桐柏老灣韌性剪切帶與金礦化關系

史革武

（桐柏興源礦業有限公司，河南 南陽 474700）

桐柏老灣韌性剪切帶與金礦化關系

史革武

（桐柏興源礦業有限公司，河南 南陽 474700）

桐柏興源礦業有限公司，前身為老灣金礦，已開采16年，屬于典型的構造蝕變巖型金礦床。老灣韌性剪切帶是一個發育時間較長，活動期次頻繁的構造。早期以韌性走滑為主，后顯壓扭及張扭性，后期又復活疊加了脆性斷裂構造。金礦化與變形強度具有非線性關系，脆一韌性變形轉換強烈部位有利于成礦，且在顯微裂隙發育部位最易形成富金礦。經坑探在此上上河區驗證，發現新的工業礦體，對在一定程度上延長了礦山服務年限。

黃金礦山；韌性剪切帶；金礦化（體）；成礦規律

1 概述

1.1 地質背景

老灣礦區及外圍出露地層主要為中元古界龜山巖組，礦區外圍出露古生界的二郎坪群和下元古界的秦嶺群。秦嶺群主要分布在松扒與大河之間；二郎坪群分布在大河以北、桃園巖體以南的廣大地區；龜山巖組分布在本區南部老灣花崗巖體附近。如圖1所示。

圖1 區域地質略圖

桐柏山—大別山地區，由北向南分布著龜山—鯰魚山韌性剪切帶,翟家溝—五岳韌性剪切帶和桐柏—商城韌性剪切帶。三條韌性剪切帶近平行展布，構成了該區的構造骨架。老灣韌性剪切帶就是龜山—鯰魚山韌性剪切帶的一部分。

龜山巖組位于老灣花崗巖體北側，北與雁嶺溝巖組、石槽溝巖組為斷層（松扒斷裂）接觸，呈條帶狀分布，主要巖性為二云石英片巖、斜長角閃片巖、斜長角閃巖、變質石英巖等。上上河金礦床產于此層位中。

老灣韌性剪切帶總體呈近東西向展布，寬1～2km,長23km。北側為松扒斷裂，該斷裂位于礦區北部，基本控制了礦區北部邊界，結構面不發育，走向上延伸較大，長約20余km。主要結構面走向275°～280°，北傾、傾角67°～78°。在主斷面內，常被后期相互平行的花崗斑巖脈充填。它是一個發育時間較長，活動期次頻繁的構造。早期以韌性走滑為主，后顯壓扭及張扭性，晚期又復活疊加了脆性斷裂構造。

1.2 老灣韌性剪切帶的構造變形特征

老灣韌性剪切帶特殊的構造背景，形成了復雜的變形特征。根據變形變質特征，可將老灣韌性剪切帶自北向南劃分為四個強弱應變帶圖 （如圖2所示）。組成強應變帶夾弱應變域的構造變形圖像。

帶內變形的巖石以局部應變集中與弱應變域相間格局和應變轉換為特征。這與韌性剪切帶較為均一的變形特征是不同的。帶內常見由糜棱巖、千糜巖構成強應變帶，和由糜棱巖化巖石、構造透鏡體、弱片理化帶構成弱應變域，空間上強應變帶和弱應變域相間分布，交替出現，構成強應變帶分隔弱應變域的平面條帶狀結構。這一變形構成主要是由于巖性差異而表現的，并且巖性差異越大，這種特征越顯著。而導致平面上老灣韌性剪切帶在橫向和走向上都呈現分帶性的特征。

1.3 老灣韌性剪切帶的構造變形標志

前己述及，老灣韌性剪切帶變形巖石主要是中元古界龜山巖組，主要巖性為二云石英片巖、斜長角閃片巖、斜長角閃巖、變質石英巖等。帶內變形以局部應變集中與弱應變域相間交織格局和應變轉換為

特征，變形組構多樣，不同尺度變形標志均較明顯。其中糜棱面理、S-C面理、拉伸線理、分異條帶、旋轉碎斑系、脈體剪切變形和形態多變的緊閉同斜褶皺等變形跡廣泛發育。按重結晶程度及變形強度可分出：糜棱巖化巖石、初糜棱巖、糜棱巖、千糜巖等。

圖2 老灣金礦地質構造簡圖

S-C面理是韌性剪切帶的標志性組構之一，S面理是統計性的貫穿面理，受應變橢球體主軸的控制，在變形巖石表現為重結晶顆粒的定向排列，

C面理為非連續性剪切應變面理，由一系列平行于剪切帶邊界的剪切應變帶間隔排列而成，表現為層狀礦物的定向排列。通常S面理和C面理之間存在一定的夾角，隨著應變的增大二者逐漸趨于平行。典型的S-C組構發育在剪切帶中的強應變帶內，S面理產狀在剪切帶內不斷變化，總體呈S或反S形。S面理的中央多趨近于與主剪切面平行，邊緣則與主剪切帶呈近45°斜交。C面理平行于剪切帶的邊界，代表韌性剪切帶的主剪切面（如圖3所示）。在剪切帶內C面理將剪切帶分割成許多小的剪切帶。

圖3 斜長角閃巖中發育的S-C組構

帶內礦物的拉長現象比較普遍，其中長石呈眼球狀或長透鏡狀，龜山巖組中的石英被強烈拉長呈拔絲構造，云母、綠泥石等礦物受到剪切作用發生定向排列構成明顯的礦物拉伸線理。在韌性剪切帶強應變帶中，可以見到早期長英質脈體經強烈的塑性變形而呈腸狀和不規則狀。還見有一些早期的脈體、地層中的強干層、變質巖中的分異層等被壓扁拉長，甚至拉斷呈石香腸狀構造，反映了塑性變形成因的特征。

碎斑系在該剪切帶內也較常見，主要發育在斜長角閃巖中，主要由長英質礦物構成斑晶。常見粗大的鉀長石斑晶。

在走滑剪切間段也常常有 “Z”型剪切褶皺出現，一般形成于剪切帶內的強應變帶內。另外剪切帶強應變帶內巖石中發育有緊閉同斜的片內褶皺。野外關系表明，這些片內褶皺應是走滑剪切帶變形之前構造變形的產物，其現今產狀受到走滑剪切變形改造所致。說明在走滑剪切帶變形之前區內曾遭受過近南北向擠壓應力的作用，發生褶皺和逆沖推覆剪切。

1.4 韌性剪切帶演化期次劃分

綜合野外觀察與室內分析，結合豐富的基礎地質資料，根據各類變形組構的穿插、交切、疊加復合關系以及運動學和動力學特征，進行了綜合對比分析認為老灣韌性剪切帶構造變形大致可劃分為三個變形期次：

第一期變形：早期擠壓韌性剪切變形。

該期變形與區域性擠壓剪切有關，出現的構造類型有以透入性軸面劈理為主的面理、線理、一系列樞紐近東西向的緊閉同斜褶皺。拉伸線理近直立、褶皺樞紐呈東西向延伸等都是在近南北向的擠壓力系作用下的構造變形形跡。由于后期構造疊加和改造，所見這類褶皺均不完整，部分地段較難識別和恢復。強變形帶內常發育糜棱巖，形成了類似于韌性剪切帶內的強變形組構。此外，形成于不均勻擠壓與剪切共同作用的動力學環境中的不對稱或不協調褶皺在韌性剪切帶內也可見到，同時寬緩的糜棱面理褶皺也有發現，其軸線方向與主體構造線一致，顯示有多期疊加現象。也說明動力環境由韌性向脆-韌性轉換變形形成了褶皺由緊閉同斜向不協調乃至疏緩褶皺的逐漸過渡，動力環境由強烈擠壓向剪切-擠壓、擠壓-剪切變化。變形時期為加

里東晚期。

第二期變形：中期中淺部構造層的走滑脆－韌性剪切變形。

由于南北向的俯沖碰撞之后動力學環境轉變為區域性的走滑剪切，這期變形以發育北西向脆－韌性剪切帶為特征。變形廣泛，全區均可見到。所見構造類型有劈理、線理、節理、裂隙、S-C面理、碎斑系等。

典型的S-C組構發育在剪切帶中的強應變部位，是在簡單剪切作用下，礦物發生旋轉、重新定向排列、新生礦物定向或重結晶礦物定向生長作用等形成。一般來說，S面理與C面理不是同時發育的，生成時間是先出現S面理，到一定的時間再出現C面理。S面理產狀在剪切帶內不斷變化，總體呈S或反S形。S面理的中央多趨近于與主剪切面平行，邊緣則與主剪切帶呈近45°斜交。C面理平行于剪切帶的邊界，一般可以代表韌性剪切帶的主剪切面(圖6)。由于沿C面理發生過剪切 滑動，所以C面理表現為分劃性的不連續面，其上常有與剪切方向一致的滑動線理。在剪切帶內，C面理將剪切帶分割成許多小的剪切帶。

碎斑系的變形特征，在一定程度上也反映了不同變形帶應力環境的差異。韌性剪切帶強應變部位內，變形碎斑細小、密集，旋度大，具強烈擠壓研磨的特征。多由硬度大的粗粒狀礦物發生旋轉拖曳而形成“ó”型碎斑。在龜山組地層的斜長角閃巖中，發育變形碎斑粗大、疏散，旋度小，一般這也常發生于強弱相間的巖性段內，受巖性制約明顯，是在強烈剪切力偶作用下的構造變形。如圖4所示。

圖4 發育于斜長角閃巖中的旋轉碎斑構造特征素描

變形的幾何學、運動學及動力學分析表明，本期變形和第一期韌性變形是韌性剪切帶變形演化的主體。隨著構造層次由中深部向中部、中淺部逐漸轉化，其構造變形也發生著由韌性—脆－韌性—韌－脆性剪切變形的連續演化，構成了本區韌性剪切帶變形系統較完整的形變組合。該期變形與板塊俯沖碰撞之后過程中的區域性走滑作用有關，因而具有一定的區域構造意義。

第三期變形：后期脆性變形作用。

燕山晚期，在南北向壓應力及推覆作用下，南北邊界產生拉伸及張性扭裂面，花崗巖、花崗斑巖相繼侵位。燕山末期以張扭、壓扭作用為主，在張扭作用下，老灣斷裂形成，成礦期后熱液沿斷裂上侵，形成角礫巖。在壓扭作用下，脆韌性構造復活并追蹤金礦脈形成以壓扭性構造為主的破礦構造，使礦石產生碎裂或形成斷層泥。

老灣韌性剪切帶經歷了早期擠壓剪切變形、中期中淺部構造層的走滑脆－韌性剪切變形和后期脆性疊加變形多期次活動作用，對金礦床(點)、礦脈、金礦(化)體及其礦化現象的分布產出與剪切組構的關系觀察研究發現，從宏觀到微觀金礦化現象主要發生在走滑脆－韌性剪切變形階段或稍晚，產于脆－韌性變形轉過程中形成的各類張性、張剪性裂隙中。所以該地區金礦床的時空分布規律受到了脆－韌形變形轉換控制。事實上對研究區調查研究發現金礦體的控礦構造以及礦化等都與脆－韌性變形轉換有關，因為金礦體或金礦體(化)產出的部位往往是脆－韌性變形轉換過程中形成的各類張性、張剪性裂隙或強弱變形過渡地帶的擴容空間，下文就此進行了詳細剖析。

2 韌性剪切帶對金礦體的控制

脆－韌性變形轉換宏觀上以強應變集中帶和弱應變域相間交織格局為特征;微觀上以脆性位錯、破碎和塑性滑移的共存為特征。脆－韌性變形轉換明顯控制著該區礦床、礦體的分布，由于巖性和變形程度的差異性，韌性剪切帶內部橫向上表現為強應變帶與弱應變域的組合特點，可分出強應變帶、弱應變域及二者的過渡帶，而強應變帶和弱應變域的脆－韌性轉換過渡帶就是金沉淀成礦的最有利場所。所以礦化蝕變帶和礦脈多呈條帶狀、似層狀和透鏡體狀沿脆－韌性轉換域(帶)展布，例如上上河礦區67號脈就是沿脆－韌性轉換域形成的一個大的礦化蝕變帶，并且其內形成了多群組的次級破裂或構造透鏡體，成礦流體多沿著這些破裂或構造透鏡體的包絡線貫入和礦化形成很多礦化透鏡體。

脆－韌性變形的強烈轉換在微觀領域則表現為形變相應在壓性與張性響應之間反復。

張性動力響應的擴容作用抽吸流體和礦質進入變形體系，而壓性響應的緊縮作用又擠壓流體和礦質遷出變形體系，張、壓動力響應構成了一個有機統一的動力作用過程。這種“心臟脈動式抽吸－擠出”機制在脆－韌性變形轉換過程的微觀領域內普遍存在，是動力成礦的一種重要機制，該機制正是流體運動、遷移、沉淀乃至富集的誘因，它加速了流體在巖石、礦物體系內的循環，促進了水巖反應和物質及能量的交換。

本區金礦體或金礦(化)點產出于脆－韌性變形轉換過程中形成的各類張性、張剪性裂隙或強應變帶和弱應變域的變形轉換過渡部位的擴容空間，嚴格受脆－韌形變形轉換控制。金礦化與變形強度具有非線性關系，脆-韌性變形轉換強烈部位有利于成礦，且在顯微裂隙發育部位最易形成富金礦。另一方面金的礦化發生時期晚于韌性變形發生時期，金礦化主要發生在中期中淺部構造層的走滑脆－韌性剪切變形階段或稍晚。

3 結束語

老灣韌性剪切帶南北寬1～2km，東西長23km，目前利用坑探手段對構造控礦規律進行驗證，僅限于剪切帶東部上上河礦區，因此，今后應進一步向中部、西部開展韌性剪切帶成礦規律的研究，由點到線到面，利用新技術、新方法，不斷完善老灣韌性剪切帶成礦模式，開展綜合技術信息資源預測，為礦山遠期探礦規劃提供找礦方向。

[1] 欒世偉.金礦床地質及找礦方法[J].1987.

[2] sibon.斷層閥成礦模式[J].1990.

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