年月辽宁地质 第期丹东五龙金矿韧性剪切带 发育特征及其成矿作用吕贻峰王端江中国地质大学,武汉李志 忠地质矿 产部遥感中心,北京本文摘要丹东五龙金矿 位于阴山纬向带、华 夏系鸭绿江断裂 带及新 华夏 系第 二 隆起带的交汇部位北北东 向断裂及其伴生的次级断裂是成矿期构造本区成矿断裂迭加 在韧性剪切变 形带,即花岗质糜棱岩 带上金矿富矿 部位与糜棱岩化 的强度关系密切,剪切 变 形带的变 形 强度 与岩石含金值呈同步增长上 述事实表 明,韧性 剪 切变形 可促使围岩 中分散金局部富集,同时糜棱岩 化 可以提高围岩 的孔隙度,便于成矿 热 液充分 活动,从 围岩中萃取 更 多 的金元素,从而形成 更 富的金矿床关健词糜棱岩带含金石英 脉五龙丹东引言五龙金矿位于丹东市西北约长处,是我国著 名的金矿产地之一,探明储量属大型金矿 床自年代发现以来,至今已有多年的开采史长期以来,人们对五龙 金矿 的矿床地质特征进行了多方面的研究,从不同角度探讨了金矿 的形成机理,总 结成矿规律,为该区远景找矿及深部找矿打下了基础本文主要 偏 重于成犷构造条件的研究,重点讨论 与成矿有密切联系的韧性剪切带 的变形特征及 其成矿作用。
区域地质背景五龙 金矿地处中国东部阴山纬向带东段,华夏系鸭绿江断裂带 及新华夏 系第二隆起带的交汇部位图阴山纬向带进入东北地区分为南、北两个亚带,丹东地区位于南亚带东段的营口一宽 甸隆起带上,而五龙 金矿则处于隆起带 的次级 构造—盖县一灿岩一古楼子复斜的南翼华夏系鸭绿江 构造带纵贯丹东地区,其中呈脆一韧性变形的鸭绿江主断裂从矿东侧通过,对矿区构造变形有重要影响‘新华夏 系在辽东主 要表现为 脆性断裂,其 中暖河一丹东断裂带穿过本区,呈等间距分布的北北东向断裂是该区最为发育的成矿构造峋阻恃抓第期吕贻峰等丹 东五龙金矿韧性剪切带发育特征及其成矿作用矿 区构造主要分为韧性剪切带 和脆性断裂两大类型图韧性剪切变形以糜棱岩的丫 丫乙沪 黔尸洲,古楼子‘石 匕尹乙山的 岩才卜少扩,荞从几‘一一一月 团二乙卜睡 夏巨〕二困巨二 」互〕试娜︸图巨」巨习巨日亚 习,,,图丹东地区构 造略图纬向构造体系,华 夏构造体系新华夏构造体系,糜棱岩带,侏 罗 系,奥 陶一二叠 系,下元古界,花 岗岩,花 岗闪长岩,二长 花 岗岩,闪长岩,研 究区范围形式出现,在矿区呈近东西向带状展布脆性断裂以北北东向为主,迭加在糜棱岩带之上,切穿糜棱岩面理,破坏了糜棱岩带的连续性,与其伴生的次级断裂控制金矿脉的形成,故其为主成矿期构造。
区内下元古界辽河群广泛出露,上前寒武系石英岩、侏罗系火山岩分布零星矿区内仅局部可见辽河群残留体大面积分布的是糜棱岩化的重熔型花岗岩成岩年龄,冯锐,矿区北侧是被动侵位的燕山期五龙背一大堡似斑状花 岗岩体南侧为底辟式强力侵位的燕山期三股流花岗闪长岩体五龙金矿以含金石英脉型为主,产于糜棱岩化的重熔型花 岗岩内含金石英脉严格受燕山期北北东向断裂构造控制,控矿构造主要为迭加在糜棱岩带上 的北北东向和北西向断裂构造细矗 闪长岩脉、花岗斑岩脉、闪长汾岩脉与含金石英脉密切伴生近矿 围岩普遍发生蚀变,主要为硅化、绢云母 化、绿泥石化、黄铁矿化和碳酸盐化在含金石英脉旁侧 围岩中普遍发辽宁地年育 的平行矿体的硅化蚀变细脉一宽是找矿 的重要标志布布二丁芬生二二,一厂厂‘一‘爪爪广了一’一 肛肛肛肛逮逮逮逮逮逮逮逮逮逮逮逮长长长,一’一’入仁厂厂 平平二下二二红霏匆匆膝膝膝膝膝膝膝膝膝膝膝膝锣锣锣 学学 毕毕毕毕毕毕毕毕毕毕三三发发 辈步二二二二二二二二二二二 」」」 下 止‘二二奋奋卜卜二二洲洲洲洲囚,区口 匡口匹刃必因 巨困刀 三 工口图辽宁 丹 东五 龙 金矿构造图,,花岗质 糜 梭岩,北北东 向主 干断裂,岩脉、矿脉及 次级断 裂,主采矿脉及编号岩体 变形弧度 分 界线,片麻状 花岗岩,下 元古界实剖面线矿石类型为网脉状、细脉浸染状 和脉状。
金主要以自然金和银 金矿存在,呈微粒包体产在石英裂隙或黄铁矿中,或与辉秘矿共生五龙金矿含金石英脉主要围绕三股流花 岗岩体分布,集中在距岩体一的外接 触带内,个别矿脉产于岩体边缘相内这种空间关系反映了成矿时 间晚于岩体,成矿热 液的来源可能与三股流花 岗岩有关但考虑到矿脉规模及其在区域上的分布状况,推测在矿区深部可能存在一个更大的热源根据 矿石铅同位素数据、模式年龄一及源区特征值“’,表明铅主要来自于上地壳,个别具壳源慢源混合特征因此,金矿物质可能主要 来第期吕贻峰等丹东五龙金矿韧性剪切带发育特征及其成矿作用源于下元古界辽河群在矿区辽河群发生 深部重熔,形成了重熔花岗岩”,部分来自于三股流花 岗岩,属岩浆热液型矿床韧性剪切带 的 确定及变 形 分析五龙金矿 的成矿 围岩,长期以来一直被认为是元古 代混合岩、混合花 岗岩冯锐提出这套岩石是辽河群在地壳深部发生 局部熔融、向上侵位距离不大而定位的重熔花 岗岩,在成岩后期受区域变形作用而成为一套片麻状花岗岩我们在经过野外详细观察及室内显微构造分析后认为,分布于五龙背一大堡岩体和三股流岩体之间的重熔花 岗岩实际上分布范围远大于此区在侵位 晚期相对较低的温压条件下受到区域性剪切作用,在一定深度下形成了一套韧性变形强烈 的糜棱岩。
糜棱岩带在矿区内呈东西向展布,糜棱岩面理亦近东西走向,倾角近 直立糜棱岩化程度不均一,从南至北有强弱变化岩石 手标本中普遍可 见到石英的压扁、拉长及黑云母等片状矿物相间定向排列的现象长 石发 生破碎,磨圆,呈对称或不对称 的眼球状定向排列,并可见到旋转现象图弓邑七治如‘,糜棱岩显微构造本区剪切变形 带可 划分为强带和弱带,强带 由花 岗质糜棱岩组成,弱带 主要是糜棱岩化的花岗岩,两者呈渐变过渡关系形,其岩石特征如下图花 岗质糜棱岩手标本素描一主一长 石一石英尽管两者的变形强度不同,但均发生了塑性变糜棱岩 化花岗岩糜棱岩 化花 岗岩主要 由长石微斜长石、斜 长石、石英和 黑云母及少量 的副 矿物组成岩石具片理化构造,但片理化程度较差,中粒结构,局部为糜棱结构长石发生破裂,内部出现微裂隙、双晶弯 曲等变形特征,偶见长石拖尾构造石英普遍波状消光、带状 消光,局部产生 亚颗粒和新生 颗粒黑云母主要表现为扭折花岗质糜棱岩花岗质糜校岩主要 由微斜长石、斜长石、石英、黑云母及少量磁铁矿组成岩石具糜棱结构残斑为长石,含量一,沿片理面定向 排列,粒 度一,颗粒边界圆‘冯锐丹东地区花岗质岩石 地质地球化学演化及与金矿成矿作用的联 系硕士论文,吕年。
拓过宁地质年化,粒内发育微裂隙和双晶弯曲,并可见到典型的拖 尾构造,反映剪切方 向为反时 针图妇图版、、炙炙如二二‘‘日‘ 实实狐,, ,口图长石颗粒变形特征素描图一长石残斑 内雁列状微裂 纹一长石颗粒 内聚片双晶 的弯曲,一长石残斑的拖尾 构造,一长 石颗粒的破裂滑秽一一石英 主要为韧性变形,其颗粒形态多为长条状,定 向排列,长宽比可达一,形成典型的抽 丝构造在不 同的微变形区,普遍可见石英呈波状消光、带状消光,并可见大量呈锯齿状、波纹状、港湾状边界的亚颗 粒,以及细小的动态重结晶颗粒和新生颗粒在透镜状石英残斑的周围环绕着细小的重 结 晶颗粒,构成典型的核慢 构造图拉 长的石英颗粒及略有压扁的新生颗粒呈定 向排列,与糜棱岩面理斜交,锐角 指示剪切运动方向 为反时会了图版、、 沙沙沙藻黔黔《《 溅彝》蔚比红一一图石 英颗粒 变 形特征 素描图一石英 颗粒带状消光一锯齿 状、港 湾状 的石英 集合体,一亚 颗粒、新 生颗粒和核 慢构造,一应变石英 内垂 直长轴的带状 消光第期吕贻峰等丹东五龙金矿韧性剪切带发育特征及其成矿作用黑云母主要为 重结 晶恢 复后 的大片云母或为动态重结晶的细小云母片,黑云母与石英呈相间条带排列。
在应变较强烈的部位,黑云母被拉长显定 向排列,并平行于糜棱岩面理方向常见到典型的云母鱼一,指示剪切运动方向为反时针图石英组构分析沿着垂 直糜棱 岩带 的两个剖面 系统采样图,对糜棱岩进行了岩组学分析,测量 了石英 的光性组构和形 态组构,并对剪切带内的强带和弱带的糜棱岩的石英光性组构进行了对比比较强变形带 和弱变形带 的糜梭岩岩组图图,表明两者极密类型比较相近,只是密级和强度有所差 异强带 中的八一“,弱带中的八它们均 由交叉环带组成,这种 交叉环带为 非共轴变形 的产物,即为典型 的剪切作用 结果根据交叉环带与片理、剪切片理的关系,均指 示剪切运动方向为反时 针从石英光轴组构图可以着出,石英光曰曰‘‘一一 准准纂熟一 一一,脚尸尸‘‘己一一一一 一一簇囊颤气乏乏,‘一,尸尸图黑云母 的变形特征一黑 云 母沿面 的滑移一黑云母的褶曲及 小云母鱼特征一轴的 优选 方位形成于 石英晶格的柱 面滑移,柱面滑 移的 温压条件一般在一℃、以下,因此,重熔花岗岩的成岩晚期阶段是剪切带形成 的最好环境剪切带 变形测量根据花岗质糜棱岩石英变形测量结果表,剪切变形总 体表现为北强南弱 的特征石英变形椭球体长、短轴率最高可达。
在测区内,从北向南大致可分为三个强、弱相间的变形带图据两条剖面图块薄片的石 英颗粒有限应变测量结果所作的富林图解分析,变形类型以剪切为主,局部有拉伸变形迭加图剪切带 的形成时间在五龙矿区重熔花 岗岩 中,属岩浆活动晚期产物的 白云母伟晶岩脉中的片状矿物亦呈定向排列,且与围岩中的片理方向一致,但无 晶内变形三股流花 岗岩体沿糜棱岩带侵位,呈长轴为东西向的椭圆形岩体普遍发生变形,但变形较强的片麻状构造主要分布于岩体边部,围绕岩体边界构成环带状显然,岩体内部构造形 成于区域剪切变形 之后,主要是 由于岩休侵位过程中产生 的气球膨胀作用造成 的因此,区域剪切带主 要形成于 重熔花岗岩侵位晚期,三股流花 岗岩侵位之 前,即燕山早期年辽宁地质「图剪切带 内 石 英轴 组 构特征图一、、为剪切带强带的组构图、、为剪切带弱带的组构图测量石英题粒数均为颗第期吕贻峰等丹东五龙金矿韧性剪切带发育特征及其成矿作用表剪切带 石英颗粒应 变 测量 表月几口,户⋯廿标本号」⋯一⋯·⋯··⋯⋯标本号⋯一⋯】·月月月匕尹矛了 毖书主立 五龙金矿日蒙一、、’里夜子 沟图变形石英颗粒轴率五次剩余等值线图为年斗十落尸守一图剪切带 变形特征富林图解韧性剪切带 控矿作用分 析据硫、铅同位素资料“’,五龙金矿的 成矿物 质可能 主要 来源于古老地质体—辽河群。
辽河群的盖县组和大石桥组都具有较高的含金值,很可能是区域 上的金矿矿源层它们经过多次构造一岩浆作用,岩层中的分散金发生活化、迁移,逐 步富集,最后于燕 山期形成脉型金矿床在五龙矿区,沿脆性裂隙充填的含金石英脉是金矿的主 要类 型,它迭加在糜棱 岩带之上,矿脉切穿糜棱岩面理,但糜棱岩自身的矿化现象则不明显这表明主成矿 期发生 于韧性剪切变形之后显然,燕山期的脆性破裂构造是成矿 期构造,同期的中酸 性岩浆活动是成矿作用 的热动力来源,它们对金矿 的形成无疑起主导作用然而金矿 的形成往往 是一个长期、复杂、经过多次矿 化沉淀、聚积的过 程对于矿质来源于 古老地质体,而成矿 期则较新的五龙金矿 更是如此因此,发生 于成矿期前的构造一岩浆热事件,特别是发生 于印支期末一燕山早期矿 源层的深部重熔作用及 其沿 重熔花 岗岩产生 的韧性剪切变形,对于五龙金矿 的形成起了相 当重要作用金矿与韧性剪切带的空间关系表 明,绝大部分金矿脉都产生 在糜棱岩带内而且,富矿部位与糜棱岩 化的强度存在一定的依存关系图从区域上看,沿北东向延展 的上百的糜棱岩带 内广泛分布众多的金矿化点,多数含金石英脉呈北北东向和北西向斜截糜棱岩带,个别平行于糜棱岩 面理 分布。
糜 棱岩带与金矿脉所具有的这种空向分布关系,反映了韧 性剪切变形与金矿之 间的成生联系据糜棱 岩含金分析结果,金 的富集状 态受变形强度控制糜桂岩 中金的平均丰 度值并不高,但区域分布极不均。