漢陰縣金斗坡金礦床韌性剪切帶特征及找礦標志

吳軍 黃龍 王國安 陳柯旭

摘要：金斗坡金礦位于揚子板塊北緣，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造北翼，礦區構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，剪切帶內發育順層掩臥、尖棱褶皺、黑色斷層泥，硫化物。巖石的顯微組構也反映主要蝕變礦物的變質作用與金成礦具有相關性。韌性剪切帶控制了金礦化帶的時空展布和礦化類型，且在合適的位置富集成礦且礦體附近（幾米至十幾米）存在一條韌性構造帶或炭化帶。進而總結了該區5條找礦標志。

關鍵詞：金斗坡金礦；脆一韌性剪切帶；礦化過程；找礦標志

1.區域地質和礦區地質

1.1區域地質概況

漢陰北部金礦田位于南秦嶺牛山穹窿北翼，西鄰揚子北緣漢南隆起區，東接武當古陸。大地構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單元、石泉一神河韌性滑脫逆沖推覆帶三級構造單元（高雅寧等，2016）。區內斷裂發育，以韌性剪切斷裂為主，脆性斷裂次之。韌性剪切斷裂規模較大，呈北西西一近東西向橫慣全區（陳高潮，2007）。見圖1。

區域主要褶皺構造為陳家院子一干溝口復向斜，復向斜南翼由下志留統變泥質碎屑巖和寒武一奧陶系洞河群構成。該向斜常被一系列次級褶皺復雜化，形成尖棱狀、舒緩波狀緊閉型、開闊型逆沖推覆褶曲構造。此外，礦帶內還發育5條大型脆韌性剪切帶，呈近東西向展布，控制著礦帶內礦床、礦點的分布。沿主干斷裂和韌性剪切帶兩側，發育與之平行展布的次級斷裂和層問破碎帶，控制金礦體的產出。

本區經歷前印支期以伸展滑脫構造作用到印支期南北向擠壓構造作用，到燕山晚期，構造運動為北北東向的張性節理。

區域上廣泛分布的下志留統梅子埡組含金層位中已發現礦床、礦點、礦化點數十處，形成長達90km的金成礦帶，區域內已發現有羊坪灣、酒店、黃龍、鹿鳴、長溝、柳坑、金斗坡、范家溝、八廟溝等金礦床、礦點。

1.2礦區地質特征

1.2.1地層

金斗坡礦區主要出露地層為下志留統梅子埡組，為一套以細碎屑巖為主的中、淺變質巖系。總體表現為淺變質強變形的巖石系列，片理化、劈理化強烈，揉皺（局部褶皺）發育。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。橫向巖性基本穩定，疊置厚度變化大，原巖為一套含炭陸源泥砂質細碎屑巖建造組合。為大面積的淺海陸棚相沉積。區域上，與泥盆系斷層接觸，與下伏地層構造面理平行接觸。

礦區出露地層為下志留統梅子埡組中上部，劃分的兩個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內重要的含金層位。

第三巖性段（S1m3）：灰一深灰色變砂巖夾絹云石英片巖、灰黑色炭質石英片巖。第四巖性階段又細分為兩個亞段，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、順層韌脆性構造發育，見硅質細脈、條紋及黃鐵礦顆粒，局部見黃鐵礦微細脈，為區內主要含礦層。

1.2.2金礦化體特征

金礦化賦存于下志留統梅子埡組第四巖性段，金礦化主要受區域脆—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、扁豆狀產于韌脆性剪切斷裂帶中，礦（化）體具尖滅再現、側現規律，總體產狀與韌脆性剪切斷裂帶產狀一致，產狀較穩定。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，帶內巖石變形強烈，片理化發育，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、膨脹收縮現象。礦體產狀300°-355°<30°～59°，礦體平均產狀329°<35°。

2.韌性剪切帶特征

2.1區域剪切帶特征

區域上控制礦床和礦體空間分布的構造主要有褶皺、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成一個完整的成礦構造系統（李希，2011，礦物學報）。

秦嶺造山帶南緣與揚子地塊結合地帶形成的前陸逆沖一褶皺帶。由千受印支期華北和揚子地塊陸陸碰撞的影響，南秦嶺產生了大型推覆體、滑脫帶，發育韌性剪切帶的變質與變形，一種是沿被動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）。

金斗坡金礦地處石泉一神河滑脫逆沖推覆帶三級構造單元，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131km，南北寬11km-19km。屬早期伸展剝離固態流變橫向構造置換后，經主造山期推覆走滑拼接多期復合（兩期：早期剝離，晚期推覆）的強應變楔狀構造變質增生地質體。表現特點為不同時代、不同巖相、不同性質的地層體相互拼接、無序疊置，形成規模大小不等的條帶或透鏡體，構造樣式主要為強烈縱向構造置換條件下的平行面狀的構造巖片。

2.2礦區韌性剪切帶特征

（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80km，寬約150m-200m，走向為300°-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，產出于下志留統梅子埡組（S1m）中。

（2）運動學特征。該韌性剪切帶主要表現為巖石呈構造糜棱巖特征，隨變質變形不同，巖石片理化強弱有別。而因巖石能干性不同，韌性剪切帶的宏觀露頭亦不同。帶內可見石英脈拔絲狀構造及旋轉碎斑等脆韌性剪切帶標志，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象。

韌性剪切帶內發育順層拖拽褶皺及石香腸構造。石英脈發育。局部可見明顯的揉皺及炭化現象。根據石英脈被剪切后的形態判斷剪切作用性質多為右行剪切作用（圖3），但也有少部分為左行剪切。剪切帶內S1面理與S2面理平行，產狀300°-330°<45°-60°。

（3）動力學特征。根據韌性剪切帶內S：的發育情況推斷，該韌性剪切帶形成于擠壓體制下的韌性推覆變形。前人據在S。滑劈理面上黑云母變斑晶的K-Ar同位素年齡測定為184Ma，表明本次褶皺變形及S2的產生時代應該為早燕山期。

（4）礦床、礦點的分布。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造，沿該韌性剪切帶還分布多個金的化探異常。

2.3礦區脆一韌性剪切帶特征

金斗坡礦區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條次級脆一韌性剪切帶共同構成RF3脆—韌性剪切帶（圖4）。

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

2.4金的賦存規律及典型變質礦物學特征

（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系密切，特別是這兩種巖性中夾變質石英砂巖或變質粉砂巖時，于礦化更為有利，二者接觸面及其附近，多是金礦體產出部位。

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

角閃石為灰綠色，呈長柱狀，半自形晶，粒度0.3mm～1mm。絹云母為細粒鱗片產出，受應力作用呈長條狀，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，多為篩狀變晶結構、殘縷結構，在其微裂隙中發育較多黑云母。石榴子石是區域變形變質作用的基礎上疊加一期熱變質作用形成的，其微裂隙中的黑云母發育于此熱變質作用之后（如圖8）。

2.4.3變質作用與金礦化的關系

金斗坡礦區與金礦化有關的熱動力變質作用屬于印支晚期，是主要成礦期。通過對含金石英脈包裹體測溫顯示為中低溫成礦。這一時期產生多層次逆沖推覆斷層，S2面理大量產生。經過構造運動，擠壓推覆作用在弱應變區發生了強烈褶曲，S。逐漸被S：所置換，此時的共生礦物組合石英+白云母+鈉長石，溫度在300～2～400～2之間，壓力為0.5GPa～.8GPa；在強應變區形成了韌性剪切帶，當擠壓應力減緩時，剪切帶處產生大量的熱，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℃）的熱變質作用與金礦化的形成有密切的關系。在區域變質的晚期，還形成了高壓變質礦物硬綠泥石。當擠壓應力再一次減緩時，早期韌性剪切帶中的破裂面大量產生，發展為推覆型韌—脆性剪切帶。

3.韌性剪切帶與金礦化的關系

研究認為RF3-1脆一韌性剪切帶構成了金斗坡礦區的導礦、聚礦、容礦構造組合系列。金礦化與構造變形有著時空制約關系（見表1）。

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

在空間上礦化強度受剪切帶的規模制約，礦化類型與剪切帶性質息息相關，剪切帶規模大小、退化變質作用強弱及蝕變作用強弱與金礦床規模、礦化強度呈正相關。

3.1 RF：3韌性剪切帶演化與金礦化過程

金斗坡礦區內金礦（化）體產出在RF3脆一韌性剪切帶，為三級構造之間的流體壓力和/或溫度差是流體運移和Au沉淀的主要原因。剪切帶中的巖石發現強片理化或糜棱巖化，局部形成構造角礫巖炭化帶。其成礦過程可分為以下三個階段：礦化胚胎階段、自然金形成階段和張性裂隙發育階段。通過剪切變形，巖石具一定的糜棱巖化，這種構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，結晶出呈浸染狀分布的含金磁黃鐵礦。磁黃鐵礦對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進行，這種容礦構造再次變形、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元素攜帶到容礦構造中，交代早期的含金硫化物（黃鐵礦、磁黃鐵礦），并形成自然金。金斗坡礦區成礦流體（石英脈流體包裹體）測試溫度為250℃-350℃，引起Au-S絡合物分解，自然金沉淀階段。

3.2含礦地質體特征

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

由于其賦礦特征，賦礦巖石多發育小碎裂、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.找礦標志

（1）構造帶、炭化帶：構造破碎帶、炭化帶的邊部脆—韌性剪切變形強烈。次級裂隙極為發育。含礦熱液、流體在進入這些部位后被滯留，由于氧化還原環境的改變，礦液與圍巖進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志，區內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、變質砂巖或砂質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造帶是區內找礦的構造標志（如圖10）。

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