辽宁上麻屯地区矿床地质特征及其形成构造环境

（辽宁省地质勘查院，辽宁 大连 116100）

1 地壳运动下矿层特征

所研究的矿区地壳活动时代为早白垩世，地质活动表现在不同盆地的地层变化特征也不尽相同，其时空上具有一定的变化规律。

早白垩世火山活动旋回火山地层为小岭组沉积，构成一个完整的沉积过程，早期在桓仁水库和绿江村等盆地中接受陆源碎屑沉积，中期为中性、中基性夹酸性岩浆大规模的喷溢，间有小规模的中、中酸性矿物出现；晚期为偏碱性矿物特性，并兼有少量的矿浆溢出。小岭组经历一个中性～酸～偏碱性的矿物演化系列。

2 地质构造的空间组合特征

区内主要发育两期古元古代褶皱构造，早期为近东西向褶皱，晚期为北东向褶皱，两期褶皱叠加部位常构成金（银）矿床赋存空间。

区内发育北西、北东、近南北和近东西向断裂构造。其中北西向尖山子断裂南起杨家岭经桃源金矿区，向北西至金矿区，走向330°，延长15km～20km，局部近南北，倾向北东，倾角60°～80°。此条断裂是区内金矿的控矿构造，上麻屯矿床产于此断裂下盘。本区金矿主要容矿构造为近东西向层间构造破碎带，地质构造的空间组合形式的规律性。测区地质构造空间分布及其组合形式具有复杂性、多样性与规律性，概括起来其主要组合形式有卫星式组合、串珠状、叠置式3种。

图1 测区地质构造空间组合形式示意图

图2 小岭组矿物演化规律图

3 矿区测井曲线韵律特征

地质结构砂泥、矿层与泥质矿物互层，划定研究区域。对锁定区域进行钻探取芯及地球物理测井曲线进行系统研究，探索出含矿物质地层的岩-电之间关系。实验结果显示，研究区域围岩与矿层之间的区别，以至于在测井曲线的反应上存在显著区别，这一区别可作为划分矿层，并区分围岩与矿层的一个首要标志。

矿层反映出的地球物理特征最好是是电阻率曲线。本次地质勘查工作按级别的划分，采用邻区平顶山等四幅1：5万区域地质调查报告（2013年，辽宁省地质勘查院）的划分方案。原则及含义如下：

Ⅰ级旋回代表盆地时空演化过程；Ⅱ级旋回代表矿浆作用演化阶段；Ⅲ级旋回代表地壳活动间歇期；Ⅳ级旋回代表每次地壳活动特征，相当于电阻率曲线韵律。

依据上述原则，中生代早白垩世小岭旋回为Ⅰ级旋回，图2为小岭组地层分段及矿物性质分类图。

4 区域矿浆源及成因分析

从（La/Yb）N-YbN图解（图3）中可以看出，区内小岭旋回矿物质的投影点较分散，中基性投在大陆壳与洋壳之间部位，中性、中酸性矿物投在大陆壳源区及附近，酸性矿物落在角闪岩趋势线附近。表明区内矿物质来源与下地壳有着亲缘关系。

矿物化学成分反映小岭旋回地质矿物为一套中性为主，夹中基性、中酸性、酸性的矿物质组合；矿物微量元素与陆壳有着亲缘关系；稀土总量反映除流纹岩外，均为富稀土矿物，具轻稀土富集，分馏较强；重稀土亏损，分馏较弱的特点。

δEu值中性矿物和中酸性矿物均大于0.70，反映其成因与板块构造活动有关。酸性矿物除个别样品外，绝大部分小于0.3，表明其为矿浆演化晚期阶段产物。Sm/Nd值在0.15～0.26之间，反映该旋回矿浆与地壳有关。

La/Sm—La关系图解（图4）中，小岭旋回投影点主要靠近部分熔融趋势线。表明区内矿物质的形成以部分熔融作用为主，在成矿过程中伴有微弱的分离结晶作用。

据康迪的矿浆来源深度计算公式C＝18.2＊（K2O）+0.45=1092＊（K2O/SiO2）+0.45（K2O、SiO2均为氧化物重量百分比），通过计算，小岭旋回玄武安山矿浆来源深度为30.08Km～33.63Km，玄武粗安岩为39.7Km～76.21Km，安山岩为57.4Km～111.51Km，英安矿物为39.65Km，粗面矿物为61.81Km～70.14Km，流纹矿物为70.33Km～133.36Km。

图3 矿物（La/Yb）N-YbN图解

图4 矿物La/Sm—La图解

综上所述，小岭旋回矿浆来源于中～下部地壳，矿浆主要由部分熔融作用产生，运移喷发过程中伴有微弱的分离结晶作用，部分矿物显示具陆壳混染特点。

5 矿床形成构造环境

5.1 矿层形成的地质背景分析

据测区地质构造资料分析：晚侏罗世-早白垩世早期，为大陆边缘活动阶段，由于古太平洋板块相对欧亚大陆板块迅速向北移动，在中国东南部沿海及东北地区形成北东向巨型剪切带的断陷和导致早已存在的断裂活化，地幔上涌、地壳减薄，引起安山质～流纹质矿物的大规模出露，总体上属于挤压后松驰转向剪切、拉张阶段的产物。

形成一套高钾钙碱性系列的安山岩～玄武粗安岩～粗面英安岩～流纹岩单峰式矿物组合，受地壳变化产生的矿物分布于各个盆地中，产状较平缓，基本上保留着原生的沉积模式，受后期的构造影响较小。

在桓仁水库和影壁山两个地壳活动强烈区域，其它盆地地质活动较少。

图5 里特曼（Logδ）-戈蒂里（Logτ）图解

5.2 矿层形成的构造环境判别

在里特曼-戈蒂里图解（图5）中，小岭旋回投影点主要分布于B区（造山带）和C区接触带附近，结合大地构造位置表明区内矿物质为大陆边缘活动带及派生的偏碱性矿物质。

在判别所研究地质构造环境的Rb-Y图解（图6）中，小岭旋回的投影点均落入板内构造环境区（WP区内）；Rb-（Y+Nb）图解落入同碰撞板内交界附近。由此反映构造背景位于板内活动带环境。

从Rb-Sr关系图解中（图7），可以看出，小岭旋回投影点落在地壳厚度大于30Km以外范围。反映此期地壳较大，属于陆缘活动造山阶段。

综上所述，测区小岭旋回矿物质是中国东部环太平洋地质带的重要组成部分，形成于受挤压后松驰转向剪切、拉张阶段的大陆陆缘活动环境。

图6 Rb-（Y+Nb）图解及Rb-Y图解

图7 Rb-Sr关系图解

构造环境：①该旋回火山岩组合形成于古元古代晚期1800Ma，地质矿物具明显的双峰式组合的特征，基性端元由碱性系列和拉斑系列的玄武岩、玄武质粗面安山岩组成；酸性端元由粗面矿物和流纹矿物组成，成分上相当于A型花岗岩。②矿物地球化学和同位素特征显示，该套双峰式矿物质的来源于不同的矿浆源区，基性矿物来自于亏损的地幔源区，在矿浆上升过程中发生橄榄石及单斜辉石的分离结晶作用并遭受了地壳混染，而酸性矿物来自于下地壳的部分熔融；③该套双峰式矿物产出于后碰撞末期的构造环境，由于洋壳的拆沉作用而引发软流圈上涌，由于洋的拆沉作用而引发软流圈上涌，使和上覆的地幔发生部分熔融产生矿浆，使得上覆的地幔发生部分熔融产生矿浆，同时由于底侵作用导致地壳下部发生部分熔融，漫出地表形成该双峰式套，这套双峰式火山岩的出现，标志着地区造山作用进入尾声。