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陕西省旬阳县砂硐沟汞锑矿控矿构造演化浅析

2017-10-17陈柯旭刘洪祺马云峰商鹏飞

西部资源 2017年4期
关键词:旬阳县

陈柯旭+刘洪祺+马云峰+商鹏飞

摘要:旬阳县砂硐沟汞锑矿大地构造位于南秦岭造山带。该区域构造演化复杂多变,导致砂硐沟地区含矿带形态也随之复杂。本文力图从区域构造演化入手,将矿区控矿构造演化过程划分为五个阶段,从而讨论矿化运移富集的规律,以便为开展下一步找矿工作提供理论依据。

关键词:构造演化;控矿;汞锑矿;砂硐沟地区;旬阳县

1.概述

秦岭造山带经历了早前寒武世华北克拉通和西南克拉通形成、晚前寒武纪一古生代华北和华南大陆增生、中生代碰撞造山作用和新生代碰撞后演化三个巨旋回。总体可划分为华北克拉通南缘、北秦岭造山带、南秦岭造山带和扬子克拉通北缘四个单元。晋宁运动造就了扬子北缘宽广的中元古代造山带,其后裂解为若干地体,加里东运动使之变形。海西一印支期,扬子板块北部和南秦岭造山带广泛伸展,发育镇安、旬阳等裂陷盆地,并残留有商丹洋,新生了勉略洋。古生代末至三叠纪晚期,商丹洋和勉略洋自东而西、自北而南关闭,并开始中生代陆陆碰撞,褶皱造山,构造叠加,岩浆、热液活动频繁;形成包括汞锑矿、金矿、铅锌矿等在内的南秦岭成矿带。旬阳北部的汞锑金矿主要赋存于南秦岭旬阳盆地中。

受区域沉积建造与构造活动的控制,旬阳北部中生代沉积盆地自早泥盆世到二叠世连续接受沉积,形成巨厚的碎屑岩、泥质粉砂岩、泥灰岩、页岩等岩层。在泥盆系和志留系中,由于印支初期和燕山期地壳活动频繁,深部热液活动和成矿作用强,分布范围广,聚集了丰富的汞、锑、金、铅、锌等矿床(图1-1)。区域沉积地层对该区矿床(点)的形成与分布具有控制作用。

2.含礦带特征

砂硐沟地区含矿体主要是由褶皱形成过程中派生出来裂隙带控制,含矿带在地表可划分四条:

①Ⅰ号含矿带

Ⅰ号含矿带主要发育于砂硐沟背斜构造的转折端部位,沿褶皱核部呈带状延伸,长约1600m,宽约10m~100m,北西西向延伸,整个带产状基本上与背斜的轴面产状一致,矿化围岩主要为方解石化、白云石化厚层灰岩;汞品位在0.02%-0.035%之间。

②Ⅱ号含矿带

Ⅱ号带发育砂硐沟背斜南翼的杨岭沟组第二岩性段地层中,平面延伸约800m,宽约1m-3m,顺地层走向和倾向延伸。汞品位在0.045%-0.08%之间。该含矿带内无明显的碎裂岩或断层泥,原地层层面似乎构成了含矿带的界面,汞锑矿化基本沿穿越地层的节理裂隙充填,且与岩层产状变化关系密切(图2-1,2-2),切穿层理的节理发育。

③Ⅲ号含矿带

此含矿带展布于砂硐沟背斜南翼,脆性较大的杨岭沟组第二岩性段厚层状灰岩,为良好的含矿层。砂硐沟至矿硐粱一带,矿化受到砂硐沟一马家槽和砂硐粱一小沟断层的控制,含矿带长约270m,宽约10m-30m。矿化的富集与穿层节理裂隙关系密切,矿体一般呈透镜状、囊状,大小不等,最大者长约20m,宽约1m-2m,高约2m-4m,小者长仅几米,一般的矿体长10m左右。矿化强烈,汞品位在0.04%~0.076%之间。

④Ⅳ号含矿带

Ⅳ号含矿带发育于背斜南翼杨岭沟组第二岩性段地层中,展布于砂硐沟至阴坡槽一带,矿化与穿层的节理裂隙密切。含矿带长约百米,宽约1m-2m,矿化较强烈,汞品位在0.01%-0.04%之间。

3.区域构造演化

古生代以来,南秦岭位于被动大陆边缘北偏中部。在陆缘漫长的地质演化过程中,先后经历了裂陷一抬升、伸展沉降、褶皱造山、逆冲断裂与走滑改造等地质构造演化阶段(张国伟,1991)。

早古生代早期,南秦岭普遍表现为裂陷沉降,总体为一裂谷环境;晚期(S2-S3)随着扬子板块向北俯冲,大部分地区开始抬升,构成一个近东西展布的狭长残留海盆。

晚古生代盆地结构发生重大调整与转变,成为一个南高北低的东西向被动陆缘盆地一前陆盆地。泥盆纪一二叠纪接受了巨厚的潮坪相、台地一台缘相及浅海陆棚相沉积,此时,盆地既有垂向沉降,也具有横向扩张,表现为海平面的频繁升降及连锁断层系的发育。

中生代以后,随着扬子、华北两大陆块的对接、碰撞,盆地卷入强烈的褶皱造山作用,形成大规模的东西向褶皱带,结束了南秦岭陆缘盆地漫长的演化历程。

早古生代末,旬阳汞锑矿带东西两端发生不同程度的抬升,仅在中部公馆一潘家一线仍保持沉陷状态,接受了早泥盆世沉积。晚古生代中一晚期,南北两侧发生强烈的沉陷活动,接受了泥盆系、石炭系和二叠系的巨厚沉积(图3-1)。沉陷中心位于公馆一金鸡岭一线,大致呈北东方向。

本区在东西向古生代陆缘盆地中,叠加有近北东向的晚古生代(D2-P)同沉积断裂。同时,近东西走向的南羊山断裂日益展现出区域性的规模。它不仅控制了南北两侧次级沉积盆地的形态,也影响着盆地的拗陷幅度。随着南羊山断裂的成生演化,在区内形成了一系列的伴生一派生褶皱、断裂构造。这些不同级序的构造形迹相互交切、叠置,形成复杂的构造网络。这对于本区汞锑金等成矿作用是极为重要的。

4.砂硐沟控矿构造演化

伴随着区域构造演化活动,砂硐沟地区的构造也经历了复杂的演化过程,形成了复杂的构造控矿体系。

(1)褶皱期前

砂硐沟地区的成矿构造的产生、发展与形成,是一个不断变化的过程。沉积过程结束后,区域构造应力场转为近南北的挤压,脆性大的中厚层状灰岩形成近南北向的张性裂隙及北西向、北东向的共轭节理(图4-1);地层在南北方向上开始缩短,地层变厚。

(2)宽缓褶皱期

南北向继续挤压,水平地层失稳,区域上进入宽缓褶皱期(图4-2)。由于岩石的结构、构造、物质组成等多种因素的影响,相邻地层之间的变形变得不协调,异样式构造产生,次级构造、伴生构造发育,主要表现为:①背斜转折端部分节理继承早期的构造线继续发展,早期剪节理可能发展为张节理;②形成新的节理系,在转折端外侧产生新的张节理,内侧则形成压性构造,节理构造的叠加作用,裂隙构造体系复杂化;③能干性差的岩石则发生次级褶曲;④相邻层问地层发生相对剪切,形成较大的层间断裂系;⑤逆冲断裂产生,形成一系列的叠瓦状构造。

同时,由于区域升降运动的幅度不同,在砂硐沟短轴背斜内形成了砂硐沟小隆起、大沟小隆起和小沟小凹陷。

(3)紧闭褶皱形成期南北向挤压持续进行,宽缓褶皱继续发展,成为紧闭褶皱(图4-3),顶厚褶皱,并伴随产生一系列次级褶皱;主压应力方向与地层之间的夹角较大,其结果:①形成新纵向张节理;②早期张节理规模扩大,延伸可达几米,节理裂隙构造体系复杂性进一步加剧;③挤压碎裂带形成;④轴面附近一定范围内形成挤压劈理带;⑤软弱岩层流动性特征出现,流劈理、压劈理发育。

(4)褶皱期后

砂硐沟短轴背斜形成后期,因区域应力的大小超过了岩石的受力极限,因而发生了断裂,这时,南北方向的压应力释放,挤压减弱,南北方向由挤压转为伸展,形成了砂硐沟一马家槽和矿硐粱一小沟走向性正断层。

(5)成矿期

随着构造运动及其导致的热液活动,裂隙构造的活动复杂化,发生了新生和复活活动,改变并掩盖了初始的性质,扩大和增强了裂隙的容积及规模,为矿液的运移和矿质沉淀富集提供了必要的通道和空间;深部成矿流体与成矿物质沿层间断裂构造系、挤压构造带、张、剪性裂隙体系等运移、沉淀与富集。

成矿期构造应力场仍然是NNE-SSW方向的挤压作用,这可以从控制矿化发育的裂隙的产状特征来解释。

5.结论

通过分析砂硐沟地区构造演化进程,首先从区域构造演化上阐述了区域金属矿的形成的背景;其次,通过构造演化分析,解释含矿地层的形成,合理讨论了含矿热液活动运移的过程;最后,讨论了矿区构造演化,并将矿区构造演化划分为5个阶段,为找矿工作提供了理论依据。endprint

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