瑶岭 石人嶂钨矿构造动力特征探讨.pdf

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第 2 3卷第 3期 2 0 0 8年 6月 中圈鹆善 Ch i na Tu n g s t e n I n d u s t r y Vo 1 . 2 3 J O . 3 J u n. 2 O O 8 文章编号 1 0 0 9 0 6 2 2 2 0 0 8 0 3 0 0 0 1 0 6 瑶岭一 石人嶂钨矿构造动力特征探讨 李社宏 , 李文铅 ,一 , 赵凤生 , 褚燕生 , 梁前勇 , 严成文 ,4 1 . 中国科学院 广州地 球化 学研究所 成矿动力学实验 室, 广 东 广州 5 1 0 6 4 0 ; 2 . 有色金属矿产地质调查 中心 , 北京 1 0 0 0 1 2 3 . 梅子 窝矿业 有限责任公司 , 广东 始兴 5 1 2 5 2 7 ; 4 . 中国科学院 研究生院, 北京 1 0 0 0 3 9 摘 要 瑶岭一 石人嶂钨成矿区属于华南钨矿成矿带, 包括瑶岭、 石人嶂和梅子窝三个矿床。 这几个矿床具有相同的 大地构造背景,与华南地区钨成矿动力背景一致。该区域主要在加里东期挤压作用下形成复式背斜和断裂构造雏 形. 在印支一 燕山期构造作用下再次活动。 构造作用在矿区地表形成 4组主要断裂。 在燕山后期一 喜山期构造运动时, 有 6期改造和破坏矿脉作用存在, 其中近东西向和北西向断裂是矿脉充填的主要断裂 , 北东向的剪切作用是破坏矿 脉的主要断裂。由于岩浆作用持续时间长, 多次侵位 , 成矿流体分异充分, 在构造裂隙中形成石英脉型黑钨矿, 成矿 流体在围岩孔隙中扩散形成浸染状白钨矿化, 在花岗岩内外接触带形成矽卡岩型白钨矿化。 关键 词 瑶岭; 石人嶂; 梅子窝; 黑钨矿; 白钨矿; 构造动力学 中图分类号 P 5 4 2 P 6 1 8 . 6 7 文献标识码 A 1区域大地构造背景 瑶岭一 石人嶂地 区行政区划隶属于广东省韶关 市始兴县。在此区域 内从西向东依次有瑶岭、 石人嶂 和梅子窝三个钨矿床 。这三个钨矿床处于相 同或相 似的构造单元 , 彼此间距不超过 1 2 k m, 见图 1 。该区 在构造上隶属于闽粤加里东隆起 区之粤中海西坳陷 的北东端 ,属印支褶皱构造分区中的粤北瑶岭复背 斜之东部。 在次级构造单元上 , 瑶岭钨矿属瑶岭复背 斜核部 .而石人嶂和梅子窝钨矿所处的次级构造为 石人嶂复式背斜的两翼。 其北部为始兴向斜构造 , 轴 向近东西。而石人嶂复式背斜轴 向近南J I [ i - 2 } 。 图 1瑶岭、 石人嶂、 梅子窝钨矿田区域地质图 据瑶岭、 石人嶂和梅子窝矿区资料修改 收稿 日期 2 0 0 7 1 2 1 1 作者简介 李社 1 9 7 7 一 , 男 , 陕西城固人 , 博士研究生 , 主要从事大地构造与成矿研究 ; 李文铅 1 9 6 2 一 , 男 , 山东牟平 人 , 研究员 , 主要从事大地构造与成矿研究。 图 第 四 系 冈 断 层 I . .. ...一 _J [ 习 花 岗 闪 长 岩 口二 长 花 岗 岩 囚 白 垩 系 钨矿化带 囡 二 云 母 岗 岩 回 英 安 玢 岩 陶系 I . . . . . _J 匹 倒 转 背 斜 匪 炭 系 地质界线 岗岩 豳背 斜 围 尼 盆 系 l 不 整 合 界 线 囡石 英 斑 岩 圈 向 斜 武系 匦 转 向 斜 维普资讯 2 中闭钨嚣 第 2 3 卷 加里东期构造作用形成 的花岗岩在区域上主要 出露于粤北东部的连县、 苗尔山和研究区东南部 禾 洞岩体 等, 区内为梅子窝矿 区东南部的都坑英安玢 岩。印支期和燕 山期构造作用形成的岩体, 在粤北地 区广泛出露。印支期形成的二长花岗岩和花岗闪长 岩等在矿区东北部文政坑、 师姑 山等地 出露。 燕山期 的花岗岩、 黑云母花 岗岩为本 区主要岩体 。 华南地区与钨矿关系密切的花岗岩有一显著的 特点。 就是近东西向分布。 舒 良树等将南岭地区花岗 岩划分为骑 田岭一 九峰 山带 北带 、 大东山一 贵东岩 带 中带 和佛 冈一 新丰江带 南带 等 3条近东西向 的花岗岩带嘲 。瑶岭钨矿 、 石人嶂钨矿和梅子窝钨矿 三个矿床出露位于九峰岩体之南 、 贵东岩体之北, 西 有丹霞盆地 , 东为南雄盆地。 在此狭窄的地区内有瑶 岭的白基寨岩体 、石人嶂洞 口山岩体和梅子窝嶂下 岩体等多个不同规模的小花岗岩体 出露,整体呈近 东西向展布 图 1 。 区域上在华南前震旦纪一 早古生代强烈褶皱一 变 质 的基础上 。 有萍乡一 桂林断裂带 、 龙岩一 大埔一 海丰 断裂带、 赣江断裂带与四会一 吴川断裂带、 茶陵一 广昌 隐伏断裂和梧州一 四会隐伏断裂这五大断裂 。 前四 条近北东向, 梧州一 四会 隐伏 断裂为近东西向, 瑶岭一 石人嶂正是此断裂的向东延伸部位 。区域性断裂的 走向与区域性花岗岩的展布方 向一致 .说明断裂作 用与花岗岩的产生有一定的耦合关系。 沿上述深大断裂, 有大量的钨矿床 点 出露 , 矿 点整体呈北西西向分布。代表性的矿床 点 为湖南 柿竹园钨矿 , 江西西华山、 大吉山、 盘古 山、 岿美 山、 漂塘钨矿 , 广东莲花 山钨矿 、 锯板坑 、 河 口山 、 师姑 山、 瑶岭钨矿 、 石人嶂钨矿等。这些矿点受岩浆和构 造控制 , 常常具有相同的深部构造动力学背景。 也常 常具有相同的矿化和构造特征。 2 区域 动力学背景 关于 南岭造 山带构造 演化 存在 多种分 歧 , 有 “ 沟一 弧一 盆” 模式、 对接模式、 “ 特提斯多岛洋” 模式 和华夏岛弧系模式等 .现在多数学者把南岭造山带 称为加里东造 山带19 ] 。研 究表 明南岭地区主要有三 期构造作用,分别为总体拉张背景的加里东期构造 作用[ 2 , 1 0 - 1 1 】 , 以区域上广泛 出露 的花 岗闪长岩为特征 的印支期构造作用和与钨矿化有关的复合“ S ” 型花 岗岩体为代表的燕 山期构造作用 。 加里东挤压一 走 滑一 岩浆事件使南 岭变为华南 陆区[5 I l 。 强烈的挤压作用形成 区域上大量近东西向 的断裂。 这些断裂虽然被后期的构造作用改造, 但在 区域上仍然可 以从断裂带主要沿东西 向展布得到证 实。华南地区不仅形成一系列近东西 向的褶皱群和 断裂系 。 也产生了加里东期近 N E向花 岗质岩体。这 些花岗岩 以钙碱性花岗岩为主, 反映岛弧环境。 印支运动在华南地区表现为以碰撞一 挤压一 推 覆一 隆升为主构造事件【 瑚, 这一期构造运动形成了区 内北西向和近南北向的褶皱构造。伴随这次事件形 成 了华南地区晚印支期花 岗岩主体 ,属于岩浆重熔 型过铝质富钾质花岗岩。这一时期的花岗岩具有较 高的 w、 S n 、 N b 、 T a 含且【 。但 由于这一阶段岩浆活 动与地幔作用并不强烈 ,除铀矿外 由于缺少地幔物 质 的加入很难成矿【 坷 。 燕 山期是华南钨矿 的一个主要成矿时期。燕山 早期南岭地区进入一个新的构造发展阶段 ,地壳拉 张裂解 , 有大量的地幔物质加入 , 形成如 A型花岗岩 和煌斑岩脉。由于地幔物质加入提供了大量热量 , 同 时地幔也提供了部分成矿物质。华仁民等【 7 1 将华南 燕 山期划分为早、 中、 晚三期 , 又将 中期划分为两个 阶段 , 第一阶段 1 7 0 ~ 1 5 0 Ma 】 以大规模陆壳重熔型花 岗岩侵位 为主 , 但成矿较少 , 第二阶段 1 5 0 ~ 1 4 0Ma 发生了大规模的 w、 S n及其他稀有金属成矿作用【埘 。 陈培荣等提 出,南岭燕山早期花岗岩类的地球动力 学背景应是继 印支造山运动以后的一种后造 山大陆 裂解作用[ 1 8 1 综合分析.华南地区在加里东期就有广泛的构 造动力作用 , 形成大量的东西 向的断裂 , 沿这些断裂 局部地段有岩浆上侵形成岩体 , 同时, 该期次的断裂 现在一般都被后期的断裂改造或错断.但此段时间 内并未形成大量的 W 矿床。 到印支一 燕山期 , 由于构 造作用, 断裂再次活跃起来 , 代表性的有近东西向的 定南一 韶关一 连县深大断裂 。构造运动引起地幔物 质上侵释放热量 、 熔融地层等形成花岗岩岩体 . 产生 成矿流体。同时, 这些深大断裂及其次级断裂 、 裂隙 提供了 W 矿的成矿流体通道和成矿空间。 成矿元素 在 以 F 、 C 1 、 B为主要运移矿化剂 的作用下 .多以络 合物 的形式在成矿流体 中运移到近地表或地表的构 造裂 隙中。同时活化 了地层 中的 W. 最终形成高浓 度的成矿流体在构造有利部位聚集成矿。 3矿区构造 瑶岭一 石人嶂一 梅子窝的成矿地质条件基本相似 . 各矿区内地层均出露有寒武系和奥陶系浅变质碎屑 岩与泥盆系碎屑岩碳酸盐岩;区内构造作用发育. 褶 维普资讯 第3 期 李社宏, 等 瑶岭一 石人嶂钨矿构造动力特征探讨 3 皱构造有复式背斜和 向斜, 较大断裂主要为北西西 向 与北东向两组。 岩浆岩主要有加里东期梅子窝东南部 的都坑英安玢岩,印支期石人嶂的嶂下花 岗闪长岩 体, 燕山期瑶岭白基寨的花岗岩等 图2 、 3 。 瑶岭、石人嶂、梅子窝矿 区位于瑶岭复背斜东 段 , 复背斜核部寒武系、 奥陶系地层经历 了强烈的褶 皱 , 与区域构造背景一致 , 形成近东西向的瑶岭复背 斜雏形。 经印支 褶皱北西和近南北 向 、 燕 山运动的 构造作用叠置, 形成了一系列紧密直立 、 倒转的复杂 线状褶皱。这些褶皱走 向以北北东向或近南北向为 主 , 如瑶岭竹 园背斜 、 石人嶂矿 区的黄草 山向斜、 珀 坑一 莲花山背斜 、 刀背 山向斜 , 梅子窝矿 区的横路下 向斜、 杨梅山背斜等。 g 翻 奥陶系中一 上统医 陶系中 一 下统[ 蔓 武系上部 [ 要] 燕山 早 期 黑 云 母 花岗 岩匪 岗 闪 长 岩 [ 至 ] c 碍 长 岩脉 舌 j 花 岗 岩 斑 岩 脉E 层E 二 矿 脉 图 2瑶岭钨矿构造简图 瞧 砂 岩 哭 椒 岩 _ 板岩夹砂岩 篓 , 强 斑 岩 脉 条 带 状 硅 质 l胛 抛 石 脉 _ 一军 袁 襞 翥 板 岩 未 二 矿 化 带 ,燕山 翅 帮. ; _背 斜 二云 母 花 岗 岩 山 期石英斑岩 々 _同 斜 { 印支期花岗 闪长岩 一 侧转岢 斜 { 加里东期英安玢岩 转向斜 \、 一一实测、 推测东西向张扭性断层 挟测、 推测北东向压扭性断层 \ \实测、 推测北北东向旋扭性断层 , ‘ ’ / ., i 都坑岩体 图 3石人嶂一 梅子窝钨矿构造简图 区内的断裂构造经历 了多期活动叠加 , 形成 复 东期 , 后期充填有 印支期的煌斑岩 , 属继承性 多期 杂 的断层或裂隙带系统 , 按几何形态与力学性质可 次活动断裂 , 并被近南北 向 西部 或北东向 东部 分为近东西 向张性一 张扭性断裂 带、 北东 向压性一 压 断层所切割。 扭性断裂、 北北东 向压扭性断裂和北西 向断裂裂 隙 3 . 2北东 向压性一 压扭性断裂 带 四组主要断裂。其 中, 近东西一 北西 向断裂带的次 该组断裂在全区均有分布 , 但 以梅子窝地区更 级北西一 北西西向微细裂 隙带是钨矿 的主要成矿构 为发育 。 断裂性质 以斜冲 断层 为主 。 平面上呈左行 造 , 见图2和图 3 。 平移。断裂走 向主要为 4 O ~ 6 O 。 , 与区域地层走 向及 3 . 1近东西 向张性一 张扭性断裂带 褶皱轴 向大体上一致 ,断面在梅子窝矿区倾 向北 本组断裂是三个矿点内的主干断裂 , 主要有瑶 西 , 在石人嶂矿区倾 向为南东方 向, 倾角 6 O ~ 8 O 。 , 常 岭竹 园断裂 、石人嶂和梅子窝地 区的梧桐窝一 蕉树 有多条密集断层构成一个强烈挤压断裂带。在瑶岭 窝断裂和洞 13山一 嶂下断裂。走 向北西向, 倾 向北东 的北东部松 山、 北峰坳 、 洞 木坑顶等以大角度与区 O ~ 3 0 /5 0 ~ 7 O o 。断裂破碎带内发育有构造透镜 域大断裂相交 ,倾 向以南东为主 ,倾角一般在 3 O ~ 体、 片理化带。 后期发育有羽状节 理, 在 断面上具有 6 O 。 之间。 断裂带内见有压性构造透镜体 以及片理化 相互交错 的水平与垂直擦痕 。断层最早形成于加里 带 , 发育充填 不规 则的石 英脉 , 明显切割北西 向断 维普资讯 维普资讯 第3 期 李社宏。 等 瑶岭一 石人嶂钨矿构造动力特征探讨 5 加里东期断裂为后期断裂的先导 。三个矿区的 断裂 以这期断裂为基础 . 此断裂为区域上的. 在矿区 反映不明显。 N W W S E E为一组逆冲断裂, 以竹园断 裂为代表 , 为印支期伴随“ 瑶岭复背斜” 的形成而产 生, 这与南北向挤压作用有关。这一断裂多次活动, 产生了大量裂隙 , 主要有剪切力和张力作用。 到燕山 晚期区内发生了轻微扭性作用 ,表现 为断裂延伸方 向发生扭转和岩石地层 的局部变形.这与南北 向挤 压作用后 , 应力释放作用有关。 区域上钨矿 多分布在加里东期褶皱 的鞍部 瑶 岭 、 倾伏端 石人嶂 和倒 转翼 梅子窝 等处。北西 向与近南北向、 北东向断裂叠加发育 , 与其相邻或所 夹持的北西向张性次级微裂隙带亦发育。这些都是 一 种应力集 中区和构 造岩浆 活动一 钨 富集成矿 中 心 , 易于形成规模较大的钨矿床。垂 向上 , 两矿区被 夹持在南、北两侧二个产状相 向的北西 向一 近东西 向张性大断裂带间.能够形成深度很大的陡倾斜微 裂隙带。 从瑶岭至石人嶂 , 再到梅子窝 , 构造断裂在瑶岭 表现强烈 , 有大量 的微裂 隙发育 , 但地层覆盖较厚 , 岩浆侵位离地表远。向东南到石人嶂和梅子窝矿区 断裂规模变大 , 小断裂减少 , 断裂 向下延伸深。从现 阶段来看 .瑶岭钨矿区多数的石英脉型黑钨矿脉延 伸到花岗岩很快变小尖灭,而在石人嶂和梅子窝含 矿石英脉延伸到岩体外带的花 岗闪长岩中。可见应 力作用在向南东有增大趋势 , 其深部动力作用强烈。 5动力学背景对成矿的影响作用 w 在地壳中丰度为 1 . 1 x 1 0 ,上地幔 0 . 3 x 1 0 , 下地幔 0 . 1 x l 0 , 地核 为 4 . 9 1 O , 最主要富集在地 核和地壳中。 故而看来钨在地壳、 地幔分异中有强的 亲石元素特征。在 中国华南花岗岩中 w 的丰度为 3 . 4 4 x l 0 r 6 , 比正常地壳的丰度高出 3倍。中国华南燕 山期花岗岩 w 的丰度为 5 . 2 1 O , 世 界花 岗岩中 w 的丰度为 1 . 5 x 1 0 。由此可见, 整个华南花 岗岩中都 有高 W 的背景 , 而以燕山期花 岗岩为峰值。 同时 , 华 南沉积岩钨含量值为 泥质岩类 1 2 . 1 8 x 1 0 , 砂质岩 类 1 O . 4 9 x l 0 .碳酸 盐岩 0 . 6 3 X 1 0 ,火 山沉积岩 1 2 . 2 8 x 1 0 .可见整个华南地区普遍存在一个 高 W 的异常背景【 。反映出地壳元素分布 的不均衡性和 华南具有 良好的 w 矿成矿条件 , 只要具备适当的构 造动力学条件和热量就可能形成钨矿矿床。 瑶岭钨矿、石人嶂钨矿和梅子窝钨矿等三个矿 区具有相同的构造背景 ,受相 同的成矿力学性质控 制。其成矿机理和成矿条件相似。 在加里东期 . 因受南北 向的挤压 , 形成一系列区 域上近东西 向的复式背、 向斜和断裂构造裂隙。 但在 区 内无明显岩浆活动 , 故未见此时期形成 的钨矿化。 到晚印支一 早燕 山期时 , 受东西 向挤压作用 , 形 成矿区大量北西和近南北 向的背向斜构造。由于构 造活动再次活跃起来 .这对原来加里东期的构造裂 隙也有一定的影响。尤其可能加深 了近东西向的断 裂。燕 山期由于构造活动使得高含 w地壳熔融 , 形 成花岗岩上侵 , 对成矿可能起 到了预富集作用 。 但从 整个华南来看 ,在晚 印支一 燕 山早期的花岗岩并未 形成大规模的成矿 .这可能与燕 山早期岩浆活动时 间 比较集 中.快速的岩浆上侵 后使得成矿流体没有 充足的时间从岩浆中分离 出来有关。 到燕 山中期 , 构 造活动频繁 , 持续时间比较长 , 同时也活化了前期的 花 岗岩 。有证据表 明华南地区花岗岩有多期次侵位 的特 点[2 0 - 2 2 ] . 成矿流体有充足 的时间从岩体 中释放 出来 ,沿裂隙向上运移 ,甚至在构造裂隙中形成循 环 . 这样热的流体萃取部分地层 中成矿元素. 最终沿 构造裂隙形成石英脉型黑钨矿。由于成矿热液冷凝 时问持续长 . 分离作用明显 . 矿化剂载体分离出来形 成萤石 、 电气石 、 硫化物等充填于一些羽状裂隙中. 并在矿脉的边缘无强烈的蚀变边。 同时, 由于长时间 的构造活动带来 了持续的热量 , 使得围岩 主要为砂 岩 中有少量的成矿流体在地层 中的空隙中运移, 最 终形成浸染状 白钨矿化 。 而在岩体的内外接触带, 由 于部分灰岩地层 白基寨地区 则形成矽卡岩型白钨 矿化。根据付建明等对石人嶂矿区辉铝矿 的 R e O s 同位素年龄测定结果表 明石人嶂钨矿成矿年龄为 1 5 9 . 1 2 . 2 Ma , 属于燕山中期[2 3 1 。 W、 Mo为高温型矿床 , 当燕 山中期过后 , 构造动 力作用并未完全结束 , 此时成矿脉体 已经形成, 强烈 构造活动拉断了矿脉 , 形成大量的左行走滑 , 以近东 西向断裂为代表 , 构成破坏矿体主要因素 。 6结论 1 瑶岭、 石人嶂和梅子窝三个矿床同处于华南 动力学体系内, 在加里东期形成区域构造雏形 , 在 印 支期和燕 山期构造作用下 , 继续产生大量断裂 , 在矿 区形成近东西 向张性一 张扭性 、北 东向压性一 压扭 性 、 北北东向压扭性和北西向等 4组主要断裂。 其 中 近东西 向张性一 张扭性 断裂和北西 向断裂与成矿关 系密切 .而北东向的剪切作用是破坏矿脉 的主要控 制动力因素。 维普资讯 6 中国鹚毋 第 2 3 卷 2 矿区断裂主要有 6期。后期断裂改造了前 期断裂 , 在新断裂形成 的同时也形成 了断裂 内充填 的石英脉。其中主体成矿石英脉倾 向为北西向和近 东西向。 3 长时间持续的岩浆活动和成矿流体缓慢的 冷凝作用 , 在裂隙中形 成石英脉型黑钨矿 , 在 围岩 孔隙中形成浸染状和星点状的白钨矿化 , 在花 岗岩 的内外接触带形成矽卡岩型 白钨矿化 。 参考文献 【 l 】 王 燕, 陈梦熊, 李明高, 等.广东瑶岭钨矿矿化类型多样性及成 矿规律研 究叨.矿 产与地质 , 2 0 0 6, 2 0 4 3 3 4 3 3 9 . 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Me i z i w o Mi n i n g C o ., L t d . , S h ix i n g 5 1 2 5 2 7 , G u a n g d o n g , C h i n a ; 4 . G r a d u a t e S c h o o l , C h i n e s e A c a d e my o f S e i e n c e s , B e i j i n g 1 0 0 0 3 9 , C hin a Ab s t r a e t Ya o l i n g S h i r e n z h a n g a r e a , i n c l u d i n g Ya o l i n g , S h i r e n z h a n g a n d Me i z i w o t u n g s t e n d e p o s i t s , b e l o n g s t o t u n g s t e n m e t a l l 0 g e n i c z o n e i n S o u t h C h i n a . T h e t h r e e t u n g s t e n d e p o s i t s e n j o y t h e s a me t e c t o n i c b a c k g r o u n d i n c o n s i s t e n t w i th t h e t u n g s t e n t e c t o n i c d y n a mi s m o f s o u t h C h i n a .P r e s s u r e f o r c e w a s c r e a t e d b y c o mp l e x a n t i c l i n e a n d f a i l u r e i n C ale d o n i a n o r o g e n y a n d t h e n f a u l t s r e mo v e d i n I n d o C h i n e s e e p o c h .I n t h e s u r f a c e t h e r e are 4 ma j o r r u p t u r e s .T h e d e s t r o y e d mi n e r a l v e i n i s c o mp o s e d o f 6 t i me s i n w h i c h t h e n o rt h - w e s t a n d e a s t - we s t f a u l t s are f a v o r a b l e t o f o r m mi n e r al v e i n a n d the n o r t h - e a s t f a u l t d e s t r u c t mi n e r a l v e i n .Be c a u s e t he ma g ma e mp l a c e me n t a n d th e flu i d d i f f e r e n t i a t i o n h a s l ast e d f o r a l o n g t i me , t h e wo l f r a mi t e c r e a t e d i n t h e N- W a n d n e ar E - W s t r i k e c r a c k s . T h e s c h e e l i t e f o rm e d wh e n t h e fl u i d d i ff u s e s l o wl y i n p o r e s p a c e i n w a U r 0 c k a n d s k a r n s c h e e l i t e f o r me d n e ar t h e i n t e r f a c e o f gra n i t e a n d wall _ r o c k . Ke y wo r d s Y a o l i n g ; S h i r e n z h a n g ; Me i z i o w o ; wo l f r a mi t e ; s c h e e l i t e ; t e c t o n i c d y n a mi c s 编辑 易圻封 维普资讯
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