岩体的地质特征是什么
㈠ 试简述沉积岩代表性岩石的特征及其工程地质性质
沉积岩(Sedimentary Rock) :沉积岩,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。是在地表不太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩,沉积岩中的化石所受破坏较少,也较易完整保存,因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
沉积岩来自于岩石和有机物的碎片,叫做沉积物,在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙,盐,粘土,砂岩,炭和石灰石都是例子。
沉积岩是在地壳表层的条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩种类很多,其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩,它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说,页岩最多,其次是砂岩,石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产,如能源、非金属、金属和稀有元素矿产,其次还有化石群。
㈡ 岩体地质特征
拾金坡金矿床产于拾金坡复式岩体的边部。该岩体位于安西县辉铜山—花牛山一线之西北,白峡尼山之东,狼山以南,是区内最为重要的含金岩体。迄今为止,在拾金坡复式岩体中已经发现金沟井、拾金坡、磨金硐、南金滩等中小型矿床及十余个金矿点。该岩体呈岩基产出,近EW向长条状展布,东部大西部小,近似楔形。据1:20万方山口幅区调报告的统计,拾金坡岩体东西长66 km,东段宽12~18 km,西段宽3~4 km,总面积在600 km2以上。岩体西北缘大都被第四系覆盖,在狼山南可见其侵入中震旦统洗肠井群中;南缘沿宝石山一带侵入中下奥陶统花牛山群,使围岩呈半岛状出现;在玉石岭北东见有二叠系地层不整合其上(图3-1)。依不同期次岩体的相互接触关系,拾金坡复式岩体可划分为三期:第一期为石英闪长岩株,主要在该复式岩体西部的白山头南、白峡尼山北一带出现,面积13km2。岩石为中粗粒结构,主要由半自形斜长石(50%~60%)、柱状角闪石(10%~20%)、他形石英(5%~15%)和钾长石(5%~25%)组成,次要矿物有单斜辉石、绿帘石、黑云母等。第二期为中粗粒斑状花岗岩,为该复式岩体的主侵入体,出露面积占岩体总面积的90%以上。岩石具似斑状结构,似斑晶占岩石成分的15%~40%,主要为自形板状的钾长石,具卡氏双晶,为微斜条纹长石,其内往往包裹有斜长石和黑云母等矿物,形成交代残留结构,少数为石英和云母,粒径一般大于15mm,部分可达50mm,基质具细粒花岗结构,粒径一般在2~5mm左右,主要由钾长石(10%~20%)、斜长石(20%)、石英(15%~30%)、黑云母(5%)和少量的磷灰石、榍石、锆石、磁铁矿等副矿物(1%~2%)组成。斜长石多已蚀变为绢云母或绿泥石,黑云母大都蚀变为绿泥石且析出金红石,使岩石标本在地表呈灰白、灰绿色夹肉红色(图3-2a)。第三期为细粒黑云母二长花岗岩株,主要在该复式岩体的东西边缘出现,面积12km2。岩石呈细粒花岗结构,由半自形斜长石(35%~40%)、等轴粒状微斜长石(30%~35%)、石英(25%~30%)和黑云母(2%~3%)等组成,斜长石和黑云母也部分蚀变为绢云母和绿泥石(田志永,1993)。岩体地表脉岩十分发育,走向主要为NE和近EW向,少数为SN和NW向,包括细粒花岗岩脉、伟晶花岗岩脉、花岗斑岩脉、石英脉、云斜煌斑岩脉、辉绿(玢)岩脉和辉长岩脉等,以辉绿(玢)岩脉和石英脉分布最为广泛。岩脉之间的相互穿插关系为:细粒花岗岩脉被含金石英脉切穿(图3-3a),云斜煌斑岩脉被花岗斑岩脉切穿,细粒花岗岩脉、花岗斑岩脉和云斜煌斑岩脉有被辉绿(玢)岩脉切穿。早期的含金石英脉被辉绿(玢)岩脉切穿(图3-3b),晚期的不含金石英脉又切穿辉绿(玢)岩脉(图3-3c)。
在拾金坡岩体的中粗粒斑状花岗岩中发育有形态各异的暗色微粒包体,形态有浑圆状、透镜状等,直径一般在10 cm之内。包体与寄主花岗岩的界限清晰,一般呈突变关系,局部可见包体岩浆与寄主岩浆的“反应边”。包体粒度明显比寄主岩细,与寄主岩接触处可见冷凝边,部分包体中还可见到与寄主岩相似的钾长石斑晶(图3-2b)。寄主花岗岩为中粗粒似斑状结构,组成矿物主要有钾长石(40%~45%)、斜长石(20%~25%)、石英(25%~30%)和黑云母(7%~8%)等,副矿物有锆石、榍石、磷灰石和钛铁氧化物等。石英斑晶多呈碎斑,且常见“港湾状”溶蚀边,周围被角闪石、黑云母等暗色矿物包围(图3-2c)。岩石大都遭受强烈蚀变,黑云母大都被绿泥石交代,斜长石也部分转变为绢云母等。暗色微粒包体呈半自形细粒结构(图3-2d),主要组成矿物有斜长石(30%~35%)、钾长石(25%~30%)、黑云母(15%~20%)、角闪石(10%~15%)和石英(5%~7%),其中斜长石常形成增生环带(图3-2e),周围被石英和钾长石包围,黑云母呈溶蚀状。副矿物有榍石、磷灰石、锆石和褐帘石以及钛铁氧化物等,其中磷灰石是暗色微粒包体中最主要的副矿物。镜下观察磷灰石晶体呈细长柱状、针状,长宽比一般接近10,最高可达20(图3-2f),说明其形成于淬冷、快速结晶的环境(周新民等,1992;张晓琳等,2005)。
图3-2 拾金坡斑状花岗岩和暗色包体的手标本及显微照片
㈢ 岩浆岩地质特征
结合构造演化运动,区内岩浆作用可分为以下期:加里东-华力西拉张裂陷期构造-岩浆作用;印支造山期构造-岩浆作用;燕山陆内造山期构造-岩浆作用(表2.4)。
2.3.1.1 加里东-华力西拉张裂陷期构造-岩浆活动期
该期构造-岩浆活动时间跨度大,岩石类型较多。
(1)火山岩地质特征
主要有发育于武都、康县及松潘塔藏一带古生界的绿片岩相变质的基性火山岩,岩性以变玄武岩和凝灰岩为主,对火山岩的化学成分作AMF三角投影和里特曼坐标投影显示造山带拉斑玄武岩特征,大地构造环境为拉张裂谷,且与铜成矿关系明显,玄武岩中多处见铜矿化。
图2.6 西秦岭成矿带中东段岩体分布图
碧口地区的碧口群阳坝组为元古代火山岩,以安山质凝灰岩为主,次为安山岩、玄武岩、细碧岩、角斑质凝灰岩-石英角斑质凝灰岩,白杨组只有少量安山质凝灰岩。呈北东-南西方向断续分布。岩相变化较大,碧口以东以熔岩为主,碧口以西火山碎屑岩增加,再向西渐变为正常沉积碎屑岩。纵向上中酸性火山岩多位于下部,基性火山岩多位于上部。
张家庄附近的火山岩为奥陶纪火山岩,均沿断裂构造带展布,正常沉积岩层中有中酸性凝灰岩和凝灰熔岩夹层。火山活动为裂隙式间歇性海底喷发。张家庄东邻的陕西红花铺一带有大量的细碧-石英角斑岩系,厚为1570m,正常沉积岩相对较少,说明火山活动向东有加强的趋势。
望关及陕西秦家坝的下志留统底部夹有中基性、中酸性熔岩及凝灰岩等志留纪火山岩,在石门乡及白依沟的中上志留统下部夹有中性凝灰岩。
(2)侵入岩地质特征
主要为北部白龙江一带侵位于震旦系白依沟群及志留系白龙江群中的基性小岩脉,岩石类型以浅成相变质辉绿岩为主,K-Ar同位素年龄值为389.74Ma。从构造演化角度分析,辉绿岩属于白龙江加里东裂陷槽拉张阶段产物,就位机制为沿断裂带同构造侵位,岩脉走向与区域东西向断裂带保持一致。此外还有少量零星分布的中酸性—酸性侵入岩体,如憨斑斑状花岗岩、马槽湾黑云母花岗岩等。
区内出露的憨斑等岩体,为志留纪酸性花岗侵入岩,面积20km2,岩体很小,一般生成深度较浅,剥蚀亦浅,主要由花岗岩组成,为圆形或椭圆形岩株。侵入长城系、奥陶系、中上志留统,外接触带常为宽数十米至100~200m的角化岩带,局部产生边缘混合岩化。
泥盆纪超基性侵入岩体仅在康县、成县一带零星出露,呈北西向脉状产出,面积为2km2。主要岩石类型为蛇纹岩、斜辉橄榄石岩,局部地段为角闪岩,均已蛇纹石化和透闪石化。岩体属中深—深成相,剥蚀较深。代表性岩体如蒲家峡—三岔子一带超基性岩。该岩体沿东西向大断裂分布,长2.5km,宽一般20~250m,最宽800m,为不规则“钳形”岩株。岩体产状与围岩基本一致,倾向北东,倾角70°,侵入中志留统和泥盆系。岩体由斜辉橄榄岩、斜辉橄石岩等构成。自变质作用强烈,由内向外为蛇纹石化—滑石菱镁矿化—绿泥石化。
表2.4 西秦岭地区沉积建造-构造运动-岩浆活动一览表
(据杜子图,1998b)
泥盆纪基性侵入岩主要分布于成县的白崖子、小岭、塔子湾、田家坝一带,最大岩体为1km×1km,一般为500m×(30~50)m,由紫苏辉长岩组成。岩体沿近东西向断裂带两侧分布,呈岩株或岩墙产出,侵入中泥盆统中。
泥盆纪中性侵入岩出露在利桥一带的尖尼山、刘家坪—花庙子和碧口一带。在碧口为几个不规则状呈北东向分布的岩株,以石英闪长岩为主,局部相变为闪长岩。其岩体时代是依据碧口东邻阳平关石英闪长岩体侵入中泥盆统和同位素年龄值为365Ma(相当中、晚泥盆世)等资料确定的。
石炭纪中性侵入岩主要分布在天水的百花村和卓尼的尖尼沟。百花村岩体面积100km2,为不规则状岩基,侵入寒武系及下泥盆统,被晚古生代中期花岗岩侵入,岩体由黑云母辉石闪长岩和石英闪长岩构成。为中深成相产物,中等剥蚀深度。
石炭纪酸性侵入岩发育,只零星分布在降扎、腊子口和草关村等地,面积37km2,近东西向展布,呈小岩株状产出,侵入上泥盆统。岩体边缘具有较多地层捕虏体,围岩具矽卡岩化、红柱石角岩化和大理岩化。以花岗闪长岩为主,草关村岩体以含紫苏辉石为特点。岩体为中深成相产物,剥蚀程度中等。
2.3.1.2 印支造山期构造-岩浆活动期
(1)火山岩地质特征
这时期火山活动微弱,且仅限于晚印支构造期,主要为发育于三叠纪海相地层中的少量基性火山岩,如哲波山中上三叠统扎尕山组的安山质凝灰岩和松潘东北寨一带晚三叠世地层中的蚀变玄武岩,后者岩石具有一定的含矿性,其含金高达1.5×10-6。早三叠世发育较好,呈层状产出;晚三叠世零星分布,呈夹层和透镜状产于正常沉积岩层中。早三叠世火山岩分布于夏河北西的赛尔钦沟一带,向西延入青海省境内。以赛尔钦沟一带发育最好,厚约2800m,向西逐渐变薄,至青海省厚度减到2100m。以中酸性火山岩为主,形成近东西向和北西向火山岩带,延伸方向与区域构造线基本一致。岩石类型为流纹岩、英安岩、安山岩、安山玄武岩以及相应成分的火山碎屑熔岩。
(2)侵入岩地质特征
侵入岩相对火山岩比较发育,为伴随印支造山带形成过程和晚期的深源岩浆热事件,印支期侵入岩主要沿近东西向白龙江断裂、褶皱构造带成带、成串分布,呈浅成相和超浅成相的小岩株或岩脉沿断裂带侵位于三叠系及其以下的各时代地层中。
印支期与燕山期侵入岩于西秦岭地区的成矿作用密切相关,依据岩体时空分布特征可将这两期的岩浆岩划分为南北两带,其中北带以武山-岷县白垩纪盆地和天水-礼县中新生代盆地为界,进一步分为西、中、东3个区段;南带以堡子坝-望关早白垩世盆地为界划分为西、东两个区段。侵入岩主要出露于北带中段、东段,其次为南带东段,北带西段和南带西段仅零星出露。北带中段岩体呈近等轴状岩基,个别为小岩株,以花岗岩和二长花岗岩为主,其次为二云母花岗岩、白云母二长花岗岩和石英闪长岩等。部分岩体(温泉、中川、闾井、碌础坝等)具岩相分带,中心相为中粗粒似斑状结构,过渡相为中粗粒含斑结构,边缘相为中—细粒结构。岩体与中泥盆统、下二叠统呈侵入接触,外接触带具角岩化、大理岩化,局部具矽卡岩化、混合岩化。岩体多属深—中深成相。剥蚀程度中等或较浅。岩体受近东西向褶皱构造和近南北向银川-昆明隐伏大断裂的复合控制。北带东段岩体多呈规模较大的、不规则的岩基或岩株,以二长花岗岩(二流水、党川、八卦山等岩体)、花岗岩(秦岭大堡岩体)为主,其次为花岗闪长岩(糜署岭岩体)、石英二长岩(太阳山岩体)。部分岩体如秦岭大堡、二流水、上先坪等岩体具岩相分带,中心相为粗粒结构,过渡相为中粗粒结构,边缘相为细粒结构;太白牙岩体由似斑状二长花岗岩构成中心相,边缘相为细粒花岗闪长岩。岩体与中、上泥盆统、三叠系呈侵入接触,界面外倾,倾角40°~70°;部分岩体(糜署岭、黄渚关)南北两侧均向北倾,倾角50°~60°,与地层产状基本一致。党川岩体与下古生界变质岩系呈渐变过渡关系,无明显界线,岩体内包含许多围岩残留体,其产状与围岩仍保持一致,混合岩化强烈。多数岩体接触带具角岩化、大理岩化,部分地段具矽卡岩化、混合岩化、云英岩化等。岩体多属深—中深成相,个别属中深—浅成相。剥蚀程度中等或较浅。岩体受褶皱构造控制,如黄渚关、厂坝、沙坡里、糜署岭等岩体受近东西向复向斜控制。北带西段,岩体较集中地分布于岷县北白石山—武山县一带,呈岩株状产出。各岩体岩石类型单一,以斜长花岗岩、石英闪长岩居多,二长花岗岩、闪长岩次之。岩体与上泥盆统、二叠系、中三叠统呈侵入接触,外接触带常具烘烤褪色现象,部分地段具角岩化、矽卡岩化,偶见混合岩化。岩体多属中深—浅成相。剥蚀程度较浅。岩体受近东西向褶皱构造的次级断裂或裂隙构造控制。南带西段,除鄂额、乏哈儿两个岩体呈规模较大的岩株以外,其余岩体规模均较小。岩石类型以石英闪长岩为主,次为花岗闪长岩、石英二长岩等。岩体与志留系、泥盆系、二叠系、三叠系呈侵入接触,界面外倾,倾角50°~75°。外接触带多具角岩化,局部具矽卡岩化、大理岩化。除鄂额、乏哈儿两个岩体属深—中深成相以外,其余小岩体多属中深—浅成相。剥蚀程度均较浅。南带东段,规模较大的岩基呈近等轴状(如迷坝、阳坝、鹰嘴山岩体),而较小的岩株呈近东西或近北东东方向延展。岩石类型以二长花岗岩为主,个别岩体为花岗岩或花岗闪长岩等。迷坝岩体由二长花岗岩构成中心相带,似斑状斜长花岗岩为过渡相带,中细粒花岗闪长岩为边缘相带,其余岩体不具岩相分带。岩体中闪长岩析离体颇为发育。岩体与长城系、中志留统、中泥盆统呈侵入接触,界面多向外倾,倾角60°~70°。外接触带多具角岩化,部分具矽卡岩化、大理岩化。岩体多属深—中深成相,部分为中深—浅成相。剥蚀程度属浅—中等。岩体受褶皱构造控制,如摩天岭、鹰嘴山、阳坝等岩体受碧口-太坪川北东向复背斜控制。
2.3.1.3 燕山陆内造山期构造-岩浆活动期
该期岩浆活动强烈,分布范围较广,具同源、同期、异相的特点,且与该区金及多金属成矿有着密切的关系。中生代以来,海相火山作用渐趋消失,陆相火山活动明显增加,特别是进入燕山期板内造山阶段,中新生代陆相火山盆地逐个形成。火山盆地的分布,均受断裂带控制,以北西西向及北东向构造控制为主。区内颇具代表性的火山岩是分布于北部郎木寺一带的侏罗纪—白垩纪陆内火山岩,为印支造山带形成后,燕山期陆内拉张断陷盆地的产物。火山活动为沿北西西向断裂带呈裂隙中心式喷发和喷溢相为主。主要岩石类型为玄武岩类、安山岩类和流纹英安岩。侏罗纪火山岩K-Ar同位素年龄测定值为191.57Ma,白垩纪火山岩Rb-Sr同位素年龄值为112±27Ma(杨恒书等,1996)。
(1)火山岩地质特征
中侏罗世火山岩厚度大、分布广,是中生代较为发育的火山岩系之一,主要分布于郎木寺、宕昌北的路院和马建川,合作北东的前扎等地。隐爆角砾岩分布于年木耳和美武两地的岩体边缘。路院和马建川一带火山岩发育最好,厚2000m以上,面积23km2。岩石类型以流纹岩为主,次为安山岩、英安岩、安山质凝灰角砾岩、英安质火山碎屑岩、流纹质角砾凝灰岩。前扎、朵日一带厚约1100m,面积约60km2,岩石为英安岩、英安质火山角砾岩、英安质角砾凝灰岩。郎木寺和杂海一带中侏罗世火山岩不发育,厚度小于200m,以中性火山岩为主,少量中基性火山岩,岩石为安山岩、辉石安山岩、安山玄武岩、安山质火山角砾岩、凝灰岩、安山质集块岩。中侏罗世隐爆角砾岩产于年木耳石英闪长岩体西南边缘内接触带和美武花岗闪长岩体北部边缘相石英闪长岩中的两个角砾岩筒中。年木耳角砾岩筒经剥蚀出露地表,其截面呈不规则椭圆形,长700m,宽400m,延深400m以上,呈倾斜漏斗状,倾向北西,倾角60°~70°。由内向外分别为爆发角砾岩,爆发交代角砾岩、震碎角砾岩。美武角砾岩筒呈椭圆形,长轴近东西向,长约200m,宽150m,延深500m以上,地表面积30000m2。该角砾岩筒界线清楚,倾向南西,倾角80°~85°。由爆发角砾岩、震碎角砾岩、注入角砾岩构成。前两种角砾岩呈筒状产出,爆发角砾岩位于中部,向外为震碎角砾岩,而注入角砾岩呈脉状产出。龙得岗铜矿主要矿体和矿化体皆赋存于年木耳隐爆角砾岩筒中。
白垩纪火山岩出露厚度不大,但分布较广。早白垩世火山岩,分布于夏河以北,为中基性火山岩,与正常沉积岩呈互层产出。以杏仁状玄武岩、安山玄武岩为主,少量为安山岩、安山质火山角砾岩,厚530m。晚白垩世火山岩分布在天水南西,面积4~5km2,在清水江以北和洮水河以南也有零星分布,为偏碱性的超基性—基性火山岩,由玻基橄辉凝灰熔岩、气孔状玻基橄辉岩、霞石方沸橄辉岩、白榴石方沸橄辉岩、橄榄石碱玄岩组成,厚度仅数十米。葡萄园西为流纹质熔结凝灰岩、流纹岩、流纹质角砾凝灰熔岩、安山质角砾凝灰岩,面积50km2,最大厚850m。
(2)侵入岩地质特征
燕山期侵入体分布广泛而零散,岩体的分布与中生代断裂构造关系密切,宏观格局上,近东西向构造带控制着侵入岩带的延伸,北东向构造与近东西向构造的交汇、复合处控制着岩体的形态和位置,从而构成东西成带,北东成行,网格状交叉的空间展布特征。岩体产出规模一般较小,多以中—浅成相呈脉状产出,少量为岩株产出。其侵位围岩多为印支期区域浅变质岩,侵位地层包括从震旦系到三叠系。岩石类型以中性岩和中酸性岩石为主。
侏罗纪侵入岩体主要出露于北带西段,其次为北带东段,南带西段仅零星出露。本期岩体同位素年龄值,据46个样品测定结果为145~191Ma。北带西段,岩体为北西西向延展的线型岩基和岩株。岩石类型较多,二长花岗岩和花岗闪长岩常构成规模较大的岩株或岩基,闪长岩、石英闪长岩及斜长花岗岩多为大小不等的岩株。仅美武、德乌鲁、阿姨山岩体有明显的相带,前两者中心相带为花岗闪长岩,边缘相带为石英闪长岩;后者在局部地段有垂直分带。岩体与二叠系、石炭系、三叠系、中侏罗统呈侵入接触。界面多向外倾,一般倾角为50°~80°,个别为30°,极个别的如美武、平山岩体南北两侧均向南倾,倾角50°~70°。美武岩体原生流动构造产状与接触面基本一致。外接触带多具角岩化,部分具矽卡岩化、大理岩化,局部地段具云英岩化及硅化。岩体多属深—中深成相,部分为中深—浅成相或浅成相。剥蚀程度多属浅—中等,个别岩体剥蚀较深。岩体受近东西或北西西向褶皱构造控制。北带东段,岩体多呈岩基或岩株状产出,以二长花岗岩及花岗岩为主,个别的如台子上岩体多为石英花岗岩。规模较大的秦岭梁、天子山、辽家河坝、台子上等岩体具较明显的岩相分带。岩体与中、上泥盆统、下古生界呈侵入接触。外接触带具角岩化、混合岩化。岩体多属深—中深成相,个别的如秦岭梁岩体为中深—浅成相。剥蚀程度均属浅—中等。南带西段,出露有郎木寺、格尔括合等几个小岩株,呈近南北向延展。岩石类型以石英闪长岩为主,其次为花岗闪长岩。岩体与下中侏罗统、三叠系呈侵入接触,界面外倾,外接触带具角岩化。岩体属浅成相。剥蚀程度属浅—中等。
白垩纪侵入岩体分布于北带东段。酸性岩类为规模较小的岩株,岩石类型以二长花岗岩为主,个别的如和尚堡岩体为石英二长花岗岩。岩体与中生代早、中期侵入体接触,外接触带岩石具烘烤现象。岩体属中深—浅成相。剥蚀程度较浅。同位素年龄值为104Ma。超基性岩类见于龙门西沟,由4个呈串珠状展布的小岩株构成,面积近lkm2。可划分为两个相带,强蛇纹石化纯橄岩带和纯橄岩、单辉橄石岩、单辉橄榄岩、橄榄单辉岩、单辉岩带。岩体与寒武系、奥陶系、中生代中期侵入体呈侵入接触。受利桥帚状构造的元家坪-潘家湾弧形压扭性断裂的控制。
西秦岭地区燕山期岩浆活动与金成矿有密切关系,如大水金矿、忠曲金矿、拉尔玛金矿、巴西金矿等都与侵入岩体有直接关系,且巴西金矿床内的石英闪长粉岩脉本身参与了金矿化。岩浆活动对金及多金属矿产的形成有着不可忽视的作用,但对岩浆与矿源的关系,尚存在分歧,主要有以下3种观点:①认为幔源岩浆把金和多金属等成矿元素从地幔中带到上地壳后再改造矿;②认为岩浆本身不带矿源,而岩浆进入上地壳后,在黑色岩系中俘获成矿元素之后,再形成与岩浆作用有关的矿床;③则认为岩浆热事件或岩浆期后热液对矿源层中成矿元素改造后形成矿床。无论哪一种观点,岩浆侵位时的热动力条件是该区金成矿的一个重要成矿条件。
㈣ 岩体在地质和力学特征方面与岩石相比有何主要区别
岩体定义:岩体是指一定地质历史时期中形成的,由岩块和结构面网络组内成的,赋存在一定的容天然地应力、地下水等地质环境中的地质体。
岩体与岩石主要的区别有:
(1)地质环境方面
岩体赋存于一定地质环境之中,地应力,地温,地下水等因素对其物理力学性质有很大影响,而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块,已完全脱离了原有的地质环境。
(2)力学特征方面
岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程,在内部的联结力较弱的层理、片理和节理、断层等切割下,形成了各种地质构造和软弱面,如不整合,褶皱,断层,节理,裂隙等等岩体是具有明显的不连续性。使岩体结构的力学效应减弱和消失。使岩体强度远远低于岩石强度,岩体变形远远大于岩石本身,岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。
㈤ 地质特征
根据1∶5万沂水幅地质报告(宋余礼等,1990),除将严家官庄基性岩体单独分出外,将图幅内变质中酸性深成岩体分为马山岩簇和大山岩簇。前者由老至新再分为马山岩体和雪山岩体,后者由老而新再分为林家官庄岩体、英灵山岩体、大山岩体和龙潭官庄岩体;时代归晚太古代。1∶5万高桥幅(顾德林等,1997)则采用超单元和单元的划分方案,总称沂水超单元,其中再分为雪山单元、蔡峪单元和牛心官庄单元;时代归晚太古代早期。
本次研究范围限于1∶5万沂水幅和1∶5万高桥幅的南半部。对区内出露的中酸性变质深成岩的岩性、同位素年龄、野外产出的先后关系、变质程度以及前人的划分依据,做了综合考虑与统一划分(或归并),且一律以岩体作为基本单元。具体的岩体包括马山岩体、蔡峪岩体、雪山岩体、牛心官庄岩体、英灵山岩体、林家官庄岩体和大山岩体(龙潭官庄岩体并入大山岩体)。
(一)马山岩体
该岩体侵入于沂水岩群的表壳岩中,又被大山岩体和牛心官庄岩体所包裹。前人曾认为它被雪山岩体侵入;但据野外所见,二者大都呈渐变过渡,有的二者接触处见有浅色花岗质脉体侵入于马山岩体之中,但难以说明是雪山岩体本身。
在1∶5万沂水幅中,马山岩体分别出露于三个小区:一区分布于大梨行村之东,长家沟—景家庄以西,呈三角形和细长条状,面积约1.5km2,片麻理呈东西走向,向南作50°倾斜。岩体北侧与围岩相接处的围岩部分有糜棱岩带出露。二区分布于柏家坪—罗家庄之南,毛家窑—东院之北的范围内,出露面积约12km2,其中露头较好的地区为马山、罗家庄南(露头见图版Ⅰ之1)和东院以北一带。岩体形状呈不规则的四方形,其东北部分伸出一岩枝,延长约2.5km后尖灭。片麻理呈近东西—北东东走向,向南倾,倾角50°~60°。三区主要见于石山官庄东侧,岩体形状如三角形,出露面积约0.75km2,这是一个小的花岗岩穹隆,东端的变质表壳岩向东倾没,南侧向南倾,北侧倒转亦向南倾,形成一个倒转背斜,岩体即在其中心。
在高桥幅中,马山岩体出露较少且分散,都呈不规则状分布于牛心官庄奥长—二长花岗岩中作为残留体出现。片麻理走向北东东,主体倾向南,倾角30°~71。不等。最大者出露于东曹河庄西南,面积不到500m×200m。在黄姑山顶也有小块呈包体出露。岩体中有中元古代呈北西向的石英闪长岩脉和北西-近南北向的辉长岩脉的侵入,也有燕山期呈北西向分布的辉绿岩小脉的穿入。
(二)蔡峪岩体
该岩体主要出露于高桥幅蔡峪村北,呈东西向分布,长3.5km,宽0.75km,面积达4km2,西部宽度大,东部变窄并被晚期北北东向断层切断。片麻理走向近东西至北东东,倾向南,倾角50°~65°,北部部分与围岩斜长角闪岩和黑云变粒岩组合接触。岩石以中粗粒紫苏花岗闪长岩为主,其中因含较多石榴子石而有别于其它岩体。该岩体总体上被包于大片牛心官庄岩体之中,未见到与其它岩体的接触关系。
(三)雪山岩体
该岩体主要见于沂水幅中,在高桥幅中分布比较零散;最大的一块出露于青山铺东南与东曹河南西西处(呈不规则透镜状),在大黄旺之西1km处也见有小块露头。另外在大张庄以西约1.5km见小块不规则状露头。它们均被包于牛心官庄岩体中,岩体在两个图幅的边部未相接。
在沂水幅西部,见于沂水县城之东的前晏家铺村—冯家官庄一线,南界位于南小尧—青龙峪—苇园—刘家山一线,北侧大部分与马山岩体南界接触,部分与沂水岩群的麻粒岩-片麻岩组合相接触,接触界线平直至弯曲。与大山岩体分界先是呈北东向至苇园转而呈南北向。与大山岩体的接触界面弯曲,大山岩体侵入雪山岩体中。岩体面积约25km2。总体上呈北东向展布,从苇园至刘家山西折为南北向,进入高桥幅又转为北东向。岩体片麻理倾向南东,倾角50°~70°,与岩体接触的部分(变质表壳岩)往往遭受糜棱岩化,并不同程度地形成边缘混合岩化,最宽处可达250余米。岩体具较多白色伟晶岩脉、二长花岗质岩石和乳白色团块状的石英脉穿插。
岩体中还见有中元古代近南北向的辉石岩脉、近南北向的石英斑岩脉和北东向的斜长花岗岩脉以及燕山期北西向的辉绿岩脉的穿切。
(四)牛心官庄岩体
由顾德林等(1997)在测制1∶5万高桥幅地质图时命名,该岩体出露于图幅中青山铺—小店子一线以南,东侧和南侧与相邻图幅命名不统一,缺乏明显界限。岩体中间被韩家渠东紫苏花岗闪长岩和东曹河—小店子一带的沂水岩群所分隔,分成南北两个岩基。
(五)英灵山岩体
该岩体主要出露于沂水图幅中,西起丰台湖—石屋官庄一线以东,向东北延展至后梭庄—唐家河一线以西;总体上呈北东向分布,北部与沂水岩群的麻粒岩-片麻岩的上部变质岩石组合直接接触,界线平直。岩体中夹有多层长条状的角闪石-黑云母变质岩石组合及其混合岩化岩石。岩体片麻理呈北东走向,向南倾,倾角40°~50°,与围岩产状基本一致。岩体中见有少量中元古代呈近南北向分布的花岗岩脉和较多燕山期呈北西西向和近东西向的辉绿岩脉和近南北向的石英斑岩脉。
(六)林家官庄岩体
该岩体主体为花岗闪长岩,出露于沂水幅的东南角,即唐家河村—林家官庄—胡家马庄一线;总体呈北东向分布,位于英灵山岩体之南。在西义家庄之北和唐家河村以南部分地区可见该岩体与英灵山岩体直接接触。沂水幅说明书指出,林家官庄岩体老于英灵山岩体(在后面的章节将详细讨论)。岩体片麻理倾向南东,倾角变化于45°与70°之间。岩体总体呈长条状,且间隔多条混合岩化程度不等由斜长角闪岩-黑云变粒岩为主组成的变质岩石组合,其产状与岩体基本一致。岩体的北东部分和南西部分均已延至图外,图幅内出露面积约为48km2。岩体中常见有燕山期呈东西向和南北向分布的辉绿岩脉和近南北向的石英斑岩脉的穿入。由于第四系覆盖和强烈风化,露头不甚清晰。
(七)大山岩体
该岩体分布于雪山岩体的东侧,南起沂水幅后梭庄西北,经苇园、九层岭至刘家山,尖灭于图幅边部;南部较窄,宽仅1.5km,北部可宽至3km,南北向延长约8km,总面积约18km2。片麻理隐约可见,走向为北东东,倾向南,倾角50°~55°,典型出露区为大山。与围岩或与雪山岩体的接触带有时见有中元古代的钾质花岗岩脉的侵入。岩体中见有中元古代呈东西向的辉长岩脉和北西向的斜长花岗岩脉以及燕山期北东向的辉绿岩脉穿入。大山岩体的主体为二长花岗岩或钾质花岗岩,变质作用最高达角闪岩相。
在沂水幅北部,大山岩体似已进入高桥幅,但该图幅中岩体均归入牛心官庄岩体,推测该岩体中包有部分大山岩体。
㈥ 岩石地层特征
2.2.1.1 下奥陶统
早奥陶世南华北盆地主要沉积台地潮坪—局限台地相的碳酸盐岩,在河南省主要为冶里组和亮甲山组两个沉积地层单元,在安徽地区主要为韩家组一个沉积地层单元。
(1)冶里组
主要为灰及灰黄色厚层含燧石条带细晶白云岩,难于风化,常突出地表,地貌特征明显。其底部以含燧石条带白云岩出现作为与上寒武统凤山组的分界,顶界以含燧石团块白云岩出现作为与亮甲山组分界。该组主要出露于三门峡、博爱、商丘淮北一线以北地区。产牙形石Scolopos restrictus,Teridontus gracilis,见于河南平泉、渤海海域、天津大港、辽宁本溪下寒武统冶里组,也与河南扬子地层区淅川白龙庙组可对比,国外也可与北美威斯康星州Shakopee组、西伯利亚地台Chunstage层位对比。
(2)亮甲山组
本组下部为灰、灰白色厚层含燧石团块白云岩,上部为灰白色中厚层含灰质泥晶白云岩。所含Paraserratognathus paltodiformisAn是华北亮甲山组上部的带化石,见于河北唐山、平泉、辽宁本溪及山西中阳等地亮甲山组。Scoloposrex huolianzhaiensis是亮甲山组的主要分子,见于辽宁本溪、河北唐山、平泉及山东等地亮甲山组,国外见于朝鲜南部莫洞组下部。可见,南华北地区亮甲山组与整个华北地台亮甲山组层位一致。本组分布范围较窄,主要分布于三门峡、焦作、新乡、商丘、宿州一线以北。厚度较薄,从几米到几十米不等,一般在30m左右,自南往北逐渐加厚。
(3)韩家组
安徽宿县夹沟韩家组下段为灰黄色中厚层白云岩及紫灰色含泥质白云岩,厚12m,含牙形石Oneotos nakamurai Nogami,Cordylos proavus Muller及腕足类Linguella sp.。上段为灰黄色中薄层硅质条带白云岩夹竹叶状白云岩,厚8m。含头足类Cyrtovaginocerassp.,Oderoceras sp.,Kaipingoceras sp.,与山东纸坊庄组中段及河北、东北南部的亮甲山组相当。
(4)贾汪组
层位稳定分布较广。在宿县韩家剖面,其岩性变化不大,为紫、黄绿色页岩与含泥质白云质灰岩互层,仅淮南地区白云质略高。淮北地区厚4~19m,淮南地区厚4~34m。因受早加里东运动影响,本组在大部分地段假整合覆于韩家组或寒武系之上。
2.2.1.2 中奥陶统(图2.14)
(1)下马家沟组
下马家沟组主要分布于三门峡、禹县、确山一线以北地区。主要岩性为细晶、微晶、泥晶白云岩、白云质灰岩、泥灰岩。该组在安徽淮南等地称为萧县组,主要为灰色中厚层灰岩、白云质灰岩、豹皮状灰岩。其底部普遍见有微层理发育的角砾状灰岩,顶部以黄色中薄层页状泥质灰岩与下马家沟组分界,厚157~250m。
一段主要为灰黄色薄层粉晶白云岩、白云质灰岩、黄绿色页岩,底部常有一层砂砾岩覆于寒武系或下奥陶统之上。该段层位稳定,分布广泛,是良好的划分标志。在豫西厚11.73~33m,在淮北厚4~19m,淮南厚4~34m。自北向南白云质增加,为海岸氧化—弱氧化环境、局限台地相砂泥坪沉积。
二段为中厚层灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、泥质灰岩和含硅质结核灰岩。下部常具有一层灰色厚层角砾状灰岩,是与一段分界的良好的标志。该段在禹州方山、新密市石板岗、巩义市涉村以北及两淮地区发育完整。在巩义市涉村厚41.3~101m,在萧县老虎山厚108.61m,萧县小家峪厚80.3m,淮北市滂汪厚67.52m,宿县武家厚107.39m,宿县韩家厚107.61m,淮南市洞山厚112.53m。
三段主要分布在新安县庙上—巩义市大凹岩—新密市崔庙以北地区和两淮地区。在豫西地区主要为灰黑色白云质灰岩、白云岩、花斑状白云岩。厚55.6~148m。
在萧县老虎山厚68.11m,淮北发电厂厚65.17m,萧县尤庄厚153.84m,宿线夹沟厚142.70m,淮南市老龙眼水库厚24.51m,淮南市洞山厚100.74m。整个下马家沟组在渑池县雷雁坡厚14.1m,禹县方山厚16.5m,密县石板岗厚79.1m,新安西沃厚95.2m,巩县小关厚106.7m,济源莲东厚128.2m。在太康—周口地区,太参1井厚度大于102m,太参2井厚148.5m,太参3井厚138.5m,周参7井厚107m,可见由西南向东北逐渐增厚。在两淮及霍丘地区,该组厚度由北向南逐渐变厚,萧县老虎山厚度大于185.59m,萧县小家峪厚170.39m,萧县龙庄厚249.22m,宿县韩家夹沟厚264.42m,淮南市洞山厚217.03m,定远县将军山仅一段和二段厚度就大于258.59m。
(2)上马家沟组
上马家沟组主要出露于新安西沃、巩县小关、确山一线以北及两淮地区。一段主要为灰黄色薄层微晶白云岩夹中层含白云质灰岩,局部夹灰岩透镜体;二段主要为深灰色厚层花斑状泥晶灰岩、含白云质灰岩、白云岩等;三段为浅灰色、浅黄色中薄层灰质白云岩、白云岩与深灰色厚层泥晶灰岩互层。
在豫西地区,本组在巩县小关厚70.5m、新安西沃厚168.9m、沁阳云台山厚191m。由西南向东北加厚。在太康—周口地区,新太参1井厚243m,太参2井厚225m,太参3井厚236.5m,周参7井厚258m,周参8井厚224.5m,厚度变化极小。在两淮地区,萧县老虎山厚241.57m,萧县小家峪厚241.12m,淮北市发电厂厚180.85m,濉溪县大山头厚258.58m,淮南市老龙眼水库厚72.24m,淮南市洞山厚156.78m。由淮南向淮北厚度逐渐增大。
南华北奥陶系层序地层格架内古岩溶研究
2.2.1.3 上奥陶统
峰峰组由角砾状灰岩、泥灰岩、白云质灰岩、含膏假晶白云质灰岩组成。主要分布于博爱以北地区,厚度变化较大,从几米到几百米,在南华北其他地区缺失。
㈦ 如何描述岩体的工程地质性质
岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总称。包括各种地质界面:层理、层面、节理、断层等
影响岩体稳定性的主要因素有:区域稳定性、岩体结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造、岩体风化程度等
1
结构面
破裂面、物质分异面、软弱夹层、软弱带、构造岩、泥化夹层、充填夹层
按地质成因,可分为原生的、构造的、次生的三大类
原生结构面:沉积的、火成的和变质的三类
沉积结构面
层面、层理、沉积间断面、沉积软夹层等
层面和层理的结合时良好的,层面的抗剪强度不低,但是顺层错动或风化作用会降低其抗剪能力
软弱夹层:硬层之间,强度低,遇水易软化,厚度不大。风化后为泥化夹层(泥岩、页岩、泥灰岩)
火成结构面
原声节理、流纹面、围岩接触面、凝灰岩夹层等
围岩破碎带或饰变带、凝灰岩夹层,为火成岩的软弱夹层
变质结构面
麻理、片理、板理
构造结构面:构造应力作用下,岩体中形成的断裂面、错动面、破碎带
破裂结构面:劈理、节理、断层面、层间错动面
构造软弱带:断层破碎带、层间错动破碎带
次生结构面
风化、卸荷、地下水等作用下形成的风华裂隙、破碎带、卸荷裂隙、泥化夹层、夹泥层等
结构面的特征
结构面的规模、形态、连通性、充填物的性质
规模:
形态:平整度、光滑度,对抗剪强度有影响
密集程度:通常以线密度(条/m)或结构面的间距表示
连通性:
地下岩体连通性的勘探方法有:勘探平硐、岩芯、地面开挖
张开度和充填:张开度,两壁面的离开距离,分4级
闭合的0.2mm,微张的0.2-1.0mm,张开的:1.0-5.0mm,宽张的:5.0-mm
张开和宽张的结构面,抗剪强度取决于充填物的成分和厚度,粘土一般少于砂土
㈧ 金佛寺岩体的地质特征
岩体主要分布于甘坝河、观山河、东沟河、西沟河等地,整个岩体在地表呈一长椭圆形,长轴方向为NW-SE,长约50km,最宽15km,出露面积约600km2,岩体处于走廊南山弧形褶皱带与酒泉盆地的连接处,受走廊南山弧形褶皱带控制,与褶皱带走向平行,长轴走向与区域构造线走向一致(图3-1)。
岩体南侧:在观山河以西主要侵入志留系泉脑沟山组(Sq),产状220°~250°∠60°~70°,局部侵入到奥陶系阴沟群(OYb),在金佛寺岩体的北西段,呈条带状沿近EW向展部。在东沟一带,呈条带状沿NW-SE向展部;在观山河—丰乐河之间与下石炭统臭牛沟组不整合(Cc)接触,不整合面产状245°∠40°,不整合面以下有一层厚2~6m花岗岩古风化壳,风化壳由松散的花岗岩碎屑组成,具较强的高岭土化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化等次生蚀变;在丰乐河以东主要侵入志留系肮脏沟组(Sa),产状190°~220°∠70°~80°,局部侵入到奥陶系阴沟群(OYa),主要在丰乐河的石鸡河一带,面积不大,与区域地层方向一致,呈条带状沿NW-SE向展布(原来1∶20区域地质调查和1∶25万区域遥感地质调查认为是志留系的肮脏沟组区域)。围岩总体走向为NW-SE向,与岩体走向大致相同。
岩体北侧:被第四纪覆盖,岩体呈外倾式接触,倾角60°∠70°。
岩体的原生流动构造不发育,仅局部地段可见,岩体NE侧边缘,由黑云母定向排列构成的流面倾向为S25°E和N25°W,倾角分别为70°~60°;岩体南西侧,由矿物或捕虏体的定向排列所显示的流面构造,倾向为S60°W和N40°E,倾角分别为60°~70°。流面产状与岩体的接触面基本一致。此外,岩体内局部地段还有由析离体或长石斑晶组成的流线构造,走向为N50°W和S10°E。
岩体的裂隙构造发育,但是由于后期构造运动影响,以致岩体内后生构造裂隙和原生裂隙相干扰,不易区分。据裂隙测量结果,以倾向N60°~80°E、N60°~70°W、S70°~80°W的裂隙最发育,其次为倾向S20°~30°E和S5°~20°E的裂隙,倾向S10°~20°W、N40°~50°E、S70°~80°E和倾向南、北的裂隙一般较少。倾向N60°~80°E的裂隙为次生构造裂隙,岩体内的主要向斜断裂多沿这组裂隙发展而成(如干巴河断裂和榆林坝河断裂等),这组裂隙为张扭性。倾向N70°W、S70°~80°E的裂隙,其走向与岩体长轴垂直,倾向N40°~50°E的裂隙与岩体长轴方向平行。这三组裂隙中,有一部分为岩体的原生裂隙,它们的发育程度较次生构造裂隙差。
岩体内有较多的细粒花岗岩、花岗伟晶岩、花岗细晶岩等脉岩和脉石英沿裂隙充填,其次为粗粒钾长花岗岩、花岗斑岩、二长岩等脉岩;这些岩脉以倾向N40°~50°E、S70°~80°E、S5°~20°E以及南、北倾向的较多。各种岩脉多沿原生裂隙充填,而沿次生构造裂隙充填的很少,倾向N60°~80°E的裂隙除见少量石英脉充填外,很少被脉岩充填。
各种岩脉多沿原生裂隙充填而沿次生构造裂隙充填的很少,倾向N60°~80°E的裂隙除见少量石英脉充填外,很少被脉岩充填。
图3-1 金佛寺岩体地质图
各种岩脉多沿原生裂隙充填而沿次生构造裂隙充填的很少,倾向N60°~80°E的裂隙除见少量石英脉充填外,很少被脉岩充填。
岩体的含矿性较好。在岩体的内接触带,岩浆期后热液型的金属矿产较丰富,特别是在岩体南侧的丰洛川河至干巴河脑的内接触带,形成一条多金属成矿带,矿点和矿化点较多。主要的矿化有:中低温热液型的铜、铅、锌等矿化。与云英岩化有关的中高温热液型钨、钼矿化,岩体北侧的榆林坝附近,有热液成因的稀有、放射性元素矿化。这些矿产的生成,在物质来源上与岩体有紧密的联系,同时也和成矿环境有很大的关系。岩体内矿产的产出部位通常在内接触带裂隙较发育地段。
㈨ 矿化岩体的地质特征
在行政上,百花脑矿化岩体隶属云南腾冲、盈江两县管辖,相距最近的大村落是腾冲县的新歧寨(故曾被称为新歧花岗岩矿床,考虑到新歧寨距矿区有3~5km,我们建议以矿床中心部位所在地名改称其为百花脑矿床);在历史上,古代西南丝绸之路的马帮大道穿越其间;在成矿区带划分中,它居于滇西腾冲—梁河锡、稀有金属成矿带下属槟榔江蕴矿带中段;在地貌上,它地处大盈江与槟榔江二级分水岭的构造剥蚀台地上,自北而南,山脊变宽缓,山峰高程2500m左右;在纬度上,矿化岩体处于北纬25°附近,物理—化学—生物风化作用强烈,矿化岩体普通发育厚达30m的强风化壳。
(一)矿化岩体的地质特征梗概
矿化岩体呈一南北长6000余米,东西宽近400余米的条带状展布。百花脑矿化岩体大致可以分为五个矿段,即百花脑矿段、大秧田矿带、席草坝矿段、茶塘河矿段和北边的干河矿段。仅地表所见,各个矿段之间基本相连。它是新生代百花脑—来利山复式花岗岩基的最末阶段的产物。见其与黑云母钾长花岗岩和伟晶状钾长花岗岩为侵入接触关系。矿化岩体上部发育有大小不一、形似椭圆的云母云英岩异离体。此外,还有数量较多的天河石花岗岩脉和小龙岩脉穿切其间。
(二)岩相学和矿物学特征
矿化岩体具有典型的花岗结构。在剖面上,下部为含斑细中粒、不等粒似斑状结构,上部为细粒等粒花岗结构。
矿化岩体的造岩矿物是钠长石(An≤5)、钾长石、石英和云母类矿物。钠长石含量35%~40%,石英含量为25%~35%,钾长石含量为15%~35%,云母含量为1%~5%。X射线分析钾长石有序度值为0.93。钾长石富含Rb、Cs,其(Rb2O+Cs2O)≥1.80%,且K2O/Rb2O<20,应属天河石变种,可不显特征的天蓝色。由于矿化岩体碱性长石含量高,因此强烈风化后,矿化岩体在景观上凸显耀眼的白色,其色度完全可以和我国著名的414矿媲美。
矿化岩体的副矿物以种类较多、含量较高和具有重大经济价值为其特征。
(三)岩石化学特征
岩石化学特征为富Si、K、Rb、Cs、F和过铝,其K2O/Na2O=0.89。与典型的Li-F花岗岩相比,矿化岩体富K贫Na,富Rb、Cs贫Li,两者差异大。
(四)微量元素地球化学
矿化岩体铷含量高,全岩平均0.13%。此外含一定量Nb、Ta、W、Sc、REE和Y等。
矿化岩体的稀土元素总量为216×10-6,轻稀土/重稀土=0.30~0.52,δEu=0.08~0.16,属铕严重亏损的重稀土富集型。
(五)矿化特征
据云南地矿局测试中心和北京矿冶院研究,矿化岩体中可综合回收利用的矿化元素有28种之多,计有Sn、W、Nb、Ta、Zr、Hf、Li、Rb、Cs、U、Th、REE和Sc等。但目前主要对其中的九种矿化元素作过查定。就这九种矿化元素的矿化特征看,它们在岩体中的分布比较均匀、稳定,堪称全岩矿化。从表4-4-1可见,仅Rb在工业品位之上,Nb2O5+Ta2O5之和接近工业品位,而其他矿化元素含量偏低。
表4-4-1百花脑矿化岩体部分矿段部分矿化元素的平均品位(wB%)
按原生单—矿床的工业品位要求强烈风化的矿化岩体,的确,有些矿化元素品位不高。但由于它们大都呈可供工业利用的矿石矿物形式产出,而且易于采、选、炼和可以综合回收。更何况,在分选这些矿石矿物后所剩的尾砂,基本上又是可以作为优质工业原料的钠长石和石英。其量之巨,足以构成单独的超大型石英砂矿和单独的超大型钠长石矿床。其潜在经济价值非常可观。
经研究,主要矿化元素的赋存状态如下:Rb基本上都以类质同象形式存在于钾长石和各种云母中;Cs主要以类质同象开赋存在各种云母中,少量以类质同象方式存在于钾长石内;Y基本上呈单矿物形式产出,如富铀钨萨工矿(即相当于铌钇矿的富U、W新变种)、未名矿物、磷钇矿和褐钇铌矿等;Sc除富铀钨萨工矿含较多的类质同象Sc外,估计锡石、黑钨矿、铌钽铁矿中也有相当量的类质同象Sc;Sn至少60%以上的Sn呈锡石单矿物存在;Nb、Ta主要为富铀钨萨工矿、未名矿物产出,其次以铌钽铁矿、褐钇铌矿形式产出,以类质同象形式存在于锡石、黑钨矿、云母内的量不大;W少数呈黑钨矿形式存在,多数赋存于富铀钨萨工矿和未名矿物内;REE如钇一样,大多呈单矿物形式产出,诸如富铀钨萨工矿、未名矿物、独居石、磷钇矿和褐钇铌矿等;Li基本上存在于云母矿物和天河石中;U多呈独立矿物——富铀钨萨工矿、未名矿物等;Zr、Hf大都为锆石、富铪锆石和曲晶石等单矿物形式产出。
(六)矿床成因
根据野外宏观证据和室内微观标志,借鉴国外有关Li-F花岗岩的成岩、成矿实验资料,我们认为,百花脑矿化岩体的成岩、成矿作用以岩浆作用为主,而各种交代蚀变——钠长石化、天河石化、云英岩化、黄玉化等为辅。呈脉状穿切矿化岩体的云英岩(其中有黑钨矿化,可供综合回收)和作异离体巢状产于矿化岩体上部的云英岩,也应以岩浆作用为主,属小龙岩范畴。对此,我们曾作过详细论述[8,85]。
㈩ 岩体地质及岩石学特征
中—晚三叠世大陆隆升型花岗岩序列分布于巴塘中咱以北,位处中咱微地块西侧,金沙江混杂岩群东侧,以贝拉岩体为典型,主要岩性为石英正长岩,黄草坪岩体的石英正长岩部分亦被划归该岩石序列,与格拉山-玉龙亚带的果松弄岩体岩石组合可大致对比。
1.贝拉岩体
贝拉岩体位于金沙江结合带西侧,侵入巴塘-德荣一带的金沙江混杂岩群,严格受构造控制。岩体被后期NW和NNW 两组断层所破坏,内部NW和NE两组节理较为发育。
岩体南部东侧之围岩为志留系、泥盆系结晶灰岩岩块,其余地段围岩皆为金沙江蛇绿混杂岩群之结晶灰岩、变质中基性火山岩、片岩等。
岩形体态为一长轴N NW 展布的不规则长条状四边形岩基,长56km,宽8~10km,出露面积约450km2。岩体接触面产状与围岩基本一致。东西两侧围岩倾向东,倾角60°以上,接触面内倾;岩体具块状构造、片麻状构造,西侧接触带附近,长石呈定向排列,其长轴方向与围岩走向一致。
岩体边缘为中细-细粒似片麻状黑云石英二长闪长岩;中心为角闪石英正长岩,由东北、向西南,石英含量增高,角闪石含量减少。石英正长岩具两种结构相带:中心相为中粗粒斑状结构相带,岩体南端,围绕中心相呈蹄形分布的边缘相为中-中细粒结构相带。
石英正长岩中心相的钾钠长石有高岭石化,角闪石具绿帘石化,斜长石具绢云母化;其与石英二长闪长岩接触的边缘相岩石具明显的片麻状构造,石英二长闪长岩十分发育的压碎结构、条带状构造。
在岩体的内接触带最大特点是“混合岩化”普遍发育,内接触带宽5~10m,其岩石类型有:混合岩化角闪石英二长岩、片麻状花岗质混合岩、混合岩化片麻状斜长角闪岩。这些混合岩化现象,可能主要为岩石构造变形所致。
外接触带随围岩性质不同产生不同的接触变质岩及接触交代变质岩类型,计有大理岩化、角岩化、矽卡岩化,形成透辉石榴矽卡岩、透辉石矽卡岩、阳起绿帘石岩、阳起石角岩、透辉绿帘石岩、片理化二云母堇青石角岩等。外接触带宽度约20~50m。
岩体中包体有细晶辉长岩(已蚀变为斜黝帘石-透辉石岩)、辉石角闪正长岩、细-微粒角闪奥长花岗岩。
岩体中见辉绿岩、云斜煌斑岩及细晶花岗岩脉侵入。
该岩体同位素年龄较分散,四川地矿局三区测队(1977)获黑云母K-Ar年龄124.7Ma、194.6Ma,角闪石K-Ar年龄253.9Ma,四川地矿局《四川省区域地质志》编写过程中(1991),对该岩体角闪石英正长岩进行Rb-Sr年龄测定(荷兰Z.W.O,1990),获432.6Ma年龄数据。由于岩体侵位于三叠系,显然其成岩时代应晚于三叠纪,结合玉龙江达果松弄辉石正长岩(211Ma)对比,本书将其成岩时代划归中—晚三叠世。
(1)中粗粒斑状角闪石英正长岩
似斑状结构,块状构造,斑晶呈板状,分布不均,粒度5mm×8mm~25mm×24mm,含量约15%~60%,以微斜长石为主;基质为半自形粒状结构,由条纹长石(45%~50%)、斜长石(15%~20%)、石英(10%~15%)、黑云母(< 3%)组成。微斜长石斑晶2V=-81°、∆=0.925,基质中微斜长石2 V=-79°、∆=0.875;斜长石具环带构造,内环An=40~44,外环An=20~30;角闪石中常见有榍石、磷灰石、锆石、磁铁矿包裹晶。
(2)中-中细粒角闪石英正长岩
似斑状结构,似片麻状构造;斑晶呈长板状,轴向与片麻理一致,含量15%~20%,主要为微斜长石。基质矿物成分与中心相一致。微斜长石2 V=-81°、∆=0.925。
(3)中细-细粒似片麻状黑云石英二长闪长岩
半自形粒状结构,或碎斑结构,普遍具似片麻状构造。矿物组成:微斜长石10%~15%、斜长石40%~45%、石英15%~20%、角闪石15%~20%、黑云母10%~15%;副矿物有:榍石、磷灰石、褐帘石、磁铁矿、锆石。微斜长石2 V=-84°,∆=1.0,多具格子双晶;斜长石An=20~48,环带构造普遍发育,内环An=27~43,外环An=20~23。副矿物锆石特征:色泽几乎均为淡红色、棕黄色,晶体呈柱面发育,正锥面,不发育之聚形晶。岩体西缘由于有混染作用强,锆石晶形变得复杂,颜色为玫瑰色。其含量由中心向边缘有递增趋势,自形程度也由低到高。
2.果松弄岩体
该岩体位于西藏东部江达县南果松弄沟中。岩体呈岩株状侵位于下三叠统普水桥组安山岩中,近SN 向展布,长6km,宽2km,面积约12km2。全岩Rb-Sr等时线同位素年龄值为211Ma,相当于晚三叠世末期,锶初始值(87Sr/86Sr)=0.708。
岩体自北而南岩石结构分带明显,由中粗粒斑状、中粒斑状至中细粒。但矿物成分近似,由微纹长石、斜长石、石英、普通辉石、普通角闪石、黑云母以及磷灰石、榍石、磁铁矿组成。斑晶为微斜长石、普通辉石、黑云母。微斜长石斑晶呈板柱状,具卡氏双晶和环带构造,2 V:=80°,三斜度∆=0.9,属低温微抖长石,钠交代作用明显;普通辉石呈不等粒,嵌长石、黑云母形成筛状结构,常被角闪石交代;黑云母具环带构造,包裹磷灰石。基质以条纹长石为主,呈半自形-他形粒状,少量斜长石。