小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)宏微觀構(gòu)造及EBSD 分析

席 昊，劉戰(zhàn)慶

（桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006）

1 區(qū)域背景以研究方法

小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)在大地構(gòu)造位置上，屬于我國(guó)塔里木—中朝板塊（Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元）塔里木板塊的東端，北山陸緣活動(dòng)區(qū)（Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元）的古生代柳園—俞井子裂谷帶西段（Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元）。

礦區(qū)處于天山—陰山構(gòu)造帶和阿爾金次級(jí)構(gòu)造帶的疊加復(fù)合區(qū)內(nèi)。小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)成礦主要受中生代印支期和燕山期的碰撞-碰撞后造山運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)育大規(guī)模剪切帶和強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)及伴生的金屬成礦作用[1，2]。

本文對(duì)小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)內(nèi)韌性剪切帶變形巖石進(jìn)行了宏觀和微觀的觀測(cè)，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用了電子背散射衍射技術(shù)（EBSD）方法對(duì)變形巖石進(jìn)行了巖石組構(gòu)分析，再結(jié)合前人研究資料，確定構(gòu)造變形的期次和時(shí)代。

2 礦區(qū)構(gòu)造特征

小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)東西長(zhǎng)8km，南北寬3km。小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造十分發(fā)育，控制著本區(qū)沉積作用、巖漿活動(dòng)和礦產(chǎn)的產(chǎn)出與分布[3]。

區(qū)內(nèi)主要出露地層為中石炭統(tǒng)（C2mb）、下二疊統(tǒng)(P1hla)、第四系。礦區(qū)內(nèi)有3 組斷裂，近EW 向平行展布的一組斷裂最為發(fā)育，其次是NW 向和NE 向局部平移斷層。近EW 向斷裂是主構(gòu)造線，礦區(qū)出露共有9 條斷裂，由鹽灘南大斷裂和淤泥河大斷裂派生而來(lái)，形成由西向東逐級(jí)散開(kāi)帚狀斷裂帶[4]。礦區(qū)巖石節(jié)理十分發(fā)育，按走向分為NW、NE 和NNE 向三組，NW 向節(jié)理最為發(fā)育，含礦石英細(xì)脈主要充填在NW 向的節(jié)理中。

區(qū)內(nèi)褶皺為二疊系地層的向斜，出露不完整，為復(fù)式褶皺，總體近EW 向展布，向東傾伏。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛，基性到酸性巖均有出露，且以華力西期和燕山期巖漿為主。燕山期早期巖體與區(qū)內(nèi)成礦關(guān)系密切。礦區(qū)無(wú)大型侵入巖體，小巖體、巖枝、巖脈較發(fā)育，特別是中、基性巖脈。

3 韌性剪切帶的宏、微觀特征

3.1 宏觀地質(zhì)特征

小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形具有多期次特點(diǎn)，表現(xiàn)為早期變形疊加了后期構(gòu)造的改造和破壞。韌性剪切帶中宏觀變形構(gòu)造主要有：

片理化帶：巖石破碎成碎的、較短小的薄片，呈定向排列。礦區(qū)韌性剪切帶內(nèi)巖石片理十分發(fā)育，片理走向呈近EW 向，傾向多為南傾。

面理構(gòu)造：礦物定向排列而形成的透入性面狀構(gòu)造，平均面理產(chǎn)狀164°～180°∠70°～85°。

拉伸線理：主要由長(zhǎng)石、石英、黑云母等礦物被定向拉長(zhǎng)平行排列構(gòu)成拉伸線理，以近水平EW 走向?yàn)橹鳌?/p>

A 型褶皺：褶皺樞紐與拉伸線理方向一致或平行，樞紐呈近EW 向走向。

不對(duì)稱褶皺：礦區(qū)內(nèi)不對(duì)稱褶皺較為發(fā)育，形態(tài)多樣，大小不等，多呈“Z”字型褶皺。

S 型雁列脈：剪切運(yùn)動(dòng)派生的拉伸應(yīng)力作用下形成張裂隙，被石英、方解石等礦物充填，后發(fā)生變形旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致脈體呈S 型展布。

構(gòu)造透鏡體：在該韌性剪切帶中，構(gòu)造透鏡體較為發(fā)育，常呈透鏡狀和扁豆?fàn)睿Ｐ纬墒隳c構(gòu)造。

旋轉(zhuǎn)碎斑系：由礦物碎斑和結(jié)晶拖尾組成，石英和長(zhǎng)石為碎斑，發(fā)育σ 型旋轉(zhuǎn)碎斑。

3.2 顯微構(gòu)造特征

野外采集小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)糜棱巖樣本，并制作定向光薄片。顯微鏡下觀測(cè)到的現(xiàn)象主要有：

顯微裂隙：鏡下可見(jiàn)EW、NE 和NW 三個(gè)方向的顯微裂隙，EW 向裂隙最為發(fā)育，與區(qū)域斷裂情況和宏觀觀察一致。。

波狀消光：正交偏光鏡下，石英的波狀消光現(xiàn)象十分明顯。

圖1 糜棱巖顯微鏡下微觀構(gòu)造

核幔構(gòu)造：石英的殘碎斑晶為核部，石英亞顆粒和細(xì)小重結(jié)晶石英為幔部。

眼球狀構(gòu)造：石英和長(zhǎng)石的殘碎斑晶呈眼球狀和透鏡狀定向分布于基質(zhì)中。

旋轉(zhuǎn)碎斑系：石英和長(zhǎng)石為碎斑，結(jié)晶拖尾主要由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶石英顆粒組成，發(fā)育σ 型旋轉(zhuǎn)碎斑。

云母魚(yú)：黑云母發(fā)育于裂隙中，后發(fā)生石香腸化或微破裂作用，形似魚(yú)狀，具有獨(dú)特的S-C 面理構(gòu)造。

S-C 面理：長(zhǎng)石和石英的長(zhǎng)軸方向?yàn)镾 面理，基質(zhì)的排列方向?yàn)镃 面理，兩者構(gòu)成S-C 面理。

殘晶扭折錯(cuò)斷：顯微鏡下可見(jiàn)斜長(zhǎng)石的聚片雙晶現(xiàn)象，斜長(zhǎng)石晶體發(fā)生了扭折錯(cuò)斷現(xiàn)象。

定向基質(zhì)：在顯微鏡下，基質(zhì)主要由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶石英顆粒和絹云母組成，動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的石英顆粒邊界呈不規(guī)則狀，具有明顯的定向排列。

4 EBSD實(shí)驗(yàn)

電子背散射衍射技術(shù)（electron backscattered diffraction），簡(jiǎn)稱EBSD，是應(yīng)用掃描電子顯微鏡獲取巖石或礦石中晶體結(jié)晶學(xué)信息的一種方法[5]。本次實(shí)驗(yàn)選用石英作為測(cè)試礦物進(jìn)行EBSD 組構(gòu)分析，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)采用了等面積下半球投影，獲得了石英的優(yōu)選方位極點(diǎn)等面積圖。

糜棱巖樣品EBSD 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：石英C 軸極圖較為復(fù)雜，極密類型主要由大圓環(huán)帶極密、小圓環(huán)帶極密、點(diǎn)極密以及較復(fù)雜的交叉環(huán)帶極密組成，主極密點(diǎn)主要位于極圖的X 軸和Y 軸及附近，代表變形主要受中溫和高溫環(huán)境影響。

5 討論與分析

對(duì)礦區(qū)宏微觀構(gòu)造和EBSD 分析，我們進(jìn)行了以下3 個(gè)方面的討論：

（1）構(gòu)造方面。礦區(qū)主要發(fā)育EW、NW 和NE 向三組斷裂。在顯微鏡下，也可見(jiàn)EW、NE 和NW 向三個(gè)方向的顯微裂隙，以EW 向顯微裂隙最為發(fā)育。此外，EBSD 石英極圖中可見(jiàn)石英C 軸的不同優(yōu)選方向，對(duì)應(yīng)EW、NW 和NE 三個(gè)不同方向。

（2）溫壓環(huán)境方面。在宏觀構(gòu)造上，旋轉(zhuǎn)碎斑系和片理化帶為高溫高壓地殼深部形成。在顯微構(gòu)造上，石英的核幔結(jié)構(gòu)形成溫度為中高溫；顆粒邊界遷移重結(jié)晶形成溫度大于530℃[6]。樣品EBSD 數(shù)據(jù)也顯示：構(gòu)造變形主要受中溫和高溫環(huán)境影響。

（3）年代學(xué)方面。三疊紀(jì)至早侏羅世，地層埋入地殼深部，處于高溫高壓環(huán)境，受南北向擠壓東西向剪切作用影響。北山南帶剪切帶的活動(dòng)時(shí)間為216Ma，北山地區(qū)中生代巖漿巖成巖年齡在180Ma～250Ma。礦區(qū)黑鎢礦Sm-Nd模式年齡為150±2Ma，白鎢礦的Sm-Nd 模式年齡為136±4Ma，屬燕山中期[2，4]。礦區(qū)EW 和NE 向石英脈不含礦，NW 向石英脈含礦。故推礦區(qū)地層在燕山早-中期開(kāi)始抬升，發(fā)育NW 向斷裂，燕山中期成礦之后，地殼進(jìn)一步抬升剝蝕，主要發(fā)育EW 向斷裂。

6 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)小獨(dú)山西鎢金礦區(qū)韌性剪切帶的宏微觀構(gòu)造和變形巖石的EBSD 組構(gòu)分析，并結(jié)合區(qū)域背景和前人研究成果，得出了以下三個(gè)結(jié)論：

（1）小獨(dú)山鎢金礦區(qū)韌性剪切帶沿東西走向，整體向南傾斜，受近EW 向、NE 向和NW 向斷裂構(gòu)造影響。

（2）長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖樣品石英EBSD 極圖復(fù)雜，其特征顯示礦區(qū)韌性剪切帶主要受中溫和高溫環(huán)境影響。