关于接触交代型矿床产出的部位和规律
帅邦林 纪燕祥 纪广俭
由中酸性岩浆侵入作用形成的矿床,包括各种接触交代(矽卡岩)型矿床、斑岩型矿床及高中温气液型矿床等,主要是由岩浆中所带来的以挥发分为主的造矿成分经聚集、冷却、结晶、交代和蚀变而成的。因此,欲寻找这些类型矿关键是寻找中酸性岩体中挥发份容易聚集的场所和部位。由于挥发组分的挥发性和比重轻,在岩浆侵位后,随着温度和压力的降低,就会从岩浆中分离出来,对于这些挥发分聚集的场所和部位,可能受许多因素包括地层、岩石、构造等的控制,但最主要的则是多在岩体主要是主侵体的顶部和上部集中,因为只有主侵体的上方才有挥发分的大量供应,随着温度的降低,就在那里液化并对周围岩石进行一系列交代、蚀变、结晶等作用,形成各种蚀变岩石和矿化、矿体。这几乎是绝大多数与中酸性岩浆岩体伴生的矿床的总体成矿过程。由于液态的岩浆在从主侵体向外围的低压低洼空间流动时,位于其顶部、上部的气态的挥发组分不会或不易随着一起流动和运移,这就造成了只有在主侵体的顶部和上部才会有大而富矿床、矿体的形成,而那些溢流体的上部只在与主侵体接触处或其间的过渡带才可能形成一些矿体,而在距主侵体较远处,则很难有规模和价值较大的矿床、矿体的形成。这可能就是为什么在许多中酸性岩体中及其周围的接触带中,并不是到处都有矿床、矿体的赋存,较大规模和价值的矿床、矿体只分布和集中在岩体的某些部位或某段的接触带中的一个最主要的原因。除上述外,在某些形态和产状复杂的中酸性侵入岩体的其它部位,如在插到围岩中的似层状、脉状的溢流体特别是超覆体的下方和伞状、蘑菇状及宝塔状等的主侵体与溢流体结合部的下方即俗称的胳肢窝处,也往往有规模和价值较大的矿化和矿体的赋存,其原因和机理为何,尚待具体研究,但有一点是肯定的,即这些地方同样是挥发分容易聚集的场所。可能的原因是一方面因岩浆的粘稠性大,挥发分的分离需要时间,在岩浆向围岩插入时也把挥发分一起带去了;
图6 美国克莱梅克斯钼矿区 多期侵入岩
和与其伴生的矿体产出部位图
1- 1-第一期斑岩 2-第二期斑岩 3-第一期斑岩 4-第四期斑状花岗岩(无矿) 5-第一期矿体 6-第二期矿体 7-第三期矿体
另一方面是这些岩浆因插入围岩,散热较快,容易冷却和凝固,形成隔挡,而难于被其下面的挥发分穿透,因而使由主侵体下方分离出的挥发分在这些地方集中并冷却成矿所致。
这里需要说明一下的是,以上所述的矿床、矿体的分布、集中的部位与岩体空间类型的关系,只是限于一次性岩浆侵入活动及伴随的成矿作用而言,如果岩浆的侵入活动有两次或多次,那就另当别论了。但就是有多次侵入活动和成矿作用的岩体,单就每次侵入活动而言,其主要成矿部位仍然集中在与其同期次岩体的上方(图6)。
寿王坟铜矿位于河北省北部承德市西南部,为一中型铜矿,产于燕山期花岗闪长岩与长城系——蓟县系白云岩层的接触带中,属接触交代型矽嘎岩型矿床。燕山期花岗闪长岩体地表成一南宽北窄的似三角形(葫芦状),分布面积170多Km2,寿王坟铜矿床即产于该岩体西南角的接触带中(图7)。几乎从该矿发现时起,地质工作者们即开始在该岩体其它部分的接触带进行找矿工作,以求找
图7 寿王坟花岗闪长岩体及外围地质略图
1-花岗闪长岩体 2-长城系 3-侏罗系 4-铜矿床 5-断层线
到新的同类矿床,但一直未能如愿。原因为何?在该岩体近二百千米长的接触带中到底还有没有寿王坟型矿的赋存?至今尚无确切结论。作者依据该岩体的相关特征运用前述岩体侵位空间类型的概念进行分析后认为,欲想在该岩体周围找到有价值的寿王坟式铜矿可能性已很小。其主要原因是根据寿王坟花岗闪长岩体的地表形态成南宽北窄的葫芦状,显示由岩浆从南向北流动所成,矽卡岩和铜矿仅产于岩体的西南角,说明这里是挥发份集中之处,也应是该花岗闪长岩体的主侵体的顶部或上部(深部系一柱状体,有人认为是沿破火山口侵入的),而岩体的其它部分则均属溢流体部分,它们与主侵体共同组成一个总体成多半个蘑菇或伞状(勾手状)的岩体。曾被许多地质工作者认为有很大找矿希望的该岩体北端潘家店附近的西接触带处,作者却看到只有纯热力蚀变产物大理岩化而没有矽嘎岩,更没有与成矿关系密切的所谓“湿矽卡岩”类矿物发育,说明这里只有由岩浆带来的热力变质作用发生而无含矿化剂的挥发组分的作用,因而也就不会有矽卡岩型矿的形成,当然也就不会有接触交代型矿床和矿体的形成。欲想在该岩体中寻找新的寿王坟型的铜矿,就只能在真正主侵体周围的接触带去找,但这些部分已大部被剥蚀掉,而最大可能尚赋存着有价值的矿床或矿体的地方是在被伞状
或蘑菇状溢流体掩盖着的下面的主侵体周围,特别是主侵体与溢流体相连接部位的“胳肢窝”处(图8)。但因岩体的厚度可能很大,现阶段很难开展这方面的勘查工作。
另外值得说的是,应在该岩体的外围开展寻找同类型岩体的工作,特别是应下大力气寻找尚未剥蚀出来的隐伏岩体,如能找到隐伏岩体,因其上部的矿保存完整,规模和价值会更大。寿王坟岩体主要受近东西向与北北东向二断层带及燕山期破火山口的控
图8 寿王坟花岗闪长岩体原始产状 及成矿部位预想图
1- 1-花岗闪长岩体(A-主侵体,B-溢流体) 2- 2-矽卡岩型铜矿 3-现代侵蚀面
制,则在该岩体的外围,在相同或近似的地质构造条件地区寻找同类的隐伏岩体,就有很大可能找到隐伏的同类型铜或多金属矿了。