中小尺度地质构造特征
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发布时间：2022-04-26 09:09
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时间：2022-06-26 10:45
世界上绝大多数脉状金矿床形成于区域上切割岩石圈的地体边界构造附近，这些垂向的地体边界构造代表了广泛的热液地震泵(seismicpumping)系统，它们记录了地质体发生推覆、转换压缩和转换伸展等多重位移的信息。McCuaig等(1998)认为脉状金矿的形成需要特定的地球动力学背景，而这个特定的地球动力学背景与外来地体的转换压缩汇聚有关，或者与先存的*边缘环境有关，如科迪勒拉(Cordilleran)造山带。
金山金矿赋存于赣东北新元古界基底构造中。赣东北元古宙基底构造是江南中－新元古代造山带的一部分，它以赣东北断裂为界，北西侧为九岭地体，南东侧为怀玉地体(刘英俊等，1993)。九岭地体为扬子板块的边缘带，怀玉地体在其演化早期为*边缘海，晚期成为火山岛弧，新元古代向九岭地体移动、碰撞、拼贴于九岭地体之上，因此，它是一个外来地体。金山金矿在新元古代所处的地球动力学背景应是碰撞过程中的转换汇聚背景。
在矿区尺度上，金山金矿夹持于江光－富家坞韧性剪切带和铜厂－八十源韧性剪切带之间，主要由几条近于平行的EW向含金剪切带组成。这些剪切带由北到南依次由大山推覆剪切带、金山推覆剪切带、西蒋推覆剪切带和金山口推覆剪切带组成。在矿床尺度上，金矿床主要位于主要构造的弯曲、走滑和推覆以及扩展阶步等构造面上。在矿体尺度上，矿体主要位于第二级或者第*帚状断层中。这些断层是低应力集中区，热液流体的流量比较大。梁毓鎏(2001)认为韧－脆性剪切带控制着金山金矿的产出，次级背斜和片理、裂隙的发育程度控制着金矿体的产出，构造演化控制了成矿的演化。金山金矿单个石英脉所具有的纹层构造说明了金的成矿作用过程中破裂－愈合过程的交替发生，也就是脆－韧性环境的不断转换，因此，可以说，金山金矿的成矿作用过程伴随着岩石的递进变形作用。因此，从岩石流变学角度来讲，金山金矿形成于脆－韧性转换的过程中。
一、含金石英脉的分类及其与中小尺度变形构造的关系
与剪切带有关的中温(250～450℃)热液金矿矿床(Cox，1991;Robert，1994;Mc-Cuaig et al.，1998)是较为普遍的一种受构造控矿的矿床类型。该类型的金矿是世界上金的主要来源(Groves et al.，19;Kerrich et al.，1994)，它主要赋存于断层、剪切带或者与之有关的破裂系统中或其周围，最大位移量不超过100m(Cox，1999)。对该类矿床的成脉系统进行合理的分类，对于鉴定脉体的类型、构造指示意义、对构造的解析以及勘查指示都具有重要的意义。脉体的内部结构、构造可以反映赋存构造的性质(如剪切或者挤压和伸展)及其形成机制。已有的分类系统主要是根据赋存构造的性质(Cox，1991)或者脉体内部结构构造(Vearncombe，1993)来划分的。在前人分类(Cox，1991;Mapa-ni et al.，1994;Robert et al.，1995，2001;Kreuzer，2006)的基础上，根据赋存构造、几何形态、内部构造样式和野外产状，以及不同脉体之间的相互关系，金山金矿与剪切带有关的成脉系统可以划分为3种类型:①与断裂充填有关的脉体(图3－1a，b);②伸展脉体(图3－1c);③网脉状脉体。与断裂充填有关的脉体是指充填于断层、微断层(在金山金矿主要表现为充填于片理化构造中)或者裂隙中以及位于剪切带中间部位的石英脉，与赋存构造的面理基本一致或者小角度相交。这种类型的脉体由纹层状(laminated)石英脉、擦痕面(slickenside)和擦痕线(slicken－line)以及片理化的围岩(图3－1d，e)组成。纹层状的石英脉通常表现为拉伸的透镜体，而透镜体本身往往也是矿体(图3－1a，b)。伸展脉(extensional veins)主要以面状产于剪切带外部低应变的岩石中，并且主要是在强干层中，通常呈雁行排列，其主要特点是往往以大角度与叶理或者面理相交(图3－1c);而网状脉主要有两组或者两组以上相互交切的脉体组成。
擦痕线和擦痕组构(slicken-fiber)(图3－1e)是与断层充填有关的脉状矿床中两种重要的构造型式，它们主要发育于断层(剪切滑移面)上盘或者下盘的接触带以及脉体的内部构造面中。擦痕组构是矿脉在生长过程中由于晶体沿滑移矢量方向结晶生长而成，因此记录了成矿作用过程中断层(剪切滑移)的矢量方向;而滑移线代表了断层(剪切滑动)作用过程中的机械运动方向。滑移线主要形成于脉体形成之后，它记录了后成矿作用的事件。然而，许多中温脉状矿床中含矿石英脉表现为典型的带状构造，说明与断层充填有关的这种脉体的形成是在一次较长地质事件中多次滑动和流体作用的结果(Robertetal.，2001)。不过，一个断层面上的多组方向滑移线通常代表了脉体形成之后的断层活动。在韧性和半脆性环境中，矿物的拉伸线理总是与滑移矢量一致。为此，Nelson(2006)提出在钻探过程中可以利用滑移线和滑移组构来进行与剪切带有关的矿床勘查工作。
图3－1 江西金山金矿中小尺度构造特征
金山金矿(包括金山、花桥以及八十源等矿床)的成脉系统均以第一类型，即与断裂(裂隙或者片理化带)充填有关的脉体为主。含金石英脉主要表现为细小的石英脉和粗大的石英脉以及厚度介于两者之间的石英脉，类似于Robert et al.(2001)提出的纹层状断裂充填的石英脉(Laminated fault-fill veins)、席状石英脉(sheeted veinlets)和单脉(isolated veinlets)等，其区别在于石英脉体与围岩所占相对比例的多少。在纹层状的石英脉中，单个的石英条带或者纹层主要由片理化的围岩碎片分离开来(图3－1a，b，d，f)。在片理化的围岩中，往往发育大量沿片理充填的热液蚀变矿物，如黄铁矿(图3－1g)。这些片理面往往也是滑移面，沿滑移面也同样发育大量的热液矿物(如绿泥石、绢云母和黄铁矿等)以及金的沉淀(图3－1e，f)。有时这些纹层状的石英脉发生破裂，形成断层角砾或者碎裂岩，这些角砾往往发生一定角度的旋转。而胶结物往往也是热液蚀变的产物，如绿泥石、绢云母和黄铁矿(图3－1h)。
二、不同尺度地质构造
(一)宏观构造特征
1)与韧性剪切带主剪切面平行的次级剪切滑动面广泛发育，从主剪切面向两侧由密变稀，主剪切面是韧性剪切带的应变中心，紧贴剪切面上盘发育厚大的含金超糜棱岩，与之平行的次级剪切滑动面为强应变域，从而出现多层平行含金超糜棱岩。
2)缓倾斜透入性面理强烈发育，出现S－C组构。在应变中心超糜棱岩、糜棱岩带及千糜岩带，分异流劈理S和剪切面理C完全置换了地层层理S0，初糜棱岩带的岩层被S、C两组面理切割成大大小小的剪切透镜体，流劈理S与剪切面理C之间夹角很小，一般小于8°，在主剪切面附近和强片理带S和C两组面理产状趋于一致。
3)具有明显的拉伸线理，表现为糜棱岩中的石英、糜棱岩化安山玄武岩中拉长杏仁体及绿泥石等矿物的平行定向排列，其代表最大拉伸轴(a轴)的方向。拉伸线理总体产状为30°N(侧伏)，说明主剪切面上盘由北向南斜冲推覆(图3－2)。
4)主剪切面下部岩石揉皱和挠曲强烈发育，揉皱的背顶为圆滑平整型，未见张裂隙出现，是塑性变形的特有表现(图3－3)。
图3－2 拉伸线理素描(据江西有色地质勘查四队，1993)
图3－3 主剪切面下盘牵引揉皱(据江西有色地质勘查四队，1993)
5)剪切褶皱发育。在超糜棱岩、糜棱岩带和初糜棱岩带中出现舌状、饼状褶皱(鞘褶皱)，褶皱转折端常见钩状石英。剪切带中常见夹有围岩残块。在坑道中常见棱角分明的变质安山玄武岩等刚性岩石碎块“漂浮”在糜棱岩中。在千糜岩带中剪切流褶皱强烈发育，出现大小不一、形态极复杂的剪切带内不协调褶皱(图3－4)。
图3－4 千糜岩内不协调褶皱
6)后期脆性变形改造明显，但对地质体的连续性没有明显的破坏，脆性变形主要表现为糜棱岩类不同程度的碎裂化，不同岩性界面出现层间剥离带或滑脱面。刚性岩块间形成镶边式破碎带。
(二)显微构造与变形条件
金山金矿田赋存于近EW向的韧－脆性剪切带中，赋矿岩石普遍发育韧－脆性剪切作用。矿石主要由不同尺度的纹层状石英脉组成。这些脉体内部构造表明，它们是经过多阶段破裂－愈合事件形成的。剪切带内岩石普遍发育剪切压溶作用、压力影构造以及发育于石英脉中的显微剪切带都说明在成矿作用过程中递进变形作用是普遍发育的。
在流体的作用下，矿物的变形机制和变形行为变得复杂。但通过对矿物的变形机制和变形行为的研究，可以帮助我们了解矿物的变形历史及其变形条件。
在低级变质作用(300℃以下)过程中，石英主要表现为脆性破裂、压溶作用和物质的迁移，典型的显微构造特征是石英颗粒的破裂、波状消光以及压溶作用的发生和物质的再沉淀;在中级变质作用(300～400℃)过程中，主要表现为位错滑移和位错蠕变，典型的结构特征表现为扫帚状消光和变形纹的发育;在中－高级变质作用(400～700℃)条件下，位错蠕变是石英的主要变形机制，其主要表现为相对较少的拉长的石英颗粒和大量的因动态重结晶或静态重结晶而形成的极小石英颗粒与石英亚颗粒的组构特点(Pass-chier et al.，2000)。
在低级变质(300℃以下)条件下，长石则主要表现为脆性变形，其变形行为主要有颗粒尺度的微断层以及弯曲的双晶;在中级变质(300～400℃)条件下，长石表现为颗粒内部的破裂、锥状变形双晶、弯曲的双晶、波状消光和变形条带和膝折带形成。
云母类矿物发生韧性变形的最低温度为250℃。相对来说，白云母具有较好的弹塑性能，在糜棱岩中因剪切滑动可形成“云母鱼”。
方解石变形双晶随着变质温度的不同而表现为不同的几何形态，因此可以作为变质温度的压力计(Blenkinsop，2000;Passchier et al.，2000)。平直、狭窄的双晶(小于5mm宽)(Type1)的形成温度小于200℃;较宽的双晶(大于5mm)(Type2)的形成温度可达300℃(150～300℃)(Evans et al.，1991;Ferrill，1991);如果变质温度超过200℃，则形成相互交织的或者弯曲的双晶。双晶的弯曲是沿r面和f面滑移的结果(Burkhand，1993)。如果变质温度超过250℃，则由于颗粒边界的滑移作用形成锯齿状的双晶(Ver- non，1981;Burkhand，1993)。
在金山金矿含矿韧性剪切带中可普遍观察到石英颗粒的波状消光、亚颗粒、变形条带、棋盘格子变形条带(图3－5a，b)，以及长石的弯曲双晶(图3－5c)、相互交织和弯曲的方解石双晶(图3－5d)。因此，根据金山金矿不同矿物的变形行为以及流体包裹体的测温数据(张文淮等，1998)，可以推断金山金矿石英脉的变质温度为300～350℃，相应地，其成矿作用的温度也应该在300～350℃。
图3－5 金山金矿显微构造与变形条件
三、韧性剪切带内岩石与矿石的递进变形特征
通过与剪切带有关的金矿野外观察与显微构造(图3－6)研究发现，金山金矿的成矿作用与剪切带的递进变形作用密切相关，其主要特点有:
1)金山金矿赋存的金山剪切带是在中－低绿片岩相变质作用条件下形成的。剪切带内变形变质的产物糜棱岩的原岩实际上是一种细粒的石英绢云母片岩或绢云母石英片岩，其片理主要表现为新生矿物绢云母的定向排列，绢云母的定向排列可形成典型的交织结构(图3－6a)。石英碎屑普遍动态重结晶化、亚颗粒化。动态重结晶形成的亚颗粒(和新颗粒)可形成石英条带。变形越强，石英的动态重结晶程度越强，颗粒越细，片理化越强。除少部分长石碎屑发生双晶弯曲外，大部分长石碎屑普遍未受变形变质作用影响。
图3－6 江西金山金矿显微构造特征
2)剪切变形过程中普遍发生强烈的剪切压溶作用(pressure solution)。显微镜下可普遍观测到石英碎屑的压溶(图3－6a，b)。压溶现象的普遍存在解释了为什么会在韧性剪切带内普遍发育石英分异脉，就是说分异石英脉物质来源于溶解掉的石英。同时，压溶作用的普遍存在也证实剪切带是在中－低绿片岩相变质作用条件、浅地壳环境下形成的。
3)含金石英脉是同构造的，是与剪切带的递进变形作用紧密相关的:①野外与显微镜下均不难发现含金石英脉是在剪切带停止剪切变形之前形成的，至少是同构造的，含金石英脉或平行于片理或普遍表现为拉长透镜体化(布丁化)，拉长透镜体化表明递进变形作用的存在;②由于含金石英脉是同构造的，因此，含金石英脉也受到不同程度的剪切变形，如上述的透镜体化(布丁化)，在微观尺度具体表现为石英脉内石英的塑性变形。采自阳山矿床井下的高品位含金石英大脉中发育显微尺度剪切带，剪切带内表现为粗颗粒石英的强烈动态重结晶与亚颗粒化、亚颗粒石英条带化。微剪切带外的粗颗粒石英也大多形态不规则或边界呈锯齿状，晶内塑性变形强烈，如普遍发育的变形纹、不规则消光等现象(图3－6b，c)。这些现象充分表明韧－脆性剪切变形作用在含金石英大脉形成后仍在进行。因而含金石英脉的形成与演化与剪切带的递进变形紧密相关。
4)黄铁矿压力影普遍发育(图3－6d，e，f)。在金山金矿中，黄铁矿主要呈浸染状发育于石英脉中或者呈脉状分布于纹层石英脉中或者糜棱岩片理中。黄铁矿的压力影矿物以石英为主，偶尔也可见绢云母。压力影矿物石英主要呈纤维状，平行于片理;而绢云母常因递进剪切变形可形成书斜构造(图3－6d)。个别黄铁矿颗粒因递进剪切变形而碎裂化。
5)碳酸盐化普遍发育，主要表现为脉状蚀变和面状蚀变(图3－6g，h)。其中形成稍早的方解石脉被稍后的递进变形作用叠加，表现为剪切移动和揉皱化。而面状蚀变主要发育于张性区域，表现为与黄铁矿化、绢云母化和绿泥石化一起发育，可以看到绿泥石往往围绕方解石颗粒周围发育，局部地段可以看到成矿期后(或变形期后)的方解石脉，它们往往切穿片理或切穿(含矿)石英脉，是成矿期后(或变形期后)的产物，与金的矿化作用无关。
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时间：2022-06-26 10:45
世界上绝大多数脉状金矿床形成于区域上切割岩石圈的地体边界构造附近，这些垂向的地体边界构造代表了广泛的热液地震泵(seismicpumping)系统，它们记录了地质体发生推覆、转换压缩和转换伸展等多重位移的信息。McCuaig等(1998)认为脉状金矿的形成需要特定的地球动力学背景，而这个特定的地球动力学背景与外来地体的转换压缩汇聚有关，或者与先存的*边缘环境有关，如科迪勒拉(Cordilleran)造山带。
金山金矿赋存于赣东北新元古界基底构造中。赣东北元古宙基底构造是江南中－新元古代造山带的一部分，它以赣东北断裂为界，北西侧为九岭地体，南东侧为怀玉地体(刘英俊等，1993)。九岭地体为扬子板块的边缘带，怀玉地体在其演化早期为*边缘海，晚期成为火山岛弧，新元古代向九岭地体移动、碰撞、拼贴于九岭地体之上，因此，它是一个外来地体。金山金矿在新元古代所处的地球动力学背景应是碰撞过程中的转换汇聚背景。
