江西大吉山石英脉型黑钨矿床“五层楼”垂直形态分带动力学机制

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南岭地区石英脉型黑钨矿床“五层楼”垂直形态分带是我国地质工作者在20世纪60年代提出的经验矿床模式,在随后的科学研究和找矿实践中发挥了重要的指导作用。然而,这一经验模式的形成机理至今未得到系统地阐明。本文选取江西大吉山石英脉型黑钨矿床为研究对象,综合矿脉形态分形分布、构造分析、数值模拟实验等手段,对该钨矿垂直形态分带形成的动力学机制取得如下认识。脉幅和脉间距分形分布表明,大吉山钨矿垂直形态变化规律是:含矿脉体向下逐渐变厚且变得更加稀疏。大吉山钨矿深部含钨石英脉主要受石英脉的脉体生长率控制,新脉体的成核作用受到抑制。这种脉体生长机制有利于深部形成大脉。大吉山含矿脉体的生长机制与成矿时的应力场和成矿流体耦合作用密切相关。脉幅和脉间距分布不仅定量描述了该钨矿含矿脉体的垂直形态变化规律,也较好地揭示垂直形态分带的分形生长机制。流体流动数值模拟实验表明NWW向陡倾节理是最重要的控矿构造。这些陡倾节理区的几何形态与渗透能力显著影响成矿流体聚焦流动的位置和聚焦水平。节理区的高横纵比或高渗透比有利于成矿流体聚焦于深部,为深部形成大脉和成矿提供必要非充分条件。NWW陡倾节理的形成与华南区域构造演化和多期次花岗质岩浆侵位有关。高压流体在节理区瞬态流动速极快,流动属于非达西流。成矿流体瞬态流动数值模拟表明,大吉山高压成矿流体对低孔隙度围岩的静水压缩作用有效地降低围岩渗透率,有利于深部形成充填构造和大脉。这种静水压缩机制还会抑制成矿流体与围岩的水岩反应,促进成矿流体在节理区聚焦流动和成矿元素从源区向成矿就位场所的高效率输运,但造成深部围岩蚀变弱于浅。这种流体对围岩的静水压缩作用可能是大吉山钨矿床成矿效率非常高和深部围岩蚀变很弱的一个重要原因。大吉山石英脉型钨矿床的成矿定位模式是:容矿构造是在先存裂隙基础上、由高压岩浆流体主导的产生的水力断裂构造,区域应力场控制这些断裂的走向。这种定位模式是由特定深度下的构造、应力场与流体相互作用所控制的。大吉山钨矿床的形成与岩浆热液过渡阶段高压流体、应力场、构造、围岩的岩性等多种因素有关。这种多重因素的控制是南岭地区这一类矿床形成独特的“五层楼”分带的关键。
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