武飛 余弘龍 陳旭
【摘 要】岱王山礦區(qū)金礦床處于燕山陸內(nèi)造山帶內(nèi),中生代時(shí)期,尤其是燕山期,區(qū)域最大主壓應(yīng)力場方向轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽?南東向,擠壓、剪切作用形成了北東向褶皺系和韌性剪切帶,在韌性剪切帶的高應(yīng)變區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的同變形變質(zhì)作用,固態(tài)塑性流變和韌性剪切作用主導(dǎo)著金成礦作用。該礦床是由韌性剪切帶控制產(chǎn)在二疊紀(jì)砂板巖內(nèi)的層控-層狀的構(gòu)造蝕變巖型金礦床。本文介紹其成礦構(gòu)造背景,重點(diǎn)描述該礦區(qū)的褶皺系及韌性剪切帶,進(jìn)一步分析其礦床成因。礦床成因類型為變質(zhì)-熱液金多金屬礦床,燕山期是區(qū)域上構(gòu)造巖漿活動(dòng)的主峰期,多期次構(gòu)造-熱事件伴隨多期次成礦作用,確定了燕山期為該區(qū)金主成礦期。
【關(guān)鍵詞】構(gòu)造特征;成礦分析;岱王山礦區(qū)
岱王山礦區(qū)位于華北克拉通北緣斷裂靠造山帶一側(cè)(謝錫才等,1998;程浴淇等,1994;孫珍軍,2013;馮德勝,2014),在傳統(tǒng)的大地構(gòu)造分區(qū)中處于內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系(Ⅰ級(jí))、溫都爾廟-翁牛特旗加里東地槽褶皺帶(Ⅱ級(jí))、敖漢旗復(fù)向斜(Ⅲ級(jí))內(nèi)(李永維等,2015;李文國等,1996)。定位于近EW向赤峰-開源斷裂與次一級(jí)NE向下洼子-白塔子斷裂交匯部位。近鄰峰水山、中井金礦。該礦床是由韌性剪切帶控制產(chǎn)在二疊紀(jì)砂板巖內(nèi)的層控-層狀的構(gòu)造蝕變巖型金礦床,在赤峰—朝陽金礦化集中區(qū)內(nèi)是一種新的金礦化類型,找礦潛力較大(樸壽成等,2006;付樂兵,2012)。本文擬從構(gòu)造的視角,簡要探討岱王山礦區(qū)金礦床的成礦控礦構(gòu)造及其礦床成因。
1 斷裂構(gòu)造
斷裂構(gòu)造以北東向?yàn)橹骶€,具有多期活動(dòng)、壓扭轉(zhuǎn)換的特點(diǎn),具有控巖、控礦作用。其次是北西、近南北向斷裂。北東向構(gòu)造主要有4條,自北至南分別為F1、F2、F3、F4斷裂,近平行展布,具有等間距性,間距近3km,為張性正斷層,走向40°,直立或南東傾,傾角50°~90°,形成于晚三疊世,具有多期活動(dòng)的特點(diǎn),是控巖控礦構(gòu)造。北西向構(gòu)造F5形成于晚三疊世、早白堊世,是NW向左行走滑斷裂,錯(cuò)斷北東向斷裂,走向斷距約1.5km。F7斷裂帶中常見基性、中酸性脈巖,為超殼斷裂切穿晚侏羅世黑云母二長花崗巖體。
2 褶皺構(gòu)造
區(qū)域上褶皺構(gòu)造屬Ⅲ級(jí)敖漢復(fù)向斜的Ⅳ級(jí)石匠溝復(fù)向斜一部分,沿中井-白山溝-岱王山一線展布。礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造很發(fā)育,由5個(gè)相間的背、向斜組成褶皺系,隨主背斜f1軸線同步波浪形彎曲,總體北東向展布,在白山溝東側(cè)被北西向左行走滑斷裂F5錯(cuò)斷,見圖1。褶皺構(gòu)造形成四條礦化蝕變破碎帶,礦化蝕變帶中層間構(gòu)造控制發(fā)育,它既是容礦構(gòu)造,也是導(dǎo)礦構(gòu)造。
圖1 岱王山礦區(qū)構(gòu)造綱要圖
1.下侏羅統(tǒng)肉紅色中細(xì)粒黑云母二長花崗巖;2.上石炭統(tǒng)深灰色中粒閃長巖;3.實(shí)測正斷層;4.實(shí)測平移斷層;5.主背斜;6.向斜;7.背斜;8.礦化蝕變破碎帶位置及編號(hào);9.礦化富集部位;10.礦區(qū)范圍。
主背斜褶皺f1規(guī)模大,自尖山子延伸至白山溝,翼寬﹥500m,長度﹥3.5Km,總體北東向展布,軸線彎曲呈“S”型。其形成兩條隨其發(fā)生變形的Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦化蝕變破碎帶,見圖1。背斜北翼發(fā)育Ⅲ號(hào)礦化蝕變破碎帶,從縱剖面看,背斜北翼有縱彎現(xiàn)象,形成相間的波浪形縱彎,說明構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有張扭轉(zhuǎn)換特征;巖層整體減薄增厚,灰?guī)r發(fā)生韌性流變,且層間破碎帶中見灰?guī)r透鏡體發(fā)生韌性變形,說明巖層受到多期、多方向的剪切作用;礦體內(nèi)見含金灰紅色硅質(zhì)角礫被晚期含金煙灰色硅質(zhì)膠結(jié)說明成礦構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有繼承性和多期性;微觀上裂隙金賦存于成礦早期結(jié)晶狀黃鐵礦的碎裂裂隙中,自然金的表面都富擦痕,晚期黃鐵礦中見包體金,彰顯成礦作用以壓扭剪切為主導(dǎo),具有繼承性、多期成礦特點(diǎn)。岱王山金礦的礦體集中分布在主背斜f1樞紐線外凸區(qū)兩翼,在縱剖面上,褶皺兩翼或單斜巖層縱彎部位礦體厚度大、品位高、成群出現(xiàn)(圖2);橫切剖面上,金礦化主要產(chǎn)在背斜兩翼地層明顯高角度逆沖區(qū),局部陡立或反轉(zhuǎn),總體傾角大于60°,在產(chǎn)狀由陡→緩→陡的平緩區(qū)段形成厚大的之字形金礦體。這些區(qū)域在剪切擠壓成礦過程中易產(chǎn)生局部引張作用(層間剝離)和擠壓碾搓使強(qiáng)干層砂巖碎裂、增厚,層間破碎及層間剝離構(gòu)造發(fā)育,為成礦作用提供了運(yùn)移通道和容礦空間,有利于含金流體停積成礦。
圖2 Ⅲ號(hào)構(gòu)造蝕變破碎帶
1.第四系;2.下二疊統(tǒng)酒局子組;3.灰?guī)r;4.變質(zhì)砂巖;5.紅柱石板巖;6.礦化蝕變破碎帶;7.地質(zhì)界線;8.金礦體;9.勘探線。
3 變質(zhì)巖區(qū)韌性剪切帶
早二疊世始至晚侏羅世,構(gòu)造環(huán)境由北西-南東向引張轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓,形成三條北東向韌性剪切帶,自北向南分別為平房-北大山、中井-峰水山和永元號(hào)-岱王山韌性剪切帶,依次分布于北東向平行展布F1、F2、F3、F4構(gòu)造控制的夾持區(qū)內(nèi),寬分別為2.2km、3 km、3km,長分別為大于3 km、10 km、7km。韌性剪切帶中心的高應(yīng)變區(qū)在中井-峰水山。韌性剪切帶主要由灰?guī)r和變質(zhì)砂巖組成,在低溫高剪切應(yīng)變下,灰?guī)r發(fā)生固態(tài)塑性流變和韌性剪切變形,砂巖發(fā)生脆性碎裂,產(chǎn)生同變形的高、中壓變質(zhì)礦物綠泥石和絹云母的同時(shí),在韌性剪切帶中心的高應(yīng)變區(qū)產(chǎn)生大量的熱,形成中井-峰水山石墨化和紅柱石化高-中溫蝕變帶,其兩側(cè)對稱發(fā)育的平房-北大山和永元號(hào)-岱王山的中-低溫?zé)嵋何g變帶。高-中溫蝕變帶內(nèi),灰?guī)r在高溫高壓下發(fā)生韌性變形,局部被拉斷呈透鏡體產(chǎn)出,圍繞灰?guī)r塊體的砂板巖則遭受了更強(qiáng)的破碎和變形,成為金礦化較好的部位。石墨化多沿炭質(zhì)板巖和砂巖界面分布,在滑動(dòng)面上可見線性擦痕,條帶狀灰?guī)r韌性變形,板巖動(dòng)態(tài)結(jié)晶紅柱石化,紅柱石化沿板理定向排列,紅柱石退變質(zhì)絹云母化形成云母魚、硅質(zhì)塑性拉長、石香腸、旋轉(zhuǎn)構(gòu)造、S-C組構(gòu)及糜棱巖。
韌性變形過程中灰?guī)r和砂巖的韌性滑塌、減薄作用和小型褶曲,形成局部層間剝離,是高品位金成礦有利部位。韌性剪切作用使砂巖碎裂,形成層間破碎帶,為含金熱液的停積提供了容礦空間,板巖、灰?guī)r發(fā)生韌性變形,為含礦熱液運(yùn)移起屏蔽作用(圖2),石墨化在塑性變形過程中起潤滑作用,同時(shí)韌性剪切作用與之伴隨含金黃鐵礦化作用,含金流體在層間斷裂構(gòu)造中運(yùn)移、富集、成礦。
礦區(qū)處于燕山陸內(nèi)造山帶內(nèi),中新生代發(fā)育多期構(gòu)造-巖漿活動(dòng),包括多期次燕山期黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖、閃長玢巖等中-酸性脈巖沿構(gòu)造侵位,在其接觸帶發(fā)生熱液蝕變和接觸熱變質(zhì)作用使金活化,含金熱液在層間斷裂構(gòu)造中進(jìn)一步富集形成多期次金礦化。
4 成礦分析
礦區(qū)處于燕山陸內(nèi)造山帶內(nèi),中生代時(shí)期,尤其是燕山期,區(qū)域最大主壓應(yīng)力場方向轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽?南東向,擠壓、剪切作用形成了北東向褶皺系和韌性剪切帶,在韌性剪切帶的高應(yīng)變區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的同變形變質(zhì)作用,固態(tài)塑性流變和韌性剪切作用主導(dǎo)著金成礦作用。
固態(tài)塑性流變和韌性剪切作用積聚的高溫使沉積過程形成的富金層(砂巖)中的金活化,產(chǎn)生含金熱液活動(dòng),含金熱液在運(yùn)移過程中,灰?guī)r-砂巖-灰?guī)r結(jié)構(gòu)的地層條件制約著含金流體定向運(yùn)移范圍,韌性剪切的擠壓作用使?jié)B透性好的砂巖碎裂,層間斷裂構(gòu)造發(fā)育,為成礦提供運(yùn)移通道和容礦空間;灰?guī)r固態(tài)塑性流變變得致密、柔韌,為含礦熱液運(yùn)移起屏蔽作用,體現(xiàn)在金礦化體的近礦圍巖為高溫成因的條帶狀灰?guī)r,灰?guī)r與砂巖接觸面常見石墨層,石墨層摩擦鏡面和擦痕明顯,在同變形變質(zhì)過程中石墨化起到了潤滑作用。含金熱液運(yùn)移的動(dòng)力來源為北西-南東向擠壓形成的應(yīng)力場,隨著含金熱液運(yùn)移過程中的能量消耗,在背斜的轉(zhuǎn)折端和核部壓性碎裂砂巖中形成構(gòu)造蝕變巖型的金礦體或金礦層,金礦體多順層產(chǎn)出,或小角度切層。
韌性剪切作用具有多期性,伴隨多期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)。構(gòu)造活動(dòng)具有繼承性,早期剪切作用形成的層間斷裂構(gòu)造(包括容礦構(gòu)造)再次復(fù)活,為后期成礦流體提供運(yùn)移通道和容礦空間。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)伴隨中-酸性巖脈沿層間斷裂構(gòu)造侵位,局部切穿地層,巖漿活動(dòng)形成的含礦(目前看少量多金屬)熱液與接觸熱變質(zhì)作用活化的金共同組成含金多金屬流體,在層間斷裂構(gòu)造富集成礦。
晚侏羅世黑云母二長花崗巖沿韌性剪切帶侵位,形成軸向北東的巖體,變質(zhì)作用、巖體增溫作用使富金層(酒局子組含礦建造)中的金屬元素進(jìn)一步活化,在NW向、NE向構(gòu)造破碎帶及巖體外接觸帶富集成礦。
綜上,本礦床成因類型為變質(zhì)-熱液金多金屬礦床,燕山期是區(qū)域上構(gòu)造巖漿活動(dòng)的主峰期,多期次構(gòu)造-熱事件伴隨多期次成礦作用,確定了燕山期為該區(qū)金主成礦期。endprint