勉-略-宁三角区构造块体呈楔状夹持在秦岭微板块、扬子板块和松潘甘孜褶皱带之间,该区构造位置处在秦岭造山带与扬子板块西北缘的接合部,属摩天岭准地块东延部分,面积约1700km2,是由北部勉-略缝合带和南部汉江断裂带与秦岭、扬子构造单元分隔的构造三角区(图3-7)。其成矿作用经历了自新太古代以来不同构造体制下的多次构造、岩浆热事件和变质变形的复杂地质作用。“勉-略-宁”古三角区地层由基底和盖层两部分组成,二者之间为一不整合面,多以断层接触。其中基底部分主要由新太古界鱼洞子岩群结晶基底(Ar3y)和中、古元古界大安岩群(Pt1-2d)、何家岩岩群(Pt1-2hj)及中、新元古界碧口岩群(Pt2-3bk)过渡基底组成,而盖层则是由震旦系及泥盆系—石炭系组成(表3-2)。
图3-7 勉-略-阳地区区域构造地质简图
最新解译的TM遥感线环构造相当发育,其线性构造走向上可分为NE—NNE向、NW向、EW向和SN向4组,其中NW向和SN向线性构造比较隐伏,过去研究得较少。NE向(青木川—仓社一带)和NW向(勉县—略阳—康县一带)是线性构造高密度带展布的两个主体方向,反映了基底、隐伏构造格架的发育分布特征; 铜厂—大黄院—鱼洞子和大茅坪—杜坝—阳坝一带是线性构造的两个高密度中心,显示了较大的找矿潜力(陈守余等,1999)。
区域基底岩石变质变形作用强烈,褶皱构造普遍,主要发育S0、S1透入性面理,并强烈置换S0,因此,基底褶皱构造很难恢复。而轻度变质的震旦系和上古生界褶皱变形较普遍,且盖层沉积使古地貌的凹凸变化或后期逆冲推覆而形成一系列NE向和NW向的背斜或向斜构造,由南向北有青羊驿-新铺背斜、鸡公石向斜、铜厂背斜及北部接官亭向斜和何家岩背斜等。
表3-2 勉-略-宁地区区域地层表
勉-略-宁三角地区在长期的构造演化中始终处于被动地位,受长期活动的NE向汉江大断裂、NW向略褒大断裂及基底碰合带的影响,形成复杂的断裂网络结构。区域上南部断裂构造以NEE向断裂组为主,一般断层面北倾,属逆冲压扭性质,具有多期活动之特点,最有代表性的断裂为汉江断裂(或勉县-阳平关断裂),在其北侧附近发育与之平行产出的次级断裂组。北部断裂构造以NWW向断裂组为主,断面多为北倾,局部南倾,也具有多期活动特点,区域性大断裂为勉-略断裂,在其南北两侧发育与其平行的次级断裂组。
近年来新的研究结果认为,在三角地体内部沿七里沟—铜厂—代家坝明显存在一弧形构造岩浆带,该构造岩浆带属一古基底缝合带,其东部走向近NEE向,向西在罗家山一带转为近SN向,具有多期次活动之特点。沿其两侧广泛发育元古宙海相火山岩以及基性-超基性岩与中酸性侵入体,这些构造热活动反映了不同构造活动期与该构造活动带的活动性质及切割深度。此外,在区域基底与盖层之间还存在一系列的滑脱和剥离断层,以及近NW向的脆性断裂组。
三角地区的岩浆活动很强烈,表现是多期次的。在晋宁期,岩浆活动表现为基性-超基性岩侵入,其次为偏中性、基性次火山岩侵入。前者以煎茶岭、峡口驿-黑木林等地分布广泛,多沿断裂带或早期裂谷带呈线状分布,富含Fe、Ni、Co、Cr等元素,显示深源特征; 后者分布于大安岩群和碧口岩群中,富含Fe、Co、Ni及Cu、Au等元素。加里东期至海西早期,三角地块内岩浆多沿NNE向和NNW向断裂交汇部位或早期构造带中侵入,以中酸性岩体为主,如铜厂闪长岩体(879～840Ma,王伟等,2011)、煎茶岭超基性岩体(927 Ma)中的花岗岩岩株及白雀寺等中、酸性岩体。印支期—燕山期,在七里沟、白果树等地侵入偏酸性岩体。
根据勉-略-宁地块的组成性质及构造特征,可以认为该地块在晋宁期以前属于一相对独立的地质块体,并且由基底岩石拼接组成。以七里沟-铜厂-代家坝构造岩浆带为界,分为南、北两大地体,北部由鱼洞子结晶基底岩石和何家岩岩群拉张环境下陆缘活动带的过渡性基底岩石组成,代表古板块地体; 南部由大安岩群洋盆环境下的拉斑玄武岩过渡性基底岩石组成,代表洋块地体。
中—新元古代研究区两板块曾发生大洋板块与大陆板块的拼合作用,产生具有古岛弧性质的火山-沉积岩组合,以富含火山块状硫化物矿床(点)为特征的碧口岩群细碧-角斑岩建造,代表这一时期的构造作用产物。
此后不同性质板块的扩张与会聚,特别是印支期—燕山期秦岭造山过程中,在拼接带附近产出中、酸性岩浆组合的碰撞型岩浆侵入体,同时,在三角地块的南北边界断裂附近不仅发生沿主构造线方向的面理置换,也伴随有不同性质的岩浆活动。
从对三角地块内部地质组成及结构构造研究可以看出,前震旦系基底同其他古老板块一样,火山岩-岩浆体系富含Fe、Ni、Co、(Au、Ag)、Cu等成矿金属元素,而新元古代基底拼接过程所产生的火山喷发-沉积作用则直接形成火山沉积块状硫化物矿床,因此,古基底岩系(包括侵入岩、次火山岩)是三角地块成矿的物质基础,多期的构造-岩浆作用是使其中金属元素进一步活化、迁移而形成富含成矿流体的外在动、热条件。
勉-略-宁地区自太古宙以来经历了不同构造体制下的多次裂解-拼合过程。地层岩石变形变质的复杂性、构造形式的多样性是该区的基本地质特点。主要地质构造演化阶段包括:①太古宙鱼洞子陆核形成; ②中—新元古代扬子板块北缘基底拉张-汇聚造山;③古生代—三叠纪陆内造山。除第①阶段形成苏必利尔型铁矿外,贵金属、有色金属成矿与第②、③构造阶段密切相关。区内变质作用相对普遍,主要表现为基底地层及晋宁期、加里东期基性—超基性岩的区域变质作用。其中鱼洞子地体多发生混合岩化、角闪岩化和变粒岩化,元古宙火山岩等基底火山岩系普遍发生绿片岩相低级变质,而基性—超基性岩浆岩则多发生蛇纹石化、绿泥石化等褪化变质。
依据国土资源部航空物探遥感中心1997年1:10万高精度航磁测量资料(陈守余等,1999),该区航磁场方向呈2带3个方向展布。青木川—仓社一带异常轴线总体为NE向或NEE向,鱼洞子—略阳—三岔子呈EW向,另有明显的SN向构造形迹,与遥感SN向线性构造相符。磁场强度变化范围为-157nT至385nT,整体表现出正负异常相随、北陡南缓、负异常场多以带状分布为主的特征。铜、金矿床(点)大多分布于正、负磁异常的梯度带上。航磁剩余异常多受断裂构造控制,沿断裂或受断裂带夹持呈带状分布。区内布格重力异常不明显(图3-8)。
图3-8 勉-略-宁地区1:50万布格重力异常图
勉-略-宁矿集区区域地球化学异常在不同的构造-岩层组合部位,Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Ba等元素的异常组合区别较大。区内北部的勉-略构造蛇绿混杂岩带以Au-Ag-Ba(As)异常为主,伴有较好的航磁剩余异常,显示了寻找与岛弧侵入岩有关的岩浆期后热液型铜矿床的较好前景。区内主要成矿元素的区域地球化学场特征如下:
1)在勉-略-宁矿集区通过水系沉积物样品测量的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Ni 6个元素的含量统计(表3-3)表明,与地壳克拉克值相比,相对富集的元素有Ag、Pb、Zn,相对贫化的元素有Au、Cu、Ni。但这6个元素的变化系数均大于90%,反映这些元素在区内分布极不均匀,这种分布的不均匀性反映出勉-略-宁矿集区Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Ni 6个元素具有富集成矿的有利条件。
表3-3 勉-略-宁矿集区主要成矿元素含量统计 (wB)
注:Au、Ag的含量及其克拉克值单位为10-9;其他元素的含量及克拉克值单位为10-6,样品由有色金属西北矿产地质测试中心采用ICP-MS分析。
2)在超基性—基性岩侵入区,沿断裂形成Au、Cu、Ni等元素高背景区或富集区。
3)在中—酸性岩体活动区,断裂带中主要富集Cu、Pb、Zn、Ag等元素,高值场沿岩体内、外接触带展布。
4)在雪花太坪、罗家山地区,Cu、Zn、Pb、Ag、Ni、Au等元素形成以Cu-Zn组合为中心的环形高值场,与航磁异常范围吻合。
5)勉-略-宁地区Au、Ni、Cu、Zn、Ag等成矿元素多以高背景场或高值场出现。Au高值区分布在代家坝、何家营、青羊驿-青家坪和煎茶岭-大院子,Au质量分数最高值为270×10-9,平均值为2.6×10-9。Ni高值场区仅分布在孙家院—二里坝一带,Ni质量分数最大值为1750×10-6,平均值为66.1×10-6。Cu、Zn元素高背景场集中在西北部接官亭和冯家岩一带,Cu最高值为1450×10-6,平均值为36.5×10-6 ; Zn最大值为5575×10-6,平均值为93.0×10-6。Pb在区内主要呈低值场-高背景场,仅在何家营、煎茶岭和艾叶口形成高值浓集区,Pb最大值为2050×10-6,平均值为23.3×10-6。Ag元素背景场主要分布在西部接官亭—曾家河—阳平关一带和南部大安驿—青羊驿地区,Ag最高值为18800×10-9,平均值为99.7×10-9。总体上区域地球化学场呈西低东高之势,煎茶岭-大院子地区所有成矿元素均呈高值场,与其赋存的已知矿床吻合。
勉-略-宁矿集区矿产丰富,金属矿产主要为金、铜、铁、铅、锌、镍、钴、锰等;非金属矿产有石棉、硫、磷等。已发现有铁、金、镍、铜、铅锌、银、锰、钴矿床(点)150余处。其中,大型铁矿床2处,大型镍矿床1处,大中型金矿床3处,中小型铜铅锌多金属矿床3处。区内地质勘查工作始于20世纪60年代初期,当时工作重点主要集中在火山-沉积岩系上部泥质碳酸岩系中的似层状磁铁矿盲矿体中,经勘探获7000×104t铁矿石储量。在铁矿勘查过程中,发现产于磁铁矿上盘的石英闪长岩边部存在有铜矿脉,但因见铜矿钻孔间距较稀,铜矿的岩心采取率偏低,而对铜矿体的产状及连续性未查明,因此没有投入勘探工作。70年代后期铁矿投入开采,在采坑中发现铜矿体甚为连续,矿体内含较多粉状富铜矿,且坑内所见铜矿石的品位较钻孔所见为高,矿体厚度也较大,后经20世纪80年代中后期至90年代初期深部工程系统控制,才圈定了一个中型规模的富铜矿床。与超基性岩有关的(煎茶岭)构造蚀变岩型金矿床、海相火山气液型(铜厂)铜矿是该区贵金属、有色金属的主要成矿类型。
勉-略-宁矿集区为一找矿老区,在新一轮国土资源大调查开始后,根据该区以往的地质、物探、化探、遥感成果和已总结出来的基本规律,用新理论、新方法开展老区的重新评价,取得了初步成果和认识,先后发现了甘河坝金矿床、金家河金矿化带和关地门银铅锌多金属矿化带等,进一步证明了该区巨大的找矿潜力。