金礦剪切帶成礦地質作用分析范文

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摘要：山西右玉金礦床主要產于剪切強變形帶內并嚴格受剪切構造控制。受五臺、呂梁期以及后期多期次、多級構造活動的影響，金的成礦作用也伴隨剪切構造帶經歷了從韌性、脆-韌性到脆性的構造演化疊加過程，剪切帶金礦化在縱向和橫向上常形成剪切構造巖系列和蝕變產物等分帶特征。

關鍵詞：剪切構造帶；導礦構造；容礦構造；構造巖；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，為近年來晉西北地區新發現的屬于山西省一種新的金礦床類型。通過近幾年來對其礦床成因的研究探討，認為金礦床的形成與其所處的剪切構造帶的形成和演化等地質環境密切相關。

1礦床地質特征

1.1礦區地質概況

礦區大地構造位置屬于內蒙地軸（Ⅱ）天鎮斷拱（Ⅲ）丁11家窯凸起（Ⅳ）。地層主要分為東、西兩大地質單元，西部1為中-低山區，主要由太古界變質的片麻（雜）巖系組成；東部為丘陵平原區，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片麻巖、含石榴黑云斜長片麻巖、石榴鉀長片麻巖、石榴正長石英片巖、黑云斜長變粒巖等組成，巖層走向大致呈NE-SW向展布。區內與金礦化密切相關的構造主要為剪切帶構造。其構造作用和演化過程在不同的地質時期有不同的形式。新太古代五臺期主要表現為韌性強變形，即形成韌性強變形剪切帶。古元古代呂梁期主要表現為中等強度的脆-韌性剪切變形，新元古代晉寧期則為相對較弱的脆性變形，二者往往是前期形成的韌性剪切帶構造在后期的演化和疊加。區內巖漿巖發育，主要分布有新太古代五臺期變質石榴花崗巖、片麻狀混合花崗巖，以及古元古代呂梁期變質含石榴（斜長）花崗巖體和少量后期侵入巖脈。

1.2礦體地質特征

本區金礦床主要產于剪切強變形帶內并嚴格受剪切構造控制，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變形區域，常形成糜棱巖型、碎裂巖型和石英脈型三個礦化類型。區內與剪切構造帶密切相關的已知重要礦體（主礦體）主要為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號。Ⅰ、Ⅱ號礦體：位于后窯子村西一帶，共同受編號為Ds（3）的剪切構造帶控制；礦體總長約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號礦體：位于火燒灘村西一帶，共同受編號為Ds（4）的剪切構造帶控制；其中Ⅲ號主礦體長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。區內剪切礦化帶中圈定礦體與圍巖之間一般巖性差異不大，只是構造變形程度和破碎程度有差異。在橫向上礦化中心區往往是剪切構造變形和破碎較為強烈的部位，也是硅化蝕變強烈地段；向圍巖兩側或靠近圍巖時，剪切構造變形和破碎程度明顯減弱。礦體與圍巖之間剪切構造變形程度和金礦化程度多呈漸變過渡關系。

1.3礦石特征

受剪切構造帶控制影響，金礦化帶中含礦巖石往往以各種剪切構造巖石類型的形式存在。本區含礦巖石（礦石）常見有：糜棱巖化含矽線黑云石榴二長片麻巖、糜棱巖化碎裂石榴鉀長片麻巖、糜棱巖化含矽線黑云石榴正長石英片巖、片麻狀碎裂石榴花崗巖、以及（碎裂）石英巖（脈）等。礦石結構常為糜棱巖化結構、碎裂結構；礦石構造多見浸染狀、細脈浸染狀、網脈狀、脈狀構造。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、鉀長石、斜長石、黑云母、石榴石、矽線石等。含礦巖石及圍巖多發生綠泥石化、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，與金的成礦作用關系最為密切；主要呈不規則它形粒狀，大多為星散狀分布，部分沿裂隙及礦物顆粒間隙邊緣分布，具鑲邊結構。

2剪切帶成礦地質作用探討

在世界范圍內，與剪切帶相關的金礦床普遍存在。自20世紀80年代以來，國內外地質學者針對該類型金礦床進行了大量的研究工作，在理論方面不斷創新和取得新認識的同時，在找礦實踐中也取得了許多新突破，并在剪切帶中發現了許多大型、超大型金礦床。因此，對這類型金礦床的成礦地質作用進行研究探討，具有十分重要的現實意義。

2.1剪切帶變形特征

剪切帶是發育在地殼內部的一種狹長的板狀、席狀、面狀或曲面狀，由高應變巖石組成的構造帶，即一條線性高應變帶。對于剪切帶的分類，英國地質學家Ramsay（1980）首先根據巖石變形特征，將剪切帶分為：脆性、脆-韌性和韌性三類。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，在不同的構造層次上往往表現出連續的脆性、脆-韌性和韌性變形特征，其相應的巖石變形產物，即構造巖為：碎裂巖、糜棱巖以及二者的過渡混合系列產物。從山西右玉金礦床所處剪切構造帶環境的巖石變形特征、巖（礦）石結構構造等綜合分析，應具備上述脆性、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系

對于剪切帶與金礦化的關系，國內外眾多學者從不同地質角度進行了多方面的研究，中國地質大學李德威（1993）根據剪切帶型金礦床與含金剪切構造帶之間的時空和成因等關系，將剪切帶型金礦主要劃為三個類型：糜棱巖型、石英脈型和碎裂巖（破碎帶）型（見表1）。山西右玉金礦床產于剪切帶中并受剪切帶構造控制，成礦系統與構造系統密切相關，金礦床的形成也是多期次和多級構造演化疊加的結果。新太古代五臺期構造變形作用主要表現為韌性強變形作用，形成的韌性強變形剪切帶主要為控礦或導礦構造，為礦質匯集和運移的通道，控制了金礦床的宏觀分布。古元古代呂梁期主要表現為中等強度的脆-韌性剪切變形，新元古代晉寧期則為相對較弱的脆性變形；二者在構造變形過程中所形成的裂隙系統，以及在韌性剪切帶中所形成的糜棱面理均可作為容礦構造。在大多數情況下，含金剪切帶的邊界與圍巖的層理或變形面理平行一致，構成順層含礦剪切帶；有少部分作為剪切構造變形作用過程中所形成的成礦裂隙系統，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，并且與剪切構造巖性分帶和蝕變分帶密切相關。在沒有受到改造和破壞的情況下，剪切帶中金礦化構造巖在橫向上往往顯示出對稱分帶現象，即從金礦化的中心向兩側對稱分布：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生蝕變的同時也具有一定的分帶性，即從外帶到內帶依次出現：綠[2]泥石化→碳酸鹽化→硫化物（多見黃鐵礦）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，金的礦化類型橫向分布上大多呈現出中央礦化地段形成碎裂巖型和石英脈型金礦化，兩側主要為糜棱巖型金礦化，剪切帶內圈定的礦體與非礦體之間金礦化（品位）常呈漸變的過渡關系。

2.4剪切帶與金成礦時空關系

關于剪切帶與金成礦作用之間的時空關系，中國地質科學院礦產資源研究所王義天等（2004）認為大致有兩種情況：1）發生在同期次剪切構造變形過程中，剪切帶在不同構造層次上同時表現出不同的變形特征，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，即構造-熱事件與成礦事件屬于同一演化過程的產物，只是金礦質的沉淀時間要略晚于深層次的韌性變形。2）發生在不同期次的構造變形過程中，即早期韌性剪切帶在經受了構造變形和礦化后，經抬升剝蝕后構造層次上移，疊加了后期的脆-韌性、脆性變形，成礦作用也隨之發生疊加，從而在同一構造部位出現多種礦化類型組合，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

根據含金剪切帶的構造演化過程和成礦作用特征，法國地質學家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生糜棱巖化和強烈片理化，從而為熱液活動提供了“通道”，使剪切帶內的巖石遭受強烈蝕變，并在剪切帶中心部位形成強硅化蝕變巖帶；該階段最初形成含金磁黃鐵礦，主要呈浸染狀或（細脈）浸染狀，金為硫化物晶格內的不可見金，是金的初步富集階段。中期階段：在脆-韌性剪切變形過程中，剪切作用持續加劇，形成各種網脈狀裂隙以及脆性充填脈；同時使礦物遭受壓碎作用，如石英細粒化成糖粒狀，成為金礦物的有利儲存體。該階段形成的硫化物以黃鐵礦為主，熱液作用導致早期的含金硫化物分解，使不可見金在有利部位富集成為可見金；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生原位重新活化，礦物組合更復雜，常形成粒度較粗的金。該階段硫化物主要為黃銅礦。經過以上三個階段的成礦作用和演化，使金礦化在剪切帶的構造演化中經歷了從不可見金→微細粒金→粗粒金的富集過程，含金品位也不斷升高。2.6剪切帶型金成礦機制國內一些典型剪切帶型金礦床現有研究資料表明，剪切帶型金礦床的成礦物質（包括成礦元素和成礦流體）主要來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圍巖沒有[3]選擇性，幾乎可以產在所有的巖石類中。山西右玉金礦含礦地質體及圍巖主要為太古界片麻（雜）巖（包括變質花崗巖類）系列組成，成礦元素金主要來自這些變質巖石系列。容礦巖石普遍經受淺-中等變質作用，同時遭受多期次構造演化疊加，巖石變形和破碎強烈。成礦流體：太古代剪切帶型金礦床一般剪切構造應變強,具有多層次、多級次和多期次活動特點,一般可形成規模較大的金礦床，其成礦流體為多源含礦流體。主要有4種來源，變質熱液、巖漿熱液、地幔熱氣和深循環的地下水[3]等。這些成礦流體在成礦作用過程中往往是以多種混合形式出現，在韌性剪切變形的塑性環境下，主要以變質熱液和巖漿熱液流體為主，其它為輔；在脆性剪切的脆性環境下，在考慮巖漿熱夜、地幔熱氣等因素的同時，還要考慮大氣降水下滲以及其它地下熱汽水的影響。另外，成礦流體在載運成礦元素時，其相態受溫度、壓力等環境因素影響。以往金的流體溶解度試驗研究表明：在成礦流體中，金主要以絡合物AuHS(HS)0的形式存在和遷移，而23AuHS(HS)0的溶解度對溫度和壓力的變化極為敏感，當流23體溫度從400℃降到340℃時，或者壓力降到200Mpa左右時，溶液中90%的金將沉淀出來。這一試驗結果很好地解釋了深部成礦流體沿剪切帶向上遷移的過程中，為什么往往在脆-韌性轉換帶中金卸載沉淀并富集成礦。全球已發現的剪切帶型金礦床大多產于這種溫-壓環境。成礦流體的運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，運移方式主要以滲透交代為主，形成糜棱巖型礦化類型，含礦巖石主要呈浸染狀、細脈浸染狀，為剪切帶成礦作用的早期階段，主要形成硫化物晶格內的不可見金；在脆性變形域中以充填方式為主，形成碎裂巖型礦化類型，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結語

綜上所述，山西右玉剪切帶型金礦床的成礦作用是一個復雜而漫長的過程，金的成礦作用過程受剪切帶構造影響和控制，金礦床的形成是多期次和多級構造演化疊加的結果，成礦系統不僅與剪切構造系統密切相關；而且與本區的區域變質、巖漿活動以及后期斷裂構造等其它地質事件息息相關。因此今后也應加強對綜合成礦地質信息的研究工作。

參考文獻：

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[6]山西省地質調查院.山西省右玉縣楊千河鄉后窯子金礦普查地質報告（續作）[R].2009,12.

[7]山西省地質調查院.山西省右玉縣楊千河鄉后窯子金礦及外圍普查地質報告（續作）[R].2014,09.

作者：黃晉榮 單位：山西省地質調查院