内蒙古武川县西部构造与变质作用、岩浆活动和成矿作用的关系

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  摘要:研究区大地构造部位属华北陆块区。华北陆块自原始陆块形成至现今的构造格局,经历了多期次的构造变形与演化。根据不同时代的大地构造演化特征划分为:太古宙东伙房——西乌兰不浪古陆块、大井——小南沟新太古代花岗——绿岩带(色尔腾山古岩浆弧)、中元古代被动陆缘渣尔泰山裂陷槽、中新生代断陷盆地。
  研究区中太古代晚期经历了乌拉山运动形成麻粒岩相——高角闪岩相的变质岩系。新太古代期末经历了色尔腾山运动,形成绿片岩相的变质岩系。晚元古代末期,渣尔泰山群经历了强大的白云鄂博运动并受其影响,形成钙质绢云母板岩、炭质板岩、变质石英砂岩、石英岩及变质砾岩等低绿片岩相的岩石组合以及韧性变形的糜棱岩等。
  研究区位于铁、金、铜为主的多金属成矿带上,中太古界乌拉山岩群及其与之相伴生的变质深成体构成区内最古老的陆核,新太古界色尔腾山岩群及其变质花岗质侵入岩构成了本区新太古代花岗——绿岩带,乌拉山运动和色尔腾山运动在测区内占有极其重要的位置。构造运动及岩浆活动导致热液活动频繁,断裂构造,韧、脆性剪切构造发育,形成了众多规模不等的铁、金、铜矿床,矿点及矿化点。
  摘要:构造 运动 铁 金矿床
  研究区地处内蒙古自治区中部,武川县西部,大地构造部位属华北陆块区。一级构造单元属华北陆块区,二级构造单元为狼山——阴山地块,三级构造单元为研究区主要研究对象。华北陆块自原始陆块形成至现今的构造格局,经历了多期次的构造变形与演化,研究区的构造格局具明显的时空演化特点,中太古界乌拉山岩群及变质深成体主要分布在研究区南部,新太古界色尔腾山岩群及变质花岗岩侵入体主要分布在研究区的北部,中元古界渣尔泰山群紧密相随色尔腾山岩群产出,构成与色尔腾山岩群走向一致的构造带,古生代晚期和印支期花岗质侵入岩主要分布在西部,中新生代断陷和坳陷盆地主要分布在研究区东南部。根据不同时代的大地构造演化特征划分为:太古宙东伙房——西乌兰不浪古陆块、大井——小南沟新太古代花岗——绿岩带(色尔腾山古岩浆弧)、中元古代被动陆缘渣尔泰山裂陷槽、中新生代断陷盆地。
  一、构造与变质作用的关系
  在地质历史发展中,重大的构造事件与热事件总是密切相关的,岩石的变形与变质作用交织在一起,伴随着地壳运动的推移而规律变化。
  中太古代晚期主要经历了乌拉山运动的强大构造作用及高热流值作用,导致构造变形以塑性为主,构成柔流褶皱及塑性层间滑动。强烈的构造变形伴随着区域中高温变质作用,形成麻粒岩相——高角闪岩相的变质岩系。如紫苏长英质麻粒岩、角闪紫苏麻粒岩、矽线榴石片麻岩、角闪斜长片麻岩等。
  新太古代期末,经历了色尔腾山运动的改造,南北向的构造挤压收缩,使色尔腾山岩群发生强烈的构造变形,形成片内柔流及无根钩状褶皱,区域片理的形成是其主要变形特征,同时伴随着低角闪岩相——高绿片岩相的区域动力热流变质作用,之后叠加了低绿片岩相退变质作用,形成绿片岩相的变质岩系。如钠长绿帘阳起片岩,阳起绿帘片岩、黑云石英片岩等。
  晚元古代末期,渣尔泰山群经历了强大的白云鄂博运动并受其影响,渣尔泰山群多次强烈变形,挤压破碎,岩石也相应地发生了区域低温动力变质作用,形成钙质绢云母板岩、炭质板岩、变质石英砂岩、石英岩及变质砾岩等低绿片岩相的岩石组合以及韧性变形的糜棱岩等,该变质岩石的空间展布受测区北西或近东西向断裂的控制。
  二、构造与岩浆活动的关系
  中太古代初始陆壳边缘演化为岩浆弧的构造环境,发生了强烈的火山作用,随着大量岩浆喷出和碎屑沉积,乌拉山岩群沉积厚度不断加大并下沉,本区发生了第一次构造热事件乌拉山运动,随着南北应力持续作用,地壳挤压俯冲,地层发生褶皱并造成大规模深成体岩浆的侵入,形成了测区东伙房片麻杂岩和昆都仑片麻杂岩深成体,与乌拉山岩群紧密相随,共同遭受了麻粒岩相——高角闪岩相变质变形作用。因此,东伙房和昆都仑变质侵入深成体是乌拉山运动的产物,东伙房片麻杂岩的主要岩性为紫苏长英质麻粒岩,昆都仑片麻杂岩的主要岩性为角闪斜长片麻岩,均为TTG岩系的岩石。
  乌拉山运动结束后,随着华北地块边缘褶皱带的固结,地壳开始由塑性转变为刚性。新太古代初,古大陆再一次裂解,随着应力的不断加强,在色尔腾山一带逐渐拉出了洋壳,构造环境已发展成相当于岛弧构造环境,沉积了色尔腾山岩群基性、中基性火山岩和碎屑岩。随着应力由拉伸转变为挤压俯冲,色尔腾山岩群开始褶皱回返,并造成大规模的岩浆活动,形成测区片麻状辉石闪长岩、片麻状石英闪长岩、片麻状英云闪长岩。因此,测区中酸性变质侵入岩与色尔腾山运动紧密相随,是色尔腾山运动的产物,这些中酸性变质侵入岩均属奥长花岗岩——英云闪长岩系列,是TTG岩系的一部分,是板块俯冲的标志。
  色尔腾山运动使色尔腾山海槽闭合,刚性地壳又逐渐形成。元古代早期,地壳构造应力场具阶段性挤压——拉伸,随着拉裂的发生,在测区形成了早元古代变质闪长岩、变质石英闪长岩和变质英云闪长岩。因此早元古代中酸性侵入岩与地壳拉裂有着密切的关系。
  中晚华力西期岩体和印支期侵入体分布在测区西部,呈小岩基或岩株产出。特别是二叠纪同碰撞花岗岩侵入体和三叠纪造山后花岗岩体,受华北板块和西伯利亚板块陆——陆碰撞控制明显。在测区西部及西邻幅形成大致平行华北陆块北缘的二叠纪和三叠纪岩浆岩带。
  研究区在燕山期岩浆活动规模较小,呈浅成小岩株产出,受构造控制明显。
  三、构造与成矿作用的关系
  研究区位于铁、金、铜为主的多金属成矿带上,中太古界乌拉山岩群及其与之相伴生的变质深成体构成区内最古老的陆核,新太古界色尔腾山岩群及其变质花岗质侵入岩构成了本区新太古代花岗——绿岩带,乌拉山运动和色尔腾山运动在测区内占有极其重要的位置。构造运动及岩浆活动导致热液活动频繁,断裂构造,韧、脆性剪切构造发育,形成了众多规模不等的铁、金、铜矿床,矿点及矿化点。   1 沉积变质型铁矿与构造的关系
  研究区沉积变质型铁矿发育,但严格受乌拉山岩群和色尔腾山岩群含铁岩系和层位的控制,与构造关系密切。伸展构造环境控制乌拉山岩群和色尔腾山岩群沉积洋盆的裂解,随着应力的持续作用,海底火山活动强烈,形成了大量基性、中基性火山岩的喷发,火山喷气提供了大量铁和硅,形成沉积型硅铁岩,经变质作用和重结晶作用,形成条带状和条纹状构造的沉积变质型铁矿。因此,沉积变质型铁矿既与中基性火山岩喷发有关,又与构造密切相关。
  2 成矿带与构造的关系
  研究区区北部,新太古界色尔腾山岩群呈残留体或捕虏体产出,遭受了高绿片岩相——低角闪岩相变质变形的改造,与之相伴生的新太古代变质侵入岩片麻状英云闪长岩及片麻状石英闪长岩大面积分布。经历了低绿片岩相变形变质的改造,由二者构成了测区新太古代花岗——绿岩带。在花岗绿岩带内铁矿床和金矿点比较发育。铁矿床总体呈北西向分布,构成了测区铁成矿带。在铁成矿带的南部,金矿点亦呈北西向展布,构成了测区金成矿带。二条成矿带的展布方向与区域构造线方向一致,很明显,成矿带的展布或铁矿床、金矿点的分布受区域构造的控制。因此,成矿带与构造的关系是密不可分的。
  3 韧性剪切带与金矿化的关系
  研究区韧性剪切带发育,大多呈北西向展布。在糜棱岩化过程中多数元素保持稳定,而Au、Cu没有升高的趋势,大部分丰度值偏低,与围岩基本相同,这说明韧性剪切带本身并不形成矿体。但韧性剪切带中的石英脉往往含矿,特别是新太古代片麻状英云闪长岩及片麻状石英闪长岩中的石英脉,多形成矿体或矿化体。根据微量元素和化学样分析,新太古代片麻状英云闪长岩和片麻状石英闪长岩中金丰度值高,最高可达500ng/g,高出地壳金平均丰度值40~50倍,韧性剪切带强烈的变形具有较大的渗透性,能起到导流作用,引起深部不同层次的流体向上迁移,使途径不同岩性的热流体将不同层次的成矿元素活化,为片麻状英云闪长岩和片麻状石英闪长岩中的石英脉成矿奠定了良好的基础。由此可见,韧性剪切带与成矿关系密切。
  4 断裂构造与成矿的关系
  研究区中北部,主构造线为北西向,次一级断裂构造为北东向和近东西向,主构造线控制了铁矿床、金矿点的北西向分布,次级构造起着容矿控矿的作用。在金矿点中大部分金矿体或金矿化体呈北东向或近东西向展布,比如白银厂汗金矿点四条矿体中有三条金矿体沿北东20°~30°走滑断层贯入,一条金矿体沿近东西向压扭性断层成矿。由此可见断裂构造对成矿的控制作用是明显的。
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