摘要:含金剪切帶型金礦是指包括脈狀和浸染狀礦床,以剪切作用為成礦機制和剪切帶控制因素的金礦床。本文詳細介紹了剪切帶與剪切帶型金礦床的相互關系,總結剪切帶型金礦的礦化類型和特征、剪切帶在時空演化過程中對金礦的控制作用,揭示了剪切帶在金礦成礦過程中的重要性,并為我們今后尋找剪切帶型金礦提夠了指示條件。
關鍵詞:剪切帶;金礦;成礦;構造
1 剪切帶與金礦床
剪切帶是由剪切作用產(chǎn)生的、由一系列變形巖石及構造碎裂面組成的狹長型板狀構造變形帶,其長寬比一般大于5:1,其規(guī)模沒有明確的限定(Ramsay and Huber,1987)。在剪切帶中,應力作用不僅使巖石強烈破碎和糜棱巖化,而且還使礦物質(zhì)重新調(diào)整產(chǎn)生新的礦物,并使分散的金屬元素活化、遷移,在有利地段富集成礦(馬桂霞,2005)。剪切帶構造不僅是控礦因素,而且也是重要的成礦機制。含金剪切帶型金礦是指包括脈狀和浸染狀礦床,以剪切作用為成礦機制和剪切帶控制因素的金礦床。
2 剪切帶型金礦的類型及特征
剪切帶型金礦系列按剪切帶類型可劃分為脆性剪切帶型、脆-韌性剪切帶型和韌性剪切帶型。
韌性剪切帶型金礦,主要產(chǎn)于綠片巖相條件,通常位于基底結晶巖系內(nèi),圍巖以糜棱巖類巖石為主,礦化受控于透鏡狀的變形域。金礦體主要集中在構造透鏡體的尖滅端或多個小型構造透鏡體集中分布的地段。礦化類型包括細脈浸染型和石英脈型。其中細脈浸染型礦化由石英細脈、鈉長石細脈和石英-鈉長石細脈等組成的順片理細脈帶及其間的片糜巖共同組成,是韌性剪切帶型礦化的典型特征;石英脈型礦化則是變形晚期由韌性向脆性轉(zhuǎn)化并以脆性變形為主階段形成的。金礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、礦化深度和強度都嚴格受韌性剪切帶控制,礦體總是產(chǎn)于減應變最強的部位(何紹勛等,1996)。
脆-韌性剪切帶型金礦,通常產(chǎn)于低綠片巖相或更淺的變質(zhì)條件下,是在韌性剪切帶演化后期,由于構造層次變淺、溫度和壓力下降而發(fā)育的脆-韌性的雁列式P或R型以及D型裂隙被同構造分泌的石英、鈉長石、碳酸鹽及金屬硫化物充填而形成的含金脈體。它的典型特點是:圍巖為早期的韌性剪切所形成的糜棱巖或千糜巖;礦體呈斜列式分布,其排列所示的運動方式與糜棱巖帶的運動方式一致。按其礦化特征可分為蝕變糜棱巖型和石英脈型兩類。
脆性剪切帶型金礦,依據(jù)金礦化和容礦巖石的構造特征,又分為兩類。一類金礦存在于碎裂巖中,通常是早期的韌性剪切的糜棱巖在構造層次變淺、溫壓降低后進入脆性變形域,形成碎裂巖或發(fā)育許多網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng),礦化后成為是蝕變碎裂巖型金礦,如焦家式金礦。另一類為礦狀巖體經(jīng)脆性破裂形成貫通的大型裂隙,被礦化而形成的含金石英脈型金礦,如膠東的玲瓏式金礦。前者通常位于基底巖石中或在基底巖石的頂部附近,后者可以完全位于更淺的構造層次,賦存于完全脆性變形的花崗巖體或蓋層中。
3 剪切帶對金礦床的控制
(1)金礦床受剪切帶次級構造控制
控制超大型金礦床的空間展布主要為地殼級韌性剪切帶的次級構造。次級剪切帶往往延長十公里左右,空間上與構造平行或相交。金礦床受區(qū)域剪切帶次級構造控制的主要原因是主、次剪切系統(tǒng)之間存在物理(溫度和壓力等)和化學的梯度差。在主韌性剪切系統(tǒng)中,流體來源深,溫度、壓力高,這種構造環(huán)境非常有利于高溫高壓流體長期穩(wěn)定的存在,因此不利于金從流體中沉淀下來。在物理、化學梯度驅(qū)使下,當含金流體從下部構造層向上部構造層運移時,金可以有選擇性地優(yōu)先進入次級剪切系統(tǒng),特別是脆-韌性剪切帶中。這時,由于物理、化學梯度的顯著性變化,以及熱液蝕變、外來流體混入等因素的作用,造成金等成礦元素在流體中失穩(wěn)而沉淀下來,形成金礦(Eisenlorh et al.,1989)。
(2)金礦床受剪切帶的變形強度控制
剪切帶型金礦化幾乎都產(chǎn)在剪切帶內(nèi)或其附近的后期構造裂隙中。礦體或礦化帶受剪切帶邊界限制,且多數(shù)產(chǎn)在剪切帶變形程度最強的區(qū)域。這主要是因為強烈變形帶內(nèi)的巖石較之圍巖具有較大的滲透性,能起到導流作用,引起深部不同層次的流體向上遷移,使途徑不同巖性的熱液流體將不同層次中的成礦元素富集起來,從而奠定了良好的成礦基礎。剪切帶中變形程度最強的部位實際是構造的薄弱部位,因而最易遭受后期構造活動的影響而張裂、接受成礦流體的填充和疊加,并因成礦物質(zhì)的沉淀而閉合。流體的反復作用可以提高礦脈的品位,這可能是變形強度控礦的根本原因。
(3)金礦床受特定的剪切帶類型控制
大型或超大型金礦主要產(chǎn)在中低溫脆-韌性剪切帶中,如桂北地區(qū)金礦(莫江平等,2009)。脆-韌性剪切帶控礦主要表現(xiàn)為充填石英脈和破裂兩種方式。石英脈的特點是走向與剪切帶一致或其呈小角度相交。礦化和石英脈的形成不同步,金礦化發(fā)生在成脈以后的脆性構造活動階段。研究表明,金礦化和金礦脈中的碎裂程度呈正相關關系,其中最易碎裂的是糜棱巖中相對較硬的石英脈、硅質(zhì)體或硅化的超糜棱巖。
(4)金礦床受剪切帶和花崗巖的共同控制
含金低溫脆-韌性剪切帶在空間上常與中-酸性花崗巖體伴生。巖體以弱堿性的似斑狀鉀長花崗巖為主,在空間上呈板狀或橢圓狀沿韌性剪切變質(zhì)帶產(chǎn)出,與脆-韌性剪切帶呈侵入接觸關系,局部地段發(fā)育熱接觸變質(zhì)帶,巖石邊緣具有弱片麻理構造,其產(chǎn)狀與剪切帶巖石的頁理構造一直。說明巖體為同構造期的巖體,且形成于韌性剪切帶變質(zhì)作用的晚期階段。
4 我國剪切帶型金礦的研究現(xiàn)狀
我國剪切帶綠巖型金礦主要分布于華北地塊的東緣、南緣和北緣,其中東緣的膠東及南緣的小秦嶺地區(qū)的找礦工作已有重大突破。韌性剪切帶構造和成礦關系密切,金礦床或是沿其周圍較強烈變形的線性帶分布,或是位于線性帶的交切地帶。有經(jīng)濟遠景的勘察目標僅出現(xiàn)在強烈變形區(qū),較強烈的變形帶是由同時代的底辟作用與區(qū)域剪切作用引起的。
在找礦勘探方面的意義:(1)一個剪切帶是否有礦,關鍵在于它是否有成礦流體來源。一般來說,太古宙地殼比其他時代的地殼更富金;演化歷史長、規(guī)模大、切割深的區(qū)域性剪切帶及其次級剪切帶更可能有金礦化。(2)蝕變作用是剪切帶成礦熱液活動的標志。不管成礦熱液屬何種來源,都以含CO2較高為特征。蝕變以碳酸鹽化(特別是鐵白云石化)為顯著特征,這種蝕變在地表表現(xiàn)為鐵銹色風化面。(3)尋找和鑒別剪切帶的擴張空間,是尋找剪切帶礦床的重要步驟。一般兩組剪切帶的交匯部位或剪切帶的拐彎處。(4)剪切帶內(nèi)礦體的產(chǎn)狀具有一定的規(guī)律性。近直立脈和平脈的分布模式與剪切帶構造有密切關系。(5)剪切帶的礦化類型與剪切帶類型有關。一般,剪切帶上部為脆性特征,下部為韌性特征;相應地,上部易于形成脈狀礦體,下部易于形成浸染狀礦體。
參考文獻:
[1] 陳柏林,李中堅,董法先. 亦論韌性剪切變形與金的成礦作用:與邵世才《試論韌性剪切變形與金的成礦》一文的討論[ J ]. 貴金屬地質(zhì), 1998, 7 (3).
[2] 鄧國輝.2006.揚子-華夏結合帶的韌性剪切帶與金礦的遷移富集關系[ J ].地質(zhì)與勘探,42(6).
[3] 賈國志. 韌性剪切構造成巖成礦作用及其對金礦化的控制[ J ]. 地質(zhì)論評, 2000, 46 (2).
[4] 路彥明,張玉杰,張棟,范俊杰,潘愛軍,趙軍,董華芳.2008.剪切帶與金礦研究進展[J].黃金科學技術,16(5).
[5] 莫江平,黃杰,馮國玉.2009.桂北地區(qū)剪切帶型金礦成礦機理研究[J].地質(zhì)與勘探,45(6).
[6] 王玉明. 韌性剪切過程中金沉淀富集的新機制[ J ]. 地質(zhì)論評, 1998, 44 (6).
[7] Anthony A M, Roberto F W and Frank P B.2007. The structural controls of gold mineralization within the Bardoc Tectonic Zone, Eastern Goldfields Province,Western Austrilia:implications for gold endowment in shear systems. Mineralium Deposita,42.
[8] Bonnemaison M, Marcoux E. 1990. Aurif erous min eralization in some shear zones: a three stage model of m et alogene sis. Mineral ium Deposita, 25 ( 2) .