金礦剪切帶成礦地質(zhì)作用分析范文

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摘要：山西右玉金礦床主要產(chǎn)于剪切強(qiáng)變形帶內(nèi)并嚴(yán)格受剪切構(gòu)造控制。受五臺(tái)、呂梁期以及后期多期次、多級(jí)構(gòu)造活動(dòng)的影響，金的成礦作用也伴隨剪切構(gòu)造帶經(jīng)歷了從韌性、脆-韌性到脆性的構(gòu)造演化疊加過(guò)程，剪切帶金礦化在縱向和橫向上常形成剪切構(gòu)造巖系列和蝕變產(chǎn)物等分帶特征。

關(guān)鍵詞：剪切構(gòu)造帶；導(dǎo)礦構(gòu)造；容礦構(gòu)造；構(gòu)造巖；硅化

山西右玉金礦位于山西省右玉縣后窯子-火燒灘村一帶，為近年來(lái)晉西北地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的屬于山西省一種新的金礦床類(lèi)型。通過(guò)近幾年來(lái)對(duì)其礦床成因的研究探討，認(rèn)為金礦床的形成與其所處的剪切構(gòu)造帶的形成和演化等地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。

1礦床地質(zhì)特征

1.1礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬于內(nèi)蒙地軸（Ⅱ）天鎮(zhèn)斷拱（Ⅲ）丁11家窯凸起（Ⅳ）。地層主要分為東、西兩大地質(zhì)單元，西部1為中-低山區(qū)，主要由太古界變質(zhì)的片麻（雜）巖系組成；東部為丘陵平原區(qū)，主要為新生界第四系覆蓋層。其中片麻（雜）巖系主要由黑云石榴二長(zhǎng)片麻巖、含石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖、石榴鉀長(zhǎng)片麻巖、石榴正長(zhǎng)石英片巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖等組成，巖層走向大致呈NE-SW向展布。區(qū)內(nèi)與金礦化密切相關(guān)的構(gòu)造主要為剪切帶構(gòu)造。其構(gòu)造作用和演化過(guò)程在不同的地質(zhì)時(shí)期有不同的形式。新太古代五臺(tái)期主要表現(xiàn)為韌性強(qiáng)變形，即形成韌性強(qiáng)變形剪切帶。古元古代呂梁期主要表現(xiàn)為中等強(qiáng)度的脆-韌性剪切變形，新元古代晉寧期則為相對(duì)較弱的脆性變形，二者往往是前期形成的韌性剪切帶構(gòu)造在后期的演化和疊加。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要分布有新太古代五臺(tái)期變質(zhì)石榴花崗巖、片麻狀混合花崗巖，以及古元古代呂梁期變質(zhì)含石榴（斜長(zhǎng)）花崗巖體和少量后期侵入巖脈。

1.2礦體地質(zhì)特征

本區(qū)金礦床主要產(chǎn)于剪切強(qiáng)變形帶內(nèi)并嚴(yán)格受剪切構(gòu)造控制，屬剪切帶型金礦床。金礦化帶一般主要分布于剪切變形帶強(qiáng)變形區(qū)域，常形成糜棱巖型、碎裂巖型和石英脈型三個(gè)礦化類(lèi)型。區(qū)內(nèi)與剪切構(gòu)造帶密切相關(guān)的已知重要礦體（主礦體）主要為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)。Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體：位于后窯子村西一帶，共同受編號(hào)為Ds（3）的剪切構(gòu)造帶控制；礦體總長(zhǎng)約470m，延深150m；礦體厚度1.03-9.98m，平均2.97m；礦體主要以脈狀或透鏡體狀產(chǎn)出，傾向NW330-350°，傾角60-75°；金礦-6-6-6石品位1.00×10-13.94×10，平均品位2.26×10。Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體：位于火燒灘村西一帶，共同受編號(hào)為Ds（4）的剪切構(gòu)造帶控制；其中Ⅲ號(hào)主礦體長(zhǎng)320m，延深120m，厚度1.00-27.54m，平均16.53m；礦體主要呈脈狀或透鏡狀產(chǎn)出，礦體有分支重合，含夾石多；主體呈NW-SE走-6向，傾向355-7°，傾角50-80°，金礦石品位1.00×10--6-627.12×10，平均品位1.89×10。區(qū)內(nèi)剪切礦化帶中圈定礦體與圍巖之間一般巖性差異不大，只是構(gòu)造變形程度和破碎程度有差異。在橫向上礦化中心區(qū)往往是剪切構(gòu)造變形和破碎較為強(qiáng)烈的部位，也是硅化蝕變強(qiáng)烈地段；向圍巖兩側(cè)或靠近圍巖時(shí)，剪切構(gòu)造變形和破碎程度明顯減弱。礦體與圍巖之間剪切構(gòu)造變形程度和金礦化程度多呈漸變過(guò)渡關(guān)系。

1.3礦石特征

受剪切構(gòu)造帶控制影響，金礦化帶中含礦巖石往往以各種剪切構(gòu)造巖石類(lèi)型的形式存在。本區(qū)含礦巖石（礦石）常見(jiàn)有：糜棱巖化含矽線黑云石榴二長(zhǎng)片麻巖、糜棱巖化碎裂石榴鉀長(zhǎng)片麻巖、糜棱巖化含矽線黑云石榴正長(zhǎng)石英片巖、片麻狀碎裂石榴花崗巖、以及（碎裂）石英巖（脈）等。礦石結(jié)構(gòu)常為糜棱巖化結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造多見(jiàn)浸染狀、細(xì)脈浸染狀、網(wǎng)脈狀、脈狀構(gòu)造。金屬礦物主要有：自然金、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等，金屬礦化呈硫化物-金建造組合。非金屬礦物主要有：石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母、石榴石、矽線石等。含礦巖石及圍巖多發(fā)生綠泥石化、高嶺石化、絹云母化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、硅化等次生蝕變。黃鐵礦是礦石中含量最多的金屬礦物，與金的成礦作用關(guān)系最為密切；主要呈不規(guī)則它形粒狀，大多為星散狀分布，部分沿裂隙及礦物顆粒間隙邊緣分布，具鑲邊結(jié)構(gòu)。

2剪切帶成礦地質(zhì)作用探討

在世界范圍內(nèi)，與剪切帶相關(guān)的金礦床普遍存在。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者針對(duì)該類(lèi)型金礦床進(jìn)行了大量的研究工作，在理論方面不斷創(chuàng)新和取得新認(rèn)識(shí)的同時(shí)，在找礦實(shí)踐中也取得了許多新突破，并在剪切帶中發(fā)現(xiàn)了許多大型、超大型金礦床。因此，對(duì)這類(lèi)型金礦床的成礦地質(zhì)作用進(jìn)行研究探討，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.1剪切帶變形特征

剪切帶是發(fā)育在地殼內(nèi)部的一種狹長(zhǎng)的板狀、席狀、面狀或曲面狀，由高應(yīng)變巖石組成的構(gòu)造帶，即一條線性高應(yīng)變帶。對(duì)于剪切帶的分類(lèi)，英國(guó)地質(zhì)學(xué)家Ramsay（1980）首先根據(jù)巖石變形特征，將剪切帶分為：脆性、脆-韌性和韌性三類(lèi)。研究資料表明，一條理想的大型剪切帶在縱向上由地表到深部，在不同的構(gòu)造層次上往往表現(xiàn)出連續(xù)的脆性、脆-韌性和韌性變形特征，其相應(yīng)的巖石變形產(chǎn)物，即構(gòu)造巖為：碎裂巖、糜棱巖以及二者的過(guò)渡混合系列產(chǎn)物。從山西右玉金礦床所處剪切構(gòu)造帶環(huán)境的巖石變形特征、巖（礦）石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等綜合分析，應(yīng)具備上述脆性、脆-韌性和韌性剪切變形域分帶特征。

2.2剪切帶與金礦化的關(guān)系

對(duì)于剪切帶與金礦化的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者從不同地質(zhì)角度進(jìn)行了多方面的研究，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)李德威（1993）根據(jù)剪切帶型金礦床與含金剪切構(gòu)造帶之間的時(shí)空和成因等關(guān)系，將剪切帶型金礦主要?jiǎng)潪槿齻€(gè)類(lèi)型：糜棱巖型、石英脈型和碎裂巖（破碎帶）型（見(jiàn)表1）。山西右玉金礦床產(chǎn)于剪切帶中并受剪切帶構(gòu)造控制，成礦系統(tǒng)與構(gòu)造系統(tǒng)密切相關(guān)，金礦床的形成也是多期次和多級(jí)構(gòu)造演化疊加的結(jié)果。新太古代五臺(tái)期構(gòu)造變形作用主要表現(xiàn)為韌性強(qiáng)變形作用，形成的韌性強(qiáng)變形剪切帶主要為控礦或?qū)УV構(gòu)造，為礦質(zhì)匯集和運(yùn)移的通道，控制了金礦床的宏觀分布。古元古代呂梁期主要表現(xiàn)為中等強(qiáng)度的脆-韌性剪切變形，新元古代晉寧期則為相對(duì)較弱的脆性變形；二者在構(gòu)造變形過(guò)程中所形成的裂隙系統(tǒng)，以及在韌性剪切帶中所形成的糜棱面理均可作為容礦構(gòu)造。在大多數(shù)情況下，含金剪切帶的邊界與圍巖的層理或變形面理平行一致，構(gòu)成順層含礦剪切帶；有少部分作為剪切構(gòu)造變形作用過(guò)程中所形成的成礦裂隙系統(tǒng)，一般與主剪切帶呈低角度的夾角。

2.3剪切帶金礦化分帶性

在剪切帶中，金礦化往往具有一定的分帶性，并且與剪切構(gòu)造巖性分帶和蝕變分帶密切相關(guān)。在沒(méi)有受到改造和破壞的情況下，剪切帶中金礦化構(gòu)造巖在橫向上往往顯示出對(duì)稱(chēng)分帶現(xiàn)象，即從金礦化的中心向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布：碎裂巖→碎裂糜棱巖→超糜棱巖→糜棱巖→初糜棱巖→糜棱[2]巖化巖石；各分帶巖石出露寬度不等，有的甚至部分缺失。另外，剪切帶中的含礦巖段和近礦圍巖在產(chǎn)生蝕變的同時(shí)也具有一定的分帶性，即從外帶到內(nèi)帶依次出現(xiàn)：綠[2]泥石化→碳酸鹽化→硫化物（多見(jiàn)黃鐵礦）化→硅化；其中金的礦化分布與硅化、硫化物（黃鐵礦）化的分帶關(guān)系最為密切。山西右玉金礦在已知的剪切帶型主礦化帶上，金的礦化類(lèi)型橫向分布上大多呈現(xiàn)出中央礦化地段形成碎裂巖型和石英脈型金礦化，兩側(cè)主要為糜棱巖型金礦化，剪切帶內(nèi)圈定的礦體與非礦體之間金礦化（品位）常呈漸變的過(guò)渡關(guān)系。

2.4剪切帶與金成礦時(shí)空關(guān)系

關(guān)于剪切帶與金成礦作用之間的時(shí)空關(guān)系，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所王義天等（2004）認(rèn)為大致有兩種情況：1）發(fā)生在同期次剪切構(gòu)造變形過(guò)程中，剪切帶在不同構(gòu)造層次上同時(shí)表現(xiàn)出不同的變形特征，金成礦元素從深部韌性剪切變形域中活化遷出，沿剪切帶向上遷移到中、淺層次的脆-韌性、脆性變形域中沉淀富集，即構(gòu)造-熱事件與成礦事件屬于同一演化過(guò)程的產(chǎn)物，只是金礦質(zhì)的沉淀時(shí)間要略晚于深層次的韌性變形。2）發(fā)生在不同期次的構(gòu)造變形過(guò)程中，即早期韌性剪切帶在經(jīng)受了構(gòu)造變形和礦化后，經(jīng)抬升剝蝕后構(gòu)造層次上移，疊加了后期的脆-韌性、脆性變形，成礦作用也隨之發(fā)生疊加，從而在同一構(gòu)造部位出現(xiàn)多種礦化類(lèi)型組合，這種成礦作用的多期性往往能夠形成富礦和大礦，其主成礦期一般主要發(fā)生在后期的疊加階段，即后期的脆-韌性、脆性變形階段。

2.5剪切帶型金成礦演化階段

根據(jù)含金剪切帶的構(gòu)造演化過(guò)程和成礦作用特征，法國(guó)地質(zhì)學(xué)家Bonnemaison等（1990）提出剪切帶型金成礦作用演化三階段模式。早期階段：韌性剪切帶的形成使巖石發(fā)生糜棱巖化和強(qiáng)烈片理化，從而為熱液活動(dòng)提供了“通道”，使剪切帶內(nèi)的巖石遭受強(qiáng)烈蝕變，并在剪切帶中心部位形成強(qiáng)硅化蝕變巖帶；該階段最初形成含金磁黃鐵礦，主要呈浸染狀或（細(xì)脈）浸染狀，金為硫化物晶格內(nèi)的不可見(jiàn)金，是金的初步富集階段。中期階段：在脆-韌性剪切變形過(guò)程中，剪切作用持續(xù)加劇，形成各種網(wǎng)脈狀裂隙以及脆性充填脈；同時(shí)使礦物遭受壓碎作用，如石英細(xì)?；商橇?，成為金礦物的有利儲(chǔ)存體。該階段形成的硫化物以黃鐵礦為主，熱液作用導(dǎo)致早期的含金硫化物分解，使不可見(jiàn)金在有利部位富集成為可見(jiàn)金；它是剪切帶型金礦化階段中金的主要富集階段。晚期階段：在脆性變形機(jī)制下，大量張性裂隙在剪切帶中形成，如脈狀石英；前期形成的金礦化發(fā)生原位重新活化，礦物組合更復(fù)雜，常形成粒度較粗的金。該階段硫化物主要為黃銅礦。經(jīng)過(guò)以上三個(gè)階段的成礦作用和演化，使金礦化在剪切帶的構(gòu)造演化中經(jīng)歷了從不可見(jiàn)金→微細(xì)粒金→粗粒金的富集過(guò)程，含金品位也不斷升高。2.6剪切帶型金成礦機(jī)制國(guó)內(nèi)一些典型剪切帶型金礦床現(xiàn)有研究資料表明，剪切帶型金礦床的成礦物質(zhì)（包括成礦元素和成礦流體）主要來(lái)源于深部和礦化圍巖，并且成礦流體具有多源性。成礦元素：剪切帶型金礦床成礦元素金一般對(duì)圍巖沒(méi)有[3]選擇性，幾乎可以產(chǎn)在所有的巖石類(lèi)中。山西右玉金礦含礦地質(zhì)體及圍巖主要為太古界片麻（雜）巖（包括變質(zhì)花崗巖類(lèi)）系列組成，成礦元素金主要來(lái)自這些變質(zhì)巖石系列。容礦巖石普遍經(jīng)受淺-中等變質(zhì)作用，同時(shí)遭受多期次構(gòu)造演化疊加，巖石變形和破碎強(qiáng)烈。成礦流體：太古代剪切帶型金礦床一般剪切構(gòu)造應(yīng)變強(qiáng),具有多層次、多級(jí)次和多期次活動(dòng)特點(diǎn),一般可形成規(guī)模較大的金礦床，其成礦流體為多源含礦流體。主要有4種來(lái)源，變質(zhì)熱液、巖漿熱液、地幔熱氣和深循環(huán)的地下水[3]等。這些成礦流體在成礦作用過(guò)程中往往是以多種混合形式出現(xiàn)，在韌性剪切變形的塑性環(huán)境下，主要以變質(zhì)熱液和巖漿熱液流體為主，其它為輔；在脆性剪切的脆性環(huán)境下，在考慮巖漿熱夜、地幔熱氣等因素的同時(shí)，還要考慮大氣降水下滲以及其它地下熱汽水的影響。另外，成礦流體在載運(yùn)成礦元素時(shí)，其相態(tài)受溫度、壓力等環(huán)境因素影響。以往金的流體溶解度試驗(yàn)研究表明：在成礦流體中，金主要以絡(luò)合物AuHS(HS)0的形式存在和遷移，而23AuHS(HS)0的溶解度對(duì)溫度和壓力的變化極為敏感，當(dāng)流23體溫度從400℃降到340℃時(shí)，或者壓力降到200Mpa左右時(shí)，溶液中90%的金將沉淀出來(lái)。這一試驗(yàn)結(jié)果很好地解釋了深部成礦流體沿剪切帶向上遷移的過(guò)程中，為什么往往在脆-韌性轉(zhuǎn)換帶中金卸載沉淀并富集成礦。全球已發(fā)現(xiàn)的剪切帶型金礦床大多產(chǎn)于這種溫-壓環(huán)境。成礦流體的運(yùn)移方式在不同的剪切變形域中有所不同，在韌性剪切變形域中，運(yùn)移方式主要以滲透交代為主，形成糜棱巖型礦化類(lèi)型，含礦巖石主要呈浸染狀、細(xì)脈浸染狀，為剪切帶成礦作用的早期階段，主要形成硫化物晶格內(nèi)的不可見(jiàn)金；在脆性變形域中以充填方式為主，形成碎裂巖型礦化類(lèi)型，含礦巖石在大量張性裂隙中多形成較為粗大的（石英）脈狀，為剪切帶成礦作用的晚期階段，可形成粒度較粗的粗粒金；在脆-韌性變形域中，則綜合具有以上韌性和脆性兩種變形礦化特征，它是剪切帶型金礦化的中期階段，也是金的主要成礦富集階段

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，山西右玉剪切帶型金礦床的成礦作用是一個(gè)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過(guò)程，金的成礦作用過(guò)程受剪切帶構(gòu)造影響和控制，金礦床的形成是多期次和多級(jí)構(gòu)造演化疊加的結(jié)果，成礦系統(tǒng)不僅與剪切構(gòu)造系統(tǒng)密切相關(guān)；而且與本區(qū)的區(qū)域變質(zhì)、巖漿活動(dòng)以及后期斷裂構(gòu)造等其它地質(zhì)事件息息相關(guān)。因此今后也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綜合成礦地質(zhì)信息的研究工作。

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作者：黃晉榮 單位：山西省地質(zhì)調(diào)查院