（地球化学专业论文）张八岭构造带金矿控矿构造及成矿地球化学研究.pdf

前言 张八岭构选带是安徽境内联接大别和苏曾造山带的 l 带，为人别苏膂 造i l ，i i ? 的一部分，紧邻郯庐断裂带东侧展布。人们在研究大另i l j p l i 办鲁造u i 带以 及郯庐断裂带时都或多或少牵涉到它。研究内容从褶皱变形构造( 徐树桐等， 1 9 8 7 ：汤加富等，1 9 9 5 ) 到基底及深部构造( 常印佛、唐永成等，1 9 9 5 ；董树 文等，1 9 9 5 ) ；从构造地质研究到岩石学研究( 王海俊，1 9 9 1 ) 。本区西界郯庐 断裂的研究更是四十多年来经久不衰的课题( 徐嘉炜，1 9 8 4 1 朱光等，i 9 9 5 ： j 灭丰等，1 9 9 6 ；杨晓勇等，1 9 9 7 ：等等) 。 一j ：述众多的研究资料和成果为区域划比奠定了基础，川时也提了 4 w c 得心考和探索的研究课题。带内发育沿郯庐断裂带展稚的晚燕i jj 删花岗岩及i j 长玢岩脉岩，研究表明花岗岩为下地壳深熔产物( 邱瑞龙等，1 9 9 7 ) ，与胶东地 区( 陈光远等，1 9 9 4 ) 类似。深部地球化学场硎究( 川；风呜，1 9 9 7 ：j r l 风j 、 徐祥，1 9 9 9 ) 表明：区内深部存在深变质基底，不乏胶东群剥比的地层。区内 断裂构造十分发育，不同级别、不同方向和不同性质断裂纵横交错。从- 底构 造、断裂构造和岩浆岩等诸方面，均与胶东地区十分棚似。尤其近年米，【夏l 大j 众多的金矿点的发现启发人们将其作为金的找矿的重要地区。为此，九t ：代 以来，安徽省地矿局对区内进行了大量的地质区调、找矿和科研工作。 本文为导师邱瑞龙教授负责的嘉山管店定远岱山一带金矿控矿条什 研究课题的一部分。在1 9 9 6 - - 1 9 9 7 两年野外调研和室内整理工作的基础。j ：， l9 9 8 年在( g 1 s 用于安徽东部地区金矿资源评价课题的资助下，对少数丛础 问题进行了进一步的调研和再认识。1 9 9 9 年在导师王奎仁教授的资助下补做了 部分 ：作。在此值得一提的是，本文还得到刘德良教授部分无私资助。 列于热液矿床而言，控矿构造、成矿热液及成矿物质来源无疑足1 二。腰n j f l 1 床j 一i ：e 论问题，同时也具有重要的实用患义。本文j ：要刖内k 金矿f j 引j j 迅拧 矿作用、构造岩地球化学特征、流体包裹及成矿物化条件、成矿热液稳定同位 索示踪以及成矿物质稀土和微量元素示踪等方面进行研究。 攻读博士学位三年来，作者一方面完成了博士学位课程和有关地球化学课 程同时参加嘉山管店定远岱山一带金矿控矿条f - l ：t j t ：究和g l s 应f h 1 二安徽东部地区金矿资源评价两个课题的研究工作。时n u 和帮力上：感剑紧张 和i i 足，同时由于课题的要求和目的以及经费所限，一些问题未能得以解决， 加上作者初涉地化领域，水平有限，文中必定存在不少疏漏和错误，敬请各位 老师和同仁批评指正。 三年中获科技成果：安徽沿江地区铜金多属成矿预测研究( 省科委， 9 7 一0 2 8 一0 9 ) 嘉山管店定远岱山一带金矿控矿条件研究( 省科委，9 8 2 5 6 一0 2 ) 论文：黄德志、邱瑞龙、吴言昌，安徽省长江中下游d 口陆讲j 南缘 孑阳泾县 一带印支运动特征及意义( 中国区域地质，1 9 9 9 ，v 0 1 1 8 n o 4 ) 黄德志、邱瑞龙、刘德良、杨晓勇、徐祥，安徽嘉山管店龙王尖断裂 的厘定和构造岩透射电镜分析及意义( 地质论评，1 9 9 9 ，待刊) 董树文、王小风、黄德志，1 9 9 6 ，大别山超高变质带内浅变质岩片的发现 及意义，科学通报，1 1 ( 4 ) 常印佛、董树文、黄德志，1 9 9 6 ，论长江中下游“一盖多底”的构造格局， 火山岩地质与矿产，1 7 ( 1 - 2 ) 尸萝9 p6i3摘 要 研究区位于张八岭构造带，紧邻郯庐断裂带东侧展布。区内发育沿郯庐断 裂带展布酌晚燕山期花岗岩及一系列闪长玢岩脉岩，分佰有众多的金矿点，区 内断裂构造十分发育。在构造、岩浆岩等方面具良好的金矿成矿条件。木文重 点剥区内已知金矿的构造控矿作用、构造场与成矿地球化学场关系、成矿物化 条件以及成矿热液和成矿物质示踪等方面进行研究。 断裂是区内唯一的控矿构造。不同级别的断裂具不同的控矿作用。郯庐断 裂带为一级断裂构造，控制燕山期花岗岩的形成与展布。饰4 约和影响区域地质 发展及演化。管店龙王尖断裂为二级断裂构造，具典型的剪切旋转变形显 微构造，为中浅层次韧性剪切带) 由石英位错计算获得的差应力和应变速率与 郯庐断裂带内糜棱岩十分接近。具深断裂的部分特征，控制着金矿的区域分布。 ，n w 向断裂和n n e 向断裂及破碎带为区内三级断裂，为金矿的主要容矿构造， 控制矿体的空间展布和平面组合形式。n n w 向和近南北向小型断裂是由三级断 裂派生的四级断裂构造。是金矿的次要容矿构造。l 一足一 f 不同级别的断裂具成因联系，为同一区域应力场作用下形成的套断裂组 合。管店龙王尖断裂是形成三、四级断裂的区域主断裂。n n e 向、n w 向 分别为其同向和反向运动次级侧羽。n n w 向断裂为n w 向断裂派生的四级同 向运动侧羽断裂。区内控矿断裂组合的显著特点是反应了区域走滑运动。不仅 发育多级别、多方向的断裂组合，而且发育走滑转换构造。走滑转换构造具控 制蚀变破碎带型金矿的专属性。 中生代以来发生五期主要构造活动。第一期发生于印支末燕山早期， 反映的构造应力为n w s e 向的挤压，继承了印支期构造应力场特征。是郯庐 断裂带重要活动和发展时期。同时，形成贯穿全区的近南北向深断裂管店 龙王尖断裂雏形。第二期大致时代为1 2 5 1 3 0 m a ( 花岗岩时代为1 2 8 m a ) 。区 域应力场为n w - s e 向引张。是区域上由特提斯构造转化为太平洋构造域重要 时期。与整个中国东部一样，进入了重要的拉张期。本期构造活动伴随着燕山 期花岗岩的侵入。第三期时代大约为1 2 0 j 2 5 m a ( 闪长玢岩时代为j 2 4 m a ) 。 区域应力为n e s w 向的挤压。是金矿容矿断裂形成的重要时期。发生于闪长 玢岩就位后。可能与蚀变破碎带型金矿成矿期准同时，管店龙王尖类裂构 造岩地球化学分析表明可能发生在蚀变破碎带型金矿成矿后。第四期发生于 1 2 0 m a 之后的燕山晚期。区域应力为n n w s s e 向挤压。本期管店龙王尖断裂 及容矿断裂为张扭性。可能与石英脉型金矿成矿期准同时。第五期发生于燕山 晚末，为成矿后构造，区域应力场为n n e s s w 向挤压。、 zj 区域控矿断裂( 管店龙王尖断裂) 的构造场与成矿作用关系，在蚀变 破碎带型金矿成矿时期体现为走滑转换构造及相应局部构造应场变化地段与成 矿构造部位相耦合。石英脉型成矿期表现为断裂两侧构造薄弱带活化 张扭性面泵吸作用成矿热液活动带相叠胃。r 蚀变破碎带型金矿成矿期， 一、 容矿断裂的构造场与主元素变化关系由回归方程： a c t ：7 8 9 4 5 3 1 k 、o 一4 0 2 n a ，0 3 8 5 9 c a o 表示，口主要反应映的是与之相 应的早期构造变形场。与成矿元素关系体现在强变形场与成矿带相耦合。石英 脉型金矿成矿期，容矿断裂构造场与成矿作用关系表现为张性、张扭性断裂一 一弱应力带成矿带三位一体上。构造成矿地球化学耦合关系主要体现 在四个方面。 ( i ) 早期强构造带蚀变带成矿带三位一体。早期强破碎带加速和 有利蚀变反应，蚀变反应有利于金的解络反应。 ( 2 ) 早期强破碎带内成矿期局部低应力的虚脱构造有利富矿体形成。伴有 k ，o 、n a 2 0 、c a o 降低和s i o ，增加。 ( 3 ) 不同构造场具有不同的成矿元素组合。 ( 4 ) 不同构造阶段的构造场具不同的矿化类型和成矿元素组合。 包裹体测温获蚀变破碎带型金矿三个成矿阶段的均一温度为：1 1 5 。1 6 5 、2 3 5 。 2 7 5 、3 3 5 。 3 9 5 ，获石英脉型金矿三个成矿阶段均一温度为1 4 5 。 1 9 5 、2 0 5 。 2 5 5 、2 5 5 。3 3 5 。大多均一温度与捕获温度几乎一致，仅 个别有几十度之差。两种类型金矿具完全不同的成矿压力，前者为7 9 4 9 2 5 x 1 0 5 p a ，后者为4 1 9 1 3 5 1 1 0 5 p a 。压力差异不是抬升历史不同而致，乃完全不 同的构造动力状态而产生的。石英脉型金矿f o ，计算结果多在n 1 0 4 0 ( 仅一个 样为n 1 0 4 3 ) ，p h 全集中于6 7 6 8 ，为中性还原介质条件。 氢氧同位素研究获得石英脉型金矿两种演化的成矿热液。一类为大气降水 与演化岩浆水混合。其一个端元为中生代原始大气降水，另一端元很可能为演 化岩浆水。另一类成矿热液为初始岩浆水与中生代原始大气降水机械混合。 两类金矿蚀变岩、原岩、矿右以及花岗岩和闪长玢岩微量兀索和稀二【：儿索 分刚和变异特征研究证实两类金矿具相似的成矿物质来源，均来e i 丁深熔化岗 岩有关的分异岩浆。) 丑。o 一一 石英脉型金矿金主要以可见金形式存在，超显微包裹体金含量很低。蚀变 破碎带型金矿超显微包裹体金与前者相比要高得多，是金的重要赋存形式之一， 且可能有少量晶格品。两类金矿中超显微包裹体金共生金属相似，且均以含a s 很高为特征，进一步佐证具相同的成矿金属元素及s 的来源。 关讹词二金矿，控矿均造，七蛳孛：化学， 戡石研回，7 知雩包 4 盘1 ， 蕤 第一章区域地质概况 第一节区域构造背景 研究区地处张八岭构造带，隶属于大别造山带张八岭宿松冲断体( 常 印佛、唐永成等，1 9 9 5 ) 或称为张八岭地体及张八岭变质构造带( 董树文、黄 德志，1 9 9 5 ) ，西侧紧邻郯庐断裂带( 图1 一1 ) ，中国东部这两个极其引人注目 的构造带控制本区的构造格局( 包括基底构造) 和构造运动。 围1 1 研究区大地构造位置图 一、张八岭构造带 张八岭构造带隶属大别苏鲁造山带的一部分已基本成为共识，该带向 南延伸至宿松，再向西与武当、两陨地区及随县、应山相连，向北可延仲李苏 北灌云。该构造带为发育于晚元古代的古裂陷槽，形成了一套以细碧石英 角斑岩建造为特征的海相火山岩及陆源海相沉积；在造山过程中经受了高压变 质作用，形成一套以含兰闪石片岩为特征的高压变质岩系，它是研究区出露的 唯一基底，据有关资料分析认为，其下伏地层很可能有奉区以南肥东县境内山 露的中元古界肥东群及更古老的阚集杂岩。无论张八岭群发育于古扬子板块北 缘，还是发育于华北大别古陆块南缘，裂解作用发育于陆块上是不容置疑 的，其下当有更古老的基底。 二、郯庐断裂带 本区西邻郯庐断裂带的池( 河) 太( 湖) 断裂，东以黄( 栗树) 破( 凉亭) 断裂为界。中生代以后区域构造运动受郯庐断裂带的重要影响和制 约。郯庐断裂带的研究已有四十多年的历史，然而，对其认识仍存在很多分歧， 其中包括启动时代、断裂带性质及平移距离等一些重大问题，归纳起来主要有 下列代表性观点：第一种观点认为是一条巨大的左旋平移断裂，主要平移时代 为1 4 0 1 l o m a ( 徐嘉伟，1 9 8 0 ，1 9 8 7 ，1 9 9 5 ) ：第二种观点认为具有转换断层的 性质( 李春昱，1 9 7 5 ) ：第三种观点认为是形成于白垩一晚第三纪的古裂谷带( 许 志琴，1 9 8 0 ) ：第四种观点认为是华北、华南两板块地缝合线，是碰撞前板块不 规则边界( y i ne ta 1 1 9 9 3 ；汤家富，1 9 9 5 ) 。据上述，郯庐断裂带在本区成矿作用 ( 燕山晚期) 之前就已存在，并主要活动于中生代，尤其是燕山期，这是无可 争议的，即本区成矿作用过程的构造运动受郯庐断裂带的制约和影响。 据研究初步认为，郯庐断裂带与本区金矿成矿作用关系主要体现在：( 1 ) 燕山晚期是郯庐断裂带重要的引张作用阶段，是本区与成矿作用密切相关的岩 浆形成的直接构造因素。区域广泛断陷作用导致深部热流值增高，为岩浆活动 提供了重要的能量基础，同时，郯庐断裂带为岩浆上升提供了有利的通道，并 控制了岩浆活动和岩浆岩展布。( 2 ) 燕山晚期，郯庐断裂带发生一次强烈的压 扭运动，派生出一系列多级别的次级断裂构造，形成了后期成矿热液活动和成 矿作用有利的导矿和容矿构造。 三、黄破断裂 该断裂自北而南经滁县、全椒县黄栗树、巢湖县拓皋、庐江县、桐城县孔 城至太湖县破凉亭，为张八岭构造带的东界，该断裂与金矿关系密切。沿断裂 带分布有黄栗树马厂金矿成矿带( 不是本课题研究范围) 和广泛的岩浆活 动。在大别苏鲁造山过程中，其表现为向南东的逆冲推覆作用，可能是造 山带一条重要的边界断裂及张八岭群等基底的边界。据初步研究，成矿d 口后其 与郯庐断裂带具相似的构造运动特点，两者均为本区重要的区域构造边界，对 本区的构造运动有着重要的影响和制约作用，亦是控制区域成岩成矿作用的重 要构造要素。 第= 节区域地层概述 区内出露地层主要为( 中) 上元古界张八岭群，其中张八岭群西冷组的m 露面积约为区内总面积的6 0 。震旦系出露面积约占1 2 ，中生界赤山组和新 生界上新统玄武岩仅出露于研究区的西侧，约占1 8 。 张八岭群属于扬子陆块北缘裂陷海槽环境下形成的一套火山沉积建 造，原岩为细碧石英角斑岩，碎屑岩为陆源海相沉积岩。白f i t - t i 上划分为 北将军组和西冷组。 6 北将军组是以千枚岩为主的副变质岩系，主要有绢云石英千枚岩、绢云千 枚岩、碳质千枚岩、钙质千枚岩及少量变质砂岩。下部为白云质大理岩夹干枚 砂岩，上部主要为绢云石英千枚岩，偏下部夹有碎屑大理岩及碳质千枚岩。该 套地层主要分布于岱山磨盘山黄破山一带，总体呈南北向展布，构成 区内较高的山体。南京地矿所编制的本区1 5 万区调报告认为北将军组之原岩 年龄大于1 0 亿年，应归属中晚元古代，它们与上覆西冷组呈构造接触关系。 张八岭群西冷组自下而上分为三段，上、下段为变石英角斑岩夹变凝灰角 砾岩与变角斑岩、变细碧岩等的互层。区内中段岩性仅局部发育，变质粉砂岩 及千枚岩的沉积夹层普遍增多，白云质灰岩、硅质岩等局部呈透镜体出露。由 此可见，这套变火山岩系以石英角斑岩及其火山碎屑岩占绝对优势，细碧岩仅 局部呈薄层状出现，显示了海相钠质酸性火山岩的特点。西冷组原火山岩系由 于受到区域变质作用，已变质成绿片岩相的千枚岩片岩系，主要岩石类型 为绢云千枚岩、石英绢云片岩、绢云石英片岩、含云母石英片岩等。本区发育 属于高压变质作用产物的兰闪石片岩及白片岩。 关于西冷组的时代归属，安徽省区域地质志( 1 9 8 7 ) 根据同位素年龄测定 结果( 1 0 2 6 1 0 3 1 m a ) 划归为中元古界，南京地矿所( 1 9 9 6 ) 在本区1 5 力区 域地质调查报告中给出了两组锆石p b _ 冲b 法年龄9 2 7 9 7 5 m a ，大量微古植 物化石时代相当于8 l o 亿年，因此，西冷组主体归属于晚元古代。 张八岭群下伏地层区内地表未见出露，在嘉山县老嘉山集钻孔中，其下见 有角闪斜长片麻岩和条痕状黑云钾长混合岩( 常印佛等，1 9 9 1 ) 。邢凤鸣、徐祥 等深部地球化学场研究获及相同的结论。显然，张八岭群以下尚存在变质程度 更深的古老岩石。 张八岭群向南可与宿松四望蓝片岩、湖北随县群、武当群对比，向北延至 苏北灌云。蓝片岩内蓝闪石及多硅白云母年龄多为印支期( 周高志，1 9 8 8 ；7 r 宝贵，1 9 9 3 ；张树生，1 9 9 2 ) 。应归属于大别造山带。原始建造构造单元为自成 一体，为晚元古代发育了扬子北缘的独立地体( 裂陷槽) 。下伏更古老的基底可 能归属于大别基底( 常印佛，唐永成等，1 9 9 1 ) 。 震旦系主要出露于张八岭构造带南东缘，自下而上分别为周岗组、苏家湾 组、黄墟组( 安徽省岩石地层，1 9 9 7 ) 。周岗组为一套浅变质粉砂岩、砂岩：苏 家湾组为含砾千枚岩；黄墟组为千枚状泥岩、粉砂质泥岩。 出露于研究区西侧定远县大横山一带的中生界上白垩系赤山组为一套砖红 色粉砂岩、含砾粉砂岩夹泥质、钙质粉砂岩。其顶部为新第三纪玄武岩不整合 覆盖。岩性组合表明，赤山组为内陆湖泊相沉积。 第三节岩浆岩概况 区内与成矿作用有关的岩浆岩为中生代花岗质侵入岩。与成矿无关的有零 星和局部分布的第三纪玄武岩，以及构成区内主体地层的西冷组细碧石英 角斑岩。 中生代侵入岩主要为花岗岩和训长玢岩，花岗岩平行郯庐断裂骺呈带状分 斫i ，北北东向伸展，出露于研究区的西翼，西侧常为晚白华1 i _ i = 红色粉砂7 小榉 合覆盏，东侧侵入于张八岭群西冷组中，倾向东。该岩浆岩带三i 三要岩石类，世有： 石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等。 花岗岩带自北向南及由东向西岩性有着明显的变化，由细粒石英闪长岩逐 渐过渡为中粗粒二长花岗岩，它们是不同相带的产物。花岗岩带叶1 常见i | ；色闪 长质包体。花岗岩带中的花岗岩一般具有挤压破碎现象，岩石蚀变比较普遍， 这可能反映郯庐断裂带长期活动影响的结果。管店岩体锆石铀钍铅法二组同位 索年龄样品1 2 8 m a ( 李学明，1 9 8 3 ) ，不一致曲线的下交点为1 2 8 m a ，上交点 为1 7 7 0 m a 。下交点代表了岩体的侵入年龄。与沿江地区相比，岩体具高负e n d ( 1 5 5 ) ，低2 “p b 2 0 4 p b ( 1 6 5 0 4 ) 年1 2 ”p b 严”p b ( 1 5 2 9 2 ) 。反映了岩浆岩下地壳重熔 的特征，因此，上交点可能代表了物源的生成年龄。嘉山钻孑l 所见深变质岩系 获2 4 9 3 9 m a 上交点年龄( 锆石u p b ，涂荫玖，1 9 9 8 ，内部资料) 。两者均反 应存在深变质基底。 闪长玢岩呈脉体产出。方向以n n e 向为主，少量东西向。脉体宽多在儿 十儿米，长数百年。稀土和微量元素吲f 究表明，与花岗岩来自于川一母源，叫 代情晚于花岗岩，获1 2 4 m a 年龄( 黑云母a r - a r ) ( 邱瑞龙等，j 9 9 7 ) 。 第四节围岩蚀变及矿点特征概述 一、围岩蚀变特征 本区两类金矿，石英脉型和蚀变破碎带型，它们的蚀变特征完全不同，前 者围岩蚀变微弱，宽仅数厘米到十几厘米，主要有绢云母化、硅化及绿泥石化 等。后者围岩蚀变发育，般情况下分带清楚，下述之。 l 、黄铁矿化 黄铁矿化是蚀变破碎带广泛发育的一种蚀变类型。黄铁矿大多呈星点状浸 染于蚀变岩石中，具半自形自形晶粒，常见立方体及血角十二嘶体。呈微 细粒状，从蚀变带内带至外带，其粒径有逐渐减小趋势。黄铁矿在浅表常氧化 成褐铁矿，可见呈黄铁矿假象的褐铁矿。 2 、黄铁绢英岩化 该类蚀变一般发育于主断裂面上，蚀变岩由石英、绢云母及黄铁矿等组成。 黄铁绢英岩化大多呈浅灰绿色灰绿色，由于硅化强烈，显微粒状石英发育， 绢云母极为发育，鳞片变晶结构。在绢云母十分发育的地段，黄铁矿亦十分发 育。蚀变热液通过渗滤交代围岩时，原岩中的长石、角闪石、黑云母，甚至石 英都可以受到溶蚀，物质交换过程中，大量游离的s i o ，以次生微粒状石英替代 原有矿物，与此同时，与蚀变热液带入组份结合以变晶形式形成的绢云母、黄 铁矿等矿物成浸染状或裂隙充填状发育于蚀变岩中。 3 、绢英岩化 绢英岩化呈浅灰色、灰绿色，显微粒状变晶结构及鳞片变晶结构，蚀变矿 物主要为石英、绢云母及少量黄铁矿。与黄铁绢英岩化相比，黄铁矿的数量：r u j l 显减少，且细脉黄铁矿很少出现，仅见少量浸染微细粒黄铁矿；绢云母的数量 亦明显减少，主要以硅化绢云母化发育为特征。 绢英岩化与黄铁绢英岩化的分界不十分明显，往往呈过渡关系。绢英岩化位 于黄铁绢英岩化的外带，且蚀变带宽度明显大于黄铁绢英岩化蚀变带。 4 、红化硅化 该类蚀变一般发育于破碎带蚀变岩带的外围，岩石具有明显的碎裂现象， 碎裂岩普遍呈鲜红或褐红色。 二、金矿基本地质特征概述 区内金矿点( 床) 较多，区域分布表现出受断裂和岩体双重控制的特点。 受断裂的控制体现在所有金矿点都分布在管店龙王尖两枝断裂的邻旁。受 岩体的制约表现为矿体产于内接触带或外接触带或岩体内部的断裂内，即不会 远离岩体。矿点在区内构成两个近南北向的成矿带，西带主要包括谢岭、郭大 洼( 宋圩子、农科站) 和小庙山矿点，东边有上成、铜狗城、草庙王矿点。 控制矿体的形状为断裂或剪切带，矿体的延伸及向深部的形状变化与断裂 带或剪切带一致。矿体具多种方向，主要有n n e 、n n w 、n w 三三种 b - 向，控 断裂的性质亦各异( 详见第二章) 。 区内矿点分属两种金矿类型。小庙山为蚀变破碎带型，上成为两种类型的 叠加，其他矿点均为石英脉型。上成石英脉型金矿产于蚀变破碎带断裂内，指 示前者晚于后者。据现有资料，蚀变破碎带型的储量和规模大于石英脉型。矿 物组合蚀变破碎带型单一，主要为黄铁矿。石英脉型矿石矿物较复杂，并可据 矿石组合大致分出四个阶段，从早至晚依次为：少硫化物石英脉阶段，黄铁矿 一毒砂石英脉阶段、黄铜矿方铅矿石英脉阶段和辉铜矿硬锰矿石 英脉阶段。蚀变破碎带型金矿蚀变带发育，后期风化作用强烈。石英脉型蚀变 带不发育，风化相对较弱。 第二章构造与金矿成矿作用 本区的大构造背景，决定了其构造活动多期和强烈的特征。既经历了印支 期的强烈的造山运动过程又受郯庐断裂带中生代频繁活动的重要影响，表现出 强烈、多期的构造活动特点以及不同时期构造活动的差异。具体体现在既发育 有造山期( 或更早) 的韧性变形，又有中生代以后多期的脆性变形，既发育有 多期的褶皱构造，又广泛发育不同级别、不同性质的断裂构造。 本次构造研究主要对象是与金矿成矿作用有关的构造。野外矿点调查表明， 本区与金矿成矿作用有关的构造主要为断裂构造。所有矿体均产于断裂或构造 破碎带内。金矿点区域分布亦明显受断裂构造控制。因此，本章主要论述与金 矿有关的各利t 断裂构造，包括其性质、活动特征。 第一节，断裂系统概述 本区断裂构造十分发育。不同规模、不同级别、不同时代、不同性质及不同方向的断 裂构造纵横交错，形成复杂的断裂组合。 一、郯庐断裂带 郯庐断裂带构成本区西界，是研究区一条最主要的边界断裂，与研究区尔 界黄( 栗树) 破( 凉亭) 断裂j 形成了控制本区的边界和背景构造条件。 区内应力状态及系列低级别的断裂的运动形式与其有着密切的关系。郯庐断 裂带与金矿关系主要表现在两个方面。 l 、燕山期花岗岩的侵入严格受郯庐断裂带的控制。岩体紧邻郯庐断裂带东 侧展布。研究表明( 五一七章) ，本区岩浆岩与金矿的成矿作用密切相关。由此 可见，郯庐断裂为金矿的形成提供了深部岩浆活动和上升的构造场所。 2 、郯庐断裂与研究区东侧的黄( 栗树) 破( 凉亭) 断裂将本区夹峙于 其问，构成区域上两条可成为应力转换的重要边界。由于这两条边界断裂应力 转换作用，当受到与边界断裂斜交的区域挤压或区域引张时，尤其是受到与其 斜交的挤压时，转换而产生区域剪切运动，致使区内剪断裂十分发育，因为剪 切断裂的次级派生断裂比张性和压性断裂都发育，从而在区内形成不同方向、 不同级别和序次的断裂，纵横交错，序次上成杠j 枝状分叉的复杂断裂组合，为 岩浆活动和金矿成矿作用提供了十分有利的构造条件。 二、近南北向深断裂( 管店龙王尖断裂) 管店龙王尖断裂从区内贯穿丽过，北部分为两支。已知金矿点均分布 于这两支断裂近旁。西边一支自北而南由谢岭东侧经郭大洼小庙山东侧一 一岱山林场清水堰南张，向南延至李集，东边一条自北向南由上成西 侧铜狗城西侧草庙王仙店予和尚庄，向南延至李集与西侧一 条断裂相交，向南过龙王尖西侧，据遥感资料，再向南可能延至巢湖清溪镇( 图 1 0 2 一1 ) 。该断裂为一条半隐伏断裂，断裂带零星出露，以大柳和尚庄露最好。该 处发育多条平行的近南北向的断裂带。单条断裂带最宽可达1 5 米，窄的为1 至 数米，断层带内发育密集的构造破劈理，劈间距小于2 m m ，可见经历了极其强 烈的剪切活动。横穿断层带剖面上，劈理面产状有规律变化，构成反s 形，指 示为左行剪切( 图2 2 ) 。断裂带内热液活动强烈，岩石强烈蚀变，已面貌全 非。主要有绢云母化、绿泥石化、硅化。在南段马厂一带，燕山期花岗岩沿着 断裂一侧展布。由上可见，该断裂切割深度较大。可能为一条壳型深断裂a ：芦铉 j 也 、 仉确 l i 管店 | ) 。 h z 嘲一吼 i 、一 q 张八岭 姻 、 g l 墩柳r 万 $ | 卜r 夕 j ：厂 ) 事集上p z m 啊 、 $ 心 。补 屹。l 小他j 1 ” ( 黪 ? 芦 1 0 h j i ，一 o o 3 6 尉2 一l管店l 龙王尖断裂区域位置图 p t 3 z 一张八岭群；z - 震旦系；pz 一古生界；卜kz 一侏罗系一新生界； nr s 2 一燕山期二长花岗岩；r6 5 2 一燕山期花岗闪长岩；t l 一郯庐断裂；g l 一管 店一龙王尖断裂 透射电镜分析表明，断层带内构造岩石英强烈位错，地球化学分析表明， 发生了明显的组分变化( 见第三章) 。 断裂形成早于燕山晚期的马厂岩体，强烈的左行剪切反应了n w s e 向的 区域搞压应力场，根据本次构造期次及其反应的应力场的研究结果，断裂雏形 形成于印支末期燕山早期。燕山晚期进一步发育，并派生一系列次级断裂 ( 本章第三节) 。 ism 固i 固z 田a 团圆s 团s _ 图2 2 管店龙王尖断裂和尚庄素描及运动方向示意图 1 、西冷组2 、破劈理3 、第一期主活动面 4 、第二期主活动面5 、第二期构造角砾岩6 、取样位置及编号 综上所述，该断裂为区内一条延伸较长、切割较深的断裂，可能是热液活 动的重要通道和场所，与金矿的形成有着密切的关系。 三，黄一破断裂带 黄一破断裂构成张八岭构造带与前陆的边界，是造山过程重要的构造变形 地带，且多次运动，控制燕山期的岩浆活动。龙王尖矿区张洼村断裂带其良好 的露头( 图2 3 ) 。 山图可知，断裂至少有四期以上构造活动。f 1 与f 2 均表现逆冲，但f i 底 扳有微弱的烘烤现象，说明早于闪长玢岩，闪长玢岩沿着断层侵入，笫期表 现为逆冲作用，第二期表现为拉张条件下闪长玢岩的贯入，第三期为闪氏玢岩 的构造角砾岩化过程。产状2 7 5 。 4 5 。的破劈理与砾石最大扁平面致，可能 为第三期产物。但走向1 1 0 。，直立的破劈理显然无法与任何一期相配套，可 能代表了一期平移活动的结果。闪长玢岩质构造角砾岩硅化及黄铁矿化。 四、n n e 向断裂 该方向断裂在区内可划成具不同特征的两种类型，下面分述之。 1 、n n e 向构造破碎带 目前仅见于小庙山，破碎带总体走向1 5 。左右。破碎带多沿着闪长玢岩与 围岩接触带发育，所见宽度达十几米，围岩张八岭群西冷组和i ) j 长玢岩均卷入 破碎带中。是重要的金矿容矿构造。 2 、n n e 向断裂 与上述n i x i e 向构造破碎带相比，破碎带不发育，见于郭大洼和宋圩子。又 可分为具有两种不同特征的类型，其一为一系列密集的十分平直的破裂而，发 育于花岗岩体内，总体走向n e l 5 。，第二种总体走向n e 2 5 。3 0 。，发育次 级断裂，表现为一对主断面及夹于其间的次级断面组成韧脆性剪切带。 _ 一 一” -_ 目z d n 盂慧岩圜寒武系碳质灰岩团闪长玢岩团黄铁矿化 团龇回燃圃舳觚岩圃蝴 圈2 3 黄破断裂张洼村素描图 五、n w 及n n w 向断裂 1 、n w 向断裂 区内n w 向断裂较发育，但多为隐伏断裂，只有采坑才能观察到，该组方 向的断层在上成和许平的采坑中出露，延伸方向大致为3 1 0 。断层的特征将 详述于第二节。 本组断裂的规模较大，在重力和航磁异常图上均有明显显示。据目前资料， 可划出四条横贯研究区的n w 的断层。最北边一条自n w 向s e 由许平经上成 过三界镇北侧。在重力异常图上为明显的重力异常高梯度带，航磁图上为明显 的正负异常交变带。在上成和许平采坑中亦有很好的露头。第二条大致由赵集 过郭大洼北侧经老三界北侧，向南东延伸。在重力异常图上为明显的重力异常 高梯度带，航磁异常图上为明显的正负异常交变带。本断裂为一条隐伏断裂。 第三条亦为一条隐伏断层，但重力异常图和航磁异常图同样具有十分明显的显 示。大致过郭大洼南侧经草庙王北侧向s e 方向延伸。第四条1 ：2 0 万区测在 图上已标出，大致过小庙山一带，在小庙山未观察到。 野外详细观察研究发现，n w 向断裂露头尺度上并不十分发育，主要表现 为延伸较长，可能是控制了一定地质体( 重力异常和航磁异常图有明显显示) 的规模较大的隐伏断裂。 2 、n n w 向断裂 本组断层在区内较发育。断裂的总体走向为3 4 0 。，断层规模多为露头尺 度，数量众多，规模较小。该组断裂是重要的容矿断裂之一。 六、n e 向断裂 奉组断裂在区内不太发育，野外仅偶见，根据野外观察其为成矿后构造 且脱模很小，划矿体无明显的破坏作用，本次研究未刘4 其作工作。 第二节容矿断裂基本特征 金矿赋存于多种不同方向、不同性质的断裂带内是本区断裂容矿的重要特 点之一。本节将对这些断裂的构造运动性质、变形特征等进行阐述。 一n n e 向构造破碎( 角砾岩) 带 以小庙山为代表。其显著特点是发育颇具规模的构造破碎带，破碎带内发 育构造角砾岩。破碎带总体走向n e l 5 。，地表多倾向n w w ，少数倾向s e e 。 倾角多在8 2 。8 5 。，据钻孔资料，向下很快转为倾向s e e ，倾角大于7 5 。 为隐伏断裂，延深不明，据工程及物探等资料，推测具一定的规模，破碎带宽 大于2 0 米。破碎带主要表现为发育构造透镜体和构造角砾岩。 地表观察，破碎带内断面在垂向和走向上波状起伏，构成众多的构造透镜 体。破碎带内构造角砾岩角砾成份主要为西冷组石英角斑岩和1 7 , 1 氏玢岩，角砾 多为倒次圊状，大小较均匀，多在o 5 一】c m 。中心带发育断层泥。伯砾3 严 行破碎带拉长并定向排列。据钻孔资料向深处断面较稳定，据岩芯观察，深部 的构造角砾岩角砾多为次棱角状，大小不一，大者粒径可达十几厘米以上。 断层面发育擦痕和镜面，主期擦痕侧伏s s w ，侧伏角多在4 0 。5 0 。，指 示的运动方向为逆冲加右行平移，主期擦痕之后，有一期不甚发育的擦痕，侧 伏北北东，侧伏角5 0 。6 0 。，左行。由于后期运动的叠加改造，这- - j 0 l 不如 主期发育。同时，断面上发育南北走向近直立的巨形逆阶步，实际上为主断面 次级侧羽，亦反映左旋运动，为第二期。 破碎带两侧普遍发育两组密集破劈理，一组倾向2 0 0 。2 2 0 。，倾角7 5 。 8 0 。，左行；另一组倾向1 0 5 。1 1 0 。，倾向8 0 。8 5 。，右行，为共轭关系， 为断裂主期运动的同期派生构造。 破碎带沿闪长玢岩与囤接触带发育，闪长玢岩被卷入( 图2 4 ) ，说明主 构造期发生于闪长玢岩就位之后。闪长玢岩就位是沿着断裂发生的，凶此，这 两期主要构造活动实际上是利用了早期断层( 图2 4 ) ，即至少有三剃构造活 动。构造破碎带在地表观察为典型的压扭性构造，根据钻孔资料其向下倾向相 反，显示出正断层特征，这也是深部构造角砾岩的角砾磨园、分选及定向比地 表差的原因之所在。断裂带深处规模较大、稳定东倾，地表发育多条西倾，弧 形逆冲支断裂，构成正花状构造。这种构造在c k 最为明显。 二、n n e 向断裂 此处所述断裂与上述同向构造破碎带在构造变形等方面明显不同，故将它 们区分开来。 1 、n n e 向剪裂面 主要发育于郭大洼花岗岩体内，系列密集的n n e 向断面平行展布。倾向 西，倾角6 5 。8 7 。不等。断层面极其平直，构造岩及破碎带不发育，表现为 4 平直的剪破裂面，延伸具一定的长度，断面上发育擦痕和镜面，具明显的断层 特征而不同于节理。至少发育两期擦痕，第一期近水平，右行平移，第- j t j l 擦 痕向南侧伏，侧伏角4 5 。6 0 。，为左行逆冲。局部地段主断面侧旁见产状2 6 5 。 8 0 。左右的次级断裂或节理，指示主断面的左行运动，为第一期产物，说明主 断面剪切性质。郭大洼北5 0 米处，见- - n 长玢岩脉被限制于两个断面之i 础，i 司 时在多处又见闪长玢岩被卷入断层带内，说明该组断裂形成于闪长玢岩之前， 闪长玢岩侵入后又较强活动。 一l i o 圈口z 圈s 曰固s 图2 4 小庙山c k 5 构造破碎带素描图 1 、西冷组2 、闪长玢岩 3 、破劈理4 、印就位前主断面5 、酗就住后主断面 2 、n n e 向( 韧) 脆性剪切带 主要见于宋圩子农科站一带。其特点为多个平行的主断面间发育一系列弯 曲的次级断面( 或节理) ，并发育有不厚的断层泥及具一定宽度的剪切破碎和变 形带( 图2 5 ) 。主断面上擦痕侧伏n e 3 0 。左右，左旋逆冲，但带内构造蝣理 的变形特征指示为正断层，反应了两期运动，后者为早期。该点东侧近旁花岗 岩内发育很好的剪切带( 图2 6 ) 。平面上这种组合被称为走滑双重休，削而 上这种组合被称为花状构造。这种断裂组合一种构造意义是反映了变形脆 韧性过渡的特征。是典型脆韧性或韧脆性变形构造，同时又是典型的走滑转换 构造。 走滑双重体次级剪切断层弯曲方向指示为右旋剪切运动，断层上普遍发育 次指示左旋运动的擦痕。同样保留两期活动形迹。 三、n w 向断裂 走向3 1 0 。左右，地表倾向n e ，采坑下部转为向s w 陡倾，再向深部变化 不清。断裂大致沿着燕山期花岗岩与西冷组接触带内侧发育。主断西近旁挤压 强烈，发育不宽的构造角砾岩。与上述n n e 向构造破碎带明显区别是构造角砾 岩不发育，以发育主断面及次级派生断裂为特点，主断面近旁花岗岩内密集的 穗一 罐 破劈理发生牵引，并发育有与破劈理一致的次 ：- 一n w ( 1 1 ) 田z网。田a 图2 5 柬圩子农科站n n e 向剪切带素描图 l ，西冷组2 、蚀变剪切带3 断层泥4 、破劈理 上! l 。 “削面j 田z 圈。曰t 图2 - - 6 宋圩子花岗岩内走滑双重体 燕ij 堋托瑚岩2 主剪讲i 呵s l 3 次级切面4 - 蓟切带5 档戒侧伙f i 及动向 级断层，产状2 4 0 。 6 0 。( 图2 7 ) ，指示n e 盘下掉，s w 盘上升。断面上 发育两期擦良，第一期近水平，指示右行，平移，第二期侧伏n w 5 0 。左右， 地表表现为正断层，向深处变为逆冲，与破壁理牵引指示的运动方向一致。第 n囡 一期的水平剪切在花岗岩内派生密集的破劈理和次级断列，第二期运动引起早 期形成的破劈理的弯曲及现在的断层带总体面貌和特征。 许平表现为一系列的n w 向断层组成断层密集带，两n w 向断层问发育一 系列的小型张性断层，张裂内为含石英细脉充填。张裂面产状9 0 。 6 0 。，为 n w 向次派生构造。 1 一12 ”i n e t 咿圈固z 圆。团圈s 固e 图2 - - 7 上成n w 向断裂素描图 1 西玲组2 燕山期花岗岩3 断层泥4 片理5 破劈理6 攥痕侧伏硬动向 四、n n w 向断裂 固 1 西冷组2 破劈理 图2 8 铜狗城n n w 向断裂素描图 总体走向n w 3 4 0 。，多倾向s w w ，个别倾向n e e 。有的发育予硼冷纰j 闪化玢岩接触带( 草庙王) ，有的发育于四冷组内( 铜狗城) ，有的发育j i 西冷 组与花岗岩接触带( 谢岭部分地段) ，多条断裂平行展布，以谢岭最典型。总体 上，主断面较平直。构造角砾岩不太发育，部分地段发育有几十厘米厚的构造 角砾岩，两侧岩石蚀变不太强，主断面两侧次级断裂及节理较发育。早期表现 为正断层，擦痕侧伏角很大，8 0 。左右；第二期擦痕侧伏n n w ，2 5 。3 0 。， 为逆冲左行断层，两期活动切割关系明显。两期活动均使侧旁破劈理牵引( 图 2 8 ) 。 第三节断裂构造组合及中生代后主要构造活动期次 一、容矿断裂构造组合 上节对单个断裂的性质及主要活动进行了叙述。不同矿点容矿断裂的性质、 构造式样及活动期次不尽相同，这些方向性质各异的断裂是同一构造阶段同一 构造应力场下形成的一系列构造形迹的组合，图2 9 为容矿断裂和主要的区域 断裂的方向、性质、活动期次及它们的组合关系。 图上区域断裂为管店龙王尖断裂两条分枝，主断裂两侧标出矿点上容 矿断裂走向。容矿断裂构造式样、运动方向及活动期次标绘于小剖面上。a b 为上成矿点，c d 为铜狗城矿点，e f 为农科站矿点。g h 为小庙山矿点，h s 为和尚庄。断裂间的几何关系及运动学特征显示断裂间具下述的成因联系。 1 、区域断裂( 管店龙王尖断裂) 派生构造 ( 1 ) 区域断裂s 2 派生侧羽断裂 区内发育的n n e 向剪破裂面，韧脆性剪切带及构造破碎带是区域断裂 管店龙王尖断裂的次级s 2 派生侧羽断裂。它们与区域断裂d , 5 f j 度相交，约 1 5 。左右，断裂保留两期活动构造形迹，早期为左行( 含逆冲) 剪切。与区域 断裂运动方向一致，为区域断裂小角度相交的次级侧羽。 ( 2 ) 区域断裂s l 派生侧羽断裂 n w 向断裂为区域断裂管店龙王尖断裂的s 1 侧羽断裂。这组派l 三构造 数量不多，但规模较大，后期( 成矿后) 重新活动强烈。与主断裂夹角4 0 。一 5 0 。，断裂早期右行剪切，据其与区域断裂几何关系判别的区域断裂运动方向 与实地观察一致，为与区域断裂大角度相交的反方向运动的派生侧羽断裂。 上述两种侧羽断裂指示的区域断裂的动向一致。 ( 3 ) 区域断裂的走滑转换构造 走滑双重体是典型的走滑转换构造。走滑双重体主断面走向n n e ，根据次 级断面与断面交截关系判别的主断面为左行剪切。反应了生成时的运动特征。 将走滑双重体作为一个整体看，其与区域断裂夹角1 5 。左右，指示区域断裂运 动方向为左行剪切，实际上，为区域断裂特殊的次级s 2 派生侧羽断裂系统。 2 、n n e 向断裂的派生构造 n n e 向断裂的派生构造一种为近南北向规模很小、分布局限( 仅见于许平) 次级s 2 侧习习，据次级断裂与主断裂关系判别主断裂运动与主断裂( n n e 向) 丽i 二观察一致，左行翦切。 月一种较发育且较重要的派生构造为正花状构造。小庙山付、点瞥遍发舟。 l 状构造足止滑转换构造的另一种典型类型，指示n n e 断裂走洲运动特i 【】：。刈 j 二4 h l i t l j _ i j 点控矿断裂地表西倾，地下稳定东倾，度被认为是断裂起伏，i 啊 实际上地表稳定东倾向深处转为稳定西倾，并非波状起伏，而亦无法用追索剖 l f 【j 上两组共轭解释，因锐夹角仅2 0 。3 0 。野外详细观察获得，地表为一系 历 e 管j 占一龙王尖断裂 i 汐 愈 囤2 9 主要断裂构造组合式样示意图 9 钐 列的上冲弧形断裂，向下敛合于尔倾的主断面上，构成完好的正花状构造。 3 、n w 断裂的派生构造 ( 1 ) s 2 派生侧羽断裂 n n w 断裂为n w 向派生侧羽断裂。两者央角1 5 。左右，两者儿何关系指 j i ，l i 断裂( n w 向断裂) 为右行平移，与形成时土断面上获得的运z 曲方f i 小一致。 ( 2 ) 走卅转换构造 n w 向断裂发育负花状构。构成花状体支断裂为向东倾的弧形断裂，向f 收敛于蝤倾的主断面上，上成发育有典型的这种构造。 综上所述，区内方向、舰模不i i _ ；：】，运动特征各异的断裂代表了多级别、多 类型的主断裂和派生断裂，是在同一n e s w 向区域挤压应力场作用下( 参见 图2 1 0 ) 形成的一套断裂组合系统，广泛发育次级派生断裂指示区域走消的 构造运动特征，典型的走滑转换构造进步证实了控矿断裂系统形成叫这一区 域构造运动的特征。根据断裂间派生关系，可将断裂划为四级。 1 、一级断裂 郯庐断裂带为一级断裂构造。是中国东部一条著名的深断裂，沿断裂有f 岿 皿的岩浆活动。印支末燕山早期的早j 蚰活动，派生的管店龙王尖断裂 形成雏形，燕山晚期活动使其派生的管店龙土尖断进一步发商。 2 、二级断裂 锚店龙王尖断裂为二级断裂构造，安徽东北部一条重要的断裂，局部 地段控制着岩浆活动，具有深断裂的部分特征。延伸长度至少达数十公驰。控 制金矿的区域分布，派生一系列次级断裂。 3 、三级断裂 n w 向断裂和n n e 向断裂及破碎带为区内三级断裂，具一定的深度和长度， 是管店龙王尖断裂的次级侧羽断裂。为金矿主要容矿构造，控制矿体的空 问展却和组合形式。 4 、四级断裂 n n w 向和近南北向小型断裂是由三级断裂派生的四级断裂构造。n n v p 向 i 析裂为n w 向断裂派生的次级羽状断裂，该组断裂亦具定规模，亦成为金矿 的容矿构造之一。近南北向断裂规模很小，偶见j 二个别矿点。 二、构造期次 根据容矿断裂观察，结合区域分析，将本区中生代以米构造火约划为f l 则。 1 、第一j j 发生于印支末热山早期。 反映的构造应力场为n w s e 向的挤压，继承了印支期构造应力场特搬。 本次构造活动对本区构造发展和金矿成矿作用的影l i 向主要表现在两个方面： ( 1 ) 是郯庐断裂带形成时期。郯庐断裂带形成了本区构造活动的应变边界， 使得奉区在后期一些构造活动中表现出区域走滑剪切特点，剥后j q 构造活动中 断裂系统的形成产生重要的影响，同时，郯庐断裂带是燕山期花岗岩活动的重 要通道和场所，与金矿的形成有着不可分割的联系。 ( 2 ) 形成两支( 向南后合并为一条) 贯穿全区的近南北向深断裂的雏形。 矗| j 分n n e 断裂( 主要指构造破碎带) 可能该期在左行剪切作用下，成为后来n 长玢岩就位的构造空间。 2 、第二则时限大致为1 2