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小秦嶺東闖金礦構造控礦規律及礦化趨勢分析

2013-06-25 07:39譚滿堂姚書振何謀春丁振舉
大地構造與成礦學 2013年2期
關鍵詞:等值線圖礦脈秦嶺

譚滿堂,姚書振,何謀春,丁振舉

(中國地質大學(武漢)資源學院,湖北武漢430074)

小秦嶺地區位于華北板塊南緣Au、Mo、W、S等為主的成礦帶中(馮建之,2009),是華北板塊南緣成礦系列的一部分,是我國目前重要的金成礦區之一,其間金礦床(點)的分布富集受斷裂、褶皺構造控制,礦體的空間展布、形態和產狀與斷裂構造關系密切。小秦嶺的形成是整個秦嶺造山帶構造演化的結果,其中產出的金礦床則是區域構造演化和深部過程共同作用下的物質反映(王義天和毛景文,2002)。在秦嶺碰撞造山帶的構造擠壓-伸展轉換機制下,斷裂構造的多期次活動演化是多階段金礦化蝕變發生的重要因素(胡正國等,1994;盧欣祥,1998;張進江等,2003)。東闖金礦是該地區發現與開采較早的典型石英脈型金礦之一(范永香,1992;白萬成等,1995a;徐葉兵和范永香,2003),已由一個20世紀80年代儲量及經濟效益位居全國前列的礦山變成一個探明資源儲量逐漸消耗殆盡的危機礦山。構造,特別是斷裂構造是該礦床的首要控礦因素,成礦構造發生演化、礦田構造的時空分布規律和礦田構造控礦機制研究對總結該礦床的成礦規律、深部找礦預測均具有重要意義,同時對小秦嶺金礦帶內同類金礦的進一步勘查也具有積極指導作用。

1 礦區地質

1.1 區域地質概況

小秦嶺地區位于華北板塊南緣,其北以太要斷裂與渭河盆地相鄰,南部以小河斷裂與熊耳構造帶相接,大地構造位置上屬于華北板塊南緣的小秦嶺-熊耳山復式褶皺區域,是秦嶺造山帶的北緣東段部分。其在印支期秦嶺全面碰撞造山過程以及其后的陸內造山過程中,經歷了早期以擠壓為主的構造體制,晚期以伸展為主的構造體制的演化,最終形成了“拆離-變質雜巖核”的總體構造(胡正國等,1994;張國偉等,1996;王力群和肖文進,2000;王義天和毛景文,2002)。其中南北邊界的小河、太要斷裂為拆離斷層,太華群則構成變質結晶基底,而位于小河斷裂南側的官道口群、熊耳群則為基底蓋層(胡正國等,1994;王義天和毛景文,2002)。區內巖漿活動自太古宙、元古宙到中生代皆有表現,其中以燕山期花崗巖漿活動最為強烈。燕山期花崗巖,如花山巖體、文峪巖體、娘娘山巖體等,多為黑云二長花崗巖或黑云母花崗巖。

小秦嶺地區金礦主成礦期發生在碰撞造山作用由擠壓向伸展的過渡轉變時期,即主要是燕山期,其次是印支期;礦床類型以石英脈型為主,含金石英脈-蝕變構造巖帶主要呈近東西向成群成帶密切分布,典型礦床主要有文峪東闖金礦、桐峪金礦、楊砦峪金礦、大湖金鉬礦等等。

1.2 礦床地質概況

東闖金礦床位于小秦嶺金礦成礦帶的中段,區內地層主要為太華群變質巖,斷裂構造密集,脈巖發育。金礦床主要受近東西向壓扭性斷裂控制(圖1)。

地質構造上位于老鴉岔腦-娘娘山主背斜南翼近軸部,該背斜軸向近東西展布,核部主要由四范溝組花崗片麻巖組成;翼部由觀音堂組淺粒巖、變粒巖、石英巖等組成。背斜軸部西段翹起而緊密,娘娘山以東分岔而傾伏。其次級褶皺西峪腦-倉珠峪向斜呈南東-北西走向通過礦區中部,在礦區地段軸向自西向東由90°轉向130°再轉向100°,向斜軸呈蛇形彎曲,軸面近于直立,略向北傾。礦區范圍內斷裂構造極為發育,共發現各類性質斷裂近百余條,可劃分為成礦前、成礦期和成礦后三個期次。

礦區范圍內有不同時期的巖漿巖發育,從老到新有混合花崗偉晶巖、輝綠(玢)巖、正長斑巖、石英脈等。其中輝綠(玢)巖數量最多,黑云二長花崗巖規模最大。

圖1 東闖金礦床地質簡圖(據河南省第一地質調查隊,2006修繪①河南省第一地質調查隊.2006.河南省靈寶市文峪金礦東闖礦區接替資源勘查設計書(內部資料).)Fig.1 Geological sketch map of the Dongchuang gold deposit

1.3 主要礦脈特征

到目前為止,區內共發現有20條礦脈,除517、560號脈受北西向張扭性斷裂控制外,其它18條礦脈均嚴格受近東西向壓扭性斷裂控制,主要礦脈為507、504、505、502 等。

507號脈是東闖金礦規模最大的礦脈,長度在礦區范圍內3200 m,賦存標高2230 m至1362 m。傾向上從地表向深部呈緩→陡→緩的舒緩波狀,總體為中等傾斜,局部略有起伏。走向上總體呈舒緩波狀,走向平穩,自西向東60°~130°,在西段表現為略向北凸出的弧形(圖2)。走向及傾向上具分枝復合,膨脹狹縮,尖滅再現、側現等現象。主要成礦元素為Au、Pb,還有銀、銅、鎢、硫可綜合利用,礦石工業類型可分為石英脈型金鉛礦石和蝕變-糜棱巖型金鉛礦石兩大類,以前者為主,后者次之。

礦石的結構主要有:自形-半自形結構、它形晶結構、碎裂結構、填隙結構、交代結構、包含結構等。礦石構造有:塊狀構造、網脈狀構造、浸染狀構造、細脈狀構造、角礫狀構造。此外,還可以見到晶洞構造、蜂窩狀構造等。

1.4 成礦階段的劃分

依據礦區礦石結構和礦物共生組合等特點,將區內石英脈型金鉛礦床主成礦期分為四個成礦階段,它們受成礦期斷裂構造的多次脈動性活動控制。特征如下:

Ⅰ、黃鐵礦-石英階段:以寬大白凈的石英脈為主要特征,零星分布有黃鐵礦、磁鐵礦、黑鎢礦等,偶見微量的金,一般不形成富的工業礦體。礦物共生組合為:石英+黃鐵礦+自然金,石英+黃鐵礦+自然金+磁鐵礦+黑鎢礦。

圖2 507脈YD33平面圖(據武警黃金部隊九支隊,1993稍作修改②武警黃金部隊九支隊.1993.河南省靈寶縣豫靈鎮東闖礦區二期勘探地質報告(內部資料).)Fig.2 Planar graph for the YD33 level of vein No.507

Ⅱ、石英-黃鐵礦階段:以大量黃鐵礦及少量的石英為主要特征,常見黃鐵礦細脈呈脈狀、條帶狀產出于石英大脈的中部及邊部。礦物共生組合為:石英+黃鐵礦+自然金,石英+黃鐵礦+黃銅礦+自然金。

Ⅲ、多金屬硫化物階段:以形成大量的方鉛礦及少量黃銅礦、閃鋅礦為特征。所形成的多金屬硫化物以脈狀、不規則狀、網脈狀分布于石英脈的頂底板處。礦物共生組合為:石英+方鉛礦+黃鐵礦+閃鋅礦+自然金,石英+黃鐵礦+菱鐵礦+鐵白云石+自然金,石英+黃銅礦+磁黃鐵礦+斑銅礦+自然金。

Ⅳ、碳酸鹽-石英階段:該階段局部發育,金礦化差,以少量的方鉛礦為特征。

上述各階段中,Ⅱ、Ⅲ階段為主要成礦階段。

2 斷裂構造控礦規律

2.1 斷裂產狀與礦化

東闖金礦的主要礦脈均嚴格受近EW向的斷裂控制,礦體在走向和傾向上受主斷裂破碎帶波狀起伏的影響極為明顯。礦體沿斷裂破碎帶走向相間出現和工業礦體按一定標高賦存的規律都是受斷裂破碎帶舒緩波狀影響的結果。斷裂構造對礦脈和礦體的控制作用主要表現在:

(1)主斷裂面走向為70°~90°時往往有石英脈的賦存,礦體厚度大且礦化較好;當走向為80°~100°時,石英脈變薄,礦體厚度小,礦化中等;走向為90°~120°時,構造巖發育,石英脈少見,礦化微弱。

(2)主斷裂面傾向上由緩變陡或由陡變緩的弧形彎曲部位往往有厚大石英脈的賦存,特別是由緩變陡的拱弧形部位,礦體厚且礦化極好,在主斷裂面60°以上穩定延伸的部位,石英脈少見,礦化減弱。

總之,當主斷裂面走向呈NEE或傾向上由緩變陡的拱弧形部位和由陡變緩的凹型部位均為斷裂構造的張性、張扭性擴容部位,易形成金富集和富礦體。

2.2 斷裂活動期次與控礦

小秦嶺地區金礦發育受到區域性褶皺構造、韌性剪切帶以及斷裂構造的綜合控制,前二者主要起宏觀的導礦與儲礦作用,而礦體主要賦存于次級韌性剪切帶及斷裂之中(徐莉等,1994;徐葉兵和范永香,2003;馮建之,2009;張啟等,2010)。區內斷裂構造密集,共發現大小斷裂近百余條,其走向以近EW向為主,其次為近SN向、NNW向和NNE向。斷裂構造受背斜控制明顯,主要產出在背斜核部及其近核部兩翼處,金礦脈則直接受其中的近EW向壓扭性斷裂控制。根據斷裂構造的活動性質及其中充填脈體的情況,可以劃分出成礦前斷裂、成礦期斷裂和成礦后斷裂三個期次。

2.2.1 成礦前斷裂

成礦前斷裂:根據其變形特征可以劃分為韌性剪切帶和脆性斷裂兩類。

韌性剪切帶:韌性剪切帶由變余糜棱巖構成,形成糜棱巖帶,巖石構造變形顯著(圖3、4),主要形成于區域褶皺變質期后的高溫地質條件下。韌性剪切帶是容礦斷裂的前期基礎構造,對礦脈起宏觀控制作用,容礦的脆性斷裂沿韌性剪切作用形成的糜棱巖帶而疊加活動,在成礦期成為控礦構造(徐葉兵和范永香,2003;馮建之,2009)。

脆性斷裂:成礦前斷裂主要為NE向、近SN向、近EW向或NW(W)向(圖5),近EW向壓扭性斷裂表現為壓性特征,水平斷距和垂直斷距都不大,一般小于5 m。NW向張扭性斷裂與NE向張扭性斷裂常呈共軛相交,實質是在同一南北應力場下形成的不同方向的張扭性斷裂。成礦前脆性斷裂構造大多為輝綠(玢)巖脈充填(圖6),輝綠巖脈為灰綠色,輝綠結構,斑狀結構,塊狀構造,一般脈體邊界較為平直,傾角大于60°,寬度僅10~30 cm,少數可達1~2 m。輝綠巖脈可見明顯被主斷裂面或礦脈錯斷(圖5),同時還可見輝綠巖脈被隨后的成礦期斷裂破壞成角礫狀,石英脈穿插成網狀分布,輝綠巖的產出時間應在主斷裂發育以及礦脈形成之前。有些輝綠巖脈局部具有張裂特征,表明區內輝綠巖脈主要形成于以剪切作用為主的張扭性環境下。巖脈在成礦期有繼承性活動,沿輝綠巖邊部形成糜棱巖,局部有石英脈充填。

2.2.2 成礦期斷裂

成礦期斷裂構造以近EW向壓扭性斷裂為主,走向260°~280°,傾向 SSW 至 SSE,傾角30°~60°,一般長數百至數千米不等,寬0.5~15 m,是區內主要的金控礦斷裂。斷裂帶內充填含金石英脈透鏡體或發育構造巖,構造巖主要為糜棱巖、千糜巖和構造片巖、斷層角礫巖。糜棱巖擠壓片理、透鏡體發育,普遍有較強的蝕變與礦化。各斷裂破碎帶在走向和傾向上均呈舒緩波狀,并常有分枝復合現象,從地表到深部有緩→陡→緩的變化趨勢。近EW向斷裂組在平面上具近平行等距(40~200 m)、密集分布的特點,在剖面上從北向南彼此呈疊瓦狀排列。

另有NW向張扭性斷裂2條(517、560號脈),走向 290°~ 350°,傾向 NE,傾角 25°~ 78°,長320 m,沿輝綠巖邊部形成糜棱巖,寬度一般小于1 m,部分地段有石英脈充填,常切穿近EW向斷裂,東盤向南移,錯距一般為0.5~2 m。該斷裂實際上是成礦期前斷裂在成礦期繼承性活動的產物。

斷裂帶內含礦石英脈的分布與產狀明顯受主斷裂面波狀起伏的影響。主斷裂面產狀穩定,石英脈充填就較連續;反之石英脈則變化大。礦脈寬度從幾厘米到1~2 m不等,沿走向常出現波狀起伏、膨大縮小、尖滅再現或尖滅側現等現象(圖7、8),在斷裂破碎帶中呈脈狀、扁豆狀、透鏡體狀等斷續分布。斷裂面上常有斜沖擦痕,據此判斷,上盤向北東斜沖。石英脈具有多階段發育特征,局部可見呈交叉復合的網狀,通??梢妰善谑⒚}。

成礦期斷裂具有多次脈動性活動特點,其直接控制了多階段石英脈的充填和礦化的發生與疊加。根據其活動性質的強弱,以及對應形成的礦脈礦物組合特點和相互穿插關系,成礦期斷裂脈動性活動可以分為四次脈動活動,對應于四個成礦階段(白萬成等,1995b;徐葉兵和范永香,2003;馮建之,2009)。

圖7 1873中段含金石英脈尖滅側現Fig.7 Sketch of gold-bearing quartz vein's thinning out and reappearance at the 1873 level adit

圖8 1940中段507脈尖滅側現Fig.8 Sketch of gold-bearing quartz vein's thinning out and reappearance at the 1940 level adit

Ⅰ、黃鐵礦-石英階段:此階段形成了金、鉛礦脈的主體,發育的直接標志是形成了致密塊狀乳白色的石英脈,礦脈中零星分布有黃鐵礦等。該階段礦區內NWW向南傾容礦斷裂活動以逆沖為主,在主礦脈一側常見發育“入”字型白色石英小支脈,一般很快就尖滅,指示斷裂上盤具有逆沖左行的構造特點??刂拼穗A段的構造脈動強度大,波及范圍廣,以后各階段的礦化作用疊加其上。

Ⅱ、石英-黃鐵礦階段:疊加在Ⅰ階段礦化之上,以繼承性活動為主,形成大量黃鐵礦及少量的石英,以微細條帶狀黃鐵礦的出現為主要特征(圖9),黃鐵礦細脈多分布在第Ⅰ階段黃鐵礦-石英脈破碎裂隙及與圍巖接觸帶的兩側,為金的主要形成階段之一。EW走向南傾斷裂的構造活動仍以剖面上逆沖為主,平面上有較小的左行剪切,構造活動性質為壓扭性(圖10)。

Ⅲ、多金屬硫化物階段:以發育多金屬硫化物礦化為特征,形成的多金屬硫化物以脈狀、不規則狀、網脈狀分布于石英脈的頂底板處,或與Ⅱ階段的金屬硫化物疊加形成富的金鉛礦體。從礦化范圍和礦化特征看,此階段斷裂活動以右行張扭為主(圖9)。由于持續的構造活動使早期的礦化體破碎,此階段礦化熱液沿裂隙貫入,造成礦化疊加,方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦和黃鐵礦團塊主要出現在易發生脆性破裂的石英脈中。

圖9 1940中段507脈Ⅱ、Ⅲ礦化階段構造特征(Ⅱ階段擠壓應力下的微細條帶狀黃鐵礦脈被Ⅲ階段張性正斷層裂解成散開放射狀的角礫,亦有圍巖角礫)Fig.9 Structural features of theⅡ and Ⅲ stages of vein No.507 at 1940 level adit

Ⅳ、碳酸鹽-石英階段:該階段僅局部發育,主要標志是含碳酸鹽細脈,偶見少量的方鉛礦以浸染狀、星點狀分布于石英及圍巖中,分布范圍較小,可見石英晶族或晶洞發育。此階段斷裂活動仍以張裂為主,構造活動弱。

2.2.3 成礦后斷裂

成礦后斷裂區內不發育,僅見前兩期斷裂的繼承性活動,使礦脈產生破碎,常見主斷裂面被后期次級的小斷裂切割錯斷(圖11),并可導致礦脈的錯移,以正斷層較為多見。從圖12可以看出,成礦后斷裂主要的走向為NNW向和NNE向,其次為NW向。錯距較小,一般不超過5 m,對礦體沒有大的破壞作用。

圖10 01873中段斷裂帶中角礫巖被擠壓成透鏡體狀(樞紐傾伏產狀指示斷裂具有向NNE斜上逆沖、平面左行的構造特點)Fig.10 Lenticular fault breccia extruded in the fault belt at the 1873 level adit

圖11 成礦后正斷層對石英脈體的錯斷Fig.11 Quartz vein offset by the post ore normal fault

3 礦化趨勢與構造特征分析

武警黃金第九支隊1993年6月提交的《河南省靈寶縣豫靈鎮東闖金鉛礦區(二期)勘探地質報告》對507號脈、505號脈的工業礦體做了礦體厚度與品位變化的分析,但僅僅采用人工繪制了9號勘探線以東至20號勘探線之間的原始等值線圖,缺少9號勘探線以西部分,局部存在等值線刻度分級線不全、連線交錯或不齊之現象,且只簡單揭示了礦體特征,沒有進行相應的趨勢面分析,對進一步分析斷裂控礦規律尚存在缺陷。

本次研究針對礦區內最大的礦脈507號脈所發育的礦體的厚度、Au、Pb品位全面收集相關數據,利用計算機軟件surfer自動繪制相應的等值線圖、三次趨勢圖和剩余值等值線圖來綜合分析斷裂構造對礦體分布的控制規律。

507號脈是東闖礦區最大最長最主要的礦脈,采探礦工程較多。以往淺部工程主要有探槽、平硐等,工程較密集,采樣點多;深部以鉆探工程為主,工程及采樣密度相對而言較稀疏??碧浇Y果表明507號脈總體上礦體連續,厚度大,金、鉛品位高。自西向東,礦化由弱到強,厚度由薄變厚,礦體呈扇形展開。

本次研究全面收集了507號脈從最西端19號勘探線至最東端20號勘探線之間各類工程采樣結果數據共約136件。認真收集或測量了各個采樣點的空間位置,確定了其坐標(X.大地坐標,Y.高程)、厚度、Au品位、Pb品位,樣品數量較充分,分布較均勻(淺部由于探槽及老硐較多,采樣點略密集;深部以鉆探資料為主,采樣點較稀疏,但比較均勻),可以滿足進一步分析的要求。

圖12 成礦后斷裂走向玫瑰花圖Fig.12 Rose diagram for the strikes of the post ore faults

整理好上述原始數據,運用surfer軟件自動化生成相應的等值線圖:首先利用數據生成礦體厚度、Au品位、Pb品位的等值線圖;然后對數據進行多元回歸處理,獲得各自三次趨勢值與剩余值,再據此制作三次趨勢圖和剩余值等值線圖,最終成圖如圖13。制圖時,橫坐標X采用真實大地坐標(為便于成圖,統一省去前面的374),縱坐標Y為實際高程,厚度單位為 m,Au品位單位為 g/t,Pb品位單位為%。

從507號脈礦體厚度、Au、Pb品位等值線圖、三次趨勢圖和剩余值等值線圖(圖13)上可以看出:

(1)在厚度與Au、Pb品位原始等值線圖上,三者總體分布形態大體相似,濃集中心大體位置一致,相互之間具有較強的正相關性??傮w看來,礦區東部礦化強于西部,即在地理橫坐標37449600(大致相當于9號勘探線)以東礦化顯著,以西礦化稍弱。在三次趨勢剩余值等值線圖上同樣具有此規律,反映的是東闖礦區構造以及礦脈發育的走向在此位置發生了改變,即37449600往東構造(斷裂和褶皺軸)與礦脈走向均呈近EW向,而37449600往西構造褶皺軸(向斜)走向轉向NW(335°±)-SE(155°±)向,斷裂與礦脈走向則變為 NE(55°±)-SW(235°±),夾角約80°??赡苤甘玖水斪鳛闃嬙毂尘暗鸟薨欇S的走向與控礦斷裂走向一致的時候,后形成的控礦斷裂對褶皺的破壞(尤其是對軸部的橫向破壞)影響較小,有利于成礦物質和熱液流體被限制于褶皺構造之中,從而礦化較強烈;當褶皺軸的走向與控礦斷裂走向不一致,甚至呈較大角度相交的時候,斷裂構造對褶皺軸部造成橫向的破壞,使得成礦物質與熱液容易分散,從而導致此種部位礦化較弱,礦體厚度及品位相對較低。因此Au、Pb這種礦化富集特征反映了褶皺與斷裂對礦化的共同控制。

(2)在三次趨勢圖上,Au、Pb品位均呈現近EW向拉長的扁平環狀,礦體厚度東部也具有近EW向的線性展布,西部(地理坐標約37449600以西)呈現環形。反映了區域構造總體呈EW向展布,西部局部發生了一定偏轉;同時表明礦體具有向SW緩側伏的特點,側伏角大約20°;指示成礦流體具有從SW向NE沿斷裂向上運移的特征。

(3)在等值線圖及三次趨勢剩余值等值線圖上:

①厚度等厚線以及剩余值等值線圖上,顯示出一條較明顯的向東側伏的線性或帶狀結構。

②Au品位等值線圖上顯示兩組交叉的線性或帶狀構造,其中一組向東側伏約20°,與厚度等厚線及其三次趨勢剩余值等值線圖上的基本一致;另一組向西傾伏約30°,與前一組呈約55°相交,二者交匯的位置是礦化最富集的部位。

③Pb品位等值線圖上同樣顯示兩組交叉的線性或帶狀構造,總體與Au品位相似但并不重合,Pb的濃集中心明顯比Au的濃集中心略高一點。

圖13 東闖金礦507號脈礦體厚度、Au、Pb品位等值線圖、三次趨勢圖及剩余等值線圖Fig.13 Diagrams of contour,cubic estimate and residual value of thickness,Au grade and Pb grade for the vein No.507 in the Dongchuang gold deposit

④這種厚度、Au品位、Pb品位之間變化趨勢的相似與差異,恰好反映了東闖金礦的斷裂構造的控礦規律。即:Ⅱ階段礦化時斷裂活動造就了第一個主要的礦化富集階段,奠定了礦體的總體產狀和厚度;而Ⅲ階段礦化是在前者基礎上疊加富集的,故此階段對礦(脈)體的厚度影響較小,主要是Au品位進一步富集,以及Pb礦化的加入。因此Au品位與厚度的相似性在于二者都受到Ⅱ階段斷裂活動的控制,差異在于Ⅲ階段構造使得Au進一步富集,而對厚度影響有限;Au與Pb的相似性在于二者都在Ⅲ階段富集,差異性在于Au還有Ⅱ階段礦化的基礎;Pb品位與厚度的相似性在于Pb礦化是在礦(脈)體厚度大體既定的基礎上發育的,受其限制;差異性在于造就Pb礦化的Ⅲ階段斷裂活動對礦體厚度的影響不大。

⑤圖中所表現的線性構造一組與趨勢圖上反映的礦體側伏角大體一致,應是成礦流體由SW深部向NE淺部運移成礦的反映;而另一組與前者呈大約55°~60°夾角,反映了斷裂面的連續波狀起伏產狀對礦化富集的控制,在產狀陡緩變化部位有利于成礦;交匯中心正是礦化最富集位置。

(4)圖13中顯示Au、Pb濃集中心呈交叉網狀分布,大致具有水平間距600 m、垂向間距約300 m的分布規律,往深部還有較明顯的延伸趨勢,指示東闖金礦深部還有較好的找礦前景。從圖上可看出在高程1900 m、1600 m左右具有較明顯的兩個富集帶,往下推測在1300 m左右應有另一個富集帶,目前礦山已經探礦至1329中段,較為合理,已有礦化揭示;根據本次分析的Au、Pb濃集規律往下延伸,應注意該中段在水平地理坐標為50400、51000、51600(前面省略374)左右地段應存在新的Au、Pb富集中心,可參考此規律進行探礦工程的布置。除了507脈,文峪-東闖金礦其它礦脈如505脈深部同樣存在新的礦化富集帶(謝榮舉和盧作祥,1987;譚鐵龍和李懷謙,1990;譚鐵龍等,1995;王可勇等,1997,1999;張二法,2002;顏正信等,2007)。

4 構造-巖漿活動與成礦演化探討

小秦嶺地區經歷了多期次的構造運動,形成了較復雜的構造格局,并伴隨著相應的巖漿活動。礦田構造的基本格架是在區域復式褶皺的背景上,發育了韌性剪切帶和多期的斷裂構造。其演化受秦嶺造山運動的揚子板塊與華北板塊碰撞匯聚作用控制。東西向構造是基礎,由太古宇太華群組成的復背斜呈東西向展布。印支期華北與揚子兩大板塊發生碰撞造山作用對前期東西向構造進行改造,大規模的巖漿、流體活動及變質變形作用十分發育,對印支末期金、鉬礦床形成起到重要的控制作用。燕山期以來,太平洋板塊和印度板塊的推擠作用對秦嶺-大別造山帶構造-巖漿-成礦作用產生重要影響,成巖成礦主要形成于強烈的伸展構造背景下(姚書振等,2012),控制了燕山期金鉬多金屬礦床(點)呈NE方向與NWW方向的帶狀分布,在兩組構造方向的交匯處,是礦床(點)成群產出的有利地段,如小秦嶺金礦田、金堆城鉬礦田等。另外,呂古賢等(2007)研究膠東金礦集中區時將其構造背景歸結于緯向構造體系與新華夏構造體系的復合,其最明顯的構造是NNE剪切帶對于比較古老的EW向復雜緯向構造體系的改造,從而造就了膠東地區有利的金礦構造背景。這種構造特征也可以類比到小秦嶺地區,緯向構造體系與新華夏構造體系的復合關系也造就了小秦嶺地區“斜方網格”狀的成礦構造背景(徐克勇,1987;晁援和朱文懷,1994)。

東闖金礦是區內最典型的石英脈型金礦之一,依據小秦嶺地區以及本礦床的地質、礦床、構造與礦化的分析,大致可以建立起東闖金礦床形成的地質構造-巖漿活動與成巖-成礦作用的時空演化關系。

印支期:早期受秦嶺造山帶形成的南北向擠壓構造應力場的作用(徐葉兵和范永香,2003),區內主要發育EW向褶皺與韌性剪切帶,老鴉岔腦-娘娘山主背斜以及次級的西峪腦-倉珠峪向斜形成;晚期秦嶺造山在區內表現為伸展機制,主要形成EW、NNW、NE、NW向脆性斷裂,同時有花崗巖墻、輝綠(玢)巖脈沿著這些斷裂發育,活動范圍廣泛,奠定了區域上礦田構造的基本格局。

燕山期是主成礦期,主要包括成礦前和成礦期的構造與成礦。

成礦前:主要是印支期晚期構造繼承性活動,表現為EW向斷裂的進一步活動,具有張剪性左行應力場活動特征。此時有較大規?;◢弾r體(如華山巖體、娘娘山巖體、文峪巖體等)的侵入,巖漿活動(東闖金礦可能為深部隱伏巖體)提供了成礦的主要熱動力源、成礦流體以及部分成礦物質(范壽龍等,2012)。

成礦期:構造的多次脈動活動,控制了成礦的演化、各階段礦化的分布與疊加。Ⅰ階段主要形成EW走向南傾斷裂、次為EW走向北傾斷裂以及NNE、NNW向斷裂,剖面變形以EW左行扭動逆沖為主,形成石英脈-黃鐵礦大脈,分布廣,礦化弱。Ⅱ階段主要為EW、NNE向斷裂繼續活動,剖面上多具有左行逆沖特征,形成黃鐵礦細脈,礦化強。Ⅲ階段主要為EW、NNE向斷裂的脆性破裂,表現為EW向右行張扭,表明構造環境處于伸展作用環境,發育較強的多金屬硫化物礦化。Ⅳ階段構造活動弱,主要表現為張性或張剪性,礦化弱。

成礦后:主要是NEE向斷裂活動,剖面上具有近EW向左行斜落、近SN向右行扭動的特征,可切錯礦體,對礦體影響不大。

5 結論

東闖金礦床是典型的石英脈型金礦,礦脈(體)的形成、發育嚴格受到構造尤其是斷裂構造活動的影響與控制。

(1)東闖金礦乃至小秦嶺地區絕大部分金礦的發育均受到秦嶺造山運動的直接影響,金礦主要形成于造山后期區域伸展構造體制下。早期褶皺以及韌性剪切帶的發育為后期斷裂活動及金礦產出奠定了構造基礎,成礦期金礦的形成嚴格受到斷裂活動的控制。

(2)斷裂構造可以劃分出成礦前斷裂、成礦期斷裂和成礦后斷裂。成礦前斷裂活動主要劃分為韌性剪切帶和脆性斷裂,前者是容礦斷裂的形成基礎,后者大多為輝綠(玢)巖脈充填。成礦后斷裂區內不發育,對礦體無大的破壞作用。

(3)成礦期斷裂構造以近EW向斷裂為主,在走向和傾向上均呈舒緩波狀,并常有分枝復合現象。成礦期斷裂具有多次脈動性活動特點,可以分為四個期次,依次對應了四個成礦階段,從早到晚由逆沖左行-逆沖為主(有較小的左行剪切)-右行張扭-張裂為主。

(4)礦脈嚴格受EW向斷裂控制,EW向南傾斷裂成礦期具有左行逆沖性質,由于左行使斷裂走向由SEE轉為近EW向處局部引張,是控制工業礦體賦存的有利部位,即在主斷裂面走向為NEE向或傾向上由緩變陡和由陡變緩的引張擴容部位,礦化變富變厚。

(5)在507號脈礦體厚度及品位等值線圖及三次趨勢剩余值等值線圖上具有明顯的礦化濃集中心和線狀分布特征,線性交匯位置是礦化最富集之中心,是Ⅱ、Ⅲ階段構造作用與礦化富集疊加的反映;也反映了礦脈向西側伏、控礦斷裂寬窄相間、波狀起伏的特征,在斷裂面由陡變緩的引張擴容部位有利于礦化。這種特征對于進一步的深部找礦具有重要意義,探礦工程的布置可參考這種等距性、線性交匯構造特征來進行。

致謝:本文選題及研究來自于全國危機礦山接替資源找礦項目“小秦嶺地區金礦床成礦規律總結研究”。在野外調查、室內研究及成文過程中得到了河南地調一隊、河南省靈寶市文峪金礦、東闖坑口有關同仁的大力協助,石家莊經濟學院牛樹銀教授、武警黃金地質研究所卿敏高級工程師認真審閱了本文,并提出了中肯的修改意見,在此表示衷心的感謝!

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