张新征,张 辉,吴 洋
(河北省区域地质调查院,河北 廊坊 065000)
本区位于内蒙古自治区卓资县勿兰哈达-五塔亥一带。自中生代以来,该区域活动以水平运动为主,地质构造活动强烈,发育一系列韧性剪切带。早期地壳应力由伸展~挤压体制转变,形成一系列北北东向逆掩断层。在近南北向伸展体制下,地壳下降,发育大规模沉积盆地[1]。之后随着火山运动,酸性矿浆活动频繁,地质矿物强烈入侵,在本区形成北西、南东向拆离,受拆离断层影响,形成与平缓韧性剪切带近平行的矿石。
矿石在拆离作用的影响下,发育糜棱面理及垂直于断面的拉伸线理。多金属矿的矿化主要产在糜棱矿物带中或上盘,空间上严格受糜棱矿化带控制,具有垂向分带规律,糜棱矿化带是金成矿的导矿构造,金品位为1.01g/t~40.56g/t。
矿石受近北东东向燕山期构造应力影响,发生糜棱矿化及碎裂矿化[2]。呈深红色,中细粒半自形似斑状结构或残余半自形似斑状结构,块状构造、碎裂和似片麻状构造。斑晶主要为钾长石,少量为斜长石,大小一般8mm~15mm,含量(15%~25%)。
基质呈中粒结构,粒度一般2mm~4mm。糜棱矿化中矿物多定向排列,矿物拉伸方向为310°~330°,发育“σ”旋转碎斑。
矿石呈红色、浅红色,细中粒花岗结构,块状构造。矿物成分主要为钾长石(30%~35%)、斜长石(40%±)、石英(25%±)和少量黑云母等。矿物粒度多在3mm以下,沿310°~330°方向定向展布。
矿石呈浅粉红色,细粒花岗结构,弱定向、块状构造。主要为斜长石(30%~40%),少部分聚片双晶发育,多具绢云母化、粘土化,钾长石(35%~40%)包括正长石、微斜长石,具高岭土化,石英(20%~25%)它形粒状,粒度0.25mm~1.0mm,黑云母(1%~5%)呈叶片状,具明显多色性,多为深褐-浅褐,部分蚀变为绿泥石。
该期侵入矿物属酸性SiO2过饱类型,Al2O3>K2O+Na2O+CaO(分子数),属铝过饱和类型。与中国花岗岩化学成分平均值相比,Ti2O、Al2O3、CaO、MgO、Na2O含量偏高,其余则具不同程度偏低,结合里特曼指数σ=2.54~2.62,应属钙碱性系列矿石。
图1显示三个单元稀土元素分配曲线基本一致,左高右低,反映矿石轻稀土分馏明显且富集,重稀土分馏弱且亏损,铕异常由正异常→负异常变化,三者具同源演化的特征。
图1 稀土元素配分曲线图
(1)中细粒斑状矿物(K1πηγzx)
微量元素含量与维氏(1962,下同)酸性矿物微量元素相比,除Sr、Ba元素含量偏高,其余元素具不同程度偏低。Rb/Sr=0.14,明显高于上地幔值Rb/Sr=0.02(黎彤,1976,下同),低于地壳值;Ba/Sr=3.75,明显高于地壳值Ba/Sr=0.81(黎彤,1976,下同)反映其物质来源较浅,可能来源于下地壳并混有上地幔物质。
(2)中细粒矿物(K1ηγzx)、细粒矿物(K1ηγx)
二者微量元素含量仅Nb、Hf、Th元素偏高。中细粒矿物:Rb/Sr=0.63,高于地壳值Rb/Sr=0.16;Ba/Sr=2.40,高于地壳值Ba/Sr=0.81;细粒矿物:Rb/Sr=9.67,高于地壳值Rb/Sr=0.16;Ba/Sr=3.25,高于地壳值Ba/Sr=0.81。反映二者物质可能来源于上地壳。
根据1:5水系沉积物测量结果,Au元素异常由早白垩世侵入地质矿物中发育的北东东向韧性剪切带引起,异常形态带状展布,峰值为204.32×10-9。根据成矿地质背景分析,受燕山期岩浆热液上侵,为金属矿化提供了一定的空间和物源条件,萃取了围岩的有益组分,成矿有利元素以分异迁移的活跃性和局部聚集为特征,为多金属矿物的形成提供有利条件。
(1)SiO2、K2O含量升高,Fe2O3、MgO、Na2O、CaO降低;石英(Q)、正长石(Or)含量增高,钠长石(Ab)降低;里特曼指数(σ)、碱度率(AR)及分异指数(DI)升高。
(2)微量元素Rb含量及Rb/Sr比值逐渐升高,Ba、Sr含量逐渐降低。
(3)稀土元素总量,轻、重稀土比值及轻稀土含量有升高趋势。
综上所述,早白垩世侵入矿物质由早到晚有由酸性向酸性增强的演化趋势。
将品分析结果投入R1-R2图解(图2)中,除1、2号样品落入同碰撞期火山岩区,3号样品落入造山晚期火山岩区。据上述投图结果,早白垩世侵入岩应形成于同造山阶段。
图2 R1-R2图解(据T.N.Irvine 1971)
早白垩世各侵入单元在平面上呈同心环状展布,矿石呈S-L构造岩产出,糜棱面理中心部位产状平缓,向四周弯状倾斜,统计拉伸线理走向在310°~330°之间,运动学指向与剪切方向一致。
早白垩世侵入矿物剥蚀深度为中浅,其侵位与燕山期伸展体制下剥离断层及至变质核杂地质构造密切相关,在剥离断层活动早期,诱发上地幔-下地壳矿浆上侵并向南东、北西方向迁移,但空间有限。伴随剥离断层进一步扩展,就位空间不断扩大,矿浆强烈上侵并盖于中细粒斑状矿物之上形成中细粒矿物质,在剥离断层形成晚期,细粒矿物上侵于中细粒斑状矿物中。
根据前人1:5万旗下营幅区域地质调查中在斑状矿物内采用U-Pb法获得同位素年龄值为129.8Ma,1:5万黄花窝铺幅、大同营幅区调在细粒二长矿物内采用K-Ar法获得同位素测年结果为96.0Ma。