榮渡金礦區(qū)基巖構(gòu)造與控礦構(gòu)造研究

技術(shù)方法巖石中的剩余磁分分為原生剩余磁和次級剩余磁。原生剩磁是巖石結(jié)晶過程中受當(dāng)時地磁場作用被磁化而形成的剩磁。次生剩磁是巖石成巖后由于熱動力條件的變化發(fā)生礦物相的轉(zhuǎn)變、形成新礦物(如退變質(zhì)、原生礦物被氧化形成氧化礦物)時形成的剩磁,次生剩磁的一部分是由現(xiàn)代電磁場對巖石磁化產(chǎn)生的剩磁。用古地磁方法對巖心進行定向,其原理是測量并分解出巖石樣品中由現(xiàn)代地磁場引起的剩磁分量,依其方向與現(xiàn)代地磁場一致的原則,恢復(fù)巖石樣品的空間方位和產(chǎn)狀。1巖心組織熱退磁的制備采樣時,首先根據(jù)巖心鉆探編錄、巖心牌、巖心上的回次記錄和塊序等原始記錄標(biāo)記,細心觀察記錄巖心的巖性、巖性條帶的連續(xù)性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和變形特征等。根據(jù)塊間斷口的相互吻合情況,確定巖心柱的上下關(guān)系和每一巖心塊的上下面。每塊樣品長一般10cm,依據(jù)巖心的上下關(guān)系,在每塊巖心樣品的柱面上平行巖心軸方向標(biāo)以箭頭,箭頭指示向上,同時詳細記錄樣品的巖性、各種結(jié)構(gòu)構(gòu)造要素及其相互關(guān)系,并盡可能進行素描。樣品加工制備時,首先垂直巖心軸切制一個向上的平面(指鉛直鉆孔巖心),然后在該切好的平面上選擇一組較為穩(wěn)定和明顯的構(gòu)造要素的某個方向(如傾向或走向)作為假定方向。本文以該區(qū)一組產(chǎn)狀穩(wěn)定的片理傾向作為假定方向,記N0,并用箭頭(?)標(biāo)出(圖1);再在已經(jīng)“定向”的巖心塊平面上設(shè)計并制備好適合古地磁測試儀器規(guī)格的樣品。圖1中α角代表某一構(gòu)造要素(如層理)的傾向(C0)與假定方向(N0)的夾角,由宏觀巖心素描觀察時量得,并規(guī)定順時針為正,逆時針為負。根據(jù)古地磁方法的特點和待解決問題的需要,在樣品布局和樣品數(shù)的確定上應(yīng)考慮代表性和統(tǒng)計性。一般的說,樣品布局應(yīng)均勻地分布于研究區(qū)內(nèi),對于從其它地質(zhì)資料分析認(rèn)為構(gòu)造要素變化較大的部位,樣品密度應(yīng)適當(dāng)加大一些?，F(xiàn)代地磁場產(chǎn)生的磁化一般在中低溫度下發(fā)生,因此,熱退磁和剩磁測量只需在中、低溫度段進行即可,一般選擇從室溫至300℃或350℃。同時,為了更精確的分離現(xiàn)代地磁場的剩磁,熱退磁的溫度間距應(yīng)適當(dāng)小一些,以30℃～40℃為宜。測試工作由中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所古地磁實驗室完成,所用儀器為美國產(chǎn)DSM-2數(shù)字旋轉(zhuǎn)磁力儀,熱退磁溫度選擇50℃、80℃、120℃、150℃、180℃、220℃、260℃、300℃。2現(xiàn)代地磁場的剩磁分量本項研究需要的是求出現(xiàn)代地磁場引起的剩磁,也就是說求出巖石樣品在熱退磁中的一定溫度段內(nèi)消失的那一部分剩磁。磁場是兼有方向和大小的向量(矢量),在數(shù)學(xué)理論上,向量(矢量)的加減最直接的是用三角形圖解法(圖2):M?=M?1+M?2Μ→=Μ→1+Μ→2(1)(1)式中M?Μ→是巖石總的剩磁,它是較高溫度條件下形成的剩磁M?Μ→1(包括原生剩磁和部分次生剩磁)和現(xiàn)代地磁場磁化形成的剩磁M?Μ→2之和。所以,求解現(xiàn)代地磁場剩磁分量過程是一個簡單的向量(矢量)減法。M?2=M??M?1Μ→2=Μ→-Μ→1(2)如果一個現(xiàn)代地磁場剩磁分量疊加在巖石樣品的原生剩磁上,通過一系列溫度的熱退磁退掉這個現(xiàn)代地磁場的剩磁分量,那么該系列溫度下所測得的巖石總剩磁投影點,應(yīng)該在一條直線上或者一條直線附近,即熱退磁退掉的那部分剩磁具有較一致的方向,這個方向就代表了巖石樣品中的現(xiàn)代地磁場剩磁分量的方向。然而實際情況卻往往比較復(fù)雜,樣品在各個溫度段的剩磁投影可出現(xiàn)3種類型。(1)直線-似直線型:這是最理想的類型,如圖3中(a)、(b)2個樣品從室溫至300℃的各個溫度點的剩磁投影都在近于一條直線上。(2)部分溫度段似直線型:這是常見的類型,投影圖表現(xiàn)為某些溫度區(qū)間內(nèi)的剩磁投影點分布近于一條直線上。如圖3(c),在80℃～220℃的溫度區(qū)間內(nèi)剩磁投影點的線性良好。在這種情況下,線性良好的溫度段內(nèi)所退掉的那部分剩磁可以代表現(xiàn)代地磁場剩磁。(3)徘徊型:這類投影圖表現(xiàn)為一系列溫度下樣品的剩磁投影點呈不規(guī)則的分布,無明顯的方向性(如圖3(d))。對于上述(1)、(2)類型,現(xiàn)代地磁場剩磁分量可以采用向量(矢量)減法求得,此法也稱為Kir法;對于(3)類型的現(xiàn)代地磁場剩磁分量,可以采用向量和平均法求得,此法稱Fish法。這樣就得到每一塊樣品現(xiàn)代地磁場剩磁分量的大小和方向,在本項研究中需要的是方向。3榮渡金礦區(qū)巖石片理產(chǎn)狀及構(gòu)造型式的初步識別根據(jù)已求得每一塊樣品相對于假定方向(N0)的現(xiàn)代地磁場剩磁分量(M2)的方向(Nc),其相對方位角為β,Nc代表現(xiàn)代地磁場的磁北方向,考慮到本區(qū)磁偏角約為偏西4°,反推可以確定樣品假定方向(N0)的方位角φ(圖4)。φ=360°-β-4°(3)以圖1樣品為例,假定β為106°(圖4),則可求得樣品假定方向(N0)的方位角為250°,從而確定每一塊空間方位。根據(jù)圖1可以恢復(fù)各種構(gòu)造要素的產(chǎn)狀:片理傾向P0=N0=φ(4)層理傾向C0=P0+α=φ+α(5)然后,以組為單位統(tǒng)計平均,就能求得每組樣品所代表地質(zhì)點構(gòu)造要素的產(chǎn)狀。依據(jù)上述原理,作者對榮渡金礦區(qū)20組樣品共40個單樣剩磁測量結(jié)果進行了微機處理,求得各單樣現(xiàn)代地磁場剩磁分量方向,在恢復(fù)其空間方位之后,即求得了各單樣巖石的片理產(chǎn)狀;再作組樣平均,求得17個鉆孔中20個采樣地質(zhì)點的片理產(chǎn)狀。在榮渡金礦區(qū),巖石片理產(chǎn)狀總體比較穩(wěn)定,平均產(chǎn)狀為走向45°,傾向135°,傾角55°;依據(jù)這個平均片理產(chǎn)狀和巖性層與片理之間關(guān)系,恢復(fù)榮渡金礦區(qū)24個鉆孔共61個觀察點的基巖巖性層產(chǎn)狀。在獲得基巖巖性層產(chǎn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合鉆孔巖性段的劃分和每個鉆孔內(nèi)各個巖性段的分布特征,建立榮渡金礦區(qū)構(gòu)造格局是:早期的基底變質(zhì)變形構(gòu)造為近東西向的緊閉—同斜褶皺構(gòu)造,之后形成一組產(chǎn)狀穩(wěn)定的北東向透入性片理構(gòu)造,并有呈北北東向展布的多個小型超基性侵入巖體,金礦控礦構(gòu)造形成最晚,呈南北向,為韌脆性斷裂構(gòu)造,明顯穿切東西向褶皺、北東向片理和超基性巖體(圖5)。很顯然,運用古地磁方法對巖心進行定向,并結(jié)合物化探和鉆探資料厘定的礦區(qū)構(gòu)造型式,與僅僅依據(jù)物化探和鉆探資料厘定的礦區(qū)構(gòu)造型式有明顯的差異(表1)。前者與區(qū)域構(gòu)造背景及外圍露頭區(qū)的構(gòu)造型式更為協(xié)調(diào)。因為對礦區(qū)構(gòu)造型式認(rèn)識的不同,所以對控礦構(gòu)造及控礦因素的分析以及找礦預(yù)測方向也不同。按物化探和鉆探資料的認(rèn)識,1991年沿著高磁異常帶(主要由超基性巖體引起的)施工了多個鉆孔,未見理想的金礦化,僅見超基性巖體;而依據(jù)古地磁方法定向后確定的南北向韌脆性斷裂控礦的認(rèn)識,在后續(xù)的地質(zhì)找礦中得到證實,1993年～1994年,在榮渡金礦區(qū)以南5km的露頭區(qū)朱頂一帶,當(dāng)?shù)孛癫砂l(fā)現(xiàn)了受南北向斷裂控制的金礦帶,而且具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模(表1)。4測試結(jié)果方面的問題古地磁方法具有簡易、費用低等特點,有著廣泛的應(yīng)用前景。由此作出的礦區(qū)構(gòu)造分析與該區(qū)區(qū)域構(gòu)造背景及外圍露頭區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征相協(xié)調(diào),為找礦預(yù)測提供了重要依據(jù),并被找礦實踐初步證實。但也遇到一些具體問題:1)可靠性問題。由于目前古地磁測試儀器尚有5°～8°測試誤差,影響地層產(chǎn)狀的準(zhǔn)確性。本次研究中,組內(nèi)各單樣誤差范圍為0°～35°,但大部分(80%)在15°以內(nèi)。理論上,同組的樣品是由同一巖心塊上切制的,測試結(jié)果應(yīng)完全一樣,但實際上,樣品切制時的微小誤差、相鄰巖樣微結(jié)構(gòu)上差異以及儀器的誤差,都將導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差。本次研究中的大部分測試結(jié)果組內(nèi)偏差小于15°,反映了測試結(jié)果的可信度比較高。2)巖性問題。理論上巖性不應(yīng)影響測試結(jié)果,但本次研究中經(jīng)對比分