貴州戈塘金礦滑脫構(gòu)造及其與成礦的關(guān)系

吳松洋 丁 俊 陳 明 侯 林 張錦讓

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都610081;3.貴州地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0五地質(zhì)大隊(duì)，貴州貴陽(yáng)550018;4.貴州紫金礦業(yè)股份有限公司，貴州貞豐562200)

貴州省黔西南地區(qū)地處我國(guó)重要的“滇黔桂金三角”金礦富集區(qū)域，發(fā)現(xiàn)有大量的金礦床，如水銀洞［1］、爛泥溝、戈塘金礦［2］等。戈塘金礦位于黔西南州安龍縣境內(nèi)，發(fā)現(xiàn)于1980年，為一具大型遠(yuǎn)景規(guī)劃微細(xì)浸染型(卡林型)金礦。戈塘金礦體的控礦因素是一些學(xué)者長(zhǎng)期關(guān)注的問(wèn)題。楊科伍［3］提出戈塘金礦體產(chǎn)出的兩大特點(diǎn):①礦體的產(chǎn)出部位嚴(yán)格受控于上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M底部;②金礦體基本呈順層產(chǎn)出，含礦巖石為一套產(chǎn)于茅口組灰?guī)r與龍?zhí)督M碎屑巖之間的硅化角礫巖。對(duì)于這一角礫巖的成因，倪師軍［4］、朱愷軍［5］、劉建中［6］等均對(duì)其作出了解釋，目前比較普遍認(rèn)可的是認(rèn)為其為產(chǎn)于P2m和P3l不整合界面附近的一套由區(qū)域性構(gòu)造作用形成的并經(jīng)熱液蝕變的構(gòu)造蝕變巖石，是沉積作用、構(gòu)造作用和熱液蝕變的綜合產(chǎn)物。何豐勝［7］認(rèn)為由于不整合面的起伏不平，在不同構(gòu)造部位具有不同的應(yīng)力狀態(tài)和不同的變形特征;冉瑞德［8］認(rèn)為巖溶構(gòu)造是最重要的控礦因素之一;楊科伍［3］認(rèn)為峨眉山玄武巖巖漿噴溢同期的火山氣液不僅形成上二疊統(tǒng)底部的金礦源層，還以構(gòu)造熱液成礦的方式形成了以硅化角礫巖層為主體的戈塘式金礦床。但是，對(duì)于不整合面之上的構(gòu)造變形及構(gòu)造與成礦的關(guān)系研究較少。本研究在對(duì)戈塘礦區(qū)野外地質(zhì)現(xiàn)象實(shí)地考察的基礎(chǔ)上，對(duì)龍?zhí)督M(P3l)軟弱層中構(gòu)造變形現(xiàn)象進(jìn)行了分析，探討不整合面對(duì)構(gòu)造變形的控制作用及對(duì)成礦的影響。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

貴州戈塘金礦位于華南褶皺系右江褶皺帶西段、揚(yáng)子地塊西南緣前陸褶皺沖斷帶的變形域。礦區(qū)出露的地層為中二疊統(tǒng)(P2m)、上二疊統(tǒng)(P3l、P3c、P3d)、中三疊統(tǒng)(T2g)和下三疊統(tǒng)(T1y)。區(qū)域上巖漿活動(dòng)主要為晚二疊世的玄武巖噴發(fā)，這一巖石組合代表了大陸離散構(gòu)造背景下的幔源基性火成巖組合。另外，零星出露有偏堿性的超基性巖脈，推斷該巖漿巖與較晚的燕山期巖漿活動(dòng)有關(guān)。區(qū)域上斷裂較發(fā)育，主要有NW、NE向，次有EW、SN向斷裂，所形成的褶皺群和逆沖推覆構(gòu)造主要屬燕山期的產(chǎn)物。

2 礦床地質(zhì)簡(jiǎn)況

戈塘礦床位于戈塘穹狀背斜的南東傾末端，平面上延展近15 km，由東往西依次分為戈塘、二龍口、大壩、大坪、白云坡、科花6個(gè)礦段。

礦床出露的地層主要包括中二疊統(tǒng)茅口組(P2m)、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)、長(zhǎng)興組、大隆組(P2c+d)、下三疊統(tǒng)夜郎組(T1y)，其中龍?zhí)督M與茅口組為不整合接觸。在茅口組之上的不整合面存在一個(gè)古巖溶面，該巖溶面主要形成于中二疊世末［8］，在不同的地段，巖溶面出現(xiàn)地勢(shì)凹凸不平的現(xiàn)象。

礦床內(nèi)斷層較發(fā)育，以NE向斷層為主，多為正斷層，傾角都在70°左右，對(duì)礦體切割不明顯。除此之外，存在近EW向的斷層，沿這些斷層的斷裂帶未發(fā)現(xiàn)明顯的礦化與蝕變，但常切斷含金層以及金礦體［9］。

戈塘礦床的礦體賦存于茅口組之上的古巖溶面中，延伸范圍較大、產(chǎn)狀緩，基本與地層一致，可見嚴(yán)格受到不整合面的控制，見圖1。龍?zhí)督M一段為主要的含礦層，含礦巖石以硅化角礫巖、硅化灰?guī)r角礫巖為主。從圖中可見，在巖溶面凹陷地段，礦體往往比較富集。根據(jù)礦山增儲(chǔ)報(bào)告得知，在36個(gè)礦體中，金儲(chǔ)量達(dá)到1 000 kg以上的礦體共有7個(gè)，其中以Ⅲ號(hào)礦體為最大，占整個(gè)礦區(qū)總儲(chǔ)量的31.86%。

圖1 戈塘金礦礦體形態(tài)Fig.1 Ore body shape of Getang gold deposit

礦區(qū)主要的礦石類型為氧化的硅化角礫巖。礦石多為角礫狀構(gòu)造，礫石成分多為地層上下接觸面的巖石類型，粒徑大小差異較大，主要為接觸式膠結(jié)。礦石礦物類型以黃鐵礦和褐鐵礦為主，其他還包含輝銻礦、毒砂、雄黃、雌黃等，脈石礦物主要有石英、方解石、螢石等。黃鐵礦是主要的載金礦物，毒砂以及由黃鐵礦氧化形成的褐鐵礦為次要的載金礦物。

3 構(gòu)造變形作用

3.1 構(gòu)造變形特征

在戈塘礦區(qū)，由于各地層單位巖石類型的不同，造成了巖石力學(xué)性質(zhì)的差別，使得它們?cè)谕蛔冃苇h(huán)境中表現(xiàn)出較明顯的不同變形樣式。

茅口組(P2m)為灰白色厚層塊狀灰?guī)r，與龍?zhí)督M一段(P3l1)的灰色黏土巖角礫巖及灰?guī)r角礫巖組成了下部強(qiáng)干層，從圖1可以看出，茅口組(P2m)、龍?zhí)督M一段(P3l1)產(chǎn)狀一致，變化穩(wěn)定。龍?zhí)督M二段(P3l2)與龍?zhí)督M三段(P3l3)由炭質(zhì)黏土巖與薄層粉砂巖組成，構(gòu)成軟弱層。龍?zhí)督M四段(P3l4)巖性為強(qiáng)硅化灰?guī)r，產(chǎn)狀較為穩(wěn)定，構(gòu)成了上部強(qiáng)干層。

根據(jù)野外實(shí)際測(cè)量，礦區(qū)總體傾向南東，傾角10°左右。下部能干層中，巖石較為完整，構(gòu)造變形不強(qiáng)烈，巖溶不整合面上的角礫巖多為沉積角礫巖，巖溶不整合面附近發(fā)育大量網(wǎng)狀方解石脈，部分膠結(jié)物發(fā)生破碎，反映沿不整合面發(fā)生了變形。在軟弱層中，局部地段地層產(chǎn)狀變化較大，小規(guī)模斷層發(fā)育，巖層揉皺現(xiàn)象普遍，部分地段地層中面理發(fā)育，構(gòu)造變形強(qiáng)烈部位形成了碳質(zhì)層，可以推斷，軟弱層吸收了變形過(guò)程中的形變位移量，形成了內(nèi)部構(gòu)造現(xiàn)象復(fù)雜的式樣。上部強(qiáng)干層中的構(gòu)造變形也較微弱，巖層總體表現(xiàn)為塊狀特征。

根據(jù)巖層能干性、變形程度和變形樣式的分析可以推斷，戈塘金礦區(qū)的主體構(gòu)造格局是在強(qiáng)干層控制之下的以軟弱層變形為主的變形方式。礦區(qū)主體構(gòu)造是在強(qiáng)干層的控制下，總體表現(xiàn)為寬緩的褶皺變形，形成了地層的波狀起伏。而在軟弱層中出現(xiàn)的較強(qiáng)烈變形現(xiàn)象，說(shuō)明軟弱層中發(fā)生了順層剪切與滑動(dòng)。根據(jù)變形型式可以推斷，茅口組(P2m)之上的古巖溶不整合面及龍?zhí)督M三段(P3l3)與四段(P3l4)之間的面均為層間滑脫面，其中茅口組(P2m)之上為主滑脫面，P3l3與P3l4間為次要層滑面。該層滑構(gòu)造為一褶斷型層滑構(gòu)造。

3.2 滑脫構(gòu)造的成因

從區(qū)域上看，該區(qū)主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生在印支期—燕山期［9-11］，印支期區(qū)域應(yīng)力為南北向的擠壓，在巖溶不整合面以及軟弱層與強(qiáng)干層間形成了近東西向的斷層。從印支晚期到燕山早期，區(qū)域上的應(yīng)力方向逐漸由近南北向轉(zhuǎn)化為近東西向，這一轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了早期形成的斷層發(fā)生沿?cái)鄬用孢M(jìn)一步滑動(dòng)，也導(dǎo)致了在軟弱層中進(jìn)一步發(fā)生變形，并產(chǎn)生了層間滑動(dòng)。較弱層中的斷層向下向上均變緩，尖滅于頂板斷層中，層間的剪切滑動(dòng)對(duì)于斷層起到一定的牽引作用，與層間滑動(dòng)作用密不可分，是受控于層間滑脫構(gòu)造，見圖2。

圖2 滑脫構(gòu)造與成礦關(guān)系Fig.2 Relationship between decollement structures and mineralization

3.3 滑脫構(gòu)造與成礦的關(guān)系

層間滑動(dòng)在軟弱層中形成了疊瓦式構(gòu)造和一系列小型褶皺，構(gòu)成了一個(gè)相互貫通、縱橫交錯(cuò)的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)。在這種構(gòu)造組合略顯復(fù)雜的構(gòu)造體系中，疊瓦狀逆沖斷裂主要是由單剪應(yīng)力形成，產(chǎn)狀往往很陡，斷裂面處于最大應(yīng)力狀態(tài)，呈擠壓封閉狀態(tài)，不利于成礦流體沿?cái)嗔衙嫔仙c圍巖發(fā)生交代反應(yīng)而形成金礦體，加之軟弱層巖性為黏土巖、泥巖，透水性差，形成了隔擋層，當(dāng)含礦溶液流經(jīng)時(shí)，便起到了類似地球化學(xué)障的作用，對(duì)礦質(zhì)的運(yùn)移進(jìn)行了阻礙，促進(jìn)了含礦溶液在層滑面中的運(yùn)移以及龍?zhí)督M一段灰?guī)r中的滲透，使龍?zhí)督M一段成為了主要的含礦層。

在軟弱層中，龍?zhí)督M二段為主要的含炭層，龍?zhí)督M三段為次要的含炭層。層滑構(gòu)造形成的一系列平行斷層和小型褶皺對(duì)含炭層的破壞作用不明顯，主要體現(xiàn)在改造作用上。當(dāng)含金熱液滲透入軟弱層中時(shí)，在破碎帶中易于發(fā)生礦化，在經(jīng)過(guò)龍?zhí)督M二段主要含炭層時(shí)，含礦熱液的pH值發(fā)生改變，炭質(zhì)使熱液的含金濃度得到增大，還原出了使絡(luò)合物中的金并將其吸附，但由于大部分含礦熱液被隔擋于軟弱層之下，所以在含炭層中僅發(fā)現(xiàn)了礦化而未發(fā)現(xiàn)礦體。另外，由于含炭層的向上變薄性質(zhì)，導(dǎo)致在龍?zhí)督M三段中幾乎未發(fā)現(xiàn)礦化。

4 結(jié)論

(1)戈塘礦區(qū)龍?zhí)督M二段(P3l2)與龍?zhí)督M三段(P3l3)，由于巖性較軟，在構(gòu)造作用下形成了一系列包括順層滑動(dòng)、褶皺以及疊瓦式構(gòu)造等構(gòu)造組合，地層厚度變化較大，這和龍?zhí)督M一段與龍?zhí)督M四段地層有明顯區(qū)別，故推斷P2m與P3l1間以及P3l3與P3l4間均為層滑構(gòu)造，其中P2m之上為主要層滑面，P3l3與P3l4間為次要層滑面。龍?zhí)督M軟弱層中的疊瓦式構(gòu)造是由于該層滑構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)形成。

(2)在軟弱層中形成的一系列褶皺與斷層構(gòu)成了交錯(cuò)復(fù)雜的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)。單從構(gòu)造上來(lái)講，褶皺的形成在一定程度上會(huì)促使含礦熱液沿薄弱帶和空隙運(yùn)移，但斷裂的應(yīng)力狀態(tài)是出于擠壓的環(huán)境，不利于成礦熱液運(yùn)移，又因?yàn)檐浫鯇訋r性透水性差，這一系列復(fù)雜構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)對(duì)于含礦熱液來(lái)說(shuō)主要起到的是類似于地球化學(xué)障的阻礙作用，也從側(cè)面解釋了龍?zhí)督M一段為主要含礦層的原因。

(3)軟弱層中雖然沒(méi)有形成礦體，但存在礦化，這是因?yàn)檐浫醭芍写嬖诤繉?，使得含礦熱液中絡(luò)合物被還原，并吸附析出的金。另外礦化以龍?zhí)督M二段(P3l2)中居多，向上逐漸減少，這不僅和含礦熱液向上減少有關(guān)，同時(shí)也與滑脫構(gòu)造所造成的含炭層向上減薄有關(guān)。

［1］ Su W C，Hu R Z，Xia B，et al.Calcite Sm-Nd isochron age of the Shuiyindong carlin-type gold deposit，Guizhou，China［J］.Chemical Geology，2009(3):269-274.

［2］ Peter S G，Huang J Z，Li Z P，et al.Sedimentary rock-hosted Au deposits of the Dian-Qian-Gui area，Guizhou，and Yunnan provinces，and Guangxi district，China［J］.Ore Geology Reviews，2007，31(1):170-204.

［3］ 楊科伍.戈塘式金礦床之成因及找礦遠(yuǎn)景初探——兼論兼論紫木凼式金礦［J］.貴州地質(zhì)，1992，9(4):299-306.Yang Kewu.Preliminary studies on genesis and prospect of Getangtupe gold deposits:concurrent discussion of Zimudang-type gold deposits［J］.Geology Guizhou，1992，9(4):299-306.

［4］ 倪師軍，劉顯凡，金景福，等.滇黔桂三角區(qū)微細(xì)粒浸染型金礦成礦流體地球化學(xué)［M］.成都:成都科技大學(xué)出版社，1997.Ni Shijun，Liu Xianfan，Jin Jingfu，et al.Ore-forming Fluid Geochemistry of the Carlin-type Deposits in the Yunnan-Guizhou-Guangxi Triangle Area［M］.Chengdu:Chengdu University of Science and Technology Press，1997.

［5］ 朱愷軍.戈塘金礦中含炭硅質(zhì)角礫巖成因淺析［J］.地質(zhì)與勘探，1993(11):34-38.Zhu Kaijun.The genesis of C-bearing siliceous breccia in the Getang Au-deposit［J］.Geology and Prospecting，1993(11):34-38.

［6］ 劉建中，鄧一明，劉川勤，等.貴州省貞豐縣水銀洞層控特大型金礦成礦條件與成礦模式［J］.中國(guó)地質(zhì)，2006，33(1):169-177.Liu Jianzhong，Deng Yiming，Liu Chuanqin，et al.Metallogenic conditions and model of the super-large Shuiyindong stratabound gold deposit in Zhenfeng county，Guizhou province［J］.Geology in China，2006，33(1):169-177.

［7］ 何豐勝，毛健全，杜定全.戈塘礦區(qū)層滑構(gòu)造研究［J］.貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，26(2):10-16.He Fengsheng，Mao Jianquan，Du Dingquan.A study on the bedding detachment in Getang ore region［J］.Journal of Guizhou University of Technology，1997，26(2):10-16.

［8］ 冉瑞德.黔西南巖溶構(gòu)造容礦金礦床特征及成礦機(jī)理——以安龍戈塘金礦床為例［J］.貴州地質(zhì)，2005，22(1):14-21.Ran Ruide.Characteristic and metallogenic mechanism of the gold deposits with karst structure as holding ore space in the southwest of Guizhou:taking the Getang gold deposit in Anlong as an example［J］.Guizhou Geology，2005，22(1):14-21.

［9］ 王硯耕，索書田，張明發(fā).黔西南構(gòu)造與卡林型金礦［M］.北京:地質(zhì)出版社，1994.Wang Yangeng，Suo Shutian，Zhang Mingfa.The Tectonic and Carlin-type Gold Deposits in Southwest Guizhou Province［M］.Beijing:Geological Publishing House，1994.

［10］ 陳本金.黔西南及鄰區(qū)大陸動(dòng)力學(xué)背景與地震活動(dòng)［J］.大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2009(S1):53-58.Chen Benjin.Seismic activity and continental dynamic background in southwestern Guizhou and its adjacent region［J］.Journal of Geodesy and Geodynamics，2009(S1):53-58.

［11］ 秦守榮，張明發(fā)，龔 梅，等.貴州的印支運(yùn)動(dòng)［J］.沉積與特提斯地質(zhì)，2009，29(2):100-103.Qin Shourong，Zhang Mingfa，Gong Mei，et al.Indosinian movement in Guizhou［J］.Sedimentary Geology and Tethyan Geology，2009，29(2):100-103.