论文部分内容阅读
山西中条山北段前寒武地层广泛出露,前寒武地层-构造单元自下而上可分为:涑水多期花岗岩-表壳岩杂岩、绛县群复理石-火山岩建造、中条群滨海-浅海相陆缘碎屑-碳酸盐建造、担山石群磨拉石建造及西阳河群火山岩建造。后四者以不整合面相连,分别称为绛县运动、中条运动Ⅰ幕、中条运动Ⅱ幕。产于绛县群火山杂岩中铜矿峪超大型斑岩型铜(钼)矿床和赋存于篦子沟组陆源碎屑-碳酸盐中的胡-篦型层控铜(钴)矿床是本区最重要的铜矿类型,也是本文主要的研究对象。中条山主要存在2.55~2.35Ga的花岗岩类侵入事件;2.2~2.15Ga的绛县群双峰式火山岩产出及稍晚的钙碱性浅成侵入体的侵入事件;1.8~1.75Ga的西阳河群火山岩产出及镁铁质脉岩侵入事件。中条运动Ⅰ幕(1.88~1.85Ga)是中条山主变质期,响应了华北克拉通东西陆块的陆陆碰撞事件,这期变质事件导致中条山大部分的地层麻粒岩-绿片岩相的变质。导致中条山深部地层形成一系列的轴面近东西的紧闭同斜褶皱及逆掩韧性剪切带。1.8~1.75Ga,由于造山后伸展作用,中条山形成广泛的基性岩脉的侵入事件及西阳河群玄武安山质火山岩喷发,区域岩石普遍退变质,同时地层发育一系列伸展构造。长期以来,学者们一直认定早元古代中条山地区的大地构造属性为裂谷带,在这种理论的影响下,很多学者认为“中条裂谷”的演化控制了早元古代中条山的成矿发生。中条山绛县群铜矿峪亚群的“碱性双峰式火山岩”常被认为是早元古代裂谷产物。事实上,绛县镁铁质火山岩可能普遍受到后期流体活动影响而形成异常高钾的特征,在流体活动中表现惰性元素显示该岩石原岩可能是钙碱性玄武岩(或有部分为拉斑质玄武岩),而并非为碱性火山岩。岩石显示的俯冲带的地球化学特征表明早元古代“中条裂谷”并非大陆裂谷,而是俯冲带环境下的局部拉张。中条山地区的地质特征显示新太古代末期俯冲可能发生在中条山东侧,中条山与西侧的鄂尔多斯陆块可能均为被动大陆边缘环境,二者之间的中条洋可能并未发生俯冲作用,至2.2Ga左右绛县群复理石-钙碱性火山岩地质特征显示中条洋与中条山陆块形成沟-弧-盆的活动大陆边缘。2.15Ga左右侵入的花岗闪长斑岩侵入岩体及之后的绛县运动说明2.15Ga左右中条山地区构造背景由拉张向挤压转换并最终闭合。铜矿峪斑岩型铜(钼)矿床即形成于拉张向挤压转换构造背景下。铜矿峪斑岩型铜(钼)矿床赋存于绛县群火山杂岩中,矿化类型主要为细脉浸染状,矿化与花岗闪长斑岩(2.15Ga)时空关系密切。矿床蚀变带均已变形而呈带状分布,带状红钠化-黑云母化蚀变带分布于大范围的绢英岩化中,三者产出时序为:红钠化(钙化?)→黑云母化/早阶段绢英岩化→主阶段绢英岩化。包裹体研究显示:早阶段矿化发生在黑云母化后流体脱挥发分过程中,并限定该阶段矿化成矿温度为340~390°C,压力100~120Mpa,黑云母化过程可能为成矿提供了一定的成矿物质,而主成矿阶段盐度的降低可能与大气水加入有关。同位素的研究显示铜矿峪的流体的S、H-O主要显示岩浆来源。H-O同位素虽主体落入岩浆水的范围,但由于水岩反应及变质过程均可能会导致流体的O同位素与火山岩围岩的交换,故可能掩盖了晚期天水的加入的O同位素特征。胡-篦型层控铜(钴)矿床就位于上玉坡复式背斜的翼部出露的中条群地层中,矿田总体受控于中条运动Ⅰ幕形成的上玉坡紧闭同斜褶皱系统及其后形成的伸展构造系统,但层间剪切流变构造的对矿床影响不容忽视,三者共同控制了整个矿田/矿床的构造样式。层间剪切流变构造是由于岩层的物理性质的差异,而导致的在应力场中能干性有差异的相邻层位由于不同应变响应进而形成岩层局部的相互穿插-包含的构造样式。矿区普遍存在层间剪切流变构造样式,通过构造恢复,胡-篦型层控铜(钴)矿床的原生含矿建造为黑云大理岩/硅质钠长岩-不纯大理岩-含碳片岩组合,主体矿化类型虽为脉型矿化、细脉浸染状矿化,但矿化基本限定在上述篦子沟组上部的陆源碎屑-碳酸盐地层中。含矿建造中的硅质钠长岩高的稀土元素、高场强元素及相容元素含量,且岩石中的锆石具有明显的碎屑锆石特征,显示它可能为钠长石化的沉积岩。绛县运动后沉积的中条群是一套稳定的浅水碎屑-碳酸盐建造,余元下组可能形成于泻湖相环境。余元下组大理岩与篦子沟组下部泥质-碎屑岩组成了小的海侵序列,而篦子沟组上部泥质-碳酸盐建造与余家山组大理岩总体形成了小的海退序列,篦子沟组碎屑物质可能为成矿提供了主要的物质基础。胡-篦型层控铜(钴)矿床的Cu/Co(Mo)与铜矿峪斑岩型矿床相似,碎屑锆石年龄分布也显示了矿床含矿建造的碎屑物质为绛县群群火山岩,推测铜矿峪型铜矿的剥蚀的部分可能为胡-篦型层控铜(钴)矿床提供了Cu、Co、Mo等成矿物质。胡-篦型层控铜(钴)矿床的主期成矿温度在160~200°C之间,现没有证据显示存在有与篦子沟组沉积时代相近的岩浆活动,成矿流体可能为建造水/变质水,主成矿期矿化可能发生在成岩作用至很低级变质过程中的脱水过程中,成矿流体普遍的高盐度显示含矿建造一些层位可能存在着蒸发岩矿物。胡-篦型层控铜(钴)矿床为沉积变质型层控铜(钴)矿床。