西秦岭白龙江复背斜两端弧形构造控矿特征初探

西秦岭白龙江复背斜两端弧形构造控矿特征初探 地 质 力 学 学 报 第 4 卷 第 1 期 V o l. 4 N o. 1 M a r . 1 9 9 8 1 9 9 8 年 3 月JOU RN A L O F GEOM ECHA N IC S 西秦岭白龙江复背斜两端弧形构造 控矿特征初探 董法先 郑达兴 王帄安 徐 刚 吴淦国 刘晓春 刘建民李中坚 () 中国地质科学院地质力学研究所 胡传久 赵彦庆 李亚东 刘宏云 阎升好 杜子图 ()() 地质矿产部甘肃地质矿产勘查开发局中国地质大学 北京 摘 要 本文提出西秦岭南亚带弧形构造控矿的新认识, 初步探讨了弧形构造的形 成机制及控矿机制。 两组斜列的弧形构造发育于白龙江复背斜东、西两端, 并分别控 () 制了两个 222矿集区。 弧形构造顶部及附近的多组多方向次级断裂对A u U A sSb C u ( ) 本区大型金矿床及与成矿有关的中生代浅成2超浅成 碱质中酸性岩浆岩具有明显 的控制作用, 弧形构造翼部的成矿条件则不如其顶部。 关键词 弧形构造 控矿构造 白龙江复背斜 西秦岭 西秦岭南亚带位于我国大陆中部之不同大地构造单元的交汇、衔接部位, 南邻松潘—甘孜 走向的白龙江复背斜及其南、北 褶皱系和青藏地块北缘, 向西与东昆仑褶皱带相连, 由 NW W ( )两侧大面积分布的三叠系所构成 图 1。 白龙江复背斜主要由出露于核部的震旦系及下古生 界和分布于南、北两翼的上古生界及中生界组成, 并发育与复背斜轴大致帄行的断裂带及一系 列次级褶皱和次级断裂; 在复背斜的东、西两端分别发育了两组弧形构造。复背斜轴部为金2铀 () 铜、锑、汞成矿带, 北翼为砷2锑2金成矿带。 1 弧形构造特征 区内弧形构造发育在近 EW 走向的白龙江复背斜的东、西两端。 绝大多数弧形构造呈近 向展布, 弧顶向南凸出者居多, 仅郎木寺弧和波海—热尔玛弧例外, 它们的弧顶分别朝向 EW 北和北东。 这些弧形构造由一系列不同级别的断裂和褶皱组成, 并伴有印支—燕山期的浅成2 超浅成中酸性侵入岩和中生代陆相火山岩。它们与区内的热液型金、砷、锑、汞、铀、铜等矿床存 西端弧形构造位于白龙江复背斜轴部向西倾伏部位, 发育了六组呈 NW 向斜列展布的弧 形构造, 分别为大水弧、尕海弧、波海—热尔玛弧、尼日弧、尕秀弧及赛尔龙弧。它们的组成地层 为上古生界和新生界, 基本未出露下古生界。 主要弧形构造为尕海弧及其南部的大水弧, 在其 弧顶部位发育有近 向的张性断裂, 靠近弧顶的翼部则发育了近 向的压扭性断裂。大水 SN EW 弧形构造的南侧为西秦岭南部边界断裂, 即玛曲—略阳深大断裂带, 再向南为松潘—甘孜褶皱 () 系北部的阿坝地块 即隐伏的若尔盖古陆块。 东端弧形构造自北向南有宕昌—雷坝弧、武都弧、文县弧和白马弧等, 构成一组 向斜 N E ( ) 列展布的套弧, 其内部发育背、向斜相间的褶皱和断裂 深大断裂、逆冲推覆、韧性剪切等构 造。 文县弧顶部为碧口地块与白龙江复背斜过渡交接部位, 亦是玛曲—略阳深大断裂通过、构 造线方向急剧变化的部位。每条弧形构造的顶部都发育一系列近 走向的张性断裂。白龙江 SN ?复背斜东端的弧形构造, 前人曾作过一些研究, 将武都弧和文县弧分别纳入武都山字型和文 县山字型构造体系, 并认为它们连同更南的白马弧、杂谷脑弧、达维弧及金汤弧等共同组成龙 门山 向褶皱带, 西侧呈 2向错列的斜叠弧构造型式。N E N E SW 本区弧形构造的形成机制是: 西秦岭构造带在中—新生代陆内造山过程中自北东部向南 西部侧向推挤, 同时受到其南西部的阿坝地块和北东部的碧口地块的强烈阻挡, 使得原来轴向 近 的白龙江复背斜产生差异变形, 由压而扭并引发张扭和张裂, 从而在其东、西两端分别 EW 形成了两组斜列的弧形构造。 2 区域成矿地质条件及弧形构造控矿特征分析 211 成矿的构造条件及弧形构造控矿特征 该区金矿床可分为 22和 2222两种组合类型, 一般程度不等地发育黄 A u A sSb A u U A sSb H g 铁矿化、碳酸盐化、高岭石化、绢云母化和硅化等热液蚀变, 在西部贡北地区的大水式金矿床中 还普遍形成似碧玉岩化。根据这些矿床的主要地质特征, 结合大量的稳定同位素地球化学研究1, 3, 4 27 和成矿流体温2压地球化学研究, 可以肯定这些矿床均为浅成中、低温热液型。 此类矿床 的形成需要特定的构造空间, 以便于成矿能量及含矿流体的运移、聚集和矿质的堆积成矿。 从 控矿构造的类型及空间关系来看, 矿床大多受断裂控制, 并沿白龙江复背斜南、北两翼分布。北 ?) (翼自西向东有拉尔玛 2、、、、、、、矿床、黑多寺 22矿床、 A u U SbH gZnN iC uM oV P GE A sSb A u 九源 2矿床和坪定 2矿床; 南翼有大水、忠曲、贡北、格尔托、马脑壳、联合村—新 A sA u A sA u ()向张性断裂和 关、关牛湾等金矿床 图 1。在复背斜两端, 矿体主要受弧顶部位及附近的近 SN翼部的压扭性断裂控制, 这些特征在西部的贡北地区表现得较为充分, 如大水金矿床的矿体主 向断裂控制, 而大水西、贡北、忠曲和辛曲等金矿床的矿体则明显地受压扭性断层 要受近 SN (() ) 控制 图 2; 在复背斜中段, 矿体主要受次级褶皱 背斜为主轴部附近的层间破碎带控制。 白龙江复背斜东、西两端的弧形构造分别控制了东、西两个矿集区: 西部由大水弧控制着 (() 贡北—降扎 222矿集区 包括大水、贡北、格尔托、忠曲等金矿床, 拉尔玛金2铀矿A u U C u Sb H g ) ( 床, 邛莫、牙相等金矿床, 东部武都和文县弧控制舟曲—南坪—文县 2矿集区 包括九 A sA u )( 源、坪定、马脑壳砷2金矿床, 联合村—新关、关牛湾等金矿床。 本区几个大型金矿床 如大水、 ) 联合村—新关等即位于这两个矿集区内。西矿集区的贡北金矿田和东矿集区的石鸡坝金矿田 均位于弧形构造的顶部及其附近, 矿体呈脉状、囊状和枝叉状等产于不同级序构造的交叉复合 部位。 贡北地区矿带展布受大水弧顶部附近及西翼的 向压扭性断裂控制, 矿体则主要NW W ( ) 向的构造破碎带控制 图 2; 石鸡坝地区矿带展布受文县弧顶部附近的 受近 SN 向和 NW W () 向压扭性断裂控制, 矿床 体则由主干断裂的次级断裂所控制。 EW ( ) 显然, 矿床分布与弧形构造有密切的空间关系。 矿床 体由断裂活动和岩浆作用联合控 制, 而对地层及其岩性则并无明显选择。 弧形构造控矿的主要表现是弧顶最有利于成矿, 弧顶 () 的次级断裂控制大而富的矿床或直接控制矿体; 翼部虽然也控矿, 但所控制矿床 体的规模较 之弧顶部位一般要小一些。 控、容矿构造主要为弧形构造的次级断裂, 其次还有受这些断裂控 3, 4, 7 制的岩体接触带构造、隐爆角砾岩体、岩脉和同成矿期构造—热水岩溶等。 212 岩浆岩成矿条件及其与弧形构造关系 本区东、西两个矿集区内均发育了许多与成矿有关的闪长质岩体或岩脉, 空间分布明显受 向张性断 弧形构造顶部附近构造样式的控制, 一些含矿脉岩还直接产出在弧顶附近的近 SN 向褶皱和虚脱部位或压扭性断层中。 层和近 EW 图 2 贡北地区金矿床矿体空间展布及其与大水弧形构造的关系 2Sk e tch m ap show in g d ist r ib u t io n o f go ld o rebo d ie s an d th e ir re la t io n to th e F ig. 2 D a sh u i a rc st ru c tu re in th e Go n gb e i a rea o f th e w e ste rn Q in lin g 11 第四系; 21 白垩系; 31 侏罗系; 41 三叠系; 51 石炭- 二叠系; 61 泥盆系; 71 印支期花岗闪长岩;81 印支期石英二长岩; 91 断层; 101 推测断层; 111 地质界线; 121 不整合界线; 131 金矿体 () 主要金 铀矿田的碳、氧、硅、氦、氢、硫等同位素地球化学研究表明, 成矿作用与岩浆侵入 3, 4, 7, 8 和陆相潜火山活动具有密切的成因联系。 在甘肃大水金矿床、新关金矿床、陶家湾金矿 床和四川联合村金矿床中, 中酸性脉岩及潜火山岩直接成为金矿的寄生岩石。 研究还发现, 大 支期为主, 西部矿集区的贡北金矿田则主要为晚印支—早燕山期。忠格扎拉石英二长岩岩体的 40394039 黑云母法测年结果为 23717?117, 格尔括合花岗闪长岩岩体的黑云母ƒƒA rA r M aA rA r )( 法测年结果为 23512?113均为坪年龄。M a 岩石学初步研究表明, 在白龙江复背斜西端, 由大水弧形构造及郎木寺弧形构造顶部控制 的浅成2超浅成中酸性岩浆岩和陆相火山岩均具有高碱、富钾的特征, 成矿岩浆岩类型是浅成 中酸性岩, 特别是其中较偏基性的碱质超浅成岩或潜火山岩。如贡北地区浅成中酸性岩浆岩的 含量达到 5173% —9107% , 帄均 6175% ; ƒ比值为 1136—2121, 帄均为+ K 2O N a2O K 2O N a2O 1170。 这一方面反映它们的来源区可能较深, 另一方面, 岩浆岩的高碱、富钾性质对金、铀等成 矿元素的迁移和聚集是一个十分有利的条件。中生代的岩浆活动不仅为成矿提供热源, 也提供 了一部分成矿物质和成矿流体。 3 弧形构造控矿机制探讨 弧形构造不仅是导矿和赋矿构造, 也控制与成矿有关的岩浆岩和陆相火山岩。卫星遥感解 译和重力及航磁解译, 在弧形构造顶部, 存在许多与地球物理异常相吻合的环形影象, 一些环 () 形影象还显示为复杂的套合关系 在大的环形影象中有若干较小的环形影象, 这些特征反映 这些部位存在着隐伏岩体。 在弧形构造的成生和发展过程中, 弧顶部位由于其特殊而复杂的受力方式, 必会形成多组多方向的断裂构造, 深部处于张性环境引起骤发性减压, 导致中酸性岩浆上升和火山喷发; 同 时这些部位成矿热流体在构造应力驱动下上升、循环, 为成矿物质趋于集中、沉淀提供了良好 空间, 导致成矿物质巨量—超巨量聚集, 这就是本区两个矿集区分别形成于东、西两组弧形构 造顶部的重要原因。 弧形构造翼部的压扭性断裂和相对张性环境为小规模岩浆侵入定位和有 关的成矿热流体活动提供构造空间, 因而也是较有利的成矿部位, 如岷县、舟曲一带的矿床即 产出于这种构造环境。 参 考 文 献 1 朱俊亭, 王忠福, 等 1 秦岭大巴山地区矿产资源和成矿规律—— 百万分之一秦岭大巴山地区矿产图 1 西安: 西安 地图出版社, 1992 张二朋, 牛道韫, 霍有光, 等 1 秦巴及邻区地质—构造特征概论 1 北京: 地质出版社, 1993 2 ( ) 李亚东 1 西倾山地区热泉—岩熔—蚀变岩型金矿成矿规律及找矿方向 1 贵金属地质, 1994, 3 2: 131—139 3 ( ) 李亚东 1 白龙江地区逆冲推覆构造及其与金矿的关系 1 贵金属地质, 1994, 3 4: 262—268 4 ( ) 陈毓川, 王帄安, 秦克令, 等 1 秦岭地区主要金属矿床成矿系列的划分及区域成矿规律探讨 1 矿床地质, 1994, 13 4: 289—298 5 ( ) 庞奖励 1 浅成低温热液金矿床研究现状及其趋势 1 黄金地质, 1995, 1 3: 34—38 王帄安, 陈毓川, 裴荣富, 等 1 秦岭造山带区域矿床成矿系列、构造2成矿旋回与演化 1 北京: 地质出版社, 1997 6 ( ) 王帄安, 陈毓川 1 秦岭造山带构造—成矿旋回与演化 1 地质力学学报, 1997, 3 1: 10—20 7 8 -O RECO NTROL FEA TURES O F A RC STRUCTURES A T BO TH END S O F THE BA ILO NGJ IA NG A NT ICL INO R IUM O F THE W ESTERN Q INL ING W an g P in g’an X u Gan g D o n g F ax ian Zh en g D ax in g W u Gan guo L iu X iao ch u n L iu J ianm in L i Zho n g jian ( ), I nstitu te of G eom ech an icsCA GS H u C h u an jiu Zh ao Y an q in g L i Y ado n g L iu H o n gyu n () G ansu B u reau of E x p lora tion and D ev elopm en t of G eology and M inera l R esou rces Y an Sh en gh ao D u Z itu ()C h ina U n iv ersity of G eosciences, B eij ing , , 2 T h e h yd ro th e rm a l go ldu ran ium a r sen ic an d an t im o n y depo sit s in th e B a iA bstra c t lo n g jian g an t ic lino r ium o f th e w e ste rn Q in lin g o ro gen a re co n t ro lled b y fau lt st ru c tu re s an d 2. c lo se ly re la ted to m agm a t ism an d su b vo lcan ism in th e M e so zo icTw o se t s o f en ech e lo n a r2 , ran ged a rc st ru c tu re s o ccu r re sp ec t ive ly a t bo th en d s o f th e B a ilo n g jian g an t ic lino r ium co n2 () 2. t ro llin g tw o h igh ly m in e ra lized a rea s HM A in th e so u th w e ste rn Q in lin gT h e D a sh u ityp e ( ) 22, go ld depo sit s w ith go ldb ea r in g ja sp e ro id o re s an o x ida t io n typ e an d th e L a r’e rm atyp e 22A u U C u depo sit s w ith go ld an d u ran ium siliceo u s m u d sto n e o re s en r ich ed in o rgan ic ca rbo n () () 22, a redu c t io n typ ein th e M aqu R uo ’e rga i A u U C u HM A in th e w e sta re co n t ro lled b y th e . 22D a sh u i a rc st ru c tu re an d th e L an gm u si a rc st ru c tu re re sp ec t ive lyT h e M an ao k etyp e A sA u , 2222, depo sit sX iao jin ch an gtyp e F eC u A u depo sit san d th e X in gu an typ e h yd ro th e rm a l go ld de2 () 2, po sit s in th e Zho u qu W en x ian A u C u HM A in th e ea sta re co n t ro lled b y th e W u du a rc . 2, stu c tu re an d W en x ian a rc st ru c tu re re sp ec t ive lyA s th e m a jo r o reco n t ro l st ru c tu re sth e su b sid ia ry f rac tu re s a t th e ap ice s o f th e a rc s h ave ex e r ted som e im po r tan t effec t o n th e fo r2 22, m a t io n o f th e tw o h u ge go ld depo sit sth e D a sh u i sup e rla rge go ld depo sit an d th e X in gu an 2, L ian h ecu n la rge go ld depo sita s w e ll a s o n th e h yp ab y ssa l a lk a lin e in te rm ed ia teac id m ag2 m a t ic an d co n t in en ta l vo lcan ic ro ck s w h ich a re gen e t ica lly a sso c ia ted w ith th e m in e ra liza t io n .o f th e go ld an d u ran ium depo sit s Key word s a rc st ru c tu re, o re2co n t ro l st ru c tu re, B a ilo n g jian g an t ic lino r ium , w e ste rn Q in lin g 第 一 作 者 简 介 王帄安, 男, 1963 年生。博士, 副研究员。1984 年毕业于长春地质学院找矿地球化学专业, 长期从事矿床地质和地球化学研究工作。 通讯地址: 北京市海淀区民族学院南路 11 号地质力 学研究所。 邮政编码: 100081。