蓋曉謙 王杰亭 譚寧 姚占輝 馮寶山 劉爭(zhēng)
(①天津華勘老撾礦業(yè)有限公司 天津 300170②內(nèi)蒙古地質(zhì)工程有限責(zé)任公司 呼和浩特 010000)
老撾爬奔金礦位于老撾瑯勃拉邦省巴烏縣爬奔村一帶,根據(jù)已有工程估算的資源量,礦床規(guī)模已達(dá)大型金礦床產(chǎn)地[1]。筆者通過(guò)坑道編錄和觀察爬奔金礦各類(lèi)礦石間的空間賦存關(guān)系及其成因,劃分了爬奔金礦成礦期成礦階段,該成礦階段的劃分對(duì)爬奔金礦成礦規(guī)律的研究有重要的意義。
老撾爬奔金礦位于云南“三江”成礦帶,老撾瑯勃拉邦市以北50km處。礦區(qū)范圍內(nèi)出露地層由老到新依次為石炭系、二疊系、三疊系及第四系地層;金礦產(chǎn)于二疊系灰?guī)r中。
爬奔金礦區(qū)主要發(fā)育北北西向,北東向斷裂,其中北東向斷裂是控巖構(gòu)造,北北西向斷裂為主要控礦構(gòu)造。
礦區(qū)西部有大面積噴溢相火山巖出露,巖石主要是安山巖,巖石具弱青盤(pán)巖化蝕變[1],礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)侵入巖,在外圍西部見(jiàn)閃長(zhǎng)巖沿北東向斷裂帶斷續(xù)出露,與圍巖侵入接觸,碳酸鹽巖與巖體接觸帶具矽卡巖化蝕變。
爬奔金礦礦床類(lèi)型為中低溫?zé)嵋撼涮睿淮V床,受構(gòu)造控礦明顯[2],主要產(chǎn)在走向北西,傾向南西的構(gòu)造帶中,礦體整體較為連續(xù),空間形態(tài)上受構(gòu)造形態(tài)影響,變化較大;礦體在走向和傾向上存在分支復(fù)合和尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象,礦體與圍巖界線基本明顯[3]。
爬奔金礦成礦期存在四個(gè)階段,在含礦流體的作用下,自下而上沿裂隙或斷裂帶發(fā)生擴(kuò)容、沉淀、交代富集成礦。在遞進(jìn)演化過(guò)程中,依次形成蝕變巖型、含條帶狀方解石脈型、角礫巖型金礦、粗晶方解石脈型金礦。具體如下:
(1)第一階段:交代蝕變巖型礦化
爬奔金礦受韌性-韌脆性剪切帶控制,在韌性-韌脆性剪切轉(zhuǎn)換期,含鐵、硅流體沿裂隙交代。隨著鐵碳酸鹽化和硅化,熱液的pH-Eh改變,導(dǎo)致金沉淀,形成方解石網(wǎng)脈和鐵碳酸鹽化蝕變巖型礦石。該期的碳酸鹽化最主要的特征是發(fā)育方解石網(wǎng)脈及鐵碳酸鹽化,并伴隨有硅化。硅化為微晶石英或玉髓,在顯微鏡下呈小于0.05mm的石英細(xì)脈。該階段碳酸鹽化為礦區(qū)主要的金礦化類(lèi)型。礦石中見(jiàn)明顯的壓溶構(gòu)造及縫合線??p合線鋸齒狀,定向延長(zhǎng),峰不高。鐵碳酸鹽也呈條帶狀、綢緞狀、綢絲狀,顯示有明顯的韌性剪切特征。在力學(xué)轉(zhuǎn)換期,韌性剪切在持續(xù),但在斜交剪切方向的脆性變形在持續(xù)增強(qiáng),為熱液滲濾與擴(kuò)散交代提供了壓力梯度和濃度梯度。
(2)第二階段:帶條紋狀方解石脈
該階段是遞進(jìn)變形進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果,上部剪裂帶進(jìn)一步發(fā)育,深部韌性剪切持續(xù)提供動(dòng)力、熱能和熱液。壓剪泵吸脈動(dòng)式熱液活動(dòng)、礦石沉淀與剪切作用同步,形成密集條帶狀金礦化[4]。
條紋狀含金方解石脈的形成是多期次剪切和流體交互作用的結(jié)果,與韌性剪切帶的遞進(jìn)剪切變形息息相關(guān),代表的是從韌-脆性剪切變形轉(zhuǎn)換的過(guò)渡。雖然在條紋狀構(gòu)造形成過(guò)程中多次發(fā)生循環(huán)反復(fù)的以高應(yīng)變速率為特征的“地震式”剪切滑動(dòng),但層狀方解石普遍發(fā)生的塑性變形說(shuō)明,剪切帶整體上韌性剪切變形仍然很明顯。沿方解石脈壁發(fā)生的“地震式”循環(huán)剪切滑動(dòng)與方解石脈壁的“裂開(kāi)”主要受控于剪切帶內(nèi)流體壓力的強(qiáng)烈波動(dòng)及其與靜巖壓力和靜水壓力的彼此消長(zhǎng)關(guān)系。構(gòu)造應(yīng)力和流體壓力是控制“破裂-愈合-滑動(dòng)”機(jī)制的動(dòng)力來(lái)源。由于方解石脈反復(fù)的“破裂-愈合-滑動(dòng)”使金元素得以持續(xù)不斷地循環(huán)富集,從而使條紋狀方解石脈往往成為含金的方解石脈。
(3)第三階段:角礫巖型礦化
近地表拉張環(huán)境液壓致裂與流體沸騰角礫巖型礦化進(jìn)入近地表環(huán)境,流體壓力增強(qiáng),巖石靜壓力逐漸降低,產(chǎn)生液壓致裂,形成角礫巖富礦體。
流體既可通過(guò)機(jī)械沖壓,又可以通過(guò)化學(xué)(溶蝕)作用使巖石致裂[5]。液壓致裂導(dǎo)致巖石擴(kuò)容,促使巖石的滲透率增大的同時(shí),促使流體與巖石體系充分接觸,而加快流體-巖石的反應(yīng)速度。流體致裂的根本原因在于流體在地殼中能形成異常高壓,即流體儲(chǔ)集空間中的流體壓力高于靜水壓力。產(chǎn)生這種異常高壓的原因就是深部大范圍壓溶造成涌流源源不斷的補(bǔ)給所造成的能量的儲(chǔ)集。而流體自身儲(chǔ)集能量則主要包括:滲透壓力、流體內(nèi)部熱對(duì)流、流體的溶蝕反應(yīng)等。液壓致裂的同時(shí)導(dǎo)致巖石壓力突然釋放,產(chǎn)生流體的突然沸騰,氣體逸出導(dǎo)致pH增加,導(dǎo)致金沉淀。
該階段的碳酸鹽化特點(diǎn)是在角礫巖帶中形成方解石細(xì)脈。硅化增強(qiáng),Si可達(dá)5%以上,方解石脈含一定的微晶石英。同時(shí)含菱鐵礦及赤鐵礦等,F(xiàn)e可達(dá)3%以上。
(4)第四階段:早期構(gòu)造再次張開(kāi)充填成礦
早期形成的條帶狀方解石脈構(gòu)造帶,在流體作用下,發(fā)生沿條帶狀方解石脈兩壁與圍巖的接觸處再次張開(kāi),為后期方解石脈流體充填。晚期的方解石以早期的條帶狀方解石脈體為基礎(chǔ)向外呈晶簇狀生長(zhǎng)。該期碳酸鹽化的特點(diǎn)是沿裂隙、早期脈體的兩壁、洞穴,形成粗粒自型晶簇狀方解石脈。該期方解石脈代表成礦晚期或成礦作用的基本結(jié)束。
綜上所述,可體現(xiàn)出后造山韌-脆性剪切涌流成礦期的特點(diǎn),主要表現(xiàn)在:①流體的存在改變巖石介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì),使巖石軟化,降低巖石的剛性,增強(qiáng)塑性,形成條帶狀定向交代構(gòu)造;②流體起著潤(rùn)滑劑的作用;③流體作為一種營(yíng)力影響介質(zhì)的變形和破壞,使巖石發(fā)生塑性流變;④流體由于溫壓變化引起自身的脹縮同樣是一種不可忽視的營(yíng)力,更不用說(shuō)高壓流體的射動(dòng)、沖擊和地下的“爆炸”。
構(gòu)造為流體流動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力,流體的流動(dòng)反過(guò)來(lái)又影響巖石的滲透率。流體活動(dòng)較強(qiáng)時(shí),一方面因流體壓力增大而促進(jìn)裂隙的產(chǎn)生、擴(kuò)容,從而使得巖石滲透率增加。另一方面,滲透網(wǎng)絡(luò)中礦物的沉淀可以引起巖石裂隙的封閉和滲透率的降低。強(qiáng)烈的流體作用會(huì)帶來(lái)大量的成礦物質(zhì),這些成礦物質(zhì)的沉淀又會(huì)反過(guò)來(lái)使得裂隙變窄,直至封閉,巖石滲透率又會(huì)變小??梢?jiàn),流體活動(dòng)與巖石滲透率的演化亦存在一個(gè)正負(fù)反饋的過(guò)程,其正反饋常發(fā)生于斷裂產(chǎn)生和增長(zhǎng)的部位。
第一階段的蝕變巖型金礦代表成礦早期的礦化,第二、三階段的條帶狀方解石脈和角礫巖型金礦代表成礦期礦化,第四階段的方解石脈代表成礦晚期的低品位金礦化。以上四個(gè)階段的礦化是在同一動(dòng)力機(jī)制作用下,遞進(jìn)變形在同一構(gòu)造位置的同位疊加成礦。
(1)爬奔金礦礦床類(lèi)型為中低溫?zé)嵋撼涮睿淮V床,受構(gòu)造控礦明顯,產(chǎn)在走向北西,傾向南西的構(gòu)造帶中。
(2)根據(jù)礦體中各類(lèi)礦石間的空間賦存關(guān)系及成礦過(guò)程,將成礦期劃分為4個(gè)成礦階段:第一階段為交代蝕變巖型礦化,第二期為帶條紋狀方解石脈,第三期為角礫巖型礦化,第四期為粗晶方解石脈;其中第二、第三期與成礦關(guān)系密切。