遼寧上麻屯地區礦床地質特征及其形成構造環境

（遼寧省地質勘查院，遼寧 大連 116100）

1 地殼運動下礦層特征

所研究的礦區地殼活動時代為早白堊世，地質活動表現在不同盆地的地層變化特征也不盡相同，其時空上具有一定的變化規律。

早白堊世火山活動旋回火山地層為小嶺組沉積，構成一個完整的沉積過程，早期在桓仁水庫和綠江村等盆地中接受陸源碎屑沉積，中期為中性、中基性夾酸性巖漿大規模的噴溢，間有小規模的中、中酸性礦物出現；晚期為偏堿性礦物特性，并兼有少量的礦漿溢出。小嶺組經歷一個中性～酸～偏堿性的礦物演化系列。

2 地質構造的空間組合特征

區內主要發育兩期古元古代褶皺構造，早期為近東西向褶皺，晚期為北東向褶皺，兩期褶皺疊加部位常構成金（銀）礦床賦存空間。

區內發育北西、北東、近南北和近東西向斷裂構造。其中北西向尖山子斷裂南起楊家嶺經桃源金礦區，向北西至金礦區，走向330°，延長15km～20km，局部近南北，傾向北東，傾角60°～80°。此條斷裂是區內金礦的控礦構造，上麻屯礦床產于此斷裂下盤。本區金礦主要容礦構造為近東西向層間構造破碎帶，地質構造的空間組合形式的規律性。測區地質構造空間分布及其組合形式具有復雜性、多樣性與規律性，概括起來其主要組合形式有衛星式組合、串珠狀、疊置式3種。

圖1 測區地質構造空間組合形式示意圖

圖2 小嶺組礦物演化規律圖

3 礦區測井曲線韻律特征

地質結構砂泥、礦層與泥質礦物互層，劃定研究區域。對鎖定區域進行鉆探取芯及地球物理測井曲線進行系統研究，探索出含礦物質地層的巖-電之間關系。實驗結果顯示，研究區域圍巖與礦層之間的區別，以至于在測井曲線的反應上存在顯著區別，這一區別可作為劃分礦層，并區分圍巖與礦層的一個首要標志。

礦層反映出的地球物理特征最好是是電阻率曲線。本次地質勘查工作按級別的劃分，采用鄰區平頂山等四幅1：5萬區域地質調查報告（2013年，遼寧省地質勘查院）的劃分方案。原則及含義如下：

Ⅰ級旋回代表盆地時空演化過程；Ⅱ級旋回代表礦漿作用演化階段；Ⅲ級旋回代表地殼活動間歇期；Ⅳ級旋回代表每次地殼活動特征，相當于電阻率曲線韻律。

依據上述原則，中生代早白堊世小嶺旋回為Ⅰ級旋回，圖2為小嶺組地層分段及礦物性質分類圖。

4 區域礦漿源及成因分析

從（La/Yb）N-YbN圖解（圖3）中可以看出，區內小嶺旋回礦物質的投影點較分散，中基性投在大陸殼與洋殼之間部位，中性、中酸性礦物投在大陸殼源區及附近，酸性礦物落在角閃巖趨勢線附近。表明區內礦物質來源與下地殼有著親緣關系。

礦物化學成分反映小嶺旋回地質礦物為一套中性為主，夾中基性、中酸性、酸性的礦物質組合；礦物微量元素與陸殼有著親緣關系；稀土總量反映除流紋巖外，均為富稀土礦物，具輕稀土富集，分餾較強；重稀土虧損，分餾較弱的特點。

δEu值中性礦物和中酸性礦物均大于0.70，反映其成因與板塊構造活動有關。酸性礦物除個別樣品外，絕大部分小于0.3，表明其為礦漿演化晚期階段產物。Sm/Nd值在0.15～0.26之間，反映該旋回礦漿與地殼有關。

La/Sm—La關系圖解（圖4）中，小嶺旋回投影點主要靠近部分熔融趨勢線。表明區內礦物質的形成以部分熔融作用為主，在成礦過程中伴有微弱的分離結晶作用。

據康迪的礦漿來源深度計算公式C＝18.2＊（K2O）+0.45=1092＊（K2O/SiO2）+0.45（K2O、SiO2均為氧化物重量百分比），通過計算，小嶺旋回玄武安山礦漿來源深度為30.08Km～33.63Km，玄武粗安巖為39.7Km～76.21Km，安山巖為57.4Km～111.51Km，英安礦物為39.65Km，粗面礦物為61.81Km～70.14Km，流紋礦物為70.33Km～133.36Km。

圖3 礦物（La/Yb）N-YbN圖解

圖4 礦物La/Sm—La圖解

綜上所述，小嶺旋回礦漿來源于中～下部地殼，礦漿主要由部分熔融作用產生，運移噴發過程中伴有微弱的分離結晶作用，部分礦物顯示具陸殼混染特點。

5 礦床形成構造環境

5.1 礦層形成的地質背景分析

據測區地質構造資料分析：晚侏羅世-早白堊世早期，為大陸邊緣活動階段，由于古太平洋板塊相對歐亞大陸板塊迅速向北移動，在中國東南部沿海及東北地區形成北東向巨型剪切帶的斷陷和導致早已存在的斷裂活化，地幔上涌、地殼減薄，引起安山質～流紋質礦物的大規模出露，總體上屬于擠壓后松馳轉向剪切、拉張階段的產物。

形成一套高鉀鈣堿性系列的安山巖～玄武粗安巖～粗面英安巖～流紋巖單峰式礦物組合，受地殼變化產生的礦物分布于各個盆地中，產狀較平緩，基本上保留著原生的沉積模式，受后期的構造影響較小。

在桓仁水庫和影壁山兩個地殼活動強烈區域，其它盆地地質活動較少。

圖5 里特曼（Logδ）-戈蒂里（Logτ）圖解

5.2 礦層形成的構造環境判別

在里特曼-戈蒂里圖解（圖5）中，小嶺旋回投影點主要分布于B區（造山帶）和C區接觸帶附近，結合大地構造位置表明區內礦物質為大陸邊緣活動帶及派生的偏堿性礦物質。

在判別所研究地質構造環境的Rb-Y圖解（圖6）中，小嶺旋回的投影點均落入板內構造環境區（WP區內）；Rb-（Y+Nb）圖解落入同碰撞板內交界附近。由此反映構造背景位于板內活動帶環境。

從Rb-Sr關系圖解中（圖7），可以看出，小嶺旋回投影點落在地殼厚度大于30Km以外范圍。反映此期地殼較大，屬于陸緣活動造山階段。

綜上所述，測區小嶺旋回礦物質是中國東部環太平洋地質帶的重要組成部分，形成于受擠壓后松馳轉向剪切、拉張階段的大陸陸緣活動環境。

圖6 Rb-（Y+Nb）圖解及Rb-Y圖解

圖7 Rb-Sr關系圖解

構造環境：①該旋回火山巖組合形成于古元古代晚期1800Ma，地質礦物具明顯的雙峰式組合的特征，基性端元由堿性系列和拉斑系列的玄武巖、玄武質粗面安山巖組成；酸性端元由粗面礦物和流紋礦物組成，成分上相當于A型花崗巖。②礦物地球化學和同位素特征顯示，該套雙峰式礦物質的來源于不同的礦漿源區，基性礦物來自于虧損的地幔源區，在礦漿上升過程中發生橄欖石及單斜輝石的分離結晶作用并遭受了地殼混染，而酸性礦物來自于下地殼的部分熔融；③該套雙峰式礦物產出于后碰撞末期的構造環境，由于洋殼的拆沉作用而引發軟流圈上涌，由于洋的拆沉作用而引發軟流圈上涌，使和上覆的地幔發生部分熔融產生礦漿，使得上覆的地幔發生部分熔融產生礦漿，同時由于底侵作用導致地殼下部發生部分熔融，漫出地表形成該雙峰式套，這套雙峰式火山巖的出現，標志著地區造山作用進入尾聲。