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[摘要]有色金属是国民经济的建设中的重要资源,但我国有色金属战略矿产资源稀缺,探明储量的静态保障年限不及世界平均水平。但有色金属矿产地质研究和勘查是地质界的难题之一,本文探讨有色金属矿产理论和成矿规律,利于新疆有色金属预测和开采。
[关键词]新疆 有色金属矿产 成矿理论 成矿规律
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-4-93-1
0引言
随着我国经济快速发展,对有色金属的需求越来越大,虽然铅锌资源储藏量大,但随着近几年的开采,由出口变为进口。近十年来,能够引起全球供求关系变化的大金属矿床的发现越来越少。而成矿理论是形成勘查战略的基础,没有正确的成矿理论,就不能成形正确的勘查,不能取得较大的有色矿产资源。
1有色金属矿产成矿理论
成矿理论是以地质构造、地球动力、地球化学为基础,将地壳活动和其相关的岩浆流动、变质作用、矿物沉积综合分析,得出构造成矿的过程。成矿规律是以地质构造、典型矿床为基础,通过分析典型矿床,得出成矿规律。成矿规律不仅是地质矿产理论的结合点,还是建立成矿理论和矿产预测的基础。
1.1大地构造环境控矿
1.1.1古陆块区
首先是大陆古板块,太古宙受火山活动比较剧烈,形成玄武岩,但目前只发现比较稀少的金和铁、铜矿点;随时间的推移,形成元古宙浅海盆地,构成了矿源层。到了寒武系,在黑色岩系中发现多种矿产资源。其次是边缘裂谷和裂陷槽,在塔里木陆块的南、北缘,均有元古宙的边缘裂谷或裂陷带,发现了与镁铁—超镁铁杂岩和蛇绿岩套有关的铬、镍、钴、铂族元素矿产。再次是古边缘盆地,在塔里木盆地的西南缘和西北缘的泥盆系、石炭系发现一系列的层控铅锌矿床。
1.1.2活动带
一是海沟环境,新疆陆块经历了多次的裂解和拼合作用,形成的矿产有铬、金、铂和块状硫化物铜矿床。二是岛弧环境,岛弧是形成矿产的一种形式,受偏碱性岩浆喷发的影响,在哈尔里克的岛弧带上形成钨、金、银、铜等金属矿产。三是裂谷和上迭断陷盆地,在伊犁、北山等裂谷带形成与火山岩、金刚岩有关的铅、锌、铜、银矿。
1.2层岩相控矿
新疆地区地层控矿的类型与不同时代的岩层有关:中上元古界钙质砂泥岩含炭碎屑岩的铜铅锌银矿,下寒武统黑色岩系的铀钒、铁锰钴,上志留统-下泥盆的金锑汞和铅锌银,中下泥盆统碳酸盐岩的铜铅锌银金,上泥盆统-下石炭统碎屑岩的铜矿等。这些古老的矿层,往往又构成了该区的初始矿源层或再生矿源层,导致发育成该区不同时代、不同类型矿床的集中区。
1.3构造控旷
褶皱构造和断裂构造是在地壳应力作用下,沿着薄弱地带发生塑性和脆性应变的结果,它们是岩浆作用、变质作用、热液活动、成矿作用最有利的活动场所,因此,常常成为内生矿产集中的分布区。
1.3.1导矿构造
新疆分布着一些超岩石圈和岩石圈断裂,这些穿透性的断裂构造往往控制着深源岩浆的侵位和幔源成矿物质的上升,成为良好的导矿构造。
1.3.2容矿构造
新疆的容矿构造多种多样,包括褶皱构造、断裂构造和组合构造,它们控制着矿田与矿床和矿体的展布。分布类型有背斜控矿、向斜控矿、韧-脆性剪切带控矿、走滑断裂带控矿、推覆断裂控矿、配套断裂、交叉断裂控矿。
1.4矿床成矿系列的划分
矿床成矿系列理论是地质历史发展过程中所形成的地质环境的组成部分,其本身是四维空间中的成矿整体,它们在地史演化过程中从空间分布、成矿物质组成都经历着演化,并有一定规律。每个成矿系列都有该区域成矿的基本特征。如阿尔泰成矿区的与加里东期交代型花岗岩有关的云母、宝石、稀有金属矿床成矿系列,其成矿基本特征为伟晶岩在地层花岗岩化过程中形成,呈不规则状、透镜状、串珠状和巢状,围岩蚀变主要是白云母化、钠长石化、云英岩化和电气石化。伟晶岩分带不明显,白云母矿是多阶段形成的,水解、水解—交代和交代是白云母矿形成的主要地球化学作用。
2成矿规律
有色金属成矿的地质背景,受地质条件、时空条件影响,出现不同的成矿规律。即在不同地质历史演化阶段和不同构造环境中产出不同的矿产组合。主要分布在阿尔泰山、天山及昆仑-阿尔金等三大山系中,且具有成带分布、分段集中的特点。
2.1有色金属矿产的空间分布规律
2.1.1地理分布
新疆有色金属矿产主要分布在阿尔泰、北准噶尔、西准噶尔、东天山、西—南天山、西昆仑北缘,其中,新疆90%的稀有金属分布在新疆北缘,80%的金矿分布在新疆西缘哈巴河—伊宁—喀什北,铅锡集中分布在阿尔泰南缘和塔里木陆块西缘,镍主要在新疆东、北缘。
2.1.2矿产分布与构造单元的关系
从构造带性质看,新疆有色金属矿产大部分产生于显生宙造山带。尽管部分有色金属由于前寒武纪基底陆壳不太稳定导致含量较低, 但不影响构造单元的总格局。
2.2时代分布特征
2.2.1有色金属矿床同位素测试情况
国家“三〇五”项目成立以来,对有色金属矿床进行大量同位素年龄测试,从测试结果看,大部分数据与地质演化规律相符。
2.2.2有色金属矿的时代分布特征
时代分布特征一直是一件难以解决的问题,尤其是大规模的矿床,其形成过程复杂,演变时间较长,矿床岩石可能记录多个地质事件,造成测试数据不准确,分析时分歧较大。据有关数据,新疆区域内50%的铜和85%的金、镍、稀有金属集中产于石炭纪,87.5%的铅锌和34%的铜、10%的金分布在泥盆纪,此外新疆前寒武纪已知矿床储量占比例很小,中生代拥有一定量的稀有金属和铅锌储量,第四纪拥有一定的砂金储量。
3小结
通过解析地质构造,综合物探、化探、遥感等技术,形成研究成矿的特征,建立矿床的地质概念模型和区域成矿模式,运用成矿规律,指导有色金属矿产的勘查,从而保证了社会对有色金属矿产资源的需求。
参考文献
[1]张峰.东准噶尔卡拉麦里地区金铜多金属矿成矿规律与成矿预测[J]. 中国地质大学(北京),2014(01).
[2]陈世平.新疆哈密地区矿产资源成矿规律及评价研究[J]. 地质与勘探,2006(01).
[关键词]新疆 有色金属矿产 成矿理论 成矿规律
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-4-93-1
0引言
随着我国经济快速发展,对有色金属的需求越来越大,虽然铅锌资源储藏量大,但随着近几年的开采,由出口变为进口。近十年来,能够引起全球供求关系变化的大金属矿床的发现越来越少。而成矿理论是形成勘查战略的基础,没有正确的成矿理论,就不能成形正确的勘查,不能取得较大的有色矿产资源。
1有色金属矿产成矿理论
成矿理论是以地质构造、地球动力、地球化学为基础,将地壳活动和其相关的岩浆流动、变质作用、矿物沉积综合分析,得出构造成矿的过程。成矿规律是以地质构造、典型矿床为基础,通过分析典型矿床,得出成矿规律。成矿规律不仅是地质矿产理论的结合点,还是建立成矿理论和矿产预测的基础。
1.1大地构造环境控矿
1.1.1古陆块区
首先是大陆古板块,太古宙受火山活动比较剧烈,形成玄武岩,但目前只发现比较稀少的金和铁、铜矿点;随时间的推移,形成元古宙浅海盆地,构成了矿源层。到了寒武系,在黑色岩系中发现多种矿产资源。其次是边缘裂谷和裂陷槽,在塔里木陆块的南、北缘,均有元古宙的边缘裂谷或裂陷带,发现了与镁铁—超镁铁杂岩和蛇绿岩套有关的铬、镍、钴、铂族元素矿产。再次是古边缘盆地,在塔里木盆地的西南缘和西北缘的泥盆系、石炭系发现一系列的层控铅锌矿床。
1.1.2活动带
一是海沟环境,新疆陆块经历了多次的裂解和拼合作用,形成的矿产有铬、金、铂和块状硫化物铜矿床。二是岛弧环境,岛弧是形成矿产的一种形式,受偏碱性岩浆喷发的影响,在哈尔里克的岛弧带上形成钨、金、银、铜等金属矿产。三是裂谷和上迭断陷盆地,在伊犁、北山等裂谷带形成与火山岩、金刚岩有关的铅、锌、铜、银矿。
1.2层岩相控矿
新疆地区地层控矿的类型与不同时代的岩层有关:中上元古界钙质砂泥岩含炭碎屑岩的铜铅锌银矿,下寒武统黑色岩系的铀钒、铁锰钴,上志留统-下泥盆的金锑汞和铅锌银,中下泥盆统碳酸盐岩的铜铅锌银金,上泥盆统-下石炭统碎屑岩的铜矿等。这些古老的矿层,往往又构成了该区的初始矿源层或再生矿源层,导致发育成该区不同时代、不同类型矿床的集中区。
1.3构造控旷
褶皱构造和断裂构造是在地壳应力作用下,沿着薄弱地带发生塑性和脆性应变的结果,它们是岩浆作用、变质作用、热液活动、成矿作用最有利的活动场所,因此,常常成为内生矿产集中的分布区。
1.3.1导矿构造
新疆分布着一些超岩石圈和岩石圈断裂,这些穿透性的断裂构造往往控制着深源岩浆的侵位和幔源成矿物质的上升,成为良好的导矿构造。
1.3.2容矿构造
新疆的容矿构造多种多样,包括褶皱构造、断裂构造和组合构造,它们控制着矿田与矿床和矿体的展布。分布类型有背斜控矿、向斜控矿、韧-脆性剪切带控矿、走滑断裂带控矿、推覆断裂控矿、配套断裂、交叉断裂控矿。
1.4矿床成矿系列的划分
矿床成矿系列理论是地质历史发展过程中所形成的地质环境的组成部分,其本身是四维空间中的成矿整体,它们在地史演化过程中从空间分布、成矿物质组成都经历着演化,并有一定规律。每个成矿系列都有该区域成矿的基本特征。如阿尔泰成矿区的与加里东期交代型花岗岩有关的云母、宝石、稀有金属矿床成矿系列,其成矿基本特征为伟晶岩在地层花岗岩化过程中形成,呈不规则状、透镜状、串珠状和巢状,围岩蚀变主要是白云母化、钠长石化、云英岩化和电气石化。伟晶岩分带不明显,白云母矿是多阶段形成的,水解、水解—交代和交代是白云母矿形成的主要地球化学作用。
2成矿规律
有色金属成矿的地质背景,受地质条件、时空条件影响,出现不同的成矿规律。即在不同地质历史演化阶段和不同构造环境中产出不同的矿产组合。主要分布在阿尔泰山、天山及昆仑-阿尔金等三大山系中,且具有成带分布、分段集中的特点。
2.1有色金属矿产的空间分布规律
2.1.1地理分布
新疆有色金属矿产主要分布在阿尔泰、北准噶尔、西准噶尔、东天山、西—南天山、西昆仑北缘,其中,新疆90%的稀有金属分布在新疆北缘,80%的金矿分布在新疆西缘哈巴河—伊宁—喀什北,铅锡集中分布在阿尔泰南缘和塔里木陆块西缘,镍主要在新疆东、北缘。
2.1.2矿产分布与构造单元的关系
从构造带性质看,新疆有色金属矿产大部分产生于显生宙造山带。尽管部分有色金属由于前寒武纪基底陆壳不太稳定导致含量较低, 但不影响构造单元的总格局。
2.2时代分布特征
2.2.1有色金属矿床同位素测试情况
国家“三〇五”项目成立以来,对有色金属矿床进行大量同位素年龄测试,从测试结果看,大部分数据与地质演化规律相符。
2.2.2有色金属矿的时代分布特征
时代分布特征一直是一件难以解决的问题,尤其是大规模的矿床,其形成过程复杂,演变时间较长,矿床岩石可能记录多个地质事件,造成测试数据不准确,分析时分歧较大。据有关数据,新疆区域内50%的铜和85%的金、镍、稀有金属集中产于石炭纪,87.5%的铅锌和34%的铜、10%的金分布在泥盆纪,此外新疆前寒武纪已知矿床储量占比例很小,中生代拥有一定量的稀有金属和铅锌储量,第四纪拥有一定的砂金储量。
3小结
通过解析地质构造,综合物探、化探、遥感等技术,形成研究成矿的特征,建立矿床的地质概念模型和区域成矿模式,运用成矿规律,指导有色金属矿产的勘查,从而保证了社会对有色金属矿产资源的需求。
参考文献
[1]张峰.东准噶尔卡拉麦里地区金铜多金属矿成矿规律与成矿预测[J]. 中国地质大学(北京),2014(01).
[2]陈世平.新疆哈密地区矿产资源成矿规律及评价研究[J]. 地质与勘探,2006(01).