四川廣元市董家院金礦剪切帶構造特征及控礦作用

四川廣元市董家院金礦剪切帶構造特征及控礦作用

王柘1，陽明1，王本達2

(1.桂林理工大學，廣西 桂林541000；2.中國有色集團(廣西)平桂飛碟股份有限公司，廣西 賀州524800)

摘要：董家院金礦區地處揚子地臺與秦嶺及松潘—甘孜褶皺帶結合部，區內金礦體主要為含金石英脈，礦脈形態復雜，以單脈、組合脈和脈群形態產出。礦體的空間分布受區內北東—南西向展布的一組脆—韌性剪切帶的控制。Ⅰ級主剪切帶和Ⅱ級次級剪切帶是礦區金礦形成的導礦構造，而Ⅲ級和Ⅳ級剪切帶卻是金礦的容礦構造；該金礦床為與剪切帶有關的石英脈型金礦床。

關鍵詞：石英脈型金礦床；脆—韌性剪切帶；構造控礦；四川廣元董家院

收稿日期：2014-10-08

作者簡介：王柘(1988~)，男，桂林理工大學在讀碩士，研究方向：礦物學、巖石學、礦床學。

中圖分類號：P542文獻標識碼：A

陜甘川“西北金三角”是世界卡林型—類卡林型金礦床的重要聚集地之一(張復新等，2001)，自20世紀90年代末以來，在丁家林—太陽坪剪切帶內新發現了一些具有一定潛力的金礦床(點)之后，又為該地區的找礦勘探提供了新的方向(劉新會等，2002)。本文研究的董家院金礦即為新發現的金礦床之一。由于該區脆—韌性剪切帶對金礦具有明顯的控制作用，因此對董家院金礦區內剪切帶進行研究是非常必要的，這不僅有利于進一步認識礦區剪切帶的構造特征和查明剪切帶對金礦的控制作用，同時也為該區域今后金礦床的勘查提供依據。

1礦區地質特征

董家院金礦大地構造位于揚子地臺、秦嶺及松潘—甘孜褶皺帶結合部，在陽平關—勉縣深大斷裂的影響下，區內脆—韌性剪切帶十分發育。

圖1　工作區地質略圖 Fig.1　Sketch Map of the Working Area 1.志留系黃坪組中段；2.志留系黃坪組下段；3.志留系滑天坡組；4.Ⅰ級剪切帶；5.Ⅱ級剪切帶；6.Ⅲ級剪切帶；7.Ⅳ級剪切帶；8.千枚理；9.金礦體

礦區出露地層主要有震旦系碧口群(PZ1bk)、寒武系邱家河組(∈q)、奧陶系中下統陳家壩組(O1-2c)和志留系黃坪組(Shn)及滑天坡組(Sh)，含礦地層主要為志留系黃坪組及滑天坡組。志留系黃坪組及滑天坡組系由淺海相、淺變質、強變形的細碎屑巖建造組成，地層巖石泥質成分含量較高，較普遍發育千枚理和含Fe、Mg、Ca的碳酸鹽質斑點狀構造，巖石組合主要包括石英砂巖、絹云母千枚巖、含碳質板巖、絹云母石英千枚巖、變質細砂巖石英千枚巖等。地層受北西和南東兩側深大斷裂的影響，平行于大斷裂呈單斜產出展布，總體走向NE，主要傾向NW，某些地段傾向SE。平行不整合于奧陶系陳家壩組灰黑色炭質、砂泥質板巖及含碎屑石英長石砂巖之上。

礦區構造主要表現為丁家林—太陽坪脆—韌性剪切帶。該剪切帶進入該區后，除形成主帶外，在其北西部和南東部還發育有3條次級剪切帶。主、次級剪切帶均呈北東—南西向平行展布，控制著礦區金礦體的產出和分布。

2脆—韌性剪切帶的特征

2.1　剪切帶的空間展布特征

董家院金礦區脆—韌性剪切帶系為丁家林—太陽坪剪切帶向南西的延展部分，分為主、次級共4條剪切帶。這些剪切帶總體上均呈北東—南西向展布。

(1)主剪切帶——①號剪切帶：為礦區Ⅰ級剪切帶，經宋家灣、黃連坡、新灘→毛埡子、毛兒嶺→青林坡、楊家灣、樊家灣、楊家河，在區內延伸約10km以上，主要發育于志留系黃坪組中段(Shn2)的

中部灰色—銀灰色斑點狀絹云母千枚巖中。該剪切帶北東端(宋家灣、黃連坡、新灘)呈“分支復合” 狀，分支的次級(Ⅲ級)和更次級(Ⅳ級)剪切帶與主帶呈不同程度的銳角相交，總體“帶”寬約1 000m，但單體個的剪切帶僅寬20m～200m不等；中部(毛埡子、毛兒嶺)帶寬約100余m；南西端(青林坡、楊家灣、樊家灣、楊家河)剪切帶呈“膨大”狀，實際上由若干大致平行的次級(Ⅲ級～Ⅳ級)含極為發育的細小復脈狀石英脈剪切帶組成，總體“帶”寬度約1 000m，但單個次級含金石英細脈剪切帶僅寬15m～60m不等。主帶總體走向40°～50°，有些地段達70°～80°，與地層巖石的千枚理走向呈不同程度小角度相交；總體傾向NW，有些地段傾向SE，傾角一般50°～60°，有些地段70°～80°甚至直立。

(2)北西部次級剪切帶——②號剪切帶：屬礦區Ⅱ級剪切帶，經杜家、核桃樹梁→景家灣、劉家山→黃銅嶺、石嶺子灣，在區內延伸約5km～6km以上，主要發育于志留系黃坪組中段(Shn2)的上部灰色斑點狀絹云母千枚巖或絹云母石英千枚巖夾變質細砂巖中。在景家灣、劉家山、黃銅嶺、石嶺子灣等地段，剪切帶由若干平行的次級(Ⅲ級～Ⅳ級)含復脈狀或單脈石英脈剪切帶組成，總體“帶”寬度約300m～600m，但單個次級剪切帶僅寬10m～50m。

(3)南東部次級剪切帶——③號剪切帶

靠近主帶，屬礦區Ⅱ級剪切帶，經李家溝、水溝梁、光華寺、瓦屋梁→對窩坪、水井灣→樊家灣、楊家河、老蛇灣，在區內延伸約10km以上，主要發育于志留系黃坪組中段(Shn2)的下部和黃坪組下段(Shn1)灰色少斑狀絹云母石英千枚巖夾細砂質板巖或變質細砂巖中。在其北東段(光華寺、瓦屋梁)有分支(Ⅲ級～Ⅳ級)與之呈銳角相交，總體“帶”寬度約500m，單個的剪切帶寬40m～100m，中段至南西段“膨大” 并分支(Ⅲ級～Ⅳ級)，總體“帶”寬度約1000m，單個的剪切帶寬50m～100m。

(4)更南東部次級剪切帶——④號剪切帶：屬礦區Ⅱ級剪切帶，在區內發育于古墓坪、董家嘴、焦家壩一帶，分為兩支，向北東延伸在區外復合，區內長約3km，主要發育于志留系滑天坡(Sh)灰黑色—黑色含碳質板巖，硅質千枚巖及灰色絹云母千枚巖中，單個剪切帶寬約100m～200m。

2.2　剪切帶的幾何學特征

礦區剪切帶以發育各種類型劈理、褶曲等為主要特征，同時發育有透鏡體、石香腸等構造，未見有強韌性變形的糜棱巖—超糜棱巖，屬脆—韌性剪切帶。強應變中心以密集的劈理、褶曲和石英脈帶的形式單獨或組合出現，其幾何特征具體如下：

(1)千枚理：屬于一種連續劈理，在該區剪切帶中普遍發育，尤其是在黃坪組中段(Shn2)的中部斑點狀千枚巖發育最為特征，密集的劈理域面上明顯可見的較大的片狀白云母及綠泥石，呈現略帶淡藍綠色色調和柔和絢麗的絲絹光澤。

(2)板劈理：亦是一種連續劈理，主要發育于黃坪組中段(Shn2)的下部少斑點的或無斑點的含泥質較多的板狀千枚巖或板巖、薄板狀細砂巖中，敲擊聲音清脆，可破裂形成大片薄板狀碎塊。

(3)片理：亦是一種連續劈理，在本區不是太發育，有時可見。主要發育在剪切帶內，片理產狀變化較大，在傾角較陡的地段或片狀千枚巖中，劈理特征與千枚巖相近，但其礦物結晶程度較后者為高，可見到大的白云母晶片。

(4)褶劈理：是一種不連續的劈理，在剪切帶內較發育。大多數是由先存的連續劈理(主要是千枚理)形成的緊密相間、平行排列的微褶皺發展而來的。褶劈理的劈理域通常較寬，往往同先存之連續劈理有小角度的相交。

(5)褶皺(褶曲)：在剪切帶內十分發育，類型也復雜多樣，野外露頭與手標本均較常見。含礦的石英脈也常發育各種褶皺(褶曲)形態。據褶皺轉折端的形態可分為圓弧、尖棱褶皺和膝褶3類。圓弧褶皺的轉折端呈圓弧形彎曲，主要發育在剪切帶內的斑狀或少斑狀千枚巖中；尖棱褶皺的轉折端為尖棱狀，常發育于剪切帶內軟硬巖層相間且單層厚度不大的部位；膝褶常發育在剪切帶內的千枚巖、斑狀千枚巖等軟巖層中，有時成群出現。

另外，在剪切帶內還發育一些擦痕、皺紋、交面等各種小型線理及石香腸、透鏡體、窗欞構造等。

3金礦床含金石英脈的產出特征

董家院金礦已發現的金礦體主要以含金石英脈形式產出，多產于志留系黃坪組中段。

3.1　空間分布特征

董家院礦區含金石英脈，與丁家林—太陽坪金礦產出形式基本一樣(劉新會等，2002)，受志留系有利容巖段的脆—韌性剪切帶控制。礦區Ⅰ級主剪切帶及南北Ⅱ級次級剪切帶，控制了石英脈帶的總體展布；Ⅲ級的剪切帶控制石英脈產出，形成脈帶。一個脈帶內往往發育2～3甚至8～9組脈組(石英脈密集帶)，受Ⅳ級剪切帶的控制；單個脈組一般寬10m~20m，最窄5m，最寬可達60m，由幾十～上百條或更多石英脈組成，有時若干條石英脈相互粘連，難以區分出一條單獨的石英脈，即形成所謂“石英復脈”。單個石英脈一般寬幾cm~1m不等，最窄為幾mm的細脈，最寬為可達10余m的巨厚脈。在整個礦區范圍石英脈帶的總體走向40°～50°，與剪切帶基本一致，但脈帶和脈組的產出不如剪切帶連續，剪切帶中有的地段石英脈并不發育，且脈組的走向變化于35°～85°，多傾向NW或N，也有傾向SW或S的，傾角35°～85°不等，有些地段甚至直立。

3.2　形態特征

單個脈體或脈體組合形態產狀復雜，從形態上可以分為：①受小褶皺(曲)及褶劈理控制的石英脈，其形態產狀千姿百態、及其復雜，石英脈形成馬鞍、鉤、δ、蝌蚪、褶疊加厚狀、石香腸、串珠、透鏡狀，M、S、Z型等形態，通常形成復脈；②較為規則的方向、較穩定的石英脈，多為寬度不等的順層單脈，也有穿層的張裂性單脈；③主要受剪切力偶作用控制的近菱形網格狀石英脈，多形成網脈；④受較大褶皺構造轉折端或核部虛脫部位控制的巨型塊體或角礫狀構造的石英脈，往往呈巨大不規則透鏡狀。雖然局部形態產狀極為復雜，但在一個脈組中總體走向是NEE向～近 EW向，傾向多為NNW或N。

這些石英脈在黃連坡、新灘、譚家灣一帶地表硫化物已強烈氧化，多表現為黃褐色褐鐵礦，偶見孔雀石，難見原生硫化物礦物，局部可見少量原生黃鐵礦，極個別可見方鉛礦、輝銻礦，肉眼未見金礦物。褐鐵礦礦染在石英脈中多呈稀疏浸染狀—浸染狀或細脈浸染狀分布，原生黃鐵礦，黃鐵礦以細粒立方體為主，個別可見五角十二面體形晶或立方體與五角十二面體聚晶。石英脈旁圍巖(斑點狀或少斑絹云母千枚巖)一般硅化強烈，也可見星點狀黃鐵礦化，其內黃鐵礦多為細—中粒立方體自形晶，局部他形—半自形細粒的黃鐵礦形成細脈或黃鐵礦—石英細脈，并發生褶曲。

4剪切帶對金礦的控制作用

4.1　剪切帶對金礦床(點)的空間控制作用

區域內，丁家林—太陽坪為受陽平關—勉縣深大斷裂控制呈北東向展布的脆—韌性剪切帶，總體傾向NW，傾角50°~60°，長度大于10km，最大寬度達300m，其自北東向南西依次控制了丁家林金礦、太陽坪金礦和董家院金礦的分布。已揭露的這些礦床的金礦體產狀與剪切帶產狀基本一致，容礦巖石均為受剪切變形作用的志留系(主要為黃坪組，其次為滑坡組)淺變質、強變形的碎屑巖。

4.2　不同級別剪切構造對金礦體產出的控制

董家院金礦區剪切帶主要為Ⅰ級主剪切帶和三條Ⅱ級次級剪切帶，但這些剪切帶主要控制了礦區金礦體的總體分布，而真正控制金礦體產出的構造為礦區發育的Ⅲ級和Ⅳ級剪切帶。Ⅲ級和Ⅳ級剪切帶的發育程度及斷裂的產出形式直接決定了含金石英脈的脈帶寬度及脈帶內單脈體的數量。簡而言之，即Ⅰ級主剪切帶和三條Ⅱ級次級剪切帶是礦區金礦形成的導礦構造，而Ⅲ級和Ⅳ級剪切帶卻是金成礦的容礦構造。

4.3　剪切帶變形強度對金礦體產出形式的控制

董家院金礦與丁家林—太陽坪金礦中含金石英脈的產出形式大致相同，均主要表現為石英單脈、單脈密集帶、復脈帶3個亞型。丁家林—太陽坪剪切帶總體表現為脆—韌性剪切帶的特征，但局部可以呈現以脆性為主的韌—脆性剪切帶的構造特征。張秀琴等(2003)、周遺軍等(2003)認為應將該剪切帶分為早期脆—韌性和晚期韌—脆性2個剪切變形期，并分別對應于2期金成礦作用。以脆—韌性變形為主的丁家林礦區，其韌性變形強，主要發育含金石英復脈；而以韌—脆性變形為主的太陽坪礦區，其脆性斷裂發育，多形成含金石英單脈。雖然該剪切帶是否存在2個剪切變形期的問題值得商榷，但可以看出，丁家林—太陽坪剪切帶的脆性與韌性變形程度的相對強弱在一定程度上決定了董家院等金礦含金石英脈的產出形式。

4.4　剪切帶對金成礦的控制作用

董家院礦區內已發現的含金石英脈對成礦層位具有一定的選擇性，多賦存于受剪切變形作用的志留系黃坪組中段(Shn2)斑狀絹云母千枚巖中。目前，關于丁家林—太陽坪一帶金礦床的礦床成因仍存有較大爭議，劉新會等(2002)認為該地區金礦應為賦存于志留系黃坪組的沉積—淺變質疊加韌—脆性剪切與熱液改造的類卡林型金礦床；而周遺軍等(2003)則認為丁家林—太陽坪金礦帶應為脆—韌性剪切變形形成的石英脈型金礦，成礦流體為構造水。由于國內外對于與剪切帶有關的金礦床在韌性剪切帶與金礦化就時間和成因聯系方面一直存有爭議，因而對于該金礦帶的成因仍有待進一步的研究。但是，丁家林—太陽坪剪切帶對董家院金成礦的控制作用是毋庸置疑的，因此，在該礦區金找礦勘查過程中應重點針對剪切帶控制的志留系黃坪組展開工作。

5結論

(1)董家院金礦區位于丁家林—太陽坪脆—韌性剪切帶南西向的延長部分，發育著呈北東—南西向展布的一條Ⅰ級主剪切帶和三條Ⅱ級次級剪切帶。

(2)礦區剪切帶發育有劈理、褶皺、透鏡體、石香腸等構造，屬脆—韌性剪切帶，其強應變中心具有密集的褶曲帶、劈理帶、石英脈帶單獨或組合出現的現象。

(3)礦區金礦體主要為含金石英脈，其空間分布受礦區Ⅲ級和Ⅳ級剪切帶控制，脈體形態復雜，主要以石英單脈和脈體組合、脈帶形式產出。

(4)董家院金礦空間上受丁家林—太陽坪剪切帶控制，容礦巖石為受剪切變形作用的志留系(主要為黃坪組，其次為滑坡組)淺變質、強變形的碎屑巖；Ⅰ級主剪切帶和三條Ⅱ級次級剪切帶是礦區金礦形成的導礦構造，而Ⅲ級和Ⅳ級剪切帶卻是金成礦的容礦構造；脆性與韌性變形程度的相對強弱在一定程度上決定了董家院等金礦含金石英脈的產出形式。

(5)該金礦床應為一與剪切帶有關的脈型金礦床，受剪切帶控制的志留系黃坪組應作為該金礦今后勘查找礦的重要部位。

參考文獻

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THE SHEAR ZONE STRUCTURE FEATURE

AND ORE CONTROL OF DOGJIAYUAN AU

DEPOSIT IN GUANGYUAN，SICHUAN

WANG Zhe1，YANG Ming1，WANG Ben-da2

(1.GuilinUniversityofScienceandTechnology，Guilin541000；

2.PingguiFeidieCompany(Ltd)，ChinaNonferrousGroup，Hezhou524800)

Abstract：Dongjiayuan Au orefield is in the conjunction area of Yangzi platform and Qinling，Songpan-Ganzi fold zone.The main Au orebody in this area is the Au-bearing quartz vein.The form of ore vein is complex，including single vein，composite vein and swarm.The space distribution of orebody is controlled by the NE-SW brittle-ductility shear zone in this area.The Au ore transmission structure is the major shear zone Ⅰ and the minor one Ⅱ，whereas the ore-bearing structure is the shear zone Ⅲ，Ⅳ.It is a quartz vein Au deposit in relation with the shear zone.

Key Words：Quartz Vein Au Deposit；Brittle-Ductility Shear Zone；Ore Control of Structure；Dongjiayuan，Guangyuan，Sichuan