第三章 矿区控矿构造特征及演化.doc

第三章 矿区控矿构造特征及演化第一节 构造特征矿区主要出露岩石为太华群闾家峪组斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩、石英岩等。根据前人研究，老变质岩区老构造至少经历了三幕变形，并形成了老鸦岔背斜和金罗斑向斜。在此构造背景格架上，形成了线性或带状的控矿构造。本次研究由于侧重于找矿预测，因而本文主要论述是与成矿密切相关的控矿构造。控矿构造主要表现为带状和线性断裂构造。具有多期活动，多次叠加的复杂特征。同时该区可见到从韧性剪切带到韧脆性及脆性剪切迭加的特征。常常在一条大的剪切带中见到从韧性到脆性不同阶段构造叠加的综合特征。首先，仅根据构造线方向的不同，将矿区控矿构造分为二大类：即近东西剪切构造带；NNENNW向共轭剪切构造带。现分述如下：一、近东西向剪切构造变形带弱变形带 次强变形带 强变形带 次强变形带 弱变形带N图3-1 文峪韧性剪切带特征示意图总体走向90110，倾向南，倾角4070，是本区规模最大，活动最强，活动时间较长，多次复活的一组构造。其形成时期较早，为成矿期前形成，但其在成矿期复活活动较强，是本区最重要的成矿构造带。该构造带早期形成时是以韧性剪切带发育为特征。构造带宽度较大，可达几十米至上百米。该剪切带由强变形带（糜棱岩带片理化带）和弱变形带（主要为弱变形块状斜长角闪岩或含石英条带斜长角闪岩）组成（图3-1）。强变形带主要是由斜长角闪片麻岩或花岗片麻岩为原岩变形而形成的糜棱岩带或片理化带组成。当斜长角闪片麻岩或花岗片麻岩所夹的斜长角闪岩厚度较小时，斜长角闪岩则形成片理化黑云母和绿泥石，甚至为绢云母。因而也形成强变形带的一部分。而当斜长角闪岩夹层厚度较大时，呈块状构造时，则形成弱变形带。另外，在韧性剪切带中常见到宽5080 cm的长英质脉体，已发生退变质，石英呈眼球拉长状，重结晶明显，钾长石退变为高岭土等粘土矿物，因而脉体颜色发生了退色，形成灰白色糜棱岩化脉体。该期构造形成时，处于深层次构造水平，温压较高，因而不利于金矿质的沉淀，金矿化较弱。但由于其生成时变形较强，规模较大，因而为后期构造发展和金矿化奠定了基础，控制了该区矿化带的空间展布。该带形成发展演化的时间较长，在晚期应力场作用下，重新活动、叠加了不同阶段的脆韧性和脆性剪切构造，形成复合型剪切带，表现为在近东西剪切带中既可见到石香肠也可见到碎裂岩，而且常见到多组构造面在带内交互出现。在晚期剪切带叠加时伴随有大量含金热液的活动，因而在成矿期剪切带叠加部位，形成含金石英脉型金矿化和细脉浸染型金矿化、蚀变岩型金矿化。因而近EW向剪切带是本区主要金矿脉发育的控矿构造。如V03、V01、V08等脉均产于近EW向剪切构造带中。二、NNENNW向剪切构造带是一组共轭的剪切带，NNE向剪切带走向030之间，倾向西、倾角较陡，一般为6080之间。NNW向剪切带，走向330350，倾向东、倾角也较陡，一般为70多度。NNE向剪切带呈左行水平剪切，NNW向剪切带为右行水平剪切，该两组剪切带的共同特征如下：1剪切带发育宽度较窄，一般为几十厘米至5米左右，个别地段稍宽，可达5米以上。以韧脆性剪切为特征；2剪切带内均为早期辉绿岩脉充填，辉绿岩脉中有星点状黄铁矿化；3在晚于辉绿岩脉形成时期，有成矿构造活动叠加，形成含金矿化石英脉体，石英脉中可见辉绿岩脉的残留包体。石英脉体较稳定，在剪切带中呈透镜板脉状，一般长100200 m，宽几十厘米至1 m，石英脉体中金矿化较好，有黄铁矿化和方铅矿化，可形成工业矿体。伴随含金石英脉体形成的构造为脆性剪切，它往往沿辉绿岩脉的一个边界发育，这在野外观测中较为明显。4从剪切带发育特征及与近东西向剪切带的关系与矿化的关系，推断其形成时期晚于韧性剪切带形成时期，而略早于成矿主期构造，成矿期构造对其有叠加。如1278中段含方铅矿化NNE向剪切带切入V01韧性剪切带中，但被V01成矿期韧脆性剪切构造切割，并有一些位错。5从两组共轭剪切带发育的产状可以推断，该期主应力场为1：近南北向，略向南倾伏，3近东西向。第二节 矿区控矿构造的演化根据研究区构造特征、构造的叠加关系及与矿化的关系，现将其分为五幕变形：一、D1幕变形韧性剪切带的形成时期主要表现为早期近东西韧性剪切带的发育为特征，其宏观特征表现如下：1. 糜棱岩发育，矿区内在近东西向构造带中广泛分布比较典型的糜棱岩，糜棱岩中石英呈眼球状、拉长状和拨丝状，糜棱岩的发育往往受到原岩岩性的控制，一般在花岗片麻岩和斜长角闪斜长片麻岩中较发育，而在斜长角闪岩中发育较差。因而也造成韧性剪切带中强变形带和弱变形带相间出现的特征。2. 石香肠发育，在剪切带中常见石英集合体或石英脉体在带内呈透镜状或肿缩状，具明显韧性变形的特征。3. 糜棱面理（Sm1）发育，表现为在韧性剪切带内，石英及集合体的长轴呈定向面状分布形成面理, 绢云母、绿泥石、黑云母等片状矿物与石英定向一致，平行定向分布形成面理。4. 长英质脉体的韧性变形及退变质。在韧性剪切带中长英质脉体常顺Sm1发育，并形成一些小的柔流褶曲，长石多已退变为高岭石等，使浅肉色长英质脉变为灰白色。长英质脉呈石香肠状、勾状等。5. 从本区同一标高既发育韧性又发育脆性构造的特征，以及该区是造山带的一部分，造山带形成演化中是一上升的过程，反映了早期该区埋藏较深，温压条件较高，处于深层次构造水平环境，形成韧性为主的变形; 而晚期的抬升，使构造处于浅层次构造水平的一个演化历程。因而也可看出该区的韧性变形形成也较早。6. 从韧性剪切带的矿化表现来看，韧性剪切带在没有后期构造叠加的部位，其矿化很弱，很难形成矿体，明显早于主成矿期，也反映了其是较早形成的构造。7. 从糜棱岩带附近围岩的产状变化来看，在靠近糜棱岩带附近，区域性的片麻理产状在该带附近发生了一个渐变弯曲的过程，逐渐与剪切带产状一致，反映了韧性剪切带形成晚于片麻理，并使片麻理在韧性剪切带附近有逐渐被置换的特征。8. 由于韧性剪切带发育时，是处于韧性阶段，因而不能用擦痕来判别其形成时的运动方向，擦痕只反映晚期脆性构造叠加时的运动方向，因而我们主要是通过剪切带两盘岩石的拖曳现象，不对称石香肠，Sm1与Sc1的关系，以及剪切带中标志层长英质脉体的变形方向来判别韧性剪切带的变形性质，各种现象表明该幕变形主要表现为以水平剪切为主的左行剪切。1：3228。二、D2幕变形NNE向和NNW向剪切带形成时期从NNE向和NNW向共轭剪切带的关系来看，其应力场方位为1：350170，向南倾伏，倾伏角在10左右，因该期的1与已形成的EW向构造交角较大，因而较易形成新的剪裂面。另外，从两组剪切带充填的辉绿岩脉和石英脉的关系，可以判别剪切带的形成时期。从野外观测NNE向和NNW向剪切带切过了早期韧性剪切带，如509脉从矿区的北部V01附近一直延伸至V03剪切带和V08剪切带，其未被V03韧性剪切带切带所限制。反映了其形成晚于D1幕。而辉绿岩脉形成早于成矿期，D2幕变形剪切带形成既早于辉绿岩形成，因而也就早于主成矿期。另外，从主成矿期含金石英脉往往沿剪切带发育，形成宽几十厘米至一米的含矿脉体，甚至形成工业矿体。而石英脉中也有明显的辉绿岩残留包体。因而也说明其形成早于主成矿期构造，将其定为D2幕变形。D2变形的韧性特征明显弱于D1幕变形，一是反映了地壳抬升所造成的构造水平有所抬高，另一方面从其发育强度和规模上远远小于近EW向剪切带的规模，说明其主应力小于D1变形，从辉绿岩的致密细粒结构也反映了其形成较浅不足以结晶出大的矿物晶形。三、D3变形脆韧性剪切带发育时期主要表现为沿D1幕韧性剪切带的叠加，常沿韧性剪切带的强变形带的一个边界或多个边界叠加，带内片理化较强，糜棱面理Sm3发育，并伴随该构造有含金石英脉体发育，有少量黄铁矿化，矿化一般，可形成低品位工业矿体。根据发育的Sc3和Sm3的关系判别主应力场1：3727，2：17959。因而可以判定该幕变形以近水平的左行剪切运动为主。四、D4幕变形韧脆性剪切带形成时期图3-2 文峪金矿V03含金韧性剪切带逆冲剪切叠加特征该幕变形表现为沿近东西向已存剪切带的进一步叠加，表现为逆冲左行剪切为主，由于与早期的应力场稍有改变，因而其走向波动变化较大为80120，但其整体走向仍为9095左右，倾向南，倾角为3560之间（如图3-2所示）。该剪切带活动较强，常沿先存剪切带的边界叠加，也可在先存剪切带内形成一些次级的剪切带，表现为多个宽1 m2 m左右剪切带呈分支复合再现的现象。该剪切带内含金石英脉较发育，多金属硫化物矿化明显。在强带叠加强的部位可形成工业富矿体，现在近EW向分布的V03脉V08脉、V02脉的金矿体均产于该叠加剪切带中。带内绢英岩化较强，该期主应力场：1：20012，2：1095，3：076五、D5幕形脆性剪切带发育时期是叠加于东西向早期剪切带之上的一期脆性剪切作用，主要表现为剪切带内岩石和石英脉的碎裂作用，切割了黄铁矿脉和方铅矿脉，其叠加于早期剪切活动形成的片理化带时，可见到膝折，据其对矿脉和先存剪切带的切割位错关系，以及膝折的特征，可以推断其为右行正断层性质，该期构造仅有少量含金较差的黄铁矿化和方铅矿化。从以上五幕变形可以看出，该区的构造演化经历了一个从韧性脆韧性脆性变形的一个完整历程，构造水平是由深到浅的过程。而变形的强度表现为强弱次强强弱的一个演化历程，反映了该地区构造活化的多阶段性和热液活动的脉动性。也正是由多阶段强弱应力场的叠加，造成本区构造表现的复杂性。第三节 构造的叠加复合关系构造体系的叠加复合主要表现为构造的联合和复合现象，研究区的联合和复合不仅比较发育，而且形式多样。1构造体系的联合现象是指两个或两个以上的构造体系在同一地区同时出现，形成一个统一的联合构造体系。而本区主要是指北北东向、北北西向共轭剪切带与近东西向剪切带形成之后，形成一个统一的联合体系，如509、527等与V03、V02剪切带互相贯通，最终联合控矿的特征。因而我们在开采近东西向矿脉的同时，注意对其出现NNE向和NNW向分支矿脉的追索。2构造体系的复合现象指两个或两个以上构造期次的构造或其一部分，在同一地区重叠发生的现象。它们各自组成部分，都基本保持固有的特征。本区的东西向构造的复合现象最为明显，早期D1韧性剪切带形成的宽度较大，强度规模均较大，构成本区近东西向构造格架，而D3、D4构造叠加活动时，往往是复合于早期韧性剪切带的强变形带中，特别是D4幕变形强度也较大。因而在韧性剪切带的强变形带中叠加更加明显，常常为一个或多个强变形带的边界叠加，而在多个剪切边界均发育时，其并非独立，而是连通的，其连接的方式也是以新生的剪切带形式出现，迁就原剪切带边界叠加的为压剪性，而新生的连通剪切带为张剪性，一般发育长度较小，仅限于压剪切带之间（如图3-3），当矿体或矿脉赋存于多组叠加剪切带中时，就形成“双胞胎式”或“多胞胎式”的矿脉，如V02与V01的关系，实为“双胞胎式”，如V03、510、519等分支也为“双胞胎式”。第四节 控矿构造与金矿化关系控矿构造对金矿床的控制作用主要表现为两个方面，一是对金矿化带、金矿化体最终定位的控制作用；一是对金矿化强弱场及热液活动的控制作用，现就以上内容分别给予论述。一、构造对金矿化带、矿体的空间展布控制作用无论是金矿化带或是矿体的最终定位均是多幕构造叠加的最终结果，但由于各幕剪切变形的早晚、强弱不同，因而在控制作用所起的大小不同。1D1韧性剪切带奠定了本区的构造格架，同时也成为本区控制金矿化带展布的最重要构造。通过对本区V01矿化带、V03矿化带、V08矿化带及其中矿体分布（包括V01、510、519等）研究表明，无论是石英脉型或浸染蚀变岩型矿体，无论其在局部产状如何变化，但其总体均限制于一个近东西向90110的带中。而这个带的边界即是韧性剪带的一个边界或多个边界，而离开这个带则有一个近450m水平间距的无矿带，这充分显示了韧性剪带对矿化带空间展布的控制作用。因而寻找矿体一定要在韧性剪切带内寻找，特别是对于尖灭再现的矿体寻找，一定要沿主构造线，在不超出韧性剪切带的范围寻找。2D1、D2剪切构造的联合控矿作用由于D2幕NNE向和NNW向剪切带叠加于D1幕韧性剪切带之上，使得NNE向和NNW向剪切带与近东西向剪切带互为贯通，因而使得后期热液活动时，成为一个总体地球化学场成为可能。因而D1、D2构造的联合作用使得本区的矿脉分布，不仅以东西向为主，而且也有NNE向和NNW向矿脉的出现。3D1、D3、D4、幕变形共同作用，控制了矿体的最终定位工业矿体出现的部位往往是多期构造叠加控制的结果，由于D1、D3均为左行水平剪切为主，因而我们对二维空间构造叠加控制作用作了一个模拟模型（如图3-4），主要是左行水平剪切（D1、D3）和逆冲左行剪切（D4）的模拟结果。椭圆形为矿体出现部位，可以看出矿体分布呈斜列尖灭再现式出现。由于各幕变形强弱的不同，实际形成的矿体为大波加小波的复杂斜列型，其大波往往控制矿体大透镜体的富集中心，如V03富集中心在1821-1900 m标高附近。而小波控制控制小的富集中心或次级富集中心。如1821标高、1755标高、1687标高、1524标高等。大波的波长约1200-1300 m左右，而小波波长为250 m和100m左右。因而运用不同波长可以区分大小透镜体的空间分布特征和展布排列。一般来说，当D1幕变形叠加D3和D5幕变形较强时，仅形成金矿化或贫矿体，形成小透镜状矿体。其规模一般小于100200 m，当D3幕变形与D4幕变形的波峰与波峰叠加时，形成富矿体，而当D3的波峰与D4的波谷叠加时，其形成一般的次级小矿体。另外，由于各幕变形之间，虽然以左行剪切为主，但由于其剪切位移和剪切方向、剪切角略有差异，因而会导致沿D1幕变形带出现分支复合的现象。基于浅部第一富集段矿体基本已开采，而深部若出现第二富集段时，则将浅部多个小矿体复合为一个大的透镜状矿体来对待。因而将V01、V03、V08作为三个大矿体整体来分析，从而选用一个大波长来预测深部的定位，更符合实际。二、构造对金矿化强弱的控制构造对金矿化强弱的控制，主要表现为两个方面，一是导矿构造；一是容矿构造。1D1幕韧性剪切带是主要的导矿构由于韧性剪切带活动强，剪切带规模大，宽度可达几十米至上百米。由于本区太华群变质岩金的丰度较低，因而含矿热液总体浓度不足以在早期第一次上升过程中，在透入性好、空间又较大的韧性剪切带中形成高的富集中心。另外，由于当时处于深层次构造水平，温压条件较高，也不易于金的沉淀。因而D1韧性剪切带只能作为良好的通道，前人研究资料表明在糜棱岩中金的平均品位