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1、第4 5 199 卷第2期 9 年 3月 GE 论评 I C A L R E V IEVV V o l . 45 M a r . N o . 2 1 9 9 9 韧性剪切带型金矿成矿模式 陈柏林 董法先 李中坚 (中国地质 科学院地质 力学研究所 , 北京 , 1 00 08 1) 内容提要剪切带型金 矿是 一 种重 要 的金矿床类型 , 深层次韧性剪切变 形 是 金 元 素 活 化迁 移过程之一 , 导致 含金动 力 变质热液 形成 ; 中浅层次的 韧脆性剪切 变形区是金元 素聚集 成矿部位 ; 韧性剪切 带的 不同 变形层次及其断层 岩 类型制 约 着 金 矿化类型 。 剪切 带型金矿 床
2、具有 成 矿滞后 、 空间规 模差异 、 物源指 示差异 、 韧性 变形强度 与金元素含 量呈反相 关等特 征 。 长 期 演化的韧性 剪切 带 是 剪 切 带型金矿床形 成 并导致 多种 金 矿化 类型叠 加 、 形 成 大型金 矿床的 有利 条 件 , 也是 寻找大 型剪 切 带型金矿床的有 利 地区 。 关健词韧性剪切带金 矿床成矿模式动 力变质 作用 i Sh a o n 川和R a ma s y川最早发表了 韧性剪 切带的经典论著 , 即它是呈带状展 布的 、 发育于地 壳一 定深度的高应变带 。 几 乎 同时 , o B yl e 3于 1 9 7 9年 首次提出韧性剪 切带型金矿
3、 一种成 矿机制与 控矿因素都与韧性剪切带有关的金矿床类型 。 此后 , 有关韧 性剪 切带的理论 、 应用和 剪切带型 金矿床的 研究均取得了很大的进 展 二 一8, 不仅发现蚀变 糜 棱岩型金矿与韧性 剪切带 有 关 , 一“ , 而 且 发现相当数 量 原划分为石英脉型的金矿 床也与韧性 剪切带有关1 6 5一 川 , 并依 据剪切带理论找到了一批剪切带型金矿床 。 与此同时 , 对韧性 剪切带控矿机 制及韧性剪切变形 作用对成矿元 素迁 移和富集关系研 究也取得了进展, 6 9 ” 3 7 2 2一2 9。 这 些成果得到了大多数 学者的 认可 , 但也有一些学者认为韧性剪 切作用本身
4、导致成 矿的 可能性不 大加二 。 笔者从构造 演化 、 发展的时空角度 , 认为韧性 剪切带 的成生 、 造山带的演 化与金矿床具有密切 的关系 , 而且 正是构造 变形 时空演化特点决定了不 同类型金矿化(如石英脉型 、 构 造蚀变 岩型 、 蚀变糜 棱岩 型)的有机组合 , 构 成大型 、 特大型金矿 床 。 1 韧性 剪 切 带 成矿特征 断层双层结构模 式川表 明一条 大的构 造带从地表 至地下深 处 依次表 现 为脆性 、 韧脆性和 韧性变形 , 并 发育各 自相对应的断层岩 类型 。 糜棱岩只发育在1 0一 1 5 km的中深层次的韧性 剪切变形域 。 由于在深部温度高 、 压力
5、 大 、 岩石塑性大 , 韧性剪切变形的影 响 , 使A u 的 化学位 升高 , 且变形 越强 , 化学位越 高 , 具有高化学位的元素是不稳定的 , 将脱离原来的矿物或岩石中 的赋存 部位 , 与其他成矿元素及i S 、 K 、 N a 、 H 20 等组分一起被活化 分异 , 形成含金 热液(或称动 力变质热液户 7 3 32。 因此 , 深层次 韧性变形是金等成矿元素的活化迁出区 , 其结果是韧性剪切 变形越 强 , 岩石中 A u 等成矿元 素含量越低 。 例如 : 河南 熊耳 山地区篙坪沟和青冈坪金矿床 , 安 徽界岭金矿床均有 这种特征(表 1) 。 这也是造成地球化学降低场咖
6、3 3一 川的 原 因之一 。 在 浅 部 , 由于温度 、 压力 偏低 , 韧性变形较弱 , 主 要表现为 脆性破碎 , 元 素化学位降低 , 加上 本文 1 99 7年H月收到 . 19 98年5月改回 , 章雨旭编辑 。 第 2 期陈柏林等 : 韧性 剪 切带型金矿成矿模式 其他 物理 化 学条件(如Eh值 、 pH 值等)的 改变 , 导致A u 等 成矿元素聚集 , 形成矿床 。 因此 , 在岩石中存在金等成矿元 素的前 提下 , 一条剪 切带 自地表至深部的变 形对金矿成矿作用的贡献可 划分 为深部 韧性(超韧 性)剪切 变形 的元 素分异 迁出区和中浅 层 次韧 脆 性一脆性 剪
7、 切 变 形区的成矿元 素聚集区(图 1) 。 在元 素聚集区依据 赋矿剪切带 变形层 次 的差异又可 分为 3个亚区 , 对应 3种金 矿化类型 : (1 )在韧脆性 转换区域 , 由于温度 、 压力 较高 , 韧脆性 剪切变形仍较强烈 , 形成 糜 棱岩 或构造片 岩 , 当含金动力 变质热 液在 温度 、 压力 、 构 造应力和化学位差异等因素驱 动下由迁出域沿韧性剪切带上升 , 在韧脆 性 糜 棱 岩 中沿 C面理或 微 裂 隙发生交 代蚀变和 矿化 , 则可形成蚀 变糜 棱 岩型金矿 , 这种蚀 变糜 棱 岩 中的含金微细石英 脉往 往 表 1 糜棱岩 中金含 t T ab le 1
8、Thegol d eontents in mylo nite 产产地地岩石石金含量量资料料 ( ( ( ( ( ( (只10一 9) ) ) 来源源 青青冈坪坪初糜棱 岩岩 420 0 0 3 0 1 1 1 # # # 超糜棱岩岩 1吕0 0 0 0 0 青青冈坪坪初糜棱岩岩 岁岁岁2 2 2# # # 超糜棱岩岩岩岩 高高坪沟沟初糜棱岩岩 : : : : : 1 1 1 5# # # 超糜 棱岩岩岩岩 安安徽界界糜棱岩岩 552 . 3 3 3 仁 1 4 岭岭金 矿矿千糜岩岩 3 8 6 . 6 6 6 6 6 片片片糜岩岩 1 57 . 3 3 3 3 3 邻碧刊 淤椒弓软留启 在 l
9、mm 左右或更细 , 这已被河台 、 金山 、 界 岭 、 排山楼 等金 矿中众多含金 糜棱岩 组 构 研究 所证实 o , “ , “ ,2 3,24,3 7口。 (2 ) 在韧 脆性转 换带 之上 , 剪切变形 往 往形成 略具 定 向排列的碎粒岩或 碎 粉 岩 , 当含 金 热 液 沿剪 切带上升至该处 时 , 沿着 碎 粒 岩的微裂隙 或 全 岩发生 交代 蚀 变和矿 化 , 则 形成 构造 蚀 变岩型金矿化 类 型 , 如山东焦家 、 福建 何宝山 5 , 6,3 7,3 8) 。 (3 )在 地 壳浅部 , 剪 切 变形表现为 脆 性断裂或裂 隙带 , 当含金热液上 升至该 部 位
10、时 , 沿脆性断裂或 裂隙 带充填蚀 变和矿 化 , 则形成细 网脉 或石英 脉型金 矿化 , 如 中国胶 东玲 珑 、 安徽五河 及加拿大阿比梯 比金矿等 5 , 6 , 5一 20 、 3 9。 因此 , 对于剪切带型金 矿 而言 , 因含 石英脉 犷 困 草婆 浊变岩 型 困 索婆演 困 烈幕 到率习 图1 剪 切带变 形域与金 矿 化 类型关系图 F ig . 1 M apsho wi ngre la tionship b etwe en types o fgo ldmin era liz ationan dh s e a r d elormation 矿热液及 成矿元 素来源于更 深
11、层次的韧性变形区 (域) , 组分 研究往往显示出深源 、 具变质热液 型 “ , 4一 6 , 9, 2 6 , 35或具 改造 型 4 0的特 征 。 2 韧性剪切带演化与金矿化类型的叠加 韧性 剪切带 大多数发育于造山带 内 , 在造山带 演化 过程 中 , 韧性 剪切带的演化 表现为被不 断抬 升剥蚀 , 而深 部大 规模韧性剪 切变 形持续 进行 。 相对 于先期韧性剪切带 来说 , 变形层次 在 不断下移 , 其结果是稍早的深层 次韧 性剪切变形糜棱岩被抬 升 , 当上升超 过 韧脆性转 换 带时 , 则 在其 上叠加韧脆 性和脆性 剪切 。 在 这种演化过程中 , 随着抬 升 、
12、 剥蚀和深层次 剪切变 形的发 育 , 动 力变质分异作用 也在持续进行 , 对 任一 时刻的韧性 剪切带而言 , 动 力变质 含金 热 液都可 能沿剪切带上升 , 在韧 脆性 、 脆性域 , 甚 至近地表的 不同部 位形成相应蚀变糜 棱岩型 、 构 造蚀变 地质论评 199 9 年 岩型和石英脉型金矿化 , 从而造成不同类型金矿化 的叠 加 。 造山运 动 、 地壳 隆升和韧性剪切变 形 是持续多 阶段的 , 上述分异一运 移一富集 成矿过程 也将发生 多阶段叠 加 , 构成复杂的矿化类 型叠加组 合型式(图 2) 。 北 京 怀柔崎峰 茶一得田沟金矿就是 在蚀变糜棱 岩型基础 上叠加石英
13、脉型金矿化最 典型的实 例(图 3A), , 这 种 矿 化叠加有 时甚至出现如焦 家金矿 那 样稍 晚 形成 的 石英脉型金 矿化 位于稍早形成的构造蚀 变岩型金矿 化之下的反序现象(图 3B户 5 司。 第川阶段石英脉型 叠加在第 1 1 阶段构 造蚀变岩型和第I阶 段蚀变糜棱岩型之士 . 钊右拍比 日 第川阶段 构造 蚀变 岩型叠加在第 1 1阶 段蚀变糜棱岩型之 上 :韧性变形 1 1 1阶段蚀变糜棱岩型 造山运 动中 , 韧性剪切带 、 矿 化带抬升剥蚀与动 力变质分异成矿作用同步持续 进行 图2 构造 演化与 金 矿 化 类型叠加复 合关 系模式图 F ig . 2 M odelo
14、 f the r e l atl onship be tw e enstruetu r alevo lu tl on ands upe r一m po sed g old m lner a ll z a tlon 3 剪 切带型金矿床特征 (1 ) 时间滞后效应即剪切带型金矿床(包括蚀变糜棱岩型 、 构造 蚀 变 岩型 和石英脉型)的 成矿作用 往往比其赋存的 韧性 剪切带 、 糜 棱岩的 剪切变 形 时代稍 晚 , 有时 甚至晚较 多巨 3 吕 , ” , “ , 3一气 2 6 30 3二。 (2)空间规模差 异 由于一条剪 切带在脆性域的规模往往较小 , 而在 韧性域的规 模要 大得 多川
15、 , 在造山带演化过 程 中 , 稍 早 形成的 韧性 剪切带被抬至地表后 , 持续进 行 的深层次 韧性 变 形 规 模虽然仍很大 , 但叠加在稍 早的大规模的韧性 剪切带之上的韧脆性 、 脆性剪切带的规模往 往小得多 , 而金矿化 则聚集 沉淀在这些较小规模的剪切带内 。 如广 东河 台金矿 , 整个韧性剪切 带达 25o 0m , 而强矿 化蚀变的糜棱岩一般 1一3 0 m , 多数仅 2一5m l 。铸江 西大背坞 金矿韧性 剪切带宽 SOOm , 而其 中含金剪切 带一般 1一sm , 最 宽 7一 1 0 m 刀 ; 加拿 大 安大略 省赫姆洛金 矿 含金剪切带 仅 1一1 0 m
16、沁口 . (3 )物源指示差异 即 金矿床成 矿物 质 来源往 往是深部 或 容矿围岩 , 这是因为对于韧性剪 切带中金元素聚集沉 淀成矿区(韧脆性一脆性域)来 说 , 由深层次韧性剪切变形而 引 发 的动力 变质分异含金热液 , 其形成深度明显较大 , 且这种动力变质分异作用 形成的 含金热液 与岩石变 质作用产生的 含金 变质热液之 间是很 难区别 、 甚 至是没有区别的 ;另 一方面韧性 剪切 变形过程 中产 生 的 动 力变质分异含金热液 在沿 剪切 带上升过程 中 , 特别 是到达地壳 浅层 时 , 也 会有大气 降水的 混人 。 因此 , 不 论是 加拿 大 阿比梯比绿岩带帅 , 9、 西澳 地 盾川 , 还 是 中 国 。 , ,卜吓 3 ( ) 3 5 , 2 56的 韧性剪切带型 金矿床 , 成矿物质 来源往 往是 太古宙 变质 岩 , 成 矿流体 第 2 期陈柏林等
