黔东南天牛-锦屏地区含金剪切带性质研究

黔东南天牛-锦屏地区含金剪切带性质研究

1地层成矿作用研究区域（图1）位于湖南地区板块扬子地块西南缘的江南地块中，西与上扬子地块接壤，东与湘桂褶皱系接壤。区内构造主要为北北东、北东向背斜及与之斜交的北东、北东东、近东西向平移断裂。这些断裂多为扭性、扭压性剪切断裂带、密集构造带,常发育劈理密集带。沉积建造主要为青白口系中上部的4个组:番召组斜坡相浊流、碎屑流沉积※深水盆地相含火山碎屑泥质、碎屑岩沉积;清水江组斜坡相近源-远源浊流、碎屑流含大量凝灰质的砂页岩沉积;平略组盆地相泥质悬浮沉积、浅海斜坡相滑塌-滑移沉积、远源浊流沉积;隆里组滨岸-浅海斜坡相浊流砂、页岩偶夹凝灰岩沉积。以上4个组地层均产金矿,部分学者对其进行了较多研究,并认为其成矿作用与剪切带构造有关。尤其是卢焕章等、张晓东等在天柱-锦屏-黎平一带划定了彦洞、磨山、平秋、稳江、铜鼓5条北东走向的剪切带(二级构造),并认为其受高酿基底剪切断裂带、凯里-台江-剑河-启蒙基底剪切带(一级构造)控制,同时认为主山冲、磨山、平秋等金矿为蚀变岩型,受韧性剪切带间接控矿,受叠加在韧性剪切带之上的脆性断裂直接控制,成矿作用主要为受剪切带影响的热液蚀变,但没列出鉴别依据;杨佰恒认为主山冲-磨山地区存在磨山、土地坳两条过渡性剪切带,也没有列出鉴别依据;杨光忠认为研究区发育脆韧性剪切构造,有时出现糜棱岩化和片理化岩石,普遍发育S-C组构、多米诺效应、膝折、压力影、旋转残斑和石香肠等剪切变形特征,但没有列出具体分布区域。为确认本区是否存在脆韧性剪切带,以便有效指导金矿勘查工作,笔者以韧性剪切带及其金矿成矿理论为指导,在区域地质背景与构造分析基础上,开展了天柱县主山冲、油麻坳和锦屏县铜鼓、八客、平秋等代表性金矿床(点)采矿坑道及附近5条剖面剪切构造调查,采取薄片样108件、光片23片,野外及显微观察照相400余张,取得了一系列认识。2km北北东向据卢焕章等,天柱-锦屏地区发育磨山、平秋、稳江、铜鼓4条剪切带,延伸长度一般为10~80km,为北东向,与褶皱轴及轴向断裂平行或斜交。笔者在系统分析1∶25万锦屏幅区域地质调查路线成果的基础上,进行了代表性路线剖面和金矿床(点)的构造调查研究(图1),认为剪切变形主要发育在区内的平移断裂及背斜核部层间断裂等部位,尤其在某些金矿区较为发育。2.1主山冲—主山冲-磨山金矿区该矿区已发现主山冲、油麻坳、阳湾团、磨山等金矿点,受控于磨山背斜轴部及其附近的剪切带。核部地层为清水江组硅化变余沉凝灰岩或凝灰质砂岩,两翼为平略组粉砂质板岩。轴面劈理构造发育。该矿区发育磨山、土地坳两条剪切带,后者剪切变形较强,故选为本次调查重点,调查结果表明:①该带呈狭长带状分布于主山冲—磨山一带,出露宽度50~300m,长度6km,发育硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢云母化及金矿化;②主山冲剖面横穿该剪切带北东段,剪切带宽约300m。劈理极为发育,垂直或斜交层理,或沿X共轭节理发育,但多数地段岩石层理清晰可辨。然而在剖面南段宽约40m范围内(产金地段)变形较强烈,见典型S-C组构、膝折等,个别似压力影构造,属脆韧性变形。③油麻坳剖面发育节理、切层劈理,局部顺层剪切形成不够典型的S-C组构及小型褶曲,略显韧性剪切特征。④油麻坳金矿1号井中发育顺层石英脉,脉厚5~25cm,见分支、复合、尖灭、再现现象,部分被张性、张剪性的切层石英脉错断。斜切或垂直岩层的劈理极发育。⑤在磨山背斜南西倾伏端的远口镇大溪村河床中,有两组断裂交汇,沿断裂旁侧发育顺层劈理及顺层含金石英脉,个别低角度斜切岩层,脉宽0~25cm,无韧性变形特征。2.2f3银道铜鼓金矿受控于北东向山洞背斜核部及轴向剪切断裂带F3、Fx,金矿体顺层产出。背斜轴长>19km,宽2.0~3.5km,属基本对称型复式背斜,从核部向翼部依次出露青白口系隆里组和南华系长安组。Fx位于背斜南东翼,为隐伏剪切逆断层,产状320°∠42°,断距>1m,破碎带宽0.2~4.0m,切割青白口系平略组及隆里组;F3位于背斜北西翼,为剪切逆断裂。本次在野外重点调查了大洞-秀洞-铜鼓公路构造剖面和坑道内9个含金构造剖面的变形构造,主要认识如下:①铜鼓矿区轴面劈理较为发育,已构成劈理密集带,部分地段顺层剪切、滑脱构造明显。向西北至远离矿区的公路剖面,构造变形变弱,但部分地段仍然发育劈理。总体属于脆性变形构造。②在铜鼓金矿坑道中,沿斜切背斜轴部的断层发育切层及顺层石英脉,交切复杂,破碎带宽0~4m,常见硅化、绿泥石化、黄铁矿化及金矿化,发育轴面劈理及斜切层理的劈理。远离断层仅发育顺层石英脉,脉厚一般0~25cm,部分脉石延伸较稳定,见黄铁矿化、金矿化等蚀变,亦发育轴面劈理。围岩为中厚层变余砂岩或板岩,顺层或斜交的劈理密集。总体而言,变形构造主要为脆性,局部为韧性,剪切作用不明显,为顺层或切层剪切。2.3含金构造剖面八客金矿床受控于北东向稳江背斜及轴部挤压断裂破碎带。稳江背斜轴长>110km。从核部向翼部依次出露清水江组第一段、第二段和平略组。本次重点对坑道内5条含金构造剖面进行了调查和取样。主要认识如下:①沿轴部发育的纵张断裂破碎带中有大量石英脉碎块、围岩残留体、粗大毒砂集合体、褐铁矿、断层泥等混杂堆积。断层两盘则常有顺层剥离构造,为凝灰质板岩夹多层的顺层石英脉,含大量粗大毒砂晶体,部分采样点含黄铁矿晶体,斜切劈理。②顺层含金石英脉的顶板或底板围岩常发育斜交层理的劈理,个别呈弧形弯曲,似与上下岩层共同构成了S-C组构,个别石英脉所夹围岩似鱼尾纹构造,应为顺层剪切作用形成。2.4公路剖面地质情况平秋金矿受控于平秋背斜及轴向展布的平秋南断层、北断层,两断层倾角约60°。背斜轴长>80km,从轴部至翼部依次出露清水江组第一段、第二段和平略组。本次重点对平秋金矿公路剖面及坑道内两个中段的含金构造剖面进行了调查和取样。主要认识如下:①平秋金矿公路剖面位于平秋背斜轴部及其附近,轴面劈理极为发育,导致岩层层理很难辨认。轴面劈理部分呈扇形,部分夹石英脉,脉宽10~30cm,并被后期断层错断。没有看到韧性剪切变形构造。②平秋金矿井下第一平台发育含碳质泥质板岩夹顺层石英脉,脉厚10~40cm(个别>1m)。脉中见较多黄铁矿。部分地段石英脉及围岩褶皱并破碎强烈,见较多垂直于层理的劈理,形成劈理密集带。③平秋金矿井下第二平台在背斜轴部凝灰质板岩中发育顺层石英脉,脉厚20~50cm(个别>2m),常被后期节理及小型断裂切错。脉石中常含较多毒砂及少量黄铁矿。见小型逆断层及其伴生褶曲、节理斜切层理,偶见S组构。3显微外在结构分析中的变形结构分析依据本次对各矿区及外围岩石薄片显微变形构造鉴定结果,结合有关论著,进行显微变形构造分析。3.1轻微破坏和轻微破坏(1)显微外差3.2显微构造变形晶质塑性变形现象是指岩石变形过程中由位错滑移、位错攀移、动态恢复和动态重结晶作用等晶质塑性变形机制形成的显微构造变形现象。主要分为以下几种。3.3轴之间的摩擦滑动粒间摩擦滑移现象是指主要由颗粒边界滑移机制所形成的显微构造现象,主要包括S-C组构、矿物鱼、显微分层现象等。3.4冲压及底气资源扩散物质迁移现象是由扩散物质迁移机制形成,主要表现形式为:压力影、应变帽、压溶缝合线、压溶面理、出溶构造、变斑晶包迹构造、反应边等。本次仅在主山冲和八客矿区偶见有压力影,其他现象均未见及或者很不典型。究其原因,是因为压力影一般出现在应力比较小、温度比较低的低级变质岩中,而其他现象则多见于中-高温、变质较深、变形较强烈的地区。4地表及巷道构造剖面岩石矿物组成分析据胡玲等、vanderPluijm等和Sibson,狭义的构造岩是由断层作用将断层带或剪切带内的岩石改造而成的新生岩类,包括未固结构造岩、碎裂岩系列、假玄武玻璃、糜棱岩系列、高压—超高压构造岩及叠加构造岩几大类,其区分标志早有共识。经综合分析,认为在本次所调查地表及坑道的构造剖面岩石中,约有1/3至1/2的岩石破碎强烈,具碎粒结构或碎斑结构,矿物及岩屑存在定向排列,个别矿物拉长明显。基质比例(φB)一般为5%~20%,个别>50%。极个别发育S-C组构,有晶质塑性变形等现象。因此,其构造岩多为碎裂岩系列,极个别达糜棱岩系列(表1)。5切割带的性质分析5.1构造岩的发育据何绍勋等,韧性剪切带是一种强烈不均匀的单剪线性构造带,主要特征为:①两盘岩石发生剪切位移,一般不发育不连续断裂面,与围岩无明显界线;②带内岩石变形强烈,但不均匀;③带内由以糜棱岩为代表的断层岩组成,有些韧性剪切带发育构造片(麻)岩、糜棱质片岩和变余糜棱片(麻)岩等;④发育特有的S-C面理组合;⑤发育膝折、旋转碎斑系、不对称压力影、云母鱼、旋转石香肠、沙钟构造、动态重结晶、静态重结晶、核幔构造等重要判别标志。在各矿区目前未见到韧性剪切带,尽管局部具韧性剪切性质,但未构成带。至于深部是否存在韧性剪切带,非本文讨论范围。5.2脆韧性剪切带-脆韧性剪切带脆韧性剪切带是一种过渡型的剪切带,带内既有脆性变形,又有韧性变形,而且变形有一定的宽度和范围,能构成一个带,发生于浅、表构造层次。据此并结合韧性剪切带主要特征分析如下:①主山冲-安架矿区。主山冲剖面南段约30~40m范围内(沿走向延伸近百米处产金矿),脆性断裂、节理、劈理及其碎裂岩等常见,膝折较发育,见露头级及显微级S-C面理,偶见不典型的旋转碎斑系、不对称压力影,未见到动态重结晶、静态重结晶、核幔构造,故可定为脆韧性剪切带。油麻坳剖面中段及开采坑道偶见不典型的S-C面理等,但规模极小,韧性变形不明显,不宜定为脆韧性剪切带。在该矿区的其他地段,如磨山、安架,因覆盖严重,未作野外调查而不能分析剪切性质。②其他矿区。脆性断裂、节理、劈理及其碎裂岩等常见,劈理多为轴面劈理,个别为顺层剪切形成的斜交劈理,主要为脆性变形,偶见韧性变形,如断裂带旁侧的褶曲,显微镜下见零星分布的变形纹、扭折、机械双晶、岩屑或毒砂旋转碎斑等,故认为目前地表剖面及坑道剖面所见构造均不是脆韧性剪切带。5.3沿剪切作用带发育不连续面脆性剪切带就是一般的脆性断层,发生在地壳表层,其特点是沿着剪切作用带发育不连续面,并可能造成岩石破碎而形成角砾岩和碎裂岩。本区的剪切断裂(如平移断裂)普遍具有这些特征,说明它们主要为脆性剪切变形,规模大者构成了脆性剪切带。6剪切带结构及特征(1)研究区内剪切构造变形主要发生于平移断裂及背斜核部层间断裂等部位,尤其在主山冲-磨山、八客、平秋等金矿区较为发育。(2)研究区构造岩主要具碎粒结构或碎斑结构,切层劈理发育,矿物或岩屑略有定向排列,个别矿物拉长明显、定向排列显著。基质比例一般为5%~20%,个别>50%。极个别岩石发育S-C组构,有晶质塑性变形现象。因此,多数属于碎裂化岩石、初碎裂岩及碎裂岩,极个别为超碎裂岩、糜棱岩化岩石和初糜棱岩。(3)剖面露头、手标本及显微等级别的变形构造特征共同揭示了研究区剪切带主要为脆性剪切带;在主山冲-安架矿区发育30~40m宽的脆韧性剪切带,其他矿区可能在局部范围存在狭窄的脆韧性剪切构造,但难以构成带;研究区目前没有发现韧性剪切带。(4)由于目前所发现金矿的容矿构造主要为脆性剪切带,极个别为脆韧性剪切带,尚不知其深部是否过渡为韧性剪切带,因此,研究区金矿是否可称为韧性剪切带型金矿,值得商榷。在4个矿区均可见到,有的沿劈理发育,以剪性、张剪性为主,断距较小,张剪性者常有石英脉充填。在主山冲、八客矿区见X共轭剪节理其间充填石英脉。2岩屑及石英、矿物4个矿区均发育连续劈理,多为轴面劈理,少数斜交层理或顺层,岩屑及石英、长石绢云母等矿物一般略有拉伸,并呈定向排列,张剪性劈理常充填石英细脉。此外,在主山冲-磨山矿区尚发育间隔劈理,矿物碎裂、拉伸并定向排列(个别拉伸达1~2倍)。(3)裂隙、穿晶裂隙因破裂作用而产生,细分为晶内裂隙、晶间裂隙、穿晶裂隙3种,在4个矿区均可见到。其中,在主山冲-磨山和铜鼓矿区常见于石英长石中,在八客、平秋矿区常见于石英、毒砂中。(4)书斜截面、显微布丁构造如沙钟构造、书斜构造(即多米诺碎裂构造)、显微布丁等,一般见于糜棱岩中。本区变形较弱,故少见,仅在主山冲矿区见不典型的书斜构造、显微布丁构造;在铜鼓矿区的石英斑晶中偶见显微布丁构造;在主山冲及八客矿区似有沙钟构造,但发育不成熟。(1)波状消光和带状消光波状消光在4个矿区的石英晶体中均常见,带状消光主要见于主山冲-磨山、铜鼓矿区。(2)扭曲的带除八客矿区外在其余矿区均可见到。例如,在铜鼓矿区某扭折带发育于石英中(3)变形图案在4个矿区的石英中均可见到。此外,除八客外还见有沿变形纹充填气泡或小包裹体,形成所谓的毕姆纹。（4)机械双晶除八客矿区外,在其余矿区均可见长石机械双晶,在主山冲-磨山矿区还可见方解石机械双晶。(5)亚晶在主山冲矿区见方解石亚晶粒,在平秋和铜鼓矿区见石英亚晶粒。(6)核幔结构在主山冲-磨山矿区见及,以石英、黄铁矿为核,周围生长石英亚晶粒。(7)碎残斑点系统在主山冲-磨山矿区见有凝灰岩岩屑形成的旋转碎斑,在八客矿区偶见凝灰岩岩屑、毒砂旋转碎斑。(8)新的动态晶体聚集和静态结晶现象在本区没有见到。由于它们一般要在糜棱岩系列的构造岩中才能见到,因此说明本区构造岩绝大多数未达到糜棱岩的变形程度。(1)主山冲、油麻事-剖面型水面系微结构模式是糜棱岩中发育的一种反映不均匀、非共轴流变的特征构造。在主山冲、油麻坳矿区见典型的显微S-C组构,并与剖面露头的S-C组构相对应。此外,在八客矿区见发育不成熟的S-C组构。(2)矿鱼是剪切带高应变糜棱岩带中的矿物颗粒经石香肠化或微破裂作用而被改造形成“鱼”状的显微构造。本次仅在主山冲剖面见发育不成熟的云母鱼。(3)显微外形成于不同变质条件下的糜棱岩化岩石中,表现为不同矿物构成不同的成分条带,或浅色及暗色矿物各自相对集中成层。其在本区没有见到。(1)断裂岩岩石基本保持原岩面貌,初碎裂化,基质少于10%并常发育于杂乱分布的裂隙中。此次调查发现,各矿区普遍存在这类岩石。(2)原岩碎斑结构是岩石发生断层脆性碎裂作用的初级产物,岩石具碎粒结构或碎斑结构,碎块位移或转动较大,碎块呈残留碎斑状,被碎基所包围。碎基占10%~50%。碎斑常具破裂和边缘粒化现象。大致保留原岩的性质和结构。此次调查发现,各矿区普遍存在这类岩石。(3)原岩结构特征岩石具碎裂结构,碎斑