断裂构造地球化学特征

2024-06-21

断裂构造地球化学特征（精选5篇）

断裂构造地球化学特征篇1

南雄断裂带分布于诸广山杂岩体与南雄断陷红盆的接触带上,总体走向呈北东40°-60°,倾向南东,倾角30°-45°,沿走向延伸长达120km以上,出露宽度一般300-1000m。断裂带上盘为白垩系地层,属南雄断裂带控制的盆地沉积产物,主要岩性为砾岩、砂岩、粉砂质泥岩;下盘主体为印支期和燕山期花岗岩,断裂带本身发育了规模较大,而且面理与断裂带的走向基本平行的糜棱岩带(图1)。前人的研究证明南雄断裂带的控矿作用十分明显,沿断裂带及其上下盘有238、234矿床及一些矿点、矿化点,南雄断裂带既是一条控盆构造,又是一条控矿构造,同时它具有导矿与储矿的双重作用。

一、剖面综述

笔者根据收集到的本地区的钻孔数据资料,将具有相似性的岩石划为一层,连接不同钻的相似层,得到一个本区的地质剖面。由剖面图可以看出,南雄断裂带主要是一套构造岩,其大致可以分硅化带、混合岩化带两段,下面将从上到下依次对各段进行描述。

1)硅化带:由硅化砂砾岩、硅化角砾岩、硅化构造砾岩、硅化糜棱岩及破碎硅化岩等组成,厚约数米到120米。

2)混合岩化带:主要由混合岩化碱交代岩、混合岩化碱交代花岗岩、混合岩化花岗岩和部分碱交代碎裂岩、碱交代花岗碎裂岩、花岗碎裂岩等组成,并夹有部分糜棱岩,厚度约300米。

在这个带中,我们可以根据矿物的变形相分成两个带,上部为脆性变形带,各种矿物已经在脆性域发生了明显的脆性变形,石英、钾长石、斜长石的眼球状残斑大都剪切裂开,并可见钾长石残斑因受剪切而形成的斜列构造;其下部为韧性变形带,各种矿物在韧性域发生了明显的韧性变形,岩石发生糜棱岩化,矿物定向排列,并可见旋转残斑。

在混合岩化带中普遍发育了很好的蚀变,主要有红化、绢云母化、绿泥石化、萤石化以及不同程度的红化、赤铁矿化、黄铁矿化等,还发育了不同程度的钾钠交代。

(据2 9 0资料改编)1、第四系;2、古近系始新统古城组上段;3、古近系始新统古城组下段;4、古近系古新统浓山组上段;5、古近系古新统浓山组下段;6、古近系古新统上湖组上段;7、奥陶系浅变质岩;8、燕山期第二阶段黑云母花岗岩;9、印支期第三阶段二云母花岗岩;10、印支期第二阶段二长花岗岩;11、碱交代岩;12、硅化带;13、硅化砂砾岩;14、糜棱岩化碱交代花岗岩;15、硅质脉;16、中基性岩脉;17、断裂构造;18、断裂带与地层交切线;19、蚀变碎裂岩带推测界线

在各段中均发现了不同期次侵入的辉绿岩脉,在构造作用下,部分已经被改造。

二、岩石特征描述

在野外工作的过程中,我们对南雄断裂带的岩石进行了钻孔中的系统取样,在室内进行了手标本和光薄片的详细观察,下面将对该带这一套构造岩石的特征进行详细的描述。

1、硅化带:

硅化带中的主要岩石为硅化砂砾岩、硅化角砾岩、硅化构造砾岩、硅化糜棱岩及破碎硅化岩。该硅化带出露范围广,野外定点在遥感图像上的反映显示硅化带是沿断裂带发育的。

镜下观察发现,硅化带中岩石含有大量的大小不等的角砾,角砾之间大都为硅化胶结,只有少数的为铁质或者碳酸盐胶结,岩石的强烈硅化作用使其形成了大量的热液石英。

角砾成分主要是片岩角砾、与混合岩成分相当的角砾以及火山角砾,其中火山角砾的主要成分为石英、蚀变钾长石以及凝灰岩岩屑(图2晶屑凝灰岩角砾),这些石英、钾长石的晶屑呈自形,布满了炸裂纹,晶屑断口大量呈棱角状,保留熔蚀特征(图3熔蚀成港湾状石英晶屑)。

2、混合岩化带:

该带的主要特征是花岗岩以及碱交代花岗岩都发生了混合岩化作用,混合岩过程中,脉体矿物主要是石英、钾长石和斜长石,基体矿物主要是黑云母,已经发生绿泥石化。

(1)矿物特征

镜下观察发现原眼球状混合岩的剪切定向保留,其主要矿物为钾长石、斜长石、石英,含有的残斑也主要是钾长石、斜长石和石英残斑,残斑均受剪切作用而破碎,岩石主要结构为碎裂结构,其构造特征主要是变余眼球状构造,变余定向明显。

南雄断裂带岩石当中,钾交代和钠交代现象比较常见,在钾长石残斑边缘可以见到由钾交代形成的微斜长石环边(图4),而有些交代形成的微斜长石在后期构造作用中业已碎裂。石英以及钾长石发生静态重结晶,在镜下可以清楚地看到三联点结构,而有些重结晶矿物包围了先前形成的基质,显然可以知道重结晶是属于韧性剪切晚期的产物。

南雄断裂带岩石破碎,这是一个很重要的特征,说明其在漫长的过程中受到了剪切力的作用发生了脆性变形。镜下观察可以发现,石英、钾长石、斜长石的眼球状残斑大都剪切裂开,并可见钾长石残斑因受剪切而形成的斜列构造(图5),以上说明原岩混合岩在脆性域遭受了剪切。

同时,南雄断裂带深部岩石发育了强烈的糜棱岩化,在镜下观察剪切拉伸片理明显,开始出现了明显的细粒化的特征,这是在较深部发生的韧性形变的特点,说明在一期的构造过程中,其形变特点随深度不同也在发生变化。

(2)蚀变特征

南雄断裂带构造岩石普遍发育了不同程度的蚀变,特别在混合岩化岩石带里,蚀变很强烈,主要蚀变有水云母化、绢云母化、绿泥石化、硅化以及局部表现强烈的红化、黄铁矿化、绿帘石化、碳酸盐化、钠交代和钾交代,个别样品还出现了代表高温热液蚀变产物的黄长石等(图6,7)。蚀变主要发育在后期脆性变形形成的裂隙中,并可见到互相的穿插,说明构造的复杂性,南雄断裂带构造岩是经历了几个不同的构造期次最后形成现在见到的这套组合。

3、侵入脉体:

南雄断裂带发育了不同期次的侵入脉体,岩石原岩主要为辉绿岩,镜下观察其有很好的定向性,片状构造,镜下表现为绿帘石绿泥石片岩、阳起石片岩等,但根据构造环境,其定名应该为构造片岩,主要矿物组成为绿泥石、绿帘石、阳起石等。在该类岩石中,我们也发现了明显碎裂特征,形成了碎裂构造片岩。

三、结论

南雄断裂带的构造岩特征表明本区的构造情况是比较复杂的。早期形成的眼球状混合岩应该形成于拉张的构造环境,在这个阶段,由于岩浆自身的熔融和自分异而形成了大量的眼球状残斑。这些残斑在后面的构造活动中已经被破坏,形成了碎裂眼球状混合岩以及碎裂岩,这种构造形变形成于第二期的构造活动,是岩石受到剪切力的作用,在主要在脆性域发生的形变,这个阶段的构造活动将是以挤压构造活动为主[1,2,3]。

本区的辉绿岩脉体已经发生了片岩化,而本区的辉绿岩脉侵入时间为1 4 0 M a、1 1 0 M a和9 0 M a,因此,南雄断裂带的活动时间应该在90Ma以后。再者,南雄断裂带上覆为白垩系地层,因此,可以认为南雄断裂带活动闭合时间是晚白垩世。

参考文献

[1]陈耀辉.南雄断裂构造剥离作用及其与成矿的关系[J].铀矿地质.1994.10(3):168-174

[2]童航寿.拆离构造与成矿作用[J].铀矿地质.1993.9(2):81

[3]苗培森等.不同构造机制韧性剪切带研究[J].中国区域地质.1995.4:353-359

断裂构造地球化学特征篇2

巢湖北部耙子山-马家山区域断裂构造演化特征研究

巢湖北部的耙子山-马家山区域,由于不同时期不同性质的构造相互叠加,呈现出相对复杂的`地质构造现象.研究认为:该区主要经历了印支、燕山两期构造运动,多期次构造运动相互干扰、相互叠加,从而形成了复杂多变的断裂构造演化特征.

作者：陈义林连尔刚田华 CHEN Yilin LIAN Ergang TIAN Hua 作者单位：中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏,徐州,221116 刊名：四川地质学报英文刊名：ACTA GEOLOGICA SICHUAN 年，卷(期)： 29(4) 分类号：P542 关键词：构造应力场断裂构造演化耙子山-马家山

断裂构造地球化学特征篇3

昌福山煤矿区地处福建省永定县龙潭镇上寨村, 位于永定县城方向63°, 面积为26km2。可采煤层有9层, 其中位于童子岩组上亚段的主要可采煤层为3#、5#、7#、9# 煤层。煤厚一般在0.76~1.46m, 平均0.99m, 且埋藏较浅。为了提高矿资源的回收率及延长矿井服务年限, 特对该矿的地质构造进行全面的分析研究。

1昌福山矿区的自然地理环境

1.1地理位置及交通条件

昌福山煤矿地处福建省永定县龙潭镇上寨村, 位于永定县城方向63°。矿区距主干公路2km, 公路运输非常方便。

1.2自然地理

本井田地势以上龙山脉为主体, 总体走向北西向, 并构成井田内的主要分水岭。主山脊两侧北西向及南西向的次级冲沟发育, 切割较深, 大气降水通过次级冲沟向南面的小吴坑沟、东面的大吴坑沟和北面的抚溪河排泄, 排水通畅。地貌上属构造侵蚀中低山区。

井田内主要地表水体为小吴坑沟、大吴坑沟及抚溪河。小吴坑沟流向总体由东向西, 大吴坑沟流向总体由南东向北西, 在北侧的上龙村汇入抚溪河。大吴坑沟在井田内其流程约3.5km, 流量呈季节性变化特征。

井田内属亚热带气候, 植被发育。2~9月份多雨, 10~12月气温逐渐下降, 雨量减少, 未发生过大于5级地震。

2昌福山矿区的地质概况

2.1地层

该煤田所采的煤主要为童子岩组第三段上亚段地层的煤。现将主要可采煤层顶底板情况予以说明:

(1) 3# 煤层:直接顶板为砂质泥岩, 局部为炭质泥岩, 顶板较脆、易碎, 不易维护。底板为砂质泥岩或细砂岩, 一般较稳定, 容易维护。且顶板含丰富的大羽羊齿、福建单网羊齿、基缩蕉羊齿、栉羊齿等植物化石。

(2) 5# 煤层:直接顶板为砂质泥岩, 局部见炭质泥岩或泥岩;底板为砂质泥岩或泥质砂岩, 局部相变为细砂岩;一般较稳定, 容易维护。且顶板含丰富的密束羊齿、福建单网羊齿、栉羊齿、瓣轮叶等植物化石。

(3) 7# 煤层:直接顶板为砂质泥岩, 局部相变为细砂岩, 间接顶板为3~10m厚的细砂岩;底板为砂质泥岩, 间接底板为石英细砂岩, 较稳定, 容易维护。且顶板富含福建单网羊齿、弧曲栉羊齿、疏脉苛达等植物化石;底板为富含植物根茎化石。

(4) 9# 煤层:直接顶板为砂质泥岩或泥质砂岩, 局部相变为细砂岩;底板为砂质泥岩或泥质砂岩;较稳定, 一般容易维护。且顶板含丰富的纤弱楔羊齿、少叉枝脉蕨、疏脉苛达等植物化石。

2.2井田水文地质条件

根据东井田水文地质观测资料的统计分析, 岩层的富水性主要表现为:

在垂向上, 大多数涌漏水点分布在埋深300m以下或标高+300m以上, 表明岩层富水性具有浅强深弱的特点。

在层位上, 涌漏水点主要发生在翠屏山组及童子岩组中。从岩性上看, 涌漏水多发生在局部裂隙发育的细砂岩、砂砾岩及泥质砂岩等脆性岩层中。

2.3工程地质问题

本井田为层壮岩类矿床, 局部受构造、岩浆岩等影响, 岩石破碎, 井巷会出现冒落、掉帮等不良现象。因此, 其工程地质条件简单—中等。

2.4矿井开采历史

由于井田内煤系地层埋藏较深, 小窑分布很少, 各煤硐开采方式以平硐炮采为主, 个别矿井布有暗斜井, 矿车运输, 矿灯照明, 局扇通风, 单井年产量在1.2万t以上。近年因煤价上升, 各煤硐产煤量均有较大幅度增长, 且开采水平有向深部延伸的趋势。

3昌福山矿区地质特征

本井田位于龙永煤田抚市复向斜的南翼。井田内总体为一穹窿构造 (Ⅱ号背斜) 和一“马鞍型”构造 (由Ⅱ号向斜和Ⅲ 号向斜组成) 。深部发育了F0、F1、F2、F14等缓倾角断层。井田内各时代的地层和缓倾角断层一起被后期形成的F11、F15正断层和F9、F12、F18、F19等逆断层所切割。

3.1昌福山Ⅱ号背斜

轴向为北西, 轴线延伸长度达1500m以上, 轴面向南西倾斜, 倾角60~75°。南西翼地层产状总体向南西倾斜, 倾角10~30°之间;北东翼地层产状总体向北东倾斜, 倾角45° 左右。背斜宽度大于800m。轴向向两端倾伏, 总体呈穹窿状。

3.2昌福山Ⅱ号向斜

轴向北西, 轴线呈弯曲的弧形, 总体向北西倾伏, 其延伸长度700m以上。西南翼地层较缓, 倾角10~25°, 北东翼地层较陡, 倾角30~50°以上, 向斜宽度大于600m。

3.3昌福山Ⅲ号向斜

轴向、轴面与Ⅱ号背斜大致平行, 轴线向东面倾伏, 延伸长度700m以上, 西南翼地层倾角10~20°, 北东翼地层倾角20~40°以上, 向斜宽度大于700m。Ⅱ号向斜和Ⅲ号向斜相对应, 总体呈“马鞍形”。

3.4缓倾角断层F0、F1、F2、F14

(1) F0断层:地表上出露于井田西南部-1线以西。断层线呈东西展布, 延伸长度近1000m, 向北倾斜, 倾角10~ 40°。上盘为文笔山组, 下盘为栖霞组。深部总体向北或北东倾斜, 断层面局部呈波状起伏。浅部为切层发育, 深部多数为顺层发育。断层面附近岩石破碎, 方解石和石英脉发育。

(2) F1断层:地表上出露于井田西南部, F9断层的上盘和F0断层下盘之间, 延伸长度1200m, 向北倾斜, 倾角30~ 50°。上盘为栖霞组, 下盘为上泥盆统。

(3) F2断层:井田内地表未出露, 根据钻孔揭露, 断层总体向北倾斜, 断层面呈波状起伏, 与地层同步褶皱, 倾角10~ 40°。深部与浅部一致, 均发育在23# 煤层顶板以上, 往往造成7~20# 煤层的缺失, 该断层几乎可以作为地层对比特征。

(4) F14断层:井田内地表未出露, 根据钻孔揭露大致顺层发育。深部, 断层面沿倾向和走向均具波状起伏, 总体向北东向倾斜, 倾角10~40°之间。该断层浅部断失了童子岩组第三段下亚段地层, 深部断失了童子岩组第二段和第一段上亚段地层。

3.5正断层F11、F15、F51、F52

(1) F11断层:发育在井田西部。断层线呈北西~南东向展布, 地表延伸长度大于1500m。总体向北东向倾斜, 倾角50~ 70°。上盘为大隆组, 下盘为翠屏山组, 落差约200m。该断层造成中井田上盘的童子岩组含煤地层埋藏加深。而在东井田内断层线延伸较短, 被F12断层所切割, 因而在本井田内对地层埋深影响不大。

(2) F15断层:出露于井田最北部, 断层线走向北东~南西向, 倾向北西, 倾角大于70°, 地表延伸长度约2000m。上盘为溪口组, 下盘为翠屏山组或大隆组, 落差大于400m, 使其上盘的童子岩组地层下落至-400m水平之下。F15断层为井田北部边界断层。

(3) F51断层:发育于P1q与P1w之间, 走向近东西向, 倾向北, 地层断距不清, 延伸长度大于1500m, 该断层被F19断层所切割。

(4) F52断层:发育于P1t1与P1w之间, 走向近北西, 倾向北东, 断距约150m, 延伸长度大于600m, 该断层倾角40~60° 之间, 被F19断层所切割。该断层造成了部分童子岩组一段地层及其可采煤层的缺失。

3.6逆断层F9、F12、F19

(1) F9断层:是井田的南部边界断层, 地表断层线的延伸方向为北东东向, 长度达3000m以上, 向南倾斜, 落差大于600m上盘为上泥盆统、栖霞组或文笔山组地层, 下盘为童子岩组、栖霞组或文笔山组地层, 地表断层带宽度在5~30m不等。电法资料表明, 该断层倾角在40~63°之间。

(2) F12断层:出露于井田东北部。断层线走向北西~南东向, 倾向北东, 倾角大于65°, 地表延伸长度大于3000m。上盘为翠屏山组, 下盘为翠屏山组、大隆组或溪口组, 落差100~380m, 使上盘的煤系地层埋深明显变浅。

(3) F19断层:属高角度逆断层, 为井田的东部边界断层, 断层走向近南北, 延伸长度大于3000m, 倾向东, 倾角60°, 地层断距不清, 断层上盘为P1q~P2cp地层, 下盘为T1x~P2cp地层。

4昌福山矿区主采煤层赋存情况分析

昌福山矿区根据对巷道揭露出的地层进行素描。将主采煤层3#、5#、7#、9# 的出露特征进行整理、对比, 掘进约90m见7# 煤层, 煤厚约0.8m, 顶板砂质泥岩含植物化石丰富。

4.1 3# 煤层赋存情况

根据编录及井上下进行对照得知, 3# 煤层的赋存情况为在该运巷的上部, 倾伏方向为东南南向, 北部见3# 煤层的标高较大, 即成北高南低的空间形态。3# 煤层特征:其顶板砂质泥岩, 含丰富的植物化石, 主要有福建单网羊齿、基缩蕉羊齿、栉羊齿等底板为细砂岩, 在3# 煤层运巷中, 煤层平均厚度约1.1m, 连续性较好。

4.2 5# 煤层赋存情况

5# 煤层的空间赋存情况大体与3# 煤层的相同, 与3# 煤层的层间距约30m。

4.3 7# 煤层赋存情况

7# 煤层, 厚约1m, 再往前掘进后, 出现倾向相反的岩层, 约50m后见8# 煤层, 之后又不见9# 煤层。接着又出现7# 下煤层和7# 煤层, 故说明该区地层为向背斜接替的形态, 且在8# 煤层前处见一断层, 推断前面的层位下降出现新的地层。又根据在同一水平的另一掘进巷所揭露出的特征, 可进一步推测该区的构造特征为向背斜接替且倾伏的成北高南低的形态。7# 煤层特征:其顶板砂质泥岩中含丰富的福建单网羊齿、弧曲栉羊齿、疏脉苛达等植物化石;底板为富含植物根茎化石。7# 下煤层直接底板为厚层状细砂岩, 厚约14m, 而9# 煤层下部的细砂岩为薄层状细砂岩, 且根据8# 煤层顶板产动物化石, 及层间距等特征进行综合分析, 可以区别7# 煤层。该煤层简单结构, 为不稳定煤层厚度平均0.75m。

4.4 9# 煤层赋存情况

9# 煤层与7# 煤层之间的层间距约29m, 因其附近发育F2缓倾角断层, 故9# 煤层的连续性较差。从而可看出, 受断层影响后, 下盘上升, 在北边的掘进巷就可以揭露出9# 煤层, 而靠南边的因构造形态为北高南低的倾伏构造, 故在这一巷道没有揭露。9# 煤层因有高发热量、灰分低、高挥发分及燃烧不结渣等优点, 是良好的工业用煤。因此根据市场的经济需求, 必须摸清9# 煤层的空间赋存情况, 即在构造影响下, 9# 煤层是如何断失?进而指导找煤。

5昌福山煤矿找煤分析

通过对井下所揭露出的地层进行编录, 并整理画在该水平的水平切面图上, 进行井上、下对照分析研究, 即在井下编录过程中, 首先要确定煤层的号数, 接着观察岩层的产状变化及构造的发育情况, 然后将井下所得的资料在填绘在相应的地方, 最后将与地质资料进行综合分析对比, 得出井下的真实构造特征, 进而指导找煤。

5.1 3#、5#、7# 煤层矿井找煤分析

根据F2大断层的走向、倾向、倾角对于本矿来说, 对9# 煤层影响较大, 而对3#、5#、7# 煤层的影响不大。这些主采煤层的层位于该巷道的顶部, 继续向前掘进若无大断层出现, 将揭露出5#、3# 煤层, 又根据地质资料表明3#、5#、7# 煤层的赋存面积广, 煤质也不错, 经济效益显著, 故在井下找煤分析的过程中, 尤其重要的是正确地了解构造的类型及对煤层的影响情况 (是断失、抬升、下降等因素) 当然对确定煤层的号数也是很重要的。因为有的特征层可以根据层间距、岩性组合特征来判断揭露的煤层之后还有没有煤层可采等进行综合分析;在了解该区的构造特征及主要煤层赋存情况后, 对接下去的生产指导找煤起着举足轻重的作用, 也可避免盲目性的掘进开采。

5.2 9# 煤层及其他煤层的矿井找煤分析

因F2断层在9# 煤层附近或直接切断9# 煤层, 故9# 煤层的连续性较差, 但9# 煤层有高发热量、灰分低、高挥发分及燃烧不结渣等优点是良好的工业用煤。故寻找断失的9# 煤层, 及其它可采煤层, 对矿有着重要的现实意义。根据8# 煤层的顶板为动物环境, 含动物化石, 且与9# 煤层的层间距约为7m, 故8# 煤层可做为找9# 煤层的辅助标志。F2断层为正断层, 下盘上升, 使老地层抬升, 埋藏较深的煤层也即抬升, 这样有利于钻孔不要打很深就可揭露出各煤层。且9# 下到22# 煤层均不可采, 这样在石门揭露过程中, 9# 煤层过后, 就直接出线3# 可采煤层, 减少了掘进量。综合可知9# 煤层以及其它可采煤层大部分在该巷道的下面。

6结论

通过以上综合分析, 可得出以下结论。

(1) 本井田总体为一穹窿构造 (Ⅱ号背斜) 和一“马鞍型” 构造 (由Ⅱ号向斜和Ⅲ号向斜组成) 。其中发育着F0、F1、F2、F14等缓倾角断层, F11、F15、F51等正断层, 逆断层F9、F12、F19。西部发育了大面积的岩浆岩。

(2) 昌福山块煤矿可采煤层主要位于童子岩组上亚段的3#、5#、7#、9# 煤层, 煤厚一般在0.76~1.46m, 平均0.99m。 (3) 在遇到煤层缺失的时候, 除了要考虑断层影响外, 还因考虑相变的影响, 即沉煤当时的沉积环境不同而影响的。应该通过煤层的层间距、岩性组合、化石等特征进行综合分析。

(4) 通过对该矿区的构造特征分析, 在寻找断失的主要煤层3#、5#、7#、9# 煤层起到了举足轻重的作用, 避免盲目的掘进开采。因这些主要可采煤层的媒质较好, 煤价的利润大, 故利用构造分析找煤, 对延长矿井服务年限, 提高企业的经济效益, 均具有重大的现实意义。

摘要：通过对昌福山矿区的构造特征分析, 研究构造对主要可采煤层的空间赋存影响, 总结出昌福山矿区童子岩组第三段上亚段的主要可采煤层为3#、5#、7#、9#, 其煤层的煤质优良, 开采价值高。在当前资源紧缺的情况下, 寻找主要可采煤层因构造而断失的煤层, 对资源的充分利用, 延长矿井的服务年限, 提高企业的经济效益, 均具有重要意义。

关键词：昌福山矿区,构造特征,煤层空间形态,对比分析,经济效益

参考文献

[1]徐开礼, 等.构造地质学.第二版.地质出版社, 1989年3月;

[2]柴登榜.矿井地质.淮南矿业学院情报室, 1987年

断裂构造地球化学特征篇4

鹿儿坝金矿床由鹿峰、簸箕沟两个矿段组成, 大地构造位置位于秦祁昆造山系之秦岭弧盆系的泽库前陆盆地西段北缘, 洮河复式向斜之北翼, 北侧毗邻中秦岭陆缘盆地。区域岩浆活动不发育, 仅见少量中酸性岩脉侵入于中三叠统地层中, 其分布受断裂构造控制。

1 矿区地质概况

1.1 地层

矿区地层结构较为简单, 中三叠统第三组分布于全矿区, 是矿区的主要地层, 第四系呈不规则带状, 沿沟谷零星分布。

1.2 构造

矿区褶皱为单斜构造, 总体走向北西, 倾向南西, 局部有规模较小的宽缓褶皱存在, 是区域复式向斜的一小部分。矿区内断裂构造发育, 主要的有17条, 按其走向大致可分为近东西向、北东向及北西向三组。

近东西向断裂构造是矿区内主要断裂构造, 数量多, 分布广泛, 多成组成群出现。断裂长度从几十米到上千米不等, 走向270°~280°, 倾向南, 倾角60°~80°, 个别倾向北北东。

北西向断裂构造一般长数十米, 走向300°~320°, 倾角近于直立, 倾向北东。与近东西向断裂构造相伴产出, 应是近东西向断裂的次级断裂, 在两组断层交汇处, 往往有金矿产出。

北东向断裂构造走向20°~50°, 倾向北西, 倾角60°左右, 该组断层对矿体有一定的破坏作用 (如图1所示) 。

1.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩不发育。据钻探工程揭露, 仅在矿区南部Ⅲ矿带 (0线~4线) 发现隐伏蚀变闪长玢岩脉, 脉体呈不规则状侵入于断裂破碎带中, 具分支复合、尖灭再现特征。岩脉走向275°左右, 倾向南, 倾角75°左右, 其产状与断裂构造的产状基本一致, 空间上与Ⅲ矿带及Ⅲ-①矿体紧密相伴, 并成为该矿体的直接围岩之一。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

鹿峰金矿段共圈出3条矿带 (编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) 20个矿体 (其中Ⅰ矿带5个、Ⅱ矿带7个、Ⅲ矿带8个) ;簸箕沟金矿段共圈出2条矿带 (编号Ⅰ、Ⅱ) 30个矿体 (其中Ⅰ矿带14个、Ⅱ矿带16个) 。两个矿段金矿体都产于断裂蚀变带中, 呈似层状、透镜状、脉状, 沿走向及倾向呈波状, 个别具分枝、尖灭再现特征, 总体走向近东西向, 倾向南, 倾角53°-78°。

鹿峰金矿段Ⅰ矿带中各矿体金品位较为稳定, 一般在3.30×10-6—3.84×10-6之间, 但矿体规模差异较大;Ⅱ矿带中各矿体金品位变化较大, 最高6.15×10-6, 最低1.37×10-6, 矿体规模差异较大;Ⅲ矿带各矿体金品位变化较大, 最高10.01×10-6, 最低1.53×10-6, 矿体规模差异较大[1];

簸箕沟金矿段Ⅰ矿带、Ⅱ矿带各矿体规模、金品位变化较大。其中仅有Ⅰ-2、Ⅰ-5、Ⅰ-6、Ⅰ-7、Ⅰ-8、Ⅱ-4、Ⅱ-9、Ⅱ-13等矿体为工业矿体, 而这些矿体中, 除Ⅰ-2、Ⅰ-7、Ⅱ-4外, 都是透镜状矿体 (表2) , 延深一般小于50m[2]。

2.2 矿石特征

①矿石类型:矿石自然类型主要为含粉砂质绢云母板岩型金矿石、白云质变粉砂岩型金矿石和变砂岩型金矿石;矿石的工业类型为含砷低硫型原生金矿石。

②矿石结构:由于金矿体都产于断裂蚀变带中, 矿石结构较为复杂, 主要有它形-半自形粒状结构、变晶结构、包含结构、碎裂结构、变余碎屑结构等。

2.3 矿石类型的空间分布特征

矿区矿石依据氧化程度, 可分为氧化带及原生带, 一般氧化带深度为20-40米之间, 蚀变砂岩型矿石因孔隙度大、渗透性好, 其氧化深度一般较大。

矿石地表多为氧化矿石, 由于风化淋滤作用, 矿石多在近地表贫化向下次生富集, 因而从上往下形成贫化层→次生富集层→原生矿石的分带模式。

2.4 自然金的嵌布特征

经物相分析 (磨矿细度约200目左右) , 裸露金-半裸露金较少, 占有率约为1.03%~9.01%, 平均为3.69%。以包裹金为主, 金主要包裹于硫化物黄铁矿中, 金的占有率约为61.45%~89.01%, 平均为73.90%;其次为硅酸盐 (以绢云母为主) 中的包裹金, 金的占有率为7.28%~25.49%, 平均为14.25%;碳酸盐和赤褐铁矿中的包裹金较少, 平均<5%[3] (如图2所示) 。

2.5 围岩蚀变

鹿儿坝矿区内矿体基本赋存于近东西向的断裂破碎蚀变带内。矿体围岩类型较为复杂, 主要岩性有变砂岩、绢云母板岩、含粉砂质白云质绢云母千枚岩、含粉砂质绢云母板岩、含粉砂质绢云母千枚岩、白云质粉砂岩, 矿体上、下盘围岩基本一致。围岩蚀变类型主要有碳酸盐化、黄铁矿化、硅化和黄钾铁矾化、褐铁矿化等。

3 矿床成因

根据稀土元素分析, 矿石和围岩的稀土元素的平均值和REE基本一致, 含量范围141.5×10-6~257.4×10-6, 集中于155×10-6~195×10-6之间。轻、重稀土含量比值在3.41~4.95之间, 其稀土配分型式基本一致, 均为轻稀土富集的右倾型式。显示出中低温热液型金矿的特征。

矿石的稳定同位素测试结果显示, 矿石中黄铁矿、毒砂、辉锑矿的硫同位素 (δ34SV-CDT) 含量在2.7‰~11.1‰之间, 平均值7.1‰, 与火成岩的硫同位素基本相当, 暗示出S的岩浆来源或部分来自于岩浆。矿石的氢氧同位素以石英为测定对象。根据不同标准, 矿石中氢氧同位素分别为:δ18OV-SMOW值-4.2‰~20.2‰, 多数集中于17.4‰~20.2‰之间, 平均12.95‰;δ18OV-PDB值-10.4‰~-34‰, 平均-17.4‰。δDV-SMOW为-84.4‰~-89.1‰, 平均值-87‰。结果与变质岩的δ18OV-SMOW值较为接近, 但δDV-SMOW值处于火成岩的变化范围, 暗示出成矿物质主要来源于岩浆[4]。

由此可知, 鹿儿坝金矿床其主要控矿因素为断裂构造和深部岩浆, 深部岩浆作用为成矿提供了矿质来源和热动力, 部分矿质可能来自围岩。断裂构造为成矿提供了有利的运矿、储矿空间。

4 断裂构造控矿特征

4.1 断裂构造与蚀变的关系

区域性北西向、北西西向压性、压扭性大断裂较发育, 其控制着本区的地质体分布及构造格架。由此而派生的近东西向次级断裂亦具有规模大、发育密集的特点。

近东西向次级断裂两侧岩石破碎强烈, 形成宽度不等的断裂破碎带, 破碎带宽度一般1-5m, 规模大者宽达20多m, 由断层角砾和断层泥组成, 角砾大小较均匀, 砾径多在几毫米至10mm之间, 成分为砂岩、板岩, 局部可见同成分岩块, 由硅质、泥质、硅钙质混合物胶结, 局部呈疏松状。

断层破碎带为热液活动提供了通道, 同时断层破碎带发生了强烈的蚀变。蚀变带地表多为褐红色, 与围岩界线明显。蚀变带规模与断层破碎带规模一致, 蚀变带内碳酸盐化、黄铁矿化、硅化等蚀变和黄钾铁矾化、褐铁矿化强烈。如图3所示。

4.2 断裂构造与矿体的关系

近东西向次级断层在矿区内成群发育, 一般以数十米不等的间距平行展布, 斜切地层, 平面上与地层走向构成20°~40°的交角。本组断裂是矿区内的主要控矿、容矿构造。

探采实践证明, 鹿峰金矿段和簸箕沟金矿段已知的矿 (化) 体均赋存于该组断裂破碎带中, 矿 (化) 体产状与蚀变破碎带完全一致, 且蚀变破碎带宽度大、断层走向改变且产状相对平缓的部位或两条断层的交汇部位金矿体的厚度相应增大, 金品位较高。

5 结语

(1) 鹿儿坝金矿床是较为典型的断裂构造控矿, 金矿体的产状、规模与蚀变破碎带的产状、规模一致, 矿体品位与蚀变破碎带的产状、规模关系密切。

(2) 鹿儿坝金矿床其主要控矿因素为断裂构造和深部岩浆, 深部岩浆作用为成矿提供了矿质来源和热动力, 部分矿质可能来自围岩。断裂构造为成矿提供了有利的运矿、储矿空间。

参考文献

[1]甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院.甘肃省岷县鹿儿坝金矿资源/储量核实报告[R].2009.4.

[2]甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院.甘肃省岷县簸箕沟金矿详查地质报告[R].2008.2.

[3]岷县天昊黄金有限责任公司.甘肃省岷县鹿峰金矿资源潜力调查与评价报告[R].2013.11.

[4]卫建昌.断裂构造的控矿研究[J].北京:科技创新导报, 2012..6.

[5]赵财胜, 匡俊, 等.山东招远大河金矿断裂构造控矿规律及成矿预测[J].长春:黄金, 2003.5.

断裂构造地球化学特征篇5

招平断裂位于著名的招掖金矿带, 是我国重要的黄金生产基地, 金矿探明储量和产量居全国首位, 在我国的黄金工业中占有举足轻重的地位。近年来, 随着找矿工作的深入, 地表可见找矿线索越来越少, 尤其是一些地表覆盖严重的地区, 必须利用先进的找矿方法和技术进行“攻深找盲”, 所谓“攻深”是指勘探埋深500~2500米的金属矿产资源;“找盲”则是指寻找沙漠、戈壁等覆盖区和地形复杂区的矿产资源。由于地球物理场固有的穿透能力, 是“透视和照明”地球内部的主体手段, 是“攻深找盲”的关键所在。

招平断裂带作为胶东金矿区的一条大型剪切带, 控制着玲珑、大尹各庄—夏甸、旧店3个金矿田, 探明大型以上金矿床10余个。随着科研工作的不断深入和勘查手段的不断完善, 招平断裂带上一些大中型金矿床被陆续发现, 如大尹各庄金矿深部、夏甸深部、曹家洼金矿等。根据所掌握的深部地质资料, 矿体向深部有厚度变大, 品味变富的趋势。但这些突破都是在地表或近地表有已知金矿化点的情况下发现的。如何加强招平断裂带现有空白区攻深找盲, 开展隐伏矿体的定位预测研究是招远地区未来找矿工作的重要方向。

在招掖金矿带, 金矿受胶东群地层及由其经混合岩化、花岗岩化形成的花岗质岩体和构造的联合控制。其中, 断裂构造直接控制了含矿带、矿床、矿体乃至矿柱的产出。因此, 断裂构造发育是本区成矿的基本前提和必要条件, 成矿预测从某种意义上讲是对断裂构造及其有利部位的预测。所以, 搞清楚地下构造走向及空间分布对成矿预测是至关重要的。

1 区域地质概况

1.1 地层

区域内地层分布零星, 主要为第四纪地层, 沿山前、河谷地带分布。原胶东群划为栖霞超单元变质变形侵入体和莱州超单元等变质基性侵入岩, 仅局部存在胶东群变质岩残留体, 岩性主要为斜长角闪岩、黑云变粒岩。

1.2 构造

古老基底岩石栖霞超单元受区域变质变形作用改造而形成面理构造, 大致呈东西向分布, 玲珑超单元也受区域变形作用的改造而形成片麻理、弱片麻理。中、新生代以来, 不同方位脆性断裂构造叠加其上, 构成区域上脆—韧性变形构造交切的构造格架。

1) 脆性断裂

以招平断裂带为代表, 总体走向50°, 沿走向具明显的波状弯曲, 倾向南东, 倾角50°±。断裂带分布宽大的蚀变碎裂岩带, 断裂带控制玲珑、台上、大尹格庄、姜家窑、夏甸等大、中、小型金矿床及一系列的金矿点、矿化点。

区域上其它北北东向断裂有灵北断裂、栾家河断裂、玲珑断裂等, 规模相对较小, 也有金矿点分布或金矿化显示。

北西向、东西向断裂规模小, 分布零星。

2) 基底韧性变形构造

区域弱变形带见于区内招平断裂带东侧栖霞超单元内, 其变形面理呈近东西向分布。强应变带即韧性剪切带见于大吴家南, 系区域内第三期韧性变形作用产物。

1.3 岩浆岩

区域侵入岩分布广泛, 受招平断裂带控制明显。断裂带以东主要分布有栖霞超单元、莱州超单元等太古—早元古代变质变形侵入体;而以西则分布有玲珑超单元等晚元古代震旦期侵入岩体。脉岩广泛发育, 以中生代燕山早期玲珑—招凤顶脉岩群为代表。

1) 新太古代栖霞超单元

包括回龙夼单元、牟家单元, 岩性分别为片麻状中细粒黑云英云闪长岩, 片麻状中细粒含黑云奥长花岗岩。受后期岩体侵入而成漂浮无根状。

2) 古元古代莱州超单元

呈小规模岩株状或脉状侵入体侵入栖霞超单元。岩性为斜长角闪岩, 归西水夼单元。

3) 新元古代震旦期玲珑超单元

分布于招平断裂带以西, 呈北北东向岩基状出露, 岩性分别为弱片麻状中粒二长花岗岩、片麻状细中粒二长花岗岩, 分归崔召单元及九曲单元。

崔召单元区内广泛分布, 岩性为中粒含黑云二长花岗岩, 为矿脉围岩之一。岩石呈灰白色、浅肉红色, 中粒花岗结构, 块状构造。岩石风化后裂隙较发育, 部分长石蚀变为高岭土, 少量黑云母退色析铁, 伟晶岩化明显, 长英质脉体集中分布。岩石近脉岩或受构造影响见弱绢英岩化蚀变。

1.4 中生代燕山早期玲珑—招凤顶脉岩群

分布于玲珑超单元内, 沿北北东向裂隙密集发育, 总体上呈北东向沿玲珑—招凤顶一带分布。岩性主要有花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩及闪长岩、煌斑岩等。

闪长玢岩及石英闪长玢岩系区内最发育, 分布最广泛的脉岩, 规模大, 沿北北东及北北西向追踪张性断裂充填延伸, 倾向北西或南西, 沿走向具有分枝复合、尖灭再现的特征。闪长玢岩按矿物成分的不同可分为闪长玢岩、石英闪长玢岩及角闪闪长玢岩, 三种岩性一般可在同一岩脉中出现, 沿走向及倾向具明显的相变关系, 呈不规则脉状产出, 与二长花岗岩接触界线较清晰。闪长玢岩多为矿前脉岩, 少数为成矿期脉岩, 已知地表工程揭露, 显示其具有蚀变及被穿切的现象, 局部强蚀变矿化后分布有矿化体。

2 地球物理特征

2.1 岩矿石磁性特征

搜集到综合物探测量取得的各类岩石磁性参数测定结果, 经过统计, 各类岩石之间具有比较明显的磁性差异。胶东群中的岩石磁性具明显差异, 主要岩性变粒岩、黑云变粒岩磁性微弱, 斜长角闪岩及斜长角闪片麻岩磁性最强。

岩浆岩中, 区内主要岩体中粒二长花岗岩的磁性属较强磁性。高于变粒岩磁性, 低于斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩。其他如闪长玢岩、辉绿玢岩、正长斑岩、细晶岩呈岩脉侵入于岩体中, 它们的磁性有强有弱, 或无磁性。

综上各类岩性差异和磁测资料, 综合本区地质资料和岩性分布情况, 归纳各地层、岩体及断裂构造的磁场特征是:

1) 胶东群齐山组:岩性以变粒岩为主, 局部有斜长角闪岩及斜长角闪片麻岩和黑云片岩。故其磁场应为在平缓地磁场背景上, 局部展示斜长角闪岩及斜长角闪片麻岩引起的高磁场;

2) 胶东群英庄夼组:岩性为变粒岩、黑云斜长角闪片麻岩、紫苏磁铁石英岩, 上部夹斜长角闪岩。由于上述岩性交替分布, 且有磁性比较强的磁铁石英岩, 故所引起的磁场应为较剧烈跳动的杂乱场;

3) 岩浆岩:岩浆岩的主要岩性—中粒二长花岗岩广泛分布, 磁性较强, 引起磁场也应比较高, 且由于岩性比较单一, 磁场也应比较平稳, 但由于暗色矿物的局部富集或岩浆分异作用, 导致磁性不均引起局部异常。因此区内平稳升高正磁场即为中粒二长花岗岩引起。岩浆岩中的闪长玢岩、细晶岩、正长斑岩、辉绿玢岩一般呈岩脉沿裂隙或断裂构造侵入于花岗岩体中, 引起的磁场为局部异常带;

4) 由于构造运动, 使得岩石破碎, 磁性发生变化, 也有一些岩浆如上述岩脉沿断裂构造带侵入, 这些碎裂岩及侵入岩脉的磁性有强有弱, 故断裂的磁场特征为线性异常带—梯级带、不同磁场分界线、负磁异常带、串珠状异常带等。

2.2 岩矿石电阻率特征

各类岩石电阻率参数测定结果经过统计, 各类岩石之间存在一定的电阻率差异, 尤其碎裂岩、角闪岩明显低于其他岩石的电阻率值。

1) 胶东群:该地层中各类岩性的电阻率值相近, 同属中阻, 但不稳定, 离差较大。因此胶东群在电场上应表现为中阻波动特征。本区呈锯齿状展布的中阻电场特征视为胶东群引起;

2) 中粒二长花岗岩:其电阻率值明显高于胶东群, 表现在电场上曲线为高阻特征。电场呈锯齿状变化, 这与岩石风化、破碎、裂隙均有关系, 只是电阻率差异也比较大。总之中粒二长花岗岩反映了锯齿状高阻电场特征;

3) 从电性测定可知, 断裂带中的碎裂岩、角砾岩及其它蚀变岩的电阻率值都比较低, 与其两侧岩石的电阻率值具比较明显的差异。

2.3 岩矿石极化率特征

各类岩矿石极化率参数测定结果经过统计, 各类岩石的极化率值一般在2%~3%。其中变质岩的极化率值略高于岩浆岩。

从测定的金矿石极化率值看, 均呈高极化率显示, 一般比其他各类岩石的极化率高5~8倍。它们之间存在明显的差异。所以, 激电中梯方法, 以圈定与金有关的硫化矿物富集体, 具备良好的地球物理前提。

3 结论

通过对胶东地区收集到的大量岩石样品的物性统计分析, 地球物理方法可以区分不同岩性, 对招平断裂带深部构造的特征分析是可行的, 并且对金矿也有很好的指示作用。

摘要：本文介绍通过地球物理方法对招平断裂带岩体的物理性质研究, 总结出招平断裂上、下盘地层的物性区别情况, 结合地质背景, 利用物性参数区分构造, 为以后深部成矿预测提供强有力的构造信息。