韧性剪切带变形特征及控金机制_以丹东四道沟金矿为例_屈奋雄

1 9 9 2年1 2月 辽宁 L I A O N I N G 地质 G LEO G YO第 4 期 韧性剪切带变形特征及控金机制 一 以丹东四道沟金矿为例 屈 奋雄张宝华刘如琦 冶金部天津地质研究院30 0061 本文摘要 四道沟金矿位于丹 东韧性剪切带中部 矿区出露岩石 多为 构造 岩 依 据 变形强度可 分为未 变 形残 块 变质长 石石英砂岩 初糜棱岩 糜棱岩化变砂 岩 糜校 岩 主要 是 绢云石 英糜棱岩 和 超糜棱岩四类 横穿 剪切带这四类岩石 多次出现 规律组合 矿体产出 的位 置 形态以及矿化 类 型均 受控于这 几 类 岩 石的 空 间分 布格式 四道沟 金矿的矿 体产于中等变形 程度的鳞片 状构造 带 中 其上盘 实际为一 个巨大的变砂岩透 镜 体 它起 了 封闭 的作 用 使 含金流体在其下盘 聚集 沉 淀 而鳞片状构造带下盘由糜棱岩和超糜棱 岩 组成 的强变形 带 可 透性好 为含金 流体来源通 道 在此基础 上 总结出韧 性 剪切带 控金 机制 一金 活 化 迁移通道 和 聚集空间 关健词韧性剪切带金矿床挖金 机制 O 前言 越来越多的资料证明许多内生矿 床 特别 是金矿床 受 韧性剪切带 控制 诸如广东河台 金矿 辽宁排山楼金矿 猫岭 金矿以及山东半岛的一些 金矿 近年来刘如琦等在辽东半岛东 部厘定了丹东韧性剪切带 一 带内有五 龙 金矿及四道沟金矿两个大型金矿床及数十个金 矿化点 这些金矿的成生与分布均与剪切带有密切关系 其控金规律大致可总结为活化 迁 移和 聚集 3 个方面 本文 即以其中的四道 沟金矿为例来说明这 一事实 1 丹东韧性剪切带 丹东韧性剪切 带位于辽东半岛东部丹东市 附近 大致呈北东一南西向延伸 向南东中等 倾斜 吕 图 1 带内岩石大多为 不同变形 程度的糜棱岩 追其原岩主要为印支期花 岗岩 和元古宙辽河群变沉 积岩 横穿剪切带 可以鉴别 出四类不同变形程度的岩石 即未变形或弱 变形残块 初糜棱岩 糜棱岩和超 糜棱 岩 这四类岩 石沿 走 向呈 带 状分布 垂 直走 向交替 出 现 规律组合 一 构成若干个弱变形 次强变 形 强 变形 次强变形 弱变形 组 合 带内岩 石 塑性变形特征明显 普遍发育波状消光 变形带 云母鱼 拔 丝构造 核 慢构造 压力影 亚 晶构造等显微构造 S 一 C组构 不对 称压力影 a线理 一致 显示 出由南东东向北西 西 的逆冲 推覆作用 一3 2四道沟金矿构造变形特征 2 1岩石 特征 文稿收到日期 19 9 2一1 0一2 1 监 3 1 4 辽宁地质 91 92 年 矿区内岩石大多属 低级变质 岩石 从构造变形角度 看 大部分为构造岩 不同岩 石的空 间分布反映了变形强度和变形梯度 的变 化 考察其 原岩主要有两种 一为上前 寒武系石英 岩 另一为元古宙辽河群沉积 变质岩 石 由于它们 处于 动态性 地带丹东韧性 剪切带中 故其 排列顺 序已失掉地层 意义 图1 o十 凤城县 城城 了J 鸭 了 火 K J x j 拼丈 二少梦 长安叮 五龙金矿 一 一力 汤 亲 俨 江 士 少狡 赫 少 飞 价 全 洛 x 丫 刁 下了 弃舜夺 区习 图1 沙 少 乙 四道沟 金矿 15K m 2 区口 3 巨 刃 互到 5区二l 丹东地区韧 性剪切带地质简图 F19 1 G e o logie al skete h show in gthe du et ile she a r 1 辽河群变沉 积岩 斜 线示其 糜 棱岩化者 2 印 支期花岗岩 4 三股流 花岗闪长岩 5 剪切带可 能边界 zonea er os s D an do n g 3 燕山期 花岗岩 上前寒武 系石英岩 呈大小不等 的透镜 状块体 数米一数百米 夹于辽 河群岩 石 中 岩 石多呈致密 块 状 变余砂状 结构 主要 成分为 石英 含量 9 5 无 定 向 偶见波 状消光 总体变形 较弱 在其边部或 内部常常 发育一些数米宽的糜棱 岩带 该类岩石实际 上为强 变形 糜棱岩带中的弱变形残块 未变形变 砂岩 呈不 同级别 数厘米一数 百米 的 透镜体 面理 不发育 致 密块状 主 要 矿物成 分 石英40 一5 0 长 石 4 0 一4 8 还有少量云母类矿物 岩石 呈粒 状变晶 结构 鳞片粒状 变晶结构 局 部具变余砂 状结构 其原岩为泥质胶 结的 长石 石英砂岩 此 类 岩 石变形轻微 前人称 之为 厚层状变 砂岩 该类 岩石 也为弱变形残块 糜棱岩 化变 砂岩 分布于未变 形或弱变 形砂 岩块体边 部 具糜棱面理 主要矿物成分仍 为石英 2 5 一4 0 长石 3 0 一4 0 黑 云母 绢云母 但都 具 明显的 压扁 与定向 特 征及 波状 消光 其中发育一系列 1 一 Zmm的糜棱岩带 带 间间 隔 2 一 sm m 这 些带总体 平行排列 多具分 枝复合现象 与矿物的 拉长定向共同构成透入性的糜棱 面理Sm 其剪应 变丫值多在 2一4之 间 仁 这部分岩石实际为强 弱变形的过渡带岩石 具初糜棱岩特征 第 4 期及奋 雄等 韧性剪切带 变形特 征及控金 机制 以丹东四道 沟金犷为例31 5 其原岩为变 质长石石英砂岩 前人将其命名为 薄层变砂岩 廷仗丫 化变砂 火 泊 水 尺 毯水状 块状矿石 J廷散状犷化 匕一一一 一一一 一鳞 片状构造带 七一一 一一一一一 无矿 地段 弱 变形块休一 l t 4 1 1飞 曰 一一一 一 J 弓虽变形带 图 2 不同变形 带露 头特征及其与矿 化关系 四道河五中段 F19 2 O uter o P f eatureso fC li f fe rent d efo rmed b eltsan C Iit srelatio nsh iP withm in er a li zation 绢云石 英糜 棱岩 该 类岩石在矿区分布最 广 主要矿物组 成为石英 绢云母或 白云母 黑 云母和长石类矿物明显减少 该 类岩石中糜棱面 理极发育 糜枝结构 明显 较硬的矿 物如 石英或 其集合体形成核 云母类矿物绕其分布形 成眼球 状构造 镜下观察石英和极少量长石 呈残斑 形式 粒 径 明显减小 0 0 2一0 lmm 常见波 状消光 变 形带 亚晶 核慢 结构等 塑性变形结构 其边部 为糜棱岩基质 主要 由长石类矿物 分解而来的 绢云母 石英和压碎 的 石英组成 粒径小于 olm二 该类岩石实际 为强 变形的构造岩 但其原岩仍为长石石英砂 岩 在强烈动态 变形 条件下 由长 石的消耗产生了较多的绢 云母和石英 其剪应 变丫值多在 4 一1 0 之 间 前人将此类岩石 定 名为云母石英片岩 含石墨超糜棱岩 呈 带状 分布于绢云石英 糜枝岩中 主 要 由粒 径 小 于 olmm的 糜棱 物 质 绢云母 石英 及隐晶质 条带组 成 偶见 0 1一0 0 5 mm的石 英残 斑 隐品质条带 为 应 变最 强部分 多为滑动面 的表征 在其附近的 岩石 经 高倍 镜观察 见到 少量隐晶质 石墨 条 带 该类岩石为 极强变 形 构造岩 丫值多大于10 前人称之为石墨片岩 综 上所述 本区构造岩的原 岩主 要为 变质长石 石英 砂岩 其类别的 转变反映了变形程度 的差异 在一定 距离内岩石 由变砂岩块沐 糜棱岩化变 砂 岩 绢 云石英糜校岩 超糜棱岩 代表变形程度 由弱变形 一较强 变形 强变 形 极强 变形 的演 化过 程 构造地球 化学的研究表 明 变 形程度的差异能造成矿物成 分及化学成 分的 规律性 变 化 对 矿区岩石矿物成分 及化 学郊于的统计表明 由弱变 形变砂岩 糜棱 岩 化变 砂岩 绢云 石英糜棱岩 超糜棱 岩 有 631 辽宁地质 1 99 2 年 基质增加 残斑减少 石 英 绢云母增加 长 石 黑 云母减少 5 1 0 C ao 等 活动组分减 少 Al 0 3 K 20 Tio 和F e o 增加 的规律 表J 表 2 这种变化规律与 世界土其 它地 区剪切带内矿物及化学 成分的 变 化规律一致 喀 Mit1 a G 197 8 是由于变 形作用导致矿 物分解和组 分分异 是应变和化 学作用相结合 的 产物 表1不同变形程度岩 石矿 物 含量表 T able 1 C onte ntso f t lem in e r a 5 f rom dif f c re ntly c l e fo rme d r o e k s 含 矿 见 物 岩 一 怀不 少石 英长石白云母 或 绢云母黑 云 母残斑基 质 J 一 l 变砂岩 SD16一1 51一7一2 5 1一6一1 S l一 3 一 2 55一1 5 1 3 一1 J 0 49 4 2 6 0J 6 3 4 3 9 0 1 04 3 9 0 9 7 1 片理 化 变 砂岩 绢云石英糜梭岩 超糜棱岩 27 53 1 9 0 5 39 7 4 2 6 88 3 08 7 7 8 7 5 0 6 极少 大量 703 0 11 54 88 春6 6 1 0 93 9 0 表 2 不同变形 程度岩 石 化学成分 变化表 T ab le 2 Ch em ie al eomposition o fdiff e r e ntly defo rmedroeks A u 样数 样数 S工O C aO A I o a K 0 TIO F e O x 10 一9 目 项 瀚 量 含 石均 平 岩 变砂岩 473 0226 910 872 3 50 37 0 6 44 4 9 片 理 化变砂 岩 1 06 5 063 3 222 273 030 5 02 0 53 5 3 绢云石英糜棱 岩 75 87 12 562 3 超糜棱岩 5了 0 9 5 7 63 6 9 606 87 6 s 2 2 构 造变形分带 不同 变形程度 的糜棱岩在矿区规律分布 具 有分带的特征 根据这 些岩石 的组合情况大 致可 划分 出 3 个变形 带 图2 弱变形带 主 要 由弱 变形的厚层变砂 岩块 体 组成 多呈透镜状 块状 其 边部 发育有 少 量糜棱岩 化变 砂 岩 鳞片状构造带 为 强 弱变形 互层带 由透镜 状变 砂岩块体和绕其分布的绢 云石英 糜棱 岩 组成 强变形 带 主 要 由绢 云石英糜棱岩组 成 其 中没有大的变 砂 岩透镜体 带内发育 一系列 强 变形的超糜棱岩带 横穿剪切带 三个变 形带多次 出现 规律组合 根 据这 些特征我们填制了矿区 1 2 第 4 期屈奋雄等 韧性剪切带变形特征及控金机 制 以丹 东四道沟金矿为例317 变形 地质图 共划分 出弱变形带 6 个 嶙片状构造带 了个 其余大片均为强 变形带 图3 这 些带总休北东一南西 走 向 向南东 中等 倾斜 图3左上角 插图 弱变形 图3 四道沟矿区变形带图 一笼 匕角为 其 组构图 共 等值线为其糜 拔面 理 Sm 小 圆 点 为 a 线理 F 19 35长eteh s how ing tl 飞e cforoed zo ne inSiola o g ou min z n g a re a 需 要进 一步 指 出的是 这 些带的刘分具 有 一 尺 度的特征 区域尺 度 矿区尺度 露 头尺 度 手 标本尺度乃至显 微尺 度 例 如 在露头尺 度上呈鳞片状 构造带 的 岩石 在手 标本尺 度 上可 能 就分为弱变形块体和强变形 带两种 图2上部 3 金矿与构造带的关系 3 1 鳞片状构 造带 控制矿 化带及矿 体 的分布 就矿区级别 的 变形带而言 四过 沟金矿的南 北两个矿化带均位于鳞片状构造带内 分 另 处于竖井大变 砂 岩块 体 弱变形块 体 两边 而矿体 则主要分布于 变砂 岩块 体下盘的鳞 片状 构造带内 图 4 变 砂 岩块体上盘的嶙片状构亡带以宽 的矿 化带为 特征 但 构成工业矿体 者较 少 3 2 鳞片状带结构控 制矿 体形 态 规模 产状及延伸 鳞片状带主 要 由糜 棱 岩带和变 砂岩适 镜体两部分 组成 矿化主要 沿其中 的糜 棱岩 带分 带 在大透 镜体边部矿体多呈 脉状 在透 镜体端部矿体多呈钩状 在几 个透 镜体之间 则形 成厚 大的囊状矿体 图 5 糜棱岩带和透 镜体压 扁面的产状 控 制了脉 状矿体 卜 任 体产状 六井区范围内 矿 体 产状大致 为1 80 乙5 0 透 镜体长轴方 向则控 制了钩状 囊状矿体的延伸 在井区范 围内其 产状大致为138 乙41 图6 已 831 过宁地 质 1 0 9 2 年 3 2 糜棱岩带结构控 制矿化 类型 糜 棱岩带总体变形 较强 糜棱面理Sm极发育 矿化多呈 细脉状 而其 中或其 边部的变 图4 四道沟 并区1 2 4线 地质略图 F19 连 G eo logie al SC Ct1Ol l alon gN o 124 Lin e inS ida ogou g o lddeP o sit 刊刊 2侣侧侧 图 5 鳞 片状 构造 带结构及其与矿 体 关系 F19 5 S ealestrueture b e lt a n dit sre la tion with orebo die s 砂 岩透镜体内多呈星散状矿 化 偶见变 砂岩透镜体裂隙 内有脉状矿 化 在 几个透镜体 之 间常 见块状矿化 第 4 期 屈奋雄等 初性剪切带变形特征及控金机制 以丹 东四道沟金矿为例 31 9 F1 9 6 4 韧性变形控金规律 总 结以上构造控 矿 规律 个方面 图7 图 6 四道沟并区二Sm图解 兀 Sm diag ram fo r S id ao g ou w el la r e a 可以看 出韧 性变 形 对金的控 制主 要表 现为活化 迁移和聚集三 金矿休鳞 片状带 J 超糜 羚介 于 含 金流体元景迁移方向 图7 四道 沟型金 矿 的成矿一找矿模式图 其中小箭 头示矿液上升方向 Fig 7 O re一 f orm ing an d or e一f in dingm o d el f or Sida o go ugold d epos it Th esma l l erarr o w s indie ate the r isingdir e etio no f or e o l ut主on 4 1韧性变形对 金 的活 化作用 高的含金背景 是成矿 的物质基 础 异常区 的金 只有活 化 再聚集才能成矿 韧性剪切带 为一动态 的活化构造带 变形活动多发生在较高的 温压 条件及应 变速 率下 大多伴 随有绿片 230 辽宁地 质 1 9 92 年 岩一角闪岩相 的变质作用 丹东韧性剪切带形成于 温度 25 0 一 4 5 0 深度 5 一 51k m 差 异压应力7 1 5 一 1 0 0 2MP a 和应变速率较高的条件下 这种 动态 的变形环 境 可以改变岩石 中某些元素 的赋存状态 使 岩石 中矿物 成分发生转变 化 学元素发生迁移 四道沟矿区从朱 变形 变 砂岩 初糜棱岩 糜棱 岩 超糜 棱岩 长石类矿 物及 黑云母减少 石英 绢云母 绿 泥石 增加 Al 0 3 K O TIO F eo O 3 等增加 残留及 钾化 510 C aO A u 减少 迁 出 表 2 另一方面 韧性剪切带 特别 是大型韧性剪切带为 地 壳中薄 弱 活动地带 在 其变 形期 间往往伴 随有一 定程度 的岩 浆活动 如丹东韧性剪切带中 的三 股 流花岗闪长 岩体及 细粒 闪长岩和煌斑 岩脉 它们 也可提 供 热源甚至成矿 热液和成矿 元素 4 2韧性剪切带 中强 变形带为 良好 的导矿 构造 韧性剪切带 中强变形 带可透性好 利 于热 液流动 往往可以作为不 同级别 的导 矿构造 四道沟矿区强变形 的糜棱岩 带 超糜 棱岩 带就 是导 矿构造 4 3韧性剪切带为金成矿提 供空间 与成矿有关的围岩蚀变及 矿 化在矿区附近许多地 方均 能见 到 然而要 形成 矿 化 即使蚀 变 的含金流体聚集成为 矿体 则 需要 有利 的赋存空间 研 究表明 韧性剪切带中与通道相 邻 接的封闭条件较好 的糜棱岩带 是 金元 素 聚集 成矿的最有 利空 间 与通道相邻或相接保证寸 流体来源 封闭条件或称隔挡 条件使流体得以聚集 特别是鳞 片状构造带 上部的巨大 的变 砂 岩透镜体 起了 封闭 的作用 使含金流体不能逸失 糜棱岩带则具有透 入性的面理 较 大的 间隙 利于 矿脉充填或与围岩 交代 形成蚀 变 四道沟 矿区中鳞片状构造带就是有利成矿 空间 采区9 5 以上矿体均处于这 种构造带 中 韧 性剪切带对金有活化 迁移和聚集的作用 而活化 迁移和 聚集就为金成矿提供了来 源 迁 移通道和成矿空间 四道沟 金矿 成矿模 式表明 韧性剪切带 是寻找金 矿最 有 潜力的构 造带 参考 文献 刘如 琦 王 宇明 崔文智 张宝华 集 南 京 南 京 大学出版社 1 9 92 屈 奋 雄 丹 东 韧性剪 切带变形特征及其与金 矿 化 关 系 见 现代地质 学 研究论 文 张宝华 构造解析学在 地质 找矿中的 应用 冶 金 地质 动态 1 9 90 3 3 屈奋雄 辽东 半 岛 中生代 韧 性剪 切带特征 及其意义 辽宁地质 1 9 9 2 1 28一31 35一44 4 Mit ra G D ue士ilo defo rmationzonesan dmylo n ite s T h e m e e ha n ie al erysta l lio e J o fSei 1 9 7 8 V o l 2了8 1 0 57一1 0 5进 5 王宇 明 丹东韧 性剪切带内岩 石的有限应变测 量及 其地 质 找矿意 义 地质找矿 论丛 199 1 b as eme ntroek Am 3 1一12 第 4 期屈奋 雄等 初性剪切带变形特征 及 控金机 制 以丹 一 东四道沟金矿为例 3 组 ONTHDEEFORMATF 1 N0三TAUSREANDGOLD ORCONETROL L 仪GMEC HAN ISMFODUCT L SHEEAR ZS ONE ANEXMAPLEOFSDIGOAOUGgLDDEPOSTI Q u F enx i o n gz h a n gB a o h au L iu R u q i T z儿了i 2 G eo logi e al 月c a j e 从夕 M M I 300 06一 A bst ra e t R oek 王 n 51 la o g ou 90 1 zl l i ne inD a n d o月9 D uetilo SJ ar Z orzo a roz刃 至n ly teeton it es A e e ording tothe d efor n at io n inte ns ity they e a n be otev i 土 e ol in to unole fo rmeolremain d e rs Iz l eta s an d ton os p rotomylon ite s n l ylo n iti ze d zlotasa nC lstol飞e s m y o n ite m a inly s e r ie te qu a rtz 一 ylon ite s an d u lt r a ln ylo n ite s T heir d lstr bu tion p at te rne ntro lls the lo e at io n sha pe and m in e r孕lization p at te rnofor e 一 b o dio