【doc】中国的金矿与韧性剪切带

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中国的金矿与韧性剪切带
刘连登姚风良卿敏戴仕炳隋延辉
(长春地质学院)
前言
正确识别金矿与韧性剪切作用(或带)的关系,对认识金矿成因和分布规律,对指导金
矿勘查均有重要的意义.韧性剪切带与金矿关系的研究,是当前金矿地质研究的"热点"之
一
,已引起广泛重视.
我国许多金矿区,都存在韧性剪切带太古宙变质岩区是我国金矿的主要分布区,其与
韧性剪切带的关系更加密切韧性剪切带在成矿中所产生因素,根据研究成果(刘连登
等,198.7,l988).可将金矿与韧性剪切带的关系概括如下三种,
一
,韧性剪切作用改造成矿
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重新富集与再分布.
以及矿石组构的一系列变化,称之谓韧性剪切作用改造成矿这种矿倒不多.笔者所知辽宁
省清原县的红透山,红旗山等矿床为其典型代表.
红透山,红旗山矿床,为典型的太古宙绿岩带原始型zn—cu—Au—Ag块状硫化物矿
床.加拿大的同类块状硫化物矿床中,平均含金1,3g/t;l0嘶的块状硫化物矿床含
金达3
吨E上上在块状硫化物矿床中已采出930吨金.目前太平洋底的海山和扩张脊中心,正在进1
行着这种成矿作用.许多研究者均指出,太古宙绿岩带原始型Zn--Cu--Au—Ag 矿床是绿
岩带金矿的重要类型.
红透山,红旗山矿床产于太古宙绿岩带的变长英质火山岩中,原矿为海底火山喷气沉积
矿床(刘连登,1982),26亿年时,伴随TTG岩系的侵入,该矿床遭受了三幕强烈的变形,
由于变形作用是在角闲岩相变质作用的温度(6oO,650.C)和压力(0.65,08Gp8)条件
下进行的,故矿体发生了一系列的深刻变化.
第一幕塑性流变使矿体发生强烈的紧闭褶皱,在局部地段并有矿体沿塑性断层塑性流
动,其结果形成褶曲状矿体(红透山矿床)和石香肠状矿体(红旗山).第=幕强塑性流变
褶皱与第一幕褶皱变形叠加,产生了竖倾褶皱.在竖倾褶皱轴部形成矿柱,在翼都原有的矿
体与围岩片理进一步发生平行化,从而导致矿体转变为蟹形矿体(复杂脉状矿体).此过程
矿体遭受了强烈的韧性剪切作用,使矿体形态和矿石物质组成发生进一步的变化(详见后
述).第三幕塑性变形,对矿体及矿石物质成分影响甚徽.
在第二幕塑性变形过程中,硫化物矿体遭受了强烈的韧性剪切作用,产生硫化物矿石糜
7
岩,矿石麋棱校岩的组构表现为脆性矿物黄铁矿的碎裂一碎粒一麋粒和被展.性矿
物闲锌矿.
磁黄铁矿黄铜矿的相继穿切"胶结而成
根据闰锌矿地质温压计,得知矿石糜棱产生在温度为450,500.C压力为0.7,O-8GPa
的条件下实验研究表明:在一定温.压条什下矿石中的黄铁矿袁现为脆性,而闲锌矿,磁黄铁
——闪锌矿和黄铜矿则表现为展性.上述矿物之间的再话化先后的序列为:黄铁矿矿一磁黄
铁矿一黄铜矿其中黄铜矿是再话化迁移最强熟的硫化物矿物.此外,尚导致矿物相(如:
六方磁黄铁矿转变为单斜磁黄铁矿黄铁矿转变为单斜磁黄铁矿高温等轴相的黄铜矿向低
温四方口相转变)和矿物成分(如闪锌矿中铁的加入,形成富铁闪锌矿)的一系列转变
硫化物矿体塑性变形中的物理迁移和韧性剪切作用中金属硫化物差异性再活化迁移(先
后序列如上所述)称之谓"变质重就位"(刘连登1982).其结果使矿体形状,产状,矿石组构,矿物相及矿体中的铜,锌品位变生深刻的变化,尤其是"铜条一富含黄铜矿的铜
脉的形成,导致了金银重新富粜和再分布
铜条呈脉状或不规则的脉状在矿石麋棱岩中,沿两种岩石的界面在矿体的顶底的界面产出.但"铜条主要出现在支脉与矿柱的交接部位,这一地质位置铜条"相对集中.由于铜条"是沿裂晾面"产出的,因此其中有一些溶蚀状的"角砾"后者的主要成分浸染状矿石和石英等.根据矿石和载金矿物的禽量分析结果(表I)可以认为"铜条
是造成矿床内金银重新富集和再分布的重要原因,
囊l红透山红艉山矿床硫化鞠矿鞠金,银台量(ppm)
AuAg
矿物名称
变化范围平均值变化葩目j平均值
黄铁矿0.01~17.SO0.519(21)2.0,60Il5.94(24)
闪镩矿0.011.56o.285(7)22.5~137.5f48.63(12) 磁黄铁矿
0.054.01.0,43(4)9.00~73.030.96(6) 黄锕矿012
川.490.884(7)245,612.5221.48(7) 注}黄铁矿中盎平均值包括l7.50值,括号内为样品数
由表l可知,矿石中的硫化物含有不等量的金和银,即使同一矿物其金,银含量变化也
很大,这可能是此类矿床伴生金的特点但矿石分析结果表明金与铜正相关.铜矿
石以含
铜l,5%计(其中无"铜条).12个样品铜的均值为2.98%:其含金量变化在0.14, 17-67ppm间.平均值为O.~7ppm.锎条"的铜品位较高,铜含量变化在6,336,22.58%.
平均值为14,66%(12-f-样品平均);其金含量变化在0.47,4.01ppm:~L间,平均
含金量为
1-86ppm,说明"铜条的形成导致了铜与金的重新富集和再分布.铜矿石和铜条"
的Au/Cu值为0,j25和0.126,两者基本一致也说明"锕条"中的铜,金是原有矿石中的
铜,金,经塑性流动和差异性再活化而造成的一即由变质重就位造成的,这与地
质观察的结
论是一致的
金,银矿物主要为银金矿,金银矿.银金矿的金含量为52.34,70,30%,5个样品的
平均值为61-47~o,银含量为40.11,59.89Yo,平均值为38.51叻.成色为615;金银矿含金
40?1j%t含银59-99%.成色为401据40个颗粒的统计.晶隙金~37~o(15个颗粒)包裹
金占63%(25个颗粒).矿床地质研究表明.晶隙金应是塑性流动的结果. 8
可见本文所述的韧性剪切作用改造成矿是指韧性剪切作用过程中原有金矿随载
金矿
物变质重就位尽而重新富集和再分布.如果原有矿体不含金此过程不可能造成
金的重新
富集和再分布,也就无韧性剪切作用改造成矿可言.
二,同韧性剪切金矿
同韧性剪切带金矿指韧性剪切带与金矿形成之间无地质间断.韧性剪切带是直接控矿构
造的金矿床.这一概念中有两点特别重要:一是韧性剪切带与金矿形成于同一地质过程的先
后阶段但其问无地质体插入(如无脉岩的插入)是连续间断的产物;二是韧性剪切带直
接控矿,说媚成矿与韧性剪切带是在相同的地质环境中形成的.任何不满足上述条件的金矿
床.均不应称之为同韧性剪切带金矿.
尽管我国很多金矿区内发现了韧性剪切带.但同韧性剪切带的金矿甚步.已知的同韧性
剪切带金矿仅为辽宁清原境内的南龙王庙金矿床.该矿床也产于太古宙绿岩带的变质长英质
火山岩中空间上与红透山和红旗山矿床相伴产出但分属不同的绿岩包体. 南龙王庙金矿拄矿韧性剪切带呈北西向分布.形成于绿帘角闪岩和环境.与区内第二幕变形相伴形成于晚太古宙.组成韧性剪切带的为变晶糜棱岩(变余麋棱岩),为全晶质构
造岩,属深构造相的韧性剪切带.
矿化体严格受韧性剪切带构造控制但仅在局部地段有工业矿体产出.矿体呈脉状,透
镜状产出其侧伏方向与麋棱岩的产状一致.矿体由细脉一浸染状金硫化物矿体和
金黄铁矿石
英脉矿体共同组成.主矿化受糜棱叶理,褶皱核部,剪切透镜体的两端和强烈置换形成的条
带状构造等控制.晚期矿化的脉体受韧性剪切带内的张性裂隙构造控制.所有控矿构造都是
韧性剪切带的成员尽管矿化略晚于韧性剪切带.但两者之间无其他地质体(1无地质间断).
是连续间断的过程.
南龙王庙金矿床的矿化分四个阶段:无矿石英脉阶段其呈串珠状,透镜状产出.已遭
受韧性剪切变形石英中具共轭剪切条纹和亚颗粒等可见其形成于韧性剪切作用的前期阶
段;金黄铁矿石英脉阶段.呈断续的串珠状或透镜状产出.其脉倒的岩石有硅化;金硫化物
阶段,呈浸染一细脉状单独产出或叠加在第一,二阶段的脉石英中.主要金属硫化物矿物
为黄铁矿和磁黄铁矿,黄铜矿,闪锌矿,方铅矿,辉钼矿和斑铜矿仅馘量存在说明多金属
硫化物矿化强度微弱晚期石英脉阶段.呈规模较大的脉状.但形态嘭缩明显.系受韧性剪
切带中的张性裂隙控制标志着矿化的结束
金矿物以显微金为主,偶尔可见明金.所见者产于第二阶段脉石英的裂隙中.金矿物为
自然金.成色为946.近矿蚀变岩发育,但不强烈,且分带也不明显.主要有硅化,绢云母化
(白云母化),绿泥石化和绿帘石化.蚀变岩矿物组合与绿帘角闶岩相的矿物组合相适
应.
南龙王庙金矿床的相关地质事件为:绿岩一紫苏花岗岩,TTG岩系侵入一变质变形
作
用,韧性剪切带一金成矿作用一白云母斜_长伟晶脉(穿切矿体).未遭受金矿化,穿切矿体
的白云母斜长伟晶岩脉的白云母Rb—Sr年龄为2409Ma,故南龙王庙金矿形成于晚太古宙
南龙王庙金矿床黄铁矿的d"s变化在2.o5,3.19‰之间.7个样品的均值为
2.53‰.该
值与医内太古宙绿岩带原始型zn—cu—Au—Ag块状硫化物矿床的硫同位素值一致182个
微金分析表明,绿岩带岩石的金丰度为0.89ppb绿岩,细脉浸染状金矿和金黄铁矿石英脉
的微量元素(Pb,Z?,As,Sb,Hg,Se,Te,C.,Ni,,jwM.和Sr,Ba等)的
标准化(以克拉克值为标准)图的曲线形态相似,稀土元素球粒陨石标准化图谱也相似.说
明它们闯有某种成困关系经计算求得的包体水的6"O值较小,为4-26,5?82‰,位于
TaY1or的变质水范围:5D变化较大.为一61.5,一94.8‰,超出变质水范围的26嘶石英
流体包体中含I-I2OH分别为i073.5g/g.0.6~-5g/g.(锴三阶段石英脉),978-
5g/g, .
3o~g/g(第二阶段石英脉),740.9g,g,0.50~.g/g(第一阶段石英脉)在2oO,700~C 时,H一HO分馏可达700叻,D0叻(BottiTtga,i969),而本区的与Taylor等的仅差26嘶,故成矿液体的变生热液(变质热液).
综上所述,南龙王庙金矿床属同韧性剪切带变生热液金矿床.因矿源不充分(绿
岩中缺
乏科马提岩层绿岩的金丰度低)矿化不强烈(多金属硫化物阶段不发育,近矿蚀
变弱)和控矿韧性剪切带属深构相等原因,故未形成丈规模的工业矿床. 三,后韧性剪切带金矿床
韧性剪切带为间接控矿,直接控矿构造是叠加在韧性剪切带之上的脆性断裂,韧性剪
切带与金成矿之间有明显的地质间断,它们分剐为形成于不丽地质环境和不同
地质作用的产
物.这类金矿床称后韧性剪切带金矿
在后韧性剪切带金矿床逸一概念中有两点特别重要:一是韧性剪切带与金矿分
别形成
于不同时代和不同地质过程,它们间有明显的地质间断.表现为有构造运动和岩浆活动;二
是韧性剪切带只是间接控矿一控制金矿带,或为导矿构造(,J,而直接控矿构造
是叠挪
在其上的脆性断裂.
我国绝大部分与韧性剪切带有空间关系的金矿床均属后韧性剪切带金矿床,而
不是同韧
性剪切带金矿床.胶东地区与韧性剪切带有关的金矿床,吉林夹皮沟金矿床,小秦岭金矿
床辽宁四造沟金矿床,河北金厂峪金矿床广东河台金矿和海南抱板金矿,云南大坪金矿床
和浙旺璜?l金矿床等,尽管它们的成因或在成因的细节上有争议,但仅就金矿与韧性剪切带
而言,均属本文所指的后韧性剪切带金矿
在后韧性剪切带金矿中韧性剪切带的控矿意义在于:(1)韧性剪切带控制了矿带的产出,即金矿带与韧性剪切带的走向一致,韧性剪切带在空间上控制了金矿带的展布倒如,
胶东西北部的招一平金矿带,其为一韧性剪切带,该带控制了大尹格夏匍等金矿床的展布:
焦家一新城断裂也为一韧性剪切带,其控制焦家新城金矿床吉林夹皮沟NW向的韧性剪切
带,其控制了十余个金矿床,组成了一个重要的金矿带;河jE桑家峪,金厂峪和黑石
金矿床组
成的金矿带.受NE向的韧性剪切带控制.(2)韧性剪切带是导矿构造(?),其与矿带的走向也一致.小秦岭金矿带属此列.该EW向金矿带表面上与褶皱轴的东西向一致.其宴
质是与EW向的韧性剪切带有关并已初步查明,在小秦岭金矿带有Ew向的大小韧性剪切
带各三条在南翼有到背岭韧性剪切带,走向EW,向s倾倾角7o,80.局部直立,宽度 i00余米,断续延伸2km左右其下盘有杨砦峪金矿床在褶皱近棱部有王牌沟一文峪韧性剪
切带,走向Ew由于倾角陡立故倾向在s与N问摆动.宽200余米,断续沿伸2km
以上,其
南,,[匕两例均有金矿床产出在褶皱北翼有北淘Ew向韧性剪切带,向北倾,倾角较睫,宽
i0
度约100m.延伸2km左右.其两侧均有金矿体产出除这三条大型韧性剪切带之外,其问
还有三条较小的韧性剪切带.即碾头岔EW向韧性剪切带,宽度约50m,长度不详.学龄子
EW向韧性剪切带.宽10余米,长百余米;东桐峪沟口(选厂附近)EW向韧性剪切带,.宽10
余,长百余米.文峪金矿和东桐峪的01号脉,8号脉和305脉.均与韧性剪切带有一定距离.
从控矿构造系统分析,韧性剪切带只是间接控矿,直接控矿是叠加在其上的脆性断裂,受韧
性剪切带控制的金矿带中的矿床均属此倒.
判定后韧性剪切带金矿的主要依据之一是,金矿与韧性剪切之同带有地质问断.也就是说
韧性剪切带形成之后,经岩体,脉岩侵入脆性断裂叠加,成矿热液进入脆性断裂
构
造而成矿
的过程.从理论上说,"韧性剪切带是地壳较深部位岩石塑性变形产物,而破碎带则是地壳
较浅部位岩石脆性变形产物两者在伺一地带.在时间上有先后".(涂光炽,1989,.下面一些实例可以说明,韧性剪切带与金矿之间存在地质问断.
在小秦岭金矿带.韧性剪切带与金矿的地质间断表现为:太华群变质杂岩(包括TTG
岩系)一韧性剪切带一构造片岩(脆性断裂的一种表现形式)一文峪岩体一脉岩(基性脉
岩,中性脉岩,酸性脉岩一成矿期前脉岩)一构造片岩(脉岩边部有构造片岩)一
脆性断
裂一金矿+成矿期内的脉岩(辉绿岩和煌斑岩)一脉岩(成矿期后脉岩)显然,韧性剪切带与金矿化之同存在地质间断.而且现有的资料可以证明文峪岩体,脉岩和金矿有成因关
联.
在桑家峪一金厂峪一黑石峪金矿带,韧性剪切带与金矿的地质间断表现为;太古宙变质杂
岩(包括TTG岩系和变质辉长岩)一早期基性脉岩一东西向韧性剪切带(早期韧
性剪切带)
一
晚期基性脉岩(也经受了变质作用)一北东向韧性剪切带(穿切东西向韧性剪切带)一构
造片岩一脉岩(花岗斑岩,石英斑岩…)构造片岩(脉岩边部也具构造片岩)一脆
性断裂
(新华夏系构造)一金矿化+脉岩(?)一脉岩
在吉林夹皮淘金矿带.韧性剪切带与金矿的地质间断表现为;晚太古宙变质杂岩(包括
TTG岩系)一韧性剪切带—钾质花岗岩(其形成年龄为1.9Ga)一花岗岩(海西期,燕山
期)一脉岩一构造片岩一脉岩(?)一脆性断裂一矿化+脉岩一脉岩. 在海南抱板地区金矿床中.韧性剪切带与金矿的地质间断表现为(据俞受钧等. 1989)抱板群变质杂岩一韧性剪切带一闪长玢岩,花岗闲长斑岩一脆性断裂,矿化(燕山期).
在云南哀劳山的大坪金矿区.韧性剪切带与金矿的地质间断表现为(据金世昌1989):哀劳山韧性剪切带一闪长岩一脆性断裂+构造片岩带一金矿化由上可见,在相当一部分金矿带内,韧性剪切带与金矿地质间断的表现之一为存在脉岩.脉岩的研究不仅为地质间断提供了重要依据.而且也为金矿的成因研究提供了论据(刘
连登.姚凤良,1980,l984)胶东西北部地区.小秦岭地区.夹皮沟地区和金厂峪地区的地质研究表明,金矿与脉岩地质地球化学相关性,为金矿的成因论证提供了坚实基础
在相当一部分金矿带内韧性剪切带与金矿的地质间断其次表现为成矿前存在构造片岩或
构造片理化带.在小秦岭金矿带,金厂峙金矿床,夹皮沟金矿带和拖板金矿床都存在脉岩的
构造片理化带(或构造片岩).构造片岩或构造片理化带是脆性断裂的一种表现形式.可能
反映其形成时有一定的深度.或因叠加在挪性剪坷带上的脆性断裂面继承了麋穰岩叶理的产
状,这些破裂面平行且密集时,形成片理化带(胡安国.1989).片理化带和构造片
岩的发
育程度,与糜棱岩带的规模和强度并无对应关系,也说明它是叠加在韧性剪切带
之上的脆性
断裂.进一步的研究证明直接控矿构造并不是片理化带或构造片岩,而是叠加
(穿切)在其
上的脆性断裂.在金厂峪金矿床则为新华夏系的脆性断裂控矿涂光炽教授(1989)曾强调
指出:在中国东部的具体地质条件下,韧性剪切带的控矿是间接的.破碎带控矿
是直接
的
判定后韧性剪切带金矿的另一主要依据是.成矿时代可以这样认为.我国主要脉
状金
矿的成矿时代尚缺乏直接的同位素年龄资料.目前确定的成矿时代,主要是根据
矿床地质地
球化学特征间接推断的刘连登(1987)曾提出我国脉状金矿的主要成矿时代为中
生代,尤
其是燕山期.这一结论的获得是:根据金矿与中生代花岗岩类岩体的时空和成因
关系.金矿
与中生代脉岩的时空和成因关系金矿的控矿构造系统的特征主要为中生代. 中
国境内的与脉状金矿有直接或间接关系的韧性剪切带.往往形成于太古宙或元古宙.
而金矿的成矿时代为显生宙.因此,从成矿的时代上也可以说明韧性剪切带与金
矿之间有长
时期的间断.而并不是一种连续间断.即非同韧性剪切带金矿.当然,如果考虑金矿与有关
岩俸的大时差(刘连登.1986.1989涂光炽,1989).也更能说明是后韧性剪切带金矿了
总之,笔者提出后韧性剪切带金矿并非贬低韧性剪切带在控矿中的意义,事实上,本文已
经总结了韧性剪切带的控矿作用.并认为韧性剪切带与脆性断裂交汇处往往是
脉状金矿有利
的产出部位后韧性剪切带金矿的阐述.只是为了强调在查明控矿构造时,既要重视韧性剪
切带的研究.更要重视控矿的脆性断裂构造.以及两者的叠加控制矿体的意义.
结论
韧性剪切作用本身难以形成工业意义的矿床,因为此过程岩石中的金是流失的.而不是
增加的而且韧性剪切作用也难以直接提供足够的矿质与流体.只有原有矿体在
一定条件
下,可能产生韧性剪切作用的改遣成矿.zn—Cu?Au—Ag块状硫化物矿床在塑性
变形和
韧性剪切作用中的变质重就位是韧性剪切作用改造成矿的一种机制同韧性剪
切带金矿与后韧性剪切带垒矿并不是一种新的金矿分类.而只是强调金矿与韧性剪切带时,空关系的描述性术语同韧性剪切带金矿与韧性剪切带空间上一致,时间上是
连续间断.但形成于同一地质环境.后韧性剪切带金矿与韧性剪切带空间上部分一致或毗
邻.时间上是地质间断.且形成于各不相同妁环境
在韧性剪切带与金矿关系的研究中一正确查明成矿地质序列一白韧性剪切带形成至金矿
化形成之间构地质事件.对认识矿床成因和矿床分布规律有重要的意义在成矿
地质序歹lj未
查明之前.是不可能确定其为同韧性剪切带金矿或岳韧牲剪切带金矿的. 尽管
我国主要脉状金矿分布予太古宙变质杂岩区而且与早期的韧性剪切带有一定关系, 但中生代构造一岩浆强烈话动.它在金成矿作用中的意义不可低估.甚至可以认为,中生代
岩浆热液成围的后韧性剪切带金矿.是我国最重要的金矿类型. 本文引用了涂
光炽教授等的论着,谨表感谢。