猫岭金矿床成矿构造演化特征

年矿床地质∞⁄∞°≥×≥第卷第期文章编号猫岭金矿床成矿构造演化特征Ξ邱小平中国地质科学院地质研究所北京摘要猫岭金矿是在克拉通变质岩区保存较好的含砷毒砂浸染型金矿之一金矿脉并非单纯的硫化物脉而是含毒砂磁黄铁矿黄铁矿的硅化石英脉≥面理与金矿脉为同一构造期产物形成于辽河旋回第一幕构造的伸展滑脱阶段∀金矿成矿时代为古元古代绝对年龄为∗∀在金矿成矿期形成的强硅化蚀变圈因具有不透水性和强硬的岩石力学性质造成封闭半封闭的屏蔽环境使得猫岭金矿的古元古代成矿特征包括矿石矿物组成!结构构造!铅同位素和铼锇同位素组成以及辽河旋回早期的≥面理得以保存下来免遭后期的构造岩浆热事件的改造和破坏∀关键词地质学猫岭金矿辽河旋回构造面理毒砂古元古代中图分类号°文献标识码猫岭金矿是产出在中国北方前寒武纪变质岩区为数不多的含砷毒砂浸染型金矿之一也是著名的大型低品位!难选冶的金矿床其成矿作用的复杂性和特殊性令人瞩目∀目前对其成矿时代和成矿作用的认识存在分歧孙宝亮魏俊浩刘斌成矿作用是发生在前寒武纪还是古生代以来金矿形成与大范围分布的花岗岩关系如何单体的金矿细脉已经褶皱变形组合形成的矿体总体产状如何确定这些问题涉及到矿床学研究和找矿勘探的若干基础地质问题∀本文以详细的野外地质观察和已有的研究成果为基础结合区域地质和构造分析研究对猫岭金矿的成矿构造演化!成矿时代和矿体准确产状做出了明确而有依据的地质学推断∀地质背景猫岭金矿位于辽宁省盖州市太平庄乡大地构造位置处于中朝准地台之辽东古元古代裂谷中央凹陷部位骆辉∀猫岭成矿区内出露下元古界辽河群!榆树砬子群和上元古界青白口系永宁组图∀辽河群盖县组°γ在成矿区内分布最广是猫岭金矿的赋矿层位榆树砬子群°ψσ巨厚层状石英岩覆盖在盖县组°γ之上基本没有金矿化∀辽河群系一套火山岩!火山沉积岩!海相碳酸盐岩!粘土岩和半粘土岩建造经受了辽河旋回低绿片岩相!低角闪岩相区域变质和多幕变形作用骆辉∀古元古界结晶基底曾遭受多期次构造旋回作用其构造形态极为复杂而中元古代以来的盖层变形构造不发育为不变质的盖层∀区内断裂构造极为发育多系切穿基底的深断裂以∞•向!∞向和∞向规模较大其次为•向和≥向断裂∀区内岩浆岩较为发育主要出露有印支期燕山期卧龙泉岩体与猫岭岩体两者是同期同源的侵入岩体后者是前者的小分支岩性主要是似斑状黑云二长花岗岩属于陆壳物质重熔成因的≥型花岗岩李成明∀在王家崴子和金厂沟金矿南部尚有以正长岩为主体的碱性杂岩体出露其他零星分布的还有闪长岩!细粒花岗岩和二长花岗岩等∀辽河群盖县组°γ为裂谷沉陷阶段在宽广的浅海域形成的滨海浅海相陆源粘土碎屑沉积建造变质前的原岩主要为粘土岩夹长石砂岩和硬砂岩骆辉∀按传统划分为两个岩性段Ο第一岩性段°γ受卧龙泉岩体与猫岭岩体的热接触变Ξ本文得到国家自然科学基金项目的资助作者简介邱小平男年生博士研究员从事大地构造与成矿研究工作∀∏¬收稿日期改回日期∀李岩编辑∀Ο辽宁省地质矿产局第五地质大队辽宁省盖州市猫岭金矿区金矿普查地质报告内部报告图猫岭金矿区域地质略图据张令臣改编)第四系)青白口系永宁组)榆树砬子群)盖县组一段)盖县组二段)大石桥组未分)高家峪组未分)里尔峪组未分)燕山期花岗岩)花岗闪长岩)正长岩)黑云闪长岩)闪长玢岩)混合岩)压性断裂)平移断裂)性质不明断裂)地质界线)不整合界线)地质产状)金矿床ƒ)±∏)°≠ƒ)°≠∏∏ƒ)°¬ƒ)°¬2ƒ)°⁄ƒ∏√)°∏ƒ∏√)°∏ƒ∏√)≤2∏))≥))⁄))≤∏)≥∏)∏)∏))∏)质的叠加影响岩性以含十字石!矽线石!石榴石!电气石等的二云片岩为主夹石英岩!黑云片岩!黑云变粒岩等第二岩性段°γ为猫岭金矿的直接围岩以绢云千枚岩为主普遍夹薄层变质长石石英砂岩变质程度较低仅为低绿片岩相∀榆树砬子群°ψσ主要岩性为巨厚层状石英岩夹绢云千枚岩!含赤铁矿石英岩及薄层变质石英砂岩∀近∞•向展布呈角度不整合覆盖于盖县组°γ之上∀猫岭矿区构造层变形特征21辽河群盖县组构造层变形特征下元古界辽河群盖县组°γ是猫岭金矿床的赋矿层位其遭受的构造变形主要有两大类一类是深层次韧性高温变形域构造另一类是浅层次低温脆性变形构造∀高温变形域构造为元古代辽河旋回的变质构造其早期面理与金矿化关系密切脆性变形构造是显生宙以来主要是中生代以来的浅层次构造与金矿化作用基本无关∀猫岭金矿床的容矿岩盖县组°γ在古元古代辽河旋回经历的深层次高温变形基本上可以划分为幕变形特征演变如下原始层理≥基本上都被后期片理和面理改造和褶皱残存的≥通常由原始成分层和粒序层所显示或者从绢云千枚岩中的变质砂岩夹层及互层来识别∀≥在矿区内产状变化较大总体∞走向倾向•倾角较陡平均为β∀通过件产状要素的投影统计图≥面理极点赤平投影形成一个大圆环带反映褶皱为轴面∞走向•陡倾枢纽略向≥•倾伏的平滑褶皱∀第一幕构造面理≥盖县组中尚能识别的最早期透入性面理或片理是在强大压应力作用下变质岩石中绢云母和石英等造第卷第期邱小平猫岭金矿床成矿构造演化特征图猫岭矿区≥面理极点赤平投影下半球等面积密度图样品数等密度线数值为单位为等面积样品分布的百分数ƒ×∏≥∏√岩矿物定向排列的产物照片∀≥面理较为紧闭大多数也被后期面理特别是≥面理改造!旋转!位移和褶皱∀猫岭金矿床中心强硅化蚀变的金矿化区域线两侧各约范围以号矿体为中心由于强硅化岩石能干性增强受后期片理改造相对较弱故≥面理保存较为完整∀≥面理与≥面理一样受褶皱影响两者产状比较接近∀根据件产状要素的投影统计图≥面理极点赤平投影也形成一个大圆环带≥面理优势方位为∞∞走向倾向••倾角较陡平均为β∀从与≥面理伴生的平行脉体及其雁列式排列方向判断第一幕构造运动矢量为从北往南的伸展下滑指向∀产状要素的投影统计还反映出≥面理也形成轴面∞∞走向枢纽略向≥≥•倾伏的褶皱∀如消除后期构造的左行旋转效应其原始方位应为近∞•向∀第二幕构造面理≥矿区内最发育的透入性面理或片理分布最广∀通过切割和置换方式强烈照片号矿体金矿中由绢云母显示的≥和≥面理正交偏光°≥≥图猫岭矿区≥面理极点赤平投影下半球等面积密度图样品数等密度线数值为单位为等面积样品分布的百分数ƒ×∏≥∏√矿床地质年改造了≥面理主要由密集的折劈理组成面理间距约或更细较≥面理平直基本无褶皱但常以≥面理和金矿脉褶皱的轴面劈理形式出现∀据个≥面理统计图产状较稳定近≥∗β走向倾向•平均倾角β运动矢量为•ψ∞挤压上冲指向∀第二幕构造具有强烈的挤压!压扁和褶皱作用使得≥和≥面理及金矿脉收缩!褶皱变形枢纽优势方位ββ即向≥≥•倾伏∀第二幕构造后期区域变质温度开始缓慢下降岩石仍处在韧性变形域由于压应力的松弛作用应力方式由挤压逐渐转变为剪切剪切指向为左行造成≥面理和金矿脉由近∞•向偏转为∞∞走向∀第三幕构造面理≥矿区内最后一期的深层次高温变形主要由≥折劈理!微褶皱∏和膝折带等构造形式组成∀据个面理统计图≥折劈理产状稳定近∞•走向倾向北或南倾角极陡平均倾角达β微褶皱为发育在中强应变区细碎屑岩及其变质岩中的极其微细的图猫岭矿区≥面理极点赤平投影下半球等面积密度图样品数等密度线数值为单位为等面积样品分布的百分数ƒ×∏≥∏√毫米级的流变褶皱其枢纽线理向西倾伏倾伏方向∗β倾伏角∗β优势方位ββ∀根据石英残斑微弱的不对称拖尾和膝折带剪切矢量的指示第三幕构造面理剪切指向为左行即上盘北盘向西滑移∀该幕构造与金矿成矿关系不大仅使矿体形态有一定的改变∀猫岭矿区的脆性变形构造主要是∞向!∞向!近∞•向和•向的断裂构造∞向!∞向和近∞•向断层带常兼具脆韧性特征显示出对辽河旋回构造的继承性脆性构造运动表现为左行剪切造成金矿体的左行错位使得强硅化蚀变的金矿化区域的∞侧和≥•侧各出现不对称的拖尾图∀•向断裂规模较小也表现为左行剪切显然晚于∞向!∞向左行剪切断层∀矿区所有断裂构造均为成矿后构造∀22榆树砬子群构造层变形特征榆树砬子群°ψσ呈角度不整合覆盖于盖县组°γ之上地貌上呈突兀的山峰∀在野外榆树砬图猫岭矿区≥面理极点赤平投影下半球等面积密度图样品数等密度线数值为单位为等面积样品分布的百分数ƒ×∏≥∏√第卷第期邱小平猫岭金矿床成矿构造演化特征图猫岭强硅化蚀变金矿区和剪切构造带示意图)剪切构造带)强硅化蚀变区)金矿体)勘探线)剪切指向ƒ≥∏∏)≥∏∏)≥))∞¬)≥子群中仅观察到第三幕构造面理≥走向∗β倾向≥倾角∗β∀≥面理发育较为密集使得部分原岩已成为片状石英岩脆性构造主要为一组∞向节理走向β倾向•倾角β∀榆树砬子群未见第一!二幕构造面理的原因可能有两方面≠榆树砬子群是在盖县组第一!二幕构造面理形成之后才覆盖其上的由于榆树砬子群主要岩性为巨厚层状石英岩!含赤铁矿石英岩及变质石英砂岩等能干性强的岩石而第一!二幕构造面理为柔性岩层中发育的密集劈理难以在石英岩中广泛发育∀无论如何榆树砬子群中未见到猫岭式的金矿化∀猫岭矿区金矿脉的地质特征猫岭金矿床的金矿体多集中分布在强硅化蚀变区域以号勘探线附近的号矿体为中心大致呈等轴状轴长约北东侧和南西侧各伸出一个拖尾图∀金矿体是由众多细小的硅化含毒砂磁黄铁矿黄铁矿金矿脉组成所以矿体形态和产状比较复杂如果把南北两个拖尾的连线当成矿体的走向则为∞向如忽略拖尾的低品位表外矿体矿体实际产状为∞∞走向倾向•倾角较陡∀金矿脉的矿物组成以硅化石英为主其次为毒砂!磁黄铁矿!胶黄铁矿和少量方铅矿!闪锌矿及黄铜矿脉壁往往有绢云母条带包围∀特别需要指出的是金矿石中还含有少量碳质或石墨约占ωΟ∀金矿脉基本都呈褶皱或石香肠形态变形较强烈∀缺少硅化石英的单纯硫化物脉和平直的未变形石英脉含金性都比较差数量也少于褶皱的矿脉∀从野外测量的个产状要素的投影统计图金矿脉与≥和≥面理产状接近∞∞走向倾向•倾角较陡平均∗β∀呈现轴面∞∞走向枢纽略向≥≥•倾伏的褶皱∀金矿物的赋存状态以晶隙金为主次为裂隙金少量包体金∀粗粒金占金矿物颗粒总数的图猫岭矿区含金石英硫化物矿脉极点赤平投影下半球等面积密度图样品数等密度线数值为单位为等面积样品分布的百分数ƒ×∏∏∏√∏√Ο辽宁省地质矿产局第五地质大队辽宁省盖州市猫岭金矿区金矿普查地质报告内部报告矿床地质年粒度范围∗多数为晶隙金产于石英和硫化物颗粒之间裂隙金粒度较细产于毒砂及石英的裂隙中平均占颗粒总数的粒度范围∗∀包体金产于毒砂!石英及磁黄铁矿颗粒中平均占颗粒总数的粒度范围与裂隙金相当或略细Ο∀猫岭金矿床成矿构造演化特征探讨41≥1面理与金成矿作用关系尽管≥面理被改造程度大显得较为隐蔽但系统而仔细的野外观察可以证实≥面理与硅化石英硫化物金矿脉两者的空间产状差异很小从≥面理和石英硫化物金矿脉的产状统计投影图图和图也可以看出两者空间定位和构造变形特征相近多数情况表现为同褶皱!相互平行或小角度相交有时≥面理平行金矿脉褶皱的轴面有时又相互切割因此≥面理与金矿脉为同一构造期产物换言之金矿脉形成于≥面理从北往南的伸展滑脱阶段∀第二幕构造≥面理的强烈挤压作用使得金矿脉发生褶皱!压扁以及拉断呈布丁状同时≥面理作为金矿脉褶皱的轴劈理经常切断金矿脉≥劈理也切断金矿脉∀≥!≥和石英硫化物金矿脉都经历了褶皱变形而后期面理和脆性断裂没有卷入这种褶皱这也佐证了金矿脉形成于≥面理之前的第一幕构造≥面理从北往南的伸展滑脱阶段∀42金成矿时代的推断从区域构造背景分析辽河旋回的变形变质作用发生在古元古代年龄范围∗辽宁省地质矿产局金矿脉与辽河群区域变质早期面理≥为同一构造期产物而辽东裂谷从中元古代开始就进入地台盖层的稳定时期没有再发生强烈的变形变质作用辽宁省地质矿产局∀所以猫岭金矿的成矿时代应当为古元古代早期在∗年龄范围的下限附近∀根据铅同位素测年资料猫岭金矿的铅同位素模式年龄为∗孙宝亮等虽然接近辽河旋回的年龄范围但已经超出古元古代的上限∀近日获悉猫岭金矿中心号矿体含毒砂金矿石中毒砂矿物的同位素等时线测年结果为?初始?≥•⁄≠这组年龄数据与区域地质构造背景和矿床特征吻合应当是可信的∀因此可以推断猫岭金矿的成矿时代为古元古代后期绝对年龄范围为∗∀猫岭花岗岩侵入体虽然与金矿的距离近至也发育了明显的热接触变质分带由内向外分别为矽线石带!红柱石带和黑云母带但与金矿化不具有成因联系李成明等∀最为关键的是猫岭花岗岩切穿盖县组的所有期次≥≥面理