张文高, 杨兴科, 韩鹏飞, 樊培贺, 何虎军, Moussounda Kounga Claude



北大巴山闹阳坪锌萤石矿区断裂特征与找矿预测

张文高1, 2, 杨兴科2*, 韩鹏飞2, 樊培贺2, 何虎军2, Moussounda Kounga Claude3

(1.中国地质科学院 地质力学研究所, 北京100081; 2.长安大学 地球科学与资源学院, 陕西 西安 710054; 3.宝钢资源有限公司规划发展部, 上海 200120)

闹阳坪锌萤石矿床位于北大巴山逆冲推覆褶皱带平利隆起东侧, 为该区首次发现的受构造裂隙控制的气水–热液型锌萤石矿床。本文从矿区断裂入手, 通过对该区矿床地质、断裂特征、矿体特征的研究, 总结了该区断裂的演化序列及其对成矿的控制机制与规律。认为NW-SE向断裂组是矿区的主要控矿构造, 矿区断裂变形发育演化序列为晚印支–早燕山期形成近EW向断裂F1, 早燕山期形成NW-SE向断裂F7和NE-SW向断裂F4, 随后的右行走滑作用叠加有张扭性应力, 形成有利于成矿热液运移充填成矿的张扭性右行走滑断裂。并明确了成矿期应变椭球体, 恢复了成矿期主压应力方向为 NNW向(340°～350°)。在此基础上, 预测平面上闹阳坪矿区 F7与 F8断裂之间为下一步找矿重点地段, 剖面上 K3萤石矿体下伏北东方向可能存在隐伏矿体。

北大巴山; 闹阳坪锌萤石矿床; 断裂控矿; 找矿预测

0 引 言

矿床是多种地质因素共同作用的结果, 构造是其中的重要因素。在具有成矿物质和含矿流体的前提下, 构造对成矿经常起到基本的甚至是主导的作用(陈柏林等, 2000; 陈正乐和陈柏林, 2012)。闹阳坪锌萤石矿床位于北大巴山逆冲推覆褶皱带平利复背斜东部, 是北大巴山地区近年来新发现的铅锌、萤石多矿种伴生的矿床之一(贾凤仪等, 2012)。该矿床属于典型的受断裂控制的气水–热液型矿床(魏东等, 2009), 对该矿区构造特征的研究, 包括矿区断裂发育特征、控矿构造组合型式、构造变形序次及其与锌、萤石成矿关系等, 对于该矿区进一步找矿工作和区域同类矿产勘查具有重要的指导意义。因此,有必要对矿区断裂发育机制及其变形序次进行深入研究。

1 矿区地质

1.1 区域地质概况

北大巴山位于秦岭造山带南缘, 其南以北大巴山弧形断裂带与扬子板块相邻, 北部以安康断裂与南秦岭逆冲推覆褶皱带相邻, 大地构造位置上属于华南板块北部边缘的北大巴山逆冲推覆褶皱带(Dong et al., 2005; 胡健民等, 2009; 董树文等, 2010;张岳桥等, 2010 )(图1)。北大巴山逆冲推覆褶皱带出露地层可划分为三个构造层(陕西省地质调查院, 2007): ①以武当岩群杨坪岩组、姚坪岩组和耀岭河岩组为主的中–新元古界过渡基底构造层; ②以寒武系–志留系鲁家坪岩组、箭竹坝岩组、洞河岩组、梅子垭岩组和竹溪群为主的早古生界沉积盖层构造层; ③以洪水沟组、龙家沟组以及第四系残坡积物构成的中新生界构造层。

相应于构造层的划分, 本区地质演化也可以划分为三个构造阶段: ①中元古代–新元古代早期东西向海槽系演化与晚前寒武纪褶皱基底形成; ②早古生代原始中国古陆裂解与加里东造山, 晚古生代古特提斯后陆盆地演化和古板块继承性叠覆造山; ③晚三叠世以来的大陆板内演化阶段(张国伟等, 2001;陕西省地质调查院, 2007; Dong et al., 2011)。

区内岩浆活动强烈, 元古宙、古生代和中生代皆有, 其中以加里东期岩浆活动最为剧烈(陕西省地质矿产勘查开发局, 1989; 徐学义等, 2001; 王云斌, 2007; 李建华, 2013), 主要出露有超基性岩、中–酸性岩、碱性岩。值得注意的是, 区内发育一套碱性粗面岩, 分布在红椿坝断裂以北, 汉江以南的地区, 面积约70 km2, 该碱性粗面岩分布区域为铅锌、萤石及金等多矿种的成矿有利地段(魏东等, 2009), 闹阳坪锌萤石矿床即产出在碱性粗面岩附近。

1.2 矿区地质特征

矿区地层主要为中志留统竹溪群, 该地层岩性为绢云母板岩、砂质板岩、泥质板岩夹生物礁灰岩。其次还出露下志留统梅子垭组, 分布在矿区东缘,面积较小, 岩性主要为泥质板岩、砂质板岩, 间夹薄层状砂岩、灰岩(陕西省地质矿产勘查开发局第一地质队, 2012)。

矿区内断裂依据其展布方位可划分为近 EW向、NW-SE向、NWW-SEE向、NE-SW向四组(图2)。其中, NW-SE向断裂为矿区主要的控矿断裂, 后文将会详细介绍代表性断裂的特征。

矿区内的岩浆岩根据SiO2的含量可划分为两大类: 其一为SiO2含量较低的基性–超基性岩, 代表性岩石类型为隐基辉石岩; 其二为SiO2含量较高的中酸性–酸性岩, 代表性岩石类型为粗面岩。其中, 粗面岩类与成矿作用关系密切(王云斌, 2007)。

矿区普遍发育围岩蚀变, 有绢云母化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等。其中, 矿化与硅化、碳酸盐化、黄铁矿化关系尤为密切。多种蚀变类型和铅锌矿化体及萤石矿化体, 均分布在断裂破碎带内及其两侧附近, 远离断裂破碎带, 蚀变减弱。

图1 北大巴山区域地质简图(据王云斌, 2007)Fig.1 Regional geological map of the north Daba mountain

前人对与矿体伴生的石英脉和黄铁矿取样分析, 其H、O、S同位素组成, 结果表明成矿热液主要由雨水演化形成, 而闪锌矿中 S的来源不具有深源的特征(陕西省地质调查院, 2007)。结合矿区碱性粗面岩中 Zn、F的高背景值特征, 判断锌萤石矿床的成矿过程为大气降水顺断裂渗入碱性粗面岩与泥质板岩的边界部位, 发生水–岩作用, 交代萃取岩石中的成矿元素, 并运移到有利成矿部位, 沉淀成矿(陕西省地质调查院, 2007)。

1.3 主要矿脉体特征

矿区目前已经发现的矿(化)体主要有K1、K2、K3、K4、K5、KH7、K8, 其中闪锌矿为K1、K2、K4、K5、KH7, 萤石矿为 K3、K8。上述矿体无一例外都产于NW-SE向断裂破碎带内, 矿体形态和规模受断裂破碎带严格控制。

K1矿体为矿区闪锌矿的主要矿体, 产于中志留统竹溪群板岩与碱性粗面岩之间的断层接触带内(图3a)。控制矿体长度384 m, 矿体平均产状71°∠64°,矿体出露标高 1142～1212 m。矿石工业类型以原生硫化物矿石为主, 伴生非金属萤石矿。地表见少量零星的氧化矿石, 数量极少。

K3矿体为矿区萤石的主要矿体, 受F1旁侧次级断裂F10控制(图3b)。矿体总体走向为NW向, 南部被F1限制。矿体出露标高989～1049 m, 控制矿体长320 m, 其南东侧倾角为 20°～34°, 北西侧倾角最大为48°, 整体上矿体倾角向北西变陡, 具有向北侧伏的趋势。矿体平均产状71°∠42°。

图2 闹阳坪锌萤石矿矿区地质简图Fig.2 Geological map of the Naoyangping zinc-fluorite deposit

闪锌矿矿石结构主要有它形–自形粒状结构、团块状结构, 其次为交代结构。矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、角砾状构造, 其次为脉状构造。萤石矿矿石结构主要有自形–半自形晶粒结构、碎裂结构、隐晶质结构。矿石构造以块状构造为主, 次为浸染状、角砾状、环带状和网脉状等。

2 矿区断裂控矿规律

2.1 断裂特征

闹阳坪锌萤石矿床属受构造裂隙控制的气水–热液矿床(魏东等, 2009), 矿体的形成和产出与矿区断裂密切相关。矿区断裂较为发育, 按照期次和展布方向可划分为近EW向、NWW-SEE向、NE-SW向和NW-SE向四组(表1)。

近EW向断裂F1: 呈近EW向展布, 横穿整个矿区, 断裂带出露宽度 150～300 m, 其间多被第四系坡积物覆盖, 为矿区规模最大的断裂(图2)。断裂带两侧分布有火山角砾岩、粗面岩和片理化细碎屑岩,其中火山角砾岩中角砾具明显定向。断裂带内发育多种蚀变, 包括黄铁矿化、碳酸盐化等。断层产状340°～40°∠68°～72°, 据断层面上的擦痕(图4a、b)及其错断的岩层判断, 为逆冲右行平移断层(图 5), 属成矿前断裂。

图3 K1 (a)和K3 (b)矿体位置平面图Fig.3 Maps showing the occurrences of the orebodies of K1 (a) and K3 (b)

表1 研究区主要断裂特征一览表Table 1 Features of the main fractures in the study area

图4 闹阳坪矿区典型断裂照片Fig.4 Photos showing the typical fractures in the Naoyangping deposit

图5 黑岩沟附近粗面岩中发育的F1断裂破碎带(镜头朝北东)Fig.5 F1fracture zone in the trachyte near Heiyan’gou

NWW-SEE向断裂组包括F5和F6断裂, NE-SW向断裂组包括 F4断裂(图 4c), 这两组断裂均属脆性断裂, 断裂内矿化极少, 未见明显的围岩蚀变。

NW-SE向断裂组是矿区的主要控矿断裂。主要包括F7、F9、F8和F10断裂。

闹阳坪–大磨沟–金沙河断裂(F7): 为右行逆冲平移断层(图6、7), 位于矿区中部, 是区内锌矿的主要控矿构造。断层在南部主要发育于碱性粗面岩与中志留统竹溪群接触部位, 表现为粗面角砾岩、碳酸盐脉及萤石矿化等; 在北部主要见于志留系竹溪群泥质板岩及粗面岩中, 表现为泥质板岩的褶曲揉皱、破碎, 夹石英脉透镜体。断层带出露长度近5 km,向南交于 F1断裂, 向北北西止于金沙河一带, 宽2～8 m, 最宽处达到12 m。其上盘带内沿走向及倾向见不连续的浅黄–乳白色碳酸盐脉, 脉体较纯净, 脉体宽度 2～5 m, 呈透镜状产出, 断裂破碎带中可见较强的碳酸盐化、硅化、萤石化及黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化蚀变(图 4d); 下盘板岩中角砾少见,常发育褶曲揉皱, 断面在走向及倾向上具明显的波状弯曲特征, 断层产状60°～80°∠55°～75°(图8)。在F7断裂的两侧, 可见有与断裂近于平行的层间破碎带, 规模较小, 但带内围岩蚀变发育, 目前已发现有矿脉体产出。该现象同样说明了NW-SE向断裂组为矿区重要的容矿构造。

姚家沟断裂(F9): 位于姚家沟到杉木坪一带, 主要发育于中志留统竹溪群泥质板岩中。断裂呈 NW向延伸, 断层产状 30°～50°∠60°～70°, 沿倾向和走向呈舒缓波状展布, 沿走向长度>1 km。断裂破碎带宽约1～3 m, 个别地段宽5 m以上, 具压扭性特征;破碎带中岩石一般为断层泥或挤压透镜体。通过对断裂带内萤石矿化部位观测, 推测断层性质为右行逆冲平移断层。该断裂南部可见萤石矿(化)体(K2萤石矿体), 北侧可见闪锌矿化(K2闪锌矿), 这种南侧出现萤石矿, 北侧出现闪锌矿的特征, 在矿区F10也可以见到。

图6 K1矿体1085中段F7断裂内构造透镜体指示右旋剪切方向(镜头朝西)Fig.6 Tectonic lens in F7fracture at 1085 level of the orebody K1 showing dextral shear direction

图7 闹阳坪矿区PD8内F7断裂破碎带内的构造透镜体(镜头朝北西)Fig.7 Tectonic lens in F7fracture in the adit PD8 of the Naoyangping deposit

图8 K1矿体露天采坑F7断裂素描图Fig.8 Sketch map of F7fracture in the mining pit of the orebody K1

烂泥湖断裂(F8): 位于矿区烂泥湖一带, 该断裂南部主要发育于竹溪群灰岩透镜体与碱性粗面岩接触部位, 中部发育于竹溪群板岩中, 向北一直延伸到碱性粗面岩中。断裂整体呈NW走向, 断层产状65°～85°∠42°～66°。在矿区 PD8内可见断裂带内萤石脉体呈细长脉状平行产出。该断裂带由一系列的小型断层组成。平硐内断裂带宽约1～2 m, 地表沿走向延伸约800 m。

闹阳坪断裂(F10): 位于矿区东部, 是区内K3萤石矿的主要控矿断裂, 该断裂南部与 F1断裂相交, 受F1断裂活动影响, 走向为NWW向, 向北一直延伸到碱性粗面岩中, 走向向北逐步转为 NW 向, 断裂平均产状55°～70°∠30°～52°。在K3萤石矿采坑观测, 可见断裂带边界平直, 推测该断层为右行逆冲平移断层。

推测 NW-SE向断裂组是矿区闪锌矿和萤石矿的容矿构造, 断裂带具张性空间部位, 闪锌矿和萤石矿的富集程度变高, 且断裂具多期活动性质, 经历了成矿前的逆冲推覆和成矿期的右行平移两个变形阶段。断裂带内围岩蚀变强烈, 以硅化、碳酸盐化、绢云母化为主, 本次研究认为矿区找矿应该重点围绕该组断裂进行。部分断裂具有南部出现萤石矿, 北部出现闪锌矿的特征, 也可以作为矿区下一步找矿工作的规律参考。

2.2 断裂变形序列

矿区构造是区域构造的重要组成部分, 是区域构造低级别和低序次构造形迹, 是区域构造成生演化的具体表现(陈柏林等, 2000; 吕古贤等, 2007; 陈正乐等, 2011)。查清矿区断裂构造成生发育与区域构造的关系, 以及断裂的成生顺序等不仅为矿区的构造研究, 而且对矿床控矿构造及成矿预测都具有重要意义(陈宣华等, 2009; 谭满堂等, 2013)。

矿区近 EW 向断裂为区域性的断裂, 具有多期活动的性质: 早期逆冲→晚期叠加右行走滑–平移,且区域上近EW向的逆冲断层指示了存在近SN向的压应力。根据构造应力变形分析的规律(万天丰等, 1998), 在近SN-NNE向压应力持续作用下, 很可能产生NW-SE向断裂组(如F9、F7、F8、F10等)和NE-SW向断裂组(F4)压扭性断裂系统, 但由于该区持续的递进变形和右行走滑剪切变形的叠加, 造成其主压应力方向的持续向NNW向旋转, 造成NW-SE向断裂组(如 F9、F7、F8、F10等)断裂破碎带叠加了区域拉张应力作用, 构成张扭性断裂破碎带系统的持续发育, 同时也造成了该区沿这组断裂破碎带成矿期热液的较广泛运移、交代、充填成矿等。同时也使得NE-SW向断裂组在该区并不发育, 目前仅见F4左行平移断层, 关键是这组方向断层上叠加了区域挤压应力作用, 形成持续紧闭的压扭性断层,加上该区志留系和粗面岩的接触界面的分布总体为NNW向, 与这组断层方向垂直, 也会造成这组断层发育不全, 断层相对闭锁和成矿期热液的难以运移、交代和充填成矿, 表现为不含矿或含矿性较差。

NW-SE向断裂组(如F9、F7、F8、F10等)主要经历了成矿期右行走滑和平移正断层的叠加复合演变过程, 其与近 EW 向断裂为同一区域构造应力场不同演化阶段的产物。在NW-SE向断裂逆冲平移发育的过程中, 会沿 NNW-SSE向持续挤压应力方向产生一组张性断裂破碎带系统, 根据构造应力场和应变椭球体分析(图 9), 这类断裂破碎带总体走向以330°～340°为主, 一般延伸不会很长, 但由于张性开放系统往往会导致成矿期热液的更广泛运移、交代和充填成矿, 有利于形成更为粗大的矿脉体。矿区内厚大的 K3萤石矿体及其侧列分布的透镜状萤石矿体产于NW-SE向断裂组内, 从而验证了在该张性破碎带中成矿热液能沉淀成膨大矿体。

2.3 断裂变形时代

图9 矿区晚印支早期(a)和早中燕山期(b)构造应力场示意图Fig.9 Schematic plots showing the Late Indosinian (a) and Early-middle Yanshanian (b) stress field

前文已述, 矿区构造是区域构造低级别和低序次的构造形迹。矿区各断裂发育的具体时限, 可以结合北大巴山区域构造成生演化中区域性断裂的发育时限来确定。据张岳桥等(2010)对北大巴山弧形断裂带中韧性剪切带同变形白云母40Ar-39Ar测年, 其结果集中在212～220 Ma之间。北大巴山构造带中发育的叠瓦状逆冲推覆构造已经被证明是晚三叠世秦岭碰撞过程中形成的。据胡健民等(2011)对北大巴山构造带北侧宁陕断裂同变形变质矿物黑云母40Ar-39Ar定年结果显示, 变形时代为169～162 Ma左右, 属秦岭造山带碰撞后板内演化阶段陆内变形的产物。武国利(2009)认为安康断裂逆冲韧性推覆时代为220 Ma左右, 而走滑型剪切时代为160 Ma(胡健民等, 2009; 李建华, 2013)。

矿区 F1断裂是区域性红椿坝–曾家坝断裂的次级断裂, 其形成时限晚于红椿坝–曾家坝断裂(活动时间212～220 Ma, 胡健民等, 2009), 所以我们可以确定矿区 F1断裂的活动时限应该是在晚印支期–早燕山期。结合安康断裂160 Ma左右的走滑剪切作用,判断矿区范围内NW-SE向断裂应形成于220～160 Ma之间, 即晚三叠世–中侏罗世, 大致属晚印支期–早中燕山期。

前人研究表明, 北大巴山构造带晚中生代构造应力场特征表现为 NE-SW 向构造挤压(Zhao et al., 1987; Yokoyama et al., 2001), 代表了北大巴山主造山期间的区域性构造挤压应力方向, 指示区域构造挤压作用力来自于大巴山构造带的北东方向(Dong et al., 2006; 张岳桥等, 2010; 董树文等, 2010)(图10)。这与前文利用矿区断裂发育特征推断的矿区早中燕山期主应力方位有一定偏差。但矿区位于平利隆起东侧, 受其影响, 矿区地质体在变形过程中,主应力方向会向西偏转, 导致矿区成矿期主应力方向为340°～350°。

2.4 断裂演化特征

依据前文对矿区断裂变形序次和变形时代的分析, 可以总结矿区断裂的演化过程为: 印支期华北板块和华南板块主碰撞变形之后, 在近南北向主压应力场作用基础上, 随碰撞变形的持续, 晚印支期–早燕山期形成近EW向断裂组(如F1、F2)→早燕山期形成NW-SE向断裂组(如F9、F7、F8、F10)和NE-SW向断裂(F4)→伴随区域右行走滑作用(如区域上红椿坝–曾家坝断裂和安康断裂、矿区F1、F2), 在NW-SE向断裂组上又叠加有张扭性应力场作用, 形成区内该组断裂在递进变形过程中以张扭性右行走滑断裂为主, 这类性质的断裂破碎带更有利于成矿期热液的运移、充填和沉淀成矿。

图10 大巴山主造山期构造应力场模拟(据张岳桥等, 2010)Fig.10 Model of tectonic stress field in the Daba mountain orogen during the intra-continental orogeny

2.5 断裂控矿特征

闹阳坪锌萤石矿床的主要矿体均严格受NW-SE向的断裂控制, 断裂的控矿作用主要表现在对矿体形态、产状、规模的控制:

(1) 矿区的主要控矿断裂以近平行的线性断裂为主, 受其控制的矿脉体也表现为近于平行的线性;单条控矿断裂常常表现为舒缓波状, 其控制的矿脉体也表现为舒缓波状延伸。

(2) 区内控矿断裂带总体产状走向 NW, 倾向NE为主, 倾角多在 65°～85°范围内, 其控制的矿脉体也表现出走向NW, 倾向SE, 倾角陡的产状特征。值得指出的是矿脉体是断裂带内的一部分, 矿体在断裂带内的局部产状与断裂的产状可能会有一定的差异, 如矿体在控矿构造带内呈斜列时, 两者就有小的夹角, 但这种变化不会很大, 受控矿构造产状和宽度的限制。

(3) 对闹阳坪矿区F9、F10断裂带对比研究发现, F10断裂带南部与 F1呈“入”字形相交, 导致F10断裂有一定的张性扩容空间, 受其控制的 K3萤石矿体是矿区范围内最大的单体萤石矿脉; F9断裂同为北西向断裂, 其所含空间有限, 在其中产出的K2萤石矿体规模较小, 宽约0.5～1 m, 且延伸不连续。因此,矿体的规模也受制于控矿断裂的规模。

3 隐伏矿预测

对主要受断裂控制的脉状金属矿床而言, 矿体的空间分布规律研究是进行矿区深部预测的基础(万天丰, 1983; 李国平等, 2012)。因此, 闹阳坪锌萤石矿矿区的矿体在断裂带内的空间展布规律, 对矿区隐伏矿的预测就显得尤为关键。

首先, 对产于断裂构造中的脉状矿体而言, 矿体普遍具有侧伏现象, 本矿区矿体也不例外。受成矿期统一构造应力场制约, 矿区主要容矿断裂(NW-SE向断裂)中的脉状矿体具有大体相同的侧伏方向, 矿区大多数矿体都具有向北侧伏的趋势。

其次, 矿区容矿断裂在平面上具有明显的等距性。矿区F7与F9、F8与F10之间的间距都为300 m左右(图2), 受上述容矿断裂控制的矿体相应地也具有等距性。矿体空间展布的等距性是由于构造应力场在地质体中以应力弹性波的形式传播, 从而使容矿断裂及其中有利成矿的张性空间发育呈现等距性(翟裕生和林新多, 1993; 李国平等, 2012)。因此, 矿区内断裂发育的等距性也是隐伏矿预测的重要依据之一。

最后, 通过对闹阳坪锌萤石矿区现有矿床在断裂带中的产出规律分析, 如K2锌矿体, K8萤石矿体等, 可见矿体具有斜列平行产出的特征。收集矿区现有的钻孔资料, 发现同一钻孔中常常不止发现一条矿(化)体, 如 K2矿体 ZK001(图 11), K1矿体ZK1302, K3矿体ZK3602等, 说明本矿区矿床在断裂带中具有雁列式展布的特征。

平面上, 依据上述矿体的空间展布规律, 矿区NW向断裂破碎带具有～300 m左右的等间距分布规律, 则在F7断裂带和F8断裂带之间还应有两条断裂破碎带的出现, 其中一条可能会沿陈家湾西部的粗面岩和竹溪群泥质板岩接触带分布, 另一条可能沿红沙槽一带的粗面岩中发育, 且向北西延伸到北部大磨沟与三里沟之间, 与北西向断裂破碎带相连。这两条可能存在的断裂带, 也是矿区下一步找矿工作的重点部位。

图11 K2矿体0线勘探线剖面图(据陕西省地质矿产勘查开发局第一地质队, 2012)Fig.11 Profile map of No.0 prospecting line of the ore body K2

矿区剖面上的控矿规律, 主要是针对目前矿区正在开采阶段的K3萤石矿体, 本次研究选取K3矿体的34线、36线、38线和40线作了闹阳坪K3萤石矿勘探线剖面立体透视图(图 12)。从图中可以看出, 从34线开始, 矿体逐渐变宽, 延伸也逐渐加长, 到38线到达极值, 40线矿体形态由长柱状变为短柱状。这说明K3萤石矿体单矿脉形态呈明显的透镜状,这与我们推测矿体呈雁列式斜列产出的矿体形态特征相吻合。

根据K3矿体的产出特征, 在36线ZK3-3602、38线ZK3-3802、ZK3-3803以及40线ZK3-4002上,在主矿体下部都可以见到小型的萤石矿化, 且明显有从两边到中间逐渐变宽的趋势, 推测在 K3萤石主矿体的北东方向, 至少还存在另一个与主矿体大小相当的萤石脉体, 在下一步找矿的过程中, 可以对其进行深部工程验证。

图12 闹阳坪K3萤石矿床勘探线剖面立体透视图Fig.12 Stereo perspectives of the ore body K3 in the Naoyangping fluorite deposit

4 结 论

(1) 矿区断裂按照期次和展布方向可划分为近EW向、NW-SE向、NWW-SEE向、NE-SW向四组。其中, NW-SE向断裂组是矿区的主要控矿断裂。

(2) 确定矿区断裂形成发育时限在晚印支期-早燕山期之间, 断裂变形发育演化序列为: 在印支期主碰撞和近SN向主压应力场作用下, 晚印支–早燕山期形成近 EW 向断裂(F1), 早燕山期形成 NW-SE向断裂组(F7等)和 NE-SW 向断裂(F4), 随后的右行走滑作用叠加有张扭性应力形成有利于成矿热液运移充填成矿的张扭性右行走滑断裂。并明确了成矿期应变椭球体, 恢复了成矿期主压应力方向为NNW向(340°～350°)。

(3) 矿区矿体在空间展布上具有明显的侧伏性,等距性和雁列性。预测矿区平面上F7和F8断裂之间为成矿有利部位, 剖面上 K3萤石主矿体的北东方向可能有隐伏矿体存在。

致谢： 野外工作期间得到陕西省地质矿产勘查开发局第一地质队有关领导和地质科技人员的支持与协助, 在此一并表示感谢。感谢中国地质科学院地质力学研究所陈柏林研究员和匿名评审人的细致审阅及提出的宝贵意见。

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Characteristics of Fracture and Ore-prospecting of Naoyangping Zinc-fluorite Deposit, North Daba Mountain

ZHANG Wengao1, 2, YANG Xingke2*, HAN Pengfei2, FAN Peihe2, HE Hujun2and Moussounda Kounga Claude3
(1. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China; 2. School of Earth Sciences and Resource, Chang’an University, Xi’an 710054, Shaanxi, China; 3. Department of Planning and Development, Baosteel Resources Co., LTD, Shanghai 200120, China)

The Naoyangping zinc-fluorite deposit is a hydrothermal deposit controlled by fractures. It is located in the north Daba mountain thrust fold belt, at the east side of the Pingli uplift. This paper summarize the evolutionary sequence of ore control fractures and ore-control mechanism. The NW-SE trending faults are the main ore-control structures. The EW trending fractures were produced in Late Indosinian-Early Yanshanian, whereas the NW-SE and NE-SW trending fractures were produced in Early Yanshanian. The transtensional faults resulted from the dextral strike slipping shearing were conducive to the migration of ore fluids and emplacement of the orebodies. We suggest that the strain ellipsoid and restoration of the principal compressive stress direction is NNE (340°–350°) during the period of mineralization. On this basis of the above observations, we conclude that the favorable prospecting target should be located between the F7and F8fractures at the surface, and to the northeast of the K3 fluorite ore body at the deep of the Naoyangping mining area.

north Daba mountain; Naoyangping zinc-fluorite deposit; ore-controlling fracture; ore-prospecting

P612; P163

A

1001-1552(2016)02-0323-012

10.16539/j.ddgzyckx.2016.02.010

2015-03-20; 改回日期: 2015-06-24

项目资助: 国家自然科学基金联合重点基金(U1403292)、国家科技支撑计划项目(2015BAB0613-4)、公益性行业科研专项(201411024-3)、中国地质调查局地质调查工作项目(12120115033801)和中央高校基本科研业务费专项资金(310827153408)联合资助。

张文高(1988–), 男, 博士研究生, 构造地质学专业。Email: 547027367@qq.com

杨兴科(1961–), 男, 教授, 主要从事矿田构造与成矿预测研究。Email: xky61@163.com