典型韧性剪切带型金矿床地质特征概述

典型韧性剪切带型金矿床地质特征概述

0韧性剪切带型金矿床成矿作用“弹性切割带”的概念已经在西蒙森rh和ramsayjg之间得到了成功的推动，并通过这项研究取得了巨大的成果。韧性剪切带一般认为是一种在地壳深部普遍存在的、呈带状展布并且具强烈塑性流变和剪切应变的高应变带,也被称为韧性断层。作为地表脆性断裂向地壳深部的延伸部分,与地表脆性断裂组成断裂的双层结构模式。韧性剪切带型金矿床是指控矿因素及成矿机制直接或间接与韧性剪切带有关的金矿床类型。这类矿床的形成,是成矿流体形成、运移以及Au沉淀与富集过程中物质场、流体场、能量场、空间场以及时间维等多元因素相互匹配、相互协调的产物。韧性剪切带中金矿产量初步统计约为8000~10000t,约占世界总产金量的30%,是世界黄金供应的重要来源之一。中国与韧性剪切带具有直接或间接成因联系的金矿床分布广泛,如胶东地区的“焦家式”、“玲珑式”金矿床、小秦岭金矿带、新疆康古尔金矿床、内蒙古乌拉尔金矿床、吉林夹皮沟金矿床、辽宁四道沟、排山楼金矿床、河北金厂峪金矿床、浙江璜山金矿床、云南大坪金矿床、广东河台金矿床、海南抱板金矿床等。20世纪80年代中期以来,中国地质研究人员对韧性剪切带及其与金矿床之间的成因联系进行了系统的研究,具体包括韧性剪切带与金矿床的时空分布及时空关系、韧性剪切带的控矿作用机制以及金富集机理、韧性剪切带型金矿床地质特征、矿床成因、成矿模式以及成矿实验模拟等。本文以典型韧性剪切带型金矿床———辽宁排山楼金矿床和广东河台金矿床为例,对韧性剪切带型金矿床地质特征进行概括和总结,这对于加深该类矿床成矿作用与成矿规律的认识以及指导该类金矿的勘查工作均具有重要的借鉴意义。1韧性剪切带型金矿床成矿作用根据韧性剪切带在金成矿过程中的不同作用,可将该类金矿床划分为3类:(1)韧性剪切作用改造型金矿床,矿体产于韧性剪切带中,韧性剪切作用导致原有矿体中的金银矿物再富集与再分布;(2)同韧性剪切型金矿床,韧性剪切带与金矿形成之间无地质间断,且韧性剪切带作为直接控矿构造的金矿床;(3)后韧性剪切带型金矿床,韧性剪切带与金矿床形成之间存在明显地质间断,直接控矿构造是叠加在其之上的脆性断裂,二者形成于不同的地质环境,为不同地质作用的产物。中国绝大部分韧性剪切带型金矿床均属后韧性剪切带型金矿床。按金矿床的产出特征划分为蚀变糜棱岩型金矿床(如广东云西金矿床)、蚀变破碎带型金矿床(如“焦家式”金矿床)、石英脉型金矿床(如“玲珑式”金矿床)3类。从Au元素的活化分异、含金热液的形成、运移直至富集成矿,韧性剪切带型金矿床形成的整个过程都与韧性剪切作用以及后期脆性断裂的叠加紧密相关。深层次韧性剪切变形导致金元素的活化迁移,中浅层次的韧脆性或脆性剪切变形区是金聚集成矿的部位,而韧性剪切带的不同变形层次以及断层岩类型制约金矿化类型。时间上,韧性剪切带型金矿床的形成时代往往晚于其赋存的韧性剪切带的形成时代,如中国境内与脉状金矿床有直接或间接成因联系的韧性剪切带往往形成于太古宙或元古宙,而金矿床的成矿时代为显生宙。空间上,韧性剪切带型金矿床仅少数直接产在韧性剪切带中,绝大多数金矿床均产在叠加于韧性剪切带之上的后期脆性断裂中。韧性剪切带型金矿床围岩蚀变常见硅化、钾化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化等,矿石主要由含金糜棱岩和含金石英脉组成,矿体的展布严格受剪切带系统的控制。矿体与围岩一般没有明显的界限,需靠含矿品位圈定矿体,矿石以浸染状为主。一般可以识别出2期(甚至2期以上)成矿作用:韧性变形期以及后期脆性变形期,但矿体主要就位于叠加在韧性剪切带之上的脆性裂隙中。含金流体从剪切带的韧性部分迁移至脆性部分时,围压突然降低导致金分异沉淀。矿物组合一般比较单一,成矿温度主要集中在300~350℃范围内。成矿流体与成矿物质来源方面,韧性剪切带型金矿床成矿流体来源复杂,包括地幔流体、岩浆流体、变质流体以及混合流体等,具多期多阶段多来源的特征;成矿物质往往来源于深部或容矿围岩。成矿作用可以与岩浆活动关系密切,也可以与岩浆活动无关。2典型金矿床金矿床的典型扭转2.1矿体及蚀变的岩石学特征排山楼金矿床产于辽西医巫闾山变质核杂岩北部太古代建平群变质岩中,容矿岩石主要为含少量白云质大理岩的镁铁质—长英质变火山—沉积岩系。变火山—沉积岩系后期经历了强烈的碎裂及剪切作用,形成了初糜棱岩—超糜棱岩系列。矿区范围内主要以斜长片麻岩为主,其南侧则多发育角闪斜长片麻岩、绢英片岩及变粒岩(见图1)。区内主要包括排山楼—马家荒、寨子沟—上草和尚沟北、二道岭—上两家等3条近东西向剪切带以及北东向稍户营子—排山楼剪切带(见图1)。其中,排山楼—马家荒韧性剪切带为排山楼金矿床的主要控矿构造,由一系列高应变区及低应变区组成,高应变区主要由糜棱岩、超糜棱岩组成,其周围的低应变区则主要发育弱变形的碎裂的片麻岩、角闪岩及初糜棱岩。该剪切带走向近东西向—北东东向,倾向北,倾角30°~50°。区内中生代花岗岩和脉岩普遍发育(见图1),其中矿区东北角的大石头沟黑云母二长花岗岩锆石SHRIMPU-Pb年龄为(124±1)Ma。排山楼金矿床矿体位于马家荒西侧(见图1),呈弧形向南东方向突出,沿走向长约1500m,宽度介于20~30m,倾向北,近地表倾角40°~60°,往下变缓,倾角介于10°~30°,倾斜延伸大于1km(见图2)。区内主矿体主要有3个,平面上呈透镜状产出,总长度约650m,厚度1~33m。矿石主要由含金长英质糜棱岩和含金黑云母斜长石糜棱岩组成,分别发育在矿体的浅部和深部。矿石以自形半自形结构为主,兼有交代结构、碎裂结构等,矿石构造以浸染状、脉状及网脉状为主。主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿及少量方铅矿和闪锌矿。金以自然金形式存在。脉石矿物随矿石类型不同而有所差异,但石英、钾长石、斜长石、黑云母、绢云母及绿帘石等是2种矿石类型所共有的。排山楼金矿区热液蚀变发育,但空间上仅局限在剪切带内部及附近。依据矿物组合可将区内蚀变归为6种类型:碳酸盐化、绢云母化、黑云母化、绿帘石化、硅化、黄铁矿化。从矿体向围岩过渡,排山楼地区的热液蚀变组合可以分为:(1)内部20~80m宽的黄铁绢英岩化带,发育铁白云石、方解石、菱铁矿、绢云母及绿色黑云母组合;(2)中部100~200m宽的碳酸盐化带,发育铁白云石、方解石、菱铁矿、棕色黑云母、绿泥石、绿色黑云母及绿帘石组合;(3)外部绿帘石—黑云母—绿泥石化带,宽250~460m,以棕色黑云母、绿帘石、绿色黑云母、绿泥石和绢云母等矿物组合为特征,上述3个蚀变带之间呈过渡接触关系(见图2)。关于排山楼金矿床的形成时代,Zhangetal根据排山楼地区北东向韧性剪切带内黑云母40Ar-39Ar分析获得了很好的且一致的坪年龄(126.6Ma±1.1Ma)及等时线年龄(129.4Ma±2.6Ma),并将坪年龄解释为剪切带的形成年龄和金成矿的年代。这一年代学测试结果与罗镇宽等通过区内花岗岩、成矿前脉岩限定的成矿年龄完全一致,但稍早于王荣湖等获得的蚀变钾长石年龄(117Ma±1Ma)。2.2巨斑状黑云母岩脉河台金矿床是一个典型的与韧性剪切带有关金矿床,也是目前粤西—桂东南已发现的最大金矿床。矿床位于粤西云开隆起区东北部,罗定—广宁断裂北东段与吴川—四会深大断裂交汇部位(见图3-A)。矿区出露的地层有震旦系云开群上亚群,岩性为变粒岩、二云母石英片岩、云母片岩、片麻岩、混合岩以及混合花岗岩等(见图3-B)。矿区出露的岩浆岩主要有海西期—印支期的云楼岗黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩,燕山期伍村巨斑状黑云母二长花岗岩(见图3-B),另外,花岗伟晶岩、伟晶岩脉以及少量煌斑岩、玄武玢岩、安山玢岩、辉绿岩脉沿裂隙分布。河台金矿床产于河台韧性剪切带中,赋矿围岩为震旦系云开群上亚群。矿体严格受韧性剪切带控制,产在次级剪切带中,由云西、高村、后迳等矿床组成。剪切带总体走向NE50°~70°,倾向NW,倾角60°~85°。矿体呈不规则状产出,长几十米到上千米,宽几十厘米到数十米,产状与剪切带产状基本一致。矿石类型有含金糜棱岩型和含金石英脉型2种,以糜棱岩型矿石为主,主要金属矿物有自然金、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿以及少量毒砂、方铅矿、闪锌矿。围岩蚀变以硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化为主。成矿作用过程可以划分为2期4阶段:韧性剪切变质成矿期的韧性剪切变质成矿作用阶段和热液蚀变成矿期的含金硅化石英脉阶段、含金硫化物阶段以及方铅矿闪锌矿碳酸盐脉阶段。其中,金主体形成于热液蚀变成矿期的含金硅化石英脉阶段和含金硫化物阶段。成矿流体主要源于大气水与变质建造水的混合,成矿物质主要来源于云开群上亚群。关于河台金矿床的形成时代,翟伟等用石英全溶法获得富硫化物石英脉中石英的Rb-Sr等时线年龄为(172±2)Ma,并获得富硫化物含金石英脉中热液锆石SHRIMPU-Pb年龄为(152.5±3.1)Ma,表明河台金矿床主体形成于燕山期。3韧性剪切带型金矿床成矿作用20世纪90年代以来,国内外许多学者将包括韧性剪切带型、石英脉型、构造蚀变岩型以及一些网脉状金矿床在内的与增生型造山作用有关并产在造山带环境的金矿床统称为造山型金矿床。笔者认为,韧性剪切带型金矿床作为重要金矿床类型之一,对其单独进行深入研究具有重要的理论和实际意义。韧性剪切带不仅导致Au元素的活化分异、含金热液的形成、运移,而且作为含金热液运移的通道和成矿物质富集沉淀的场所。韧性剪切带型金矿床与其赋存的韧性剪切带往往具有形成时间上的滞后效应,矿体严格受韧性剪切带控制,但多分布在韧性剪切带的后期脆性断裂中。由于成矿作用过程的特殊