福建建甌獎坑礦區(qū)推覆構(gòu)造特征與成礦關(guān)系探討

瞿承燚

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州，350013)

獎坑礦區(qū)位于北東向政和—大埔斷裂帶與北東東向?qū)幓掀綌嗔褞Ы粫帲挥陂}中裂谷成礦亞帶中段，是福建省內(nèi)重要的多金屬礦成礦區(qū)。礦區(qū)經(jīng)土壤地球化學(xué)測量、異常查證，發(fā)現(xiàn)具較好的金銀找礦前景。通過進(jìn)一步普查和詳查工作，銀礦有望達(dá)到中型規(guī)模。礦區(qū)發(fā)育典型的推覆構(gòu)造，已發(fā)現(xiàn)的礦體主要貯存于上盤推覆體中。該區(qū)的推覆構(gòu)造前人并未做過系統(tǒng)的研究。探索其與銀多金屬成礦的關(guān)系，對指導(dǎo)該區(qū)找礦具有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)地層主要有前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和中生代沉積蓋層。基底有古元古代大金山組和新元古代龍北溪(巖)組。大金山組巖石普遍具混合巖化，變質(zhì)程度達(dá)低角閃巖相，變形特征以塑性流變?yōu)橹鳎积埍毕?巖)組原巖為砂泥質(zhì)巖夾鈣鎂硅質(zhì)巖類，變質(zhì)程度達(dá)高綠片巖相-低角閃巖相，變形特征以早期塑性變形為主，晚期脆韌性剪切變形為次。中生代沉積蓋層多為斷塊或斷陷盆地呈北東向展布，主要有焦坑組、梨山組、長林組、沙縣組及第四系。

侵入巖以晚侏羅世較為發(fā)育，其次為志留紀(jì)、古元古代，晚三疊世侵入巖零星分布。古元古代侵入巖主要為片麻狀花崗巖、花崗質(zhì)片麻巖等，以透入性片麻理、韌性剪切變形及變質(zhì)重結(jié)晶作用為特征。志留紀(jì)侵入巖有二云正長花崗巖和石英閃長巖，巖石片麻理較為發(fā)育。晚三疊世侵入巖為一套細(xì)?；◢忛W長巖，晚侏羅世侵入巖為一套正長花崗巖。

在經(jīng)歷呂梁—晉寧造山運(yùn)動之后，該區(qū)形成了一套早期代表中下地殼構(gòu)造層次的構(gòu)造形跡組合，同時(shí)還伴隨著高綠片巖相-低角閃巖相的變質(zhì)作用。加里東期在揚(yáng)子板塊和華夏板塊碰撞對接影響下，發(fā)生強(qiáng)烈的造山作用，伴隨大量同構(gòu)造花崗巖、偉晶巖侵入和韌性剪切變形。該區(qū)華力西、印支期構(gòu)造活動微弱；燕山期區(qū)域上發(fā)育大規(guī)模的斷陷活動、左行走滑斷裂和逆沖推覆構(gòu)造；喜馬拉雅期的斷裂復(fù)活、斷塊隆升形成了該區(qū)的地形(地貌)特征。多期次的構(gòu)造-巖漿活動造就了礦區(qū)獨(dú)特的巖石組合和構(gòu)造格架。

2 推覆構(gòu)造特征

地質(zhì)填圖和鉆孔驗(yàn)證表明(圖1)，獎坑礦區(qū)發(fā)育典型的推覆構(gòu)造，該推覆構(gòu)造由上盤推覆體、下盤原地巖系和推覆斷層組成，空間上具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)，發(fā)育脆性-脆韌性-韌性不同層次的變形組合。

圖1 建甌獎坑礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Schematic geological map of jiangkeng deposit in Jianou city

2.1 上盤推覆體

上盤推覆體總體呈云朵狀，長軸方向?yàn)楸睎|-南西向，主要由元古代變質(zhì)巖、變質(zhì)侵入體及少部分梨山組組成。

大金山組：主要以頂棚體和捕擄體的形式貯存于變質(zhì)侵入體上部或內(nèi)部，巖性為黑云斜長變粒巖、二長變粒巖、石英云母片巖、二云母片巖。巖石糜棱巖化發(fā)育，礦物多具壓扁拉長現(xiàn)象，局部發(fā)育有混合巖化，巖石由淺色脈體和暗色基質(zhì)形成條帶狀構(gòu)造。由于多期次的構(gòu)造-巖漿作用的改造，變質(zhì)巖分布雜亂，巖性組合特征類似于大金山組。

志留紀(jì)變質(zhì)侵入體：為推覆體的主體，主要分布在礦區(qū)的中部和東部，巖性為白云母化黑云二長花崗巖、白云母化花崗巖，巖石局部具糜棱巖化、碎裂巖化。巖體中發(fā)現(xiàn)一處黑云二長變粒巖的捕擄體，局部可見保存較好的侵入接觸關(guān)系，說明該巖體侵入古元古代變質(zhì)巖中。由于巖體風(fēng)化較強(qiáng)，露頭可見較多白云母和絹云母，加上局部巖體變形較強(qiáng)，早期認(rèn)為該變質(zhì)侵入體為大金山組，后經(jīng)鉆孔驗(yàn)證和薄片佐證，該侵入體具有明顯白云母化特征，且為推覆體的主體，與古元古代變質(zhì)巖呈侵入接觸關(guān)系，與志留紀(jì)巖體特征較為類似，故推測該變質(zhì)侵入體侵入時(shí)代為志留紀(jì)。

梨山組：分布于礦區(qū)東部，覆蓋于白云母化花崗巖之上，二者為角度不整合接觸，局部為斷層接觸，整體受后期構(gòu)造作用影響較小。梨山組蓋層為外來巖系，主要為一套含礫砂巖夾石英砂巖、細(xì)砂巖的巖石組合。根據(jù)巖性、空間位置、接觸關(guān)系，該地層具有梨山組下段巖石組合特征，可能在推覆構(gòu)造形成前角度不整合覆蓋于老變質(zhì)體之上，在推覆構(gòu)造形成過程中被推覆運(yùn)移過來，不排除后期有斷層作用的影響。礦區(qū)東部的鉆孔也證實(shí)了梨山組之下確實(shí)存在變質(zhì)侵入體。

2.2 原地巖系

下伏原地巖系為侏羅紀(jì)梨山組含礫砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖，巖性從下往上具有中粗→細(xì)→粗的粒度變化規(guī)律，礦區(qū)四周巖性主要以粉砂巖、細(xì)砂巖、含礫砂巖為主，而鉆孔揭露與推覆體接觸部位的原地巖系以炭質(zhì)泥巖、粉砂巖為主。

2.3 推覆斷層

推覆斷層F1作為控制該區(qū)地層空間分布和構(gòu)造格架的主要因素，平面上呈不規(guī)則狀，剖面上呈舒緩波狀，傾向大多為南東，受邊界條件影響，傾向?yàn)槟衔?、南南東，傾角較緩(多為10°～25°，少數(shù)為30°～50°)。F1推覆斷層伴生有擠壓破碎帶、擠壓片理和指示逆沖的透鏡體、旋轉(zhuǎn)碎斑、小揉皺等。發(fā)育有黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化等蝕變，銀金礦化不明顯。受后期斷裂作用影響，局部推覆面略有錯動，但整體保持較為完整，推覆斷層卷入的巖石來自上盤推覆體或下盤原地巖系，局部見后期侵入巖脈。

3 推覆構(gòu)造變形特征

3.1 宏觀特征

多期次的構(gòu)造-巖漿活動共同疊加作用形成了獎坑礦區(qū)獨(dú)特的變形特征。經(jīng)地表和鉆孔巖芯的觀察，可劃分出3期構(gòu)造變形(圖2)。

圖2 建甌獎坑推覆構(gòu)造特征Fig.2 The napppe structure of Jiangkeng deposit in Jianoua—SC組構(gòu)，示往北西方向逆沖；b—推覆構(gòu)造帶內(nèi)石英拔絲構(gòu)造和波狀消光；c—推覆構(gòu)造內(nèi)脆韌性旋轉(zhuǎn)碎斑；d—斷裂帶中脆性碎裂巖化；e—下盤原地巖系中擠壓透鏡體；f—推覆斷層帶中擠壓透鏡體，示往北西方向逆沖；①石英砂巖；②粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖；③含礫砂巖；④斷層破碎帶；⑤黑云斜長變粒巖；⑥云母片巖；⑦片麻狀花崗巖

(1)加里東-印支期變形僅在上盤推覆體中發(fā)育，主要以礦物定向、塑性剪切流變、順層石英脈發(fā)育為特征的韌-脆性剪切變形，巖石中礦物不均勻，韌性剪切發(fā)育。

(2)燕山早-中期變形與推覆構(gòu)造伴生，主要以礦物壓扁、片理化、碎裂巖化和透鏡體發(fā)育為特征的脆-韌性變形，疊加在早期韌性剪切變形之上。在推覆體中可見早期礦物定向面理在構(gòu)造疊加中形成一系列與礦物XY面平行的面理，推覆體中斷裂主要以北西向、北西西向?yàn)橹?，北東向次之，伴生的共軛節(jié)理、張節(jié)理、壓剪性節(jié)理較為發(fā)育；推覆構(gòu)造帶則主要表現(xiàn)為巖石破碎和變形，巖石多呈透鏡狀、角礫狀，次級推覆斷層較為發(fā)育；下盤原地巖系發(fā)育的變形與推覆構(gòu)造密切相關(guān)，靠近推覆構(gòu)造帶脆-韌性變形強(qiáng)烈，具有強(qiáng)烈擠壓變形，順層擠壓透鏡體、順層擠壓形成的礫石壓扁定向排列；北西向壓扭性斷層、北西-南東向追蹤張裂石英脈、北東向次級逆沖斷層等較為發(fā)育。下盤地層能干性強(qiáng)度的差異也使其變形強(qiáng)度有顯著不同。含炭質(zhì)粉砂泥巖能干性較弱，含礫砂巖能干性較強(qiáng)，在推覆構(gòu)造帶附近，能干性小的巖層以褶皺、破碎、層理混亂為特征，而能干性強(qiáng)的巖層以層間滑動、節(jié)理發(fā)育為特征。

(3)燕山晚期變形以巖石破裂，節(jié)理、石英脈、碳酸鹽化發(fā)育為特征的脆性變形。局部梨山組中發(fā)育的斷層面上2組方向不同的擦痕代表著多期次構(gòu)造疊加；鉆孔巖芯中晚期節(jié)理切割早期面理，多數(shù)被方解石脈填充。總體上，該期的脆性變形是疊加和改造早期變形，且受區(qū)域性北東向構(gòu)造帶的影響，發(fā)育有北東向脆性斷層，伴生有硅化、黃鐵礦化等蝕變。

3.2 微觀特征

薄片顯微構(gòu)造研究發(fā)現(xiàn)具有與宏觀變形類似的特征。早期以剪切、旋轉(zhuǎn)、滑動及動態(tài)重結(jié)晶為主要表現(xiàn)形式的錯位滑動變形，包括糜棱結(jié)構(gòu)、拔絲構(gòu)造、波狀消光等，代表地殼中-下層次的韌性變形；中期變形以顯微破碎、碎裂巖化、剪切、旋轉(zhuǎn)為主，巖石主要發(fā)育有碎粒(粉)結(jié)構(gòu)、云母魚、旋轉(zhuǎn)碎斑等，代表地殼中-上層次的脆-韌性變形；晚期以節(jié)理裂隙、礦物破裂、碎裂等發(fā)育為特征，代表地殼上層次的脆性變形。

3.3 有限應(yīng)變分析

采用慣量橢圓法進(jìn)行相關(guān)測量，計(jì)算樣品中礦物長短軸比[1]。通過切制定向薄片，即YZ和XZ 2個面，利用顯微照片進(jìn)行有限應(yīng)變測量。野外露頭較好，可尋找2個垂直截面，直接測量旋轉(zhuǎn)碎斑等標(biāo)志體的長短軸比，求其有限應(yīng)變值，最長軸X、中間軸Y和最短軸Z 3軸比值，最長軸的應(yīng)變強(qiáng)度(ε1)，中間軸應(yīng)變強(qiáng)度(ε2)，最短軸應(yīng)變強(qiáng)度(ε3)(圖3)。

通過薄片法進(jìn)行有限應(yīng)變測量，測得推覆斷層帶內(nèi)巖石3軸比值為X∶Z=4.019，Y∶Z=2.065，X∶Y∶Z=1.946，ε1=0.985，ε2=0.020，ε3=-0.506，K=0.918?？梢娮疃梯S有壓縮，最長軸和中間軸均有拉長；01，表明巖石應(yīng)變?yōu)殚L形橢球體(收縮型)。

通過直接測量法對推覆斷層附近下伏梨山組進(jìn)行有限應(yīng)變測量，測得巖石3軸比值為X∶Z=2.84，Y∶Z=2.18，X∶Y∶Z=1.30，ε1=0.55，ε2=0.19，ε3=-0.46，K=0.34。最短軸有壓縮現(xiàn)象，最長軸和中間軸均有拉長。0

圖3 獎坑礦區(qū)應(yīng)變測量付林圖解Fig.3 flinn plot of finite strain measurment in Jiangkeng deposit

圖4 獎坑逆沖推覆斷面赤平投影(下半球)Fig.4 stereographic projection of reversefault in Jiangkeng deposit

結(jié)合有限應(yīng)變測量和獎坑礦區(qū)構(gòu)造演化，推覆斷層下部梨山組在推覆構(gòu)造形成過程中受區(qū)域古構(gòu)造擠壓應(yīng)力作用和上盤推覆體強(qiáng)烈擠壓及重力作用，形成以壓扁應(yīng)變?yōu)橹鞯膽?yīng)變形式；推覆斷層帶在上盤推覆體和下伏地層的共同擠壓作用下，經(jīng)歷強(qiáng)烈擠壓、推覆、運(yùn)移過程，形成以平面應(yīng)變?yōu)橹鞯膽?yīng)變形式；上盤推覆體受早期塑性構(gòu)造影響，并疊加推覆構(gòu)造及后期構(gòu)造作用后，體現(xiàn)的應(yīng)變形式為收縮型應(yīng)變，是巖石經(jīng)歷早期-晚期應(yīng)變的總和。

4 運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征

4.1 主應(yīng)力方向

獎坑礦區(qū)推覆構(gòu)造帶及推覆體多數(shù)風(fēng)化較強(qiáng)，植被覆蓋，露頭條件較差，而下伏基巖出露較好的梨山組可作為確定主應(yīng)力方向的載體。脆性變形域可通過共軛斷裂銳夾角的等分線或斷層傾向和位移方向獲得主壓應(yīng)力軸方向[2，3]，測得推覆體四周梨山組共軛節(jié)理銳角夾角的等分線、逆沖斷層傾向、擦痕傾伏向、斷層附近擠壓透鏡體AB面的傾向、擠壓追蹤張裂隙走向，指示主應(yīng)力軸優(yōu)勢方位為北西-南東(300°～345°，平均322°)，即推覆構(gòu)造形成于北西-南東向擠壓的構(gòu)造古應(yīng)力場。

4.2 推覆方向

福建燕山期發(fā)育的推覆構(gòu)造推覆方向與印支期截然相反，整體主要表現(xiàn)為自東向西逆沖*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建省區(qū)域地質(zhì)志，2011。，主要分布在閩西北地區(qū)，燕山期受太平洋板塊向歐亞大陸板塊的俯沖擠壓作用及政和—大埔斷裂帶強(qiáng)烈的左旋走滑逆沖作用的影響，構(gòu)造古應(yīng)力場為北西-南東向。獎坑礦區(qū)發(fā)育一系列傾向南東的逆沖斷層，推覆構(gòu)造帶發(fā)育大量壓性構(gòu)造，表明該推覆構(gòu)造在燕山期主要逆沖方向?yàn)槟蠔|往北西(圖5)。與鄰區(qū)仁壽地區(qū)發(fā)育的逆沖推覆構(gòu)造[4]類似。

圖5 獎坑礦區(qū)推覆構(gòu)造剖面略圖Fig.5 the sketch section of the napppe structure of Jiangkeng deposit in Jianou Fujian1—早侏羅世梨山組；2—古元古代大金山組；3—志留紀(jì)變質(zhì)花崗巖侵入體；4—推覆斷層；5—推測斷層；6—侵入接觸界線

5 形成時(shí)代

根據(jù)推覆構(gòu)造卷入的最新地層為早侏羅世梨山組，表明推覆構(gòu)造形成時(shí)間應(yīng)在早侏羅世之后，鄰區(qū)見元古代變質(zhì)巖被晚白堊世沙縣組覆蓋，說明推覆構(gòu)造形成于晚白堊世之前。推覆構(gòu)造產(chǎn)生于擠壓構(gòu)造背景，在地殼加厚階段和應(yīng)力松弛階段必然伴隨著巖漿活動的介入。而中-晚侏羅世太平洋板塊開始向歐亞大陸板塊俯沖碰撞，地殼受到強(qiáng)烈擠壓，大規(guī)模巖漿活動與推覆構(gòu)造的形成相呼應(yīng)，早白堊世晚期碰撞擠壓作用減弱，以伸展拉張作用為主。推測獎坑礦區(qū)推覆構(gòu)造形成于中-晚侏羅世。

6 推覆構(gòu)造與成礦關(guān)系探討

獎坑礦區(qū)Ag、Au土壤地球化學(xué)異常與推覆體套合較好，說明推覆構(gòu)造空間形態(tài)、斷裂分布與礦體的分布具有良好的相關(guān)性。礦區(qū)地表出露礦(化)體較少，多呈透鏡體斷續(xù)展布，而深部礦化較好，與礦化帶多受北西西向構(gòu)造裂隙控制，礦體空間產(chǎn)出與斜列式次級裂隙關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)已圈定60條銀工業(yè)礦體，總體呈近東西向，傾向近北，傾角37°～53°。銀礦體一般延伸幾十米至數(shù)百米，厚度一般為0.89～9 m，走向上具膨脹收縮現(xiàn)象。礦體數(shù)量多規(guī)模小，品位變化較穩(wěn)定，Ag品位一般為55～496 g/t。

礦區(qū)不同期次構(gòu)造應(yīng)力演化、轉(zhuǎn)換及疊加是銀金礦化成礦的關(guān)鍵。區(qū)域北東向政和—大埔斷裂帶穿過礦區(qū)，推覆斷裂呈北北東向展布，與區(qū)域斷裂發(fā)育方向一致，繼承和疊加在早期基底斷裂之上，代表燕山中期區(qū)域性斷裂帶在礦區(qū)的表現(xiàn)形式。礦區(qū)周邊區(qū)域性斷裂帶發(fā)育多處金、銀、銅多金屬礦化點(diǎn)，北側(cè)尚有鐘山中型銅多金屬礦，東游金、銀礦點(diǎn)等，可見區(qū)域性北東向斷裂具有較好的成礦地質(zhì)背景，是該區(qū)銀金礦的區(qū)域控礦構(gòu)造。

礦區(qū)構(gòu)造主要為線性斷裂構(gòu)造，見有北西向、北西西向、北東向，其中北西、北西西向斷裂為主要導(dǎo)礦構(gòu)造，與其伴生的次級張性、壓扭性斷裂為主要容礦構(gòu)造。

北西向斷裂：主要有F4、F9、F11及少數(shù)規(guī)模不大的斷裂。主要分布于推覆體中，多與推覆構(gòu)造伴生，走向大致平行于推覆運(yùn)移方向，并在推覆構(gòu)造之后還有活動，發(fā)育有石英脈、斷層破碎帶、硅化、褐鐵礦化。

北西西向斷裂：主要有F8、F12及推覆體中規(guī)模不大的斷層。在推覆體中，該組斷裂在礦區(qū)北側(cè)控制著銀礦化帶的分布，具有多期活動特征，發(fā)育擠壓透鏡體、片理化、硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、葉蠟石化、絹云母化、銀金礦化，為重要的導(dǎo)礦構(gòu)造，與其伴生的次級裂隙為重要的容礦構(gòu)造；而在梨山組中主要為推覆構(gòu)造形成中受邊界條件控制形成的次級斷層，早期具有壓扭性質(zhì)，后期具有張性特征。

北東向斷裂：為礦區(qū)的區(qū)域性構(gòu)造，出露有F1、F3、F5、F10斷層，傾向南東，傾角30°～50°，具多期活動特征。主要分為2類。一是推覆斷層及次級逆沖斷層，均發(fā)育斷層破碎帶、擠壓透鏡體、旋轉(zhuǎn)碎斑、揉皺、硅化、黃鐵礦化等，但銀金礦化不明顯；二是推覆后期斷層，發(fā)育破碎帶、斷層角礫、硅化、黃鐵礦化，其伴(共)生北西、北西西向裂隙發(fā)育較好的銀金礦化。

綜上所述，在中晚侏羅世太平洋板塊向歐亞大陸板塊強(qiáng)烈擠壓背景下，形成獨(dú)特的推覆構(gòu)造為礦區(qū)的主體構(gòu)造表現(xiàn)形式，然而銀金礦化卻與區(qū)域上鉛、鋅、銀、煤等推覆構(gòu)造成礦規(guī)律不同，該區(qū)推覆面并未見明顯礦化，說明推覆構(gòu)造使推覆體總體結(jié)構(gòu)松散、碎裂，并形成較多線性斷裂，其中北西、北西西向斷裂在推覆構(gòu)造的壓扭、走滑中由于應(yīng)力的釋放形成透鏡狀虛脫空間，為后期成礦物質(zhì)沉淀提供了較好場所，而多期次活動的北東向斷裂也為成礦熱液運(yùn)移提供較好的通道。由區(qū)域構(gòu)造作用或燕山期巖漿可能存在的火山熱液作為后期成礦熱源形成礦體，構(gòu)造裂隙控制的脈狀銀金礦(化)體由變質(zhì)巖切穿推覆構(gòu)造至梨山組中，即可說明線性斷裂構(gòu)造中礦體的形成晚于推覆構(gòu)造，推覆構(gòu)造期礦化較弱。

7 結(jié)語

獎坑礦區(qū)發(fā)育的推覆構(gòu)造由上盤推覆體、下盤原地巖系和推覆斷層組成，推覆構(gòu)造形成于中-晚侏羅世北西-南東向強(qiáng)烈擠壓環(huán)境。有限應(yīng)變測量顯示推覆斷層下部梨山組以壓扁應(yīng)變?yōu)橹?；推覆斷層以平面?yīng)變?yōu)橹?；上盤推覆體受早期塑性構(gòu)造影響，并疊加推覆構(gòu)造及后期構(gòu)造作用后，體現(xiàn)的應(yīng)變形式為收縮型應(yīng)變。

本文根據(jù)“福建建甌獎坑礦區(qū)銀金礦詳查項(xiàng)目”資料總結(jié)歸納編寫而成，系集體勞動成果，在撰文過程中得到劉昭平高級工程師的指導(dǎo)和幫助，陳潤生高級工程師對論文進(jìn)行審閱并提出修改意見，在此深表感謝！

1 李志勇,曾佐勛.利用慣量橢圓進(jìn)行巖石有限應(yīng)變分析.地質(zhì)科技情報(bào)，2006，25(6).

2 Angelier J. Tectonic analysis of fault slip data sets. Journal ofGeophysical Research, 1984, 89.

3 Price N J, Cosgrove J W. Analysis of Geological Structures. Cambridge:Cambridge University Press, 1990. 502.

4 鄭志強(qiáng),蘇江湖,馬金清.閩北仁壽地區(qū)逆沖推覆構(gòu)造.福建地質(zhì),2001,20(2).