西秦岭中川地区构造-岩浆活动与微细浸染型金矿床成矿作用研 究.pdf

西北大学 硕士学位论文 西秦岭中川地区构造-岩浆活动与微细浸染型金矿床成矿作用研 究 姓名程彧 申请学位级别硕士 专业构造地质学 指导教师孙勇 2001.4.1 摘要 订∽沙 3 ～。～n ， t - I 西秦岭中川地区位于扬子板块向华北板块俯冲形成的礼岷前陆盆地南缘，深断裂 带礼县一洮坪断裂带及其分支断裂礼县一罗坝断裂带所夹的区域内。该地区自晚古生 代至新生代，经历了三期大的构造变形。早期 晚加里东～早海西期 该地区发生构 造置换作用并形成区域性s 1 面理，中期 晚海西期 的区域褶皱作用和东西向走滑 剪切作用形成了中川地区的基本构造骨架，而晚期 印支．燕山期 逆冲推覆、脆性剪 切和造山后伸展作用形成了一系列东西向脆性断裂和紧闭褶皱。该地区经历了四期六 次岩浆入侵，其中规模最大的为以沿深断裂礼县一洮坪断裂上侵的印支．燕山期同碰撞 壳源s 型花岗岩。j 硫同位素、碳氧同位素、氢氧同位素、微量元素、稀土元素及流体包裹体特征显 示，中川地区金矿床成矿物质主要来源于晚古生代浊积岩建造，成矿流体以大气降水 为主，早期有部分岩浆水和变质水参与成矿。 矿化体主要赋存于Ⅳ级褶皱核部或近核 部的E W ～N W W 向脆性断裂中。中川地区褶皱构造和多级断裂．节理 裂隙 网络体 系共同构成了成矿元素萃取场、流体运输通道和成矿物质堆积场等成矿空间。y 中川地 区金矿床中金主要以独立矿物形式赋存于矿物颗粒或裂隙之间，以显微金主要，少量 次显微金。与金共生的矿物为以低温毒砂及含锑矿物为主的中低温矿物组合系列和以 硫化物、复硫矿物及硫盐矿物为主的中高温矿物系列。 中川地区微细浸染型金矿床成矿作用经历了成矿要素初始富集期和构造叠加热液 改造成矿期。 早期韧性变形导致了金元素不同岩相之间的有限转移；中期区域褶皱和 走滑剪切作用构造叠加热液弱改造阶段形成了大面积金异常；晚期逆冲推覆构造叠加 热液强改造阶段为金矿床的主成矿阶段，该阶段形成了大型工业矿床。印支～燕山花 岗岩岩浆活动主要以改变成矿地质环境而有利于工业矿体的形成。温度的升高有利于 金元素的迁移，而热接触变质作用促使变质带内含矿建造金丰度值显著增高，花岗岩 上侵所形成的岩浆侵位构造则有利于成矿流体的萃取、运移和沉淀。 ／ 中川地区微细浸染型金矿为中低温浅成热液型金矿床，其与美国卡林型金矿床、 黔桂滇微细浸染型金矿床及秦岭卡林型金矿床均有一定的可比性，但是由于该矿床的 与岩浆活动关系的亲密性和缺乏典型的低温矿物组合等特征，因此，该金矿床应属于 广义上的卡林型金矿床 似卡林型金矿床 。 关键词礼岷前陆盆地中川地区构造．岩浆活动微细浸染型金矿成矿作用 A S t u d y o nt h eR e l a t i o n s h i pB e t w e e ns t r u c t u r a la n dM a g m a t i c A c i t i v i t ya n d M i c r o d i s s e m i n a t e dG o l dD e p o s i t s M i n e r a l i z a t i o ni nZ h o n g c h u a nA r e a ，W e s tQ i n l i n g C h e n gy u G e o l o g yD e p a r t m e n t o fN o r t h w e s tU n i v e r s i t y A b s t r a c t Z h o n g e h u a na r e ai s l o c a t e di nt h es o u t h e r nm a r g i no ft h eL i M i nf o r l a n db a s i n w h i c hi sc a u s e db yy o n g t z ep l a t e ’S s u b d u c t i n gt oH u a b e ip l a t e ，a n d i ts i t u a t e di nt h e r e g i o nb e t w e e nL i x i a n ．t a o p i n gd e e pf a u l ta n di t ss u b f a u l tL i x i a n - l u o b a nf a u l t ．T h i sa r e a u n d e r g o e s3p e r i o d sl a r g et e c t o n i cd e f o r m a t i o nf r o mL a t eP a l e o z o i ce r at o C a n o z o i c e r a ．E a r l yP e r o i d L a t ec a l e d o n i a e a r l yH e r c y n i a n ，t h e r e a r es e v e r a ls t r u c t u r a l r e p l a c e m e n t sa n d ag r o u po f r i g i o n a ls lf a c e ；M i d d l ep e r i o d L a t eh e r c y n i a n ，t h eb a s i c f r a m e w o r ko fz h o n g c h u a na r e ai sf o r m e db yt h er e g i o n a lf o l d i n ga n dE Wt r e n d s t r i k e - s l i ps h e a r i n g ；L a t ep e r i o d i n d i o s i n a - y a n s h a n i a ，t h r u s t i n g ，b r i t t l es h e a r i n g a n d p o s to r o g e n i t i ce x t e n d i n g f o r mas e r i e so fE Wt r e n db r i t t l ef a u l t sa n dc l o s e d f o l d s ．T h e r ea r e4p e r i d sa n d6t i m e sm a g m a t i ci n t r u s i o n s ．T h eI n d o s i n a l a - y a n s h a n i a S - t y p es y n - c o l l i s i o ng r a n i t ew h i c h i n t r u s e sa l o n gt h eL i X i a n - T a o p i n gd e e pf a u l ti st h e m o s ts e a I e ． T h ea n a l y s i sr e s u l t so fi s o t o p ee l e m e n t s s u l f u r e ，o x y g e n ，c a r b o na n dh y d r o g e n ， t r a c ee l e m e n t s ，R E Ea n dt h ef l u i di n c l u s i o n si n d i c a t e st h a tt h eo r e - f o r m i n gm a t e r i a l s r e a l l yc o m e f r o mt h eU p p e rP a l e o z o i e o r e b e a r i n gt u r b i d i t ef o r m a t i o n L i b aG r o u p a n d Z h o n g c h u a nG r o u p ，a n dt h a tm i n e r a l i z i n g f l u i d sw a t e ri s m a i n l yr a i n w a t e r ，al e s s m a g m a t i ca n dm e t a m o r p h i cw a t e rt a k e ．p a r ti nt h em i n e r a l i z i n gp r o c e s s e si nt h ee a r l y t i m e ．O r e ．b o d i e sl i ei nE W - N W Wt r e n db r i t t l ef a u l t sw h i c ha r el o c a t e di nt h ec o r e lo f t h eI Vf o l d so rn e a rt ot h ec o r e lo ft h e m ．T h ef o l d sa n dt h e m u l t i p l eg r a d e f a u I t s - j o i n t s f I s s u r e s n e t sc o m p o s eo ft h em i n e r a l i z i n gs p a c e sw h e r em i n e r a l i z i n g e l e m e n ti se x t r a c t e d ，f l u i d sa r et r a n s p o r t e da n dA ue l e m e l e t li sa c c u m u l a t e d ．T h eg o l d o ft h ed e p o s i t si nz h o n g e h u a na r e ai si n d i v i d u a lm i n e r aw h i c hi Sl o e a t e da m o n gt h e f i s s u r e so rp a r t l eo fa l lk i n d so fm i n e r a l s ．M o s to ft h e ma r em i c r o s c o p i cg o l d s ，l e s sa r e s u b - m i c r o s c o p t i eg o l d s ．T h ep a r a g e n t i ca s s o c i a t i o n so fg o l dh a v et w os e r i e s ．T h eo n e i Sm i d d l e ．1 0 wt e m p e r a t u r ea s s o c i a t i o n sc o m p o s e do fl O Wt e m p e r a t u r ea r s e n o p r i t ea n d I I a n t i m o n y - b e a r i n gm i n e r a l s ，t h eo t h e ri sm i d d l e - h i g ht e m p e r a t u r ea s s o c i a t i o n sm a i n l y c o m p o s e d o f s u l f i d e ，m u l t i p l es u l f i d ea n d s u l f a t em i n e r a l s ． T h em i c r o d i s s e m i n e t e d g o l dd e p o s i t s i n Z h o n g c h u a n a r e au n d e r g o2 s t a g e s p r e l i m i n a r ya c c u m u l a t i o no fm i n e r a l i n i n gm a t e r i a l ss t a g ea n ds t r u c t u r a ls u p e r p o s i t i o n a n dh y d r o t h e r m a lm i n e r a l i z i n gf l u i d sr e - f o r m e ds t a g e ．D u et ot h eb r i t t l ed e f o r m a t i o n i n e a r l yp e r i o d ，A ue l e m e n tm o b l i l i z e s a n dt r a n s p o r t sb e t w e e nd i f f e r e n tl i t h f a c e s ． R e g i o n a lf o l d i n ga n ds t r i k e - s l i ps h e a r i n gC O U S eaL a r g ea r e a sg o l da b n o r m a l i t yi nt h e m i d d l ep e r i o d ．T h r u s t i n gi nt h el a t ep e r i o di st h em i n e r a l i z i n gf l u i d ss t r o n g l yr e f o r m e d s t a g e ，a n dm a n yi n d u s t r i a l d e p o s i t s a r ef o r m e d ． I n d o s i n i a y a n s h a n i am a g m a t i c a c i t i v i t yh e l p s t om i n e r a l i z e b ym e a n so fc h a n g i n gt h e e n v i r o n m e n to fi n d u s t r i a l d e p o s i t s ．H i g ht e m p e r a t u r e i s v e r y b e n e f l a lt o i m p r o v e t h ea b u n d a n c eo ft h e o r e - b e a r i n g f o r m a t i o n ．T h es t r u c t u r ec a u s e db yg r a n i t ei n t r u s i o ni s v e r yu s e f u l f o r m i n e r a l i z i n gf l u i d se x t r a c t i n g ，t r a n s p o r t i n ga n dp r c i p i t a t i n g ． T h em i c r o - d i s s e m i n e t e d g o l dd e p o s i t s i n Z h o n g c h u a na r e a a r e e p i t h e r m a l o r e d e p o s i t s ．T h e y a r es i m i l a rt oA m e r i c a nc a r l i n t y p eg o l dd e p o s i t s a n d m i c r ‘d i s s e m i n a t e d g o l dd e p o s i t s i n G u i z h o u ，Y u n l a na n dG u a n g x i ．B e i n gs h o r to f t y p i c a l l o wt e m p e r a t u r e p a r a g e n t i c a s s o c i a t i o n sa n d c l o s e l yr e l a t e d t o m a g m a t i c a e i t i v i t y ，t h eg o l dd e p o s i t s i n t h i sa r e a b e l o n g t os e n s uc a t oc a r l i n t y p eg o l d d e p o s i t s q u a s i - c a r l i nt y p eg o l dd e p o s i t s ． K e y w a r d s L i n m i n f o r l a n d b a s i n ，Z h o n g c h u a na r e a ，s t r u c t u r a l a n d m a g m a t i c a e i t i v i t y ，m i c r o - d i s s e m i n t e dg o l dd e p o s i t s ，m i n e r a l i z i n g m 日U舌 二十世纪九十年代以来，秦岭造山带及其成矿背景研究取得了一系列的重大成 果。三大板块、二大地缝合线的划分，秦岭造山带现今具流变学分层的“立交桥”式 三维结构几何学模型的建立，以及秦岭造山带运动学、动力学特征、秦岭海盆盆山转 换及耦合机制的研究，秦岭非史密斯地层的构造变形分析和复原研究，秦岭地区成矿 系列、成矿系统的划分和确立，秦岭微细浸染型金矿、热水沉积多金属矿床的研究等 重大课题的如期完成，为确保地球科学类及其分支学科在该地区的研究进一步展开和 深化奠定了坚实的理论和实践基础。 1 ．研究现状和选题 秦岭地区，尤其是东秦岭地区，自8 0 年代以来相继发现了一系列大中小型微细 浸染型金矿床。如八卦庙大型金矿床、双王、二台子、金龙山一丘陵中型金矿床等。 这一系列金矿床的发现是秦岭造山带及其成矿理论在秦岭地区生产实践中的科技结 晶。西秦岭地区在进入9 0 年代以后也相继发现了一批大中小型金矿，如西倾山地区 的大水金矿，岷县的鹿儿坝金矿，礼县中川地区的李坝大型金矿、金山一马泉中型金 矿床、西成地区的小沟里一三洋坝金矿等。但西秦岭地区的金矿床规模与东秦岭相比 较为逊色，其研究程度也远远低于东秦岭地区。因此，笔者选择了西秦岭中川地区以 李坝微细浸染型金矿床为代表的成矿带为研究对象，从构造变形、构造演化及岩浆活 动入手。解剖金成矿与构造一岩浆活动之间的关系，以期获得良好的科研成果和生产 效益。 前人对西秦岭中7 1 1 地区作过一定的基础地质研究，并提出如下观点 ①霍福臣、李永军 1 9 9 2 提出了中秦岭拉分盆地构造模式，西秦岭舒家坝群 D 2 S 现称为李坝群 是中秦岭礼岷拉分盆地之内沉积的深水碎屑浊积岩。 ②舒家坝群为一套具完整鲍玛序列～不完整鲍玛序列的浊积岩建造，其底模构造 和深水遗迹化发育 李育慈，1 9 9 3 ；孙省利，1 9 9 5 。 ⑨西秦岭华力西一印支期有三期裂陷，而中川地区则在泥盆纪形成裂陷海槽一 舒家坝海槽 方国庆，1 9 9 4 。 ④李坝式微细浸染型矿床为中低温热液矿床，其成矿作用与岩浆活动和深大断 裂有关 柳淼，1 9 9 2 。 ⑤李坝金矿床为M z ．K z 期的与酸性岩浆活动有关的成矿系列 1 9 9 8 ，陈毓川等 。 ⑥礼岷金矿田金矿床断裂构造具中继构造特征，中继构造控制矿化体分布。 2 ．研究思路、方法及采用科学手段 1 研究思路和方法 立足于板块构造的前沿理论，以秦岭造山带最新研究成果为指导思想，借鉴前人 的先进的工作方法和工作成果，运用构造地质学、岩石学、地球化学及矿床学基础 理论分析中川地区大地构造环境及该构造背景下的岩石变质变形及演化特征，分析 变形机制，划分变形序列，从宏观到微观，从定性到定量系统研究其构造活动形式。 利用常量、微量、稀土元素的分析成果解决中川花岗岩及其岩脉的形成条件和侵位 机制用成矿系统理论分析中川地区金矿成矿作用过程，尤其注重研究构造演化与 成矿作用的关系、花岗岩浆侵位对金成矿作用的贡献。应用对比的研究方法，将该 地区成矿作用特点与当今世界各地区同类矿床进行对比分析，阐明成矿规律和矿床 成因。 2 研究手段 a ．野外地质调研野外地质调查是为本项研究工作的基础。采取野外素描、照 相、采定向标本等方法，作几何学、运动学描述，对岩石、矿物及构造进行定性描 述。 b ．应用岩相学、矿相学和矿物学等观察和鉴定手段，进行显微构构分析，显微 成矿分析。 c ．借助于大型仪器对岩石矿物进行常量、微量、稀土及同位素测定，定量阐述 岩石矿物地质地球化学特征，利用扫描电镜、透射电镜、电子探针等仪器进一步揭 露地质体显微一超显微状态下的物相特征。 3 ．主要完成工作量 ①实测地质剖面2 4 0 0 0 米，野外素描6 3 幅，野外照相3 6 张 ②鉴定光片3 4 件，薄片5 1 件，镜下照相及素描4 6 幅 ③常量元素分析1 8 件，同位素4 件，稀土1 1 件，包裹体6 件 ④电子探针8 件，扫描电镜2 件 4 ．取得的主要工作进展 ①建立礼岷前陆盆地的构造式样及演化模式。 ②对中川地区的构造格局、构造变形作出了系统分析，划分出三个大的变形期。 ③对中川岩体的岩石学、地球化学特征进行了常量、微量、稀土等分析，定量 阐明了花岗岩岩石成因。 ④对成矿要素进行分析，指出沉积建造为主要矿源层，成矿流体以大气降水为 主，早期有岩浆水和变质水的参与，对成矿时代、成矿元素共生组合及成矿元素赋 存状态均作了详细研究。 ⑤揭示了构造演化与成矿作用的关系，指出了构造岩浆活动是大型工业矿床 形成的必要条件。 ⑥提出了李坝式微细浸染型金矿床属于非典型卡林型 似卡林型 金矿床，其 成矿作用过程经历了早期成矿元素活化迁移、中期构造叠加一热液弱改造和晚期构 造叠加一热液强改造期三大过程。 一．前陆盆地构造式样及演化史 礼岷盆地又称舒家坝一唐藏盆地，位于西秦岭东部，是处于扬子板块向华北板块俯 冲的总体挤压背景之下，在扬子板块北缘被动陆缘之上发育起来的前陆盆地。8 0 年代 末～9 0 年代，部分学者 许志琴，1 9 8 6 ；高长林，1 9 9 l ；任继舜，1 9 9 4 ；李晋僧1 9 9 4 等 就南秦岭北缘加里东晚期前陆盆地的轮廓作过概括性的描述。随着秦岭造山带的 研究不断深入和对前陆盆地发生、发展及成因机制的认识的成熟，在秦岭微板块北缘 前陆盆地的存在已经被证实。 关于礼岷盆地的成因目前有4 种认识，即断陷盆地、拉分盆地、前陆盆地和复合 盆地。笔者认为，礼岷盆地的构造型式当为复合型周缘前陆盆地，该盆地演化过程中 遭受了伸展断陷和走滑拉分等较大的改造作用。 礼岷盆地北以武山一天水一唐藏断裂为界与北秦岭～祁连地块相接，南以麻沿河 一礼县一洮坪断裂与西成断陷盆地相邻。盆地经历了早期的深海～半深海复理石沉积 和晚期的陆相磨拉石建造沉积。构造型式从北至南为前渊、前隆及隆后盆地。 1 ．I 前陆盆地演化阶段沉积特征 1 ．1 ．1 前泥盆纪沉积建造 李子园群 P z 。L 指分布于舒家坝大断裂之北，秦岭群之南的火山沉积岩系， 时代为早古时代。该套地层与东延陕西境内的丹风群不仅分布上相连，而且总体特征 具有一定的相似性。李子园群下部为变基性火山岩，主要由钠长阳起岩、变粒岩和斜 长角闪岩组成；中部以变中性，中酸性火山岩为主，主要为绢云钠长片岩，绿泥钠长 片岩和绢云石英片岩组成上部为变碎屑岩夹碳酸盐岩，主要由变长石石英砂岩，绢 云石英片岩夹大理岩。变质相为绿片岩相。李子园群火山岩总体以基性玄武岩为主， 具有从基性一中性一酸性岛弧火山岩演化模式特征。 孟家沟群 O D1 9 9 2 - 1 9 9 4 年霍福臣在原舒家坝层位的阊井一湫山一孟家沟一大 北沟一带解体出一套以碎屑岩夹碳酸盐岩为主的下古生界地层，铷锶测年结果为4 5 1 _ _ 2 4 M a ，时代定为奥陶纪，并命名为孟家沟群 0 M 。其南、西、北三缘分别与石炭 系、西汉水群及二叠系以断层接触，东端被中川花岗岩侵吞。该岩系自上而下主要为 片理化石英粉砂岩、薄层条带状大理岩、角岩化石英粉砂岩夹石榴子石黑云母片岩、 片理化变石英 长石 粉砂岩及黑云母石英片岩。这套前泥盆系地层又称洮坪古陆、 柏家庄古陆和孟家沟一锁龙古陆。 1 ．1 ．2 泥盒纪沉积建造 4 礼岷地区发育中上泥盆统地层。以礼县一麻沿河断裂为界，其北为深海一半深海 的浊积岩建造为主的中泥盆统李坝群 原舒家坝群解体部分 和上泥盆统陆相磨拉石 建造的大草滩群。断裂南侧为中泥盆统浅海陆棚碎屑岩一碳酸盐岩的西汉水群和以碎 屑岩为主的上泥盆统洞山组。其中李坝群和西汉水群分布面积最大。 李坝群浊积岩建造 D L b 李坝群是原舒家坝群解体的基础上建立起来的 1 9 9 2 ， 李建中 。该群北以娘娘坝一舒家坝断裂与下古生界李子园群相接，西起礼县洮坪乡， 向东经天水娘娘坝、两当寺至陕西风县，再向东被白垩系地层覆盖。该群可与东秦岭 刘岭群的青石垭组和桐峪寺组相对比。李坝群由上至下可分为山台山组、徐家坝组、 贺家磨组和大山坝组，总体厚度大于2 5 0 0 米。主要为一套由完整鲍玛序列～不完整鲍 玛序列为主的浊积岩组成，见生物深水遗迹化石和底模构造 李育慈等，1 9 9 3 ；孙省 利，1 9 9 4 。 D ，L b 4 底部为灰色～灰黑色泥灰岩夹钙质板岩；中上部为浅灰色～灰黑色条带状泥 灰岩、泥晶灰岩、砂屑灰岩及结晶灰岩。灰岩中有灰黑色泥质条带，泥质条带厚 0 ．2 c m ～0 ．9 c m 。该组未见顶，厚度大于5 1 2 米。属水体较深的静水环境产物。 D ，L b 3 主要为灰～灰黑色板岩或粉砂质板岩。底部多为粉砂质板岩夹细砂岩，向上 砂质逐渐减少，而泥质和钙质逐渐增多；上部是板岩夹砂岩细层。厚度为7 2 3 米。该 组中见有大量深水遗迹化石、槽模、砂纹交错层理和平行层理等浊积沉积构造，其鲍 玛序列主要由T e e d 和T d e 组成。 D L b z 总体上由灰～灰绿色中细粒薄～中层砂岩、粉砂质板岩和板岩组成。下部为 灰色～灰绿色中细粒砂岩、粉砂岩夹粉砂质板岩或板岩。砂岩单层厚1 0 c m ～3 0 c m ，向 上逐渐变薄。砂岩中见粒序层理、砂纹层理、波状交错层理及平行层理、底面槽模、 工具模等冲刷构造；中部为灰～灰绿色砂板岩互层。砂岩单层厚4 c m - 2 0 c m ，其中可见 波状交错层理、平行层理槽模等沉积构造。板岩顶面多见深水遗迹化石 李育慈等， 1 9 9 3 和底模构造。厚度为6 9 8 米。该岩组中常见的浊流沉积序列由T e e 、T d e e 、T d e 和T e d ，个别砂岩层中可见完整的浊流沉积序列T a b c d e 结构。 D ，L b l 主要由灰色～灰绿色厚层砂岩组成。砂岩单层厚度一般大于3 0 c m ，最厚可 达3 5 0 c m ，具粗糙的粒序层、小型砂纹斜层理、小型交错层理、爬升波状层理以及槽 模和沟模等冲刷构造等。该段厚度大于4 8 9 米 未见底 ，常见浊流沉积序列为T a b c 、 T a e 、T a c e 和T e d e 。 西汉水群类复理石建造西汉水群为沉积环境相对较稳定的浅海陆棚相碳酸盐岩和 碎屑岩互层所组成。西汉水群分布于礼县～麻沿河断裂以南及吴家山古岛南北两侧的 西成广大地区。西汉水群由上至下分别为厚层灰岩、条带状灰岩夹石英砂岩；粉砂质 页岩、粉砂岩、石英砂岩局部夹薄层灰岩；灰岩夹石英砂岩和粉砂质页岩；石英砂岩、 杂砂岩夹页岩和粉砂质页岩组成。 大草滩群磨拉石建造大草滩群由紫红色、灰绿色为主的砂砾岩、砂岩、粉砂岩 夹泥质条带组成的山前洪积裙或山前磨拉石堆积。厚度大于5 8 0 1 米。大草滩不整合于 下伏不同时代地层之上，与下古生界李子园群和中泥盆统李坝群呈断层接触。该群分 布于武山杨河、礼县固城、天水甘泉等地。 1 ．1 ．3 石炭系 礼岷地区石炭系主要为沿着麻沿河一礼县大断裂北侧分布的中石炭统中川组地层 c z 。中石炭统中川组与下覆的中泥盆统李坝群呈不整合接触，厚度3 0 6 6 米，分为 上下两段。上段为石英砂岩粉砂岩与页岩互层，下段为灰岩夹钙质页岩及粉砂质页岩。 中石炭统中川组经绿片岩相变质及接触变质叠加而成为变质砾岩，砂岩、角岩、千枚 岩和大理岩。 1 ．I ．4 二迭系 礼岷地区二迭系地层主要位于教场坝一带，为下二迭统。上部为薄～厚层灰岩、 泥质灰岩夹粉砂岩，中部为黑色硅质岩、硅质页岩、含燧石泥质灰岩，下部为砾岩、 含砾石英砂岩。 1 ．1 ．4 中新生代沉积建造 区内仅零星出露中下侏罗统地层，岩性为一套陆相沉积的黄褐色、灰褐色砾岩、砂 砾岩、砂岩、粉砂岩和砂质泥岩。厚度大于3 1 2 米。第三系在本区出露较广，与中泥 盆统及石炭二叠系呈断层接触。下第三系为红色砾岩、砂砾岩和砂质泥岩；上第三系 为红色砂质粘土、砂砾层。 L J 趔L o 坐一前卦1 塑～ 图l - 1 礼岷前陆盆地中上泥盆世沉积示意图 6 1 ．2 前陆盆地构造型式及发展过程 中晚奥陶世，扬子北缘秦岭地块向北俯冲与秦岭群为主体的古岛链碰撞，随着秦 岭洋盆的闭合和北秦岭冲断造山带向南仰冲，引起扬子板块北缘地壳负载挠曲下弯， 形成前渊和前隆，在前隆以南吴家山古岛以北形成浅水隆后盆地。 前隆扬子北缘泥盆纪海域中存在一条明显的隆起，即现礼县．自云．山阳 山阳． 风镇断裂 断裂带相对应的断续相连的古岛锁龙．罗汉寺一长坪一迷魂阵．板板山前泥盆纪 隆起带。由此说明该期自东至西秦岭俯冲碰撞带的前陆隆起普遍存在，而隆起层位则 为泥盆纪沉积基底。礼岷地区前隆为孟家沟群地层。盂家沟群时代为奥陶纪，其上是 否存在志留系地层尚未明晰。有两种可能，一是碰撞早期，整个区域被迅速抬升，志 留纪没有沉积；另一种可能性是志留纪有厚度不大的沉积，但被泥盆纪巨厚沉积所覆 盖，而前隆部位的志留系地层则一直处于剥蚀区，现在的锁龙古岛可能是志留系地层 完全剥蚀而仅出露奥陶纪地层。两种情况相较，后者可能性更大。 前渊前渊沉积主要为中泥盆统李坝群和上泥盆统大革滩群。前渊早期处于较为 动荡的沉积环境，即深海浊流沉积。李坝群从下至上沉积层序为粗碎屑岩．细碎屑岩． 不纯碳酸盐岩，陆源碎屑占9 5 ％，碳酸盐岩占5 ％。李坝群的沉积物源既有来自前隆区 的剥蚀物，又有北秦岭一祁连古陆搬运而来的碎屑。前渊早期以来自前隆区的陆源碎 屑沉积为主，随着俯冲的加剧，前渊的面积越来越小，两个地块越来越近，陆源碎屑 则主要来自于北秦岭．祁连陆块。晚期隆升，则来自北方物源的砂、砾岩迅速堆积，形 成陆相磨拉石建造。 隆后盆地锁龙口古 隆起之南的西汉水类复理 表1 - 1 前陆盆地沉积地层一览表 石建造形成的浅海～滨海 沉积的西成盆地 吴家山 古岛北部 ，处于隆后位 置。该盆地的演化比较复 杂，它既受北部前陆盆地 的影响，又受南秦岭伸展 断陷背景的约束。泥盆纪 同生断裂和热水沉积岩在 地层前陆盆地前隆隆后盆地 石炭系 中川组 C 2 Z 未沉积 大草滩群 D 3 d c 洞山组 D 3 J 山台山组 泥盆系 李坝群 徐家坝组 珥L b 贺家麝组 西汉水组 D 2 X 大山坝组 志留系吴家山组 s ，w 盂家沟群 奥陶系 孟家沟群 O M l 7 f O M 隆后盆地内广泛发育，形成了一系列的铅锌金等多金属成矿系列。 褶皱冲断带西秦岭地区下古生界李子园群在俯冲碰撞带的北秦岭南缘，正处于 褶皱冲断带位置，该套岩系为绿片岩～角闪岩相，变形强烈。 图1 - 2 礼岷前陆盆地D 2 C 2 构造演化示意图 综上所述，礼岷前陆盆地的形成，显示了西秦岭地区由伸展转向挤压的力学机制。 中泥盆世，由于晚加里东运动的持续发展，扬子板块继续向华北板块俯冲，西秦岭札 岷地区表现为扬子板块沿武山～天水断裂 商一丹断带西延 向北秦岭和祁连地块俯 冲，但随着晚古生代秦岭微板块从扬子板块中的分离，即南秦岭洋的诞生以及接踵而 至的特提斯洋的逐步扩张，该盆地在总体俯冲收敛的构造背景下迭加了新的相对扩张。 礼岷前陆盆地在中泥盆世接受沉积时，发生了迅速沉降，该沉降带沿着礼县一麻沿河 断裂，即前陆隆起之北界深大断裂迅速下陷，形成了深海一半深海的浊积岩相沉积。 因此，礼岷盆地自沉积始就不是一个典型北深南浅的楔形周缘前陆盆地。西秦岭地区 自泥盆纪～三迭纪，至少发生过两次大的裂陷活动。中泥盆统李坝群沉积物源有两个、 一个是来源于北部陡倾斜的北秦岭一祁连古陆的火山一次火山碎屑，另一个可能来自 前陆隆起的剥蚀产物。沉积盆地早期，盆地南侧由于迅速下陷，其沉积物源主要来源 于前隆剥蚀区，盆地北部，则主要源于北秦岭一祁连。随着盆地的抬升和前陆隆起剥 蚀程度的加剧造成盆地前渊与前陆隆起部位的高差降低，搬运前陆物源的能力逐渐减 弱，此时盆地沉积物以北源为主。上泥盆统大草滩群主要沉积于盆地北部，为一套覆 盖于中泥盆统李坝群和下古生界李子园群之上的陆相磨拉石建造，该建造代表了盆地 的首次隆升。早石炭世，礼岷盆地已经抬升，未接受沉积。中石炭统中川组以含砾石 英砂岩，细砂岩和少量碳酸盐岩为特征的复理式建造在盆地南部沿深断裂麻沿河一礼 县断裂北侧作有限区域分布，显示了中石炭世又一次裂陷活动的开始。盆地西部，洮 坪一盂家沟古陆以西，大面积的二迭～三迭的巨厚沉积说明了西秦岭地区海西期的裂陷 活动之强烈。临潭一麻沿河断裂以北的晚石炭世东扎口组海陆交互相 局部磨拉石相 到P ，的大关山群的浅海台盆相P 的石关群的复理石相，显示了石炭纪晚期的一次隆升 和二迭早期裂陷活动开始的过程。该次裂陷在整个西秦岭地区规模较大，然而由于礼 岷盆地紧靠北秦岭一祁连前陆位置，已经隆起的前陆盆地没有再次沉降而接受沉积。 由于扬子板块向华北板块的俯冲对接面的不规则性和俯冲的斜向穿时，使整个俯冲带 前缘区具有～个左形走滑的应力趋势，这种走滑作用在海西期 3 1 5 M a ，许志琴，1 9 9 8 曾一度较强，并对该盆地的演化产生一定的影响。礼岷盆地东窄西宽不规则形态和海 西期大规模不协调褶皱形态主要是该走滑作用对沉积盆地的改造作用所致。印支期微 秦岭板块与北秦岭一祁连板块全面碰撞并造山，礼岷地区全面隆升，碰撞花岗岩沿着 礼县一罗坝一锁龙口和礼县一洮坪深大断裂及所夹地带上侵，形成花岗岩群，即中川 岩体、碌础坝岩体、闻井岩体、教场坝岩体和柏家庄岩体。伴随着岩浆侵位和造山后 伸展作用，该地区在经历复杂的逆冲推覆、韧脆性剪切及伸展拉张等造变形后转入陆 内演化阶段，在隆起的基底上由于张裂和剪切作用而形成自侏罗纪至第三纪山间断陷 内陆红盆。 9 中川地区构造活动分析 固t 团。困s 田t 口s J 不整合界限2 变质带界限3 断裂4 矿床 点 5 变质带编号 图2 - 1 中川地区地质图 0 单蝻￡汲 一龇僦一 秃懈哽矧 一一～一 一 竹 鲁} 。旧．辨雌舻毗嘶 南∞段D南咖嘏㈦心约强系 ～一一一 2 ．1 中川地区现今构造格局 中川地区褶皱构造、断裂构造均十分发育，其构造骨架为石家河坝复向斜和礼县 一洮坪、礼县一罗坝深大断裂共同组成的构造体系。中川地区还非常发育节理系， 这些节理系为该地区不同时代和不同变形期次构造活动的结果。 A 褶皱体系该地区褶皱构造可分为四级，其中I 级褶皱为石家河坝复式向斜， I I 级褶皱构造为马乌背斜和张凤坡背斜。 石家河坝复式向斜区内主干