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小独山西钨金矿区宏微观构造及EBSD 分析

2021-04-19刘战庆

世界有色金属 2021年3期
关键词:石英韧性裂隙

席 昊,刘战庆

(桂林理工大学地球科学学院,广西 桂林 541006)

1 区域背景以研究方法

小独山西钨金矿区在大地构造位置上,属于我国塔里木—中朝板块(Ⅰ级构造单元)塔里木板块的东端,北山陆缘活动区(Ⅱ级构造单元)的古生代柳园—俞井子裂谷带西段(Ⅲ级构造单元)。

矿区处于天山—阴山构造带和阿尔金次级构造带的叠加复合区内。小独山西钨金矿区成矿主要受中生代印支期和燕山期的碰撞-碰撞后造山运动影响,发育大规模剪切带和强烈的岩浆活动及伴生的金属成矿作用[1,2]。

本文对小独山西钨金矿区内韧性剪切带变形岩石进行了宏观和微观的观测,并在此基础上运用了电子背散射衍射技术(EBSD)方法对变形岩石进行了岩石组构分析,再结合前人研究资料,确定构造变形的期次和时代。

2 矿区构造特征

小独山西钨金矿区东西长8km,南北宽3km。小独山西钨金矿区经历了多期次构造运动,区域构造复杂,构造运动强烈,断裂构造、褶皱构造十分发育,控制着本区沉积作用、岩浆活动和矿产的产出与分布[3]。

区内主要出露地层为中石炭统(C2mb)、下二叠统(P1hla)、第四系。矿区内有3 组断裂,近EW 向平行展布的一组断裂最为发育,其次是NW 向和NE 向局部平移断层。近EW 向断裂是主构造线,矿区出露共有9 条断裂,由盐滩南大断裂和淤泥河大断裂派生而来,形成由西向东逐级散开帚状断裂带[4]。矿区岩石节理十分发育,按走向分为NW、NE 和NNE 向三组,NW 向节理最为发育,含矿石英细脉主要充填在NW 向的节理中。

区内褶皱为二叠系地层的向斜,出露不完整,为复式褶皱,总体近EW 向展布,向东倾伏。区内岩浆活动强烈,侵入岩分布广泛,基性到酸性岩均有出露,且以华力西期和燕山期岩浆为主。燕山期早期岩体与区内成矿关系密切。矿区无大型侵入岩体,小岩体、岩枝、岩脉较发育,特别是中、基性岩脉。

3 韧性剪切带的宏、微观特征

3.1 宏观地质特征

小独山西钨金矿区内构造变形具有多期次特点,表现为早期变形叠加了后期构造的改造和破坏。韧性剪切带中宏观变形构造主要有:

片理化带:岩石破碎成碎的、较短小的薄片,呈定向排列。矿区韧性剪切带内岩石片理十分发育,片理走向呈近EW 向,倾向多为南倾。

面理构造:矿物定向排列而形成的透入性面状构造,平均面理产状164°~180°∠70°~85°。

拉伸线理:主要由长石、石英、黑云母等矿物被定向拉长平行排列构成拉伸线理,以近水平EW 走向为主。

A 型褶皱:褶皱枢纽与拉伸线理方向一致或平行,枢纽呈近EW 向走向。

不对称褶皱:矿区内不对称褶皱较为发育,形态多样,大小不等,多呈“Z”字型褶皱。

S 型雁列脉:剪切运动派生的拉伸应力作用下形成张裂隙,被石英、方解石等矿物充填,后发生变形旋转,导致脉体呈S 型展布。

构造透镜体:在该韧性剪切带中,构造透镜体较为发育,常呈透镜状和扁豆状,常形成石香肠构造。

旋转碎斑系:由矿物碎斑和结晶拖尾组成,石英和长石为碎斑,发育σ 型旋转碎斑。

3.2 显微构造特征

野外采集小独山西钨金矿区糜棱岩样本,并制作定向光薄片。显微镜下观测到的现象主要有:

显微裂隙:镜下可见EW、NE 和NW 三个方向的显微裂隙,EW 向裂隙最为发育,与区域断裂情况和宏观观察一致。。

波状消光:正交偏光镜下,石英的波状消光现象十分明显。

图1 糜棱岩显微镜下微观构造

核幔构造:石英的残碎斑晶为核部,石英亚颗粒和细小重结晶石英为幔部。

眼球状构造:石英和长石的残碎斑晶呈眼球状和透镜状定向分布于基质中。

旋转碎斑系:石英和长石为碎斑,结晶拖尾主要由动态重结晶石英颗粒组成,发育σ 型旋转碎斑。

云母鱼:黑云母发育于裂隙中,后发生石香肠化或微破裂作用,形似鱼状,具有独特的S-C 面理构造。

S-C 面理:长石和石英的长轴方向为S 面理,基质的排列方向为C 面理,两者构成S-C 面理。

残晶扭折错断:显微镜下可见斜长石的聚片双晶现象,斜长石晶体发生了扭折错断现象。

定向基质:在显微镜下,基质主要由动态重结晶石英颗粒和绢云母组成,动态重结晶的石英颗粒边界呈不规则状,具有明显的定向排列。

4 EBSD实验

电子背散射衍射技术(electron backscattered diffraction),简称EBSD,是应用扫描电子显微镜获取岩石或矿石中晶体结晶学信息的一种方法[5]。本次实验选用石英作为测试矿物进行EBSD 组构分析,实验测量数据采用了等面积下半球投影,获得了石英的优选方位极点等面积图。

糜棱岩样品EBSD 实验结果显示:石英C 轴极图较为复杂,极密类型主要由大圆环带极密、小圆环带极密、点极密以及较复杂的交叉环带极密组成,主极密点主要位于极图的X 轴和Y 轴及附近,代表变形主要受中温和高温环境影响。

5 讨论与分析

对矿区宏微观构造和EBSD 分析,我们进行了以下3 个方面的讨论:

(1)构造方面。矿区主要发育EW、NW 和NE 向三组断裂。在显微镜下,也可见EW、NE 和NW 向三个方向的显微裂隙,以EW 向显微裂隙最为发育。此外,EBSD 石英极图中可见石英C 轴的不同优选方向,对应EW、NW 和NE 三个不同方向。

(2)温压环境方面。在宏观构造上,旋转碎斑系和片理化带为高温高压地壳深部形成。在显微构造上,石英的核幔结构形成温度为中高温;颗粒边界迁移重结晶形成温度大于530℃[6]。样品EBSD 数据也显示:构造变形主要受中温和高温环境影响。

(3)年代学方面。三叠纪至早侏罗世,地层埋入地壳深部,处于高温高压环境,受南北向挤压东西向剪切作用影响。北山南带剪切带的活动时间为216Ma,北山地区中生代岩浆岩成岩年龄在180Ma~250Ma。矿区黑钨矿Sm-Nd模式年龄为150±2Ma,白钨矿的Sm-Nd 模式年龄为136±4Ma,属燕山中期[2,4]。矿区EW 和NE 向石英脉不含矿,NW 向石英脉含矿。故推矿区地层在燕山早-中期开始抬升,发育NW 向断裂,燕山中期成矿之后,地壳进一步抬升剥蚀,主要发育EW 向断裂。

6 结论

本文通过对小独山西钨金矿区韧性剪切带的宏微观构造和变形岩石的EBSD 组构分析,并结合区域背景和前人研究成果,得出了以下三个结论:

(1)小独山钨金矿区韧性剪切带沿东西走向,整体向南倾斜,受近EW 向、NE 向和NW 向断裂构造影响。

(2)长英质糜棱岩样品石英EBSD 极图复杂,其特征显示矿区韧性剪切带主要受中温和高温环境影响。

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