大地构造与成矿学GEOTECTONICA et METALLOGENIA1999年 第23卷 第4期 Vol.23 No.4 1999

海南岛中生代地洼期构造与金银多金属成矿特征

龙文国

摘要:海南岛地洼活动始于二叠纪末,白垩世达到剧烈期。经历了基性—中性,中—酸性岩浆喷发及侵入和基性岩浆活动三个阶段。时空分布由南向北迁移。区内发育四种金、银、多金属矿床:(1)多因复成型;(2)隐爆角砾岩型;(3)热液型;(4)矽卡岩型。矿体产于断裂构造内,与酸偏碱性侵入岩相伴生。
关键词:地洼活动;金银矿床;多金属矿床;海南岛
中图分类号:  文献标识码:A  文章编号:1001-1552(1999)04-0308-07

CHARACTERISTICS OF MESOZOIC DIWA TECTONICS AND AuAg POLYMETALLIC DEPOSITS IN HAINAN PROVINCE,CHINA

LONG Wen-guo
(Bureau of Geology & Mineral Resources of Hainan Province,Haikou 570206,China)

Abstract:The activity of Mesozoic diwa tectonics in Hainan Island is believed to begin in Late Permian with its maximum-mobility period from Early Jurassic to Early Quaternary and displays three stages of magmatic evolution which began with basic-intermediate magmatism,succeeded by extensive acid eruption and intrusion,and ended with basic magmatic activity.
  Four kinds of Au-Ag polymetallic deposits have been found,namely the polygenetic compound deposit,the crypto-explosive breccia deposit,the hydrothermal deposit and the skarn deposit.The ore bodies occur in fractures of the host rock,accompanied by meta-alkalic acid intrusion.
Key words:Diwa activity;Au- Ag deposit;polymetallic deposit;Hainan Island.

0 前言
  前人利用多种大地构造学观点对海南岛古生代以后大地构造活动和成矿特征进行过不同的描述。其中较主要的观点有:①加里东地槽(褶皱带)是华南加里东地槽的延伸部分,其南部的三亚地区则属于南海地台的西北缘[1964,广东省地质局区测队];②晚古生代存在海西地槽[1977,袁奎荣等;1978,陈炳蔚];③晚古生代发育大陆裂谷[1991,夏邦栋等];④地洼活动始于二叠纪末[1991,中科院长沙大地所海南课题组;1977,邹和平]。
  自八十年代以来,伴随着1:5万区调工作的进行与大比例尺成矿预测的开展,陆续于岛内发现了众多的大、中、小型金银多金属矿床。本文根据地洼学说观点,对中生代地洼岩浆岩时空分布和岩性演化特征,及典型金、银、多金属矿床成矿规律进行分析,阐明海南岛地洼构造与金银多金属矿化特征。

1 区域地质概况
  该地区地壳演化经历了四个阶段:前地槽阶段(>14.2亿年),这个阶段形成的地层包括中元古界。主要为中酸性火山岩、火山碎屑岩、硬砂岩等。这个阶段形成的岩石经区域变质作用形成结晶基底;地槽及前地槽阶段(14.2~4.09亿年),此阶段形成的构造层包括上元古界至下古生界。主要为中酸性火山岩、火山碎屑岩、海相陆源碎屑岩、碳酸盐岩及中基性侵入岩等。火山岩、碎屑岩、侵入岩形成金、银矿源层;地台阶段(4.09~2.50亿年),此阶段形成的构造层包括上古生界。为一套滨浅海海相碎屑岩—碳酸盐岩沉积。部分基底断裂持续活动,有利于多金属矿富集成矿;地洼阶段(<2.50亿年),形成的构造层包括中、新生代地层,大规模的是基性—中酸性—陆相火成岩喷发和侵入,心肝及碎屑岩沉积,形成了一些陆相火山岩、碎屑岩地洼盆地和断裂浆岩带。
  东西、北东—北北东向深大断裂构造形成于地槽阶段或地槽—地台过渡阶段,具长期多次活动特点,控制本区地质构造发展。对中、新生代岩浆活动起着明显的控制作用,控制断陷盆地的发育、演化,以及喷发岩(浆)带的分布(图1)。

图1 海南岛地洼期火山岩活动与金银多金属矿分布图
1-地洼期陆相碎屑岩盆地;2-地洼期陆相火山岩盆地;3-新生代玄武岩;4-地洼期主要金银多金属矿床
Fig.1 Sketch map showing the distribution of volcanic activity and Au-Ag polymetallic deposits in diwa period in Hainan Island

2 地洼阶段构造特征
  海南岛地洼活动始于二叠纪末[1991,中科院长沙大地所海南课题组],以大规模岩浆活动、断裂活动,形成陆相火山岩、陆相碎屑岩地洼盆地为特征。
2.1 构造型相
  早三叠世于局部地区有山间盆地沉积。自燕山运动以来,块断型造山—造盆作用是其特色。燕山早期(J)全区地壳隆起;从燕山晚期开始,拉伸作用逐渐加强,在白垩纪时形成了阳江、同安岭、白沙等多个内陆断陷型地洼盆地。
  地洼构造以NE-NNE为主,同时受基底EW向、NE-NNE向断裂影响(图1),形成了NE向断陷和拗陷(串珠状的断陷盆地),沉积了中生代陆相火山岩、碎屑岩等地洼沉积建造(图1、图2)。

图2 海南岛中生代地洼期陆相火山岩盆地剖面图
Ⅰ-琼海阳江盆地;Ⅱ-三亚同安岭盆地;S1t-陀烈组海相碎屑岩;K1l-鹿母湾组碎屑岩夹凝灰岩;K2b-抱万组碎屑岩;K1ll-六罗村组酸性火山岩夹中性火山岩;K1t-汤他大岭组中酸性火山岩;K1lk-岭壳村组中酸性、酸性火山岩;γ4-5-海西、印支期花岗(闪长)岩;γδ35-燕山期二长花岗岩、花岗闪长岩;γ35-燕山期花岗岩
Fig.2 Cross sections showing the continental volcanic basins in the Mesozoic diwa period in  Hainan Island

  各种级别地洼盆地具有许多共性(图1,2):(1)南东侧隆起,北面侧下降;(2)盆地内地层走向NE-NNE,倾向北西、北,从南东向北西,沉积地层越来越新;(3)南东侧地洼沉积建造同下伏地层或侵入岩以不整合接触;(4)盆地两侧为岩浆岩侵入所形成的地穹隆起带。岩体大多为复式岩体。如阳江盆地西侧为海西-印支期花岗岩(γ4-5)、燕山早期花岗岩(γ25);白沙盆地东侧为海西-印支期花岗岩(γ4-5)、印支期花岗岩(γ15)、燕山期花岗告、花岗闪长岩(γ25、γ35);(5)沉积物由大量火山喷发逐渐过渡为陆源碎屑岩:六罗村组(K1ll)→汤他大岭组(K1t)→岭壳村组(K1lk):以裂隙—中心式火山喷发为主;鹿母湾组(K1l)→抱万组(K2b):以陆源碎屑岩沉积为主。
2.2 地洼型岩浆建造与沉积建造
  地洼阶段陆相火山岩建造、陆相碎屑岩建造在空间上,从早至晚,按构造发展顺序,形成了不同的岩浆(岩)建造及沉积建造,可分为三个阶段。
2.2.1 早期(初动期)阶段(T~J)
  自印支期(T)开始,全区地壳隆起,形成了三叠纪、侏罗纪时的岩浆岩隆起带。部分地带发育小型断陷盆地,沉积了陆相碎屑的类磨拉石建造。
2.2.2 中期(激烈期)阶段(K)
  自燕山晚期开始,拉伸裂陷作用逐渐加强,在白垩纪时形成了阳江、同安岭、白沙等多个内陆断陷盆地,堆积了一套以杂色碎悄为主的类磨拉石建造。岩浆活动与断裂活动同时加强,中酸性岩浆沿深大断裂侵入,构成构造岩浆岩带,并有基性岩脉发育。部分岩浆在地洼构造与深大断裂共同作用下上升喷发,形成火山岩盆地。
  中期阶段的岩浆活动范围广、强度大、断裂活动加强,代表地洼活动的剧烈期。
2.2.3 晚期阶段(E~Q1
  以强烈的玄武岩喷发为特征,基本上分布在王五—文教深大断裂一线以北地区。代表地洼活动的余动期。
  地洼时期每期的岩浆喷发作用都伴随同源同岩性侵入岩。侵入岩往往与深大断裂一起构成EW向、NE-NNE向“构造岩浆岩带”。资料表明,地洼时期岩浆岩SiO2、K2O+Na2O含量由低向高演化。特别是地洼活动剧烈期,全岩K2O含量高,K2O/Na2O>0.5,大多数岩浆岩Al2O3/K2O+Na2O+CaO<1.1(一般<1.0),在AFM图上显现出钙碱性系列的演化趋势。富钾硅、贫钙镁,成矿元素Au、Ag等丰度值高,伴随金银矿化作用。岩浆岩稀土元素特征为富含轻稀土元素、且轻重稀土分镏程度好;铕异常值高,多具负铕异常。反映岩浆岩大多数形成于较深的壳层,可能属壳源重熔或同熔型花岗岩,可能是中元古代结晶基底岩系重熔而来。

3 地洼期金、银、多金属矿床
  海南岛前地洼阶段(前地槽—地台)经过长期的复杂的地壳活动,发生多次的Au、Ag、多金属矿化作用,形成了长城系抱板群枕村组、峨文岭组,奥陶系南碧沟组、志留系陀烈组等Au、Ag、多金属元素丰度值高的矿源层,以及海西—印支期中基性酸偏碱性花岗岩类等矿源岩。
  地洼阶段强烈的构造、岩浆作用,使前地洼构造层(特别是加里东构造层)局部重熔或同熔,使Au、Ag等成矿元素活化、迁移、富集产生大量的Au、Ag、多金属矿化(图1)。
3.1 Au、Ag、多金属矿床分布规律
  矿床多分布在地洼期断陷盆地(地洼)与地洼期岩浆岩隆起区(地穹)的过渡带上、岩浆岩隆起带的构造发育部位(隆起带中构造脆弱地带)、前地洼阶段地层与地洼期岩浆岩隆起接触带中地层一侧。
  Au、Ag、多金属容矿空间为东西向、北东-北北东向深大断裂带的次生断裂构造和火山机构。
3.2 典型的Au、Ag、多金属矿床
  根据地洼期Au、Ag、多金属矿化作用的控制因素及特征,可以划分出四种主要矿床类型:Ⅰ—多因复成型;Ⅱ—隐爆角砾岩型;Ⅲ—热液型;Ⅳ—矽卡岩型。
3.2.1 多因复成型
  此类矿床以乐东抱伦金矿为代表。金、银矿体产于早古生代志留纪陀烈组地层中。矿区北西侧为燕山期的中酸性花岗岩,南东侧以断层与白垩系鹿母湾组(K1l)和抱万组(K2b)分界。断裂构造以东西向、北东向为主,是导矿构造,次级北西向断裂为容矿构造。
  陀烈组为一套浅变质的、海相陆源的细碎屑岩、岩性主为板岩、干枚岩类,部分岩层中含碳、局部夹灰岩透镜体。
  矿体在陀烈组变质岩中呈脉状、透镜状、细脉浸染状,多为成群盲矿体。部分小矿体分布与变质岩岩层协调一致。所以变质岩中早期有一期金属矿化作用,表现为变质岩某些岩石中成矿元素富集形成矿源层,某些部位形成矿体。燕山晚期强烈构造作用和岩浆侵入作用,为成矿元素元素的活化、迁移和富集提供了热源和空间通道。
  矿体及蚀变分带明显,自中心向外,依次为含硫化物的石英脉—含细脉浸染状硫化物蚀变岩—绢云母化、绿泥石化、硅化蚀变岩—未蚀变围岩。
  主要金属硫化物有方铅矿、黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、褐铁矿等,金银独立矿物主要为银金矿、独立金。独立金呈自形—他形粒状结构、浸染状构造,多呈细粒—微细粒,局部可见粗粒—巨粒金,金粒径大小一般0.05mm,个别0.2~0.3mm。
  脉石矿物有石英、绢云母、绿泥石、长石,方解石等。
  抱伦金矿成矿特征:早古生代陀烈组地层为矿源层,燕山晚期中酸性侵入岩为矿源岩提供热源。地槽期褶皱、地洼期断裂为容矿构造。地槽期金、银矿化为变质热液矿化,地洼期则属中温岩浆热液矿化。二者叠加部位矿化最好、厚度大、品位高。
  抱伦金矿现(1998)已控制表内C+E级黄金储量度20余吨。并在进行边采边探,经济效益非常可观。
3.2.2 隐爆角砾岩型
  此类矿床以琼海烟塘铜钼矿床为代表。围岩为燕山晚期的花岗闪长岩、花岗闪长斑岩。矿体产在NNE向断裂带内的隐爆角砾岩中。经分析燕山晚期花岗岩含水量、Cu、Mo丰度值高,与矿石具同源性。
  矿体与NNE向断裂带内的隐爆角砾岩有关。岩体呈似菱形状,南北稍长,上大下小,整体上向西倾。矿石多分布在硅角角砾岩中。矿石矿物有黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿,多呈浸染状分布于岩石中。脉石矿物有石英、长石、绢云母、绿泥石。围岩蚀变有:黑云母化、绢云母化、石英化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化等。据蚀变矿物组合和蚀变强弱程度,可将蚀变岩石划分为黑云母化带、绢云母化带和青盘岩化带。
  琼海烟塘铜、钼矿床成矿特征:燕山晚期花岗闪长岩富含Cu、Mo成矿元素,沿断裂带上侵,在地表附近暂时封闭环境下稳定,由于挥发份积聚,内压大于外部围岩发生爆破作用,形成爆破角砾岩。促使硫化物沉淀。经多次“封闭—隐爆—沉淀—封闭”,形成含矿复式角砾岩矿体。
  由上述分析可知,深部温压较高,容易形成中温矿物组合和Cu、Mo等贱金属矿体。
3.2.3 热液型
  此类型矿床又可划分出两个亚类,即陆相火山热液型和岩浆热液型。
  (1)陆相火山热液型以琼中南改金矿为代表。矿体赋存于下白垩统六罗村组流纹质含砾凝灰岩中。多呈脉状、细脉浸染状。走向NNW,倾向北东,倾角40°~47°。
  六罗村组岩性主要为流纹质火山岩,下部夹少量玄武岩和安山岩。与之伴生的花岗斑岩经分析与矿石同源。火山岩和花岗斑岩成矿元素Au等丰度值高,为矿源岩。
  矿石组合为:镜铁矿、黄铁矿、自然金、石英。自然Au呈不规则粒状分布于黄铁矿微裂隙或晶间。围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、绿帘石化。
  南改金矿的成矿特征是:中生代火山岩提供成矿物质,同期的富碱硅小岩体提供物源、热源,促使Au、Ag、Pb、Zn等活化、迁移、富集到地洼期的断裂带中,并于其次生的构造及火山机构中沉淀成矿。
  (2)岩浆热液型以琼中乌石金矿为代表。矿体产于燕山早期中粒斑状黑云母钾长花岗岩中,呈脉状、透镜状、细粒浸染状。经分析燕山早期的中粒斑状黑云母钾长花岗岩含Au丰度值高,为矿源岩。矿体走向NE-NNE,倾向北西,倾角多大于60°。
  矿体及蚀变分带明显,自中心向外,依次为含硫化物的石英脉→含浸染状硫化物糜棱岩或糜棱岩化蚀变岩→绢云母化、绿泥石化、硅化蚀变岩→未蚀变围岩。
  主要金属硫化物黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、褐铁矿等,金银独立矿物主要为银金矿、独立金。独立金呈不规则粒状分布于黄铁矿微裂隙或晶间。
  乌石金矿的成矿特征为:燕山早期中粒斑状黑云母钾长花岗岩富含Au元素,为成矿提供热源、热液流体及成矿物质。地洼期深大断裂(东西向、北东向)控制区域性岩浆岩隆起带。地洼构造多次活动,促使Au元素活化、迁移、富集到地洼期断裂带中(导矿构造),次级的构造成为成矿元素有利的沉淀场所(容矿构造)。
3.2.4 矽卡岩型
  此类矿床以三亚六罗村Au、Ag、多金属矿床为代表。
  矿体产于燕山晚期细粒斑状黑云母钾长花岗岩与志留系陀烈组地层的接触带上,志留纪陀烈组地层中。矿区北侧为燕山晚期花岗岩,南侧为中生代火山岩盆地。
  经分析志留系陀烈组中富含钙质岩石、燕山晚期花岗岩以及与之伴生的花岗斑岩、石英斑岩中Au、Ag、多金属元素丰度值高,为矿源岩。
  矿体多呈脉状、细脉浸染状,矿体走向NE,倾向NW或SE。矿体及蚀变分带明显,自中心向外,含硫化物石英脉—含细脉状、浸染状硫化物的矽卡岩(石榴石矽卡岩、阳起石矽卡岩)—绿泥石化、阳起石化、绿帘石化、大理岩化、石榴石化蚀变岩—未蚀变围岩。
  主要金属硫化物为:闪锌矿、方铅矿,次为黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿。独立金银矿物为银金矿、独立金。独立金呈不规则粒状分布于黄钛矿裂隙或颗粒间。脉石矿物主为石英、方解石、绿泥石、绿帘石等。
  六罗村金矿的成矿特征为:燕山晚期的花岗岩为成矿提供物源、热源、热液流体,使成矿元素活化、迁移、富集至地洼构造的次级断裂中而沉淀。

4 地洼期金、银、多金属成矿规律
  (1)空间分布沿深大断裂分布,深大断裂为导矿构造,次生断裂为容矿构造。断陷盆地与岩浆岩隆起区接触带附近,岩浆岩隆起带中的构造脆弱部位均为成矿有利地段。
  (2)矿源岩(层)前地洼阶段形成的地层,经变质热液作用,部分地带成矿元素得到一定富集。
  地洼阶段富K、Si,贫Ca、Mg小岩体为矿源岩,提供成矿物质来源。
  (3)Au、Ag、多金属矿床可分为四种类型:Ⅰ—多因复成型;Ⅱ—隐爆角砾岩型;Ⅲ—热液型;Ⅳ—矽卡岩型。前地洼期地层与构造岩浆岩隆起带(地洼期)接触带上容易形成多因复成型、矽卡岩型矿床;地洼期断陷盆地与岩浆岩隆起带接触带附近容易形成陆相火山热液型矿床;地洼期岩浆岩隆起带中某些构造脆弱地带容易形成岩浆热液型、隐爆角砾岩型矿床。

5 结论
  (1)海南岛地洼活动始于三叠纪初期,以局部的基性—中性岩浆侵入为特征;白垩纪达到剧烈期,以中性、中酸性岩浆大规模喷发、侵入为特征,是主要的Au、Ag、多金属成矿阶段;第三纪、第四纪为地洼余动期,以玄武岩喷发为特征。
  (2)受东西向基底断裂、中生代断层和岩浆上隆影响,地洼活动形成断陷盆地。
  (3)前地洼期地层分布区、中生代断陷盆地与岩浆岩隆起区不整合接触附近,是Au、Ag、多金属矿化发育部位。
  (4)地洼激烈期的酸偏碱性小岩体Au、Ag等成矿元素丰度值高,与矿石具同源性,为成矿提供部分物源及热源,断裂构造则为导矿和容矿构造。
  (5)地洼活动所形成的Au、Ag、多金属矿床按控矿因素及成矿特征可划分为四大类:Ⅰ—多因复成型;Ⅱ—隐爆角砾岩型;Ⅲ—热液型;Ⅳ—矽卡岩型。
  本文在成文过程中,得到了海南地矿局丁式江博士的悉心指导与帮助,在此致谢。

作者简介:龙文国(1967-),男,工程师,1989年毕业于河北地质学院.现从事区域地质与矿产地质调查工作.
作者单位:海南地矿局,海南 海口 570206

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收稿日期:1998-11-16;改回日期:1999-11-25