秦岭地区成矿作用研究.docx

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秦岭地区成矿作用研究

题目:

秦岭地区成矿作用研究

指导老师:

吴越

学生姓名：

张鹏

所属院系：

地球科学学院

专业：

矿物学、岩石学、矿床学

学号：

201371037

完成日期：

2013年12月12日

秦岭地区成矿作用研究

张鹏

摘要

秦岭横亘中国中部，地跨七省，铅锌矿产资源成矿规律明显。

迄今已探明33个矿床，可划分八个成因类型，包括矽卡岩型、热液型、石英脉型、构造蚀变岩型、沉积型、火山沉积型、火山岩型及沉积再造型。

秦岭成矿带是我国有色、

贵金属工业的重要矿产资源基地，也是最具成矿潜力和找矿远景的地区之一。

因此，对秦岭地区成矿带的成因研究，确立找矿方向极具现实意义。

关键词：

秦岭造山带；构造演化；铅锌矿；成矿作用；成矿远景区

1秦岭地区区域地质概论

1.1秦岭地区区域地质简述

秦岭地区横亘中国中部，呈东西向绵延1300km，东抵华北平原、西接昆仑山脉，面积达30余万平方公里，地跨皖、豫、鄂、陕、甘、青、川七省。

该区地处我国槽台过渡的地质区域内，其北部为华北地台的南缘，中部的西段是松潘甘孜地槽、中部的东段为秦岭褶皱系、南部与扬子准地台连接。

宏观全区，中部地层较新、北部及南部较老，组成一个巨大的向斜构造，其核部乃古生界浅变质岩系，属典型的冒地槽海相沉积变质岩，翼部是元古界火山沉积岩，为标准的优地槽海相火山沉积岩系。

1.2区域构造背景

秦岭造山带是一个多旋回复合大陆碰撞造山带（陆松年等，2003）。

在时间演化序列上，主要经历了三个演化阶段（张国伟，1997）:

前寒武纪古老基地形成演化阶段、主造山期板块构造演化阶段和中新生代构造演化阶段。

其中新元古代一中三叠纪既是秦岭造山带形成与演化的主造山作用时期，也是主要的金属成矿期，奠定了秦岭地区作为全球巨型金属成矿带的格局。

秦岭造山带在空间上可沿商丹、勉略两条缝合带划分为华北、微秦岭和扬子3个主要构造单元。

晚元古代的晋宁运动促使了扬子地块的统一。

与此同时，华北和扬子两板块沿商丹带拉开，形成古秦岭洋。

随后，秦岭在经历了短暂的扩张期（Z-0,）后，进人板块的俯冲收敛期。

泥盆纪开始，随着区域东古特提斯洋的逐步扩张，秦岭作为其组成部分而受影响，勉略有限洋盆被打开成为古特提斯洋的分支洋。

至此，秦岭地区由“南北割据”构造格局转化为“三分天下”的局面（邵世才，1999）。

从中生代初期开始，秦岭3个板块依次沿勉略带和商丹带向北俯冲碰撞，最终形成碰撞造山带。

中生代以来，秦岭受到东部环太平洋构造域、西部阿尔卑斯一喜马拉雅构造域的作用，在东西方向发生分异，自东向西依次出露了不同的构造层次，而在南北方向上则由于受到持续的侧向挤压，构造剖面呈现为北翼窄而陡、南翼宽而缓的不对称扇形岩片叠置结构（图1）。

图1秦岭造山带主要构造单元及主要剖面图

（据张国伟等，1996）

1.3成矿地球化学背景

秦岭地区金、银、铜、铅、锌、钨、铂、锑、汞等主要成矿元素区域含量变化特征见表l。

9个元素背景含量接近秦巴大区，除W、Mo、Sb变异性系数小于100外，其他成矿元素变异性系数均较大，其中Hg、Ag、Pb、Zn变异性系数大于1000，相对浓集系数较大的元素是Au、Hg、Sb、W、Mo、Pb、Ag,在背景场上有较强的叠加，并且属极强分异的元素对富集成矿十分有利。

表1秦岭地区主要成矿元素区域含量变化特征

主要成矿元素在各地层中含量变化特征见表2所示，区内主要出露的太古宙、元古宙、古生代和中生代地层，背景含量接近于或略高于秦巴地区区域背景，局部具很强的分性，多为后期区域变质和构造运动叠加富集而成矿。

统计研究区不同时代所形成的铜、金、铅牛辛、汞锑矿床（点）总数表明，古生代和中生代为主要成矿期，也是岩浆活动频繁时期，所出露的岩浆岩面积占全区岩浆出露总面积的83.52%，特别是古生代志留、泥盆纪是矿化富集最主要的时期。

表2秦岭地区主要成矿元素背景变化特征

2构造与成矿的藕合关系

秦岭造山带是一个多旋回复合大陆碰撞造山带（陆松年等，2003）。

在时间演化序列上，主要经历了三个演化阶段（张国伟，1997）:

前寒武纪古老基地形成演化阶段、主造山期板块构造演化阶段和中新生代构造演化阶段。

其中新元古代一中三叠纪既是秦岭造山带形成与演化的主造山作用时期，也是主要的金属成矿期，奠定了秦岭地区作为全球巨型金属成矿带的格局。

秦岭造山带在空间上可沿商丹、勉略两条缝合带划分为华北、微秦岭和扬子3个主要构造单元。

晚元古代的晋宁运动促使了扬子地块的统一。

与此同时，华北和扬子两板块沿商丹带拉开，形成古秦岭洋。

随后，秦岭在经历了短暂的扩张期（Z-01）后，进人板块的俯冲收敛期。

泥盆纪开始，随着区域东古特提斯洋的逐步扩张，秦岭作为其组成部分而受影响，勉略有限洋盆被打开成为古特提斯洋的分支洋。

至此，秦岭地区由“南北割据”构造格局转化为“三分天下”的局面（邵世才，1999）。

从中生代初期开始，秦岭3个板块依次沿勉略带和商丹带向北俯冲碰撞，最终形成碰撞造山带。

秦岭地区铅锌矿的成矿时期始于中新元古代、古生代早期，止于燕山期。

先后历经海西期和晚印支期一燕山期两个成矿高峰期（姚书振等，2006）。

根据区域铅锌成矿的特点，认为秦岭铅锌矿床的形成主要经历了三个阶段:

志留、泥盆纪前Pb,Zn成矿物质的准备阶段（矿源层的形成阶段）;海西期主成矿阶段和印支燕山期的后生改造阶段。

震旦纪在扬子板块北缘在形成了主要的铅锌矿源层。

在海西期，由于构造运动形成了热水盆地和同生断裂，含矿卤水得以富集、喷溢和沉积，形成Sedex型铅锌矿床。

印支燕山期的叠加改造富集作用使已形成的矿床更加富集。

因此，下面着重讨论印支燕山的构造运动对成矿的作用。

2.1秦岭造山带的印支构造运动

印支运动是黄汲清（1945）首次提出的，泛指晚三叠世的一次规模巨大、且影响整个中国及东亚的区域构造运动。

印支运动对中国古地理环境的发展产生了巨大影响，结束了三叠纪中期中国/南海北陆的构造格局，中国西南及长江中下游和华南大部地区已由（浅）海转为陆地，从此，中国南、北陆地连为一体，大部分地区已处于陆地环境。

华北、华南和塔里木陆块完全会聚拼合，形成了统一的中国大陆（王鸿祯，1985），进入了陆内造山运动，形成了较大的构造岩浆带并发生了大规模的成矿作用。

印支期后，中国大陆东部成为整个亚洲大陆的边缘，东受太平洋板块、西南受印度板块的双重影响，发生了重大的构造事件和岩浆活动，并叠加在前中生代的一切构造层上，受不同变质岩基底的地球化学特点控制，形成了不同的构造岩浆成矿带，对区域成矿具重大影响。

2.2秦岭及中国其他造山带的印支期成矿作用

印支期的成矿作用在秦岭是十分明显的，在中国其他造山带也多有发现。

因此，印支期是秦岭乃至中国的重要成矿期。

2.2.1秦岭造山带的印支期金矿床

研究表明，秦岭地区的金矿床，除燕山期的外，还有不少是印支期的（卢欣祥等，2006），而且，有不少是大型矿床，如陕西八卦庙、东桐峪、河南上宫、前河、北岭、金洞岔、大湖等，均属大型金矿床。

秦岭地区内生金矿床有石英脉型、构造蚀变岩型及微细浸染型、角砾岩型、矽卡岩型、火山岩型等。

他们虽然产出状态及矿石建造不同，但都形成于印支期一燕山期，成矿作用都与印支期末一燕山期秦岭陆内造山运动中的构造岩浆热液流体作用有密切关系，成矿流体主要是下渗循环大气水与岩浆水的混合热液，有环绕印支期一燕山期隐伏岩基或大岩体外围分布的特点（图2）。

图2秦岭造山带金成矿模式图

1.中酸性岩浆岩，2.扮岩脉，3.断层，4.流体运动方向，5.矿体。

从区域成矿场及地质异常场的结构看，显示出矿床产出有环绕岩体在垂向上呈带状分布的趋势。

进一步深入研究区内热液型金矿成矿系列的垂向分带性及其剥蚀程度，对深部找矿工作有很重要的指导意义。

2.2.2铜矿床

秦岭成矿带发育有岩浆热液型铜矿（铜厂）、岩浆型铜矿（德尔尼）及斑岩型铜（钼）矿（秋树湾）等。

地质大调查以来，又新发现筏子坝、大茅坪等海底火喷流沉积（VHMS）型铜矿、穆家庄海底热水喷流沉积（SEDER）型铜矿。

其中，碧口地体中新元古代与海底、岛弧火山及岩浆侵入活动有关的成矿系统所形成的铜多金属矿床颇具特色，根据矿床的成矿构造岩石环境、成矿演化的特点及矿床在时间、空间和成因上的联系，可分为两个成矿亚系列:

裂谷洋盆铜（锌）成矿亚系列，岛弧铜多金属成矿亚系列。

本区铜多金属矿的形成及空间展布与碧口裂陷、东沟坝岛弧环境关系密切，形成了从裂谷洋盆到岛弧带比较完整的盆弧成矿系统（图3）。

图3碧口地体铜多金属矿床区域成矿模式

a.裂谷冲羊盆火山喷流沉积成矿；b.岛弧侵入岩浆及弧后初始裂谷成矿

2.2.3秦岭铅锌矿成矿模式

秦岭地区铅锌矿的成矿时期，始于中新元古代、古生代早期，继后历经华力西期、印支期，止于燕山期，成矿高峰期为华力西期和晚印支期一燕山期。

多旋回成矿在南秦岭古生代的多金属矿床形成进程中表现十分明显。

它们多与热水沉积岩发育有关，具有明显的时空域范围。

本区热水沉积矿床的热液体系是随着沉积盆地的发展而生成和演化的。

中新元古代，碧口裂谷洋盆一岛弧成矿系统演化晚期，形成了与岛弧火山岩有关的喷流沉积型（VHMS）铜、铅、锌、金、银、硫矿床（东沟坝）。

震旦纪在扬子板块北缘形成沉积型铅锌矿层或矿源层。

早古生代东秦岭弧后盆地中，形成了产于二郎坪群火山建造中的铜锌（刘山岩）、铅锌铜多金属矿（桑树坪一水洞岭）等火山喷流沉积型成矿系列。

旬阳北泅人沟、南沙沟、关子沟等志留系中与热水沉积有关的铅锌矿床的发现，使得热水沉积型铅锌含矿层的层位从泥盆系又向下拓展了一个层位。

中泥盆世，热液体系发展到高峰时期，在南秦岭板内一系列裂陷盆地内，发生了大规模热水喷流成矿过程，形成了区内广泛分布的大多数大型一超大型铅锌矿床。

成矿流体的幕式喷流及其活动过程中热液成分的分异作用造成成矿物质与正常沉积物或其他热水沉积物成薄互层状交替产出，矿体呈清楚的层级韵律或条带状构造。

流体的多期次活动造成含矿岩系中有多层矿层形成。

印支末期发生强烈造山运动，结束了古秦岭海的沉积历史，在陆内造山过程中，在构造流体作用下，震旦系形成的铅锌矿层、矿源层受到进一步改造，形成了MVT型矿床。

秦岭地区铅锌矿床成矿模式见图4。

图4秦岭铅锌成矿模式图

1.火山-沉积岩，2.角砾状白云岩，3.灰岩，4.砂岩，5.页岩，6.流体运移方向，7.矿体

3成矿潜力评价及找矿方向

3.1成矿潜力评价

根据对区域成矿环境、成矿系统、矿床类型、成矿主元素组合及聚矿强度的综合研究，秦岭成矿带金、银、铅、锌、铜、汞、锑等具有比较明显优势矿种的成矿谱系分析（表3）。

表3秦岭造山带金属矿床成矿谱系

可以看出本区发育多期成矿作用，受多个成矿系统的复合控制，在时间演化上表现出明显多旋回性、继承性、新生性和叠加性特征，华力西期与印支末期一燕山期是成矿大爆发期，最有利于大型超大矿床形成。

区内主成矿元素金、银、铅、锌、铜、汞、锑等，虽然从元古宙到新生代都有不同程度的富集，但大型一超大型矿床集中发育在华力西期与印支末期一燕山期，显示华力西期与印支末期一燕山期是成矿大爆发期。

印支末期一燕山期是秦岭地区发生盆山转换和陆内造山的重要时期。

因此继续加强沿区域深大断裂带（商丹断裂带、勉略断裂带等）附近与构造岩浆活动有关的找矿评价工作，可能会发现新的矿化富集区（带）。

3.2成矿远景区

在秦岭地区成矿场背景、成矿条件、成矿作用、成矿系列、矿床类型和成矿规律研究所基础上，结合1:

50万和1:

20万物、化、遥、矿等综合找矿信息，采用基于地理信息系统（GIS）的证据权法进行区域定量预测，划分了5个区域成矿远景带（表4）。

表4秦岭成矿带成矿远景预测区

4结论

通过对秦岭造山带成矿特征和找矿方向的综合研究，可以得出以下主要结论。

（1）秦岭造山带是一个多旋回复合大陆碰撞造山带，自太古代以来经历了多种构造体制的转化和多期构造热事件发生，伴随有多个构造成矿旋回，所形成的含矿建造、成矿作用及矿床组合具有多样性，铜、铂、铅、锌、银形成、金、汞、锑等矿床产出受7个主要的内生金属成矿系统控制。

形成了18个主要成矿系列。

（2）区域成矿在时间演化上，表现出明显多旋回性、继承性、新生性和叠加性特征，华力西期与印支末一燕山期是成矿大爆发期，最有利于大型、超大矿床形成;在空间分布上，具有明显的侧向和垂向分带性。

（3）印支期成矿作用是中国大陆构造转折期的一种地质效应，是中国东部及东亚中生代大规模成矿作用的开始和先导。

期成矿作用也应予以充分关注。

重视秦岭、中国以及东亚的印支期成矿作用的研究，对正确认识秦岭和其他成矿带的区域成矿规律、造山带演化的深部动力学过程，从而建立符合中国和东亚实际的成矿理论体系，都具有重要的科学意义。

参考文献

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