于恒彬,朱 磊,李 希
(1.陜西省地質調查中心,陜西西安710068;2.西北有色地質研究院有限公司,陜西西安710054;3.西北有色地質礦業集團有限公司,陜西西安710054)
秦嶺東江口巖體NE向斷裂破碎帶控礦特征與金鉬礦化規律
于恒彬*1,朱磊2,李希3
(1.陜西省地質調查中心,陜西西安710068;2.西北有色地質研究院有限公司,陜西西安710054;3.西北有色地質礦業集團有限公司,陜西西安710054)
東江口巖體屬印支期花崗巖,位于商丹斷裂帶南側,山陽—鳳鎮斷裂北側,主體侵位于中上泥盆統中。在巖體和圍巖地層中發育一系列燕山期NE-NNE向斷裂,其中上磨子溝斷裂破碎帶具明顯斷裂控礦特征,上磨子溝金礦床即嚴格受控于該NE向斷裂。其成因類型屬于熱液石英脈型+斷裂破碎蝕變巖型疊加改造礦床。北東向斷裂破碎帶對金、鉬礦化富集控制明顯,是秦嶺地區燕山期成礦階段的一類重要控礦構造,應引起礦田構造研究和找礦預測的重視。
秦嶺;東江口花崗巖;北東向構造;斷裂破碎帶;上磨子溝金礦;地質特征
東江口巖體位于商丹斷裂帶南側,山陽—鳳鎮斷裂北側。巖體西起周至縣華樹坪,東至柞水縣豐北河,出露面積約365km2,平面呈NE向延伸的扁豆狀。
巖體以中細粒似斑狀二長花崗巖為主。內部見少量黑云閃長質暗色包體,部分具弱定向特征。巖體屬于典型復式巖體,由外到內分為5個巖相學單元,分別是小川街單元、營盤街單元、藥王堂單元、沙洛帳單元和梅莊單元,各單元有環狀分布特點,小川街單元分布于巖體的邊緣,面積較小,且斷續分布,營盤街與藥王堂單元分布于巖體的邊部,面積較大,環帶狀,沙洛帳與梅莊單元分布于巖體內部,產出多具巖株狀,面積分布也較大。
巖體主體侵位于中晚泥盆世劉嶺群淺變質的長石石英砂巖及粉砂巖內,與圍巖侵入接觸特征明顯,巖體邊界發育明顯接觸變質帶,變質程度為綠片巖相。據楊愷等(2009)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年結果顯示,東江口巖體形成于(219~209)Ma之間,屬印支期俯沖型和碰撞型巖漿巖。據前人地球化學方面研究表明,東江口巖體屬于I-A型花崗巖,是深部下地殼物質部分熔融形成的,以高級區域變質基底為物源,且侵位較淺,屬造山后期的產物。
東江口一帶,區域上構造變形較強烈,以斷裂為主,發育兩類斷裂,除近EW向斷裂(即山陽—鳳鎮斷裂,為區域性大斷裂)以外,尚發育一系列NE-NNE向斷裂,這類斷裂常成雁行式斜列,有的沿走向延伸較遠,有的呈斷續出露,它們均既切割印支期東江口巖體又切割泥盆紀地層。
中新生代為秦嶺造山帶大地構造體制發生重要轉變的關鍵時期,在侏羅紀和白堊紀之交,我國東部構造體制發生了大的轉換,從近東西向構造體制轉變成受古太平洋板塊向歐亞板塊之下俯沖作用控制的北東—北北東向構造體制。秦嶺造山帶在這樣的構造背景下,形成了一系列NE向構造—巖漿活動帶。這類活動帶自東向西逐漸減弱,西部多為隱伏構造。總體表現為NNE或NE向分布的隆起帶和凹陷帶。其隆起帶表現為不同序次的、密集發育的NE向(包括隱伏的)斷裂和中生代中酸性—中基性巖漿巖侵入體(脈)群;凹陷帶則多由不同規模的斷裂和發育侏羅紀和白堊紀沉積的北東向斷陷盆地組成。在主要NE向構造帶內發育次一級斷裂;在前述主要的構造帶之間,尚發育一系列的較小規模的NE向斷裂[9]。
同時,印支期—燕山期內的構造—巖漿熱液活動對秦嶺造山帶的區域成礦控制與影響作用十分顯著;主要表現在該期NE向構造—巖漿活動不僅控制了金等礦產的形成,而且使先期形成的銅、鉛鋅等礦產發生了較強烈的改造和富集作用。該期NE向構造帶與先期的NW、近EW向構造或含礦層交匯疊加部位,是形成大型—超大型礦床的重要條件。即姚書振(2011,學術會議)認為存在一類NE向展布的構造—巖漿—成礦帶;如華陰—寧陜—漢南構造巖漿巖帶,該成礦帶中已有東江口和胭脂壩2個礦集區。
東江口一帶所發育的NE-NNE向斷裂區域上應屬于這一類NE向構造—巖漿—成礦系統,并已經發現有明顯的斷裂控礦跡象,本文述及的上磨子溝金礦床即嚴格受控于NE向斷裂構造。
區內巖體以東江口超單元小川街—藥王堂單元為主,大面積分布于礦區東北部;巖體南部邊界形態不規則,接觸界面總體為向南傾,傾角約為60°~70°。圍巖可見明顯接觸變質現象,其角巖帶寬度100~200m(見圖1)。
地層主要出露于礦區西南部,為中泥盆統牛耳川組(D2n)。巖性以變石英細砂巖夾粉砂質板巖、大理巖為主(見圖1)。

圖1 上磨子溝金礦床斷裂破碎帶及礦脈體地質圖
區內主體構造線為北西西向,褶皺不發育,主體呈北西傾斜的單斜,片理產狀320°~340°∠50°~70°。斷裂較發育,除北西西向斷裂外,尚發育多條北東30°~50°走向延伸的斷裂破碎帶,沿上磨子溝、付家溝、小竹山溝等地分布,它們均切割了礦區南側的北西西向斷裂帶。其中3條代表性斷裂基本地質特征如下:
F1:位于上磨子溝東坡,長約3km,寬約1.5~5m,蝕變類型為硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、鉀長石化、綠泥石化、絹云母化等,斷裂面產狀為121°~136°∠37°~43°,屬低緩傾斜的含礦破碎蝕變帶,斷裂性質屬于壓扭性,嚴格控制上磨子溝金礦體的空間展布(見圖1)。
F2:位于付家溝一帶,長約4km,向南北兩側延伸較遠,寬約2~4m,主要構造標志有斷層破碎帶、斷層泥、片理化帶、河流直線狀分布、花崗巖與泥盆系直接突變接觸等,斷裂產狀為150°∠75°~85°,在該斷裂破碎帶中已發現明顯輝鉬礦化。
F3:位于小竹山溝一帶,長約2km,寬1~3m,主要構造標志有斷層破碎帶、斷層泥、片理化帶、河流直線狀分布、旁側伴生有斷層泥破碎帶發育的近東西向次級斷層帶,且近東西向斷層帶中發現有花崗巖體內的與輝鉬礦化有關的破碎蝕變帶,斷裂產狀150°∠88°。
如前所述,上磨子溝金礦床礦體賦存于斷裂破碎帶F1中,礦體厚度在0.5~4m內,金礦石品位變化較大,一般在(0.50~2.50)×10-6,較富地段Au品位在(1.0~5.5)×10-6,金品位最高為26.0×10-6。
4.1斷裂破碎帶和金礦體產狀特征
斷裂破碎帶產狀為NE走向,主要由斷續分布的透鏡狀、脈狀石英脈和破碎蝕變黑云母花崗巖組成,總體延伸較遠,礦體形態呈脈狀、透鏡狀(見圖1)。
該區其它地段所見石英脈基本上多為小脈細脈,延伸較短,長度僅幾米或十幾米,以雁列式細脈出現較多,延伸短的大多發生尖滅,與相鄰的石英脈體多發生過錯移。多數石英脈是沿著斷層破碎帶發育較好,且有些石英脈是沿著構造裂隙發育,石英脈完好,沒有受到破碎作用,有些石英脈則較破碎,與蝕變巖混雜在一起,可以看出區內石英脈是多期熱液活動的產物。
對該區發現的所有石英脈產狀做統計分析,結果表明其走向具有一定的優選方位,主體優勢走向為北東30°~50°(見圖2)。

圖2 上磨子溝一帶石英脈走向玫瑰花圖
4.2圍巖蝕變特征
上磨子溝金礦區斷層破碎帶內巖石破碎,石英脈、斷層泥十分發育,片理化明顯,近礦圍巖蝕變較為發育,且明顯受斷裂控制。由于構造活動及熱液成礦作用具有長期性和多階段性。蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化、蝕變花崗巖及鉀長石化,還有少量碳酸鹽化。其中石英脈的礦化程度不均勻,有硫化物礦物出現的部位其含金量一般比較高,無任何礦化現象的石英脈含金量一般較低。
黃鐵礦化:與金礦極為密切,多發育在含金石英脈及圍巖中。黃鐵礦一般呈細脈狀或浸染狀,部分黃鐵礦的呈半自行—自形顆粒。
硅化:巖石的硅質成分含量較高,巖石硬度大。硅化面積較廣,基本都是沿著破碎帶,中間夾有石英脈,這些硅化帶常因受到斷裂的影響而產生破碎現象。
鉀長石化:在花崗巖中或石英脈兩側見有鉀長石化,表現為紅色。
蝕變花崗巖:花崗巖中的云母經過蝕變作用成為綠泥石,大部分云母發出金光閃閃的光芒,類似于金云母,石英成為顆粒狀,磨圓度較差,顆粒大小不一,在0.05~0.1cm,長石大多變成泥質成分。
4.3礦石組構特征
該區金礦體內礦石礦物包括黃鐵礦、褐鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等,部分晶形較好;以星點狀及浸染狀不均勻分布于破碎蝕變帶內。礦石結構以細粒結構為主,礦石構造以團塊狀構造、蜂窩狀構造為主,礦物成分中石英約占50%,長石約占35%,黑云母約占15%,蝕變巖礦石內的長石大部分已明顯高嶺土化,外表為灰褐色泥質。礦化標志主要是花崗巖體中發育的石英脈,脈體規模較大的,蝕變也較強烈,容易形成含礦體,且品位相對較高。
4.4礦床成因類型、礦化富集規律及礦標志
上磨子溝金礦床主要富集出現在既切割中生代花崗巖、又切割泥盆系的燕山期斷裂破碎蝕變帶內,礦體內既有石英脈體含礦,也多現斷裂破碎帶中的石英脈體旁側的斷層泥、黑云母花崗巖的破碎蝕變巖或碎粉巖、破碎角礫巖等具金礦化,并已達礦石的邊界品位。初步研究發現,本區金礦成因類型屬于和巖漿熱液有關的熱液石英脈型+斷裂破碎蝕變巖型,是一種在構造物理化學疊合成礦作用下形成的復合類型。
該類型金礦床通常具有相似的成礦富集規律和找礦標志:首先,金礦體及礦化體都嚴格受控于斷裂;其次,沿斷裂在其礦化地段通常均可見一定寬度的礦化石英脈,有些屬主脈、大脈,有些屬復合脈或細脈群,但和金礦化有關系的石英脈體通常都可見相應的金屬硫化物,如黃鐵礦化、閃鋅礦化、方鉛礦化、黃銅礦化,并伴生相關的礦化蝕變現象,如黃鐵礦化、硅化、絹云母化等。
上磨子溝金礦床,沿F1斷裂破碎蝕變帶,主礦化石英脈的產狀相對穩定,但也多見側現或尖滅再現的規律,含金石英脈體的形態、規模、產狀對礦化富集影響明顯,通常厚大石英脈延伸較短,有時可見迅速尖滅的分枝;厚度較小的石英脈體延伸相對穩定,常發育平行脈。透鏡狀的石英脈,盡管走向上尖滅再現,但傾向上通常都較穩定,常見富礦體出現。石英脈多為雁行式—斜列式產出。
該礦區的找礦標志主要為燕山期花崗巖體內的北東向(F1)破碎蝕變帶內的石英脈體及破碎蝕變巖,一般北北東向斷裂控礦,且斷裂破碎帶規模和石英脈規模相對較大的,礦化蝕變現象也強烈,礦化富集相對較明顯,越易形成含礦體,且金礦化品位也相對較高,尤其是當石英脈與脈旁破碎蝕變巖內出現較多金屬硫化物時,金品位會更高。這應該在秦嶺成礦帶今后的礦田構造研究和找礦預測工作中,引起足夠的重視。
[1]秦江峰.秦嶺造山帶晚三疊世花崗巖類成因機制及深部動力學背景[D].西北大學,2010:1-266.
[2]楊愷,劉樹文,李秋根,等.秦嶺柞水巖體和東江口巖體的鋯石U-Pb年代學及其意義[J].北京大學學報:自然科學版,2009,45(5):841-847.
[3]崔建堂,趙長纓,王炬川.南秦嶺東江口、柞水巖體巖石譜系單位劃分及演化[J].陜西地質,1999,17(2):7-15.
[4]崔建堂,趙長纓.東江口、柞水巖體環斑花崗巖地質特征[J].陜西地質,1998,16(1):51-57.
[5]朱茂旭,駱庭川,張宏飛.南秦嶺東江口巖體群Pb、Sr和Nd同位素地球化學特征及其對物源的制約[J].地質地球化學,1998(1):30-36.
[6]張國偉,柳小明.關于“中央造山帶”幾個問題的思考[J].地球科學:中國地質大學學報,1998,23(5):443-448.
[7]毛景文,張作衡,余金杰,等.華北及鄰區中生代大規模成礦的地球動力學背景:從金屬礦床年齡精測得到的啟示[J].中國科學:D輯,2003,33(4):289-299.
[8]朱賴民,張國偉,李犇,等.與秦嶺造山有關的幾個關鍵成礦事件及其礦床實例[J].西北大學學報:自然科學版,2009,39(3):381-391.
[9]杜玉良,湯中立,蔡克勤,等.秦嶺—祁連造山帶印支—燕山期構造與大型—超大型礦床的形成關系[J].礦床地質,2003,22 (1):65-71.
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1004-5716(2016)09-0129-04
2016-03-30
2016-04-28
于恒彬(1986-),男(漢族),山西呂梁人,助理工程師,現從事基礎地質調查工作。