漢陰縣金斗坡金礦床韌性剪切帶特征及找礦標(biāo)志

吳軍 黃龍 王國(guó)安 陳柯旭

摘要：金斗坡金礦位于揚(yáng)子板塊北緣，南秦嶺印支褶皺帶白水江一白河褶皺束東段的牛山穹隆構(gòu)造北翼，礦區(qū)構(gòu)造線總體呈近東西向展布，金礦體受RF3Jt.RF3-1脆一韌性剪切帶控制，剪切帶內(nèi)發(fā)育順層掩臥、尖棱褶皺、黑色斷層泥，硫化物。巖石的顯微組構(gòu)也反映主要蝕變礦物的變質(zhì)作用與金成礦具有相關(guān)性。韌性剪切帶控制了金礦化帶的時(shí)空展布和礦化類型，且在合適的位置富集成礦且礦體附近（幾米至十幾米）存在一條韌性構(gòu)造帶或炭化帶。進(jìn)而總結(jié)了該區(qū)5條找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：金斗坡金礦；脆一韌性剪切帶；礦化過(guò)程；找礦標(biāo)志

1.區(qū)域地質(zhì)和礦區(qū)地質(zhì)

1.1區(qū)域地質(zhì)概況

漢陰北部金礦田位于南秦嶺牛山穹窿北翼，西鄰揚(yáng)子北緣漢南隆起區(qū)，東接武當(dāng)古陸。大地構(gòu)造位置屬南秦嶺一北大巴山多層次韌性滑脫逆沖推覆褶皺帶二級(jí)單元、石泉一神河韌性滑脫逆沖推覆帶三級(jí)構(gòu)造單元（高雅寧等，2016）。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，以韌性剪切斷裂為主，脆性斷裂次之。韌性剪切斷裂規(guī)模較大，呈北西西一近東西向橫慣全區(qū)（陳高潮，2007）。見圖1。

區(qū)域主要褶皺構(gòu)造為陳家院子一干溝口復(fù)向斜，復(fù)向斜南翼由下志留統(tǒng)變泥質(zhì)碎屑巖和寒武一奧陶系洞河群構(gòu)成。該向斜常被一系列次級(jí)褶皺復(fù)雜化，形成尖棱狀、舒緩波狀緊閉型、開闊型逆沖推覆褶曲構(gòu)造。此外，礦帶內(nèi)還發(fā)育5條大型脆韌性剪切帶，呈近東西向展布，控制著礦帶內(nèi)礦床、礦點(diǎn)的分布。沿主干斷裂和韌性剪切帶兩側(cè)，發(fā)育與之平行展布的次級(jí)斷裂和層問(wèn)破碎帶，控制金礦體的產(chǎn)出。

本區(qū)經(jīng)歷前印支期以伸展滑脫構(gòu)造作用到印支期南北向擠壓構(gòu)造作用，到燕山晚期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為北北東向的張性節(jié)理。

區(qū)域上廣泛分布的下志留統(tǒng)梅子埡組含金層位中已發(fā)現(xiàn)礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)數(shù)十處，形成長(zhǎng)達(dá)90km的金成礦帶，區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有羊坪灣、酒店、黃龍、鹿鳴、長(zhǎng)溝、柳坑、金斗坡、范家溝、八廟溝等金礦床、礦點(diǎn)。

1.2礦區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1地層

金斗坡礦區(qū)主要出露地層為下志留統(tǒng)梅子埡組，為一套以細(xì)碎屑巖為主的中、淺變質(zhì)巖系?？傮w表現(xiàn)為淺變質(zhì)強(qiáng)變形的巖石系列，片理化、劈理化強(qiáng)烈，揉皺（局部褶皺）發(fā)育。志留系梅子埡組（S1m）巖性主要為一套含鐵鋁石榴石、黑云母變斑晶絹云石英片巖、黑云石英變砂巖組合。橫向巖性基本穩(wěn)定，疊置厚度變化大，原巖為一套含炭陸源泥砂質(zhì)細(xì)碎屑巖建造組合。為大面積的淺海陸棚相沉積。區(qū)域上，與泥盆系斷層接觸，與下伏地層構(gòu)造面理平行接觸。

礦區(qū)出露地層為下志留統(tǒng)梅子埡組中上部，劃分的兩個(gè)巖性段由老到新分別為第三巖性階段（Sm3）、第四巖性段（s1m4）。其中第四巖性段為區(qū)內(nèi)重要的含金層位。

第三巖性段（S1m3）：灰一深灰色變砂巖夾絹云石英片巖、灰黑色炭質(zhì)石英片巖。第四巖性階段又細(xì)分為兩個(gè)亞段，上亞段（S1m4）：灰色變砂巖，局部夾黑云母變斑晶絹云石英片巖。下亞段（S1m4-1）；灰一深灰黑云母變斑晶絹云石英片巖夾薄層變砂巖、含炭絹云石英片巖、含紫紅色石榴子石黑云母變斑晶絹云石英片巖、順層韌脆性構(gòu)造發(fā)育，見硅質(zhì)細(xì)脈、條紋及黃鐵礦顆粒，局部見黃鐵礦微細(xì)脈，為區(qū)內(nèi)主要含礦層。

1.2.2金礦化體特征

金礦化賦存于下志留統(tǒng)梅子埡組第四巖性段，金礦化主要受區(qū)域脆—韌性剪切帶RF3、控制。含礦巖性主要為黑云母變斑晶絹云石英片巖、含碳絹云石英片巖夾變砂巖。金礦（化）體主要呈似層狀、扁豆?fàn)町a(chǎn)于韌脆性剪切斷裂帶中，礦（化）體具尖滅再現(xiàn)、側(cè)現(xiàn)規(guī)律，總體產(chǎn)狀與韌脆性剪切斷裂帶產(chǎn)狀一致，產(chǎn)狀較穩(wěn)定。礦體受順層片理化帶控制，礦化蝕變帶為硅化黃鐵礦化黑云母變斑晶絹云石英片巖，帶內(nèi)巖石變形強(qiáng)烈，片理化發(fā)育，頂板為變砂巖夾二云母片巖，礦體底部為變砂巖。礦體形態(tài)總體呈緩傾斜的似層狀，沿走向和傾向均具波狀彎曲、膨脹收縮現(xiàn)象。礦體產(chǎn)狀300°-355°<30°～59°，礦體平均產(chǎn)狀329°<35°。

2.韌性剪切帶特征

2.1區(qū)域剪切帶特征

區(qū)域上控制礦床和礦體空間分布的構(gòu)造主要有褶皺、韌性剪切帶（糜棱巖）和脆一韌性斷裂，褶皺控制著礦床礦體的空間分布，而韌性剪切帶（糜棱巖）和脆一韌脆性斷裂構(gòu)成一個(gè)完整的成礦構(gòu)造系統(tǒng)（李希，2011，礦物學(xué)報(bào)）。

秦嶺造山帶南緣與揚(yáng)子地塊結(jié)合地帶形成的前陸逆沖一褶皺帶。由千受印支期華北和揚(yáng)子地塊陸陸碰撞的影響，南秦嶺產(chǎn)生了大型推覆體、滑脫帶，發(fā)育韌性剪切帶的變質(zhì)與變形，一種是沿被動(dòng)陸緣呈擠壓推覆式的低角度韌性剪切；另一種是近造山帶延伸方向呈平移走滑式的水平韌性剪切（王民良，2007，西北地質(zhì)）。

金斗坡金礦地處石泉一神河滑脫逆沖推覆帶三級(jí)構(gòu)造單元，該推覆帶，北以銀杏壩一呂河滑脫推覆斷裂為界，南以饒峰一大河口滑脫推覆斷裂為界，呈北西向帶狀展布，東西長(zhǎng)131km，南北寬11km-19km。屬早期伸展剝離固態(tài)流變橫向構(gòu)造置換后，經(jīng)主造山期推覆走滑拼接多期復(fù)合（兩期：早期剝離，晚期推覆）的強(qiáng)應(yīng)變楔狀構(gòu)造變質(zhì)增生地質(zhì)體。表現(xiàn)特點(diǎn)為不同時(shí)代、不同巖相、不同性質(zhì)的地層體相互拼接、無(wú)序疊置，形成規(guī)模大小不等的條帶或透鏡體，構(gòu)造樣式主要為強(qiáng)烈縱向構(gòu)造置換條件下的平行面狀的構(gòu)造巖片。

2.2礦區(qū)韌性剪切帶特征

（1）宏觀特征。RF3西起羊坪垮一水田坪，東至黑龍洞一白果樹一線，東西長(zhǎng)80km，寬約150m-200m，走向?yàn)?00°-330°，剪切帶向北傾，傾角為65°-80°。剪切帶平面上呈略微弧形展布，產(chǎn)出于下志留統(tǒng)梅子埡組（S1m）中。

（2）運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。該韌性剪切帶主要表現(xiàn)為巖石呈構(gòu)造糜棱巖特征，隨變質(zhì)變形不同，巖石片理化強(qiáng)弱有別。而因巖石能干性不同，韌性剪切帶的宏觀露頭亦不同。帶內(nèi)可見石英脈拔絲狀構(gòu)造及旋轉(zhuǎn)碎斑等脆韌性剪切帶標(biāo)志，石英脈多沿片理化面順層展布。局部石英脈透鏡體可見褐鐵礦化現(xiàn)象。

韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育順層拖拽褶皺及石香腸構(gòu)造。石英脈發(fā)育。局部可見明顯的揉皺及炭化現(xiàn)象。根據(jù)石英脈被剪切后的形態(tài)判斷剪切作用性質(zhì)多為右行剪切作用（圖3），但也有少部分為左行剪切。剪切帶內(nèi)S1面理與S2面理平行，產(chǎn)狀300°-330°<45°-60°。

（3）動(dòng)力學(xué)特征。根據(jù)韌性剪切帶內(nèi)S：的發(fā)育情況推斷，該韌性剪切帶形成于擠壓體制下的韌性推覆變形。前人據(jù)在S?；砻嫔虾谠颇缸儼呔У腒-Ar同位素年齡測(cè)定為184Ma，表明本次褶皺變形及S2的產(chǎn)生時(shí)代應(yīng)該為早燕山期。

（4）礦床、礦點(diǎn)的分布。RF3為羊坪垮、箱子寨、水田坪、范家溝金礦、金斗坡金礦的主要控礦構(gòu)造，沿該韌性剪切帶還分布多個(gè)金的化探異常。

2.3礦區(qū)脆一韌性剪切帶特征

金斗坡礦區(qū)由南向北依次劃分出3條脆一韌性性剪切帶RF3-3、RF3-1.RF3-2，這3條次級(jí)脆一韌性剪切帶共同構(gòu)成RF3脆—韌性剪切帶（圖4）。

RF3-1為金斗坡礦區(qū)金礦體的控礦構(gòu)造，韌脆性斷裂構(gòu)造面與區(qū)域變質(zhì)片理基本一致，巖石具強(qiáng)變形、強(qiáng)片理化特征，具有斷裂、節(jié)理等脆性構(gòu)造特征，石英脈具有彎曲變形特征、石英或片巖構(gòu)造旋轉(zhuǎn)碎斑，巖石中可見石香腸、平臥褶曲、S-C組構(gòu)等韌性變形特征。該韌脆性剪切斷裂帶具多期活動(dòng)性，后期迭加脆性活動(dòng)，表現(xiàn)為局部構(gòu)造角礫、節(jié)理裂隙、炭化發(fā)育（圖5）。巖石普遍發(fā)生硅化、（磁）黃鐵礦化、弱綠泥石化等蝕變（圖6）。且在局部強(qiáng)變形帶內(nèi)見較強(qiáng)烈黃鐵礦化、黃鉀鐵釩化等蝕變現(xiàn)象。礦段內(nèi)礦體、礦化體均產(chǎn)于該韌胎性剪切帶內(nèi)。

2.4金的賦存規(guī)律及典型變質(zhì)礦物學(xué)特征

（1）巖性特征。礦化與含炭絹云石英片巖、黑云母變斑晶絹云石英片巖關(guān)系密切，特別是這兩種巖性中夾變質(zhì)石英砂巖或變質(zhì)粉砂巖時(shí)，于礦化更為有利，二者接觸面及其附近，多是金礦體產(chǎn)出部位。

（2）變質(zhì)礦物顯微組構(gòu)特征。通過(guò)鏡下觀察發(fā)現(xiàn)金斗坡礦段礦石內(nèi)的云母石英片巖的物質(zhì)成分變化、微觀構(gòu)造變化相當(dāng)明顯。主要變質(zhì)礦物以石榴子石、黑云母為主，次為角閃石和與金礦成礦關(guān)系較為密切。石英呈顆粒狀，少量變形后呈長(zhǎng)柱狀，具有定向排列。粒徑小于0.1mm，含量約55%。局部石英受應(yīng)力作用具有微裂隙、變形紋等（圖片7）。

角閃石為灰綠色，呈長(zhǎng)柱狀，半自形晶，粒度0.3mm～1mm。絹云母為細(xì)粒鱗片產(chǎn)出，受應(yīng)力作用呈長(zhǎng)條狀，具定向排列特征，其含量一般在45%。黑云母可見有一組極完全解理{001}，呈葉片狀、板狀展布，粒徑0.3mm-2mm，含量約5%-20%。石榴子石粒徑為0.5mm-5mm，多為篩狀變晶結(jié)構(gòu)、殘縷結(jié)構(gòu)，在其微裂隙中發(fā)育較多黑云母。石榴子石是區(qū)域變形變質(zhì)作用的基礎(chǔ)上疊加一期熱變質(zhì)作用形成的，其微裂隙中的黑云母發(fā)育于此熱變質(zhì)作用之后（如圖8）。

2.4.3變質(zhì)作用與金礦化的關(guān)系

金斗坡礦區(qū)與金礦化有關(guān)的熱動(dòng)力變質(zhì)作用屬于印支晚期，是主要成礦期。通過(guò)對(duì)含金石英脈包裹體測(cè)溫顯示為中低溫成礦。這一時(shí)期產(chǎn)生多層次逆沖推覆斷層，S2面理大量產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，擠壓推覆作用在弱應(yīng)變區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈褶曲，S。逐漸被S：所置換，此時(shí)的共生礦物組合石英+白云母+鈉長(zhǎng)石，溫度在300～2～400～2之間，壓力為0.5GPa～.8GPa；在強(qiáng)應(yīng)變區(qū)形成了韌性剪切帶，當(dāng)擠壓應(yīng)力減緩時(shí)，剪切帶處產(chǎn)生大量的熱，隨著溫度的升高依次形成黑云母變斑晶（溫度400℃～650℃），石榴石+黑云母變斑晶±角閃石（溫度400～2～700℃）的熱變質(zhì)作用與金礦化的形成有密切的關(guān)系。在區(qū)域變質(zhì)的晚期，還形成了高壓變質(zhì)礦物硬綠泥石。當(dāng)擠壓應(yīng)力再一次減緩時(shí)，早期韌性剪切帶中的破裂面大量產(chǎn)生，發(fā)展為推覆型韌—脆性剪切帶。

3.韌性剪切帶與金礦化的關(guān)系

研究認(rèn)為RF3-1脆一韌性剪切帶構(gòu)成了金斗坡礦區(qū)的導(dǎo)礦、聚礦、容礦構(gòu)造組合系列。金礦化與構(gòu)造變形有著時(shí)空制約關(guān)系（見表1）。

在時(shí)間上為蛻化變質(zhì)帶。在梅子埡組地層中廣泛分布有鐵鎂質(zhì)火山碎屑沉積巖系，含較多角閃石，經(jīng)歷了韌性剪切帶退化交質(zhì)后，普遍變成黑云母和綠泥石（局部）一方面原來(lái)金豐度較高的巖石在蛻化變質(zhì)過(guò)程中析出金，另一方而由于剪切帶活動(dòng)使得圍巖中的金析出，發(fā)生活化和遷移，在剪切帶的有利部位形成金礦體或金礦化帶。

在空間上礦化強(qiáng)度受剪切帶的規(guī)模制約，礦化類型與剪切帶性質(zhì)息息相關(guān)，剪切帶規(guī)模大小、退化變質(zhì)作用強(qiáng)弱及蝕變作用強(qiáng)弱與金礦床規(guī)模、礦化強(qiáng)度呈正相關(guān)。

3.1 RF：3韌性剪切帶演化與金礦化過(guò)程

金斗坡礦區(qū)內(nèi)金礦（化）體產(chǎn)出在RF3脆一韌性剪切帶，為三級(jí)構(gòu)造之間的流體壓力和/或溫度差是流體運(yùn)移和Au沉淀的主要原因。剪切帶中的巖石發(fā)現(xiàn)強(qiáng)片理化或糜棱巖化，局部形成構(gòu)造角礫巖炭化帶。其成礦過(guò)程可分為以下三個(gè)階段：礦化胚胎階段、自然金形成階段和張性裂隙發(fā)育階段。通過(guò)剪切變形，巖石具一定的糜棱巖化，這種構(gòu)造巖具有良好的滲透陛，成為流體通道。伴隨著熱液蝕變，在糜棱巖化片理面上，結(jié)晶出呈浸染狀分布的含金磁黃鐵礦。磁黃鐵礦對(duì)Au的初始富集起重要作用，是形成金礦的胚胎。黃鐵礦交代磁黃鐵礦的過(guò)程中釋放Au元素。在韌一脆性形成的裂隙中往往被乳白色石英脈充填，隨著剪切作用的繼續(xù)進(jìn)行，這種容礦構(gòu)造再次變形、碎裂，且局部炭化。形成糖粒狀石英，其中富集成礦元素，形成高品位礦石。含礦熱液將Au元素?cái)y帶到容礦構(gòu)造中，交代早期的含金硫化物（黃鐵礦、磁黃鐵礦），并形成自然金。金斗坡礦區(qū)成礦流體（石英脈流體包裹體）測(cè)試溫度為250℃-350℃，引起Au-S絡(luò)合物分解，自然金沉淀階段。

3.2含礦地質(zhì)體特征

礦體附近（幾米至十幾米）存在一條韌性構(gòu)造帶或炭化帶。帶內(nèi)及為韌性（塑性）變形帶，帶兩側(cè)為韌性向脆一韌性轉(zhuǎn)化的過(guò)渡帶，過(guò)渡帶越向遠(yuǎn)離構(gòu)造帶的地方，脆一韌性變形越強(qiáng)烈，越有利于礦體的富集。在達(dá)到峰值（往往是礦體賦存的位置）后，脆一韌性變形強(qiáng)度開始減弱，至不足以形成礦床的程度。在實(shí)際情況中，構(gòu)造破碎帶后期可能會(huì)發(fā)生塑性變形、面理置換等，造成構(gòu)造破碎不明顯，或不保留，但是會(huì)保留炭化帶特征。

由于其賦礦特征，賦礦巖石多發(fā)育小碎裂、小裂隙，巖石多不程整塊完整狀。賦礦巖石裂隙中多滯留石英脈及金屬礦物，最常見的就是黃鐵礦，所以多見有褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化等蝕變。賦礦巖石多見有不順層的石英/方解石脈。

4.找礦標(biāo)志

（1）構(gòu)造帶、炭化帶：構(gòu)造破碎帶、炭化帶的邊部脆—韌性剪切變形強(qiáng)烈。次級(jí)裂隙極為發(fā)育。含礦熱液、流體在進(jìn)入這些部位后被滯留，由于氧化還原環(huán)境的改變，礦液與圍巖進(jìn)行充分的接觸交代后，析出金屬礦物。形成礦床。

（2）石英與金礦形成關(guān)系密切，早期含礦石英脈的邊緣及其與圍巖接觸面處往往有金的富集（如圖9）。

（3）有利的巖性組合是找礦的直接標(biāo)志，區(qū)內(nèi)含礦巖性以含炭絹云石英片巖為主間夾黑云母變斑晶絹云石英片巖、變質(zhì)砂巖或砂質(zhì)板巖是金礦化的有利巖性組合，特別是變砂巖與黑云母變斑晶絹云石英片巖兩軟硬巖層間的接觸帶是金礦化的有利部位。

（4）片理化帶及韌性剪切構(gòu)造帶是區(qū)內(nèi)找礦的構(gòu)造標(biāo)志（如圖10）。

（5）熱液蝕變是金礦化的有利標(biāo)志，如硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、黑云母變斑晶化等。