粵西河臺(tái)金礦田糜棱巖XRD特征及其地質(zhì)意義

師爽，焦騫騫，龔朝陽(yáng)，許德如，張勝印，常華誠(chéng)，胡彬

1)昆明理工大學(xué)，國(guó)土資源工程學(xué)院，昆明，650093；2)廣東河臺(tái)金礦，廣東肇慶，526600；3)東華理工大學(xué)，核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌，330013；4)中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，昆明，650051

內(nèi)容提要:粵西河臺(tái)金礦田位于欽州灣—杭州灣(欽—杭)結(jié)合帶南段的云開(kāi)地區(qū)，是典型的受韌性剪切帶控制的金礦。然而，對(duì)于剪切帶中有利于金成礦的地質(zhì)環(huán)境及其成礦過(guò)程仍然存在爭(zhēng)議。本文在對(duì)河臺(tái)礦田高村礦床進(jìn)行詳細(xì)野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)X射線衍射(XRD)對(duì)含金剪切帶中各類糜棱巖系列巖石進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立應(yīng)力變化—成分變異的對(duì)比序列，從而進(jìn)一步揭示剪切變形與金礦化的關(guān)系。結(jié)果顯示，剪切帶中白(絹)云母的含量在9%～40%，并且在初糜棱巖、無(wú)礦糜棱巖、含礦糜棱巖、無(wú)礦超糜棱巖、含礦超糜棱巖中呈現(xiàn)出逐漸遞增的趨勢(shì)。白(絹)云母主要為2M1型，b0值在 0.55505～0.99002 nm之間，初糜棱巖<無(wú)礦糜棱巖<無(wú)礦超糜棱巖，分別指示低壓、中壓和高壓環(huán)境?？梢?jiàn)，從初糜棱巖到超糜棱巖，隨著變形強(qiáng)度的增加，熱液活動(dòng)也隨之增強(qiáng)，從而新生成了大量白(絹)云母。然而，在含礦的糜棱巖和超糜棱巖中還存在一些低壓白云母，推測(cè)其可能是在后期脆性裂隙中由于流體活動(dòng)所新形成的。因此，成礦可能經(jīng)歷了兩個(gè)階段，即早期的韌性剪切變形階段導(dǎo)致金的初步富集，后期疊加的脆性破裂階段形成具有工業(yè)品位的礦體。另外，無(wú)礦超糜棱巖的石英含量(29.8%)明顯低于糜棱巖(44.2%)，推測(cè)在形成石英脈型礦體過(guò)程中，部分熱液可能來(lái)自于其圍巖超糜棱巖。因此，相對(duì)于初糜棱巖和糜棱巖，超糜棱巖中更有利于金礦的形成。

與剪切帶有關(guān)的金礦床是金礦家族中的重要類型，國(guó)內(nèi)外在剪切帶中發(fā)現(xiàn)了大量大型、超大型金礦床。國(guó)外世界級(jí)的大金礦幾乎都產(chǎn)在太古宙綠巖帶的剪切帶中，例如，加拿大Abitibi含金綠巖帶(Boullier and Robert,1992；Dubosq et al.,2018)，西澳大利亞伊爾岡地塊Boulder—Lefroy含金剪切帶(Weinberg,2005)，巴西Turmalina金礦床(Fabricio-Silva et al.,2019)。國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的有廣東河臺(tái)(Jiao Qianqian et al.,2017a,b)，遼寧阜新排山樓(張旭東和亓歌，2018)，云南哀牢山金礦(張燕和湯倩，2011)等。韌性剪切帶作為區(qū)域構(gòu)造薄弱帶，不僅為成礦流體的遷移提供了通道，還能驅(qū)使成礦物質(zhì)活化遷移，并在有利部位富集沉淀(陳柏林等，1999；楊曉勇，2005；Zhu Yongfeng et al.,2007；Kassem et al.,2016；程南南等，2018)。因此，含金剪切帶及其控礦機(jī)制一直是過(guò)去研究的前沿課題，然而對(duì)于剪切帶中有利于金成礦的環(huán)境及其成礦過(guò)程仍然不是十分清楚。

兩廣交界的云開(kāi)地區(qū)是華南重要的金礦產(chǎn)區(qū)，其中以河臺(tái)金礦田的金儲(chǔ)量規(guī)模最大，累計(jì)提交金儲(chǔ)量超過(guò)50 t(Jiao Qianqian et al.,2017b)。廣東河臺(tái)金礦田中的礦床是典型的受剪切帶控制的金礦，礦田中發(fā)育若干條韌性剪切帶，金礦床都產(chǎn)于這些剪切帶中。在這些含礦剪切帶中通常發(fā)育初糜棱巖—糜棱巖—超糜棱巖的變形序列巖石，通過(guò)對(duì)比這些不同變形強(qiáng)度糜棱巖系列巖石的礦物組成及含量的變化規(guī)律，能夠建立一個(gè)很好的應(yīng)力變化—成分變異的對(duì)比序列，從而有助于含金剪切帶中巖石變形與金礦化關(guān)系的研究(楊曉勇，2005)。

X射線衍射(XRD)礦物分析技術(shù)是一種常用的定量測(cè)定巖石中礦物含量的方法，在國(guó)內(nèi)外地質(zhì)研究中得到廣泛應(yīng)用(Pawloski,1985；遲廣成等，2013)。因此，通過(guò)定量分析不同類型糜棱巖系列巖石的礦物含量，可以約束其在成巖過(guò)程中的成分變異。另外，利用XRD方法還可以定量測(cè)量各種礦物的晶胞參數(shù)，例如不同類型白云母的b0值。前人研究表明，在壓力變大的情況下，白云母中的綠鱗石含量會(huì)變多，Mg和Fe2+等元素含量也會(huì)隨之增加，導(dǎo)致云母b0增大。因此，可以利用變質(zhì)巖中白云母b0值對(duì)變質(zhì)帶進(jìn)行壓力分帶，并約束其變質(zhì)環(huán)境和變質(zhì)過(guò)程(Sassi,1972)。因此，本文選擇對(duì)河臺(tái)金礦田高村金礦床進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，在野外查明金礦化特征及與各類糜棱巖的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，利用XRD方法對(duì)各類糜棱巖系列巖石的礦物成分及含量、白云母的物相、晶胞參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，對(duì)比在不同壓力條件下形成的各類糜棱巖系列巖(礦)石的組成及礦物含量變化，建立糜棱巖系列巖(礦)石的應(yīng)力變化—成分變異序列，進(jìn)一步揭示金在剪切帶中的礦化過(guò)程及有利的礦化條件。

1 河臺(tái)金礦田地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

廣東河臺(tái)金礦田位于欽州灣—杭州灣(欽—杭)結(jié)合帶南段的云開(kāi)地區(qū)(周永章等，2012；Zheng Yi et al.,2016)。欽—杭結(jié)合帶也叫十—杭(十萬(wàn)大山—杭州灣)帶，是位于揚(yáng)子板塊與華夏板塊之間的巨型構(gòu)造結(jié)合帶(圖1)。毛景文等(2011)認(rèn)為該構(gòu)造帶是一條新元古代碰撞對(duì)接帶，顯生宙加里東期、印支期和燕山期又發(fā)生多期活化和強(qiáng)烈改造,在表殼顯示出先擠壓后伸展的環(huán)境。欽杭結(jié)合帶南段云開(kāi)地區(qū)是我國(guó)最重要的金礦產(chǎn)地之一。該區(qū)域內(nèi)地層出露較全，包括綠片巖相到角閃巖相的云開(kāi)群、寒武系八村群及上覆的弱變質(zhì)—未變質(zhì)的奧陶紀(jì)到白堊紀(jì)的地層。過(guò)去通常被認(rèn)為云開(kāi)群為華夏地塊的前寒武變質(zhì)基底，然而最新研究表明，其形成時(shí)代為晚新元古代—早古生代，并非古元古代—早新元古代(Wan Yusheng et al.,2010；Chen Chenghong et al.,2012；周雪瑤等，2015；焦騫騫等，2017)。區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育，加里東期、印支期和燕山期巖體均有出露。位于中部的信宜花崗巖體形成于加里東期，鋯石U-Pb年齡為460～430 Ma(圖1；彭松柏等，2006;Wang Yuejun et al.,2007;Wan Yusheng et al.,2010)。印支期花崗巖巖體主要沿?cái)嗔逊植?，例如，在廣寧—羅定動(dòng)力變質(zhì)帶北東段東云樓崗花崗閃長(zhǎng)巖(焦騫騫等，2020)；在防城—靈山斷裂帶附近大容山—十萬(wàn)大山花崗巖(祁昌實(shí)等，2007；Jiao Qianqian et al.,2017a)。燕山期形成大量I型花崗巖主要沿著云開(kāi)地區(qū)西南邊緣分布(Wang Yuejun et al.,2007;Lin Wei et al.,2009)。區(qū)域上構(gòu)造線以NE—NNE方向?yàn)橹?，例如防城—靈山斷裂(F1)，羅定—廣寧斷裂(F2)，吳川—四會(huì)斷裂(F3)等(圖1)。這些區(qū)域性大斷裂(韌性剪切帶)主要是在印支期形成，經(jīng)歷了約248～220 Ma和220～200 Ma兩期構(gòu)造活動(dòng)(Wang Yuejun et al.,2007;丁汝鑫等，2015；Jiao Qianqian et al.,2017b)，控制著區(qū)域內(nèi)金礦的分布和產(chǎn)出。例如，沿著羅定—廣寧斷裂帶分布著新洲金礦、河臺(tái)金礦、羅定金礦等，其中河臺(tái)金礦田是本文的主要研究對(duì)象。

圖1 華南地區(qū)大地構(gòu)造示意圖(a，據(jù)周永章等，2012)與欽杭結(jié)合帶南段云開(kāi)地區(qū)地質(zhì)圖(b，據(jù)丘元禧和梁新權(quán)，2006)Fig.1 Tectonic framework of South Chian Block (a,modified from Zhou Yongzhang et al.,2012&)and geological sketch map of Yunkai area in the southern segment of the Qinzhou Bay—Hangzhou Bay Juncture Orogenic Belt (b,modified from Qiu Yuanxi and Liang Xinquan,2006&)

1.2 礦田地質(zhì)特征

河臺(tái)礦田及外圍出露的地層主要有云開(kāi)群、奧陶系和志留系(圖2)。云開(kāi)群出露于礦田中北部，為一套整體無(wú)序的變質(zhì)巖，巖性以變粒巖、片麻巖、混合巖為主，局部遭受強(qiáng)烈韌性剪切而形成糜棱巖系列巖石，河臺(tái)金礦田內(nèi)礦床就產(chǎn)于這些糜棱巖帶中，例如，河臺(tái)金礦田內(nèi)兩個(gè)主要的金礦床云西礦床和高村礦床分別受9號(hào)(ML9)和11號(hào)(ML11)糜棱巖帶控制。奧陶系與志留系分布在礦田中南部，以薄層淺變質(zhì)砂巖、粉砂巖、及薄層板巖為主，通過(guò)F1寶鴨塘—坑尾斷裂(區(qū)域上為羅定—廣寧斷裂)與云開(kāi)群斷層接觸。礦田內(nèi)還出露兩個(gè)巖體，即位于西部的印支期云樓崗花崗閃長(zhǎng)巖體，U-Pb年齡為253 Ma(焦騫騫等，2020)；以及礦田東北部的燕山期伍村巨斑狀黑云母花崗巖體，單顆粒鋯石U-Pb年齡153.6±2.1 Ma(翟偉等，2005)。

圖2 廣東河臺(tái)礦田地質(zhì)圖(據(jù)陳駿和王鶴年，1993修改)Fig.2 Geological map of Hetai orefield,western Guangdong (modified by Chen Jun and Wang Henian,1993&)

礦田中含礦剪切帶呈狹長(zhǎng)的條帶狀產(chǎn)于云開(kāi)群及云樓崗巖體中，長(zhǎng)500～1000 m，寬十幾厘米到幾十米不等，走向NE—NEE向，傾向NW，傾角60°～85°。礦體嚴(yán)格受糜棱巖控制，產(chǎn)狀與糜棱巖產(chǎn)狀近于一致，總體形態(tài)是呈脈狀、透鏡狀，一般100 m以上，厚度變化不大，通常在2～4 m(圖3a,b)。另外，在礦體附近通常還可以見(jiàn)到一些晚期的花崗偉晶巖穿插進(jìn)入糜棱巖中(圖3c)。

圖3 廣東河臺(tái)礦田高村礦床-140 m中段剖面圖(a)，礦體與糜棱巖面理S2產(chǎn)狀近于平行(b)以及花崗偉晶巖侵入糜棱巖(c)，S2(Sc)代表剪切面理(C面理)Fig.3 The profile of -140 m level in the Gaocun deposit of Hetai gold orefield (a)，the orebody subparallel to the mylonite foliation S2 (b);the granitic pegmatite intruded into the mylonite(c).S2(Sc)represents shear foliation (C foliation)

從剪切帶的邊緣到中心，通?？梢砸?jiàn)到從初糜棱巖，經(jīng)糜棱巖到超糜棱巖的巖石分帶(圖3a)。初糜棱巖由石英、長(zhǎng)石、云母、絹云母等礦物組成，其中長(zhǎng)石和石英碎斑>70%(圖4a,b)。糜棱巖由長(zhǎng)石、石英、絹云母等礦物組成，以條帶狀石英，眼球狀的長(zhǎng)石斑晶和破碎的具有波狀消光的石英為特征(圖4c,d)，還可見(jiàn)到長(zhǎng)石斑晶發(fā)育的σ旋斑(圖4e)和石英變形形成的S—C組構(gòu)(圖4f)。定向排列的石英±長(zhǎng)石±云母條帶和亞顆粒化的石英±絹云母條帶交替出現(xiàn)構(gòu)成剪切面理(C面理)。超糜棱巖由>90%碎基和<10%長(zhǎng)石石英碎斑組成，礦物定向排列構(gòu)成剪切面理(圖4g,h)。礦體則主要產(chǎn)在糜棱巖及超糜棱巖中，產(chǎn)狀與糜棱巖剪切面理的產(chǎn)狀近于一致。

河臺(tái)金礦田礦石包括含金石英脈型(圖4i)和蝕變(超)糜棱巖型(圖4j)兩類。其中，石英脈型礦石圍巖主要為超糜棱巖，而蝕變巖型礦石在糜棱巖和超糜棱巖中均有產(chǎn)出。礦石中主要的礦石礦物有自然金(圖4k,l)、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦及少量毒砂、方鉛礦、閃鋅礦等，脈石礦物主要為石英、絹云母及少量綠泥石、方解石。含金石英脈型礦石，硫化物主要以脈狀或者膠結(jié)物形式產(chǎn)出(圖4m,n)，而浸染狀則較少；而在蝕變糜棱巖礦石中，浸染狀和細(xì)脈狀硫化物則同等發(fā)育(圖4o,p)。

圖4 廣東河臺(tái)礦田巖(礦)石樣品野外及鏡下照片F(xiàn)ig.4 Field and microscopic photos of rock (ore)samples from Hetai orefield,western Guangdong(a)和(b)初糜棱巖(糜棱巖化混合巖)中白(絹)云母和石英碎基圍繞長(zhǎng)石碎斑；(c)長(zhǎng)石+石英斑晶定向排列構(gòu)成糜棱巖面理S2；(d)交替出現(xiàn)的較粗的石英和云母斑晶與動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的細(xì)小石英和絹云母構(gòu)成糜棱巖面理S2；(e)為糜棱巖σ旋斑；(f)糜棱巖中發(fā)育的S—C組構(gòu);(g)交替出現(xiàn)淺色體與暗色體條帶構(gòu)成的超糜棱巖面理S2；(h)礦物定向形成超糜棱巖面理S2；(i)含金石英脈型礦石手標(biāo)本；(j)蝕變糜棱巖型礦石野外露頭；(k)、(l)含金石英脈中的自然金；(m)和(n)含金石英脈型礦石鏡下照片;(o)和(p)蝕變糜棱巖型礦石鏡下照片。(b)、(d)、(h)、(m)和(o)是正交偏光下照片；(k)、(n)和(p)是反射光下照片；(l)是背散射照片。S2(Sc)代表剪切面理(C面理)。Au—自然金；Fsp—長(zhǎng)石；Qtz—石英；Ms—白云母；Ser—絹云母；Cal—方解石；Cpy—黃銅礦；Py—黃鐵礦(a)and (b)Feldspar porphyroclast rounded by matrix of broken muscovite (or sericite)and quartz in the protomylonite (mylonitized migmatite);(c)mylonite foliation (S2)defined by feldspar + quartz porphyroclast alignment;(d)mylonite foliation (S2)defined by alternating bands of muscovite + quartz with quartz subgrains + sericite;(e)ultramylonite foliation (S2)defined by alternating leucosome bands with melasome bands;(f)ultramylonite foliation (S2)defined by mineral alignment;(g)hand specimen of auriferous quartz vein-type ore;(h)field outcrop of auriferous altered mylonite type ore;(i)and (j)microscopic photographs of auriferous quartz vein-type ore;(k)and (l)microscopic photographs of auriferous altered mylonite type ores.(b),(d),(f),(i)and (k)From crossed nicols;(j)and (l)From reflection light.S2 (Sc)Represents shear foliation (C foliation).Fsp—feldspar,Qtz—quartz,Ms—muscovite,Ser—sericite,Cal—calcite,Cpy—chalcopyrite,Py— pyrite

根據(jù)礦石中礦物的交切關(guān)系，并結(jié)合前人的研究，將河臺(tái)金礦田成礦期次劃分為3期：同構(gòu)造動(dòng)力變質(zhì)期、熱液期和表生期(圖5)。其中，熱液期又可分為3個(gè)階段：石英—硫化物礦階段、金—硫化物階段、金—硫化物—碳酸鹽階段。動(dòng)力變質(zhì)期主要是形成糜棱巖，并伴隨有硫化物的產(chǎn)生。金成礦主要形成于熱液期。而無(wú)論是動(dòng)力變質(zhì)期還是熱液期都有大量的白(絹)云母的產(chǎn)生。

圖5 廣東河臺(tái)金礦田成礦期次Fig.5 Suggested mineralization stages for the Hetai gold orefield in western Guangdong

2 樣品來(lái)源及實(shí)驗(yàn)分析

2.1 樣品來(lái)源

本次研究共選取26件不同類型的糜棱巖系列巖石樣品進(jìn)行測(cè)試分析，分別采自高村礦床-230 m中段(樣品14GC02，14GC03，14GC04，14GC10，14GC12，14GC13，14GC25，14GC27，14GC28和14GC29)，高村-140 m中段(樣品14GC52，14GC53，14GC54，14GC56，14GC57，14GC58，圖3)和高村-40 m中段(樣品14GC72，14GC74，14GC84，14GC85，14GC86，14GC87，14GC101，14GC103，14GC104和14GC105)。通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查、鏡下光薄片鑒定以及對(duì)樣品金含量的測(cè)試分析，確定有初糜棱巖樣品6件，均不含礦；糜棱巖樣品9件，其中5件含礦，均為蝕變巖型礦石；超糜棱巖樣品11件，其中6件含礦，包括1件蝕變巖型和5件石英脈型礦石(表1)。

2.2 X射線衍射實(shí)驗(yàn)

將實(shí)驗(yàn)所需的樣品制備成<2 μm的粉末，具體的制備過(guò)程參照Paudel和Arita(2000)。X射線衍射實(shí)驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所礦物學(xué)與成礦學(xué)中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。將粉末裝入鋁制的樣品槽中，以提高(060)相對(duì)于(331)的峰值，從而獲得更精準(zhǔn)的b0值測(cè)試結(jié)果(Guidotti,1984)。實(shí)驗(yàn)所用儀器為德國(guó)BRUKER D8 ADVANCE 型X射線衍射儀Cu(單色)。工作電壓為40 kV；工作電流30 mA；掃描范圍2θ=3°～85°；狹縫1 mm；掃描速度：4/min。數(shù)據(jù)分析使用jade6.0軟件。圖片處理使用CorelDRAW和Origin94軟件。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 礦物含量

通過(guò)X射線衍射分析進(jìn)行物相鑒定，從而確定各類糜棱巖的主要礦物組成(表1)。圖6列出了本次實(shí)驗(yàn)的26件樣品中6件具有代表性的糜棱巖類巖石X射線衍射圖，分別為初糜棱巖(14GC52，圖6a)、無(wú)礦糜棱巖(14GC86，圖6b)、含礦糜棱巖(14GC54，圖6c)、無(wú)礦超糜棱巖(14GC25，圖6d)、含礦超糜棱巖(14GC101，圖6e)，另外一件為同時(shí)含有2M1型和3T型白云母的樣品14GC87的X射線衍射圖(圖6f)。初糜棱巖基本保留了原巖云開(kāi)群混合巖的礦物成分，其中石英含量19.9%～33.6%(平均為26.1%)，云母9.0%～17.7%(平均為12.375%)，鉀長(zhǎng)石0～33%(平均為18.475%)，斜長(zhǎng)石16.9%～39.7%(平均為27.2%)。糜棱巖中石英含量24.5%～44.2%(平均為39.67%)，云母13.0%～23.5%(平均為17.6%)，可見(jiàn)糜棱巖中石英和云母含量相對(duì)于初糜棱巖有所增加(圖7)。其中無(wú)礦糜棱巖和含礦糜棱巖的石英含量分別為44.1%～44.2%(平均為44.2%)和24.5%～44.1%(平均為36.1%)，云母含量為13.0%～19.2%(平均為16.7%)和14.5%～23.5%(平均19.8%)。超糜棱巖中石英和云母含量相對(duì)于初糜棱巖顯著增高，其中石英含量27.9%～58.4%(平均為41.85%)，云母17.0%～43.2%(平均為31.45%)。無(wú)礦超糜棱巖和含礦超糜棱巖中石英含量分別為27.9%～31.4%(平均為29.8%)和51.4%～58.4%(平均為56.73%)，云母含量為17.0%～40.0%(平均為26.8%)和34.1%～43.2%(平均為35.33%)(圖7)。然而，相對(duì)于無(wú)礦糜棱巖，無(wú)礦超糜棱巖的石英含量卻顯著減少。

圖6 廣東河臺(tái)金礦田各類型糜棱巖樣品X射線衍射圖Fig.6 X-ray diffraction pattern of the sample from Hetai orefield(a)初糜棱巖14GC52的XRD圖，含2M1型白云母b0值為0.62551 nm，代表低壓；(b)無(wú)礦糜棱巖14GC86的XRD圖，含2M1型白云母b0值為0.90253 nm，代表中壓；(c)含礦糜棱巖14GC54的XRD圖，含2M1型白云母b0值為0.75955 nm，代表低壓；(d)無(wú)礦超糜棱巖14GC25的XRD圖，含2M1型白云母b0值為0.91318 nm，代表高壓：(e)含礦超糜棱巖14GC101的XRD圖，含2M1型白云母b0值為0.94367 nm，代表高壓；(f)含礦超糜棱巖14GC87的XRD圖，含2M1型和3T型白云母b0值分別為0.85774 nm、0.30714 nm，代表低壓。圖中d值為2M1型白云母特征峰(a)XRD pattern of 14GC52 protomylonite,containing 2M1-type muscovite b0 value of 0.62551 nm,representing low pressure;(b)XRD image of 14GC86 barren mylonite,with a b0 value of 0.90253 nm for 2M1-type muscoite,representing medium pressure;(c)XRD image of auriferour mylonite 14GC54,with b0 value of 2M1-type muscovite 0.75955 nm,representing low pressure;(d)XRD image of 14GC25 barren ultromylonite,with a b0 value of 0.91318? for 2M1-type muscoite,representing high pressure;(e)XRD image of auriferous ultromylonite 14GC101,with b0 value of 2M1-type muscovite 0.94367 nm,representing high pressure;(f)XRD image of ore auriferous ultramylonite 14GC87,the b0 value of muscoite containing 2M1 and 3T type is 0.85774 nm and 0.30714 nm,representing low pressure.The bold d value is the characteristic peak of 2M1 type muscovite

圖7 剪切帶中各類糜棱巖的石英、白(絹)云母平均含量及白(絹)云母b0值Fig.7 Quartz and muscovite (or sericite)average contents with muscovite b0 values for types of mylonite in shear zones

3.2 白云母b0值及多型特征

用jade軟件對(duì)26件樣品XRD結(jié)果進(jìn)行處理，從而準(zhǔn)確的得到樣品中白云母的b0值。結(jié)果顯示26件樣品中白云母的b0值分布在0.55505～0.99002nm 之間，其頻率分布直方圖(圖8)所示。其中6件初糜棱巖中白云母值b0為0.55505～0.82376 nm (平均為0.64514 nm )。9件糜棱巖白云母b0值為0.75955～0.90253 nm (平均為0.86141 nm )，其中4件無(wú)礦糜棱巖中白云母b0值為0.90216～0.90253 nm (平均為0.90235 nm )，5件含礦糜棱巖中白云母b0值為0.75955～0.90163 nm (平均為0.82866 nm )。11件超糜棱中，有一件含有兩種類型的白云母，b0值分別為0.8774 nm 和0.30714 nm ，去除b0值為0.30714 nm 的，其余為0.85774～0.99002 nm (平均為0.92448 nm )，其中3件無(wú)礦超糜棱巖中白云母b0值為0.91318～0.99002 nm (平均為0.94275 nm )，4件含礦超糜棱巖樣品中b0值為0.30714～0.94367 nm (平均為0.90926 nm )。Sassi和Scolai(1974)研究了白云母b0值與變質(zhì)巖石成巖壓力對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出了以b0值來(lái)劃分變質(zhì)作用低、中、高壓類型：b0≤0.9000 nm 為低壓環(huán)境、b0≥0.9040 nm 為高壓、介于兩者之間為中壓。因此，本次實(shí)驗(yàn)26個(gè)樣品中，低壓變質(zhì)樣品11件，平均值為0.72457 nm ，其標(biāo)準(zhǔn)方差為0.11055 nm ；中壓變質(zhì)5件，平均值為0.90221 nm ，其標(biāo)準(zhǔn)方差為0.00031 nm ；高壓變質(zhì)樣品10件，平均值為0.93116 nm ，其標(biāo)準(zhǔn)方差為0.02521 nm (圖8)。其中，6件初糜棱巖樣品中白云母都代表低壓環(huán)境；9件糜棱巖樣品中，4件含礦糜棱巖中白云母代表低壓，5件無(wú)礦代表中壓；超糜棱巖樣品中，10件超糜棱巖中白云母代表高壓，1件含礦超糜棱巖中白云母代表低壓。

圖8 白云母b0值的頻率分布圖Fig.8 Frequency distribution diagram of muscovite b0 values

白云母系層狀結(jié)構(gòu)，由于層與層的堆垛形式不同(層內(nèi)結(jié)構(gòu)不變)形成同質(zhì)多象的現(xiàn)象，稱其為“多型”，分為1M1、2M1、3T型等，通過(guò)X射線衍射實(shí)驗(yàn)，根據(jù)特征峰來(lái)加以區(qū)分。白云母最常見(jiàn)的多型類型為1M1、2M1型，這兩種類型的白云母所處的溫壓條件代表著白云母的平均溫壓條件(李海龍等，2016)。本次實(shí)驗(yàn)26個(gè)樣品的X射線衍射圖中，在d(11-4)附近的峰值為0.34539～0.35310 nm，d(024)為0.33264～0.33523 nm，d(114)為0.31763～0.32537 nm，d(025)為0.29618～0.29939 nm(表1)，符合2M1型白云母的特征峰：d(11-4)=0.34910 nm，d(024)=0.33171 nm，d(114)=0.32020 nm，d(025)=0.29860 nm。這26件樣品都屬于2M1型白云母。在樣品14GC87中還存在d(105)=0.36075 nm，d(107)=0.31069 nm的特征峰，符合3T型白云母特征峰：d(105)=0.36042 nm，d(107)=0.31059 nm因此樣品14GC87中存在3T型白云母。

表1 廣東省河臺(tái)金礦田糜棱巖XRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 XRD experimental results of mylonite in Hetai gold orefield,western Guangdong

4 討論

大型含金剪切帶是復(fù)雜的變形變質(zhì)地質(zhì)體，具有多期次、多層次的活動(dòng)史，是多種地質(zhì)作用過(guò)程耦合改造的復(fù)雜系統(tǒng)(鄧軍等，1998)。在韌性—脆性剪切作用的控制作用下，變形、變質(zhì)、流體、巖漿與成礦等多種作用過(guò)程相互耦合,使得成礦物質(zhì)和流體活化、運(yùn)移和聚集，并最終富集成礦。在此過(guò)程中，流體作用非常普遍，水—巖反應(yīng)十分廣泛，不僅影響著巖石的變形機(jī)制，促進(jìn)變形構(gòu)造的發(fā)生和發(fā)展，同時(shí)還導(dǎo)致巖石的礦物組成及化學(xué)成分的變化(李曉峰和華仁民，2000)。

通過(guò)對(duì)河臺(tái)金礦田含金剪切帶中初糜棱巖—糜棱巖—超糜棱巖進(jìn)行XRD研究，結(jié)果顯示，從初糜棱巖到超糜棱巖，白云母的b0值逐漸增高(圖7)，表明從剪切帶的邊緣到中心所受應(yīng)力在逐漸增大，從而導(dǎo)致礦物顆粒發(fā)生了明顯的細(xì)化，即從初糜棱巖到超糜棱巖，巖石中碎基含量逐漸增多，碎斑含量逐漸減少(圖4)。白(絹)云母含量在初糜棱巖、無(wú)礦糜棱巖、含礦糜棱巖、無(wú)礦超糜棱巖、含礦超糜棱巖中呈現(xiàn)出逐漸遞增的特征，表明隨著變形強(qiáng)度的增加，熱液活動(dòng)也隨之增強(qiáng)，從而新生成了大量云母?？梢?jiàn)，在韌性變形過(guò)程當(dāng)中，隨著剪切強(qiáng)度的增加，礦物顆粒減小的同時(shí)，在剪切帶內(nèi)還有明顯的流體遷移活動(dòng)，引起礦物成分也發(fā)生明顯的改變，導(dǎo)致產(chǎn)生新的礦物和巖石。這是一種以構(gòu)造應(yīng)力為動(dòng)力，在流體作用下發(fā)生普遍的水—巖反應(yīng)的結(jié)果，即巖石在形變過(guò)程中使原有組成重新組合、重新調(diào)整(楊曉勇，2005)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，含金剪切帶各類糜棱巖中除了一個(gè)樣品含3T白云母外，其它均為2M1型白云母。2M1型白云母形成在>360℃ 的高溫環(huán)境(Weaver et al.,1984)，因此糜棱巖化過(guò)程是在高溫條件下發(fā)生的。另外，Stipp等(2002)和 Faleiros等(2010)認(rèn)為，石英發(fā)生動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的起始溫度為300 ℃；Pryer(1993)認(rèn)為長(zhǎng)石發(fā)生動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的起始溫度為 500 ℃，因此，將礦田中糜棱巖化帶形成時(shí)的溫度限定為300～500 ℃。在此過(guò)程中，金發(fā)生了遷移和初步富集，從而在剪切帶中形成了初始的金礦化(Jiao Qianqian et al.,2017a)。

20世紀(jì)70年代初，Sassi(1972)提出了利用白云母b0值來(lái)研究巖石變質(zhì)壓力的方法。例如，Paudel和Arita(2006)利用白云母b0值對(duì)尼泊爾境內(nèi)小喜馬拉雅變質(zhì)巖的形成環(huán)境進(jìn)行研究，表明其至少經(jīng)歷了兩期變質(zhì)事件。吳根耀和李家駒(1996)利用白云母b0值對(duì)滇西昌寧—孟連變質(zhì)帶進(jìn)行研究，并將其解體為西盟—勐統(tǒng)變質(zhì)帶(加里東期中壓變質(zhì)帶)和瀾滄雙變質(zhì)帶的高壓亞帶。河臺(tái)金礦田含金剪切帶中白(絹)云母的b0值特征表明，無(wú)礦糜棱巖均形成于中壓環(huán)境，無(wú)礦超糜棱巖均形成于高壓環(huán)境。然而，含礦糜棱巖和超糜棱巖中卻有一些形成于低壓環(huán)境的白(絹)云母出現(xiàn)，特別是3T型白云母(表1)，導(dǎo)致含礦糜棱巖和超糜棱巖的b0平均值分別低于圍巖——無(wú)礦糜棱巖和超糜棱巖(圖7)。這些低壓環(huán)境中形成的云母可能是另一期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，即在韌性剪切帶形成后，其上又疊加了脆性變形，這些低壓白云母則是在脆性裂隙中由于流體活動(dòng)所新形成的。因此，河臺(tái)金礦田最終成礦與剪切帶中的脆性破裂及流體活動(dòng)密切相關(guān)，并形成具有工業(yè)品位的礦體。這也進(jìn)一步證明了河臺(tái)金礦田成礦過(guò)程可能經(jīng)歷了兩個(gè)成礦期：印支期的韌性變形(240 Ma±的左行剪切變形和204 Ma±的右行變形階段)產(chǎn)生糜棱巖帶，并伴隨金的初步富集；燕山期在剪切帶上疊加脆性變形，并導(dǎo)致最終形成工業(yè)品位的礦體(Zhang Guilin et al.,2001;Jiao Qianqian et al.,2017b)。

另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，河臺(tái)金礦田含金糜棱巖帶中無(wú)礦超糜棱巖中的石英含量低于無(wú)礦的糜棱巖(圖7)，這可能是由于在超糜棱巖中含有大量含金石英脈型礦體，而糜棱巖中則主要為蝕變巖型礦體。超糜棱巖顆粒相對(duì)糜棱巖更加細(xì)小、破碎程度更高(碎基含量>90%)，糜棱面理更為發(fā)育，間隔通常小于1 mm，所以更有利于流體的運(yùn)移以及組分的交換。因此，推測(cè)在形成含金石英脈型礦體的過(guò)程中，流體可能部分來(lái)自于其圍巖(無(wú)礦超糜棱巖)并遷移到脆性裂隙中沉淀成礦，從而導(dǎo)致其圍巖中石英含量劇烈減少。而在形成蝕變糜棱巖型礦體的過(guò)程中，則沒(méi)有大規(guī)模的流體從圍巖(無(wú)礦糜棱巖)中排出。所以，相對(duì)于糜棱巖，超糜棱巖中更有利于金礦的形成。

5 結(jié)論

(1)從初糜棱巖到超糜棱巖的白云母b0值逐漸增高，表明其分別形成于低壓、中壓和高壓環(huán)境。然而，在含礦的糜棱巖和超糜棱巖中含有一些低壓白云母，暗示其形成于脆性裂隙中。這進(jìn)一步證明了成礦經(jīng)歷了兩個(gè)主要階段，即早期的韌性剪切變形使金初步富集，后期疊加的脆性破裂導(dǎo)致最終成礦。

(2)白(絹)云母的含量從初糜棱巖到超糜棱巖逐漸增高，表明剪切帶中有大量熱液活動(dòng)。然而超糜棱巖中石英含量明顯低于糜棱巖，暗示在脆性破裂形成石英脈型礦體的過(guò)程中，部分熱液可能來(lái)自于圍巖(超糜棱巖)。因此，相對(duì)于初糜棱巖和糜棱巖，超糜棱巖更有利于金礦的形成。