蚀变岩帽的特征、成因以及在华南的分布探讨

Sillitoe (1995)蚀变岩帽(Lithocap)的定义为大范围富黄铁矿的硅化、高级泥化和泥化蚀变,在地质环境上位于古地表和浅成中-酸性岩浆侵入体之间。蚀变岩帽往往显示为突出的正地形,有助于寻找隐伏的斑岩矿化体。但蚀变岩帽在地表的范围往往多达几十个平方千米,又常常掩盖下覆斑岩矿床的蚀变矿化特征及其地球化学印记,因此大型的蚀变岩帽又给勘探工作带来一定的挑战。蚀变岩帽相关矿床的勘探需以地质填图为基础,结合近红外光谱分析(SWIR)进行蚀变填图,以及全岩地球化学以及矿物地球化学表现的元素或元素组合异常,来帮助定位热源或深部斑岩体。遥感和地球物理中的激电响应,也可以辅助定位岩体。华南地区的蚀变岩帽主要分布于长江中下游成矿带和东南沿海火山岩带。前人对安徽庐枞盆地中的矾山蚀变岩帽进行了系统研究,确定了矾山蚀变岩帽形成于白垩纪,与围岩砖桥组火山岩年龄一致。同位素和流体包裹体工作证明了形成矾山蚀变岩帽的流体主要为深部岩浆热液中的酸性气体与浅部大气降水的混合,在浅部高渗透率的火山岩及其岩性界面反应,广泛发育了一套硅化和高级泥化蚀变,指示与矾山相关可能存在斑岩和高硫型浅成低温热液铜金矿床。福建紫金山地区有中国最大的高硫型浅成低温热液矿床,主要赋存于紫金山蚀变岩帽中。紫金山蚀变岩帽的地质特征和蚀变分带已经研究的较为详细,但目前深部的侵入体还没有发现。浙江的蚀变岩帽是中国非金属矿产的重要来源,包括明矾石矿、地开石矿和红柱石矿等,这些蚀变岩帽与金属矿化的关系尚未有相关研究。根据目前的资料总结,有较多的蚀变岩帽分布在中国华南,这些蚀变岩帽特征典型,但目前的研究程度尚浅。现有的研究结果表明,华南的蚀变岩帽的成矿潜力巨大,可能存在一条巨型的斑岩-浅成低温矿床成矿带,具有广阔的找矿勘查前景,建议加强蚀变岩帽及相关矿床的找矿与研究工作。

浙东南后坑酸性蚀变岩帽地质及矿物学特征

蚀变岩帽在地表一般表现为陡倾的正地形,是高温、高氧逸度流体对围岩进行酸性淋滤,形成的一系列高级泥化和泥化等蚀变矿物组合。这种蚀变是浅成低温热液蚀变系统的一部分,其深部可能具有寻找斑岩型矿化的潜力。浙东南陆相火山岩地区普遍发育此种蚀变岩帽,但该类型蚀变常被前人定义为"次生石英岩"。本文选择其中典型的后坑蚀变岩帽,通过大比例尺蚀变填图、岩心编录,利用短波红外(ASD)、电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析技术手段,发现蚀变岩帽具有垂直方向和水平方向的蚀变矿物分带。垂直方向由深到浅依次发育刚玉-绢云母,绢云母-叶蜡石,明矾石-高岭石-地开石具分带特征;水平方向上从核部到边部依次发育多孔状石英-金红石、高级泥化带(明矾石-叶蜡石-高岭石-地开石-水铝石-Aluminum Phosphate and sulphates矿物)、泥化带(高岭石-伊利石-蒙脱石)。并得出以下几点认识:①后坑蚀变岩帽中明矾石短波红外特征吸收峰在1480~1491nm之间,以岩浆-热液成因的钾明矾石为主,含少量钠明矾石;②叶蜡石短波红外特征吸收峰在2167nm左右,分为两种成因:早期高级泥化阶段的绢云母经后期热液退变质蚀变而成以及早期高岭石经后期热液进变质作用形成;③蚀变岩帽根部的刚玉被后期热液蚀变形成绢云母,刚玉-绢云母蚀变带之下可能是黄铁绢英岩化带;④早期水铝石被后期热液蚀变形成地开石,代表了热液的多期次性;通过对比后坑蚀变岩帽与其他斑岩-浅成低温热液矿床(如Horse-Ivaal和Vuda等矿床)的蚀变矿物分带后,发现后坑蚀变岩帽蚀变矿物分带与这些典型矿床相似。本文认为后坑蚀变岩帽属于该成矿系统上部的浅成低温热液蚀变部分,其深部具有寻找斑岩矿床的潜力,同时提出浙东南其他发育在陆相火山岩中的蚀变岩帽也属于该蚀变系统,具有寻找斑岩型铜金矿床的较大潜力。

安徽庐枞盆地矾山酸性蚀变岩帽形成时代及其地质意义

酸性蚀变岩帽是岩浆热液流体和围岩在近地表相互作用的产物,是斑岩-浅成低温热液成矿系统的重要指标。发育在长江中下游成矿带庐枞盆地内的矾山酸性蚀变岩帽产出面积较大(>20km2)。前人对该酸性蚀变岩帽中的明矾石矿床的地质和地化特征进行了相关研究,但详细的年代学研究工作尚未开展。为精确厘定矾山酸性蚀变岩帽的形成时代,本文开展了明矾石40Ar-39Ar法和金红石原位U-Pb法定年。矾山酸性蚀变岩帽中明矾石共有三种类型:ⅠA型明矾石主要呈交代蚀变发生在热液蚀变早阶段,与石英、粒状黄铁矿或赤铁矿、少量金红石共生;ⅠB型明矾石形成于热液蚀变晚阶段,主要呈叶片状集合体充填在开放空间中,与石英、星点状赤铁矿、粒状金红石集合体共生,少量金红石和赤铁矿沿明矾石解理裂隙分布;Ⅱ型明矾石是表生明矾石,主要呈细粒集合体沿裂隙分布,与赤铁矿、高岭石、地开石共生。三类明矾石形成于不同环境下:ⅠA和ⅠB型明矾石形成于岩浆热液环境下,是大矾山明矾石矿区的主要产物;Ⅱ型细粒明矾石分布在矾山酸性蚀变岩帽的非明矾石矿区,是表生环境下的产物。ⅠA型明矾石的40Ar-39Ar定年的坪年龄为131±6Ma,代表了矾山酸性蚀变岩帽的形成时代。与Ⅱ型明矾石密切共生的金红石U-Pb定年结果为32.7±4Ma,在该期间,整个盆地内无岩浆活动发生,该年龄反映了矾山酸性蚀变岩帽经历表生氧化作用的时间。明矾石和金红石定年结果分别对应岩浆热液和表生明矾石的形成时代。在利用明矾石进行找矿工作时需先明确明矾石成因,矾山酸性蚀变岩帽中深成明矾石是下一阶段的找矿研究的基础。

安徽庐枞盆地酸性蚀变岩帽地质地球化学特征研究

酸性蚀变岩帽是浅成低温热液系统演化的产物,形成于酸性高氧化性流体的化学条件下;在高硫化型浅成低温热液金矿床中广泛发育,是该类矿床的显著识别特征。通过对酸性蚀变岩帽的野外地质特征、矿物共生组合和地球化学特征研究,能较好阐明浅成低温成矿热液系统的特征、性质、发生和发展演化及成矿作用过程。庐枞矿集区是长江中下游成矿带重要的矿集区之一,盆地内广泛发育以明矾石为特征蚀变矿物的酸性蚀变岩帽,面积超过30km^2,指示盆地内高硫化浅成低温热液系统的存在。目前为止,前期工作主要针对明矾石矿床地质特征和明矾石资源储量进行,该酸性蚀变岩帽的地质地球化学特征研究尚未开展。本次工作通过对酸性蚀变岩帽系统的野外采样、全岩地球化学分析和短波红外光谱测试分析技术(PNIRS测试)分析,确定其主要赋存在砖桥组火山岩中,组成矿物为石英、明矾石、高岭石、地开石,此外有少量绢云母、伊利石、珍珠陶土、叶蜡石、褐铁矿,极少数的叶腊石和黄钾铁矾等,在钻孔深部存在浸染状和半自形粒状黄铁矿。由于受到地表风化剥蚀和不同热热中心的影响,水平方向从矾山明矾石矿床向外围发育石英+明矾石带、石英+高岭石/地开石+明矾石带、石英+高岭石/地开石带、硅化带以及最外围的泥质带即高岭石±绢云母±伊利石带。根据酸性蚀变岩帽的矿物组合和主量元素特征,可将其分为三类:硅质蚀变岩、明矾石蚀变岩和粘土蚀变岩。硅质蚀变岩中SiO_2含量发生明显的富集作用,其余主量元素(K_2O、Na_2O、Al_2O_3、Fe_2O_3、P_2O5)含量显著降低;明矾石蚀变岩和粘土蚀变岩具有相似的地球化学特征,SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、P_2O_5元素含量范围变大,K_2O和Na_2O含量降低,且Na_2O降低更加明显;而钛为不活泼元素,在岩石发生蚀变过程中TiO_2含量变化很小。矾山地区的酸性蚀变岩帽的产状、蚀变类型、地球化学特征受构造和地层的双重控制。

福建南部大矾山蚀变岩帽的明矾石特征及其找矿指示

含明矾石蚀变岩帽是斑岩-浅成低温热液成矿系统顶部的标志性蚀变,但关于其找矿指向性矿物——明矾石的特征系统地研究不够,特别是如何通过明矾石矿物学特征有效判断蚀变岩帽下伏的成矿潜力,是目前的难题。中国东南沿海地区已探明了以紫金山金-铜矿床、大矾山蚀变岩帽为代表的多个大型斑岩-浅成低温矿床和含明矾石蚀变岩帽,是探讨该问题的理想对象。文章以大矾山蚀变岩帽(面积约8 km^(2))为研究对象,利用短波红外光谱、电子探针、X射线衍射等技术分析手段,开展明矾石的矿物组合、类型和波谱等方面研究。结果表明,大矾山蚀变岩帽主要蚀变矿物为石英、明矾石、叶腊石、地开石、高岭石、白云母及少量蒙脱石,具有蚀变分带特征,中间主要为石英-明矾石-地开石和地开石-叶腊石蚀变带,南部主要为白云母化-蒙脱石蚀变带,北部为高岭石-白云母蚀变带。研究区的明矾石全为钾质明矾石,按晶形可分为粒状、叶片状和纤维状3种类型,明矾石颗粒普遍发育环带,暗示其形成过程中流体具脉冲式特征。明矾石的短波红外特征吸收峰在1477.69~1479.98 nm之间,具有从东南向西北逐渐变大的趋势,反映出热源可能位于西北部。结合区域地质背景,笔者认为大矾山蚀变岩帽是典型的酸性蚀变岩帽,该区的西北部靠近热源中心,其深部沿断裂带具有寻找浅成低温热液铜(金)矿床的潜力。