Question

成矿构造

Answer 1

辽东地区镁质非金属矿床的成矿构造主要有褶皱构造和断裂构造。

褶皱构造的控矿作用表现在：褶皱构造是与一定的构造变形密切相关的，这种构造变形为成矿物质的运移提供了动力；褶皱构造的滑脱带和层间构造带为矿质聚集提供了空间场所；褶皱构造的向斜核部和倒转向斜的下翼为矿体的保存而不被剥蚀破坏提供了条件。

辽东的镁质非金属矿床，大多数受吕梁运动形成的EW向褶皱控制，并赋存于EW向褶皱的复背斜、背斜的倒转翼、陡翼，以及复背斜轴部次一级向斜翼部的陡倾地段。与成矿关系密切和规模比较大的褶皱构造有虎皮峪-翁泉沟-红石砬子复背斜（如后仙峪硼镁石矿床）、太平哨-草河口复向斜（如砖庙硼镁石矿床）、英落-草河口复向斜（如范马-水泉滑石矿床）、二户来-清河复背斜（如高台沟硼矿床）等（胡国巍，1992；刘敬党，1996；吕宗凯等，1984，1985；秦松贤，1994，1995）。

吕梁运动不仅产生了区域变质和混合岩化，而且把辽河群（宽甸群）中矿源层在区域变质-混合岩化阶段所形成的含矿热液，顺层吸入到层间剪切运动强烈的褶皱翼部低压空间，与顶底板镁质大理岩发生交代，形成沉积变质再造硼、滑石、蛇纹石等矿床。由于含矿物质的迁移、富集受层间剪切作用控制而顺层进行，故所形成的矿床仍然赋存于原始沉积的矿源层层位。

研究表明，纵弯褶曲翼部层间（纵向）剪应力强弱，与该翼倾角大小呈正相关关系，当翼部倾角达到90 °时，其层间剪应力最大。因此，在区内几个大型硼镁石矿床中，后仙峪、砖庙和杨木杆3个矿床分别赋存于虎皮峪复背斜、砖庙背斜和杨木杆背斜的倒转翼（图3-9），二台子矿床所在的鸡冠山背斜虽然没有倒转，但矿床分布地段地层倾角也达65°～75°（图3-10），而这些复背斜、背斜的正常翼或地层倾角平缓部位，至今尚未发现工业矿体。翁泉沟EW向复背斜轴部中次一级向斜的特大型磁铁矿-硼镁石矿床，也主要赋存于向斜翼部倾角急陡部位。而含磁铁矿-硼镁石型高台沟矿床，由于原始沉积条件较差，褶皱又较平缓而无大型矿床。本区海城-大石桥一带的大型和超大型菱镁矿-滑石矿床、北瓦沟地区的蛇纹石（岫岩玉）矿床也主要赋存在这些褶皱的有利部位。

图3-9 宽甸砖庙矿床地质图

（据王培君等，1991）

1—新元古界；2—古元古代高家峪组；3—古元古代里尔峪组；4—浅粒岩；5—蛇纹石化大理岩；6—磁铁浅粒岩、角闪变粒岩；7—透辉变粒岩、黑云变粒岩、钠长变粒岩；8—黑云片麻岩；9—硼矿体；10—倒转背斜、倒转向斜；11—断层；12—不整合界线；13—闪长岩脉；14—闪长斑岩脉

吕梁运动EW向褶皱期间矿源层部分物质已转变为流体，故其复向斜、向斜轴部虽然可能也产生了虚脱空间，但因该部位位置低洼而不利于含矿热液的聚集，所以该时期的EW向复向斜、向斜的轴部（除其中次一级背斜外）没有硼矿床出现；相反，这些虚脱部位为滑石矿体提供了有利空间，如海城范家堡子滑石矿床（图3-11）。厚矿体于低压空间中形成，故其矿石构造与高压区薄矿体的条纹状、条带状构造不同，多呈致密块状、束状、放射状、三角格架状等构造。

断裂构造包括各种断层和裂隙，对许多矿床的形成和分布起着重要的控制作用。辽东镁质非金属矿床的主要的控矿断裂构造有三个方面：沉积期东西向深大断裂带控制了辽东裂谷的沉积和岩相分带，以及成矿流体的通道（图3-1）；变质和构造变形期NE向的区域断裂是形成滑石、蛇纹石等热液矿床的流体通道，而近东西向的层间剪切破碎带是某些大型滑石矿床的控矿构造。

图3-10 凤城二台子硼矿床第3 号勘探线剖面图

（据王培君等，1991）

1—第四系；里尔峪组：2—浅粒岩；3—绿泥石英片岩；4—蛇纹石化大理岩；5—浅粒岩、混合岩；6—蛇纹岩；7—煌斑岩；8—断层及编号；9—硼矿体；10—地质界线

古元古代硼矿床主要分布于中央凹陷带营口—宽甸一带，其南北分别以深断裂带与南缘浅台、北缘斜坡相连接，即凹陷带夹持于两条断裂带之间，这一特点决定了凹陷带内的火山-沉积建造受深断裂带的控制，后者起了同沉积断裂构造控制的作用。太平哨和草河城重力高夹在两条东西向重力负值带之间，带内正是古元古代裂谷海槽巨厚堆积物的中心部位，硼矿床分布较广，其中大型-超大型硼矿床主要沿深断带分布，表明深断裂带对大型-超大型硼矿床具明显的控制作用（冯本智等，1998）。推测元古宙裂谷带轴部东西向深断裂的形成与活动，导致来自地幔-地壳深部的富硼基性-酸性岩浆的喷发，形成裂谷带内火山-沉积盆地，盆地内沿断裂又可发生硼、镁、铁等的喷流活动，带来巨量的含矿流体，为大型-超大型硼矿床的成矿作用创造了重要条件，这与世界上超大型硼矿床的形成均与深大断裂的活动有关是一致的。

在中央凹陷带中，分布着由次一级的断裂控制的热水成矿盆地，沿此种成矿盆地中的断裂，分布有与火山活动有关的热泉和喷气孔群，由其强烈活动为盆地带来充分的成矿物质，有利于硼、镁、铁矿床及热水沉积岩的形成。

北东向区域断裂是变质构造期主要的断裂，在本区十分发育，它们是变质热液矿床形成的热液通道。许多大型硼矿、滑石、蛇纹石、水镁石矿床都分布在北东向断裂带附近。由于含矿物质沿层间剪切作用所形成的虚脱空间或派生的裂隙充填，故硼矿矿体多呈似层状、鞍状、透镜体、台阶状、S状、反S状、羽毛状或条带状产出（图3-12），矿体的长轴方向与层间剪切方向垂直，枢纽水平的褶皱中矿体长轴方向多呈水平状态。

图3-11 海城范家堡子滑石矿床第15 勘探线剖面图

（据刘崇德等，1987，修改）

图3-12 辽东硼矿床中矿体形态示意图

（据王培君等，1991）

砖庙矿区：A—台阶状矿体；B—反S状矿体；C—S状矿体；后仙峪矿区：D—鞍状矿体1—硼矿体；2—蛇纹石化大理岩；3—剪性断裂；4—剪切方向

纵向挤压剪切破碎带对滑石、蛇纹石等热液交代矿床控矿作用最明显。几乎区内所有大型滑石矿床都与纵向挤压剪切破碎带有关，如海城范家堡子滑石矿床、水泉滑石矿床等（姜春潮，1987；李驭亚等，1994；张万魁等，1984）。海城-大石桥滑石矿明显地受三条NE—NEE向纵向挤压剪切破碎带控制，形成三条滑石矿带，它们是区域滑石矿床的成矿构造。与其相交的NNW—NW向断裂可能为成矿热液的通道。北带由海城范马经牌楼到铧子峪，以范马滑石矿为代表；中带由范马经麻峪到牌楼，以麻峪-杨家甸为代表；南带主要在大石桥百寨到青山怀，以百寨滑石矿为代表。这是由于区域的偶压应力作用结果而形成的倒“S”形构造型式，形成三条大致平行的纵向逆断层和一系列的同斜褶皱。断裂带内裂隙十分发育，常常由两组共轭扭裂面形成构造压扁体带，且越是构造挤压强烈处滑石越富集，如海城铧子峪菱镁矿区菱镁矿和白云质大理岩挤压破碎带中可见滑石矿化现象（图3-13）。地表和深部滑石矿体展布方向也反映了矿体主要受EW向及NE向两组控矿断裂控制，矿体延长呈舒缓波状，而其总体走向又是与NEE向主裂面相一致。

图3-13 海城铧子峪菱镁矿区菱镁矿采场115 m 台阶断裂带中滑石矿化素描图

（据Jiang C.C.et al.，1996）

1—白云质大理岩；2—断裂带及滑石矿化；3—菱镁矿

此外，成矿后构造对已形成的非金属矿床进行了改造。本区在吕梁运动之后，经历了漫长的相对平静期。进入中生代以来，先后受到西伯利亚板块向南不均匀推挤所导生的南北向左行扭动、库拉板块NNW向挤压和印度板块NE向挤压的作用，前述各种构造又相继复活，从而在这些正向构造核部新的减压空间中，又发生重熔和再生作用，使其中一些变质岩、混合岩在250 Ma前进一步演变成花岗岩，并新产生一些NEE 向构造和NW—NNW向构造。

这些构造主要使已形成的镁质非金属矿床发生物理方面的变化，其中NEE向构造以逆冲断层和平面X型断裂对矿床的影响较为明显，它们对矿床起破坏、断落、抬升、变薄、变厚作用；而NW—NNW向构造对矿床的影响，则主要见于后仙峪硼矿床的小褶皱。

同时部分镁质碳酸盐矿物受岩浆热能和大气降水影响，镁质非金属矿床成矿区又新生一些次生矿床，如块状水镁石和纤维状海泡石等，它们主要发生在镁质碳酸盐岩建造的裂隙构造较发育地段，水镁石矿物还与岩浆岩体构造相关联，如徐家台水镁石矿床。