在硫化物表面上的金是以Au+形式存在,沒有被還原成自然金(Cardile et al.,1993)。
在卡林型金礦床中,碳酸鹽岩分解,以脫鈣為主,有時包括白雲岩分解,是最廣泛的特徵性蝕變作用。該作用提高了岩石孔隙度和滲透性,因而增強了其後熱水流體運移(Kuehn,1989;Bakken,1990)。含鈣粉砂岩比純碳酸鹽岩的碳酸鹽分解程度高,因為碎屑沉積岩的原始滲透性較高。相反,硅化作用在切穿碳酸鹽岩的構造帶附近最強烈,因為此處的水/岩比值較大。泥質蝕變主要限於形成高嶺石、伊利石、蒙脫石和少量絹雲母,絹雲母取代了碎屑岩的硅酸鹽碎屑。富鐵主岩的硫化物化和流體的混合最易使二硫化金配合物失穩(Hofstra et al.,1991)。對於未氧化的礦石來說,其蝕變作用主要為硅化-似碧玉岩化、黃鐵礦化、雄(雌)黃化、伊利石化、黃鉀鐵礬化和明礬石化。
許多研究者描述了一個相同而具特徵性的蝕變模式(Christensen,1993;Teal et al.,1997)。不同的金礦床具有不完全相同的蝕變特點,但總體上說由遠礦圍岩到近礦圍岩具有一定的蝕變分帶性(圖2-4):
圖2-4 卡林型金礦床的圍岩蝕變特徵
1)新鮮的粉砂質灰岩:方解石+白雲石+伊利石+石英+鉀長石+黃鐵礦;
2)弱至中等脫方解石化(白雲石暈):白雲石±方解石+石英+伊利石±高嶺石+黃鐵礦±自然金;
3)強脫方解石化:白雲石+石英+伊利石±高嶺石+黃鐵礦±自然金;
4)脫碳酸鹽化:石英+高嶺石/地開石+黃鐵礦±自然金。脫碳酸鹽化作用在卡林型金礦的形成過程中起了重要作用。
四、成礦流體
流體包裹體研究顯示,卡林型金礦床內存在3種類型的包裹體:①氣液相包裹體(以液相為主),鹽度為1%~17%;②液-氣相包裹體(以氣相為主),鹽度小於1%,均一溫度變化較大;③三相包裹體。Arehart(1996)認為卡林型金礦床形成過程中存在有兩種流體事件。一是與晚古生代或早中生代期間油氣生成有關,而與金礦化事件無關的高鹽度流體,包裹體均一溫度為155±20℃;另一是與金礦化有關的流體事件,其均一溫度為215±30℃,從成分來看,存在富含氣體的中等鹽度流體和貧氣體的低鹽度流體。從穩定同位素來看,卡林型金礦床硫同位素變化范圍較大,其中,黃鐵礦硫同位素存在明顯的分帶現象。與金礦化有關的黃鐵礦硫同位素δ34S值域為+15~+25。大多數礦床的氫同位素值域為-140~-170,表明卡林型金礦床形成過程中大氣水起著非常重要的作用。Arehart(1996)提出卡林地區的金礦床是兩種不同流體在中等地殼深度上混合而形成的。大氣流體穿過古生代和前寒武紀基底進行物質循環,並可能從中獲得Au和S。隨著大氣流體在源岩內流動,在高溫下與岩石交換氧,結果使流體的δ18O升高,同時有不同來源的CO2加入,從而導致流體所經過的地段碳酸鹽發生溶解。穩定同位素資料表明,CO2不可能來自有機質,而是可能來自深部的變質流體,或者是與火成侵入體相伴形成的矽卡岩。
在卡林型金礦床中,圍岩蝕變與成礦物質的搬運、沉澱離不開流體的作用,實際上導致圍岩滲透性提高的角礫岩化作用也離不開流體的作用。研究表明,內華達北部卡林型礦床是由低鹽度(<8%)、含CO2(10mol%)和H2S的流體,H2S的富集有助於硫化作用和含金黃鐵礦沉澱。富含成礦物質的流體在180~250℃、2.5~6.5km深的環境下沉澱而形成金礦床(Kuehn,1989;Hofstra et al.,1991)。至於成礦流體的成因究竟是否全部來自大氣水(Ilchik et al.,1997),還是含有深層地殼變質流體或岩漿流體成分(Hofsta et al.,1991),還缺乏統一認識。但越來越多的研究者相信成礦流體是高度演化的大氣水與岩漿水的混合流體。
流體作用在卡林型金礦中表現在以下幾個方面:①碳酸鹽的溶解作用。在卡林型金礦帶,沿高角度構造通道和有利層位出現的酸性熱液流體引起了成礦前的脫方解石化、岩石緻密程度的降低、孔隙度和滲透性的增強。首先是方解石(尤其是高角度流體通道及其附近圍岩中的方解石)的溶解,然後是方解石與白雲石一起溶解。②硅酸鹽的泥化。泥化蝕變與脫方解石化相伴隨,在粉砂質灰岩或鈣硅質角岩容礦的礦床中特別發育。碎屑粘土和鉀長石蝕變為蒙脫石、高嶺石、伊利石和少量絹雲母。③硅化。硅化與金礦化的關系清楚,硅化強的部位礦化也強。在Meikle礦床至少有5期硅化:Ⅰ.早成礦前期與侏羅紀侵入岩相伴的變質石英脈;Ⅱ.晚成礦前期與早期脫方解石化相伴的硅質交代;Ⅲ.主成礦期硅化,石英脈充填,伴隨有細粒黃鐵礦的沉澱;Ⅳ.成礦後的玉髓杏仁充填和膜化;Ⅴ.最後期出現在Vinin組中的分帶石英。在某些金礦床中還出現早期硅化和賤金屬的沉澱。
五、與礦化有關的岩漿岩
雖然卡林型金礦床的含礦圍岩通常為古生界沉積岩層,但金礦化在空間上毫無例外的與中-酸性中、小侵入體,以及次火山岩或火山岩的分布有關。越來越多的礦床和同位素地質證據指示了金的成礦作用與這些岩漿活動存在成因上的聯系(Ressel et al.,2006)。這些岩漿活動都晚於古生界含礦圍岩的成岩時代,從侏羅紀、白堊紀到第三紀都有發育(Bray,2007)。例如在Cortez金礦區,發育有侏羅紀的黑雲二長岩岩株、白堊紀的正長岩岩頸和漸新統的流紋岩。卡林型金礦床的成礦作用固然與岩漿活動有關,但越來越多的研究表明成礦物質主要來自圍岩,岩漿活動主要為提供成礦作用所需的熱和驅動力。當然,在一些局部並不排除岩漿活動與金礦化直接相關。
六、成岩成礦時代
美國內華達州卡林型金礦床的成礦絕對時間從最初發現至今,一直爭論不休。然而,大量現代同位素定年研究清楚地表明這些金礦床形成於43~34Ma期間(Groff et al.,1997;Hofstra et al.,1999;Cline,2001),即第三紀後期。Radtke早在1985年就提出卡林金礦床是在第三紀時期,由高角度斷裂活動、火成岩活動和熱液活動相互配合而形成的。對硫砷鉈汞礦所做的Rb-Sr等時線年齡指示,Getchell金礦床形成於39.5Ma,Rodeo金礦床形成於39.8Ma。另外,礦化的始新世岩脈、成礦後的火山岩和表生的明礬石等也間接的限定了成礦時代。
E. 成礦地質條件主要包括哪些
zhyzhy2007的回答,是高度概括的。但太籠統,且不全面。可以稍微具體地回答如下:版
一、內生成礦條件權
1、岩漿岩條件--岩性(超基性、基性、中性、酸性、鹼性)具有成礦的專屬性,不同的岩性,往往有自己獨特的成礦系統。考察成礦條件時,往往較多地先考察岩漿岩條件。
2、構造條件--在不同的大地構造區,有自己獨有的成礦特性。如在造山帶,是以內生的有色金屬、貴金屬、稀有稀土金屬成礦為主的。而金剛石礦在穩定的板內成礦區邊緣成礦。
3、變質條件--是對變質礦床有主要控製作用的。如石墨礦床、一些玉石礦床(緬甸玉、岫玉等)是變質作用礦床。接觸變質作用成礦,是極其重要的變質條件。據不完全統計,在接觸帶形成的礦床中,涉及的礦種是自然界元素的80%以上。
二、外生成礦條件
1、地層、岩相、古地理條件--沉積礦床形成的條件。如寧鄉式鐵礦是典型的穩定區淺海相的礦床。煤礦是海(湖)陸交互相潮濕氣候條件下的沉積礦床。
2、風化礦床--在風化作用條件下能形成很多種外生礦床,如砂錫、砂金、南方的鋁土礦床、紅土型金礦、峰叢窪地中的錳礦床等。
3、化學、生物礦床,如鉀鹽礦床、鳥糞磷礦床等。
F. 成礦地質特徵與時空結構
江西相山鈾礦田是我國目前最大最富的火山岩型鈾礦田,在300餘平方千米的礦田范圍內共發現鈾礦床20餘個(見圖1.1)。這些礦床雖然成礦特徵和成礦類型各不相同,但它們相互聯系,具有統一的時空演化系列。
3.4.1 成礦地質特徵
3.4.1.1 含礦岩性
碎斑熔岩、花崗斑岩、流紋英安斑岩是相山火山-侵入雜岩的主體,分布面積261km2,占雜岩體面積的82%,其中碎斑熔岩的厚度最大,大於2000m。其他岩層或岩石,或分布在雜岩體外緣,或規模小,總面積僅為雜岩體的18%。
含礦岩石與火山-侵入雜岩體各岩層(體)規模大小有一定關系,主要含礦岩石有碎斑熔岩、花崗斑岩、流紋英安斑岩、基底變質岩、火山碎屑岩、砂岩、隱爆角礫岩等,碎斑熔岩中的鈾礦儲量約為相山礦田鈾礦總儲量的41%,其他各含礦岩石的含礦量所佔百分比見表3.3。各礦床往往具有多種含礦岩性,因此認為相山礦田鈾礦化對岩性的選擇性不大。
表3.3 不同岩性含礦量統計表
3.4.1.2 礦體形態、規模
礦田內絕大多數礦體受斷裂或裂隙控制,礦體多呈脈狀或群脈狀,產狀較陡;產於隱爆角礫岩中的礦體受隱爆角礫岩筒的形態控制,礦體呈似柱狀。
礦脈一般平行排列,或側列。單脈規模較小,通常長20~50m,寬度與長度相近,厚度一般1m左右,呈薄板狀。單裂隙控制的礦脈經常因厚度太薄而不能構成工業礦體,但當裂隙密集發育構成裂隙帶或破碎帶時,則可控制富大礦體,如鄒家山礦床4號帶C-502號礦體。近年來在鄒家山礦床深部發現的緩產狀富大礦體就是受裂隙密集帶控制的。
受斷裂破碎帶控制的礦體規模較大,如賦存在鄒石斷裂帶中的鄒家山礦床3號帶內的C2-302號礦體,走向長359m,傾向延伸145m,平均厚度2.61m,平均品位0.305%。
3.4.1.3 礦石特徵
礦石礦物有含釷瀝青鈾礦、瀝青鈾礦、鈦鈾礦、鈾釷礦、鈾石、釷石、磷釷礦、含U膠磷礦、含U銳鈦礦、赤鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦、黃銅礦等,脈石礦物有鈉長石、磷灰石、綠泥石、方解石、白雲石、螢石、水雲母、微晶石英等。
鈾主要以獨立礦物形式存在,也有以類質同像形式,或含於鈾釷石等礦物中,或吸附於水雲母、螢石、綠泥石等礦物的表面或空隙中。
礦石化學成分表現在,與圍岩相比,SiO2含量大大減少,CaO、P2O5含量有較大的增高。這與礦石強烈磷灰石化、碳酸鹽化、螢石化相關。但不同的礦石類型,其化學成分的變化也不相同。
3.4.2 圍岩蝕變特徵
相山礦田熱液蝕變主要有鈉長石化、磷灰石化、綠泥石化、碳酸鹽化、螢石化、水雲母化、硅化。
鈉長石化為礦前蝕變類型,主要交代岩石中的斜長石、石英、黑雲母等礦物,斜長石脫Ca轉變為鈉長石的化學反應式可表示為
相山鈾礦田多源地學信息示範應用
石英被鈉長石取代的化學反應式為
相山鈾礦田多源地學信息示範應用
黑雲母蝕變為鈉長石分兩步進行:
相山鈾礦田多源地學信息示範應用
鈉長石化的重要意義除導致成礦溶液的組分和性質發生變化外,還導致遭受鈉長石化的岩石的有效孔隙度大幅度增加,從而為其後的成礦熱液的運移准備了大量相互可溝通的孔隙空間(張學權等,1980)。
磷灰石化主要分布在鈉長石化岩石的核部,磷灰石交代、充填於鈉長石化岩石的裂隙中,或呈角礫岩的膠結物的形式產出。早期的磷灰石晶體較細小,甚至呈膠狀,粒徑為0.0015~0.005mm;晚期磷灰石多為六方柱狀的粗大晶體,柱長一般0.15~0.5mm,直徑0.02~0.4mm,伴生方解石、綠泥石等蝕變礦物。
碳酸鹽化主要形成脈狀、浸染狀、不規則狀的方解石,局部見白雲石、含錳方解石。從早至晚,方解石顏色由紅變白,粒度由細到粗,質底由不純到純,並見方解脈穿插磷灰石脈的現象。
綠泥石化的綠泥石成分變化較大,有鮞綠泥石、淡斜綠泥石、蠕綠泥石、鱗綠泥石等,產出形態為浸染狀或脈狀,其中鱗綠泥石多為鱗片狀集合體和緻密塊狀;脈狀綠泥石多為稍晚熱液作用的產物。
早期螢石化表現為長石、黑雲母、綠泥石、方解石等礦物被螢石交代而呈浸染狀、團塊狀;晚期螢石化為充填型螢石脈體,常與水雲母伴生並含少量磷灰石。
水雲母化主要交代斜長石斑晶。水雲母化強烈時,岩石中的鉀長石、黑雲母、綠泥石、石英均被水雲母化。水雲母的結晶形態有碎片狀、長板條狀和過渡型。水雲母和螢石常伴生,晚期的水雲母往往呈黃色脈體。
硅化基本上為礦後期較低溫熱液活動的產物,主要表現是脈狀或梳狀石英的充填,見微晶石英脈切斷晚期礦脈的現象。在礦田西北緣形成了具一定規模的NE向硅化帶,硅化帶兩側岩石蝕變弱,礦物成分簡單,硅化岩石未形成工業礦體,僅發現一些規模不大的放射性異常。
3.4.3 成礦類型
相山礦田屬脈型鈾礦(核工業270研究所等,1988),礦化對圍岩選擇性不大,礦體主要受斷裂、裂隙控制,與礦化有關的熱液蝕變明顯,蝕變礦物組合具有重要的成礦作用示蹤意義。因此,筆者主要根據熱液活動和熱液蝕變礦物組合特點進行成礦類型的劃分。
按蝕變礦物的組成特點,可劃分以下礦石類型,即U-磷灰石型、U-綠泥石型、U-碳酸鹽型、U-螢石型和U-水雲母型。各類型礦石的礦物組成特點見表3.4。
U-磷灰石型、U-綠泥石型和U-碳酸鹽型一般認為是鹼性熱液作用的產物,統稱鹼交代類型,而U-螢石型和U-水雲母型是酸性熱液作用的產物,稱螢石-水雲母型。
表3.4 相山鈾礦田礦石類型一覽表
單純的鹼交代型鈾礦並不多,只有雲際628礦床比較典型,許多礦床既有鹼交代型的鈾礦,也有螢石-水雲母型的鈾礦。因此,本書所指的螢石-水雲母型鈾礦類型實際上是復合類型的鈾礦或以螢石-水雲母型鈾礦為主的鈾礦類型。
3.4.4 成礦流體系統及其演化
成礦流體性質及其演化前人已做了較多的研究工作,據蘇守田等(1980)、張學權等(1980)研究成果,鹼交代型鈾礦形成之前的鈉長石化的形成溫度為300~330℃,螢石-水雲母型鈾礦化最晚階段的淺紫、淺綠色螢石形成溫度為122~86℃,礦後硅化期的形成溫度可能更低些。
反映成礦流體組分的礦物氣液包裹體研究也積累了一些分析測試數據(表3.5),從表3.5可知,鈉長石化的熱液呈鹼性,pH=9.36~9.55,而方解石化、螢石化階段的熱液的鹼度已具降低趨勢,估計礦後硅化期的熱液的鹼度更低、酸度更高。
通過表3.5而計算的包裹體中各組分所佔全部組分的百分含量顯示,從礦前的鈉長石化階段到成礦期的方解石化、螢石化階段,溶液中陽離子均是以Ca2+為主,陰離子以HCO-3或SO2-4為主,Na+含量明顯降低,Ca2+含量到螢石化階段降低明顯,K+、Mg2+含量變化規律性不大,F-含量呈增高趨勢,Cl-、HCO-3呈降低趨勢,而SO2-4含量到螢石化階段明顯增高。遺憾的是,包裹體分析數據有限,且缺乏成礦期最晚階段螢石和礦後期硅化形成的微晶石英的包裹體分析數據。因此,下面對成礦熱液演化的分析,除根據包裹體成分或性質之外,還結合了礦石物質組分特點,因此帶有較多推斷的成分。
表3.5 相山礦田蝕變礦物氣液包裹體主要成分
源於較深部的高化學能量的熱流體,初始性質呈鹼性,溫度大於300℃,陽離子主要是Ca2+、Na+,而陰離子則包括CO32-、PO3-4、SO2-4、SiO4-4、F-等,當其與圍岩發生反應時,圍岩中鹼性較弱的陽離子如Ca2+、Mg2+、Fe2+以及部分K+被置換出來進入流體,造成岩石的強鈉長石化和溶液組分的不斷變化;隨著Na+的大量消耗,溶液的pH降低了,並逐漸向弱鹼性至中性演化,U不斷富集並開始沉澱,Ca2+與溶液中的PO3-4結合生成磷灰石,當PO3-4消耗完之後,多餘的Ca2+又與溶液中的CO32-化合生成方解石,Mg2+、Fe2+與溶液中的SiO4-4結合生成綠泥石。隨著溶液中的SiO4-4、CO32-、PO3-4的不斷消耗,溶液向弱酸性至酸性演化,溶液中的強酸性組分SO2-4、F-等逐漸增多,其中S2-增多到一定程度時,則與溶液中的Fe2+及其他金屬離子結合生成黃鐵礦等金屬硫化物,這種偏酸性的溶液或沿裂隙充填交代早先形成的鹼交代岩或礦體,或沿裂隙繼續運移,並與圍岩發生化學反應,如長石的分解,生成大量水雲母或螢石,並與少量磷結合形成磷灰石。此時,溶液中除Si之外的陰離子或陽離子逐漸消耗殆盡,溶液向富Si的酸性溶液轉化,最後形成礦後期的硅化帶。
3.4.5 成礦的時空結構
3.4.5.1 成礦時代
相山鈾礦的形成年齡,早在1976年核工業北京地質研究院就開始進行了研究,結果是,鹼交代型鈾礦化年齡為128~115Ma,鈾鉛等時線年齡為119Ma,螢石-水雲母型鈾礦化年齡為104~98Ma,鈾鉛等時線年齡為99Ma,結合相山礦田的兩大鈾礦類型特點,把相山鈾礦的形成時代劃分為兩期,即早期約120Ma,晚期約100Ma。這種劃分方案一直沿用至今(杜樂天,2001;邱愛金等,2002)。
但是,我們知道,相山鈾礦的兩大鈾礦類型是根據礦石組成及熱液活動特點而劃分的,兩者是相互過渡的,一個礦床內兩大類型鈾礦往往同時存在,實際上兩大鈾礦類型是一期熱液作用的結果,只不過成礦熱液經歷了一個長期而相對連續的演化過程,從成礦開始到結束,有數十百萬年的時差。從歷年發表的測年數據表(表3.6)我們可以看到,進一步劃分成礦期次難度較大。因此筆者主張,相山鈾成礦是一個相對連續的過程,下限143Ma,上限89Ma。
表3.6 相山礦田部分礦床礦石同位素年齡表
3.4.5.2 空間分布
在平面上:
(1)礦床密集分布在礦田北部和西部,東部只有1個礦床,而相山中部和南部至今尚未落實礦床,僅稀疏分布一些小礦點。
(2)礦田東部、南部花崗斑岩規模或露頭面積較大,而北部花崗斑岩規模次之,西部岩體露頭規模最小,只有零星的花崗斑岩出露。這種地表岩體規模變小而礦床密度漸大具有對應關系。
(3)鹼交代型鈾礦主要分布在相山礦田的東部或北部東段,雲際628礦床是典型的鹼交代類型鈾礦,礦石類型以U-磷灰石型為主,U-碳酸鹽型和U-綠泥石型為次;螢石-水雲母型礦化則在礦田西部和北部西段較發育。
(4)礦田東部或北部東段,往往是單鈾型鈾礦,礦石中Th/U值一般為0.01~0.08,礦田西部或北部西段則大多為鈾釷復合型礦化,Th/U值均大於0.2,大體以鄒家山6122礦床為中心,釷的富集程度最高,向北、向西、向南,含釷量都有降低的趨勢(陳肇博等,1980)。
在垂向上:
(1)鹼交代型鈾礦常位於螢石-水雲母型鈾礦之下,鄒家山6122礦床具有典型的礦化蝕變分帶規律,從上至下,Fe2O3、FeO、MgO、P2O5含量明顯增加,磷灰石化、綠泥石、方解石化逐漸增強(范洪海,2001)。
(2)礦化垂幅一般在200~300m,有時達1000多米,以火山岩為主要含礦圍岩的礦床的礦化垂幅大於以淺成-超淺成侵入岩為主要含礦圍岩的礦化垂幅。各個礦床在地表均有一定程度的礦化顯示,全盲礦床很少。
(3)儲量在垂向上大致呈正態分布,每個礦床在垂向上都有一個礦化中心,自中心向上或向下礦化逐漸減弱,各礦床的礦化富集中心標高不盡相同。
(4)礦田西部礦床存在兩種側伏現象,一種是鈾礦的富集部位沿主斷裂走向向深部側伏,另一種是次級構造控制的礦化向主斷裂方向側伏。
3.4.5.3 時空演化
相山礦田鈾礦化在時間上由早到晚在空間上由東到西或由下往上具有完整統一的演化序列或成礦流體演化系統。其演化序列見表3.7。
表3.7 相山礦田成礦時空演化序列
G. 成礦地質特徵
1.地質環境
(1)區域地質背景
和低硫淺成熱液型金礦相似,產於火山弧(如台灣金瓜石金礦)和大陸活化帶的坳陷與隆起區的過渡地帶(如福建紫金山金銅礦床)。
(2)火山地質背景
上疊式火山斷陷盆地。基底岩石可以為古老的變質岩系也可以是海相沉積岩系。
(3)時差類型
成岩成礦時差類型屬同步型,成岩與成礦的時差比低硫淺成熱液型金礦要小,在同位素年齡保證准確測定的前提下,其時差一般<0.5Ma。紫金山金礦區成岩成礦時代均為燕山期,金瓜石金礦兩者均為第四紀。
(4)岩石組合
容礦岩石比較一致,為鈣鹼性或鹼鈣性的流紋質、流紋英安質和石英粗安質火山岩、石英安山岩以及相應的次火山岩。其中流紋英安岩和石英安山岩是最主要的容礦圍岩。產於島弧內的金礦的容礦圍岩為鈣鹼性,產於大陸活化帶內的火山岩則為鹼鈣性。在其深部,往往有石英二長質或花崗閃長質次火山岩或超淺成侵入體,它們與火山岩同源。
(5)火成岩相條件
陸內噴出相、侵出相和火山通道相。容礦的熱源直接與斑岩體有關。
2.礦床地質特徵
(1)控礦條件
火山中心系統、火山穹丘系統以及相關的斷裂-裂隙系統,即礦床主要產於與破火山口及火山穹丘有關的放射狀、環狀斷裂-裂隙系統中。
(2)工業類型
硅質岩型、石英脈型和熱液角礫岩型。
(3)礦物組合
其礦物組合有其特徵的礦物,即硫砷銅礦+黃鐵礦±銅藍組合以及一種高級泥質蝕變礦物組合,後者包括大量的深成明礬石和數量較多的高嶺石,無冰長石和綠泥石或很少見。錳礦物稀少,有的礦床含有大量的碳酸鹽,如方解石和菱錳礦等。重晶石在某些金礦中也是常見的礦物。另外還有其他大量的銅礦物(如藍輝銅礦、黃銅礦和斑銅礦等)和粘土礦物(蒙托石、迪開石等)。金銀礦物主要呈銀金礦、自然金產出,與硫化物以及硫鹽類礦物共生。在空間上,金礦脈均賦存在銅礦脈之上,位於古潛水面之上,而銅礦體則位於古潛水面之下。由地表往深部,往往有這樣的變化規律:無礦帶-低品位金礦帶-富金礦帶-含銅金礦帶-含金銅礦帶。在某些礦區可見金礦脈切穿銅礦脈。一般而言,金礦規模相對較小,而深部銅礦的規模較大。黃鐵礦的晶形和化學成分在垂直方嚮往往呈有規律的變化:在礦體頂部呈立方體晶形,往下變為五角十二面體,再往深部變為八面體;位於頂部的黃鐵礦具有較高含量的Ag、As、Au、Ba等,底部的黃鐵礦則有高的Cu含量,反映了化學元素在空間上的變化。
(4)蝕變及其分帶
此類金礦的蝕變種類及其分帶較為相似。高級泥化蝕變通常與礦石伴生。高級泥化蝕變組合的明礬石、高嶺石和其他礦物靠近礦脈產出,常常與硅化共存。在離礦脈較遠的部位,圍繞高級泥化蝕變的是有時與絹雲母蝕變相互混合的泥化蝕變。泥化蝕變帶本身常有礦物分帶,靠近礦脈為高嶺石,再向外是蒙脫石,最外部的蝕變帶為青磐岩蝕變。在垂直方向,由下往上依次為硅化(黃鐵礦化)-明礬石化-粘土化,呈帶狀分布,其中頂部為硅帽。金礦與硅化有關,而銅礦則與石英-明礬石相伴。
(5)地表氧化帶特徵
褐黃色褐鐵礦、黃鉀鐵礬、針鐵礦、含高嶺土的白色泥化作用、細粒白色明礬石脈、赤鐵礦。紫金山金礦是經過氧化次生富集作用的產物。
3.礦床地球化學
(1)成礦溫度
成礦溫度范圍往往較寬,140~420℃,Au沉澱主要發生在200~300℃,300℃以上溫度為銅礦化溫度,晚期階段貧金屬的流體一般在140~200℃之間沉澱出脈石礦物。從深部往淺部,成礦溫度降低。
(2)鹽度
鹽度比低硫型高,在礦化過程中變化范圍較大,w(NaCl,eq.)為1%~22%,但一般低於10%,多數集中在4%~8%,在沸騰時含鹽度可高達15%~20%以上。
(3)深度
金礦定位深度<1000m,一般為近地表。銅礦定位深度可達1000m以上。
(4)其他物理化學條件
低pH值〈3.5〉、高硫逸度、高氧逸度。
(5)流體成分
陽離子以 K+和 Na+為主,其他少量;陰離子以
(4)礦物組合
以出現硫砷銅礦+黃鐵礦+銅藍的脈狀礦物組合為特徵,沒有冰長石和綠泥石;金主要呈自然金和銀金礦產出,與硫化物類和硫鹽類共生,5個礦床中有3個礦床有輝鉍礦。紫金山礦床均具上述特徵,但無輝鉍礦的產出。
(5)金屬比值
w(Ag)/w(Au)比值不穩定(2~10),但Cu占賤金屬產量的大部分;紫金山和金瓜石礦床均為上Au、下Cu,Cu在賤金屬中占絕對優勢。
(6)圍岩蝕變
該類型的一個重要特徵是礦體與高級泥岩化伴生。通常與明礬石伴生的高嶺石產在近礦脈處,並與硅共生。遠離礦脈,泥岩化(有時混有絹雲母化)環繞著高級泥岩化帶,並且泥岩化帶通常具礦物分帶,靠近礦脈為高嶺石,遠離礦脈為蒙脫石,最外側為青磐岩化帶。紫金山礦床也具有類似的特徵,由礦床向外依次為:硅化岩→石英—明礬石帶→石英—迪開石帶→石英絹雲母帶。
(7)熱力史
成礦溫度為200~300℃,各個礦床的鹽度變化范圍較大,w(NaCl,eq.)為1%~24%;紫金山礦床金礦化溫度為130~300℃;鹽度為0~21.6%,大多數集中在4%~8%。
(8)古深度
形成深度一般為300~600m,但個別可達1200m;紫金山礦床的成礦時的深度為300~1000m,而金瓜石礦床的形成深度則達1200m。
(9)流體的來源
主要為大氣降水,岩漿組分亦可能較重要;紫金山礦床的H、O同位素研究表明,主要有大氣降水,並有少量岩漿水的混入。
(10)硫和鉛的來源
國外三個金礦的硫同位素(-7%~+3%)表明,S來自於岩漿;Pb同位素則表明了方鉛礦與火山圍岩的同位素特徵非常近似,表明Pb主要來自於圍岩或有關的岩漿流體。紫金山和金瓜石礦床的S和Pb同位素特徵也同樣反映了這一特點。
通過以上礦床特徵的對比不難發現,紫金山和金瓜石礦床和國外的典型礦床的特徵基本相似,對它的研究可以為進一步研究該類礦床提供寶貴的地質資料。
H. 主要成礦地質特徵
本帶與成礦作用直接相關的地層包括確哈拉群(T3Q)、接奴群(J2—3j)、拉貢塘組(J2—3l)、則弄群(K1Z)、去申拉組(K1)捷嘎組(K1jg)、郎山組(K1l)、多尼組(K1d)、獅泉河—永珠蛇綠混雜帶中的構造岩塊等。岩性為碳酸鹽岩、細粒碎屑岩和火山岩夾層。
本帶表現為近東西向展布的白堊紀大型花崗岩岩基和同時代的火山—沉積建造。在本帶西段的獅泉河—昂龍崗日(革吉)岩漿弧中,岩漿活動包括白堊紀花崗岩、花崗斑岩類侵入和早白堊世則弄群火山岩(多愛組、托稱組和郎久組)。花崗岩體的圍岩主要為則弄群火山岩和捷嘎組灰岩、碎屑岩。據嘎拉勒和嘎爾窮礦床觀察,礦化主要形成於白堊紀花崗岩、花崗斑岩與圍岩的接觸帶中,形成矽卡岩型礦體,同時斑岩體中也存在銅金礦化。成礦時代早白堊世,曲曉明(2006)在嘎爾窮含礦斑岩中測得SHRIMPU—Pb年齡為112Ma±2.3Ma。
在本帶東段的班戈—崩錯岩漿弧中,花崗岩體總體呈NW—SE向展布。早白堊世岩性為細粒黑雲角閃石英閃長岩、中細粒角閃黑雲英雲閃長岩、細粒角閃黑雲花崗閃長岩、中粒黑雲花崗閃長岩,晚白堊世包括細粒角閃黑雲二長花崗岩、中粒黑雲二長花崗岩、粗中粒似斑狀黑雲二長花崗岩,始新世岩體為中—細粒二雲二長花崗岩、中粒黑雲正長花崗岩和淺成、超淺成的流紋斑岩。岩體圍岩侵入的主要地層為拉貢塘組、接奴群、多尼組、日拉組,查果羅瑪組、永珠組、郎山組等,圍岩受熱接觸變質形成角岩化、大理岩化等。該帶白堊紀火山岩包括達過火山岩、去申拉組和多尼組中的火山—沉積建造等,成礦類型以接觸交代型和火山熱液型(達過火山岩)銅、金礦為主,成礦時代為白堊紀。
I. 主要成礦帶基本地質特徵
1.別珍套-汗吉尕銅多金屬成礦帶
別珍套-汗吉尕銅多金屬成礦帶北起艾比湖-巴音溝南緣斷裂,南至科古琴山,大地構造單元為早、中石炭世島弧帶(圖3-1),與銅多金屬成礦作用有關的地層主要為中元古界淺變質碳酸鹽岩和硅質岩、泥盆系火山碎屑岩和熔岩等,侵入岩為海西中晚期中酸性侵入岩,這些岩石含銅豐度值遠遠高於地殼銅克拉克值,為銅礦床的礦源層(王永新,1994;丁乾俊等,1990)。成礦作用明顯與中酸性岩漿的侵入活動有關,主要形成斑岩型和矽卡岩型的銅多金屬礦床。銅多金屬礦床分布明顯受東西向區域性構造控制,從西到東有喇嘛蘇斑岩-矽卡岩型銅礦、喇嘛薩依矽卡岩型銅礦和達巴特斑岩型銅鉬礦等。
2.博羅科洛山南坡吐拉蘇金多金屬成礦帶
博羅科洛山南坡吐拉蘇金多金屬成礦帶位於吐拉蘇火山盆地,大地構造單元為早、中石炭世弧後盆地(圖3-1)。北西西向的區域性斷裂控制著弧後盆地斷陷區多個火山盆地的展布。出露的地層主要為下石炭統大哈拉軍山組火山碎屑岩、火山熔岩,下石炭統阿恰勒河組碎屑岩,第四系沉積物。侵入岩主要為海西中期花崗岩、花崗閃長岩、二長花崗岩和二長斑岩。金礦床的賦礦圍岩多數為下石炭統大哈拉軍山組火山岩,少數為淺成的二長斑岩。近東西向的區域性斷裂、南北向斷裂和火山機構控制著金礦體的分布。金礦床主要成因類型為淺成低溫熱液型,又可分為高硫型和低硫型,前者以京希布拉克、伊爾曼德、塔吾爾別克和阿庇因迪金礦為代表,後者以阿希金礦為代表,這些金礦床構成一個醒目的以阿希金礦為中心、與火山岩有關的金成礦帶(圖3-1)。
3.阿吾拉勒銅銀多金屬成礦帶
阿吾拉勒銅銀多金屬成礦帶位於伊犁盆地的阿吾拉勒山地區,大地構造單元為伊犁石炭-二疊紀裂谷帶(圖3-1)。出露的地層主要為下二疊統陸相中基性火山岩、上二疊統砂礫岩和第四系沉積物。侵入岩主要為海西晚期淺成的花崗斑岩、流紋斑岩、石英鈉長斑岩、閃長玢岩和輝綠玢岩等,其K-Ar同位素年齡為239~285Ma(莫江平等,1996)。伊犁盆地北緣近東西向區域性斷裂控制著火山岩和淺成斑岩體的展布。銅銀礦床的賦礦圍岩多數為下二疊統陸相中基性火山岩,少數為淺成斑岩體。銅礦床主要有兩種成因類型,即與二疊紀陸相火山岩有關的火山熱液型銅礦和與海西晚期淺成侵入岩體有關的斑岩型銅礦,前者以窮布拉克、克斯布拉克和克孜勒克藏南銅礦為代表,後者以群吉薩依和109銅礦為代表。