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1、5独玉矿床成矿期及成矿模式研究摘要：本文从独玉大地构造背景分析入手，依据其形成条件，着重探讨了独玉矿床的成矿期各阶段特征，试图建立新的独玉矿床的成矿机理和过程成矿模式，并在此基础上提出了独玉的找矿方向和找矿标志。关键词：独玉矿床；研究现状；成矿期；成矿模式；找矿标志独玉矿床位于华北板块与华南板块之间的秦岭造山带上，因而，它与造山带的形成和演化密切相关，控制着成矿构造背景、成矿物质来源、成矿条件以及后期改造的关键性因素。前文我们对独玉的成矿大地构造背景进行了深入的分析1，认为自华力西期秦岭洋洋壳开始和华北板块碰撞并俯冲其下，致使部分板块熔融形成岩浆上升喷出地表，在洋壳区大量玄武岩喷发形成一系列火
2、山岛弧，并发生以独山岩体为代表的岛弧型火山活动，奠定了独玉形成的物质基础。本文从独玉的成矿大地构造背景分析入手，力求揭示其成矿物质基础，进而依据独玉矿床成因条件，着重探讨独玉矿床的成矿期各阶段特征，试图建立新的较为合理的独玉成矿模式。在此基础上提出了独玉的找矿方向和找矿标志。1 独玉矿床成因机理研究现状关于独玉成分和成因研究过去有多种观点。1936年李学清认为2独山岩体为角闪岩，绿玉成分定为角闪石和斜长石，白玉成分为（钙）斜长石；我国一些地质工作者一直认为独玉为次生石英岩。1960年，ASchuller 将独山岩体归属纳长翡翠岩，并认为是中国研究最详细的翡翠矿床，原生纳长石在某种程度上已变成翡
3、翠。而今大多数地质工作者认为独玉的矿物成分主要为斜长石和黝帘石，独山岩体为一辉长岩构成的孤山。近年来，对独玉矿床成因机理的研究有了新的进展。1989年，张建洪等3提出，独玉以高钙、高铝、贫硅为特征，以纯钙长石（An95）为主要矿物成分。1985年，以李劲松为代表的河南地调四队的地质工作者认为4斜长石和围岩辉长岩及后期岩浆活动，是形成玉矿的物质基础，构造裂隙的控制作用是玉石形成的重要因素，而热液交代作用是玉石生成的主导因素，且是多期热液作用的结果。热液来源可能是后期辉石岩、煌斑岩岩浆期热液，成矿温度（测试样品为164C）和压力较低。19901992年，邓燕华等5对不同品种、不同成矿阶段玉的成分、
4、粒度及斜长石牌号作了详细研究，并从野外产状，独山岩体和玉石成岩成矿阶段，玉石形成温度，岩体和玉石稀土配分曲线等分析结果，认为独玉是斜长岩浆期后热液，在350430C及低压下充填交代辉长岩和斜长岩裂隙沉淀而成，是高中温热液矿床，并利用Lark等及Naldret 等划出深度和温度图，建立了独山成岩成玉模式。笔者自1986年以来，数十次亲临独玉矿区，实地勘查调研获得了大量第一手资料，后经室内整理、测试和综合分析，并结合前人研究成果，提出了独玉矿床的成因机制（1997年）6。笔者也认为，辉长岩和斜长岩是形成玉石的物质基础，断裂和次级裂隙为主要控矿构造，断裂变动和热液脉动是其动力，多期多阶段高中温热液蚀
5、变是形成多色玉石的因素，压力（低压）使玉脉定向分布，最后独山东西两侧断裂使岩体“仰冲”抬升，独玉矿体形成。研究得知，独玉矿床是多种成矿物质、多种成矿作用、多次成矿阶段条件下所形成的，笔者将其归属于多成因矿床类型，即断裂热液变质矿床。2 独玉矿床成矿期阶段划分由于多期，多阶段构造岩浆的叠加改造，独玉成矿年龄是目前尚未搞清的重大问题之一。邓燕华测定了岩体和独玉的KAr同位素年龄值，其中天蓝玉中的络云母338.67Ma，为海西期；辉石岩中的角闪矿物为437.92Ma，相当于加里东晚期；黑云母569.31Ma，属加里东早期。并认为这都是玉石后期蚀变年龄。笔者认为，这些矿物既可能来源于原岩，又可能来源于
6、矿体，还可能来源于长期火山活动中的深部分异产物，因而可能真正代表成岩年龄的是338.67Ma，这是因为在区域上与独山岩体相似的二龙岩体为321383Ma。综合分析表明，独山基性岩体形成于加里东期华力西早期的秦岭洋。独山玉矿床产于华北、华南板块之间的秦岭造山带上，形成机理为动力变质作用，属中高温热液矿床。其形成与造山带的构造发展密切相关，现将其成矿作用分为以下几个阶段。21 成岩期211 独山岩体的形成秦岭造山带在未发生碰撞造山之前，可能存在小陆块和岛弧。从古生代，秦岭洋处于扩张期，因此，火山活动频繁，这些火山岩浆活动形成橄榄质科马提岩的辉石岩、辉长岩等。从加里东晚期华力西早期开始，由于华北板块
7、和华南板块相向运动，秦岭洋开始关闭，伴随之洋壳沉积物加厚，同时随着地幔岩浆分异作用的进行，其粘度加大，岩浆直接上升到洋底的通道被堵塞，于是便在深部形成岩浆房，7伴随俯冲作用的进行，同时在构造作用下沿断裂带上升，并充填在辉石岩体内形成斜长岩。最终形成了以辉石岩、辉长岩为主的岩体。212 独山岩体形成的定位至华力西未印支期，随着秦岭洋开始关闭，造山带逐步形成。独山基性岩体形成时可能有一定的深度，属于秦岭洋洋壳的一部分。在印支造山运动期间，伴随造山作用进行，逐步形成众多的断裂构造带，有的断裂带可能断至上地幔，这些断裂带（包括朱夏断裂带）将基性火山岩分割为片状的或块状的岩体。有的岩体被俯冲到地壳深部，
8、有的则被逆冲断层所抬升。结果使部分基性岩体抬升至地表或近地表，形成不连续的孤立的岩体独山岩体（如图1）。独玉矿所在的位置属于秦岭造山带中的桐柏大别山亚带，处在构造运动强烈的地区，发生强烈挤压作用、断裂作用等。同时沿断裂带发生动力变质作用，形成一系列动力变质岩。另外，还产生众多的断裂裂隙带，为同期F1 青岛五莲断裂：F2 喜山响水断裂 图1 中生代苏北胶南碰撞造山模式示意图22 动力变质期成玉提供了空间和热液通道。由于岩石遭受较强的动力变质和热液作用，岩石普遍具碎裂岩化，次闪石部分呈针状、放射状集合体，基性斜长石部分生成粒径为10.50.05毫米的细粒斜长石。在断裂带上，岩石普遍发生糜棱化、片理
9、化及强烈蚀变现象，平面上呈带状延伸。其次分布于岩体次级断裂带内。岩石呈灰绿色，糜棱结构，片状构造，眼球状构造，矿物成分随原岩成分不同而异。伴随构造活动和后期脉岩的侵入，辉长岩体受变质热液作用和岩浆期后热作用而普遍发生变质作用。主要是次闪石化、钠黝帘石化、蛇纹石化及绿泥石化等。23 热液作用期独山玉是多期热液作用的产物。根据岩石蚀变特征，说明热液作用变遍存在。优质玉具明显的熔蚀交代结构，交代残余结构。斜长石熔假冒成浑圆状、椭圆状，玉石与辉长岩呈渐变过渡关系，有的接触界线不平直。同时细小颗粒的斜长石，针状次闪石略呈定向分布，斜交或直交脉壁，并可见有斜长石指向玉脉的流动构造。其流动方向与交接面呈一定
10、角度。多色玉呈现平行脉壁排列的不同颜色 的条纹与条带，反映了玉石形成过程中的液态流动作用。所以，热液作用是玉石形成的主导因素。在动力作用下，岩石首先发生破碎和磨细，之后或同时变质热液在压力梯度驱使下，沿棱角状斜长石粒间孔隙渗透。在发生变质作用的物化条件下，斜长石颗粒与深液处于不平衡状态下，颗粒接触处受压力大，促使棱角状斜长石溶解，斜长石组份达到过饱和时，重结晶为细小的斜长石而形成最初期的玉石。热液来源，可能是动力变质热液或后期脉岩所带来的热液。由于岩体中电气石和石英脉的出现，特别是发现矿区内西北部和北部及个别钻孔的深部有大片华力西期末燕山期的花岗岩。因此华力西期、燕山期花岗岩岩浆热液是成玉的主
11、要热源。由于玉脉有互相穿插的现象，说明玉石的形成为多期热液作用的结果。由于华力西末期燕山期花岗岩浆热液的进一步交代蚀变，部分钙长石蚀变成黝帘石，黑云母蚀变成白云母等。含斜长石成分的后期热液沿断裂裂隙上升，并在辉石岩、辉长岩和斜长岩的构造裂隙中充填交代，在大约350500C条件下形成独山玉石，玉石成分以钙长石为主，含少量交代残留体拉长石和培长石，随着热液从早期到晚期，由于热液从围岩中淋滤出的Ca、Cr、Fe、和 Ti 等主要元素和微量致色元素的增加，玉石颜色发生无色白色绿色紫色兰色等变化。在印支期的造山运动及构造断裂作用下，第一期蚀变后的辉长岩体在后期构造运动及岩浆活动的联合作用，热液沿辉长岩体
12、的断裂裂隙侵入上生，对已形成的糜棱岩（玉石）进一步发生交代和蚀变作用并带走部分杂质，使玉石进一步优化。24 次生变化期独山玉的主要成分斜长石经后期热液及变质作用，进一步发生次生变化，形成一系列次生矿物，如黝帘石，斜黝帘石，绿帘石，珍珠云母，钙蒙脱石等。这些矿物说明原岩及后期交代热液都是比较基性的。含钠较高的矿物如硬玉、钠铬辉石则未见，而翡翠矿床则富含这些矿物。另外热液体还可带走某些物质，使有些斜长石已接近“纯”钙长石。3、独玉的成矿机理（模式）基于上述研究，河南南阳独山玉的成矿机理（模式）可归纳为：河南南阳独山玉的成矿作用与秦岭造山带密切相关，可以说它实际上就是秦岭造山带构造演化的直接产物。其
13、机理和过程大致如下。（1）秦岭造山带在未发生碰撞造山之前，为一大古洋板块，我们暂称它作秦岭洋板块，该大洋板块上可能存在小陆块和岛弧。在元古代至早古生代，秦岭洋处于扩张期，扩张期有洋中脊火山活动。继后秦岭洋板块又向华北大陆板块单向俯冲，又可形成许多火山岛弧。因此，在整个秦岭洋开与合过程中，火山活动频繁，这些火山岩浆活动形成橄榄质科马提岩和辉石岩、辉长岩等。晚加里东早华力西期开始，由于华北板块和华南板块相向运动，秦岭洋开始关闭，伴随之洋壳沉积物加厚，同时随着地幔岩浆分异作用的进行，其粘度加大，岩浆直接上升到洋底的通道被堵塞，于是便在深部形成岩浆房，岩浆房又分异出辉石、辉长和斜长岩浆。南阳岩体就是这
14、种背景下形成的，南阳岩体的形成为独山玉的成因准备了必要的物质基（2）伴随俯冲作用的进行，构造作用同时加剧，首先是辉石岩浆上升到一定位置形成辉石岩体。然后斜长岩浆也在构造作用下，沿断裂带上升，并充在辉石岩体内形成斜长岩。（3）含斜长石的后期岩浆热液沿断裂裂隙上升，并在辉石岩、辉长岩和斜长岩的构造裂隙中充填交代，在大约350C500C条件下形成独山玉石。玉石成分以钙长石为主，含少量交代残留体拉长石和培长石。随着岩浆热液从早期到晚期，岩浆热液将从围岩中淋滤Ca、Cr、Fe 和Ti 等主要元素和微量致色元素增加，玉石颜色从无色白色绿色紫色蓝色等。斜长石的排号从An97An100 。（4）由于燕山期花岗
15、岩浆热液的进一步交代蚀变，部分钙长石蚀变成黝帘石，黑云母蚀变成白云母等。河南南阳独山玉矿的成矿模式见图如下。图2 独玉成矿过程示意图从上述三点出发，并结合河南南阳独山玉矿的特征，笔者认为，独玉矿找矿总的方向是：沿秦岭造山带（或板块碰撞造山带）找矿。在此前题下，下列几点最为重要，可作为独山玉矿的找矿标志。（1）造山前的洋底火山活动（包括大洋脊火山活动、岛弧火山活动和相关岩浆侵入活动等）较为发育。相对应形成一系列火山岩和岩浆岩，对独山玉矿，主要是辉长岩、辉石岩和斜长岩。它们是独山玉矿成矿的源岩。（2）强烈的构造作用，特别是构造挤压作用。（3）压性构造岩发育，特别是糜棱化。（4）有后期岩浆热液作用叠加。（5）岩性标志：辉长、斜长岩体。由于玉石多产于辉长碎裂岩中，因此辉长碎裂岩带及糜棱化辉长岩带及糜棱化辉长岩带中均可含矿。（6）构造标志：玉脉主要产于挤压破碎带内侧次一级张裂隙中，形成玉脉密集带或脉群。（7）围岩蚀变标志：黝帘石化强烈地段易于含矿。当黝帘石含量大于5%时，玉脉分布较密集。（8）矿物标志：单斜辉石残体基本不见，原生斜长石具破碎重结晶，针状次闪石含量较多，并有少量不规则粒状透辉石，黝帘石多为细柱状。黝帘石含量大于5%，为含玉标志矿物。另外，部分独山玉中含有地质环境标志矿物榍石，种矿物是在地体受中高温压条件下形成的。（9）微量元素值：含玉岩石中微量元素Fe、Cr 值较高。
