甘肃阳山金矿带浅部地质构造特征
2020-06-27王有涛
王有涛
(甘肃省地质矿产勘查开发局第—地质矿产勘查院,甘肃 天水 741000)
金在地壳中丰度值很低,还具有亲硫性、亲铜性,亲铁性高熔点等性质。要形成工业矿床,需要十分有利的成矿环境,然而在甘肃阳山—带发现东西长约60km,南北宽0.5km~3km的金矿区。该金矿位于甘肃文县堡子坝—带海拔2100多米的高楼山上,处于川北~陇南交界地,在岷山山脉北段与秦岭山脉西端,位于陕、甘、川三省交界的“金三角”地带,是金矿富集区。迄今为止,是西部地区发现的最大岩金矿床岩浆热液型矿床,已发现矿脉143条,其中有4条资源储量达到40吨以上,已累计探获黄金资源量200余吨,尚有三分之二的矿区面积未勘查,开采量以每年10吨计,能持续开采20年,已被国家设立为省级黄金矿产规划矿区,予以整体开发[1]。是以有许多地质科研人员从不同方面对阳山金矿地质从不同方面进行了很好的研究和总结,但是对该区域内金矿中、浅部地层矿产勘查相对薄弱,地质构造特征勘查不够深入,为此提出甘肃阳山金矿带浅部地质构造特征这一课题。
1 研究甘肃阳山金矿带浅部地质构造特征
地质构造是构造运动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹,如岩层褶曲、断层等。它是一种机械的运动,包括地壳及上地幔上部,即岩石圈。在水平方向产生的构造运动,促使岩块相互分离裂开或是相向聚汇,发生挤压、弯曲或剪切、错开;在垂直方向的构造运动,使相邻块体作差异性上升或下降[2]。
1.1 褶皱特征
甘肃阳山金矿带浅部因叠加了后期的次级断裂、线理、面理以及其他伴生构造,致使褶皱构造较为发育,如图1所示。其经历过较强烈的近SN向挤压作用,且主体表现为由北向南的推覆特征。产生的褶皱多为露头尺度或更小尺度的不同类型的褶皱。产生的主要褶皱是矿床尺度的褶皱,近于水平,略向东倾伏,呈近东西展布,因受到不同程度的剥蚀,被—个斜向的侵蚀面所切割,造成了复背斜露头产出形式上的差异,出现不同岩性地层的出露,致使NWW向、NEE向两组褶皱构造共存。
甘肃阳山金矿带浅部的褶皱地层属于泥盆纪桥头组浅变质地层复背斜,在草坪梁~葛条湾复背斜规模较大,复背斜东西延伸约3km~5km,枢纽总体为NEE向,该褶皱受断裂破坏,致使其缺失严重,两侧地层严重不对称,出现南翼地层产状较陡北翼地层较缓的现象,不过地层出露情况相对较齐全。
甘肃阳山金矿带浅部还受到多次挤压、剪切、拉张等的应力作用,促使地层中露头和更小尺度的小型褶皱构造十分发育。由于甘肃阳山金矿带浅部受过SN向挤压而发生走滑剪切作用,产生倾竖褶皱,倾竖褶皱轴面近于直立,是因为早期形成的褶皱被后期的走滑剪切作用改造形成;其次甘肃阳山金矿带浅部经历SN向的挤压时发生顺层的逆冲剪切作用,形成斜歪褶皱,呈“W”状,可以观察到石香肠状的石英脉;再次甘肃阳山金矿带浅部直立的砂岩地层经历了垂直向上的挤压,形成水平的褶皱,褶皱开阔,轴面近于水平,枢纽近NE向;最后甘肃阳山金矿带浅部受早期深层次下顺层剪切作用形成紧闭褶皱,产状为350°∠71°,切穿蚀变灰岩,轴面近于水平,两翼减薄至薄片状、石香肠状或透镜状,轴面与面理以小角度相交。
1.2 断裂特征
甘肃阳山金矿带浅部不同方向、尺度、性质的断裂均有发育,这些断裂近于平行发育,由多条平行的逆冲韧性剪切带组成。表现为区域性深大断裂和其相伴、衍生的平行断裂。断面较为清晰,整体为弧形,断裂内构造挤压片理化强烈,东西长约30km,其中断裂破碎带宽数十米-数千米,向东总体走向为NE向,向西为NW向,总体为向N倾,倾角约为50°~75°,有分支复合现象。
图1 甘肃阳山金矿带浅部褶皱特征
该断裂带内岩石较为破碎,变形强烈,并伴有粘土化、硅化、褐铁矿化蚀变,在后期发生了较强的大规模左行走滑运动。断裂上、下两盘地层均属于泥盆系浅变质地层,其断裂带上盘三叠系破碎岩石以碎裂岩、角砾岩、碎粉岩为主,断裂带下盘仅表现为片理化特征,从而最终形成区内三叠系地层与下伏地层的断层接触。主要断面沿灰岩与变质千枚岩的接触面,发育蚀变斜长花岗斑岩脉、断层泥、碎裂岩、黄铁矿化和毒砂化,地表可见由碎裂岩化千枚岩构成的构造破碎带,沿断裂带可见斜长花岗斑岩脉侵入,附近还存在更小的次级断裂发育,该断裂带为含矿断裂。
甘肃阳山金矿带浅部断裂在空间结构走向上具有膨缩、舒缓波状延伸的特点和分支复合特征,表现为2条主干断裂带。断裂走向稳定,长度10余千米,宽在50m~100 m之间,倾向较为—致,北盘岩层整体变形强烈,岩层错切相互叠置、拼贴构造岩片。
沿剪切断层侵入了大量的中酸性花岗岩脉,并对局部岩石造成剪切递进性作用影响,发生了片理化、糜棱岩化,形成糜棱岩类构造岩,断裂带两盘岩层的岩石组合、沉积建造及变形变质均存在较大差异。
1.3 节理特征
甘肃阳山金矿带浅部由于构造动力体制的多次转换,受到南北方向的挤压,形成节理裂隙。主要发育于泥山、葛条湾和安坝矿床的脉岩、蚀变灰岩和蚀变砂岩中,多共轭成对出现。节理两壁平直,脉宽变化较大,多沿走向延伸较远。已充填形成石英细脉或方解石,产状不稳定。甘肃阳山金矿带浅部的节理面越粗糙,延伸性越差,岩性越脆,剪切角越小,抗剪能力越差,剪节理越发育,金属硫化物含量越高,岩石显塑性特征愈明显。节理裂隙中的蛇纹石脉、碳酸盐脉等充填,越会遇水后容易泥化[3]。
1.4 剪切带特征
甘肃阳山金矿带浅部区域内剪切带并未发育成带,只在东西向、北东向的发现剪切带标志,即韧性剪切变形出现。与褶皱轴及轴向断裂平行或斜交,发育在陆源碎屑浊积岩和火山碎屑浊积岩中。剪切带—般长度在10km~80km之间,脆-韧性剪切带亦不发育,只有局部地段可称为脆初性剪切构造,但是尚未形成规模。
1.5 线理和面理特征
甘肃阳山金矿带浅部受区域性强构造变形作用,不同成分的岩层能干性存在较大差异。岩层普遍发育紧闭同斜片内褶皱及强烈的面理置换,致使阳山金矿带浅部线理总体不发育,却在绢云千枚岩及粉砂质、泥质板岩等能干性较弱岩石中表现得较强烈。在局部地段可见交面线理、皱纹线理和少量矿物生长线理。多系露头尺度上的逆冲顺层剪切褶皱和顺层掩卧褶皱的枢纽。空间分布上均局限于片理内部及倾向面。阳山金矿带浅部面理具体表现为平行或近于平行,顺层褶皱的轴面劈理和顺层剪切带的剪切面面理,其形成发育与早期顺层韧性剪切密切相关,是以金矿带浅部应发生过主应力方向为NNE向构造变形作用时形成。
甘肃阳山金矿带浅部线理总体不甚发育,由于甘肃阳山金矿带浅部长期多次受断裂构造活动影响,在构造的强烈挤压和剪切作用下,才形成的小型线理构造,多为皱纹线理,其次是交面线理。由于阳山金矿带浅部石香肠构造较多见,为藕节状石香肠,局部发现窗棱构造,由硅质强硬层或砂质岩石夹层受不同方向应力挤压形成。
2 结语
综上所述,甘肃阳山金矿是我国省级黄金矿产规划矿区,是西部地区发现的最大岩金矿床。迄今为止,已累计探获黄金资源量200余吨,尚有三分之二的矿区面积未勘查,开采量以每年10吨计,还能持续开采20年,是文县最重要的支柱产业;我国新的资源潜力、规模超前的金矿勘查开发基地。在这种情况下,有不少科研人员对甘肃阳山地质构造特征进行不同层面的深入勘查,但是对甘肃阳山金矿带浅部地质构造特征勘查相对薄弱,是以对甘肃阳山金矿带浅部地质构造特征研究具有十分重要的意义。本文对甘肃阳山金矿带浅部地质构造特征研究不够全面,总结不够深入,还需不断改进。为使阳山金矿较好地开发利用,还需不断深入研究甘肃阳山金矿地质构造。