方維萱 黃轉(zhuǎn)盈

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083; 2.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司 北京 100012;3.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院 北京 100012)

陜西鳳太晚古生代拉分盆地動(dòng)力學(xué)與金-多金屬成礦①

方維萱1,2,3黃轉(zhuǎn)盈2

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083; 2.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司 北京 100012;3.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院 北京 100012)

采用沉積盆地構(gòu)造-古地理位置恢復(fù)重建和構(gòu)造-巖相學(xué)等新方法研究認(rèn)為,鳳太晚古生代沉積盆地屬于受板塊斜向俯沖碰撞動(dòng)力學(xué)控制下的拉分盆地。在中泥盆世初期,鳳太沉積盆地被周緣垂向基底隆起分隔,其成盆構(gòu)造動(dòng)力學(xué)主要受四組同生斷層,晚古生代沉降中心和沉積中心不斷發(fā)生遷移。中泥盆世中期在盆地北部形成了北西向沉降中心和沉積中心,晚泥盆世末期沉積盆地萎縮,沉降中心和沉積中心收縮于沉積盆地中心。石炭紀(jì)沉降中心和沉積中心從盆地中心遷移到盆地四周邊緣的同生斷裂帶附近,在沉積盆地北側(cè)邊緣商丹帶南側(cè),形成了石炭紀(jì)-早三疊世與俯沖消減帶有關(guān)的楔狀沉積充填體。在鳳太拉分盆地中形成的近東西向、北北東向、近南北向和北西向網(wǎng)狀同生斷裂帶系統(tǒng)共同控制了鳳太泥盆紀(jì)拉分盆地形成與演化過(guò)程。其中,商丹帶(西段)、禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段)和酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段)三個(gè)主控同生斷裂帶不但在泥盆紀(jì)期間對(duì)于鳳太泥盆紀(jì)拉分盆地形成具有顯著控制作用,而且石炭紀(jì)-早三疊世拉分盆地演化過(guò)程也具有十分重要的控制作用,石炭紀(jì)-早三疊世同生斷裂帶發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)并控制了沉降中心和沉積中心。采用沉積盆地動(dòng)力學(xué)和構(gòu)造-巖相學(xué)等新方法研究認(rèn)為,在鳳太晚古生代拉分盆地具有分級(jí)特征,西部鳳縣二級(jí)盆地為金-多金屬成礦集中區(qū),東部太白二級(jí)盆地為金礦成礦集中區(qū)。在八方山-銀母寺三級(jí)拉分盆地中,八方山和銀母寺等多金屬礦床與八卦廟超大型金礦床具有礦田尺度上成礦分帶,主要由于三級(jí)盆地、同生斷裂、熱水沉積巖相和構(gòu)造熱流體疊加巖相控制了礦田和礦床尺度上金與多金屬成礦分帶。鳳太拉分盆地北部和東部金礦礦源層和初步富集成礦形成主要與泥盆紀(jì)鈉長(zhǎng)巖相和鈉質(zhì)熱水沉積巖相有關(guān),并受鈉長(zhǎng)碳酸質(zhì)角礫巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)石角礫巖等石炭紀(jì)構(gòu)造-熱流體巖相疊加;鳳太拉分盆地南部溫江寺三疊系濁積巖系中熱水硅質(zhì)巖相和層狀英安質(zhì)凝灰?guī)r是卡林型金礦重要賦礦層位;鳳太拉分盆地中部熱水沉積-改造型鉛鋅礦主要與硅質(zhì)巖相和菱鐵礦鐵白云巖相等熱水沉積相密切有關(guān)。

拉分盆地 盆地動(dòng)力學(xué) 構(gòu)造-巖相學(xué) 熱水沉積巖相 構(gòu)造-熱流體疊加巖相

0 引言

近年來(lái)研究揭示[1～5],由于板塊斜向俯沖碰撞形成造山帶同時(shí)伴隨大致平行于主造山帶方向發(fā)育規(guī)模巨大的斜沖走滑作用和斜沖走滑斷裂帶,并控制了大陸側(cè)向擠壓收縮體制下,斜沖走滑斷裂帶控制的局部走滑伸展作用和拉分盆地,如納茲板塊(Nazca Slab)斜向俯沖于南美板塊之下,在深部軟流圈上涌導(dǎo)致巖石圈碎裂,深成巖漿弧上涌強(qiáng)烈侵位,在智利-秘魯與阿根廷-玻利維亞之間形成了近南北向安第斯沖斷褶皺造山帶[1～4],智利阿塔卡瑪(Atacama)和多明科(Domeyko)斜沖走滑斷裂系統(tǒng)平行于主造山帶,南北向延伸1 000 km以上,控制了走滑伸展作用和拉分盆地。由于南美板塊具有太古代-元古代克拉通化巖石圈結(jié)構(gòu),巖石圈相對(duì)穩(wěn)定,在阿根廷東部與巴西之間形成了東科迪勒拉(Eastern Cordillera)沖斷造山帶與前陸盆地。據(jù)沉積盆地而言,從智利(西部)向阿根廷(東部)沉積盆地系列為,智利-秘魯海溝盆地→弧前盆地→弧內(nèi)盆地→弧后盆地;發(fā)育在島弧帶上沉積盆地主體受島弧帶和大致平行于造山帶的斜沖走滑斷裂帶及次級(jí)斷裂多重作用控制。近南北向安第斯沖斷褶皺造山帶與東科迪勒拉(Eastern Cordillera)沖斷造山帶之間地帶(阿根廷-玻利維亞)屬于弧后造山帶,這種盆山地帶的沉積盆地主體受深成巖漿弧和大陸斜沖走滑作用雙重作用控制更為明顯。造山帶、斜沖走滑斷裂系統(tǒng)(平行于主造山帶)及拉分盆地之間相互耦合與轉(zhuǎn)換關(guān)系成為地球科學(xué)關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一[1～4]。

拉分盆地是走滑斷裂系中一種特殊走滑伸展構(gòu)造[6,7],在幾何形態(tài)學(xué)上具有為菱形凹陷,其長(zhǎng)度與寬度在3∶1左右,盆地邊界走斷裂和邊界正斷層,盆地內(nèi)部發(fā)育張性或張剪性斷裂,它可以在板塊邊界和板塊內(nèi)部不同走滑構(gòu)造環(huán)境中。秦嶺復(fù)合型大陸造山帶在石炭紀(jì)具有斜向俯沖碰撞特征[8],這種區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)必然對(duì)秦嶺泥盆-石炭紀(jì)構(gòu)造沉積具有控制作用,在泥盆-石炭紀(jì)期間,北秦嶺具有大陸側(cè)向收縮體制下構(gòu)造-沉積特征[8～10],南秦嶺具有伸展體制下構(gòu)造-沉積特征[11～14],在南秦嶺北部是否存在與板塊斜向俯沖碰撞區(qū)域動(dòng)力學(xué)一致的沉積盆地,且與走滑斷裂帶密切相關(guān)的拉分盆地是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。作為盆山轉(zhuǎn)換與耦合過(guò)程[15,16]中構(gòu)造-沉積學(xué)響應(yīng)和記錄,拉分盆地可形成于板塊邊界和板塊內(nèi)部不同的構(gòu)造-古地理位置(走滑構(gòu)造動(dòng)力學(xué)環(huán)境中),因此深入研究秦嶺造山帶古生代沉積盆地動(dòng)力學(xué)過(guò)程,對(duì)于深化造山帶-沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換過(guò)程有非常重要的啟迪作用。

秦嶺造山帶晚古生代沉積盆地與金屬成礦具有十分重要意義,不斷研究取得了深入認(rèn)識(shí)[17～29]。但長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)秦嶺泥盆紀(jì)沉積盆地動(dòng)力學(xué)類(lèi)型與不同礦種成礦之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)依然存在不足。以陜西鳳縣-太白縣晚古生代沉積盆地為例,從北到南,金-多金屬成礦帶具有明顯區(qū)域成礦分帶,該沉積盆地北部鳳縣青涯溝-八卦廟-王家楞一帶,碳酸質(zhì)鈉長(zhǎng)角礫巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)巖帶發(fā)育,主要以金礦為主,局部與鉛鋅礦床有明顯礦田尺度上的區(qū)域成礦分帶性;該盆地中部主體為熱水沉積-改造型鉛鋅礦床,局部共生銅礦體,普遍伴生銀礦,在局部伴生金礦;其南側(cè)三疊系中具有卡林型金礦找礦前景,化探異常元素組合為Au-Sb-Hg-As,金和銻礦明顯受三疊系層位控制。以西河為界從東部到西部金與金-多金屬成礦集中區(qū)具有區(qū)域成礦分帶,西河以東為太白縣金成礦集中區(qū),西河以西屬于金-多金屬成礦集中區(qū)為主。這種金與多金屬區(qū)域成礦分帶和礦田尺度上金-多金屬礦床成礦分帶與沉積盆地動(dòng)力學(xué)之間關(guān)系如何?前人尚未進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)探討。這一科學(xué)問(wèn)題對(duì)于深入研究西秦嶺地區(qū)卡林型-類(lèi)卡林型金礦成礦大陸動(dòng)力學(xué)過(guò)程具有十分重要的價(jià)值,也對(duì)于今后區(qū)域找礦勘查和隱伏礦體找礦預(yù)測(cè)具有較大指導(dǎo)意義,尤其是東秦嶺和西秦嶺卡林型和類(lèi)卡林型金礦發(fā)育,他們二者之間是否存在沉積盆地動(dòng)力學(xué)尺度異同,這是一個(gè)值得深入探討的大陸動(dòng)力學(xué)課題。

本文從陜西鳳太晚古生代沉積盆地形成與演化角度,用沉積盆地構(gòu)造-古地理位置恢復(fù)重建、沉積盆地動(dòng)力學(xué)分析、構(gòu)造-巖相學(xué)等方法,對(duì)鳳太晚古生代沉積盆地邊界和盆地內(nèi)部同生斷裂特征、受同生斷裂帶控制的沉降和沉積中心遷移特征、次級(jí)構(gòu)造盆地與金-多金屬成礦、盆地動(dòng)力學(xué)過(guò)程與構(gòu)造-巖相學(xué)特征等進(jìn)行討論分析,篩分成礦分帶的主控因素。

1 鳳太泥盆紀(jì)同生斷裂、島嶼構(gòu)造與基底特征

1.1 盆地基底構(gòu)造與構(gòu)造-古地理位置恢復(fù)重建

鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地北部基底構(gòu)造主要有兩類(lèi),前寒武紀(jì)褶皺變質(zhì)基底構(gòu)造層為新元古代丹鳳群巖群島弧型火山-沉積巖系,由一套富Na2O、Cu和Au等變質(zhì)中基性火山巖組成,在鳳太拉分盆地北側(cè)和東側(cè)直接出露。丹鳳群巖群島弧型火山-沉積巖系變質(zhì)程度為綠片巖-低角閃巖相變質(zhì),主要巖石組合為綠片巖、變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖夾大理巖,局部有島弧型蛇綠巖;構(gòu)造變形強(qiáng)烈,形成了韌性動(dòng)力變質(zhì)巖類(lèi),如初糜棱巖、糜棱巖、超糜棱巖、千枚巖。構(gòu)造-古地理位置為新元古代揚(yáng)子地塊北緣與華北地塊南緣對(duì)接地帶。

商丹-鳳縣對(duì)接帶以南為南秦嶺分區(qū),以北(圖1)屬于北秦嶺分區(qū)。北秦嶺太白縣一帶在晚震旦-早寒武世屬島弧帶火山-碎屑巖相。奧陶紀(jì)產(chǎn)生了不同性質(zhì)的沉積體系,島弧型弧前盆地沉積環(huán)境中,火山巖系主要由鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖、中基性層狀熔巖、枕狀熔巖及一些輝綠巖組成,沿商丹斷裂北緣出露。沉積巖以長(zhǎng)石石英雜砂巖為主夾有一定量的石英砂巖、火山熔巖、火山碎屑巖及泥質(zhì)巖、薄層碳酸鹽的復(fù)理石建造。

志留紀(jì)沉積格局發(fā)生了較大變化,其主要表現(xiàn)為:①北秦嶺上升成陸塊,缺失志留紀(jì)沉積;②南秦嶺裂陷海盆由擴(kuò)張?bào)w制轉(zhuǎn)向收縮體制,早-中志留世海域北緣沒(méi)有超過(guò)鎮(zhèn)安以北,而被山陽(yáng)-鳳鎮(zhèn)斷裂限定。晚志留世海域范圍進(jìn)一步收縮到紫陽(yáng)-旬陽(yáng)一帶;③沉積盆地沉降中心逐漸向北遷移,寒武-奧陶紀(jì)時(shí)沉降中心位于嵐皋-安康一帶,志留紀(jì)遷移至安康-旬陽(yáng)一帶;④泥質(zhì)及碎屑成分明顯增多,火山活動(dòng)相對(duì)減弱。在鳳太拉分盆地以南,留壩一帶形成深水臺(tái)盆硅泥質(zhì)碳酸鹽相,發(fā)育黑色碳硅質(zhì)碎屑巖相,形成于滯流、缺氧環(huán)境中,構(gòu)成了鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地南部基底和溫江寺-瓦房壩三疊紀(jì)沉積盆地基底。由于擠壓收縮作用持續(xù)發(fā)展,沉降中心向北偏移,海盆的規(guī)模逐漸縮小,至志留紀(jì)未完全封閉成陸地。秦嶺泥盆紀(jì)沉積盆地基底構(gòu)造及地層全部形成。盆地南部基底為寒武-志留系火山-沉積巖系,普遍發(fā)育一套深水盆地相黑色碳硅質(zhì)巖,富集Ag、Au、Cu、Zn、Ni、V、Mo等元素。

圖1 秦嶺造山帶泥盆紀(jì)盆地格局與金屬礦床分布略圖1.板塊縫合帶(Fa1商丹帶,Fa2勉略帶);2.區(qū)域大斷裂及編號(hào);3.垂向基底隆起構(gòu)造區(qū)(大陸熱點(diǎn)區(qū));HB1-岷禮一級(jí)拉分盆地(秦嶺微板塊北緣);HB2-西成一級(jí)拉分盆地(秦嶺微板塊內(nèi));HB3-鳳太一級(jí)拉分盆地(秦嶺微板塊內(nèi));HB4-板沙拉分盆地(秦嶺微板塊北緣);HB5-柞山斷陷盆地(秦嶺微板塊北緣);HB6-鎮(zhèn)安半地塹式盆地(秦嶺微板塊內(nèi));HB7-旬陽(yáng)半地塹式盆地(秦嶺微板塊內(nèi));B-淅川半地塹式盆地;RB-勉略-高川裂谷盆地(有限洋盆);∈～S-早古生代隆起區(qū);(-鉛鋅(銅)礦床;△-金礦床;(-汞銻砷礦床(據(jù)方維萱,2001)Fig.1 Locations ofmetal deposits and Devonian basins in Qinling orogeny belt

志留系廟坪巖組(S1-2m)是一套片巖類(lèi)(二云斜長(zhǎng)石英片巖、二云石英片巖、含碳絹云石英巖等)、大理巖、石英巖及變粒巖,流變構(gòu)造、褶疊層、拉伸線(xiàn)理、流劈理發(fā)育。局部形成韌性動(dòng)力變質(zhì)巖類(lèi),如初糜棱巖、糜棱巖、千枚巖、構(gòu)造片巖,在鳳太泥盆紀(jì)盆地東南緣志留系-泥盆系之間發(fā)育基底剝離斷層帶。鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地構(gòu)造-古地理位置為秦嶺微板塊北緣板內(nèi)沉積盆地,平面形態(tài)學(xué)為總體東西長(zhǎng)、南北寬的菱形狀沉積盆地,與拉分盆地具有類(lèi)似的形態(tài)學(xué)特征。

1.2 島嶼構(gòu)造與沉積盆地

白龍江和佛坪等垂向基底起隆構(gòu)成了泥盆紀(jì)陸表海域內(nèi)一系列島嶼構(gòu)造,屬于第三類(lèi)伸展構(gòu)造,即秦嶺式伸展構(gòu)造重要特征之一[33]。在泥盆紀(jì)陸表海域中分布著一系列沉積盆地和垂向基底隆起(圖1),從南向北依次為勉略裂谷盆地→旬陽(yáng)-留壩晚古生代隆起帶→旬陽(yáng)和鎮(zhèn)安半地塹式沉積盆地→垂向基底隆起島嶼群(小磨嶺、陡嶺、佛坪、白龍江海島)→柞山斷陷盆地→商丹帶中黑河弧前盆地→北秦嶺造山帶(古陸)。從西到東為西成拉分盆地→白龍江海島(垂向基底隆起)→鳳太拉分盆地→佛坪海島(垂向基底隆起)→板沙拉分盆地→小磨嶺海島(垂向基底隆起)→柞山斷陷盆地→陡嶺海島(垂向基底隆起)→淅川沉積盆地→武當(dāng)海島(垂向基底隆起)。

其中鳳太拉分盆地被周緣垂向基底隆起分隔,其西南側(cè)為白龍江垂向基底隆起,分隔了甘肅西成與鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地;東側(cè)和東南側(cè)為佛坪垂向基底隆起,分隔了鎮(zhèn)安與鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地。

1.3 鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地與同生斷裂帶

1 )商丹斷裂帶-控制沉積盆地的北部邊界同生斷裂帶

在泥盆紀(jì)期間,陜西鳳(縣)-太(白縣)沉積盆地位秦嶺微板塊中部北緣(圖1),該沉積盆地北部邊界同生斷層為鳳州-靖口關(guān)斷裂(商丹斷裂帶西段,圖2),商丹斷裂帶屬于揚(yáng)子地塊與華北地塊之間縫合帶[7]。從北向南,在商丹斷裂帶以北總體屬于大陸側(cè)向擠壓收縮體制,并且從奧陶紀(jì)開(kāi)始,到泥盆紀(jì)至石炭紀(jì)不斷增強(qiáng),揚(yáng)子地塊北緣在深部持續(xù)發(fā)生緩慢向北俯沖消減,依據(jù)為:(1)北秦嶺東部二郎坪弧后盆地在泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)期間,雙向消減揭示了側(cè)向擠壓收縮動(dòng)力學(xué)機(jī)制不斷增強(qiáng)[9];北秦嶺發(fā)生弧后盆地萎縮封閉;(2)北秦嶺南緣發(fā)育與晚奧陶世-泥盆紀(jì)巖漿島弧及俯沖作用有關(guān)的島弧火山巖以及弧前沉積體[8],局部泥盆紀(jì)弧前盆地發(fā)育;(3)新太古代丹鳳巖群和震旦-奧陶紀(jì)丹鳳群在加里東期-華力西期經(jīng)歷韌性剪切變形、花崗巖侵位和區(qū)域熱變質(zhì)事件等強(qiáng)烈的構(gòu)造熱事件改造[10]揭示在北秦嶺大陸造山作用在持續(xù)發(fā)展。北秦嶺加里東期-華西期造山過(guò)程中發(fā)生的區(qū)域熱變質(zhì)事件(452～345 Ma)、基性-超基性巖構(gòu)造侵位和韌性糜棱巖化帶。商丹斷裂帶在奧陶紀(jì)-石炭紀(jì)期間,具有斜向近水平剪切作用強(qiáng)烈。(4)商丹斷裂帶為鳳太晚古生代沉積盆地的北部邊界斷層帶,商丹斷裂帶以北主體由前泥盆系變質(zhì)火山巖系組成,在泥盆-石炭紀(jì)期間古地貌形態(tài)為高聳的山地,發(fā)生斜向近水平剪切作用,未接受泥盆-石炭紀(jì)沉積;南側(cè)鳳太晚古生代內(nèi)部,泥盆-石炭紀(jì)地層最大累計(jì)厚度可達(dá)6 579 m以上,兩側(cè)泥盆-石炭紀(jì)地層厚度證明商丹斷裂帶屬于控制鳳太晚古生代沉積盆地的北部邊界同生斷裂帶。

2 )留壩基底剝離斷裂-控制沉積盆地的南部邊界同生斷層帶

與商丹斷裂帶以北相比,在商丹斷裂帶以南的南秦嶺地區(qū)總體上屬于構(gòu)造轉(zhuǎn)換區(qū)域,在陸殼淺部鳳太地區(qū)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),形成了近南北向伸展作用;由于東側(cè)佛坪垂向基底和南側(cè)白龍江垂向基底[31,32]緩慢抬升,同時(shí)在陸表海域中也構(gòu)成了對(duì)于鳳太晚古生代沉積盆地分隔,其南部邊界同生斷層為留壩基底剝離斷裂(圖2),該同生斷裂帶具有低角度拆離斷層特點(diǎn),其中,留壩基底剝離斷裂在龍王溝段沿志留系廟平巖組與泥盆系大楓溝組之間發(fā)育,廟平巖組中發(fā)育褶疊層、糜棱巖、分層剪切流變構(gòu)造、順層流變褶皺群落和拉伸線(xiàn)理等中深構(gòu)造層次下形成的伸展構(gòu)造變形樣式,在極密圖上反映出拉伸方向?yàn)?90°～310°→110°～130°方向[31],該基底剝離斷層屬于控制鳳太晚古生代沉積盆地的南部邊界同生斷裂帶,其東側(cè)佛坪垂向基底和南側(cè)白龍江垂向基底之上基本沒(méi)有接受泥盆-石炭紀(jì)沉積。

這兩條邊界同生斷裂控制了鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地形成與演化,由于揚(yáng)子地塊在泥盆紀(jì)依然具有深部持續(xù)斜向緩慢俯沖的區(qū)域動(dòng)力學(xué)格局,在這種大陸動(dòng)力學(xué)背景和鳳縣-太白縣區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)格局下,為鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地形成與演化提供了斜沖走滑區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景。

2 構(gòu)造-沉積體系演化與盆地動(dòng)力學(xué)分析

2.1 盆地發(fā)育期與沉積體系

在早泥盆世初期,鳳太地區(qū)古地理特征為廣闊山間洼地。其北側(cè)唐藏-靖口關(guān)-厚珍子一線(xiàn)為北秦嶺加里東期造山帶形成的山地,南側(cè)為留壩晚古生代隆起帶構(gòu)成的山地分隔,東側(cè)佛坪垂向基底隆起(太古代-元古代)古陸分隔[7,30,31],鳳太地區(qū)繼承了加里東期所形成的古地理格局,具有東區(qū)狹窄、西區(qū)寬闊(向?qū)毘删€(xiàn)以西)的廣闊山間洼地特征,但尚未接受沉積。

圖2 鳳太中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段等厚線(xiàn)與盆地分級(jí)示意圖1.古陸塊邊緣;2.三級(jí)盆地;3.古海底隆起;4.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)方向;5.推測(cè)同生斷裂;SB1-鉛硐山-雙石鋪三級(jí)復(fù)合斷陷型熱水沉積成礦盆地;SB2-銀母寺-八卦廟-八方山三級(jí)拉分式熱水沉積成礦盆地;SB3-雙王三級(jí)拉分式熱水臺(tái)盆;SB4-老鐵廠三級(jí)單斷型熱水臺(tái)盆;F1-商丹斷裂帶(西段);F2-禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段);F3-酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段);F4-留壩剝離斷層.[中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段等厚線(xiàn)據(jù)楊錦源等(1985),文獻(xiàn)14]Fig.2 Isopach map for the upper lithologic unite of Gudaoling Formation in Devonian and basin order in Fengxian-Taibaiarea

從中泥盆世早期開(kāi)始發(fā)育陸源碎屑沉積體系,從東向西的沉積相橫向相分帶揭示最初物源區(qū)在沉積盆地東側(cè),佛坪垂向基底隆起區(qū)為主要蝕源巖區(qū)。其鳳太盆地東緣古跡馬槽溝砂巖(D2m)下部為一套巨厚-中厚層長(zhǎng)石石英雜砂巖夾含礫細(xì)-粉砂巖,以發(fā)育大型單向斜層理和沖刷充填構(gòu)造為特征,具有河口-三角州相沉積特點(diǎn);上部為中薄層長(zhǎng)石石英雜砂巖夾含鈣石英粉砂巖、泥質(zhì)砂巖,波狀砂紋層理、透鏡狀層理和滑塌構(gòu)造發(fā)育,具有淺海濱岸相特征。從下到上在剖面結(jié)構(gòu)上,碎屑粒度由粗變細(xì),礫石成分從有到無(wú),泥鈣質(zhì)由少增多,單層厚度由大變小,顯示了沉積水體逐漸加深的海進(jìn)沉積序列。

在橫向上,從盆地東緣向西到荒草溝-王家愣一帶,巖性組合主要為灰紫色中厚層變長(zhǎng)石石英粉砂巖、變細(xì)粒石英砂巖夾含生物碎屑粉砂質(zhì)粉晶灰?guī)r,發(fā)育大型低角度沖刷層理;在剖面結(jié)構(gòu)上,由下而上依次為變細(xì)砂巖→變粉砂巖→粉砂質(zhì)千枚巖→泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r,構(gòu)成了一個(gè)明顯的韻律層,在西河一帶出露較好,沿走向厚度變化不大。但從西河向西,碎屑巖粒度變細(xì),泥質(zhì)成分遞減,鈣質(zhì)成分遞增。到八方山-八卦廟一帶西側(cè),夾有深灰色含碳千枚巖,原始沉積構(gòu)造僅在下部長(zhǎng)石石英粉砂巖中見(jiàn)有槽狀交錯(cuò)層理及板狀交錯(cuò)層理。這種橫向變化,揭示在中泥盆世初期已出現(xiàn)了橫向巖相分異,從東向西依次為:河口-三角洲(古跡-云鎮(zhèn))→三角洲-潮坪相(王家愣)→潮坪/砂壩相(西河)→局限海灣-潟湖相(八卦廟-八方山),揭示出鳳太盆地東側(cè)佛坪古陸是盆地主要物源區(qū)之一。

王家塄組第一巖性段(D2wa)在西河地段從北向南,粒度由細(xì)→粗,泥質(zhì)成分由少→多,碳酸鹽巖由多→少,總體上形成北部碳酸鹽巖厚度大而穩(wěn)定,南部碎屑巖厚度大而穩(wěn)定,而中部泥質(zhì)巖夾層增多的特點(diǎn)。第二巖性段(D2wb)從北向南厚度由最大→較小→中等,碎屑巖粒度由粗→細(xì),泥質(zhì)成分由少→多,鈣質(zhì)成分由多→少,南部荒草溝口以南變質(zhì)砂巖中見(jiàn)有海底滑坡型卷曲層理,局部有粒序?qū)永?。第三巖性段(D2wc)在西河地段由北向南,其厚度變化不大,北部鈣質(zhì)成分增多,泥質(zhì)含量相對(duì)減少,微(細(xì))晶灰?guī)r中普遍含有少量珊瑚碎片和腕足類(lèi)化石,砂質(zhì)和鈣質(zhì)成分組成的條帶狀構(gòu)造和互層特別發(fā)育,普遍具有角巖化。南部由變長(zhǎng)石石英砂巖、變長(zhǎng)石石英粉砂巖、粉砂質(zhì)千枚巖和方解石千枚巖組成的韻律層發(fā)育,相對(duì)泥質(zhì)成分增高,鈣質(zhì)夾層少見(jiàn)。中部變鈣質(zhì)長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖中海底滑坡型卷曲層理和粒序?qū)永戆l(fā)育?？梢钥闯?當(dāng)時(shí)在西河南北兩側(cè)均可能存在著地相鄰的構(gòu)造高地,為鳳太盆地供給了碎屑物質(zhì)。

在王家塄組第一巖性段沉積時(shí),西河以北盆地基底沉降幅度較大,與鳳縣-山陽(yáng)-商縣同沉積斷層西部南盤(pán)大致相當(dāng),該同沉積斷層南盤(pán)快速沉降導(dǎo)致了盆基底下沉,自下而上,剖面結(jié)構(gòu)依次為變細(xì)砂巖→變粉砂巖→粉砂質(zhì)千枚巖→泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r,顯示沉積水體向上逐漸加深,具有伸展裂陷沉積充填沉積序列特征。從北至南碎屑粒度變粗指示了沉積物來(lái)自盆地南緣,供給物源區(qū)可能是南鄰古陸志留系,化學(xué)成熟度和粒度成熟度較好揭示碎屑物質(zhì)經(jīng)過(guò)了一定距離搬運(yùn)。在第二巖性段沉積時(shí),鳳縣-山陽(yáng)-商南同沉積斷層在側(cè)向上分枝同生斷層活動(dòng)已開(kāi)始,并導(dǎo)致了海底滑坡和粒序?qū)永?。碎屑物粒度、泥質(zhì)及鈣質(zhì)成分變化均指示了北秦嶺造山帶為鳳太盆地供給了物源。

總之,盆地發(fā)育期沉積體系、沉積相與垂向相序結(jié)構(gòu)和橫向相變揭示在沉積盆地東側(cè)、南側(cè)和北側(cè)均存在蝕源巖區(qū)(古隆起或古陸),揭示沉積盆地三個(gè)方向被古隆起或古陸分割,十分豐富的沉積物質(zhì)供給與拉分盆地迅速補(bǔ)償沉積特征類(lèi)似。

2.2 盆地成盆期與沉積中心和沉積體系

商丹帶在海西期進(jìn)入走滑階段,并延續(xù)到印支期,統(tǒng)計(jì)結(jié)果是以左行走滑標(biāo)志最多,右行走滑標(biāo)志次之,商丹帶在盆地北部產(chǎn)生了右行走滑運(yùn)動(dòng),由于印支期南秦嶺擠壓造山作用產(chǎn)生的左行走滑形成了巨大的韌性剪切帶,對(duì)前期構(gòu)造和構(gòu)造巖改造強(qiáng)烈,導(dǎo)致右行走滑運(yùn)動(dòng)標(biāo)志殘存甚少[31]。在走滑拉分-伸展體制下,鳳太地區(qū)發(fā)生拉分裂陷成盆過(guò)程,鳳縣-山陽(yáng)穿盆基底沉積斷層在右行走滑分量作用下,北西-南東向拉分?jǐn)嘞葑饔眯纬闪吮蔽飨虺两抵行?在肖梨園-王家塄一帶成為沉積中心。鳳縣-山陽(yáng)-商南同沉積斷層繼續(xù)控制著盆地基底的局部沉降,同時(shí)也誘導(dǎo)了近北北東向同生斷層形成,這種網(wǎng)狀同生斷裂控制了盆地內(nèi)部巖相古地理發(fā)生明顯分異,在次級(jí)同生斷裂作用下,三級(jí)構(gòu)造盆地開(kāi)始發(fā)育,次級(jí)同生斷裂和三級(jí)構(gòu)造盆地中形成了不同沉降和沉積中心,在拉分盆地內(nèi),構(gòu)造沉降中心與沉積中心一致是拉分盆地構(gòu)造-沉積特征,鳳太中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段等厚線(xiàn)揭示鳳太沉積盆地已經(jīng)具有拉分盆地特點(diǎn)(圖2和3),王家塄一帶古道嶺組上巖段厚度達(dá)1 000 m以上,而在銀母寺一帶,沉積厚度僅有4 00～500 m,揭示在西河一帶可能發(fā)育近南北向的同生斷裂帶(圖2)。

作為對(duì)于同生斷裂引起沉降作用的沉積學(xué)響應(yīng),構(gòu)造-巖相學(xué)特征是對(duì)于沉積盆地內(nèi)部同生斷裂活動(dòng)歷史和次級(jí)盆地形成與演化進(jìn)程的物質(zhì)記錄,在中泥盆世晚期,本區(qū)從陸源碎屑沉積體系向淺水碳酸鹽巖沉積體系演演進(jìn),揭示了整體發(fā)生構(gòu)造沉降特征。銀母寺-八方山三級(jí)構(gòu)造盆地開(kāi)始發(fā)育,古道嶺組下巖段(D2g1)開(kāi)始沉積,從西到東,西部青崖溝-星紅鋪剖面上未見(jiàn)古道嶺組下巖段;中部西河剖面及附近有厚度較大的陸源碎屑沉積體系發(fā)育,局部夾泥質(zhì)和鈣質(zhì)沉積;東部王家塄一帶亦有露,沿走向厚度變化較大,從東向西的厚度(圖2)由小→中等→大→小,粒度由粗變細(xì),泥質(zhì)含量增加,鈣質(zhì)夾層減少,泥質(zhì)巖中含鐵白云石,沉積相為淺海粉砂泥質(zhì)陸棚相。在磨溝-田竹園背斜核部偏南可見(jiàn)含礫長(zhǎng)石石英砂巖,礫石粒徑為5 cm X10 cm,最大為10 cm X15 cm,略具定向排列,長(zhǎng)軸方向與層理有一定的夾角,礫石成分為微晶灰?guī)r和粉砂巖,與上和下巖性層成分基本一致,屬層間同生礫巖。從下往上,在剖面結(jié)構(gòu)中碎屑物質(zhì)粒度由粗→細(xì),碎屑含量由多至少,鈣質(zhì)成分由少至多,上部為內(nèi)碎屑和鮞粒碳酸鹽巖,泥質(zhì)夾層較多;揭示此時(shí)由于同沉積斷層活動(dòng)引起盆地基底仍不斷下降,沉積充填中心主要位于西河-銀母寺鉛鋅礦區(qū)尹家溝一帶。

中泥盆統(tǒng)古道嶺組淺水碳酸鹽巖沉積體系向深水碳酸鹽巖沉積體系演進(jìn)具有伸展裂陷沉積充填序列特征,揭示構(gòu)造沉降作用進(jìn)一步加強(qiáng),明顯受同生斷裂控制的構(gòu)造-沉積巖相發(fā)育。中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段沉積時(shí),鳳太盆地拉分裂陷程度最大,普遍接受了古道嶺組上巖段沉積,其底部含礫泥質(zhì)微晶灰?guī)r中礫石為微晶灰?guī)r、以及含同沉積微晶灰?guī)r礫石的粉砂質(zhì)絹云母千枚巖等,同生角礫在局部發(fā)育反映了因同生斷裂活動(dòng)造成盆地進(jìn)一步加深沉降,古道嶺下巖段下部主要為一套含泥砂質(zhì)較高的復(fù)理石碳酸鹽巖,指示了盆地快速沉降過(guò)程中物源供給充足,中部為一套深水斜坡相碳酸鹽巖。古道嶺下巖段上部生物化石含量增多,形成生物碎屑灰?guī)r、生物灰?guī)r和生物礁灰?guī)r,沉積環(huán)境穩(wěn)定時(shí)發(fā)育生物礁(灘)相;同生斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)形成了同生角礫巖和礫屑灰?guī)r,并伴有正粒序結(jié)構(gòu)的濁積巖,發(fā)育同沉積變形構(gòu)造?？傮w上沉積環(huán)境比較穩(wěn)定,但在三級(jí)盆地內(nèi)由于同生斷裂活動(dòng),并導(dǎo)致小規(guī)模熱水噴溢,使古道嶺組上巖段未固結(jié)的沉積物軟泥發(fā)生了變形,產(chǎn)生了陷落沉積作用,后期成巖為具有砂球-砂枕同生沉積變形構(gòu)造的碳酸鹽巖,構(gòu)成了沿同生斷裂分布的地震巖席。中泥盆世晚期,鳳太盆地在總體伸展體制下繼續(xù)裂陷沉降,除原有的陸源碎屑沉積物供給格局外,三級(jí)盆地開(kāi)始發(fā)育,內(nèi)源碳酸鹽沉積物供給增強(qiáng),沿同生斷裂上升的熱水帶來(lái)了大量成礦物質(zhì),在三級(jí)熱水沉積盆地內(nèi)形成了古道嶺上巖段頂部的熱水沉積體系,熱水沉積巖相發(fā)育并形成了鉛鋅礦大規(guī)模的成巖成礦作用[27～29],在鉛硐山-雙石鋪一帶(圖2和3),星紅鋪-青崖溝北東向同生斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈,北西盤(pán)強(qiáng)烈沉降,形成了三級(jí)箕狀熱水沉積盆地。在八方山-銀母寺北西向沉降中心形成受鳳縣-山陽(yáng)-商南同沉積斷層的控制,由于在總體伸展體制下,受北西-南東向拉伸產(chǎn)生了右行走滑作用,沿該同沉積斷裂帶走向形成了紡錘狀拉分盆地,大規(guī)模熱水沉積巖相和多金屬礦層形成使其成為三級(jí)拉分式熱水盆地(圖2)。

上泥盆統(tǒng)星紅鋪組在研究?jī)?nèi)廣泛分布,熱水沉積體系、深水濁流熱水沉積體系、等深流熱水沉積體系和熱水沉積巖相在星紅鋪組普遍發(fā)育[27～29],這是本區(qū)金礦形成的初始礦源層主要形成過(guò)程。在在鳳縣二級(jí)盆地內(nèi)從南到北,北部南山-八卦廟-平坎主要分布于洞溝-八方山背斜兩翼,銀母寺-八方山三級(jí)熱水盆地在其分布范圍內(nèi)。星紅鋪組第一巖性段(D3x1)下部為細(xì)碎屑巖及含碎屑泥質(zhì)巖,中-上部泥質(zhì)巖夾碳酸鹽巖薄層,上部為薄層泥質(zhì)碳酸鹽巖,組成一個(gè)完整的韻律層,底部含有豐富腕足類(lèi)化石。下部泥質(zhì)細(xì)碎屑巖具有低速沉積特征,但在三級(jí)熱水盆地內(nèi)仍較強(qiáng)地?zé)崴顒?dòng),形成了硅質(zhì)鐵白云巖相、鈉質(zhì)鐵白云石細(xì)碎屑巖相,局部發(fā)育深水體系中形成細(xì)碎屑巖相。星紅鋪第二巖性段(D3x2)總體上以泥質(zhì)成分為主,屬一套粉砂質(zhì)泥巖,粉砂質(zhì)、鈣質(zhì)增高時(shí)形成了鈣屑泥砂質(zhì)沖積巖。星紅鋪第三巖性段(D3x3)在北部不甚發(fā)育,為粉砂質(zhì)泥巖夾鈣屑沉積,星紅鋪組是盆地內(nèi)八卦廟金礦的主要賦礦層位,發(fā)育熱水鈉質(zhì)濁積巖相為特征,盆地中央部位地勢(shì)平坦,出現(xiàn)等深流沉積。中部星紅鋪-葦子坪-西河廟坪主要分由于鉛硐山-玉皇山復(fù)背斜北翼,星紅鋪級(jí)第一巖性段(D3x1)以泥質(zhì)成分為主,上部為薄層微晶灰?guī)r,沉積厚度在鉛硐山-雙石鋪三級(jí)箕狀熱水盆地東側(cè)心紅峽一帶最大,并發(fā)育熱水濁積巖相,向西進(jìn)入三級(jí)熱水盆地內(nèi),有較強(qiáng)的熱水沉積巖相。星紅鋪組第二、三性段在心紅峽一帶發(fā)育比較齊全,沉積厚度大。南部碾道-燒鍋里,分布于鉛硐山-玉皇廟復(fù)北背斜的南翼,與中部大致相同。

在太白二級(jí)盆地雙王一帶,星紅鋪組第一巖性段為雙王金礦礦床的賦礦層位,在鳳縣二級(jí)盆地內(nèi)星紅鋪組第一巖性段為八卦廟金礦的賦礦層位,在銀硐梁-手搬崖多金屬礦帶為的鉛鋅礦次要賦礦層位,伴生金礦主要賦存層位。在青崖溝一帶賦存著鈉長(zhǎng)碳酸質(zhì)角礫巖,地層普遍有鈉化現(xiàn)象。晚泥盆世早期,已形成的三級(jí)熱水盆地內(nèi),星紅鋪組沉積厚度均較大,伴有熱水活動(dòng),三級(jí)盆地主要受控于同生斷層。

從總體上看,從古道嶺組頂部到星紅鋪組(圖3、4和5),三級(jí)構(gòu)造盆地中沉積體系演化分異作用明顯,熱水沉積體系也發(fā)生較大變化,主體由含鉛鋅熱水沉積巖相向含金熱水濁積巖相體發(fā)生垂向相體變化。

圖3 鳳太晚古生代盆地分級(jí)與構(gòu)造-熱水沉積巖相時(shí)空分布與演化示意圖1.含礫砂巖;2.泥質(zhì)粉砂巖;3.含炭生物灰?guī)r;4.生物(礁)灰?guī)r.a-熱水同生交代微相;5.鐵白云質(zhì)灰?guī)r;6.硅化鐵白云石化生物灰?guī)r;7.硅質(zhì)灰?guī)r.b-熱水混合同生沉積微相;8.鐵白云質(zhì)硅質(zhì)巖;9.硅質(zhì)鐵白云巖;10.硫化物巖微相(含礦硅質(zhì)鐵白云巖-含礦菱鐵礦鐵白云巖).c-熱水同生沉積微相;11.硅質(zhì)巖;12.鐵白云質(zhì)泥巖(千枚巖)-鐵白云巖.d-熱水液壓致裂微相;13.含礦硅質(zhì)角礫巖-含礦硅質(zhì)鐵白云石角礫巖.e-封閉、滯水盆地相(礦體覆蓋保存層);14.炭質(zhì)泥巖(千枚巖);15.(含炭)鐵白云質(zhì)泥巖(千枚巖);16.綠泥石泥巖(千枚巖).f-熱流體隱爆巖相;17.鈉長(zhǎng)石碳酸(角礫)巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)石(角礫)巖.g-熱流體充填巖相;18.鈉長(zhǎng)石碳酸巖脈;19.基性巖脈-閃長(zhǎng)玢巖脈;20.盆地下伏熱源區(qū);21.微相相變界線(xiàn);22.同生斷層及運(yùn)動(dòng)方向;23.濁積巖層序;C2-中石炭統(tǒng);T2-P-C2-中三疊統(tǒng)-二疊系-中石炭統(tǒng);D2 j-上泥盆統(tǒng)九里坪組;D2 x2-上泥盆統(tǒng)星紅鋪第二巖性段;D3 x1-上泥盆統(tǒng)星紅鋪組第一巖性段;D2 g2-中泥盆統(tǒng)古道嶺組第二巖性段;D2 g1-中泥盆統(tǒng)古道嶺組第一巖性段;∈-S-泥盆紀(jì)沉積盆地下伏寒武-志留系;Pt-元古代富鈉火山巖。Fig.3 Re-constructed profile for time-space distribution and evolution of syntectonic-hydrothermal sedimentary lithofacies and basin order in the Late Paleozoic basin in Fengxian-Taibai area

圖4 銀硐梁-手搬崖鉛鋅礦帶構(gòu)造-熱水沉積巖相柱狀對(duì)比圖與三級(jí)盆地恢復(fù)重建1.含碳生物灰?guī)r;2.鈣質(zhì)千枚巖;3.生物灰?guī)r;4.碳質(zhì)灰?guī)r;5.硅化鐵白云石化含碳生物灰?guī)r;6.石英鐵方解石巖;7.鉛鋅礦化層;8.鉛鋅礦層;9.硅質(zhì)灰?guī)r;10.硅質(zhì)鐵白云巖(Mn原生異常指示熱水沉積巖相);11.構(gòu)造角礫巖(改造期形成的構(gòu)造角礫巖相);12.黃鐵礦化鐵白云質(zhì)灰?guī)r(As和原生Cu異常指示熱水沉積巖相);13.鐵白云質(zhì)千枚巖;14.綠泥絹云母千枚巖;15.含碳絹云母千枚巖;16.碳質(zhì)千枚巖夾薄層灰?guī)r;17.碳質(zhì)千枚巖;18.鐵白云質(zhì)絹云母千枚巖(具有As和B原生異常,指示熱水噴氣沉積作用存在);19.鐵白云質(zhì)千枚巖夾薄層灰?guī)r(具有Ag和B原生異常,指示熱水噴氣沉積作用存在);20.鐵白云質(zhì)千枚巖(具有B、Mn和As原生異常,指示熱水噴氣沉積作用存在);21.閃長(zhǎng)玢巖;基性巖脈Fig.4 Column map of syntectonic-hydrothermal sedimentary lithofacies and the three-order basin reconstructed in Yindongliang-Shoubanyan Pb-Zn ore zones

(1)三級(jí)盆地開(kāi)始明顯分異并開(kāi)始相對(duì)獨(dú)立演化,在星紅鋪組第一、二巖段中,均發(fā)育三級(jí)盆地?cái)嘞菁由钸^(guò)程中形成了同生角礫巖、濁積巖系、含礫同成分角礫巖,伴有沉積物軟變形,反映了三級(jí)盆地受同生斷裂的活動(dòng)控制明顯,幕式快速沉降導(dǎo)致了三級(jí)盆地快速加深和沉積充填,這種幕式活動(dòng)從古道嶺組二段(D2g2)沉積時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始,是三級(jí)盆地形成的地層記錄顯著特點(diǎn)。鉛硐山-雙石鋪復(fù)合斷陷三級(jí)構(gòu)造熱水沉積盆地之中,沉積體系演替結(jié)構(gòu)在垂向相序表現(xiàn)(從下到上)為:古道嶺組淺水碳酸鹽巖沉積體系厚層生物(礁)灰?guī)r相→熱水沉積體系(同生斷裂附近發(fā)育熱水沉積巖相,包括硅質(zhì)生物灰?guī)r、硅質(zhì)鐵白云巖、鐵白云巖、硅質(zhì)巖、硫化物巖等)→生物礁灰?guī)r相→硅質(zhì)熱水幕→半深水生物碎屑灰?guī)r/碳質(zhì)灰?guī)r相→鐵鎂碳酸質(zhì)-硅質(zhì)熱水幕/鉛鋅礦層→鐵白云質(zhì)碎屑巖相→薄層灰?guī)r夾鐵白云質(zhì)碎屑巖/含礦硅質(zhì)白云巖/鐵白云質(zhì)泥巖相→綠泥石(絹云母)泥巖。

(2)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)盆地內(nèi),沉積相在走向上和橫向上不對(duì)稱(chēng),反映拉分盆地沉積體系和沉積相具有不對(duì)稱(chēng)發(fā)育特點(diǎn),這也是拉分盆地動(dòng)力學(xué)特征的構(gòu)造-巖相學(xué)記錄。在鳳太一級(jí)拉分盆地中,中泥盆世在八方山-八卦廟-雙王一帶形成了北西向沉降中心和沉積中心,沉積厚度最大;而到晚泥盆地早期沉積中心南遷到鉛硐山-獅子壩,形成了北西向沉降中心,沉積厚度最大,晚泥盆世晚期沉積中心北側(cè)于二者之間。這種沉積中心隨時(shí)間遷移的特點(diǎn)是在總體伸展擴(kuò)張背景下的,盆地基地中走滑變形的地層記錄,可解釋為走滑斷層可以在相當(dāng)長(zhǎng)的距離中存在,也可出現(xiàn)局部的受阻彎曲和分離彎曲、斷層交匯及側(cè)接。分離彎曲使本區(qū)的三級(jí)盆地進(jìn)一步形成。

(3)在鳳太一級(jí)盆地內(nèi),三級(jí)盆地在地層厚度、沉積相組合和幾何形態(tài)等方面顯著不同。銀母寺-八卦廟-八方山拉分式三級(jí)構(gòu)造熱水沉積盆地之中,八方山多金屬礦區(qū)沉積體系演替結(jié)構(gòu)在垂向相序表現(xiàn)(從下到上)為:淺水碳酸鹽巖臺(tái)地相→生物灘(礁)相→半深水滯留還原熱水混合沉積硅質(zhì)巖亞相(含灰?guī)r角礫的淺灰色硅質(zhì)巖、淺灰色-深灰色硅質(zhì)巖層、鉛鋅礦層、含碳硅質(zhì)巖)→半深水偏堿性碳酸鹽型熱水液壓致裂隱爆微相(含銅硅質(zhì)鐵白云石角礫巖、含銅黃鐵礦硅質(zhì)白云石角礫巖)→淺水-半深水熱水鈣屑濁積巖相(鐵白云質(zhì)泥巖、鐵白云質(zhì)鈣屑濁積巖、含碳生物碎屑灰?guī)r、)→淺水鈣屑泥巖相(鈣屑泥巖、鈣屑濁積巖、薄層砂屑灰?guī)r)。

八方山多金屬礦區(qū)含銅硅質(zhì)鐵白云巖亞相處于偏還原環(huán)境,形成了銅富集成礦;而在鉛硐山鉛鋅礦區(qū),硅質(zhì)鐵白云巖-硅質(zhì)菱鐵礦鐵白云巖處于強(qiáng)還原環(huán)境,主體以鉛鋅富集成礦為主,僅有少量黃銅礦形成。在銀母寺鉛鋅礦區(qū),含銅硅質(zhì)鐵白云巖亞相受同生斷裂帶控制明顯,在同生礫屑灰?guī)r層之上含銅硅質(zhì)鐵白云巖亞相,向上逐漸減弱,以含鉛鋅硅質(zhì)巖亞相為主體,具有沿同生斷裂帶產(chǎn)出有脈狀含銅硅質(zhì)鐵白云巖亞相。在熱水鈣屑濁積巖相在八卦廟金礦區(qū)屬于金礦主要賦存巖相。可以看出,三級(jí)熱水沉積盆地、熱水場(chǎng)類(lèi)型及同生斷裂活動(dòng)方式不同,構(gòu)造-熱水沉積巖相與成礦特點(diǎn)具有較大差異,這是本區(qū)金-多金屬礦在礦床和礦體尺度上形成礦化分帶規(guī)律的內(nèi)在控制因素。

(4)從北到南(圖2),北部邊界同生斷裂帶(商丹斷裂帶西段)與禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段)之間形成了沉降和沉積中心,控制了老鐵廠三級(jí)構(gòu)造盆地;禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段)在老鐵廠附近形成兩個(gè)分枝同生斷裂帶,它們之間形成的拉分?jǐn)嘞輩^(qū)形成了沉降和沉積中心,控制了王家楞-雙王三級(jí)構(gòu)造熱水沉積盆地。

(5)在鳳太一級(jí)盆地中部西河北北東向或近南北向發(fā)育同生斷裂帶,它和禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段)共同控制了葦子坪-八方山-銀母寺-鉛硐山一帶半環(huán)形碳酸鹽巖臺(tái)地,生物礁灰?guī)r和生物灘灰?guī)r相發(fā)育,在西部鳳縣二級(jí)盆地內(nèi)形成了水下隆起,并在該水下隆起北東部位形成了銀母寺-八卦廟-八方山三級(jí)拉分式熱水沉積盆地,以發(fā)育鈉長(zhǎng)巖亞相和鈉質(zhì)熱水沉積巖相為特征。

在心紅峽-青崖溝發(fā)育北北東向同生斷裂帶,形成了鉛硐山-銀洞梁-手搬崖復(fù)合斷陷三級(jí)熱水沉積盆地(圖2、3和4),成為熱水沉積-改造型(銀)鉛鋅礦床,局部伴生金礦,在譚家溝一帶發(fā)現(xiàn)了小型金礦,以發(fā)育硅質(zhì)巖亞相-菱鐵礦鐵白云巖亞相為特征,未見(jiàn)典型鈉長(zhǎng)巖亞相和鈉質(zhì)熱水沉積巖相,局部可見(jiàn)后期閃長(zhǎng)玢巖脈。

以上分析表明,在中泥盆世開(kāi)始,鳳太沉積盆地具有受走滑斷裂帶控制下形成的同生構(gòu)造-巖相學(xué)特征,盆地沉降中心受區(qū)域性同生斷裂帶控制,也是盆地沉積中心。構(gòu)造-巖相學(xué)特征表明次級(jí)盆地發(fā)育受低序次北西向、近南北向和北北東向網(wǎng)狀同生斷裂帶控制,這些同生斷裂不但是次級(jí)盆地形成主控因素,也是熱水噴流沉積成礦的構(gòu)造通道(圖3和4)。

2.3 盆地萎縮期與沉積中心

在晚泥盆世晚期九里坪階,鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地開(kāi)始萎縮,沉降中心遷移收縮到盆地中心,三級(jí)構(gòu)造盆地已經(jīng)基本萎縮封閉;在青崖溝-倒貼金形成了北西向沉積中心,以青崖溝一帶厚度最大(1 737 m)。從西向東,從北向南顯示了砂質(zhì)成分增高,泥質(zhì)減少,暗示了物源區(qū)為盆地東側(cè)及南側(cè)相鄰的構(gòu)造高地。上泥盆統(tǒng)九里坪組第一巖性段(D3j1)中下部為變中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖夾砂質(zhì)微晶灰?guī)r,中上部為千枚巖微-細(xì)晶灰?guī)r,頂部為砂質(zhì)微晶灰?guī)r,具有復(fù)理石沉積特征,常由變砂巖-千枚巖-微晶灰?guī)r組成不等厚的韻律式沉積。第二巖性段(D3j2)下部為變砂巖,中部千枚巖,上部粉砂質(zhì)微晶灰?guī)r,為一完整的韻律式沉積。第三巖性段(D3j3)由變長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂質(zhì)千枚巖及粉砂質(zhì)微晶灰?guī)r組成的韻律式沉積,具有復(fù)理石沉積特征。第四巖性段(D3j4)下部為長(zhǎng)石石英砂巖夾粉在質(zhì)微晶灰?guī)r,中部為變砂巖夾粉砂質(zhì)千枚巖,上部為粉質(zhì)千枚巖夾薄層云母砂巖。從沉積環(huán)境看,全區(qū)處于種不穩(wěn)定的動(dòng)蕩環(huán)境,類(lèi)復(fù)理石沉積特別發(fā)育。九里坪組在鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地中央部位(青崖溝-倒貼金)厚度最大,向四周厚度逐漸變薄,此時(shí),盆地基底略有抬升,造成了海水變淺,沉積中心形成是盆地內(nèi)充填沉積物因負(fù)載作用下沉,并壓實(shí)成巖,晚泥盆世晚期,秦嶺地塊在區(qū)域上東部已開(kāi)始初始接觸碰撞[7],本區(qū)也從南北向擴(kuò)張為主的伸展構(gòu)造體制,逐漸變?yōu)樾毕虼r(shí)碰撞的側(cè)向擠壓收縮體制,因而使九里坪組具有退積型海退序列,盆地已開(kāi)始進(jìn)入萎縮期,其后逐漸發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用。

總之,晚泥盆世晚期九里坪階向上變淺加粗的沉積相序揭示了鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地發(fā)生的盆地萎縮進(jìn)程,沉積中心繼承了原有的盆地沉積中心,在該盆地中央部位主體呈北西向延伸,沉積范圍明顯萎縮。

2.4 石炭紀(jì)構(gòu)造反轉(zhuǎn)與沉積體系和沉積中心

鳳太晚古生代沉積盆地的構(gòu)造變形歷史比較復(fù)雜,大致可分為四期:①石炭紀(jì)-中三疊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)與熱流體疊加改造期(D1);②印支期斜向碰撞擠壓體制下,盆地收縮變形與褶皺作用、巖漿侵位與熱構(gòu)造-脆韌性剪切變形(D2);③晚印支期-燕山早期逆沖推覆改造變形(D3);④晚燕山期陸內(nèi)造山期伸展變形(D4)。限于論文篇幅,本文僅對(duì)石炭紀(jì)-中三疊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)與熱流體疊加改造期(D1)進(jìn)行論述,構(gòu)造反轉(zhuǎn)主要表現(xiàn)為泥盆紀(jì)走滑拉分-伸展構(gòu)造作用向中三疊世末期斜向擠壓收縮構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換過(guò)程,這兩期構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)于金礦形成與演化具有十分深刻的大陸動(dòng)力學(xué)背景。

酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段)在石炭紀(jì)初發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)(圖3),其南側(cè)形成斷陷沉降中心,為其二疊紀(jì)-早三疊世溫江寺斷陷沉降中心提供了同生構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景,鳳太晚古生代沉積盆地南部邊界基底離斷層以南,留壩縣(白龍江隆起東部)早古生代地層在泥盆-三疊紀(jì)世期間一直處于緩慢抬升狀態(tài)。

石炭系分布主要限于鳳太晚古生代沉積盆地南側(cè)和北側(cè)、西部及東部局部地區(qū),這是由于構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用使該盆地中央由原來(lái)顯著伸展沉降中心(鳳太拉分盆地中央部位)受到斷塊構(gòu)造作用發(fā)生抬升,鳳太晚古生代沉積盆地中央部位轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)主體抬升區(qū)域,該盆地南側(cè)和北側(cè)同生構(gòu)造斷陷增強(qiáng),西緣和東緣同生斷裂帶附近也是沉積中心,因此在該盆地周緣同生斷裂帶附近形成了局部構(gòu)造斷陷-沉積中心,石炭紀(jì)海域面積大規(guī)?？s小揭示沉積盆地萎縮強(qiáng)烈,這種構(gòu)造斷陷沉降中心和沉積中心遷移與一般拉分盆地具有十分類(lèi)型特征。石炭系以硅碳質(zhì)細(xì)碎屑巖為主,局部發(fā)育碳酸鹽巖,指示了一種缺氧、強(qiáng)還原、水體停滯的沉積環(huán)境。

據(jù)崔智林等[34]研究,在鳳縣核桃壩一帶,石炭系下部為淺海陸棚相粉砂巖、泥灰?guī)r和灰?guī)r,中、上部以重力流沉積為主,在中部濁積巖中產(chǎn)遺跡化石;沉積和古生物證據(jù)表明晚石炭世中期以前,本區(qū)沉積盆地的基底較為平緩,水體較淺,與南秦嶺其它地區(qū)的古海水連通性較好;但晚石炭世中期以后,濁流和塊狀重力搬運(yùn)沉積特征證明該沉積盆地基底變陡斜。石炭系上部,礫石排列狀態(tài)大體顯示出物源區(qū)在南側(cè),因此該沉積盆地的基底地形具有南高北低特征,南面水體較淺,北面水體較深,這種盆地基底變化和物源區(qū)特征揭示石炭紀(jì)發(fā)生了構(gòu)造反轉(zhuǎn),也說(shuō)明鳳太晚古生代沉積盆地中央部位發(fā)生構(gòu)造抬升,該盆地北緣發(fā)生的構(gòu)造沉降強(qiáng)烈。

在石炭紀(jì),秦嶺造山帶已經(jīng)在東部發(fā)生點(diǎn)碰撞且逐步從東到西發(fā)展,從點(diǎn)碰撞到全面碰撞過(guò)程發(fā)展[7],北秦嶺造山帶此時(shí)擠壓造山作用和構(gòu)造抬升也不斷增強(qiáng),鳳太晚古生代沉積盆地發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用與秦嶺造山帶區(qū)域動(dòng)力學(xué)過(guò)程一致。該沉積盆地北緣和東北緣接近商丹帶,這種沉積體系從淺水→半深水→深水沉積體系演進(jìn)屬于近南北向斜向俯沖碰撞體制下,在商丹帶南側(cè)形成的增生楔狀體[33],也證明在石炭紀(jì)期間,商丹帶依然是控制鳳太晚古生代沉積盆地的北部邊界同生斷裂帶。印支期造山作用過(guò)程中僅接受了早三疊世沉積,暗示在中三疊世該沉積盆地北緣已經(jīng)發(fā)生完全封閉。

石炭紀(jì)增生楔狀體的構(gòu)造-沉積體系特征揭示該沉積盆地北部基底斷塊發(fā)生“北側(cè)沉降,南側(cè)挑升”的構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用;構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用的另一表現(xiàn)為沿鳳縣-山陽(yáng)穿盆基底沉積斷層附近發(fā)生幔源熱物質(zhì)上涌侵位,沿禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶形成了區(qū)域性鈉長(zhǎng)碳酸質(zhì)角礫巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)石角礫巖等構(gòu)造-熱流體巖相侵位疊加,鈉長(zhǎng)碳酸質(zhì)角礫巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)石角礫巖大致沿層侵位于中泥盆統(tǒng)星紅鋪組和上泥盆統(tǒng)九里坪組中,這種熱流體角礫巖帶和相關(guān)構(gòu)造-巖相學(xué)帶隨泥盆紀(jì)地層在印支期發(fā)生褶皺和構(gòu)造變形。這種堿性深源熱流體疊加相及相關(guān)構(gòu)造-巖相學(xué)特征表明可能屬于石炭紀(jì)形成的產(chǎn)物,對(duì)于鳳太晚古生代沉積盆地北部金礦帶形成具有十分重要作用,并間斷延續(xù)到印支期。

2.5 二疊紀(jì)-早三疊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)與沉積體系和沉積中心

二疊系第一巖性段為一套淺海相復(fù)理石沉積,由粗砂巖-細(xì)(粉)砂巖-泥巖-碳酸鹽巖組成的若干個(gè)沉積韻律,遞變粒序?yàn)閷永戆l(fā)育,與上泥盆統(tǒng)、中上石炭統(tǒng)均為斷層接觸,與上覆巖性為整合接觸。底部有同生礫巖、生物碎屑礫狀微晶灰?guī)r透鏡體、含生物碎屑角礫狀灰?guī)r,顯示了伸展裂陷發(fā)展初期在快速同生構(gòu)造斷陷作用下,形成的構(gòu)造沉降并快速沉積充填,迅速變?yōu)闇\海相。第二巖性段主要為淺海相變細(xì)碎屑巖-泥質(zhì)沉積物組成,水平層理發(fā)育,反映了沉積環(huán)境較為穩(wěn)定。

在瓦房壩-溫江寺上三疊統(tǒng)中有礫屑灰?guī)r,以礫狀、大透鏡狀或巨大巖塊(可達(dá)0.7 m X3 m)存在于砂板巖組成的濁流沉積相中,普遍具有化石混雜現(xiàn)象,即礫屑中的及其它化石分屬石炭-二疊紀(jì),少數(shù)為泥盆紀(jì)。在同生構(gòu)造斷陷作用形成的滑塌沉積環(huán)境中,構(gòu)造滑塌沉積相帶及同沉積軟變形構(gòu)造顯示了次級(jí)盆地的快速斷陷成盆過(guò)程,并使二級(jí)盆地迅速變?yōu)樯詈３练e環(huán)境。構(gòu)造-滑塌沉積體系與深水濁流沉積體系相共生,主體水流流向由北至南,揭示鳳太晚古生代沉積盆地因構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用造成水體流向發(fā)生了格局性改變。上三疊統(tǒng)任家溝組和西坡組總厚度在4 567 m[37],其南側(cè)留壩縣大部分缺失上三疊統(tǒng),揭示瓦房壩-溫江寺和南側(cè)留壩縣(白龍江隆起)之間發(fā)育斷塊構(gòu)造。僅在鎮(zhèn)安西口和鎮(zhèn)平一帶,揚(yáng)子地塊北緣局部山間盆地中接受上三疊統(tǒng)沉積,已經(jīng)演化為局限咸化潟湖相。

溫江寺二疊紀(jì)-早三疊世三級(jí)盆地內(nèi),早三疊世沉積了一套深海濁積巖系、滑塌沉積體系,形成濁積巖系中熱水硅質(zhì)巖相和層狀英安質(zhì)凝灰?guī)r等,富含Au、Sb、Hg、As,該巖相是瓦房壩-溫江寺卡林型金礦重要賦礦層位,穿層鉀長(zhǎng)花崗巖脈侵位于上述層位之中,這是南部溫江寺一帶卡林型金礦與北部八卦廟金礦具有顯著不同特征。早三疊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)主要由于鳳太晚古生代沉積盆地南部基底剝離斷層發(fā)生構(gòu)造極性改變,由低角度剝離斷層轉(zhuǎn)變?yōu)榇瓜驑?gòu)造斷塊作用,導(dǎo)致留壩縣(白龍江隆起東部)早古生代基底發(fā)生快速垂向抬升,早三疊世以后本區(qū)沒(méi)有接受沉積作用。沉積盆地基底因斜坡角度逐漸增大,形成沉積物失穩(wěn)而發(fā)生水下重力流沉積和同生滑移褶皺,同生斷裂作用強(qiáng)烈而且引發(fā)泥石流沉積和滑塌沉積等,這與早三疊世晚期盆地萎縮封閉構(gòu)造動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換機(jī)制向吻合。

總之,在二疊紀(jì)-早三疊世期間,鳳太晚古生代沉積盆地西南部溫江寺-獅子壩發(fā)生迅速的同生構(gòu)造斷陷成盆,這種構(gòu)造斷陷-沉積體系主要與古特提斯域有密切的關(guān)系,同生構(gòu)造斷陷中心成為該盆地的沉積中心。本區(qū)主體缺失晚-中三疊世沉積,沉積范圍向西收縮到甘肅省境內(nèi)[35～37],說(shuō)明鳳太晚古生代盆地在中三疊世完全封閉。

3 鳳太晚古生代拉分盆地、盆地分級(jí)與金-多金屬成礦

3.1 鳳太晚古生代拉分盆地與同生斷裂帶

在鳳太晚古生代沉積盆地形成與演化過(guò)程中,揚(yáng)子地塊在巖石圈尺度上一直處于深部向北緩慢消減過(guò)程,商丹帶是揚(yáng)子地塊與華北地塊之間斜向緩慢俯沖消減帶,商丹帶以北,北秦嶺處于隆升造山與近水平剪切過(guò)程;由于勉略泥盆-石炭紀(jì)有限洋盆打開(kāi)過(guò)程中減緩了深部巖石圈向北俯沖消減的速度[7]。在大陸地殼尺度上,形成了一系列垂向基底隆起在陸表海域中形成了海島群,在本區(qū)南鄰佛坪和南鄰白龍江海島構(gòu)造不斷緩慢垂向抬升,它們共同導(dǎo)致了陸殼淺部發(fā)生走滑拉分?jǐn)嘞莺蜕煺沽严葑饔?。前述研究表明鳳太晚古生代沉積盆地北部邊界同生斷裂帶(商丹帶西段)和南部邊界留壩基底剝離斷層對(duì)該拉分盆地形成與演化具有主控構(gòu)造作用,形成了290°～ 310°→110°～130°構(gòu)造拉伸作用和近南北向構(gòu)造擴(kuò)張,形成了該拉分盆地區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景。

在鳳太晚古生代沉積盆地中,禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段)和酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段)兩個(gè)穿盆同生斷裂帶不但在泥盆紀(jì)期間對(duì)于鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地形成具有顯著控制作用,而且在石炭紀(jì)-早三疊世發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),并控制了構(gòu)造沉降中心和沉積中心,構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用對(duì)鳳太晚古生代盆地演化進(jìn)程具有十分重要的控制作用,這是本區(qū)晚古生代沉積盆地形成與演化構(gòu)造動(dòng)力學(xué)的深刻背景所在。

沉積盆地內(nèi)部穿盆同生斷裂帶可能是控制盆地分級(jí)和次級(jí)盆地形成的主要構(gòu)造動(dòng)力學(xué)因素。鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)(西段)及酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)(西段)兩條同生斷裂分別從鳳太沉積盆地內(nèi)北部和南部穿過(guò),屬于穿盆基底同生斷裂帶,其低序次同生斷裂帶主要呈北西向、近南北向和北北東向(圖2、3和4),這些沉積盆地內(nèi)部同生斷裂是控制次級(jí)盆地和盆地分級(jí)的主要控制因素。在鳳太晚古生代沉積盆地中部,西河一帶近南北向上,中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段等厚線(xiàn)差異甚大,揭示發(fā)育近南北向同生斷裂帶[27～29,33],西河近南北向水下隆起將其分割成西部鳳縣二級(jí)盆地和東部太白二級(jí)盆地。酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段)在石炭紀(jì)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),控制了西南部瓦房壩-溫江寺二級(jí)斷陷盆地(圖2和3)。

總之,穿盆同生斷裂帶及后期構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用、低序次北西向、北北東向和近南北向同生斷裂控制了鳳太一級(jí)拉分盆地產(chǎn)生了盆地分級(jí),構(gòu)造-熱水沉積巖相和構(gòu)造-熱流體疊加巖相不同控制了金和多金屬成礦分帶規(guī)律。

3.2 鳳太拉分盆地分級(jí)與金-多金屬成礦規(guī)律

總體上,鳳太一級(jí)拉分盆地可劃分為三個(gè)二級(jí)盆地。在鳳縣西河近南北向同生斷裂作用下,該一級(jí)拉分盆地分隔為西部鳳太二級(jí)盆地和東部太白二級(jí)盆地,在南部酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)和留壩基底剝離斷層構(gòu)造反轉(zhuǎn)與構(gòu)造極性反轉(zhuǎn)作用下,鳳太拉分盆地西南部形成了瓦房壩-溫江寺二級(jí)拉分?jǐn)嘞菖璧亍?/p>

1 )東部太白二級(jí)盆地中部雙王三級(jí)臺(tái)盆內(nèi)已探明雙王大型金礦床,東部太白二級(jí)盆地南緣的老鐵廠單斷形三級(jí)盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)小型金礦及一些金礦點(diǎn)。

2 )鳳縣二級(jí)盆地東北緣(圖2、3、5、6和7),銀母寺-八卦廟-八方山拉分式三級(jí)構(gòu)造熱水沉積盆地中,賦存八方山大型鉛鋅礦床及八卦廟超大型金礦床(圖6和7),在這兩個(gè)礦床之間,近期發(fā)現(xiàn)了絲毛嶺中型金礦[38]。鳳縣二級(jí)盆地西南緣(圖2、3和4),鉛硐山和東塘子2個(gè)大型鉛鋅礦床,銀硐梁、手搬崖及峰崖3個(gè)中型鉛鋅礦床賦存于鉛硐山-雙石鋪復(fù)合斷陷型三級(jí)構(gòu)造熱水沉積盆地之中。

3 )在西南部瓦房壩-溫江寺二級(jí)拉分?jǐn)嘞菖璧刂?主要為銻礦和卡林型金礦成礦集中區(qū)。

圖5 鳳太金-多金屬礦床區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)西北有色717總隊(duì)資料簡(jiǎn)化)1.背斜軸;2.向斜軸;3.區(qū)域斷裂帶(FA-商丹斷裂帶西段鳳州-靖口關(guān)斷裂,FB-酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)西段,FC-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)西段);4.斷陷盆地界線(xiàn);5.地質(zhì)界線(xiàn);6.巖層產(chǎn)狀;7.鉛鋅礦床、金礦床;Q4.第四系;K1.下白堊統(tǒng)東河群;J.侏羅系;P-T.二疊至三疊系;C.石炭系;D3 j.上泥盆統(tǒng)九里坪組;D3 x上泥盆統(tǒng)星紅鋪組;D2 g.中泥盆統(tǒng)古道嶺組;Ano.前奧陶系;Υδ5.燕山期花崗閃長(zhǎng)巖Fig.5 Regional geologic map of gold-polymetallic deposits in Fengxian-Taibai Counties

圖6 鳳縣八方山-二里河鉛鋅礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)西北有色717總隊(duì)資料簡(jiǎn)化)1.綠泥絹云千枚巖;2.含黃鐵礦絹云方解千枚巖;3.絹云方解千枚巖;4.碳質(zhì)千枚巖;5.絹云方解千枚巖;6.含礦硅質(zhì)巖;7.銅礦體;8.生物碎屑灰?guī)r;9.閃長(zhǎng)玢巖;10.斷層及編號(hào);11.背斜軸;12.推測(cè)斷裂;13.勘探線(xiàn)及編號(hào);14.鉆孔及編號(hào)Fig.6 Geologicmap of Bafangshan-Erlihe Pb-Zn deposits in Fengxian County

圖7 鳳縣八卦廟金礦地質(zhì)圖1.鈉長(zhǎng)細(xì)晶巖;2.石英巖;3.金礦化體;4.金礦體;5.斷裂及性質(zhì)不明斷裂;6.破碎帶;D bg4-八卦廟組第四層,D bg3-八卦廟組第三層, D bg2-八卦廟組第二層,D bg1-八卦廟組第一層,D y-銀母寺組Fig.7 Geologic map of Baguamiao gold deposit in Fengxian County

總體上看,SEDEX型鉛鋅(銅)礦主要受三級(jí)構(gòu)造熱水盆地、熱水沉積巖相(硅質(zhì)巖亞相、菱鐵礦鐵白云巖亞相、鐵白云質(zhì)亞相等)、同生斷裂和后期褶皺變形構(gòu)造控制定位,主要分布于鳳太晚古生代拉分盆地中部。金礦受三級(jí)構(gòu)造熱水盆地、同生斷裂、熱水濁流沉積巖相(鈉質(zhì)熱水巖亞相、凝灰質(zhì)巖相)和后期鈉質(zhì)碳酸質(zhì)熱流體疊加巖相、脆韌性構(gòu)造變形帶(糜棱巖相、糜棱巖化)等復(fù)合因素控制定位,主要分布于鳳太晚古生代拉分盆地北部和東北、南部瓦房壩-溫江寺。熱水沉積巖相不同亞相組合和相序結(jié)構(gòu)、同生斷裂及盆地分級(jí)特征是控制金-多金屬礦床集中區(qū)的共同規(guī)律,與SEDEX型鉛鋅礦比較而言,金礦明顯受沉積盆地后期構(gòu)造-熱流體疊加改造變形強(qiáng)烈,這是金礦與鉛鋅礦成礦之間的差異。

4 結(jié)論

鳳太晚古生代拉分盆地總體上受板塊斜向俯沖碰撞過(guò)程控制,在中泥盆世,鳳太拉分盆地被周緣垂向基底隆起分隔,其西南側(cè)為白龍江垂向基底隆起,分隔了甘肅西成與鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地;東側(cè)和東南側(cè)為佛坪垂向基底隆起,分隔了鎮(zhèn)安與鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地。鳳太泥盆紀(jì)沉積盆地構(gòu)造-古地理位置為秦嶺微板塊北緣板內(nèi)沉積盆地,平面形態(tài)學(xué)為總體東西長(zhǎng)、南北寬的菱形狀拉分盆地。鳳太晚古生代拉分盆地動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程與金-多金屬成礦關(guān)系主要為以下五個(gè)方面。

(1)鳳太晚古生代拉分盆地受四組同生斷裂帶控制,北部邊界同時(shí)斷裂帶(商丹帶)、南部邊界同生斷裂帶留壩基底剝離斷層、兩條穿盆同生斷裂帶共同控制了該拉分盆地的形成與演化。受同生斷裂帶控制的沉降中心和沉積中心不斷發(fā)生遷移。中泥盆世初期,淺水陸源碎屑沉積系統(tǒng)主要發(fā)育在該盆地東部,屬于沉降中心和沉積中心;隨著走滑拉分-伸展作用不斷增強(qiáng),中泥盆世中期在盆地北部形成了北西向沉降中心和沉積中心,晚泥盆地早期沉積中心南遷到鉛硐山-獅子壩,形成了北西向沉降中心。九里坪組在鳳太盆地中央部位(青崖溝-倒貼金)厚度最大,屬于沉積中心。晚泥盆世末期沉積盆地萎縮,中部發(fā)生抬升,沉積中心因構(gòu)造反轉(zhuǎn)不斷增強(qiáng),沉降中心和沉積中心相拉分盆地兩側(cè)遷移。

(2)在鳳太拉分盆地形成過(guò)程中,揚(yáng)子地塊在巖石圈尺度上一直處于深部向北緩慢消減過(guò)程,商丹帶是它們之間斜向緩慢俯沖消減帶,因此商丹帶以北北秦嶺處于造山與近水平剪切過(guò)程。由于勉略泥盆-石炭紀(jì)有限洋盆打開(kāi)過(guò)程中減緩了深部巖石圈向北俯沖消減的速度,在大陸地殼尺度上,形成了一系列垂向基底隆起在陸表海域中形成了海島群,在本區(qū)南鄰佛坪和南鄰白龍江海島構(gòu)造不斷緩慢垂向抬升,它們共同導(dǎo)致了陸殼淺部發(fā)生走滑拉分?jǐn)嘞莺蜕煺沽严葑饔?在鳳太拉分盆地內(nèi)部,近東西向、北北東向、近南北向和北西向網(wǎng)狀同生斷裂帶系統(tǒng),它們共同控制了鳳太泥盆紀(jì)一級(jí)拉分盆地形成了盆地分級(jí)演化。其中,商丹帶、禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶(中段)和酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段)三個(gè)主控同生斷裂帶不但在泥盆紀(jì)期間對(duì)于鳳太泥盆紀(jì)拉分盆地形成具有顯著控制作用,而且在石炭紀(jì)-早三疊世發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),且控制了沉降中心和沉積中心,對(duì)鳳太晚古生代拉分盆地演化過(guò)程也具有十分重要的控制作用。

(3)鳳太泥盆紀(jì)拉分盆地在石炭紀(jì)構(gòu)造反轉(zhuǎn),其特征為在鳳太拉分盆地北側(cè)發(fā)生“北側(cè)沉降、南側(cè)挑升”的基底斷塊沉降,沿禮縣-鳳縣-鳳鎮(zhèn)-山陽(yáng)同生斷裂帶形成了區(qū)域性鈉長(zhǎng)碳酸質(zhì)角礫巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)石角礫巖等構(gòu)造-熱流體巖相侵位疊加,對(duì)于青崖溝-八卦廟-雙王金成礦帶具有十分重要的作用。酒奠梁-鎮(zhèn)安-板巖鎮(zhèn)同生斷裂帶(西段)在二疊紀(jì)-早三疊世發(fā)生走滑斷陷作用,在瓦房壩-溫江寺形成走滑拉分?jǐn)嘞葑饔脧?qiáng)烈,形成了瓦房壩-溫江寺二級(jí)拉分?jǐn)嘞菖璧亍?/p>

(4)早三疊世構(gòu)造反轉(zhuǎn)主要為鳳太拉分盆地中部基底構(gòu)造層相對(duì)快速抬升,導(dǎo)致沉積盆地斜坡角度增加而形成重力流沉積與同生滑移褶皺,斷塊式抬升過(guò)程中同生斷裂帶附近形成泥石流沉積和滑塌沉積,濁積巖系中熱水硅質(zhì)巖相和層狀英安質(zhì)凝灰?guī)r是卡林型金礦重要賦礦層位。

(5)在鳳太晚古生代拉分盆地具有分級(jí)特征,該一級(jí)盆地屬于金-多金屬成礦集中區(qū),西部鳳縣二級(jí)盆地為金-多金屬成礦集中區(qū),東部太白二級(jí)盆地為金礦成礦集中區(qū)。在西部鳳縣二級(jí)盆地銀母寺-八卦廟-八方山拉分式三級(jí)構(gòu)造熱水沉積盆地中,八方山、銀母寺、長(zhǎng)溝、硐溝等多金屬礦床與八卦廟超大型金礦床具有礦田尺度上成礦分帶,主要由于三級(jí)盆地、同生斷裂和熱水沉積巖相等不同控制,在平面上具有水平分帶,在剖面上屬于上下成礦序列結(jié)構(gòu)。金礦礦源層和初步富集成礦形成主要與鈉長(zhǎng)巖亞相、鈉質(zhì)熱水沉積巖相、鈉長(zhǎng)碳酸質(zhì)角礫巖-鐵白云石鈉長(zhǎng)石角礫巖等石炭紀(jì)構(gòu)造-熱流體巖相侵位疊加有密切關(guān)系。熱水沉積-改造型鉛鋅礦主要與硅質(zhì)巖亞相、菱鐵礦鐵白云巖亞相等熱水沉積相密切有關(guān)。

在鳳太晚古生代拉分盆地西南部瓦房壩-溫江寺二級(jí)拉分?jǐn)嘞菖璧刂?主要為銻礦和卡林型金礦成礦集中區(qū),三疊系濁積巖系中熱水硅質(zhì)巖相和層狀英安質(zhì)凝灰?guī)r是卡林型金礦重要賦礦層位。

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Dynam ics of Late Paleozoic Pull-apart Basin and Its Relationship w ith M ineralization of Gold-polymetallic Deposits in Fengxian-Taibai Counties, Shaanxi Province,China

FANGWei-xuan1,2,3HUANG Zhuan-ying1,2
(1.State Key Laboratory of Geological Processes and M ineral Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083; 2.Sino-Tech M ineral Exploration Joint-stock Company,Beijing 100012; 3.Beijing M ineral and Geology Institute,Beijing 100012)

Fengxian-Taibaisedimentary basin could be the Paleozoic pull-apartbasin whichmightbe controlled by oblique-directed subduction and collision of the Qinling and Yangtze Plates based on new research methods,i.e。,reconstruction and restoration of geotectonic-paleogeographic position and tectonic lithofacies.During the initial stage of the Middle Devonian period,Fengxian-Taibaisedimentary basin was enclosed and separated bymarginal vertical baseuplifting,and dynamics of basin was controlled by four groups of synsedimentary faults,resulted in continualmigrations of subsidence and sedimentary centers in the Late Paleozoic basin.During themiddle stage of the Middle Devonian period,subsidence and sedimentary centers trending north-west-directedmight be located in north part of Fengxian-Taibai basin while subsidence and sedimentary centers trending north-west-directed shrink in the center part of Fengxian-Taibai pull-apart basin during the Late Devonian period.However,the Carboniferous subsidence and sedimentary centersweremigrated from the center to the zones ofmarginal syn-faults of Fengxian-Taibai pull-apart basin, and the Carboniferous to the Early Triassic wedge-shaped sediment-filling bodies related to zone of the plate subduction and collision was located at the southern part the Shangdan suture in the northernmargin of Fengxian-Taibaipullapart basin.Finally,formation and evolution of Fengxian-Taibai pull-apart basin might have been controlled by the NW-,NNE-,NS-and NW-trending synsedimentary faults in the Fengxian-TaibaiDevonian pull-apartbasin.Thewest part of Shangdan,themiddle part of Lixian-Fengxian-Fengzhen-Shanyang,and the west part of Jiujianliang-Zhenan-Banyanzhen synsedimentary faultswere ofmost important controls not only in the formation of the Fengxian-Taibai De-vonian pull-apart basin but also in the evolution of the Carboniferous period to the Early Triassic pull-apart basin.Tectonic inversion of synsedimentary faults controlled subsidence and sedimentary centers during the evolution of the basin from the Carboniferous period to the Early Triassic period.

The Fengxian-Taibai Paleozoic pull-apart basin can be divided into three different level basin based on the study of basin dynamics and tectonic lithofacies.The second-level,Fengxian basin ismineralization concentrated area of gold-polymetallic deposits in the west part of Fengxian-Taibai pull-apart basin while the second-level,Taibai basin is mineralization concentrated area of gold deposits in thewest part of Fengxian-Taibai pull-apart basin.In the third-level,Bafangshan-Yinmushibasin,Bafangshan and Yinmushipolymetallic deposits and Baguamiao gold are themineralization zoning at the scale of ore-field and of deposits,whichmight be controlled by three-level basin,synsedimentary faults,hydrothermal sedimentary lithofacies,and superimposed lithofacies of tectonic hydrothermal fluids.In the north and east part of the Paleozoic pull-apart basin,formation of gold source beds and preliminary enrichmentmight be related to albiteite lithofacies and albite-hydrothermal sedimentary lithofacies,and theymay be superimposed by albitecarbonate breccia and Fe-dolomite-albite breccia formed by the Carboniferous tectonic hydrothermal fluids while the Triassic hydrothermal cherts and layered dacitic tuffs hosted Carlin-type gold deposits in Wenjiangsi area in the south part of the Paleozoic pull-apart basin.SEDEX-type lead-zinc depositsmay mainly related to chertic lithofacies and siderite-ferrodolomitite lithofacies。

pull-apart basin;basin dynamics;tectonic lithofacies;hydrothermal sedimentary lithofacies;superimposed lithofacies of tectonic hydrothermal fluids

方維萱 男 1961年出生 理學(xué)博士 博士生導(dǎo)師 礦產(chǎn)普查與勘探 E-mail:fangweixuan@tom.com

P512.2

A

1000-0550(2012)03-0405-17

①?lài)?guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):41030423)和科技部轉(zhuǎn)制科研院所專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目聯(lián)合資助(批準(zhǔn)號(hào):2011EG115022)資助。

2011-03-20;收修改稿日期:2011-06-28