江西樂平涌山地區韌性剪切帶對金礦化的控制及找礦遠景

李 凱,陳浩鵬,萬 歡,楊細浩,李業興

(江西有色地質礦產勘查開發院,江西 南昌 330030)

韌性剪切構造蝕變巖型金礦是一種重要的金礦床類型,其成礦機制與控礦因素均與韌性剪切帶有關,在全球范圍內廣泛分布,如中亞地區的穆龍套金礦,黃金儲量超過6 100 t[1],澳大利亞卡爾古利的高登麥爾金礦,黃金儲量約2 000 t[2]。云南哀牢山韌性剪切型金礦帶是我國重要的喜馬拉雅期造山型金成礦帶,賦存了10余個大中型韌性剪切構造蝕變巖型金礦[3]。自20世紀80年代以來,前人關于剪切帶與金礦的成因關系做了大量研究工作,認為剪切帶是區域構造薄弱帶,是含礦熱液運移的主要通道,金礦的成礦作用嚴格受韌-脆性剪切帶控制[4-5]。對于剪切帶的不同部位對金礦化的控制作用、韌性剪切帶對圍巖是否有成礦專屬性等尚存不同觀點,認為金成礦部位多位于一級剪切帶派生的次級或三級裂隙中[6]或認為金沉淀富集作用主要發生在脆-韌性變形轉換部位[7]。

欽杭結合帶萍(鄉)萬(年)疊覆帶邊緣及兩側形成了許多與韌性剪切帶及深大斷裂有關的構造蝕變巖型金礦和變質碎屑巖中脈型金礦[8],查明資源量約占華東地區金礦資源量的37%[9]。該帶發育樂平—珍珠山韌性剪切帶,江西樂平涌山金礦點位于其中段,是典型的受韌性剪切帶控制的礦床[10]。本文在野外地質調查的基礎上,通過研究樂平涌山地區韌性剪切帶特征,分析其與金礦成礦作用的關系和找礦前景,為贛東北地區韌性剪切構造蝕變巖型金礦找礦突破提供參考,為新一輪找礦突破戰略行動提供服務及支撐。

1 研究區地質特征

1.1 區域地質概況

研究區位于江西省北東部,大地構造位置位于揚子板塊欽杭結合帶萍(鄉)萬(年)疊覆帶萍鄉—樂平坳陷[11],地處欽杭成礦帶東段,萍鄉—德興銅金銀多金屬成礦亞帶內[12]。受景德鎮動力變質巖帶(南帶)塔前—賦春斷裂帶影響,區域上發育1條變形強烈的長達20 km的樂平—珍珠山韌性剪切帶,帶內已發現10余處銅金多金屬礦床或金礦點[13],區域成礦條件優越[14]。研究區地殼具有基底和蓋層雙層結構[15]:基底主要由新元古代萬年巖群淺變質巖系構成;蓋層主要為上古生界、中生界和新生界。區域巖漿巖不發育,僅出露少量的花崗(斑)巖脈、花崗閃長斑巖脈和基性巖脈。區域上總體構造線呈NE向,經歷了晉寧期—加里東期褶皺造山、印支期—燕山期逆沖推覆活動,并伴隨著中酸性巖脈侵入。NE向逆沖推覆斷裂控制了塔前—賦春銅金多金屬成礦帶礦田的形成[16]。

1.2 礦區地質特征

礦區出露的地層主要為新元古代萬年巖群楓樹嶺巖組下段(Pt3f1)、上段(Pt3f2)和牛頭嶺巖組(Pt3n),少量為石炭系—三疊系沉積蓋層及第四系(圖1)。樂平涌山金礦賦存于楓樹嶺巖組上段中,該巖組為一套深海盆地相夾濁流沉積泥砂質建造,伴有海底火山噴發產物,巖性以灰黃色、灰白色薄層狀凝灰質千枚巖為主,夾淺灰色薄-中薄層狀變質細砂巖、深灰色含碳千枚巖、變沉凝灰巖。

1.聯圩組;2.安源組;3.長興組;4.樂平組;5.鳴山組;6.小江邊組;7.棲霞組;8.馬平組;9.黃龍組灰巖段;10.黃龍組白云巖段;11.牛頭嶺巖組;12.楓樹嶺巖組上段;13.楓樹嶺巖組下段;14.花崗斑巖脈;15.石英脈;16.蝕變帶;17.金礦體及編號;18.金礦化體及編號;19.韌性剪切帶;20.實測正斷層;21.實測平移斷層;22.推測性質不明斷層;23.實測地質界線;24.實測角度不整合界線;25.礦區范圍;26.實測巖層產狀圖1 礦區大地構造位置(a)及地質簡圖(b)Fig. 1 Tectonic location (a) and schematic geological map (b) of the mine

區內發育3條韌性剪切帶和5條脆性斷裂。韌性剪切帶以NEE向為主,規模較大,脆性斷裂以NE向、NEE向、EW向為主。侵入巖不發育,零星出露少量花崗斑巖脈、絹云母化霏細斑巖脈和石英脈。針對化探異常,經探槽揭露金礦體1條(Au1)和金礦化體2條(Au2、Au3),呈脈狀產出,主要受NEE向韌性剪切帶控制(圖2)。Au1金礦體呈NEE-SWW向展布,產狀150°∠80°,真厚度1.96 m,地表延長約300 m,礦化體沿走向具有尖滅再現和分支復合現象,Au品位1.07～1.10 g/t,平均品位1.09 g/t,礦石類型為褐鐵礦化片理化絹云千枚巖類、褐鐵礦化硅化碎裂巖類和褐鐵礦化脈石英類。圍巖蝕變為硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化(圖3)、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等。礦石礦物為自然金、黃鐵礦、褐鐵礦;脈石礦物為變質巖屑、長石、石英,蝕變礦物為綠泥石、絹云母等。礦石結構為半自形-他形晶粒狀結構和包含結構;礦石構造為稀疏浸染狀構造、塊狀構造和條帶狀構造。Au2金礦體呈NEE-SWW向展布,傾向150°～165°,傾角75°～80°,真厚度18 m,地表延長約475 m,Au平均品位為0.20～0.44 g/t。Au3金礦體傾向呈NNW向(325°～340°),局部傾向呈NE向或SE向,傾角65°～75°。礦化體真厚度0.66～3.06 m,斷續延長約1.65 km,Au平均品位為0.10～0.30 g/t。

圖2 Au1礦體野外特征照片Fig. 2 Field features of Au 1 orebody

圖3 礦體中的褐鐵礦化特征Fig. 3 Features of limonite mineralization in orebody

2 韌性剪切帶特征

2.1 基本特征

f2、f3韌性剪切帶始于晉寧期,具多期次活動特征[17],早期可見S-C組構(圖4)、無根褶皺(圖5)等原始巖石塑性變形特征,為NW-SE向左行逆沖剪切作用所致(圖6),加里東期再次疊加改造定型,形成強、弱變形帶,其中強變形帶內巖石剪切片理發育,沿片理充填一系列呈NE向線型展布的石英脈擠壓帶(圖7),在韌性剪切作用中心易富集成礦。

圖4 S-C組構特征Fig. 4 Features of S-C fabric

圖5 無根褶皺素描圖Fig. 5 Sketch of rootless fold

圖6 左行逆沖剪切帶素描圖Fig. 6 Sketch of left thrust shear zone

圖7 擠壓石英脈特征Fig. 7 Features of extruded quartz vein

2.2 規模

韌性剪切帶呈NE向帶狀展布,由3條大致平行的韌性剪切帶(f1、f2、f3)組成,區內寬25～160 m,長2.9～6.66 km,局部具膨大、彎曲特點。其產狀為330°～350°∠40°～60°,f1往兩端延伸至區外,f2、f3中部被NW向F5脆性斷裂錯段(圖1)。

2.3 礦化特征

韌性剪切帶內巖石礦化蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化等,在韌性剪切作用強烈地段可見多種蝕變相互疊加。已發現1條金礦體和2條金礦化體,均賦存在韌性剪切作用中心強變形帶內的糜棱巖、千糜棱巖中,該強變形帶主期剪切方向為NE-SW向的左行韌性剪切,其促使成礦物質的活化遷移和富集,為成礦提供良好的通道。

3 韌性剪切帶控礦特征

3.1 韌性剪切帶巖石Au含量特征

礦區內金礦體賦存于新元古代萬年巖群淺變質巖中。根據前人資料[18],統計該套地層中Au的平均含量為4.4×10-9,是地殼元素豐度[19]的5.5倍。礦區韌性剪切帶內的強片理化帶及剪切變形作用強烈的地段中,Au含量明顯高于兩側弱片理化帶及正常淺變質巖。萬年巖群楓樹嶺巖組為一套深海盆地相夾濁積巖建造,是重要的金礦源層[20],呈帶狀沿贛東北深大斷裂帶分布,其所夾的碳酸鹽層組分具較強的活動性,易在多期次韌性剪切帶形成的有利空間遷移、沉淀,形成新的礦質擴散場和富集場[21],并在適當部位富集成礦。

3.2 韌性剪切帶礦化蝕變特征

韌性剪切帶內與成礦有關的圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化等。硅化分布最普遍,分為面狀和線狀2種類型。面狀蝕變主要分布于變質巖中,蝕變范圍較大,硅化較弱,與礦化關系不明顯;線狀蝕變主要分布于石英細脈及其兩側附近,呈帶狀發育,硅化較強,常伴有綠泥石化,硅化強烈部位可見黃鐵礦等金屬硫化物,該類型與金礦成礦作用密切相關。黃鐵礦化、褐鐵礦化分為3種產出類型:一是在石英擠壓帶中呈不規則脈狀、團包狀、浸染狀產出,尤其以石英脈體與圍巖接觸部位最為集中,該類型與金礦成礦作用密切相關;二是在糜棱巖化巖石中呈細脈狀產出;三是呈星點狀產于韌性剪切帶圍巖中。綠泥石化多以脈狀形式見于硅化強烈的石英脈邊部或裂隙中;碳酸鹽化多見于花崗巖脈及其與圍巖接觸帶附近。在金礦化韌性剪切作用強烈地段,多種蝕變相互疊加,金礦化明顯變強。

3.3 韌性剪切帶與地球化學元素的關系

對樂平涌山礦區開展的1∶10 000土壤地球化學測量結果[22]表明,韌性剪切帶中的土壤Au含量平均值(12.69×10-9)明顯高于全區Au的背景值(2.30×10-9),為富集元素,變化系數大,分布范圍廣。As、Sb等元素亦如此,參與后期成礦作用改造,是尋找Au的指示元素。圈定的Au-Ag-As-Sb綜合異常沿韌性剪切帶呈串珠狀分布(圖8),與韌性剪切帶套合關系良好,且異常長軸方向總體與韌性剪切帶展布方向基本一致,表明區內韌性剪切帶在導礦的同時,也對地球化學元素的富集起到了疊加、富集、容礦的作用。

1.韌性剪切帶;2.1∶10 000土壤地球化學測量綜合異常范圍及編號;3.Au單元素異常三級濃度分帶及最高含量/10-9圖8 1∶10 000土壤地球化學測量綜合異常分布圖Fig. 8 Comprehensive anomaly distribution of 1∶10 000 soil geochemical survey

3.4 韌性剪切帶與金礦成礦關系

樂平涌山礦區位于塔前—賦春逆沖推覆構造帶南東側,其所在的贛東北地區廣泛分布與韌性剪切帶有關的金礦床。研究表明,帶內發育的韌性剪切作用是區域金礦床形成的重要因素之一[23-25],其控制了金礦床的空間和時代分布,如德興金山韌性剪切帶金礦中的韌性剪切活動在金成礦作用中起到了活化、萃取、遷移、富集的作用[26]。礦區內已發現的金礦(化)體均產于樂平—珍珠山韌性剪切帶NE向韌性變形強烈地段與NW向脆性斷裂(F5)交匯處附近,主剪切面與脆性斷裂交匯部位的金礦化尤為顯著,并伴隨著強烈的黃鐵礦化、綠泥石化等礦化蝕變,促成了區內金礦(化)體在空間上呈透鏡狀或豆莢狀分布。SW-NE向樂平—珍珠山韌性剪切帶上,與該區金礦化相似的新田、紅梅嶺、長源塢、劉永灘、天井源金礦等也具有以上特征[27]。

因此,NE向韌性剪切與NW向脆性斷裂共同控制了礦體的產出,是區內金礦的導礦、配礦、容礦構造。新元古代萬年巖群淺變質巖系受區域構造影響,形成了一系列的NE向、NEE向韌性剪切帶,變質巖系中的金成礦元素受剪切帶深部的韌性變形帶活動影響,從含Au建造中遷移至成礦流體中,而后含Au流體在沿剪切應力面運移至中淺部的過程中,由于溫度、壓力、流體成分及氧逸度、酸堿度等發生變化,促使Au發生沉淀,后期脆性斷裂切穿早期韌性變形帶,并伴隨著熱液活動改造及疊加,促使成礦元素進一步富集成礦,形成含金石英脈型、破碎含金蝕變巖型金礦[28],二者共同作用形成了容礦空間,從而構成了區內韌性剪切成礦體系。

4 成礦要素與找礦遠景

4.1 成礦要素

通過與周邊已知礦床對比可知,研究區大地構造位置、成礦區帶等與朱溪礦基本一致[29],控礦條件、礦石特征、化探直接指示等與天井源金礦、彈嶺銅多金屬礦基本一致[30]。因此,在與上述礦床進行對比并分析研究區成礦地質條件的基礎上,總結了研究區成礦要素(表1),為區域金礦找礦工作提供了依據,也為樂平涌山一帶找礦靶區的圈定提供了參考。

表1 樂平涌山地區金礦成礦要素表Table 1 Metallogenic elements of Yongshan gold deposit, Leping City

4.2 找礦遠景

通過分析區內地層、韌性剪切帶、已發現金礦(化)體、化探異常特征,劃分1處具有較大找礦潛力的找礦靶區,即張家井—上程村金礦找礦靶區(圖9)。

1.聯圩組;2.安源組;3.長興組;4.樂平組;5.鳴山組;6.小江邊組;7.棲霞組;8.馬平組;9.黃龍組灰巖段;10.黃龍組白云巖段;11.牛頭嶺組;12.楓樹嶺組上段;13.楓樹嶺組下段;14.花崗斑巖脈;15.石英脈;16.蝕變帶;17.金礦體及編號;18.金礦化體及編號;19.韌性剪切帶;20.實測正斷層;21.實測平移斷層;22.推測性質不明斷層;23.實測地質界線;24.實測角度不整合界線;25.礦區范圍;26.1∶10 000土壤地球化學綜合異常及編號;27.找礦靶區;28.實測巖層產狀圖9 研究區地球化學綜合異常及找礦靶區分布圖Fig. 9 Comprehensive geochemical anomaly and prospecting target in the study area

張家井—上程村金礦找礦靶區位于研究區中東部張家井—上程村一帶,面積1.71 km2。區內出露的地層為萬年巖群牛頭嶺巖組下段淺變質巖系。NE向韌性剪切帶f2、f3分別從遠景區北部和中南部貫穿全區,它們的產狀分別為330°～340°∠55°～60°,寬25～90 m。區內硅化、高嶺土化、褐鐵礦化普遍發育。

在研究區圈定了HS-7、HS-9、HS-10等3處1∶10 000土壤地球化學綜合異常(圖9),異常區總面積為0.63 km2。主要成礦元素為Au,三級濃度分帶明顯,濃集中心位于NE向韌性剪切帶與NW向脆性斷裂疊加部位,與已發現的金礦(化)體套合良好。Au異常最大值為133×10-9,Au異常平均值為10.58×10-9,變化系數為2.04,襯度為3.02。同時,多伴生Ag、As、Sb等中低溫元素,局部伴有W、Mo等高溫元素。主元素與伴生元素異常在形態及空間分布上基本吻合,推測為變質地層疊加中元古代晉寧期韌性剪切作用并伴有深部隱伏巖漿熱液侵入。異常長軸方向呈NE向,受區域構造控制明顯。

通過地表調查及槽探揭露,在區內已發現多條金礦(化)體達到邊界品位,且金礦(化)體產狀(150°∠80°)與韌性剪切帶剪切面理產狀(340°∠70°)相反,反映區內Au礦化與韌性剪切帶后期的脆性破碎構造改造關系密切。

綜上所述,研究區中東部張家井—上程村金礦找礦靶區的成礦地質條件良好,區內地球化學異常明顯,已發現多處金礦化蝕變帶和礦化體,說明具有進一步尋找韌性剪切帶型金礦的前景。

5 結論

(1)江西樂平涌山金礦為韌性剪切構造蝕變巖型金礦,新元古代萬年巖群淺變質巖為成礦提供了充足的物質來源,NE向韌性剪切帶是重要的控礦導礦構造,韌性剪切變形作用強烈處硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等多種蝕變疊加,是金富集成礦的有利部位。

(2)張家井—上程村金礦找礦靶區的成礦地質條件良好,土壤地球化學綜合異常與構造蝕變帶套合較好,Au異常濃度分帶明顯,異常規模大,與韌性剪切構造關系密切,具有較好的尋找小型及以上韌性剪切帶型金礦床的前景。

致謝：本文是在江西省地質勘查基金項目“江西省樂平市涌山銅多金屬礦預查”報告資料的基礎上總結而成,在野外工作和成文過程中得到了江西省地質調查勘查院樓法生教授級高級工程師的精心指導和幫助,在此表示衷心的感謝!