典型韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征概述

典型韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征概述

0韌性剪切帶型金礦床成礦作用“彈性切割帶”的概念已經(jīng)在西蒙森rh和ramsayjg之間得到了成功的推動，并通過這項研究取得了巨大的成果。韌性剪切帶一般認為是一種在地殼深部普遍存在的、呈帶狀展布并且具強烈塑性流變和剪切應變的高應變帶,也被稱為韌性斷層。作為地表脆性斷裂向地殼深部的延伸部分,與地表脆性斷裂組成斷裂的雙層結(jié)構(gòu)模式。韌性剪切帶型金礦床是指控礦因素及成礦機制直接或間接與韌性剪切帶有關(guān)的金礦床類型。這類礦床的形成,是成礦流體形成、運移以及Au沉淀與富集過程中物質(zhì)場、流體場、能量場、空間場以及時間維等多元因素相互匹配、相互協(xié)調(diào)的產(chǎn)物。韌性剪切帶中金礦產(chǎn)量初步統(tǒng)計約為8000~10000t,約占世界總產(chǎn)金量的30%,是世界黃金供應的重要來源之一。中國與韌性剪切帶具有直接或間接成因聯(lián)系的金礦床分布廣泛,如膠東地區(qū)的“焦家式”、“玲瓏式”金礦床、小秦嶺金礦帶、新疆康古爾金礦床、內(nèi)蒙古烏拉爾金礦床、吉林夾皮溝金礦床、遼寧四道溝、排山樓金礦床、河北金廠峪金礦床、浙江璜山金礦床、云南大坪金礦床、廣東河臺金礦床、海南抱板金礦床等。20世紀80年代中期以來,中國地質(zhì)研究人員對韌性剪切帶及其與金礦床之間的成因聯(lián)系進行了系統(tǒng)的研究,具體包括韌性剪切帶與金礦床的時空分布及時空關(guān)系、韌性剪切帶的控礦作用機制以及金富集機理、韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征、礦床成因、成礦模式以及成礦實驗模擬等。本文以典型韌性剪切帶型金礦床———遼寧排山樓金礦床和廣東河臺金礦床為例,對韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征進行概括和總結(jié),這對于加深該類礦床成礦作用與成礦規(guī)律的認識以及指導該類金礦的勘查工作均具有重要的借鑒意義。1韌性剪切帶型金礦床成礦作用根據(jù)韌性剪切帶在金成礦過程中的不同作用,可將該類金礦床劃分為3類:(1)韌性剪切作用改造型金礦床,礦體產(chǎn)于韌性剪切帶中,韌性剪切作用導致原有礦體中的金銀礦物再富集與再分布;(2)同韌性剪切型金礦床,韌性剪切帶與金礦形成之間無地質(zhì)間斷,且韌性剪切帶作為直接控礦構(gòu)造的金礦床;(3)后韌性剪切帶型金礦床,韌性剪切帶與金礦床形成之間存在明顯地質(zhì)間斷,直接控礦構(gòu)造是疊加在其之上的脆性斷裂,二者形成于不同的地質(zhì)環(huán)境,為不同地質(zhì)作用的產(chǎn)物。中國絕大部分韌性剪切帶型金礦床均屬后韌性剪切帶型金礦床。按金礦床的產(chǎn)出特征劃分為蝕變糜棱巖型金礦床(如廣東云西金礦床)、蝕變破碎帶型金礦床(如“焦家式”金礦床)、石英脈型金礦床(如“玲瓏式”金礦床)3類。從Au元素的活化分異、含金熱液的形成、運移直至富集成礦,韌性剪切帶型金礦床形成的整個過程都與韌性剪切作用以及后期脆性斷裂的疊加緊密相關(guān)。深層次韌性剪切變形導致金元素的活化遷移,中淺層次的韌脆性或脆性剪切變形區(qū)是金聚集成礦的部位,而韌性剪切帶的不同變形層次以及斷層巖類型制約金礦化類型。時間上,韌性剪切帶型金礦床的形成時代往往晚于其賦存的韌性剪切帶的形成時代,如中國境內(nèi)與脈狀金礦床有直接或間接成因聯(lián)系的韌性剪切帶往往形成于太古宙或元古宙,而金礦床的成礦時代為顯生宙?？臻g上,韌性剪切帶型金礦床僅少數(shù)直接產(chǎn)在韌性剪切帶中,絕大多數(shù)金礦床均產(chǎn)在疊加于韌性剪切帶之上的后期脆性斷裂中。韌性剪切帶型金礦床圍巖蝕變常見硅化、鉀化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等,礦石主要由含金糜棱巖和含金石英脈組成,礦體的展布嚴格受剪切帶系統(tǒng)的控制。礦體與圍巖一般沒有明顯的界限,需靠含礦品位圈定礦體,礦石以浸染狀為主。一般可以識別出2期(甚至2期以上)成礦作用:韌性變形期以及后期脆性變形期,但礦體主要就位于疊加在韌性剪切帶之上的脆性裂隙中。含金流體從剪切帶的韌性部分遷移至脆性部分時,圍壓突然降低導致金分異沉淀。礦物組合一般比較單一,成礦溫度主要集中在300~350℃范圍內(nèi)。成礦流體與成礦物質(zhì)來源方面,韌性剪切帶型金礦床成礦流體來源復雜,包括地幔流體、巖漿流體、變質(zhì)流體以及混合流體等,具多期多階段多來源的特征;成礦物質(zhì)往往來源于深部或容礦圍巖。成礦作用可以與巖漿活動關(guān)系密切,也可以與巖漿活動無關(guān)。2典型金礦床金礦床的典型扭轉(zhuǎn)2.1礦體及蝕變的巖石學特征排山樓金礦床產(chǎn)于遼西醫(yī)巫閭山變質(zhì)核雜巖北部太古代建平群變質(zhì)巖中,容礦巖石主要為含少量白云質(zhì)大理巖的鎂鐵質(zhì)—長英質(zhì)變火山—沉積巖系。變火山—沉積巖系后期經(jīng)歷了強烈的碎裂及剪切作用,形成了初糜棱巖—超糜棱巖系列。礦區(qū)范圍內(nèi)主要以斜長片麻巖為主,其南側(cè)則多發(fā)育角閃斜長片麻巖、絹英片巖及變粒巖(見圖1)。區(qū)內(nèi)主要包括排山樓—馬家荒、寨子溝—上草和尚溝北、二道嶺—上兩家等3條近東西向剪切帶以及北東向稍戶營子—排山樓剪切帶(見圖1)。其中,排山樓—馬家荒韌性剪切帶為排山樓金礦床的主要控礦構(gòu)造,由一系列高應變區(qū)及低應變區(qū)組成,高應變區(qū)主要由糜棱巖、超糜棱巖組成,其周圍的低應變區(qū)則主要發(fā)育弱變形的碎裂的片麻巖、角閃巖及初糜棱巖。該剪切帶走向近東西向—北東東向,傾向北,傾角30°~50°。區(qū)內(nèi)中生代花崗巖和脈巖普遍發(fā)育(見圖1),其中礦區(qū)東北角的大石頭溝黑云母二長花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為(124±1)Ma。排山樓金礦床礦體位于馬家荒西側(cè)(見圖1),呈弧形向南東方向突出,沿走向長約1500m,寬度介于20~30m,傾向北,近地表傾角40°~60°,往下變緩,傾角介于10°~30°,傾斜延伸大于1km(見圖2)。區(qū)內(nèi)主礦體主要有3個,平面上呈透鏡狀產(chǎn)出,總長度約650m,厚度1~33m。礦石主要由含金長英質(zhì)糜棱巖和含金黑云母斜長石糜棱巖組成,分別發(fā)育在礦體的淺部和深部。礦石以自形半自形結(jié)構(gòu)為主,兼有交代結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等,礦石構(gòu)造以浸染狀、脈狀及網(wǎng)脈狀為主。主要金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、鈦鐵礦及少量方鉛礦和閃鋅礦。金以自然金形式存在。脈石礦物隨礦石類型不同而有所差異,但石英、鉀長石、斜長石、黑云母、絹云母及綠簾石等是2種礦石類型所共有的。排山樓金礦區(qū)熱液蝕變發(fā)育,但空間上僅局限在剪切帶內(nèi)部及附近。依據(jù)礦物組合可將區(qū)內(nèi)蝕變歸為6種類型:碳酸鹽化、絹云母化、黑云母化、綠簾石化、硅化、黃鐵礦化。從礦體向圍巖過渡,排山樓地區(qū)的熱液蝕變組合可以分為:(1)內(nèi)部20~80m寬的黃鐵絹英巖化帶,發(fā)育鐵白云石、方解石、菱鐵礦、絹云母及綠色黑云母組合;(2)中部100~200m寬的碳酸鹽化帶,發(fā)育鐵白云石、方解石、菱鐵礦、棕色黑云母、綠泥石、綠色黑云母及綠簾石組合;(3)外部綠簾石—黑云母—綠泥石化帶,寬250~460m,以棕色黑云母、綠簾石、綠色黑云母、綠泥石和絹云母等礦物組合為特征,上述3個蝕變帶之間呈過渡接觸關(guān)系(見圖2)。關(guān)于排山樓金礦床的形成時代,Zhangetal根據(jù)排山樓地區(qū)北東向韌性剪切帶內(nèi)黑云母40Ar-39Ar分析獲得了很好的且一致的坪年齡(126.6Ma±1.1Ma)及等時線年齡(129.4Ma±2.6Ma),并將坪年齡解釋為剪切帶的形成年齡和金成礦的年代。這一年代學測試結(jié)果與羅鎮(zhèn)寬等通過區(qū)內(nèi)花崗巖、成礦前脈巖限定的成礦年齡完全一致,但稍早于王榮湖等獲得的蝕變鉀長石年齡(117Ma±1Ma)。2.2巨斑狀黑云母巖脈河臺金礦床是一個典型的與韌性剪切帶有關(guān)金礦床,也是目前粵西—桂東南已發(fā)現(xiàn)的最大金礦床。礦床位于粵西云開隆起區(qū)東北部,羅定—廣寧斷裂北東段與吳川—四會深大斷裂交匯部位(見圖3-A)。礦區(qū)出露的地層有震旦系云開群上亞群,巖性為變粒巖、二云母石英片巖、云母片巖、片麻巖、混合巖以及混合花崗巖等(見圖3-B)。礦區(qū)出露的巖漿巖主要有海西期—印支期的云樓崗黑云母花崗巖、黑云母二長花崗巖,燕山期伍村巨斑狀黑云母二長花崗巖(見圖3-B),另外,花崗偉晶巖、偉晶巖脈以及少量煌斑巖、玄武玢巖、安山玢巖、輝綠巖脈沿裂隙分布。河臺金礦床產(chǎn)于河臺韌性剪切帶中,賦礦圍巖為震旦系云開群上亞群。礦體嚴格受韌性剪切帶控制,產(chǎn)在次級剪切帶中,由云西、高村、后逕等礦床組成。剪切帶總體走向NE50°~70°,傾向NW,傾角60°~85°。礦體呈不規(guī)則狀產(chǎn)出,長幾十米到上千米,寬幾十厘米到數(shù)十米,產(chǎn)狀與剪切帶產(chǎn)狀基本一致。礦石類型有含金糜棱巖型和含金石英脈型2種,以糜棱巖型礦石為主,主要金屬礦物有自然金、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦以及少量毒砂、方鉛礦、閃鋅礦。圍巖蝕變以硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化為主。成礦作用過程可以劃分為2期4階段:韌性剪切變質(zhì)成礦期的韌性剪切變質(zhì)成礦作用階段和熱液蝕變成礦期的含金硅化石英脈階段、含金硫化物階段以及方鉛礦閃鋅礦碳酸鹽脈階段。其中,金主體形成于熱液蝕變成礦期的含金硅化石英脈階段和含金硫化物階段。成礦流體主要源于大氣水與變質(zhì)建造水的混合,成礦物質(zhì)主要來源于云開群上亞群。關(guān)于河臺金礦床的形成時代,翟偉等用石英全溶法獲得富硫化物石英脈中石英的Rb-Sr等時線年齡為(172±2)Ma,并獲得富硫化物含金石英脈中熱液鋯石SHRIMPU-Pb年齡為(152.5±3.1)Ma,表明河臺金礦床主體形成于燕山期。3韌性剪切帶型金礦床成礦作用20世紀90年代以來,國內(nèi)外許多學者將包括韌性剪切帶型、石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型以及一些網(wǎng)脈狀金礦床在內(nèi)的與增生型造山作用有關(guān)并產(chǎn)在造山帶環(huán)境的金礦床統(tǒng)稱為造山型金礦床。筆者認為,韌性剪切帶型金礦床作為重要金礦床類型之一,對其單獨進行深入研究具有重要的理論和實際意義。韌性剪切帶不僅導致Au元素的活化分異、含金熱液的形成、運移,而且作為含金熱液運移的通道和成礦物質(zhì)富集沉淀的場所。韌性剪切帶型金礦床與其賦存的韌性剪切帶往往具有形成時間上的滯后效應,礦體嚴格受韌性剪切帶控制,但多分布在韌性剪切帶的后期脆性斷裂中。由于成礦作用過程的特殊