熊耳山北坡拆离断层带地球化学特征及其与金银矿化的关系.doc

熊耳山北坡拆离断层带地球化学 特征及其与金银矿化的关系郭保健徐孟罗王志光( 河南有色地勘局研究所, 郑州 450052)戴塔根( 中南工业大学地质系, 长沙 410083)摘 要 熊耳山北坡发育一套典型的变质核杂岩构造, 区内众多的金银矿床与变质核杂岩关系密切。研究表明, 早期拆离断层带内A u , A g 等成矿元素具有较高的富集系数, 拆离 断层对区内的缓倾层间破碎带型、陡倾构造蚀变岩型和爆破角砾岩型金银矿化具有不同形式的控制作用。关键词 拆离断层, 控矿作用, 地球化学, 金矿床, 银矿床, 熊耳山70 年代末以来, 熊耳山地区的金银找矿工作取得了突破性的进展, 区内相继发现了上金矿、祁雨沟金矿、铁炉坪银矿、蒿坪沟金矿和青岗坪金矿等大中型金银矿床, 从而成为继小 岭之后的豫西第二大金银矿化集中区。发育于熊耳山北坡的变质核杂岩构造, 最近几年才逐 为人们所认识。 研究表明, 该区的变质核杂岩构造发育完整, 早期拆离断层与区内众多金银 床 (点) 的空间关系密切 (图 1)。1变质核杂岩构造基本特征如图 1 所示, 变质核呈椭圆形或长垣状, 出露面积数百至上千平方公里。 由新太古代太群 (A r4 ) 及元古宙至中生代的岩株、岩脉和花岗岩基所组成。其中太华群岩性较为复杂, 为一 变质程度达角闪岩相的中深变质岩系。 在变质核杂岩的东部有大片的燕山期花岗岩基出露盖层主要为中-新元古代喷发的基本上未变质的熊耳群 (P t2 x l) 基性-钙碱性火山岩系在北部一带, 盖层中还有第三系红层分布。变质核杂岩与盖层之间为滑脱拆离断层带, 共有两期, 早期拆离断层的活动时间为侏罗至早白垩世, 晚期为第三纪 (因形成于成矿期后, 本文不予讨论) , 以早期拆离断层带最为重要1996 年 8 月 19 日收稿。 第一作者简介: 郭保健, 男, 1964 年生, 1994 年毕业于中南工业大学地质系, 硕士, 工程 中国有色金属工业总公司科研项目图 1熊耳山北坡变质核杂岩构造及金银矿床 (点) 分布简图3 - 燕山晚期花岗岩 2 - 燕山早期花岗岩Kz- 新生界A t2x l-熊耳群A r4-太华群D F 1 -早期拆离55断层D F 2-晚期拆离断层 1- 花岗岩 2- 地层不整合 3- 断裂 4- 拆离断层 5- 构造蚀变岩型金银矿床 6- 层间破碎带型金矿床 7- 爆破角砾岩型金矿床早期拆离断层带出露宽度由数十米至二百米不等, 产状平缓稳定, 倾角一般为 15 30。 拆离带分带清楚, 自下而上可划分出糜棱岩带 (包括超糜棱岩)、糜棱岩化带、绿泥石片理化 ( 片岩) 带、绿泥石角砾岩带和碎裂岩带。 前三个带发育在下拆离盘内, 在发育程度不等的面型长英质 糜棱岩和糜棱岩化片麻岩内, 可以观察到清楚的韧性变形特征; 最上面两个带已属于脆性变形 域, 由强绿泥石化的安山质角砾岩和硅化碎裂岩、微角砾岩组成, 部分地区出现有绢云片岩、变 质石英砂岩和千枚岩。沿早期滑脱拆离带普遍可见后期热液蚀变现象, 局部可见强烈的硅钾交 代和多金属硫化物矿化。区内主要金银矿化类型及其分布特征2区内主要的金银矿化类型有陡倾构造蚀变岩型、缓倾层间破碎带型和爆破角砾岩型。上述三种矿化类型在空间上均与早期拆离断层关系密切, 共同构成了拆离断层控矿体系。2. 1缓倾层间破碎带型金矿化及其分布特征缓倾层间破碎带型矿化又可细分为产于下拆离盘太华群中的缓倾层间破碎带型金矿化和 产于早期拆离带内的缓倾蚀变破碎带型金矿化。 前者主要出现于拆离断层下盘的糜棱片麻岩中, 是早期拆离断层分层剪切的产物。 糜棱片麻岩沿片麻理发育, 其产状和拆离断层带保持一 致, 倾角很缓, 矿化主要发生在层间破碎带中部, 叠加在后期脆性破裂的韧性剪切带中, 矿体厚现的特点, 主要受 N E 向脆性断裂带的控制。 矿化仅出现在拆离断层带附近的蚀变破碎带中远离拆离断层的断裂破碎带不出现蚀变和矿化。2. 3爆破角砾岩型金矿化及其分布特征区内的爆破角砾岩型金矿主要是位于变质核杂岩构造南东部的祁雨沟金矿。 区内岩浆 动强烈, 其中以燕山晚期的酸性斑岩体为主。 大量证据表明, 角砾岩体是燕山晚期浅成斑岩 入体岩浆活动的直接产物。角砾岩体, 尤其是矿化的角砾岩体多分布于拆离断层附近的太 群中, 岩体中下部发育普遍的胶结物矿化。3 拆离断层带微量元素地球化学特征及其与金银矿化的关系3. 1 拆离断层带微量元素地球化学特征熊耳山北坡的变质核杂岩构造和拆离断层是在华北与华南两大板块发生碰撞后的大陆 展期发育起来的。早期拆离断层沿太华群和熊耳群的界面发育, 因为这种界面是一种明显的造薄弱面。为了研究拆离断层内 A u , A g 等元素的富集特征, 我们沿着早期拆离断层发育较 的北部西段做了数条地球化学剖面, 对样品进行了 A u , A g 等微量元素分析。各元素之间的 关系数如表 1, 元素相对于克拉克值的富集系数 (E f) 如图 2 所示。 可以看出, 拆离断层带微元素有如下相关及富集特征:表 1早期拆离断层带微量元素相关系数A uA gC uP bZnA sSbB iH g012176101122201858210102801547801181910139380156820117540195361- 0121000109310114180131150160370117950188660194360101021- 012330141510110040104570107320106930184570100240166191A u A g C u P b Zn A s Sb B iH g1-011776 -011310 -010799 -010393 -0150220100161-0103960102621-(1) 金、银与铜、铅、锑一般呈正相关, 而与砷、铋、汞等呈负相关。这种相关性与该区已发的矿床的元素组成特征是一致的, 如, 铁炉坪银矿中就含较高的铅和锑。(2) 金、银、锑、铅的富集系数较高, 一般为 5 100, 最高可达 1000 以上, 而其它元素如铜砷等的富集系数不高。可以看出, 金、银、锑、铅等元素在拆离断层内有明显的富集倾向, 这种集机制也许可以与拆离断层的形成过程联系起来。( 3) 金、银、锑、铅等元素在拆离断层的中心部位富集系数高, 浓集中心及增减趋势吻合 好, 表明了这些元素趋向于在拆离断层的活动过程中富集。河南有色地勘局研究所. 河南熊耳山南坡及其外围金成矿地质条件及找矿靶区研究. 国家黄金管理局重点黄金技攻关项目。 1993, 12图 2早期拆离断层带微量元素地球化学剖面( 样品间距 5m ) a 西庙剖面: 1-硅化片理化带 2- 强硅化花岗斑岩 3- 硅化带 4- 花岗斑岩 5- 蚀变片麻岩 6- P tx l 安山岩 9、10- 角砾岩化安山岩 b 碓臼峪剖面: 1- A r 片麻岩 2- 糜棱岩化片麻岩3- 糜棱岩 4、5- 超糜棱岩 6- 糜棱岩夹石英透镜体 7、8- 糜棱岩 9- 硅化破碎带 10、11- 绿泥 石片岩 c 庙岭台剖面: 1- P t 安山岩 2- 硅化角砾岩 3- 硅化钾化片麻岩 4- 钾化硅化糜棱岩 5- 钾化片麻岩 6 8- 弱蚀变片麻岩 9- A r 片麻岩 d 垒垒石剖面: 1- A r 片麻岩 2、3- 硅化糜棱岩带4- 糜棱岩 5- 微角砾岩带 6- 矿化破碎带 7 11- 微角砾岩带 12 13-P t 安山岩(1) 空间邻近。 缓倾矿脉一般在拆离断层附近产出, 无论是平距或垂向距离均如此。 通多产于下盘的核杂岩内 ( 如青岗坪矿床) , 部分产于熊耳群火山岩内, 少数产于拆离断层带(如垒垒石金矿)。(2) 产状协调。缓倾矿脉除受地层层面及面理控制外, 明显受拆离断层控制, 一般与面理 调, 且与拆离断层近乎平行, 有时与片麻理有微小夹角, 但其倾角往往介于片麻理和拆离断 之间。(3) 矿化相关。 青岗坪各矿脉矿化富集与标高变化之间的关系研究表明, 距拆离断层较 的K 、K 号脉等, 矿化较好, 其它较远者矿化则较差。这种“近富远贫”的规律表明二者在矿质源方面存在某种渊源上的联系。 而垒垒石金矿则产于拆离断层带厚度较大、分带清晰的地段受到拆离断层的直接控制。(4) 伸展背景。 缓倾矿脉单条脉内矿化的富集规律为, 较陡地段矿化较好, 脉体较厚, 缓 地段则矿化变贫, 脉体变薄。 这种“陡厚富、缓薄贫”的特征显然是由于断裂上盘的剪切下滑 用所致, 且相对位移不大。 表明该类控矿断裂在成矿期是以正断层的方式活动, 这与拆离断 在伸展背景下的运动机制完全相符。(5) 时代相近。该类矿化的同位素年龄暂缺, 但从其产出特征判断, 其成矿时代大致在侏 纪末至白垩纪初, 与早期拆离断层的活动大致同时, 属本区最早出现的金矿化类型。 野外可 该类矿脉切穿燕山早期辉绿岩脉 (122106 a 168106 a , 张邻素等) 的情况, 同时又被晚 垩世的陡倾矿脉所切穿, 目前尚未发现缓倾矿脉切穿陡倾矿脉的例外情况。总之, 缓倾矿脉是在伸展背景下形成的矿化类型, 其产出直接受早期拆离断层的控制。 得指出的是, 缓倾的层间破碎带型金矿是豫西地区近年所发现的一种新类型金矿, 熊耳山地 已发现该类型金矿床 (点) 二十余处, 具有一定的找矿前景, 不容忽视。3. 3拆离断层与陡倾构造蚀变岩型矿化的关系 间接控制早期拆离断层的活动对后期陡倾矿脉的形成不像对缓倾矿脉的控制那么直接, 主要表 在下列三个方面:( 1) 时代不同: 拆离断层的早期活动主要是在侏罗纪末至早白垩世, 而陡倾控矿断层的矿和扩大规模主要是在晚白垩世 ( 99 106 a, 崔亳等; 8712106 a, 王志光等) , 野外常见 倾矿脉切穿拆离断层带的情况, 如上宫、公峪等地。(2) 应力状态不同。 拆离断层是伸展运动的产物, 华熊地块内可见早白垩世的拉伸型红盆地 (灵宝盆地西潭楼组) 发育, 但陡倾切层矿脉形成于左行剪切应力场, 系由 N N E 向挤压 力场所派生, 时期为晚白垩世, 这一时期整个华熊地块发生整体隆起, 沉积缺失。(3) 陡倾矿脉的产状与拆离断层产状不协调。尽管如此, 拆离断层早期活动中成矿元素的富集倾向, 对陡倾构造蚀变岩型矿脉具有间 的控制作用。本区众多的金银矿床分布于拆离断层带附近, 矿床与拆离断层的垂向距离均不 远, 一般为 0 200m 或 500m , 上宫金矿、铁炉坪银矿、蒿坪沟金矿都符合这一规律; 而公峪 区的陡倾矿脉直接穿过拆离断层, 矿化在拆离断层带附近明显增强, 表明拆离断层可能是陡 构造蚀变岩型矿脉的导矿构造。 核工业北京地质研究院. 核工业中南 308 队. 熊耳山南东麓金成矿特征及找矿方向. 国家黄金局科研项目, 1991河南有色地勘局研究所. 河南省洛宁县蒿坪沟铁炉沟银铅矿床成矿模式及评价标志研究. 1993, 12河南有色地勘局研究所. 华北古板块南缘银成矿条件及预测. 1993, 123. 4 拆离断层与爆破角砾岩型金矿的关系 间接控制角砾岩体是燕山晚期浅成斑岩侵入体岩浆活动的直接产物, 其形成往往受 NW 、N E 向断 裂或断裂复合部位的控制。 而同时, 祁雨沟地区的大多数角砾岩体也分布于拆离断层附近, 且大多数角砾岩体位于下拆离盘太华群内, 这是由于区域伸展作用对燕山晚期斑岩体的控制作 用所造成的。深部变质核在进入浅层后, 由于温度、压力的急剧下降, 往往在岩浆活动晚期围绕 早期岩体成群出现爆破角砾岩和次火山岩体。 它们在垂向上多集中分布在紧贴拆离断层下盘 的变质岩中, 由于盖层对含矿热液的屏蔽, 使之成为有利的容矿构造, 导致了含矿角砾岩体与 拆离断层的关系更为密切。参考文献郭保健, 戴塔根. 河南铁炉坪蒿坪沟金银矿田变质核杂岩构造的控矿作用分析. 中南工业大学学报, 1995 ( 4)王志光, 崔亳, 徐孟罗等. 华北地块南缘地质构造演化与成矿. 北京: 冶金工业出版社, 199612GEOCHEM ICAL FEA TURES ALO NG D ETACHM ENT FA UL TZO NE A ND ITS REL A T IO NSH IP W ITH A u- A gM INERAL IZA T IO N IN NO RTH H ILL S ID E O F THE X IO NGER M O UNTA INGuo B ao jian , X u M en g luo an d W an g Zh igu an g(H enan B u reau of G eology and E x p lora t ion f or N onf e r rou s M e ta ls, CN N C , Z h eng z h ou , 450052)D a i T agen(D ep a r tm en t of G eology , C en t ra l S ou th U n iv e rs ity of T ech nology , C h ang sh a , 410083)A bstra c t A g ro up o f typ ica l st ru c tu re s o f m e tam o rp h ic com p lex a re deve lop ed in th e no r thh illside o f th e X io n ge r m o u n ta in , to w h ich m o st o f th e go ld an d silve r depo sit s a re c lo se ly re2 la ted in th e a rea. It is in