陕西陇宝地区陇山岩群特征及成因分析

陕西陇宝地区陇山岩群特征及成因分析

1贺兰-六盘山断陷带陕西省龙宝带位于祁连构造带、北秦岭构造带和贺兰-六盘山断裂带的三个结构单元上，靠近华北板块。是东西向构造带和南北构造带的交汇处。该区域呈三角形，大地构造位置非常特殊。(1)北东部属贺兰-六盘构造带(六盘山断陷带),地层分属六盘山小区,主要由白垩系六盘山群的砾岩、砂砾岩、砂岩、砂质泥岩和第四系松散沉积物组成。以浅表层次北西向构造群落为主,常发育脆性断裂,褶皱为宽缓型等厚褶皱,有少量辉绿岩、花岗斑岩、玄武岩岩脉或岩墙沿构造分布。(2)南西部属北祁连-北秦岭构造带(陇山褶皱束),地层分属陇山小区,主要由早元古界陇山岩群、中元古界宽坪岩群深变质岩(碎屑岩+碳酸盐岩、钙硅酸盐岩+拉斑玄武岩类基性火山岩)和震旦—奥陶系葫芦河群中深变质岩(基-酸性火山岩)组成,形成于大陆边缘裂谷环境。以中北西西向固态流变构造群落为主,总体表现为一破向斜,并侵入了大量的花岗岩。2区域地质特征2.1该层区内出露地层从老到新为早元古界陇山岩群、中元古界宽坪岩群、震旦—奥陶系葫芦河群和白垩系六盘山群。2.1.1牛头山—早元古界陇山岩群(Pt1l)陇宝地区陇山岩群呈北西-南东向展布于陇县关山—八渡一带,北部和东部被白垩系六盘山群不整合覆盖,南部和西部分别被牛头山和龙口峪复式岩基侵位,与震旦—奥陶系葫芦河群未见接触关系。主要由黑云斜(二)长片麻岩、黑云(斜长)石英片岩、斜长角闪质岩、钙硅酸盐岩和白云石大理岩等组成,区域变质程度相当于角闪岩相。岩群遭受多期变质和岩浆岩侵入,原始层序已被破坏,依据其岩石组合特征及相互关系,从下向上可分为5个岩段,岩段之间多呈构造接触。2.1.2岩浆岩的构造和出露本区仅出露宽坪群4岔口组:分布于测区南部地区,区域变质相当于低角闪岩相,从下向上可分为4个岩段:①斜长角闪岩段(Pt2kap):斜长角闪岩、斜长角闪片岩。②长英质岩段(Pt2kpq):黑云斜长片麻岩、含石榴石二云母石英片岩、浅粒岩、斜长变粒岩、斜长石英岩。③大理岩段(Pt2kmb):透闪石大理岩、硅质条带大理岩、黑云母大理岩。④片麻岩段(Pt2kgn):斜长变粒岩、黑云斜长片麻岩。由于受多次构造运动和岩浆岩侵位等原因,使地层出露不完整。该套地层东南部与白垩系六盘山群不整合覆盖,与早元古界陇山岩群未见接触关系,与震旦—奥陶系葫芦河群呈断层接触,总体呈牛头山复式岩基的残留顶盖。2.1.3岩石组和岩组位于区域中部,总体展布为北西西向,区域变质相当于绿片岩相-低角闪岩相,分3个岩组。主要岩性下部为二云斜长变粒岩,白云母石英片岩,含石榴石黑云斜长片麻岩;中部为含堇青石白云母石英片岩、二云斜长变粒岩;上部为斜长角闪片岩、黑云斜长变粒岩,杏仁状团块状斜长角闪(片)岩夹黑云斜长变粒岩。2.1.4磨拉石建造及沉积相主要分布于测区东北部的八渡—固关一带及千河谷地斜坡一带,为一套巨厚的红色山前磨拉石建造,自下而上有三桥组(Ks)、和尚铺组(Khs)、李洼峡组(Kl)。岩性以紫红色砾岩、砂砾岩、砂岩为主,次为灰绿色砂岩夹砂质页岩和黏土岩。该套地层中浅色含砾砂岩层内局部含铜,属沉积类型。含铜层位为和尚铺组下部及三桥组中部。2.2项目2.2.1震旦—褶皱构造本区总体表现为一复杂的破向斜。由于断裂破坏,岩浆岩大量侵位,而使褶皱构造残缺不全。轴部地层为震旦—奥陶系葫芦河群,两翼依次为中元古界宽坪岩群和早元古界陇山岩群。该破向斜的北翼—早元古界陇山岩群含铜铅锌等多金属矿产;该破向斜的轴部——震旦—奥陶系葫芦河群含金铜等多金属矿产。区内北东部六盘山断陷带仅表现为一向北东倾斜的单斜构造,地层主要为白垩系六盘山群。2.2.2断裂发育特征区域断裂主要为北西向与东西向两组。北西向为八渡-虢镇断裂、固关-宝鸡断裂;东西向为拓石-宝鸡断裂。八渡-虢镇断裂(千河断裂)为区域深大断裂,是华北板块与六盘山断陷带分界断裂。破碎带宽50～100m,产状220°～240°∠50°～70°,明显控制了六盘山断陷盆地的形成;固关-宝鸡断裂:为区域性大断裂,断裂带岩石破碎,且强烈蚀变,中生代早期发生张裂,控制了六盘山断陷带的形成,倾向北东,倾角55°～70°,第四纪仍有活动,为正断裂;拓石-宝鸡断裂:即渭河断裂,为区域性深大断裂,切割了元古界—白垩系,是北祁连山构造带与北秦岭构造带的断裂,该断裂发生在早古生代,中生代活动明显,沿断裂带形成白垩纪山间断陷沉积盆地,第四纪仍有活动,为正断裂,近东西向展布,总体产状北倾,倾角50°～75°。其他断裂构造相对较小,多数集中分布于拓石-宝鸡大断裂北侧约15km宽范围内,均为走向逆断性质,具继承性,断距较大。2.3晋宁—岩浆岩区内岩浆岩分布较广,具有分布集中,期次多和类型复杂等特点。主要有牛头山和龙口峪两大复式岩基。晋宁—兴凯期以基性-中酸性火山喷发为主,经变质作用,主要岩性为斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩等;加里东—华力西—印支—燕山期岩性以中酸性岩浆侵入为主,主要岩性为闪长岩、花岗岩。另外,区内少量辉绿岩、花岗斑岩、玄武岩岩脉或岩墙皆沿构造线分布。2.4绿片岩相系红片岩相区内变质作用强烈,主要为区域变质岩和动力变质岩。区域变质岩遍及全区,变质程度较高,且具自北向南逐渐变弱的变化趋势,属绿片岩相一角闪岩相,主要形成片麻岩、角闪岩、片岩、大理岩、变粒岩等。动力变质岩产于各断裂构造带中,形成构造角砾岩、碎裂岩、蚀变岩、糜棱岩化岩石等。3多元素异常表现根据《陇县、香泉幅1:20万水系沉积物测量地球化学图说明书》,该区域内1:20万化探异常按其展布特点可分为2条异常带。北部上官厂—炮石梁组合异常带宽5～15km,长50km,包括了47个单元素异常,其中有乙类综合异常HS19、HS22、HS23和HS26,异常总体呈北西向延伸,主体落于早元古界的陇山岩群分布区。其中HS22综合异常以Cu、Pb、Zn、Mo为主,HS23、HS26综合异常以Au为主,强度较高,浓度分带明显,地球化学特征显示有利于金、铜多金属成矿。南部凤阁岭-固川组合异常带宽10～20km,长60km,包括了68个单元素异常,总体呈近东西向延伸,多落于震旦一奥陶系葫芦河群分布区。异常以Au、Cu、Fe为主,强度高,浓度分带明显。4区域矿产资源特征4.1地层及岩基北矿带地处陇山褶皱北缘地区,紧邻六盘山断陷带,宽14km,长50km,地层主要为陇山岩群,其次为白垩系六盘山群,近东西向和北东断裂发育,北部有龙口峪复式岩基,南部有牛头山复式岩基分布。主要矿点有:三桥铜矿、上官厂铅锌矿、扫帚滩金矿、炮石梁铜钼矿、转角楼铜矿、站沟铜矿等,各矿点特征如下。(1)透辉石大理岩交互部位位于陇县三桥一带,含矿地层为早元古界陇山岩群第三岩性层底部和第二岩性层顶部片状斜长角闪岩及二云石英片岩和透辉石大理岩交互部位。含矿层长20km,呈北西向展布。现地表见铜矿体三条,铜矿化体一条。铜含量0.11×10-2～0.63×10-2。矿石矿物成分以黄铜矿、黄铁矿为主;脉石矿物主要为角闪石、斜长石、石英。矿石类型为二云母石英片岩型、片状斜长角闪岩型(图2)和铁方解石大理岩型(陕西省地矿局第三地质队,2003)。(2)地表铅锌矿体位于陇县上官厂一带,赋矿地层为早元古界陇山岩群钙硅酸盐段白云石大理岩、透辉透闪大理岩和含石墨大理岩。地表铅锌矿体4条,长度100～750m,宽度1.5～3.0m,Pb品位为0.30×10-2～2.59×10-2,Zn品位为0.33×10-2～3.33×10-2,矿石类型属构造角砾岩型。岩石类型为铁白云石胶结的大理岩构造角砾岩型矿石(图3)和铁白云石胶结的石英闪长岩构造角砾岩型。(3)u2004.1位于陇县扫帚滩一带,赋矿地层为陇山岩群黑云石英片岩段,属构造蚀变型金矿化。目前,发现金矿体一条,长度380m,宽0.8～1.7m,Au品位1.00×10-6～7.18×10-6。矿物成分主要为黄铁矿、自然金,少量黄铜矿、闪锌矿、褐铁矿等;脉石矿物主要为石英,其次有正长石、斜长石、黑云母少量绢云母、绿泥石、绿帘石、角闪石、方解石等。矿石为碎斑结构,浸染状、脉状、块状构造。矿石类型为石英脉型和构造蚀变岩(图4)。(4)加业务a型位于陇县炮石梁一带,受断裂控制。含矿断裂构造带呈近南北向展布,在陇山岩群黑云石英片岩段内延伸大于1km,宽0.5～1m,向两端延伸进入燕山期二长花岗岩体中。构造带内充填含矿石英脉,脉体延伸具分支复合现象,推断为压扭性断裂。矿化体是由铜钼矿化石英脉组成(图5),产状79°～93°∠83°～85°,长度370m,厚度0.59m,Mo品位最高1.57×10-2,Cu品位最高1.20×10-2。(5)矿床成因类型矿化体赋存于白垩系六盘山群李洼峡组下部的含砾砂岩地层中,受地层层位控制,呈透镜状,北西向展布,产状45°∠12°,与地层产状一致。已圈出铜矿体长度20余米,厚度1.08m,铜品位0.84%。矿石中砾石成份比较复杂,主要为长英质,次为变质岩或岩浆岩。Cu矿化赋存于含砾砂岩的空隙及砾石的表壳,矿石矿物主要为黄铜矿、铜蓝等。(6)铁、铜矿成分矿化体分布于陇县转角楼一带,产于白垩糸六盘山群三桥组含砾砂岩地层内,沿构造裂隙充填的铁方解石脉中,严格受构造裂隙控制。目前,共见铁方解石脉40余条,分为两组:一组呈北西向,倾向北东;另一组呈北北东向,倾向近于直立而多变。脉铜含量一般小于2.0×10-2。矿石矿物主要为辉铜矿、黄铜矿;脉石矿物以方解石为主。矿石结构为半自形粒状结构,构造为脉状、网脉状、团块状等。4.2地层及岩基分布南矿带地处陇山褶皱束南缘地区,宽14km,长50km,地层主要为震旦—奥陶系葫芦河群,近东西向断裂发育,有牛头山复式岩基分布。主要矿点有:后梁铜铅锌矿、香泉铜矿和凤阁岭铅锌矿等,各矿点特征如下。(1)矿石及矿物组成矿化体产于震旦—奥陶系葫芦河群含堇青石白云母石英片岩和二云斜长变粒岩中。目前已圈出铜矿体一条,长度165m,厚度6.36m。矿体铜平均品位0.42×10-2,矿石矿物以黄铜矿、方铅矿、黄铁矿为主,呈浸染状、细脉浸染状分布。铜的氧化矿物主要为孔雀石;脉石矿物以斜长石、白云母为主,矿石呈碎裂状,按铜矿物赋存的岩石类型将矿石类型分为白云母石英片岩型和铁方解石脉型。(2)号铜矿化裂裂带位于宝鸡陈仓区香泉,赋矿岩体为印支期王家庄超单元翟家沟单元(T)斑状二长花岗岩。目前在该斑状二长花岗岩中发现2条铜矿化碎裂岩带。Ⅰ号铜矿化碎裂岩带,位于香泉大沙沟及吴家沟一带,产于翟家沟单元斑状二长花岗岩与葫芦河群变玄武岩夹变安山岩地层的内接触带中,长1800m,宽40～80m,走向近东西,南倾。带内岩石具碎裂现象,裂隙发育,蚀变较强,具明显的褪色现象,其中含Cu0.08%～3.87%。在其内已圈长450m,厚度2.85～6.94m,Cu品位0.50%～0.67%的铜矿体一条;Ⅱ号铜矿化碎裂岩带,分布于吴家台南侧,产于翟家沟单元的斑状二长花岗岩内的断裂构造中,走向近东西,向北陡倾,受构造挤压岩石破碎较强烈,蚀变明显。长度1100m,宽度平均为2.0m,含Cu0.06%～0.52%。矿石矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿;脉石矿物主要为斜长石、条纹长石、石英。矿石具碎粒化结构,类型为蚀变碎裂二长花岗岩型。5区域矿区位分析5.1区域构造背景陕西省陇县一宝鸡一带大地构造位置有利于金属成矿,其处于北祁连陆缘裂谷构造-岩浆岩带上,其构造演变史十分复杂。早中元古界,在华北板块南缘,发生强烈的拉伸裂陷作用,形成了陇山裂陷海槽和宽坪裂陷海槽,沉积了陇山岩群和宽坪岩群地层,伴随着海底火山喷发和海底热水喷流作用,为陇山岩群地层间带来了成矿物质,形成初始矿源层。新元古代的晋宁运动使陇山和宽坪裂陷海槽闭合褶皱变质造山,拼贴于华北地块南缘。震旦纪—中奥陶世,区内再次发生裂陷作用,形成葫芦河陆内裂陷海槽,由海底基性-酸性火山喷发而形成含黄铁矿多金属硫化物层。加里东运动使葫芦河陆内裂陷海槽封闭褶皱变质造山,同时伴随幔源花岗岩浆侵入。华里西运动使地壳进一步产生陆内造山作用,同时伴随强烈的岩浆活动及区域低温动力变质作用。印支运动产生右行剪切作用,使前印支期地质体及韧性剪切带同步弯曲。伴随弧形构造带的形成,发生大规模陆壳重熔花岗岩的侵入,晚白垩世—早第三纪即燕山运动晚期,发生浅层大陆壳内断陷作用,形成区内六盘山白垩纪断陷盆地,风化作用剥蚀了区内陇山岩群及葫芦河群等,在山前湖盆边缘形成了白垩系磨拉石建造。由于南北向六盘山断陷带与区内东西向的北祁连山构造带相互影响,致该区域呈三角地带,其内深大断裂多呈北西向。总之,陇县—宝鸡一带大地构造发展史显示了:区域内的构造为矿质聚集富集提供空间场所;区域内早中元古代及印支期的基性-中酸性岩浆岩为成矿提供了丰富的物质来源,区域变质作用为金属矿物的迁移富集提供条件。5.2多金属成矿环境区域内1:20万化探水系沉积物测量发现了2条异常带。北部上官厂-炮石梁组合异常带宽5～15km,长50km,总体呈北西向延伸,主体落于早元古界的陇山岩群分布区,以Cu、Pb、Zn、Mo、Au为主,地球化学特征显示有利于金、铜、铅锌、钼等多金属成矿;南部凤阁岭-固川组合异常带宽10～20km,长60km,以Au、Cu、Pb、W、Mo为主,总体近东西向延伸,多落于震旦—奥陶系葫芦河群分布区,以Au、Cu、Pb、W、Mo为主,地球化学特征显示有利于金、铜成矿。5.3a、陇山岩群、葫芦河群形成阶段区内主要含矿地层为陇山岩群、葫芦河群。陇山岩群岩石类型主要为片岩类、片麻岩类、斜长角闪岩类、大理岩类和钙硅酸盐类。除片麻岩类和斜长角闪岩类岩石为正变质岩外,其余岩类为副变质岩,属正常沉积岩石变质而成。片麻岩的原岩为中酸性熔岩,或火山碎屑岩和源自火成岩的岩屑砂岩。斜长角闪岩类原岩为基性火山岩。地层中含有较多的碳酸盐岩及石英岩夹层,说明原岩是由多阶段火山喷发沉积形成;葫芦河群通过原岩恢复,除水下正常沉积岩外,认为其共有3个主要的火山喷发旋回。早期火山岩为基性-酸性细碧角斑岩系列,中、后期火山岩主要为正常钙碱性系列基性-酸性玄武岩、安山岩、流纹岩等。其中,还有部分角斑岩和细碧岩存在。火山喷发沉积作用会携带大量的亲硫性的金属矿物。因此,陇山岩群、葫芦河群为该区成矿提供了初始的矿源层。目前,区域内发现的三桥铜矿,属陇山岩群基性层间改造(变质)型铜矿。(2)含矿断裂带与含矿岩系构造的相互关系该区位于近东西向拓石-宝鸡弧形韧性剪切断裂带(渭河断裂)和北西向固关-宝鸡断裂带夹持的三角地带。主要变质地层及其构造线均与区域性断裂带斜交,并为其所截。深大断裂和大断裂控制了含矿岩系和次级含矿断裂构造的形成。次级断裂、特别是韧性剪切带控制了与热液活动有关的矿体的产出形态