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1、金矿剪切带成矿地质作用分析摘要：山西右玉金矿床主要产于剪切强变形带内并严格受剪切构造控制。受五台、吕梁期以及后期多期次、多级构造活动的影响，金的成矿作用也伴随剪切构造带经历了从韧性、脆-韧性到脆性的构造演化叠加经过，剪切带金矿化在纵向和横向上常构成剪切构造岩系列和蚀变产物等分带特征。关键词：剪切构造带；导矿构造；容矿构造；构造岩；硅化山西右玉金矿位于山西省右玉县后窑子-火烧滩村一带，为近年来晋西北地区新发现的属于山西省一种新的金矿床类型。通过近几年来对其矿床成因的研究讨论，以为金矿床的构成与其所处的剪切构造带的构成和演化等地质环境密切相关。1矿床地质特征1.1矿区地质大概情况矿区大地构造位置属
2、于内蒙地轴天镇断拱丁11家窑凸起。地层主要分为东、西两大地质单元，西部1为中-低山区，主要由太古界变质的片麻杂岩系组成；东部为丘陵平原区，主要为新生界第四系覆盖层。其中片麻杂岩系主要由黑云石榴二长片麻岩、含石榴黑云斜长片麻岩、石榴钾长片麻岩、石榴正长石英片岩、黑云斜长变粒岩等组成，岩层走向大致呈NE-SW向展布。区内与金矿化密切相关的构造主要为剪切带构造。其构造作用和演化经过在不同的地质时期有不同的形式。新太古代五台期主要表现为韧性强变形，即构成韧性强变形剪切带。古元古代吕梁期主要表现为中等强度的脆-韧性剪切变形，新元古代晋宁期则为相对较弱的脆性变形，二者往往是前期构成的韧性剪切带构造在后期的
3、演化和叠加。区内岩浆岩发育，主要分布有新太古代五台期变质石榴花岗岩、片麻状混合花岗岩，以及古元古代吕梁期变质含石榴斜长花岗岩体和少量后期侵入岩脉。1.2矿体地质特征本区金矿床主要产于剪切强变形带内并严格受剪切构造控制，属剪切带型金矿床。金矿化带一般主要分布于剪切变形带强变形区域，常构成糜棱岩型、碎裂岩型和石英脉型三个矿化类型。区内与剪切构造带密切相关的已知重要矿体主矿体主要为、号。、号矿体：位于后窑子村西一带，共同受编号为Ds3的剪切构造带控制；矿体总长约470m，延深150m；矿体厚度1.03-9.98m，平均2.97m；矿体主要以脉状或透镜体状产出，倾向NW330-350，倾角60-75；
4、金矿-6-6-6石档次1.0010-13.9410，平均档次2.2610。、号矿体：位于火烧滩村西一带，共同受编号为Ds4的剪切构造带控制；其中号主矿体长320m，延深120m，厚度1.00-27.54m，平均16.53m；矿体主要呈脉状或透镜状产出，矿体有分支重合，含夹石多；主体呈NW-SE走-6向，倾向355-7，倾角50-80，金矿石档次1.0010-6-627.1210，平均档次1.8910。区内剪切矿化带中圈定矿体与围岩之间一般岩性差异不大，只是构造变形程度和破碎程度有差异。在横向上矿化中心区往往是剪切构造变形和破碎较为强烈的部位，也是硅化蚀变强烈地段；向围岩两侧或靠近围岩时，剪切构
5、造变形和破碎程度明显减弱。矿体与围岩之间剪切构造变形程度和金矿化程度多呈渐变过渡关系。1.3矿石特征受剪切构造带控制影响，金矿化带中含矿岩石往往以各种剪切构造岩石类型的形式存在。本区含矿岩石矿石常见有：糜棱岩化含矽线黑云石榴二长片麻岩、糜棱岩化碎裂石榴钾长片麻岩、糜棱岩化含矽线黑云石榴正长石英片岩、片麻状碎裂石榴花岗岩、以及碎裂石英岩脉等。矿石构造常为糜棱岩化构造、碎裂构造；矿石构造多见浸染状、细脉浸染状、网脉状、脉状构造。金属矿物主要有：自然金、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等，金属矿化呈硫化物-金建造组合。非金属矿物主要有：石英、钾长石、斜长石、黑云母、石榴石、矽线石等。含矿岩石及围岩多发生绿泥
6、石化、高岭石化、绢云母化、碳酸盐化、黄铁矿化、硅化等次生蚀变。黄铁矿是矿石中含量最多的金属矿物，与金的成矿作用关系最为密切；主要呈不规则它形粒状，大多为星散状分布，部分沿裂隙及矿物颗粒间隙边缘分布，具镶边构造。2剪切带成矿地质作用讨论在世界范围内，与剪切带相关的金矿床普遍存在。自20世纪80年代以来，国内外地质学者针对该类型金矿床进行了大量的研究工作，在理论方面不断创新和获得新认识的同时，在找矿实践中也获得了很多新突破，并在剪切带中发现了很多大型、超大型金矿床。因而，对这类型金矿床的成矿地质作用进行研究讨论，具有特别重要的现实意义。2.1剪切带变形特征剪切带是发育在地壳内部的一种狭长的板状、席
7、状、面状或曲面状，由高应变岩石组成的构造带，即一条线性高应变带。对于剪切带的分类，英国地质学家Ramsay1980首先根据岩石变形特征，将剪切带分为：脆性、脆-韧性和韧性三类。研究资料表明，一条理想的大型剪切带在纵向上由地表到深部，在不同的构造层次上往往表现出连续的脆性、脆-韧性和韧性变形特征，其相应的岩石变形产物，即构造岩为：碎裂岩、糜棱岩以及二者的过渡混合系列产物。从山西右玉金矿床所处剪切构造带环境的岩石变形特征、岩矿石构造构造等综合分析，应具备上述脆性、脆-韧性和韧性剪切变形域分带特征。2.2剪切带与金矿化的关系对于剪切带与金矿化的关系，国内外诸多学者从不同地质角度进行了多方面的研究，中
8、国地质大学李德威1993根据剪切带型金矿床与含金剪切构造带之间的时空和成因等关系，将剪切带型金矿主要划为三个类型：糜棱岩型、石英脉型和碎裂岩破碎带型见表1。山西右玉金矿床产于剪切带中并受剪切带构造控制，成矿系统与构造系统密切相关，金矿床的构成也是多期次和多级构造演化叠加的结果。新太古代五台期构造变形作用主要表现为韧性强变形作用，构成的韧性强变形剪切带主要为控矿或导矿构造，为矿质聚集和运移的通道，控制了金矿床的宏观分布。古元古代吕梁期主要表现为中等强度的脆-韧性剪切变形，新元古代晋宁期则为相对较弱的脆性变形；二者在构造变形经过中所构成的裂隙系统，以及在韧性剪切带中所构成的糜棱面理均可作为容矿构造
9、。在大多数情况下，含金剪切带的边界与围岩的层理或变形面理平行一致，构成顺层含矿剪切带；有少部分作为剪切构造变形作用经过中所构成的成矿裂隙系统，一般与主剪切带呈低角度的夹角。2.3剪切带金矿化分带性在剪切带中，金矿化往往具有一定的分带性，并且与剪切构造岩性分带和蚀变分带密切相关。在没有遭到改造和毁坏的情况下，剪切带中金矿化构造岩在横向上往往显示出对称分带现象，即从金矿化的中心向两侧对称分布：碎裂岩碎裂糜棱岩超糜棱岩糜棱岩初糜棱岩糜棱2岩化岩石；各分带岩石出露宽度不等，有的甚至部分缺失。另外，剪切带中的含矿岩段和近矿围岩在产生蚀变的同时也具有一定的分带性，即从外带到内带依次出现：绿2泥石化碳酸盐化
10、硫化物多见黄铁矿化硅化；其中金的矿化分布与硅化、硫化物黄铁矿化的分带关系最为密切。山西右玉金矿在已知的剪切带型主矿化带上，金的矿化类型横向分布上大多呈现出中央矿化地段构成碎裂岩型和石英脉型金矿化，两侧主要为糜棱岩型金矿化，剪切带内圈定的矿体与非矿体之间金矿化档次常呈渐变的过渡关系。2.4剪切带与金成矿时空关系关于剪切带与金成矿作用之间的时空关系，中国地质科学院矿产资源研究所王义天等2004以为大致有两种情况：1发生在同期次剪切构造变形经过中，剪切带在不同构造层次上同时表现出不同的变形特征，金成矿元素从深部韧性剪切变形域中活化迁出，沿剪切带向上迁移到中、浅层次的脆-韧性、脆性变形域中沉淀富集，即
11、构造-热事件与成矿事件属于同一演化经过的产物，只是金矿质的沉淀时间要略晚于深层次的韧性变形。2发生在不同期次的构造变形经过中，即早期韧性剪切带在经受了构造变形和矿化后，经抬升剥蚀后构造层次上移，叠加了后期的脆-韧性、脆性变形，成矿作用也随之发生叠加，进而在同一构造部位出现多种矿化类型组合，这种成矿作用的多期性往往能够构成富矿和大矿，其主成矿期一般主要发生在后期的叠加阶段，即后期的脆-韧性、脆性变形阶段。2.5剪切带型金成矿演化阶段根据含金剪切带的构造演化经过和成矿作用特征，法国地质学家Bonnemaison等1990提出剪切带型金成矿作用演化三阶段形式。早期阶段：韧性剪切带的构成使岩石发生糜棱
12、岩化和强烈片理化，进而为热液活动提供了“通道，使剪切带内的岩石遭受强烈蚀变，并在剪切带中心部位构成强硅化蚀变岩带；该阶段最初构成含金磁黄铁矿，主要呈浸染状或细脉浸染状，金为硫化物晶格内的不可见金，是金的初步富集阶段。中期阶段：在脆-韧性剪切变形经过中，剪切作用持续加剧，构成各种网脉状裂隙以及脆性充填脉；同时使矿物遭受压碎作用，如石英细粒化成糖粒状，成为金矿物的有利储存体。该阶段构成的硫化物以黄铁矿为主，热液作用导致早期的含金硫化物分解，使不可见金在有利部位富集成为可见金；它是剪切带型金矿化阶段中金的主要富集阶段。晚期阶段：在脆性变形机制下，大量张性裂隙在剪切带中构成，如脉状石英；前期构成的金矿
13、化发生原位重新活化，矿物组合更复杂，常构成粒度较粗的金。该阶段硫化物主要为黄铜矿。经过以上三个阶段的成矿作用和演化，使金矿化在剪切带的构造演化中经历了从不可见金微细粒金粗粒金的富集经过，含金档次也不断升高。2.6剪切带型金成矿机制国内一些典型剪切带型金矿床现有研究资料表明，剪切带型金矿床的成矿物质包括成矿元素和成矿流体主要来源于深部和矿化围岩，并且成矿流体具有多源性。成矿元素：剪切带型金矿床成矿元素金一般对围岩没有3选择性，几乎能够产在所有的岩石类中。山西右玉金矿含矿地质体及围岩主要为太古界片麻杂岩包括变质花岗岩类系列组成，成矿元素金主要来自这些变质岩石系列。容矿岩石普遍经受浅-中等变质作用，
14、同时遭受多期次构造演化叠加，岩石变形和破碎强烈。成矿流体：太古代剪切带型金矿床一般剪切构造应变强,具有多层次、多级次和多期次活动特点,一般可构成规模较大的金矿床，其成矿流体为多源含矿流体。主要有4种来源，变质热液、岩浆热液、地幔热气和深循环的地下水3等。这些成矿流体在成矿作用经过中往往是以多种混合形式出现，在韧性剪切变形的塑性环境下，主要以变质热液和岩浆热液流体为主，其它为辅；在脆性剪切的脆性环境下，在考虑岩浆热夜、地幔热气等因素的同时，还要考虑大气降水下渗以及其它地下热汽水的影响。另外，成矿流体在载运成矿元素时，其相态受温度、压力等环境因素影响。以往金的流体溶解度试验研究表明：在成矿流体中，
15、金主要以络合物AuHS(HS)0的形式存在和迁移，而23AuHS(HS)0的溶解度对温度和压力的变化极为敏感，当流23体温度从400降到340时，或者压力降到200Mpa左右时，溶液中90%的金将沉淀出来。这一试验结果很好地解释了深部成矿流体沿剪切带向上迁移的经过中，为什么往往在脆-韧性转换带中金卸载沉淀并富集成矿。全球已发现的剪切带型金矿床大多产于这种温-压环境。成矿流体的运移方式在不同的剪切变形域中有所不同，在韧性剪切变形域中，运移方式主要以浸透交代为主，构成糜棱岩型矿化类型，含矿岩石主要呈浸染状、细脉浸染状，为剪切带成矿作用的早期阶段，主要构成硫化物晶格内的不可见金；在脆性变形域中以充填方式为主，构成碎裂岩型矿化类型，含矿岩石在大量张性裂隙中多构成较为粗大的石英脉状，为剪切带成矿作用的晚期阶段，可构成粒度较粗的粗粒金；在脆-韧性变形域中，则综合具有以上韧性和脆性两种变形矿化特征，它是剪切带型金矿化的中期阶段，也是金的主要成矿富集阶段综上所述，山西右玉剪切带型金矿床的成矿作用是一个复杂而漫长的经过，金的成矿作用经过受剪切带构造影响和控制，金矿床的构成是多期次和多级构造演化叠加的结果，成矿系统不仅与剪切构造系统密切相关；而且与本区的区域变质、岩浆活动以及后期断裂构造等其它地质事件息息相关。因而今后也应加强对综合成矿地质信息的研究工作。