控礦斷裂活動與焦家金礦的成生關系

控礦斷裂活動與焦家金礦的成生關系

1焦家東南角斷裂帶山東省東部一個位于山東省西部。它是中國重要的黃金產(chǎn)區(qū)之一。大地構造位置屬于新華夏系第二隆起帶的膠北隆起區(qū),西鄰著名的郯廬大斷裂。焦家金礦位于萊州市境內(nèi)的焦家村附近,產(chǎn)于焦家NNE向斷裂帶的焦家主斷裂之中,賦存在玲瓏花崗巖與膠東群斜長角閃巖接觸帶處(圖1)。焦家金礦的Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號礦體受韌性剪切帶不同部位發(fā)育的不同期次脆性斷裂的控制。礦床范圍內(nèi)的斷裂構造、蝕變作用、礦化作用及礦體的賦存均受焦家主干斷裂的控制。礦體的生成與控礦斷裂演化有著密切的關系。根據(jù)焦家主斷裂內(nèi)巖石的破碎程度、蝕變類型,自主斷面往東可劃分4個帶,即黃鐵絹英碎裂巖帶、鉀化絹英巖化碎裂巖帶、鉀化花崗碎裂巖帶、鉀化多金屬硫化物初碎裂巖帶(圖2)。2號礦體的裂隙發(fā)育特征焦家金礦Ⅰ號礦體賦存在黃鐵絹英碎裂巖帶中;Ⅱ號礦體在鉀化絹英巖化碎裂巖帶中;Ⅲ號礦體處在鉀化花崗巖的初碎裂巖帶的裂隙中(圖2)。由于它們各自產(chǎn)出的構造部位或成礦熱液期次的不同,各礦體顯示不同的礦化蝕變類型和成礦條件。2.1礦化蝕變的順序根據(jù)焦家金礦礦化蝕變帶的疊加關系,大致確定本區(qū)礦化蝕變可分為4期,其先后順序如下:鉀化(紅化)→絹英巖化(Ⅱ號礦體礦化)→黃鐵絹英巖化(Ⅰ號礦體礦化)→多金屬硫化物礦化(Ⅲ號礦體礦化)2.2熱液期次劃分筆者對礦物包裹體進行測試分析,進而研究各礦體成礦熱液的溫壓條件及鹽度等特征。根據(jù)表1中提供的成礦溫度、壓力、鹽度等數(shù)據(jù)可以劃分出三個不同的熱液期次。早期礦化溫度為266℃、壓力106.8MPa、鹽度5.6wt%;中期礦化溫度為256—320℃、壓力78.5MPa、鹽度3.8wt%;晚期礦化溫度為180℃、壓力23.7MPa、鹽度1—14.5wt%。由此可見,焦家金礦Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號礦體分別與不同熱液礦化期相對應。2.3巖石化學組成由表2看出:當正?；◢弾r蝕變?yōu)榻佊r化花崗巖時,帶出組分主要是Al、Na、Si、Mg、Fe2+,帶入組分有Fe3+、Ca、K、OH-;而當正?；◢弾r蝕變?yōu)辄S鐵絹英巖時,帶出組分為Na、Al、Ca、Mg、Fe2+,帶入組分為OH-、Si、K、Fe3+,二者巖石化學成分的差異表現(xiàn)在絹英巖化花崗巖帶Si為帶出組分,Ca為帶入組分,有大量的OH-帶入;而黃鐵絹英巖帶Si轉(zhuǎn)為帶入組分,而Ca為帶出組分。2.4中熱液礦物成分礦體中礦物成分反映該礦體的礦質(zhì)來源,不同的礦物組合反映不同的成礦期或構造活動期。筆者借助顯微鏡和掃描電鏡對焦家金礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體礦物成分進行了定量分析?，F(xiàn)已查明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體的礦物成分為:Ⅰ號礦體為黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、銀金礦、石英、絹云母、斜長石等,屬于中溫熱液礦物組合;Ⅱ號礦體為絹云母、石英、黃鐵礦、銀金礦等,也為中溫熱液礦物組合;Ⅲ號礦體為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、碲銀礦、鋯英石、銀金礦、自然金、自然鉍、重晶石、方解石等,屬中低溫熱液礦物組合。2.5礦體構造發(fā)育特征礦石的結(jié)構構造,在很大程度上反映成礦時的構造環(huán)境,也就是說,不同的結(jié)構構造類型可以間接顯示不同的構造發(fā)育特征。焦家金礦Ⅰ號礦體的礦石為浸染狀構造、細脈浸染狀構造等;Ⅱ號礦體為斑雜狀構造、細脈浸染狀構造、角礫狀構造、脈狀構造等,而Ⅲ號礦體則以脈狀構造為主。Ⅰ、Ⅱ號礦體礦石結(jié)構為自形程度不等的晶粒結(jié)構、包含結(jié)構、交代殘余結(jié)構、網(wǎng)狀結(jié)構和壓碎結(jié)構等;而Ⅲ號礦體則為自形程度較高的晶粒結(jié)構等。2.6號礦體中金粒的分布黃鐵礦和金粒的賦存狀態(tài)可以反映成礦時的地質(zhì)構造環(huán)境及成礦熱液的期次。本區(qū)不同礦體中黃鐵礦和金粒的賦存狀態(tài)有明顯的差異,其中Ⅰ號礦體中的黃鐵礦顆粒較小,呈稀疏或稠密浸染狀,金粒呈浸染狀存在于脈石礦物或較大顆粒的黃鐵礦中;Ⅱ號礦體黃鐵礦較少,一部分呈浸染狀,另一部分則以集合體的形式沿裂隙呈脈狀分布,金粒主要沿著黃鐵礦和脈石礦物的裂隙嵌布;Ⅲ號礦體中的黃鐵礦顆粒較大且大部分呈脈狀分布,金粒多呈粒狀或脈狀嵌布在黃鐵礦的裂隙或間隙中,部分金粒成群地嵌布在近黃鐵礦的脈石礦物中。2.7ce/號礦體成礦作用一般來說,同一構造蝕變帶中稀土配分應有相同的特點。焦家金礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體及鉀化花崗巖的全巖稀土分析結(jié)果表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體及鉀化花崗巖體總的來說都富輕稀土,但它們的ΣCe/ΣY比值卻有較大的差異(表3),也就是說,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體的稀土元素各自分異程度是不同的。這說明各礦體中的巖石所處的構造位置及其物理化學條件存在著差異。總之,根據(jù)不同礦體的上述差異,充分說明焦家金礦Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號礦體應為不同成礦期或不同成礦階段的產(chǎn)物。根據(jù)成礦時的物理化學條件結(jié)合野外地質(zhì)觀察資料,作者將本區(qū)成礦作用劃分2個成礦期,第一成礦期為破碎蝕變巖成礦期,包括兩個成礦階段,即絹英巖化成礦階段和黃鐵絹英巖成礦階段,分別成生Ⅱ號和Ⅰ號礦體;第二成礦期為多金屬硫化物成礦期,成生Ⅲ號礦體。3礦物安全類型間的制約關系斷裂構造與礦化的關系,是指斷裂構造活動及其演化對礦體的空間產(chǎn)出狀態(tài)、分布規(guī)律、礦化類型、礦化形式、礦石的結(jié)構構造、礦物共生組合乃至蝕變類型之間的綜合制約關系,現(xiàn)依據(jù)掌握的資料分別闡述如下:3.1、號礦體成礦構造背景目前已被揭露或被探知的礦體或礦化體全部發(fā)育在NE—NNE向的壓扭性斷裂帶或壓性斷裂帶中。從一定意義上說,上述斷裂的構造型式,也就是礦體或礦化體空間展布的型式,但這并不等于說斷裂系統(tǒng)中每一處都有達到工業(yè)品位的礦體產(chǎn)出。從礦化角度來看,可以說,礦區(qū)上述斷裂構造系統(tǒng)都有金元素的相對聚集。就單一礦體而言,無論其產(chǎn)出形態(tài)、規(guī)模,完全取決于控礦斷裂的發(fā)育程度。Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號礦體在其各自區(qū)段的產(chǎn)出和礦化強度與控制它們的斷裂的發(fā)育是非常協(xié)調(diào)的。例如Ⅱ、Ⅰ號礦體產(chǎn)于破碎帶較寬、緩傾、延深較大且與主斷面產(chǎn)狀相一致的破碎蝕變帶中;Ⅲ號礦體一般賦存在與主斷面走向一致,且傾向相反的陡傾的裂隙中。總之,斷裂系統(tǒng)的發(fā)育對焦家金礦的礦體定位起著嚴格的制約作用,其中Ⅱ、Ⅰ號破碎蝕變巖型礦化多發(fā)育在NE走向、向NW緩傾的蝕變帶中;Ⅰ號礦體呈似層狀,向SW側(cè)伏,Ⅱ號礦體呈透鏡狀;Ⅲ號多金屬硫化物礦化發(fā)育于NE走向、向SE陡傾的裂隙中,礦體呈脈狀。3.2蝕變巖帶的構造特征如前所述,焦家主斷裂發(fā)育兩種礦化類型金礦床,即破碎蝕變巖型金礦和多金屬硫化物脈型金礦?？氐V斷裂的力學性質(zhì)曾發(fā)生過由壓扭性向張扭性的轉(zhuǎn)變過程,這種構造成礦環(huán)境的轉(zhuǎn)化表現(xiàn)在以下方面:①主斷面附近的破碎蝕變巖帶常呈構造透鏡體或縮頸現(xiàn)象,并有破碎的串珠狀礫石和桿狀礫石等,顯示壓扭性構造的特征。②顯微鏡下觀察,破碎蝕變巖帶內(nèi)可見石英具有強的波狀消光,長石扭折及黃鐵礦碎裂等,顯示壓扭性特征。③破碎蝕變帶及其下盤常疊加多金屬硫化物脈。一般情況下,礦脈中可見明顯的礦化分帶現(xiàn)象。以黃鐵礦為例,礦脈的邊部為自形、半自形中粒黃鐵礦,向中心漸變?yōu)榇至Ｗ孕吸S鐵礦,并且可見與其共生的方解石脈。這表明,含金多金屬硫化物脈是啟張的環(huán)境下形成的。由上所述不難看出,焦家金礦區(qū)兩種主要的礦化類型的產(chǎn)生,與構造演化不同階段所提供的不同成礦構造條件密切相關。4控礦斷裂晚期構造活動及礦化特征焦家主斷裂與礦化有關的脆性斷裂活動有3期,疊加在早期韌性變形帶不同部位上,形成了焦家金礦區(qū)Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號礦體;控礦斷裂由早到晚由壓扭性向張扭性轉(zhuǎn)化?？氐V斷裂第一期活動在Ⅱ和Ⅰ號礦體表現(xiàn)最為清楚,形成走向NE,傾向NW,傾角較緩的右行壓扭性的破碎帶。其中Ⅱ號礦體所處位置斷裂活動強烈,韌-脆性階段生成的一些大的桿狀構造在脆性環(huán)境下發(fā)生初步破碎,桿的周圍具擦痕,在此基礎上發(fā)生絹英巖化,金礦化類型為破碎蝕變巖型,形成Ⅱ號礦體。蝕變礦物有石英、絹云母等,黃鐵礦較少。礦體中微裂隙發(fā)育,多呈不規(guī)則狀,或相互平行或呈共軛產(chǎn)出,微裂隙面上見有同期絹云母產(chǎn)出?？氐V斷裂第二期活動在Ⅰ號礦體所處位置表現(xiàn)為在原斷裂破碎帶的基礎上,再次活動形成NE走向,NW傾,傾角較緩的左行壓扭性破碎帶,將第一期破碎的桿狀構造再破碎形成串珠狀礫石并保留有早期絹英巖化花崗巖團塊;在此基礎上,疊加黃鐵絹英巖化,金礦化發(fā)生在黃鐵絹英巖之中。該期礦化類型為破碎蝕變巖型,以Ⅰ號礦體為代表。這期斷裂活動為焦家主斷裂主要的成礦階段。蝕變礦物有黃鐵礦、絹云母、石英等。在Ⅰ號礦體與Ⅱ號礦體之間可見有多期構造透鏡體(圖3),早期鉀化絹英巖化透鏡體遭后期破碎形成較小的透鏡體,透鏡體邊緣具黃鐵絹英巖化蝕變。焦家金礦-190m中段鉀化絹英巖化帶中的小型脆性斷裂顯壓扭性,斷裂內(nèi)發(fā)育有黃鐵絹英巖礦化。控礦斷裂第三期構造活動在Ⅲ號礦體所處部位最顯著,Ⅱ號礦體所處部位也有顯示。該期活動顯示受NW—SE擠壓應力作用形成的擠壓帶和一組X共軛裂面,而后又由于受反扭力偶作用而形成一系列NE走向,傾向SE,傾角較陡的一組短粗張扭性裂面占主導地位的裂隙。在此基礎上發(fā)生多金屬硫化物礦化,金礦化類型為多金屬硫化物脈型,形成Ⅲ號礦體。這期礦化蝕變礦物為黃鐵礦、石英、