论秦岭造山带的成矿作用.doc

1 9 9 9 年 12 月J OURNAL OF XIAN EN GIN EERIN G UN IV ERSIT YDec. 1999论秦岭造山带的成矿作用杨志华1 , 姜常义1 , 赵太平2 ,隗合明1 ,张传林3 , 邓亚婷4( 11 西安工程学院 资源与材料工程系 ,陕西 西安 710054 ;21 河南地质科学研究所 ,河南 郑州 450053 ;31 南京大学 地球科学系 ,江苏 南京 210093 ;41 陕西省地矿信息中心 ,陕西 长安 710100 ) 摘要 对秦岭造山带区域成矿背景 、矿床的时空分布 、典型矿床矿田赋存部位 、区域成矿元素地球化学背景 、多重岩片控矿理论 ,构造2成矿体系 、成矿物质来源 、矿床成因类型 、矿床区域成矿模式进行了讨论 ,在对大量资料研究的基础上提出了新认识 。最后指出秦巴地区进一步寻找大型矿床的地区 。 关键词 区域成矿背景 ;统一地质2成矿场 ;多重岩片控矿论 ;构造2成矿体系 ;矿床区域成矿模式 ;成矿 作用 ;秦岭 中图分类号 P61 文献标识码 A 文章编号 100729955 (1999) 0420036210 第一作者简介 杨志华 (19342) ,男 ,研究员 ,现主要从事构造地质学和矿床地质学的研究工作 。秦岭造山带是中国大地构造的关键部位 ,是南阶段 、构造体制和构造单元作如下划分 。北 、东西构造交汇 、过渡与联接的枢纽地带 。成矿作111秦岭造山带的发展演化阶段秦岭造山带受控于 3 种构造体制 ,经历了 4 个用复杂 ,各类矿床广泛分布 ,成为我国研究造山带成矿作用的经典地区 。自六五以来 ,朱俊亭 、王俊发 、 发展阶段 (表 1) ,所有成矿作用均受其制约 。抽拉2逆冲岩片构造 (或抽拉构造) 及其体制是笔者提出的有关大陆造山带形成的第 3 种造山模式1621。112构造单元的划分(1) 图 1 是按抽拉构造观点编制的 ,秦岭造山 带主要是在中2新生代时期在抽拉构造作用下 ,把各 个不同阶段 、不同构造体制形成的各类地质体 (包括侵入岩) 按非线性 、混沌动力学的关系组合在一起的 拼贴 、镶嵌 、叠置 、堆垛的构造综合体 (带) ,不存在任尚瑞钧 、晁援 、祁思敬 、杨志华 、王 相 、王 集 磊 、陈 毓川 、霍福臣等114以及各省的矿产区划 、矿产志 、矿 床勘探都对秦岭的成矿规律做了较系统的总结 。第六届全国矿床会议又有不少论文讨论了秦岭造山带的成矿规律15。本文为地矿部秦岭巴山地质找矿 科技攻关 ( 852012018) 重点项目的部分成果 ,概略性地论述了秦岭造山带金属矿产 ,特别是贵重 、有色金 属矿产的成矿背景 、时空分布特征 、赋存部位 、多重岩片控矿理论 、构造2成矿体系 ( 或系统) 、矿床成因 类型 、成矿物质来源 、成矿模式等 ,并对区内进一步 找寻大型矿床的地区提出了建议 。何形式的由北向南或由南向北增生 、拼贴的加里东 、华力西或印支期褶皱造山带 。(2) 从显生宙以来 ,秦岭是南北与东西 ( 包括沉 降盆地和隆升带) 共存的构造格局 ,既有沉降盆地走 向与构造带走向一致的 型造山带 ( 如北秦岭) ,也有二者相互不一致 ,甚至相互垂直的 型造山带 (如 南秦岭 、西秦岭) ,还有深层次构造岩片从深部向地 表抽拉2逆冲形成的 型造山带 ( 如摩天岭 、桐柏 大别山) 。(3) 大致以天水 凤县罗汉寺 太白黄柏源 留坝马道 勉县长坝 略阳鱼硐子为界将秦岭分成 西秦岭和东秦岭 , 二者的组成 、结构与演化存在巨1区域成矿背景目前 ,对秦岭造山带形成 、演化与构造单元的划分有不同的认识 ,笔者将秦岭造山带的发展演化 收稿日期 1999203230 基金项目 国家自然科学基金项目 ( 49272136) 和国土资源部秦 巴攻关项目 ( 852012018) 联合资助表 1 秦岭造山带演化阶段的划分时代构造演化阶段构造体制Ar2Pt 1中国古陆块 ( 陆核或初中国板块) 形成阶段中国古陆块裂解 ,古中国板块 ( 地台) 和古秦岭造山带形成阶段 ; 盆 ( 洋) 2山转换的第一阶段 古中国板块稳定发展阶段 ,局部有裂解古中国板块裂解 ,华北古板块 、扬子古板块和秦岭海盆形成以及华北 、扬 子古板块拼贴碰撞 ,中国板块 、中秦岭造山带形成阶段 ; 盆 ( 海) 2山转换 的第二阶段陆核增生或拼贴体制板块构造体制Pt 22Pt 13Pt 22Pz13 1板块 构 造 和 抽 拉2逆 冲岩片构造体制共存阶段Pz22C1 1 - 2C2 - 32T1中国板块稳定发展阶段 ,局部有裂解中国板块裂解 ,华北地块 、扬子地块和新秦岭造山带形成和发展阶段 ; 盆( 陆) 2山转换的第三阶段抽拉2逆冲岩片构造 ( 或抽拉构造) 体制T22Q图 1秦巴 大别山地质构造略图11 中新生代陆相构造层 ;21 中生代 震旦纪构造层 ;31 中生代 晚古生代构造层 ;41 晚古生代构造层 ;51 古生代构造层 ;61 早古生代 震旦纪构造层 ;71 早古生代 元古宙构造层 ;81 中新元古宙构造层 ; 91 古元古宙构造层 ; 101 太古宙构造层 ; 11 、121 古陆块或初中国板 块形成阶段 ,深或中2深构造层次 ;131 古中国板块或古中国地台形成阶段 ,中构造层次或中2浅构造层次 ;14161 中国板块形成阶段 ,浅2 中构造层次或浅构造层次 ;17191 中国板块裂解为华北 、扬子地块和秦岭造山带形成阶段 ,浅构造层次 ; 201 花岗岩或流变花岗岩 ; 211 活动型建造 ;221 断层或界面 ;231 伸展滑脱构造 ;241 构造窗 ; 251 混杂构造岩 ; 261 拉伸线理 ; 271 华力西 印支期抽拉构造岩片界线 ;281 印支 燕山期抽拉构造岩片界线 ;291 燕山晚期 喜马拉雅山期抽拉构造岩片界线 ; 1 西秦岭 松潘构造岩片 ( 块) 拼接叠置体 ( 带) ; 1 陇宝 佛坪 汉南构造岩片 ( 块) 拼接叠置体 ( 带) ; 1 东秦岭 大巴山构造岩片 ( 块) 拼接叠置体 ( 带) ; 1 南阳 襄樊 江汉 南北向坳陷带 ; 1 桐柏 大别构造岩片 ( 块) 拼接叠置体 ( 带)大差异 ,成矿作用也不尽相同 。秦岭造山带中具经济价值的大 、中 、小型矿床的分布极不均匀 ,在笔者编制的矿床分布图上主要集 中在以下地段 。21111西秦岭地区主要分布在 : 太白双王 凤县地区 ; 西成地2 矿床时空分布特征211空间分布区 ; 礼县 马坞地区 ; 锁龙 岷县 宕昌地区 ;合作 夏河地区 ; 玛曲大水地区 ; 降扎 迭部马脑壳地区 ; 白水江地区 ; 松潘东北寨 漳腊 地区 ; 碧口 摩天岭地区 ; 勉略宁地区 。产出双 王金矿 、铅硐山铅锌矿 、八卦庙金矿 、厂坝 李家沟铅锌矿 、毕家山铅锌矿 、李坝金矿 、东北寨金矿和漳 腊金矿等一批大 、中型矿床 。21112 东秦岭南部的南秦岭地区主要分布在 : 旬阳公馆 青铜沟地区 ; 镇安 米粮地区 ; 镇安锡铜沟 月西地区 ; 惠家沟 四峡口地区 ; 南沙沟 关子沟地区 ; 泗人沟 淋湘 地区 ; 竹山 白河地区 ; 柞水大西沟 车房沟地 区 ; 山 阳 桐 木 沟 黑 沟 地 区 ; 德 胜 铺 赤 岩 地 区 。产出公馆 青铜沟汞锑矿 、大西沟菱铁2多金属 矿 、银硐子银矿 、煎茶岭金矿 、东沟坝多金属矿等 。21113东秦岭北部小秦岭 北秦岭地区 包括原称华北板块南缘或豫西构造区和太白岩体以东至南阳的北秦岭构造带 。有豫陕交界的小秦 岭金矿 、洛宁上宫金矿 、嵩县祁雨沟金矿 、金堆城钼 矿 、周至马鞍桥金矿等 。21114 桐柏山西缘豫鄂交界的桐柏县 枣阳地区 ,产出桐柏银硐 坡金矿 、破山银矿 、老湾金矿等 。图 1 可以看出 ,矿床集中产出的部位大致有以 下两类情况 。一类产于从显生宙以来沉积盆地为南北向转变为 型造山带的内部 ,如东秦岭南部和西 秦岭 ,在武当岩片 、佛坪岩片后方的剥离2滑脱2裂陷 带中 。另一类为深和中深层次构造岩片从深部抽拉2逆冲出地表时所形成的矿产 ,如小秦岭 、勉略宁 摩天岭 、桐柏山西缘 。横亘东 、西秦岭之间的宝鸡 太白 佛坪 汉南前震旦系结晶变质岩浆2构造带 , 是矿产相对贫乏的地区 ,但近年在天水的柴家庄 党川 、凤县唐藏一带有较好的发现 。212 矿床在构造岩片中产出情况21211产于浅构造层次岩片中的矿床 代表性的矿床有东北寨金矿 、漳腊金矿 、邓家山铅锌矿 、双王金矿 、大 西 沟 菱 铁2多 金 属2银 矿 、公 馆青铜沟汞锑矿床 。21212 产于中构造层次岩片中的矿床包括产于中 、中浅构造层次岩片中的矿床 ,如拉 尔玛金矿 、李坝金矿 、大茅坪铜矿 、桐木沟锌铅矿 、铜峪铜矿 、泗人沟铅锌矿 、银硐坡金矿 、破山银矿等 。21213 产于深构造层次岩片中的矿床包括深 、中深构造层次岩片中的矿床 ,如厂坝 李家沟铅锌矿 、柴家庄 党川金矿 、小秦岭金矿 、煎 茶岭金矿等 。213成矿时期21311中新元古代成矿期是初中国板块裂解与古中国板块 ( 地台) 形成 、古秦岭造山带形成时形成的矿床 。如勉略宁 摩天岭地块 、武当地块所形成的矿床 。21312加里东 华力西成矿期加里东 泥盆纪时期 ,是古中国板块在秦巴地 区出现不同程度裂陷的时期 ,秦岭在华力西期造山作用所形成的中秦岭造山带 ,总的表现为板内海相沉积盆地及其转变为造山带所形成的相关矿产 ,如 大西沟 、南沙沟 、铜峪地区的矿床 。21313中新生代成矿期中新生代特别是燕山期 ,是秦巴地区最主要的 成矿期 。这个时期中国板块裂解为华北 、扬子地块 并形成新秦岭造山带 ,不同层次构造岩片强烈运动 和抽拉2逆冲出地壳表面且岩浆活动强烈 。3主要矿床矿田的赋矿部位311厂坝 李家沟铅锌矿床及西成矿田西成铅锌矿床的后生成因及矿田 、矿床的控矿条件 、富集部位笔者已有专文讨论22。它是一个典型受深层岩片抽拉2逆冲至地表过程中 ,于燕山期在 有利部位富集形成的矿床和矿田 。厂坝 李家沟超 大型矿床赋存在主动抽拉2逆冲岩片深层次官店杂 岩中 ,毕家山 、邓家山大型矿床是产于右行走滑构造 浅中层次泥盆系碳酸盐岩中 。312 大水矿床和大水 贡北矿田大水金矿床及矿田是西倾山构造带晚古生代碳 酸盐岩由东向西 ,在侏罗 白垩系之上大规模滑覆 时 ,在其滑覆面上下盘中形成的矿床 。西倾山滑覆 构造是降扎 迭部下古生界向东抽拉2逆冲推覆时 ,相对向西滑覆形成的 。郎木寺中生代陆相盆地是这 一作用的产物 。大水矿床形成在上盘向西滑覆时东 西与南北向构造叠加的部位 。313 李坝矿床及礼县矿田产于礼县李坝 、金山 、马泉 、岷县马坞一带的金 、铀矿床 ,赋存在元古宇与花岗岩中 、中深层次的构造岩片中 ,岩片规模约数 10 km2 。它在中生代时期从 深部抽拉2逆冲在侏罗系之上 ,金矿床富集在变质地层中韧脆性剪切带内部近水平的片理2劈理带 ,铀矿则产于中川岩体中 。314 东北寨矿床及漳腊 东北寨矿田松潘黄龙 九寨沟以西的东北寨 、漳腊 、桥桥上 等矿床是产于晚古生代地层由东向西在三叠系之上滑脱2滑覆过程中 ,主要形成在下盘三叠系之中的矿 床 。漳腊金矿不是砂矿床 ,而是浅成低温热液2沸腾 酸化矿床 。315 拉尔玛矿床和若尔盖降扎 迭部矿田该区的矿床主要产在早古生代地层推覆体内 部 ,该推覆体由太阳顶群和白龙江群组成 ,它推覆在由原白依沟群解体出来的侏罗系之上 。包括拉尔玛金矿 、降扎铀矿 、牙相金矿均形成在推覆体上盘的下 古生界岩层的剪切带中 。316 勉略 碧口地区的矿床陕南勉县 、略阳 川甘交界的碧口 ( 摩天岭) 产 出的众多矿床 ,明显受多层岩片及不同构造部位的4区域成矿元素地球化学背景411元素总体分布特征(1) 本区 11 种成矿元素由正常沉积过程导致的背景含量均属正常范围 ( 015 K1 115) ,但 Au 、Sb 、As 、Zn 、Cu 略 高 于 全 国 推 荐 值 , K1 在 1108 1123 之 间 , 而 Ag 、Hg 、Pb 、Mo 、W 、Sn 元 素 , K1 在018110 之间 ,与全国推荐值十分接近 。(2) 由正常沉积和成矿作用等两个以上过程叠 加而导致的总体平均含量 ,除 Au 、Hg 、Sb 有明显富集外 ,Ag 、As 、Pb 、Zn 、Cu 、Mo 、W 、Sn 均属正常范围 。(3) 各区成矿元素背景含量和总体平均含量的 标准离差较大 ,一般后者高于前者 2 倍以上 ,特别是 Hg 高 4418 倍 , Sb 高 25 倍 , Au 高 1917 倍 , Pb 高1112 倍 ,Ag 高 7 倍 , Mo 高 5 倍 。从变化系数 ( Cv )看 ,除 Cu 的 Cv 015 、Sn 的 Cv 1 。这种情况表大茅坪铜矿是后生成因的铜矿床 ;煎茶岭 、铧厂沟金矿赋存在勉略岩片与西秦岭构造带相互作用形成的 走滑带中 。石鸡坝 、银厂金矿则产于摩天岭岩片后方 (西面) 的滑脱2滑覆的剪切构造带中 。317 太白双王 凤县八卦庙 、铅硐山一带的矿床该区的矿床产于太白 佛坪岩片由西向东抽拉2逆冲后方 (西面) 的滑脱2滑覆带中的构造带中 。318 旬阳公馆 青铜沟汞锑矿床公馆 青铜沟一带的汞锑 、铅锌 、金矿床赋存在 武当岩片由西向东抽拉2逆冲后方 ( 西面) 的滑脱2滑 覆构造带中 ,富集部位在羊山推覆体上盘的脆性2脆 韧性断裂带 、剪切带中 。319 小秦岭金 、钼钨 、铅锌矿床小秦岭矿床主要赋存在太古宇太华群花岗岩等 深层次岩片由东向西抽拉2逆冲岩片后方 ( 东面) 的 剪切带 、断裂带及斑岩中 。3110 桐柏矿田河南桐柏一带的矿床 ,主要赋存在桐柏2大别深 层次岩片从西向东抽拉2逆冲岩片后方 ( 西面) 滑脱2 滑覆构造内的褶皱 、剪切带中 。综上所述 ,秦巴地区大型2超大型矿床主要分布 在中2深层次岩片由深部向地表抽拉2逆冲推覆后方的褶皱 、断裂带 、剪切带和岩浆岩带中 ,而矿床具体 富集部位常常是既开放又相对 封 闭 的 岩 层 或 构 造 中 ,鞘褶皱及相关构造是重要的控矿构造型式22。明 ,由于成矿作用造成区内成矿元素分布的极不均一性 ,有利于局部富集成矿 。4 . 2 区内各构造单元成矿元素地球化学参数特征(1) 区内 4 个 构 造 单 元 中 , 除 松 潘 区 的 As 的K1 115 外 ,其余元素的 K1 均在 015 115 之间 ,属正常含量范围 。在华北区中 Au 的 K2 为 6176 , Pb 为 2113 ,属富集或强烈富集的元素 ;在秦岭区 Au 为 3147 , Hg 为 2107 , Sb 为 1196 ,属富集元素 ; 在松 潘区 Au 为 1184 ,As 为 2101 ,属富集元素 。在扬子 区无明显富集的元素 ,这些特点 ,反映了本区一级单 元内成矿元素的分散富集规律的总貌 。(2) 在秦岭区的次级构造单元中 ,陇宝区 Hg、Mo明显贫化 ( K 115 明显富集 。从 K2 看 ,中秦岭区的 Au、Sb 、As ,南秦岭区的 Au、Hg、Sb ,北大巴山区的 Au、Ag、Sb 、Zn 、Cu、Mo ,白龙江 略阳区的 Au、Hg、Sb 、As ,摩天岭区的 Au、Hg、Sb 、As、Cu 等元素 , K2 115 ,属明显富集以至强富集 。这些特征 反映了秦岭区各次级单元中元素分散与富集各具特X 11 背景值 ; X 2 . 总体平均值 ; K11 第一次富集系 数 ( X 1/X 0) ; K2 . 第二次富集系数 ( X 2/ X 0) ; Cv 1 变化系数 ( S 2/ X 2) ; D1 叠 加强度系数 ( X 2/ X 1) ; 全国值 X01 全国水系沉积物测量推荐值 , 地 矿部物化探所 , 1992点 ,有明显的差异 。特别需要指出的是北大巴山区 ,不管是 K1 ,还是 K2 , 均表明本区富集元素最多 ,充分反 映了该区广泛分布的下古生界含碳硅质岩系多元素富集的特征 。(3) 本区成矿元素含量分布的均匀性有明显的差 别 。陇宝区只有 Hg 不均匀分布 ,其他各次级单元中均各自具有一组分布极不均匀的元素组合 。这充分反映 各构造单元中有各自可能集中成矿的特点 。如在中秦 岭西成 、凤太的 Pb 、Zn 矿田所处的构造单元中 , Pb 、Zn 的背景和总体平均含量并不是全区最高 ,可变化系数Pb 为 1182 ,Zn 为 2133 ,属极不均匀分布 ,局部含量高 ,有利于富集成矿 ;南秦岭公馆汞锑矿田所处的构造单 元其 Hg 的变化系数为 13155 ,为全区之最 ,反映了成矿 可能性最大 ,这与实际情况相一致 。(4) 成矿元素的空间分布规律 。在秦岭造山带 的次级构造单元中成矿元素含 量 变 化 有 明 显 的 规律 。总的特点是 X1 的变化幅度小 , X2 的变化幅度 大 ,反映出它们后期的成矿作用强度的不同 ,形成了各自的成矿特点 。各构造单元的元素组合为 : 华北 区南缘为 Au 、Pb 、Mo 、W 、Ag 、Hg 元素组合 ; 秦岭区为 Hg 、Sb 、Au 、Ag 、Pb 、Zn 、Mo 、As 元素组合 ; 扬子区矿等解释矿床成因及矿床的多样性 。通过对秦巴地区矿床区域分布 、典型矿床研究 ,拟提出矿床是在统一 地质2成矿场制约下多重岩片控制形成并富集的认识 , 简称统一地质2成矿场2多重岩片控矿论 。这一理论和 具体的时空结合就是构造2成矿体系 (系统) 。於崇文提出 ,成矿作用是固体地球复杂系统中 远离平衡 、时空延展的耗散 、复杂动力学系统 ,它是 一种“非线性动力学过程”; 这一过程最终呈现自组 织临界性 ;矿床是成矿系统这一过程的产物 ,并赋存 在“混沌边缘”23 ,24。统一地质2成矿场是不同阶段历史发展中 ,由影响地壳发展演化进程起决定作用 的构造体制所控制下的各种地质2成矿作用的总合(即总体性特征) 。按现在的认识水平有 3 种统一地 质2成矿场 :由陆核 (或古陆块) 增生或拼贴的古陆块(或陆核) 体制决定的统一地质2成矿场 ; 由板块体制 决定的板块构造统一地质2成矿场 ; 由 抽 拉2逆 冲 岩 片构造体制决定的抽拉构造统一地质2成矿场 。每 个地质2成矿场都是一个广义的固体地球复杂系统 , 由于每个复杂系 统 中 各 子 系 统 ( 如 : 层 圈 、岩 片 、气 圈 、水圈 、生物圈 、沉积 、变质 、岩浆 、构造 、流体 、热场等等) 随时间的相干与耦合 ,而表现出每个地质2成北缘为 Au 、Pb 、Zn 、Mo 、Hg 元素组合 ;松潘区为 Au 、 矿场及其各发展阶段成矿作用的不同 。这就是为什么太古宙 古元古代陆核 ( 或古陆块) 体制 、中元古代 三叠纪板块体制与印支期以来抽拉构造体制成 矿作用不同的根本原因 。成矿作用的本质是成矿流体子系统在统一地质W 、Hg 、Mo 、Sb 、As 、Ag 元素组合 。在秦巴地区的次级构造区中 ,陇宝区中无明显的富集元素组合 ,均呈 明显贫化 ;北秦岭区为 Au 、Ag 、Mo 、Hg 、Sb 、W 元素组合 ;中 秦 岭 区 为 Au 、Ag 、Hg 、Sb 、As 、Pb 、Zn 、Mo 、W 、Sn 元 素 组 合 ; 南 秦 岭 区 为 Hg 、Sb 、Au 、Ag 、Zn 、 2成矿场中与其他子系统在远离平衡系统的动态过Mo 、As 元 素 组 合 ; 北 大 巴 山 区 为 Mo 、Cu 、Zn 、Au 、 程中所能达到有序平衡的程度 。当成矿流体与盆地Ag 、Sb 、Hg 元 素 组 合 ; 白 龙 江 略 阳 区 为 Au 、Ag 、 内的某些沉积作用形成的沉积岩 、与岩浆作用形成Hg 、Sb 、Mo 、As 元素组合 ; 摩天岭区为 Au 、Ag 、Hg 、 的岩浆岩 、与变质作用形成的变质岩 、与不同层次构造岩片中的各类岩层 ( 岩体) 、构造岩发生动态有序平衡的时候 ,则形成沉积作用 、变质作用 、岩浆作用 和构造控制的相关矿床 。秦岭造山带在太古宙 古元古代与陆核 ( 或古Sb 、Cu 、Zn 、As 元素组合 。5 统一地质场控制下多重岩片控矿论和构造2成矿体系陆块) 体制地质2成矿场有关的矿床有鱼硐子铁矿 、东流水铜矿等 。中元古代 三叠纪与板块体制地质2成矿场有关的矿床有银硐沟银铅矿 、高燕锰矿 、安511统一地质场控制下多重岩片控矿论在区域 成 矿 方 面 有 板 块 成 矿 、槽 台 成 矿 、成 矿 省 、线性2中心型环状构造控矿 、地洼控矿 、构造体系控矿 、变质核2伸展构造控矿 、地体控矿 、地幔柱成矿 等理论来总结大区域矿床的空间分布和时间演化的规律性 ;用同生成矿 、成岩作用成矿 、生物成矿 、后生成矿 、沸腾2酸化金属成矿 、边缘成矿和纬度分带成康重晶 石 矿 、铜 厂 铜 矿 、大 西 沟 菱 铁2多 金 属 矿 等 。印支期以来的抽拉2逆冲岩片构造体制地质2成矿场是秦岭巴山地区最主要成矿体制 ,如前述的厂坝 李家沟铅锌矿床和八卦庙金矿等均是这种构造体制的产物 。512构造2成矿体系 (系统)(1) 统一地质2成矿场2多重岩片控矿论和秦巴 地区的时空演化相结合的构造2成矿体系 ( 系统) ,是 有成生联系的构造2成矿岩片与所有的地质要素及 作用的总合 ,它完全遵循远离平衡系统的非线性 、混沌动力学行为 ,使系统自发地由简单到复杂 ,由无序 走向有序的自组织过程 。构造2成矿体系 ( 或系统) 是具有成生联系的成水式 ( ?) 矿带级 :若尔盖旋钮构造2成矿带 () 级 :东秦岭 巴山构造2成矿带 级 :东秦岭北部构造2成矿带级 : 小秦岭石英脉型 + 角砾岩矿带 ( !) ; 金堆城 栾川斑岩式 + 银硐坡式 + 上宫式矿区 ( !) ;铁炉 子 - 五里川 二郎坪构造混杂 + 银硐坡式 + 花岗岩 式矿区 () ;丹凤 镇平秦岭杂岩大理岩锑矿带 () ;矿岩片和总体相似的矿床型式 、矿床种类的统一体 。 周户地区银硐坡式 ( !) + 花岗岩式 ( ?) 矿区级 :西峡 武当构造2成矿带级 :郧西 竹山银硐坡式 ( !) + 东北寨式 ( ?) 矿带 ;陡岭 湘河花岗岩式 () + 角砾岩式 ( ?) 矿带 ; 武当北缘银硐坡式 ( ?) + 大水式 ( ?) 矿带级 : 柞水 山阳大西沟式 ( !) + 斑岩式 ( ) +东北寨式 ( ?) 矿带 ; 二台子 板板山角砾岩式 ( ) +总体是指成矿岩片而言的 ,成矿岩片是产有中型以上矿床的岩片 。从预测 、找矿的需要 , 将构造2成矿 体系分成已知 、半已知和推测 3 个级别 。已知是产 有大型2超大型矿床 ,地球化学异常很好的区域 ; 半 已知是产有中型及中型以下规模的矿床 ,矿点 、矿化 点较多 ,地球化学异常良好的区域 ;推测的是根据地质 、地球化学或地球物理证据来预测有远景的区域 。 花岗岩式 ( ?) + 大水式 ( ?) 矿带 ;镇旬公馆式 ( !) + 银以上 3 种分别用 ( !) 、() 、( ?) 表示 (费琪 ,1995)25。按地矿部有关“成矿远景区划基本要求”规定 ,将秦巴地区的构造2成矿体系 (系统) 作如下划分 :级 :秦岭造山带构造2成矿体系级 : 西秦岭 松潘中国西部构造2成矿域 ; 东 秦岭 桐柏大别华夏构造2成矿域级 :西秦岭北部构造2成矿带 级 :娘娘坝 凤太 西成矿带级 : 西成厂坝式 + 毕家山式矿区 ( !) ; 凤太毕家山式 + 双王式 + 东北寨式矿区 ( !)级 :礼县 马坞矿带级 : 礼县花岗岩铀矿 + 银硐坡式 ( 即李坝金 矿) 矿区 ( !)级 :夏河花岗岩 、斑岩型矿区 () ;崖湾 宕昌矿带 ( !)级 :松潘 摩天岭成矿带级 :摩天岭 碧口构造2成矿带级 : 略阳 大安花岗 ( 或斑) 岩式 + 银硐坡式 矿带 () ;碧口 阳坝银硐沟式矿区 ( ?)级 :南坪 黄龙 平武矿区级 : 岷江东北寨式 + 角砾岩式矿区 ( !) ; 南坪黄龙东北寨式 ( !) + 大水式 ( ?) 矿带级 :勉县 略阳 康县文县构造混杂矿带级 : 勉县 略阳混杂岩型矿带 ( !) ; 文县 武 都 康县构造岩型矿带 ( !)级 :玛曲 迭部成矿带级 :玛曲大水矿带 ( !) ;降扎银硐坡式 ( !) + 大硐坡式 () + 东北寨式 ( ?) + 大水式 ( ?) + 厂坝式 ( ?)矿区级 :北大巴山黑色岩系银硐坡式 ( ?) + 穆龙套 式 ( ?) 构造2成矿带(2) 成矿作用随统一地质2成矿场发生变化 ,主 要受地质背景条件 、成矿流体性质和盆2山转化过程中属性和结构控制 ,促使构造2成矿体系按阶段性 、不可逆性和事件性有层次或级次性发展 。从总体来说秦巴地区矿床构造2成矿体系可划分为 3 个 :第一为与古陆块 (陆核) 增生或拼贴构造体制有 关的构造2成矿体系 ;第二为与板块构造体制有关的 构造2成矿体系 ;第三为与抽拉构造体制有关的构造2成矿体系 。 秦巴地区的大地构造演化表明本区的构造格局 、构造单元在中新生代时期 ,是抽拉构造体制发展 阶段的产物 。即使属于陆核 ( 或古陆块) 、板块构造 体制所形成的矿床也会参与抽拉构造体制发展阶段 的成矿作用 ,成为它的组成部分 ,因此秦巴地区的贵 金属和有色金属矿床主要是在抽拉构造体制发展阶段形成的 。(3) 构造成矿体系不同于成矿系列 ,成矿系列 被定义为有内在联系的矿床组合或不同成矿作用类 型之间具有内在联系的一组矿床的组合1214。笔 者等在 80 年代中期研究南秦岭山阳 、柞水 、镇安 、旬阳地区泥盆系有关的矿床中 ,应用了这一理论 ,并在 矿床成矿系列中建立了矿床成矿序列 、成矿系列和 共生系列的分级概念7 。从 80 90 年代有关秦岭造山带矿床成矿系列有大量的文献发表 。其中陈毓川 等 在 秦 岭 造 山 带 共 划 分 出 21 个 矿 床 成 矿 系612 矿床成因类型问题一个矿床是构造2成矿体系 ( 系统) 中最基本的 组成单元 。对矿床成因类型的划分是为了认识矿床 的共性 ,并从共性中提供有效的对比 ,从而建立找矿 模式和进行找矿预测 。目前已有众多论著 、报告及 本项目 8 个专题都对秦巴地区矿床成因类型提出很 多划分方案 ,可供参考 。当前国内外学者对矿床成因类型的划分趋向于 以构造环境2矿床主岩岩石组合为依据的分类方案 ,但不同学者对它的理解和观点不同 ,必然带来对成 因类型划分的不同 。笔者认为矿床成因类型中最具本质的要素有两点 : 矿床所处岩片构造层次的属性 和产出矿体所在的岩石性质 。因此矿床成因类型划 分的最佳方案应是一定构造层次岩片属性与含矿岩系相统一的划分方案 。矿床所处的构造环境 、成矿 时代 、矿质来源等 是 不 确 定 因 素 , 以 此 作 为 划 分 依据 ,必然带来很大的不确定性 ,不易掌握和应用 。列12 14。如果一个地区只有一个 发 展 阶 段 , 并 能准确厘定是火成 、沉积或变质作用所形成矿床的情况下 ,成矿系列才是合理的 。但造山带的多体制 、多 阶段的发展以及成矿作用的不确定性 ,成矿系列就不可能成为具内在联系的矿床组合 ,只有构造2成矿体系才是最合适的表达 。6 有关成矿作用几个问题的讨论611 成矿物质来源和矿源层问题成矿物质来源 、矿源层问题是所有研究成矿作 用 、矿床成因中所遇到的首要问题 ,有的甚至作为划 分矿床成因类型的依据 。由于成矿物质来源 、矿源层的不确定性 ,目前花费如此巨大精力来研究是否 必要值得讨论 。有的认为 ,由于金属成矿系统的复 杂性和自组织临界性源自固体地球系统的复杂性和 自组织临界性的涌现机制 ,其过程使成矿物质“从分 散到集中”,从“无序到有序”( 具有一定的形态和规模)24。因此 ,不论其成矿物质“来源”如何 ,作为成 矿系统它最终将自发演化到“自组织临界性”状态2 矿床 ,但形成多大规模的关键在于复杂系统中成矿 流体子系统与其他子系统所能 达 到 有 序 平 衡 的 程 度 。成矿流体子系统的成矿物质主要由两部分组 成 ,一类来自各圈层的相关元素 ,从太古宙至今 ,富 集成矿床的元素的核性质没有发生变化 ,这是当前 研究成矿物质来源的主要 ( 或唯一) 观点 ( U 、Th 变 生 Pb 除外) 。另一类成矿物质是元素核的 转 变 而成为成矿流体中的成矿元素 。经有关方面研究 ,化 学元素的起源是星体内部通过热核反应合成的23 。 施林道等论述了在地球地质时期元素核转变特征及 形成矿床的可成性26 ,但他们认为核元素的转变是 在冷核聚变常温条件下进行的 。笔者认为它不可能成为成矿物质的主体 ,为此笔者提出多层扭动涡旋 甩出说 , 即壳幔风暴 即地质历史中的“离子加速 器”的观点 ,可以产生极高的超高温 ,控制核元素的 聚变生出新核元素27 ,成矿物质必须成为成矿流体 子系统的组成部分 ,才能形成矿床 。这种观点会对成矿作用的认识产生质的飞跃 ,也会对其他地质问 题产生重大影响 。两种成矿物质来源有可能是矿床 作为大地构造发展演化的标志28。矿床成因类型的划分应有层次和等级的概念 。按矿床所在岩片的构造层次划分为 3 个大类 : 即产于深2超深层次岩片中的矿床 ;中 、中深 、中浅构造岩 片中的矿床 ;浅构造层次岩片中的矿床 。在每个大类中 ,按矿床主矿体赋存主岩或岩石 组合作为划分亚类或型式的依据 。但对人们习惯而 又合乎构造环境2主岩岩石组合划分方案 ,可继续采用 ,如石英脉型 、斑岩型等 。但它们必须附属于某个 大类之中 。按上述原则将秦岭矿床成因类型作如下划分 。61211 深层次岩片矿床类 (A)石英脉型 ( A1 ) : 小秦岭金矿田 、柴家庄金矿 床 ; 角砾岩型 (A2 ) :祁雨沟 、蒲堂金矿床 ; 片岩2 片麻 岩 型 ( A3 ) : 厂 坝 、东 流 水 矿 床 ; 大 理 岩 型(A4 ) :李家沟 、蔡凹矿床 ; 花岗岩型 ( A5 ) : 华阳川 矿床 ; 伟晶岩型 (A6 ) : 官坡 、峦庄矿床 ; 构造岩型 (A7 ) :煎茶岭矿床 。61212 中层次岩片矿床类 (B)石英脉型 (B1 ) :高庄矿床 ; 角砾岩型 (B2 ) ; 斑岩型 (B3 ) :南泥湖矿床 ; 细碎屑千枚岩2片岩 型 (B4 ) :银硐坡 、拉尔玛 、八卦庙 、东沟坝 、李坝 、泗人沟 、马鞍桥等矿床 ; 结晶灰岩型 (B5 ) : 毕家山 、铅 硐山等矿床 ; 花岗岩型 (B6 ) : 铜厂铜矿 ; 构造 岩型 (B7 ) :铧厂沟 、石鸡坝矿床 。61213 浅层次岩片矿床类 ( C) 角砾岩型 ( C1 ) : 双王 、漳腊等矿床 ; 斑岩型 ( C2 ) : 金 堆 城 等 矿 床 ; 细 碎 屑 岩 型 ( C3 ) : 大 西沟 、东北寨等矿床 ; 火山岩型 ( C4 ) : 金堆城 、上宫 矿床 ; 碳酸盐岩型 ( C5 ) : 公馆 、青铜沟等矿床 ; 构造岩型 ( C6 ) :忠曲矿床 。613秦巴地区矿床区域成矿模式在全面研究秦巴地区成矿背景 、典型矿床矿田 地质特征及成矿控制条件的基础上 ,得出以下认识 , 并建立矿床区域成矿模式 。(1) 区域成矿规律及矿床区域成矿模式理论基 础是统一地质2成矿场制约下的多重岩片控矿论 。(2) 太古宙 古元古代为受古陆块 ( 陆核) 增生 或拼贴控制下构造2成矿体系中形成的矿床组合 。(3) 中元古代 新元古代为板块构造体制以洋 盆2造山转换 (形成古秦岭造山带和古中国板块) 控制下的构造2成矿体系中形成的矿床组合 。(4) 震旦纪 石炭纪 ,为受板块构造体制与抽 拉构造体制联合作用制约下 ,以板内海盆2造山转换 (形成中秦岭造山带和中国板块) 控制下的构造2成 矿体系中形成的矿床组合 。(5) 二叠纪或三叠纪以来 ,为抽拉构造体制 ( 中 国板块裂解和新秦岭造山带形成) 制约下陆盆2造山 转换控制下的构造2成矿体系中形成的矿床组合 ,其 中有产于深2超深层次岩片中的矿床组合 、中层次岩 片中的矿床组合和浅层次岩片中矿床组合 。进一步 还可分为与逆冲2推覆有关的矿床组合 、与剥离 ( 拆离) 2滑脱 (或滑覆) 有关的的矿床组合 、与走滑2平移 构造有关的矿床组合 。(6) 按构造2成矿体系的等级划分出构造2成矿 域 、构造2成矿区 、带 、矿带 、矿田 、矿床的成因类型 、 矿床模式 。(7) 在上述基础上建立了秦巴地区的矿床区域 成矿模式 (图 2) 。图 2 秦巴地区矿床区域成矿模式图a1 超深层次岩片 ; b1 深层次岩片 ;c1 中层次岩片 ; d1 中浅层次岩 片 ;e1 浅层次岩片 ;A1 岩石圈层圈结构 ; B 、C1 矿床分别在抽拉2 逆冲岩片构造平面和剖面产出的情况 。11 小秦岭金矿田 ; 21 祁 雨沟金矿床 ;31 蒲堂金矿床 ; 41 柴家庄金矿床 ; 51 厂坝 李家沟 铅锌矿床 ;61 毕家山铅锌矿床 ;71 铅硐山铅锌矿床 ; 81 拉尔玛金 矿床 ;91 降扎铀矿 ;101 东沟坝多金属矿床 ; 111 铜厂铜矿床 ; 121 煎茶岭金镍矿床 ; 131 铧厂沟金矿床 ; 141 李坝金矿床 ; 151 南沙 沟铅锌矿床 ;161 六斗金矿床 ; 171 银硐坡金矿床 ; 181 老湾金矿 床 ;191 破山银 矿 床 ; 201 南 泥 湖 钼 钨 矿 床 ; 211 银 硐 沟 银 矿 床 ;221 双王金矿床 ;231 大水金矿床 ;241 马脑壳金矿床 ; 251 东北寨 金矿床 ;261 漳腊金矿床 ; 271 银硐子银矿床 ; 281 公馆 青铜沟 汞锑矿床 ;291 金堆城钼矿床71112漳腊地区漳腊金矿床成因类型的重新认识 ,为该区寻找 热泉型金矿提供了理论依据 。71113南坪 黄龙 平武地区 该区是一个浅层次岩片叠加在中深层次碧口 摩天岭岩片之上 ,由东向西大规模剥离滑脱2滑覆的 构造区 ,目前所找到的金矿主要是在三叠系中 ,由于金的选冶性能较差 ,经济效益不够理想 。有可能在7对区内预测和找寻大型矿床的建议除笔者在构造2成矿体系中所划出的 ( ?) 需要进一步普查找矿外 ,以下地段可作为预测和勘查大型 矿床的地区 。711川西北地区71111毛尔盖 黑水 较场 从毛尔盖黑水至米罗亚及黑水至较场 ,是深层岩片 、花岗岩广泛出露地区 ,南北向构造与东西向 、 古生界 震旦系中 ,特别是其中的碳酸盐岩中找到弧形扭动构造相互交汇和叠加 ,具良好找矿前景 。类似大水式的金矿床 。712 甘南地区71211宕昌 礼县 武山地区 该区是中深层次岩片与花岗岩出露的地区 ,也是 N N E (南北向) 与东西向构造交汇的地区 ,这在遥 感图像上表现的十分清楚 ,是找金 、铀矿床极为良好的地区 。71212玛曲大水忠曲以西 黄河以东地区 该区是西倾山滑覆构造最强烈的构造区 ,在中生界之上的碳酸盐岩滑覆体只要有斑岩 、化探异常 ,均能找到大水式金矿 。71213夏河 合作地区 该区是浅层次岩片强烈剥离2滑脱2滑覆和花岗岩小岩体剧烈活动的地区 ,是寻找斑岩型 、大水式 、 细碎屑岩型金矿床的有利地区 。71214 甘肃漳县 冶力关地区该区是晚古生代 三叠纪碳酸盐岩 、细碎屑岩 多重岩片分布区 ,是寻找大水式 、东北寨式金矿的理 想地区 。713 陕南地区71311北大巴山安康地区 该区虽不属本次研究的范围 ,但从本区的成矿背景以及强度 、规模均可观的化探异常分析 ,该区有找到贵金属矿床的极大可能性 ,特别是寻找穆龙套 式 即变质含碳岩系中的金矿床有相当的前景 。71312 宁陕 石泉 镇安 旬阳地区该区具有找厂坝式 、毕家山式多金属矿床的潜 在远景 ,厂坝式矿床应在池河 旬河地区的深层次 岩片中寻找 ,而毕家山式矿床则应在浅中层次中发 生褶叠层的结晶灰岩中 ,这种岩系赋存在汉江推覆 体的下面 。71313旬阳蜀河 双河地区 该区是寻找产于下古生界中矿床的理想地区 ,目前所发现的南沙沟 、泗人沟矿床只是该类矿床的 线索 ,规模更大的矿床尚潜伏在汉江推覆体与羊山 推覆体的界面附近 。714 河南省宜阳 宝丰地区在古生界中有找到与剥离2滑脱有关的大水式 、 东北寨式金矿床的可能 。715 穆龙套式金矿的有利地段除在北大巴山 、旬阳地区有可能找到穆龙套式 金矿外 ,以下地区值得注意 : 白水江 白龙江 ,武都武都 , 留 坝 白 水 望 子 关 , 漫 川 关 四 峡 口 兰滩 ,太白 佛坪地区 ,由于本次工作较少 ,故不再多 叙 。 参 考 文 献1朱俊亭 ,王忠福 1 秦岭大巴山地区矿产资源和成矿规律M 1 西安 :西安地图出版社 ,19921王俊发 ,张复新 1 南秦岭泥盆系层控金属矿床 M 1 西安 : 陕西 科学技术出版社 ,19911尚瑞钧 ,李和祥 1 秦巴金矿地质 M 1 合肥 : 安徽科学技术出版社 ,19921晁援 ,徐克勇 1 秦巴地质岩金矿的富集规律 A 1 秦巴金矿论文 集C 1 北京 :地质出版社 ,19931祁思敬 ,李英 1 秦巴泥盆系铅锌成矿带M 1 北京 :地质出版社 ,19931祁思敬 ,李英 1 秦岭热水沉积型铅锌 ( 铜) 矿床 M 1 北京 : 地质 出版社 ,19931杨志华等 1 边缘转换盆地的构造岩相与成矿M 1 北京 :科学出 版社 ,19911耿树方 ,严克明 1 秦巴金属矿产成矿概论 M 1 北京 : 地质出版社 ,19941王相 ,唐荣扬 ,李 实等 1 秦岭造山与金属成矿M 1 北京 :冶金 工业出版社 ,19961王集磊 ,何伯墀 ,李健中等 1 中国秦岭型铅锌矿床 M 1 北京 :地质出版社 ,19961霍福臣 ,李永军 1 西秦岭造山带的建造与地质演化M 1 西安 :西北大学出版社 ,19951陈毓川 ,王平安 ,秦克令 1 秦岭地区主要金属矿床成矿系列的 划分及区域成矿规律探讨J 1 矿床地质 ,1994 ,13 ( 4) ,12141 陈毓川 , 王 平 安 , 裴 荣 富 1 秦 岭 造 山 带 矿 床 成 矿 系 列 与 演 化J 1矿床地质 ,1998 ,17 ( Sup1) :932981王平安 ,陈毓川 ,裴荣富 1 秦岭造山带区域矿床成矿系列 、构造2成矿旋回与演化M 1 北京 :地质出版社 ,19981 中国地质学会矿床地质专业委员会 ,中国地质科学院矿床地质 研究所 1 第六届全国矿床会议论文集 J 1 矿床地质 , 1998 , 17( Sup . ) : 124 , 19222 , , 51254 , 1412144 , 2672270 , 2712274 , 3452384 ,3612364 ,3892392 ,3972400 ,7792782 ,7872790 ,86128641 杨志华 1 秦岭造山带的构造格架及有关问题讨论 A 1 秦岭造 山带学术讨论会论文选集 C 1 西安 : 西北大学出版社 , 1991 ,14821581杨志华 ,王北颖 1 抽拉2逆冲岩片构造 秦岭造山带的新模 式J 1 地球科学 ,1993 ,18 ( 5) :56525751杨志华 ,苏生瑞 1 秦岭造山带发展演化阶段的新认识J 1 地质 力学学报 ,