剪切带与金矿的关系研究

1剪切带与金矿的关系研究姓名：彭艳华专业：岩矿学号：102011009摘要：随着剪切带及其成矿理论的提出，越来越多的资料表明，金矿与剪切带在空间上的密切关系已是无可辨驳的事实，其形成时间从太古代到中(新)生代，分布范围几乎遍及世界上所有重要的产金国家和地区，因此，进一步探讨金矿与剪切带之间的内在联系，乃是当前金矿地区研究中引人瞩目的重要课题之一，同时，在这方面已取得的成果亦对传统的成岩成矿理论提出了重要的挑战。但是关于成因上的联系，有关的研究者意见分歧较大，尚待深入研究[3]。关键词：金矿，剪切带，成矿，关系近些年来，人们对“剪切带型”矿床的寻找和探索依然热情未减。这主要归功于世界上许多大型、超大型金矿床均为“剪切带型”矿床。但对韧性剪切作用与金的成矿之内在关系，多数学者认为韧性剪切作用与金的成矿是相伴相依。在我国，与剪切带相关的金矿床除了在华北地台周缘的前寒武纪变质岩系中大量发育，在其它很多地区也普遍发育。主要的大型、超大型金矿床都与剪切带有关，使该类金矿床成为国内首位黄金开采类型[5]。在未知地区的勘探实践中，剪切带已成为一个重要的找矿线索。在已知的金矿区或金矿带中，到深部和沿剪切带走向及其次级剪切构造系统中继续寻找新的金矿体或矿床，是扩大资源储量的一个重要方向和途径。对与剪切带相关的金成矿作用继续进行深入的理论研究和探索，将对全面认识和合理开发该类型金矿床以及相关的构造物质演化和大陆动力学都具有重要的意义。1剪切带型金矿床的分类根据剪切带型金矿床的不同特点，可以有3不同的分类方案：按剪切带金矿的矿床特征和成因进行分类，按剪切带的产状进行分类，以及按剪切带的形成环境进行分类。下面扼要介绍这三种分类方案[1]：1.1按剪切带金矿的矿床特征成因划分为“剪切带糜棱岩型金矿“和“剪切带脉型金矿”两类剪切带糜棱岩型金矿常常受深层韧性剪切带控制，广东河台金矿是这类金矿的典型。该类金矿床的容矿岩石为糜棱岩，主要是超糜棱岩和糜棱岩，实际上，几乎整个剪切带内2都含金，只是品位高低不一，金矿石就是糜棱岩；矿石的主要矿物成分简单，硫化物较少；围岩蚀变强弱不一，金与硅的关系密切，但与一般热液硅化不同，该类金矿的石英呈细粒状，系韧性剪切带动态重结晶、压溶作用和长石等矿物分解等构造化学作用的细粒化产物，也可以说这是一种“特殊的硅化”现象，(建议称其为“剪切带硅化作用”)。糜棱岩型金矿床的自然金成色高，粒度细，呈浸染状分散于糜棱岩矿物(主要是石英)或硫化物粒内、粒间或微裂隙中。由于剪切带构造连续性好，深度大，因此，金矿化比较稳定，矿床延深大，品位一般为中、低品位，但品位变化小，可以形成大型金矿。该类型金矿床由于其矿体没有明显的边界，矿化蚀变较弱，常常因其标志不明显而被忽视，广东河台金矿的发现是该类矿床的重大突破。剪切带脉型金矿主要是含金石英脉，产在剪切带内，仅个别矿脉可延至带外，矿脉围岩为糜棱岩，脉内矿物变形较强，常伴随强烈的热液蚀变，这些蚀变可以改造糜棱岩及剪切带构造，从而使剪切带的特征难以识别。剪切带脉型金矿常常迭加在糜棱岩型金矿之上，二者可以同时发育，但据现有资料，常常是以一种为主，因此，其中一种金矿的存在，可以为寻找另一种金矿提供依据。广东河台金矿以糜棱岩型为主，也有少量脉型金矿迭加在糜棱岩型金矿之上[1]。1.2按剪切带产状划分为“走滑(平移)剪切带型金矿”和“推覆(逆冲)剪切带型金矿”两大类河台金矿是走滑剪切带型金矿床的代表，这类矿床的矿体产状较陡，剪切带的剪切指向近水平，它们的走向较稳定，延深也大，世界上许多金矿属此类型。推覆(逆冲)剪切带金矿床是近几年才注意到的一种新类型，它受逆冲推覆构造的逆冲剪切滑动带所控制，矿体产状较平缓，且有起伏变化，由于推覆剪切带的产状和规模都有较大变化，因此金矿床的分布也不稳定，矿体的形态、产状以及品位变化都较大。广东清远新洲金矿、江西金山金矿、云南墨江金矿都属于推覆剪切带型金矿。1.3按剪切带的形成环境划分为“深层剪切带型金矿”和“浅层剪切带型金矿”两大类近年来，对韧性剪切带形成背景与环境条件的认识有所扩展，原有的韧性剪切带概念已经不能包容多种多样的韧性剪带特征，作者为此将韧性剪切带按变形域划分为三类。即超深层流变域的高温韧性剪切带，深层韧性域的深层韧性剪切带和浅层脆一韧性域的浅层韧性剪切带。三者都可以形成金矿床，但高温剪切带一般只形成后期的脉状金矿，其成矿3与韧性剪切作用关系已不十分密切。后两类则是重要的剪切带型金矿，其中深层剪切带金矿就是产于一般概念的韧性剪切带内，河台金矿属此，是最重要的金矿类型。浅层剪切带型金矿可以新疆金窝子金矿为代表，这种剪切带的脆性破破裂。与塑性变形都很发育，碎裂岩与糜棱岩并存，金矿化常常不均匀，一些推覆剪切带型金矿属这一类型。2空间关系金矿与剪切带在空间上的关系大致可分为四种情况：①金矿体(脉)，产于主剪切带中，或呈浸染状弥散于断层岩中；②矿体(脉)与剪切带中的T、R裂隙一致，并穿过主(韧性)剪切带边界；③矿体〔脉)横(斜)切主(韧性)剪切带；④矿体(脉)产于主(韧性)剪切带两侧的次级脆性断裂中：在成矿时代上有前剪切带期、同剪切带期和后剪切带期金矿。与剪切带有成因联系的金矿床的成矿作用称为构造一侧分泌作用或构造动力成矿作用。矿床产于不同时代的剪切带中，已是客观存在的事实。加拿大的金矿地质学家们在魁北克和安大略省的Abitibi绿岩带中发现了不少金矿床的控矿构造即为韧性剪切带；在西澳耶尔岗地区，西澳大学太古代金矿研究组(ArcheanGoldGroup)的地质人员也发现了产于剪切带中的含金石英脉，同时，在美国、南非、津巴布拓、苏联、印度等不少国家和地区也相继有这方面的资料发表，近年来，我国在吉林、黑龙江、内蒙、背东、豫而、辽东、胶东、皖西、湖南、粤西、柱北、浙江、赣北等地都发现了赋存在剪切带中的金矿床(表1)。两者的空间关系为：矿体(脉)成透镜状、纺锤状产于剪切带内的R、D、P(图1〕裂隙中，或矿化成浸染状弥散于断层岩中，前者如冀东的金厂峪金矿、浙江的横山金矿，后者有胶东的焦家金矿I、II号矿体及广东河台金矿：2）矿体成脉状产于剪切带中的T、R(图l)裂隙中或沿这些裂隙穿过主(韧性)剪切带的边界，如胶东的望儿山金矿和灵山沟金矿；3)矿体(脉)横(斜)切主(韧性)剪切带，如浙江治岭头金矿床的矿体(脉)斜切了大拓一逐昌韧性剪切带：矿体(脉)产于丰‘韧性)剪切带两旁的次级脆性剪裂中，如胶东的金翅岭金矿便是产于破头青韧一脆性剪切带下盘的更次级的脆性断裂中。4←剪切边界（SB)图1脆一韧性剪切带内剪裂和张裂的方向及其与主剪切带走向之关系示意图(图为平行于应变椭球体XZ面的平而)表一国内外产于剪切带中的典型金矿实例矿床控矿剪切带赋矿围岩矿化类型矿物组合围岩蚀变成矿时期性质规模山东焦家新城特大型金矿黄县-掖县闭-脆性剪切带出露长85公里左右，宽80-200米玲珑，郭家岭花岗岩（破碎带交代-蚀变）硫化物型银金矿物、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等硅化、绢云母化、绿泥石化、钾化黄铁矿化等中-晚侏罗世（1.60-1.020Ma）广东河台金矿送挂大型韧性剪切带矿区内出露长1330米，宽10-67米震旦纪变质岩及海西-燕山期花岗岩含金-石英-硫化物、糜棱岩型自然金、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、石英等硅化、绢云母化、碳酸盐化、黄铁矿化等中-晚侏罗世（1.71-1.5Ma）加拿大Abitibi带的Sigma金矿Abitibi韧性剪切带矿区出露长1000米，宽2米安山岩等火山岩电气石-石英脉性自然金、石英、电气石、黄铁矿、绿泥石等硅化、绿泥石化、电气石化、黄铁矿化等太古代（27.00-21.45Ma）西澳磁铁山Hill50金矿磁铁山韧性剪切带矿区内出露长130米，宽数米BIF带石英脉型自然金、砷化物、磁铁矿、石英等硅化、碱酸岩化、磁铁矿化等太古代3时间关系对于以不同形式产于剪切带中的金矿床，不同的研究者从不同的角度研究了两者在形成时间上的关系。根据目前的研究成果，一般将与剪切带有空间关系的金矿划分为：1)前5剪切带期金矿；2)同剪切带期金矿；3)后剪切带期金矿。必须指出的是，并非所有产于主剪切带内的金矿体(脉)均为同剪切带期的，也并不是所有横(斜)切主(韧性)剪切带的金矿体(脉)均为后剪切带期的。由于剪切带发育演化的长期性和构造活动的脉冲性特点，金矿与剪切带的时间关系不可简单定论，应视具体矿床(或矿体)与剪切带的发育历史而定，但前剪切带期的金矿床一般会因剪切带的发育而使原来的矿体(脉)排列组合方式(或方向)发生变化(对矿石的品位也可能有一定的影响)，或切断原连续的矿体(脉)，并使之发生(走向或倾向、或斜向上)的较大位移。认识这一点，在找矿勘探工作中具十分重要的指导意义。4成因联系金矿与剪切带在成因上的联系，不同的研究者认识不同，意见分歧较大，概括起来有以下几种意见：(1)认为金矿与剪切带无明显的成因联系，剪切带在金的成矿作用过程中仅作为构造通道和矿石沉淀的场地准备；(2)认为两者在成因上的联系是一个极为复杂的问题，就目前的研究程度来说，很难得出肯定与否的结论，对这个问题的讨论必须持谨慎的态度；(3)国内外不少研究者从剪切带活动过程中的地球化学作用、金矿床的成因特征及有关的实验研究入手，认为全矿与剪切带在成因上有明显的内在联系。对于一些与中、新生代小侵入体有关的金矿床的成因，目前的解释为在(特)大型的剪切一滑脱构造带，由于岩石本身所含挥发份和携入深部的水，在剪切带的活动过程中使其深部以流动作用为主而形成深融花岗岩生并通过剪切带的活动到达近地表的上部构造层次一脆性剪切破裂带，这样便是我们所见的沿剪切带成线状分布的小岩体。若发育剪切带的岩层厂岩石中有一定丰度的Au(2ppb足够了)，通过剪切带长期活动过程中的一系列作用，在有利的构造一岩体部位形成具有经济价值的金矿床。如赣北的金山金矿，目前有一种认识认为属此成因，而且生产单位提供的钻探资料表明，沿双桥山组中的控矿剪切带分布的斑岩体确实是上大下小，深部无根。在剪切带活动过程中，岩石的变形与矿物成份变化彼此密切相关，其在矿物应力蚀裂和压溶作用中的表现，近来倍受地质学家的重视。A。比奇(1985)在讨论了压溶作用中化学梯度及其影响因素后得出结论，若同时考虑正在溶解和沉淀的相的化学成份、矿物成分、粒度和位错密度诸因素，将导致提出一个新的压溶作用模式，其中产生压溶作用的压力大大低于现行仅有应力元素的压溶模式的预期值。由于剪切带的活动是以快速的地震错裂和缓慢的岩石应变相交替，且以后种形式为主，因而其应力作用亦是持续而缓慢的，其中矿物的压溶作用速度之慢，目前尚无法确知，但因剪切带发育的长期性又使之表现得十分明6显。如与剪切带有关的金矿床一般都有明显的岩石退化变质现象，表现在围岩蚀变特征上均有硅化、绢云母化和绿泥石化蚀变带发育，而且硅化蚀变的强度与金的矿化强度具明显的正相关关系。对此，目前的认识是，在剪切作用过程中，剪切带内的硅酸盐矿物(如长石、角闪石、辉石、云母类等)由于其晶体结构特点及内部的一些空位、缺陷，在应力作用下变得不够稳定，其中的K、Na、Ca、Mg、Fe等组分伴随压溶作用而向主剪切带两盘迁移，而SiO2则趋向稳定的Si一0四面体结构和最紧密堆积。且剪切带脉冲性活动过程中，一般地不大可能有足够的空间和时间使其形成粗大的晶体，而只能以雏晶一硅化形式产出。因此，剪切(应变)带的中心部位由于受应力作用时间长、应变量大，SiO2相对集中，表现出的硅化就强，其间的一些过渡性产物便是绿泥石、绢云母等。同时，Au的地球化学性质也决定了它能同Si质一样相对聚集在强应变带。这样，在横切剪切带中金矿体的剖面上便出现了由围岩→初糜棱岩→糜棱岩→超糜棱岩(即应变由弱→强)而依次为原岩→绿泥石化蚀变带，绢云母化带→硅化带（浊变作用也由弱→强)，而Au的含量亦自围岩向超糜棱岩带逐渐增高。所以，人们便将这种与剪切带活动有关的成矿作用称之为构造一侧分泌作用，或构造动力成矿作用，不过，对于金在剪切带中的地球化学行为和具体的成矿机制，目前的了解尚欠深入，有待进一步的研究。参考文献：[1]Antho