桂北全州縣里出元礦區(qū)脆-韌性剪切帶的發(fā)現(xiàn)及其找礦意義

劉云，周守余，李莉，徐文杰，蒙有言，蒙成禹，陳曉鋒

（1.湖南恒炬勘查有限公司，湖南 懷化 418000；2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004；3.桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541004）

0 引言

上世紀(jì)80年代以來，前人對桂北做了大量研究，積累了大量的地質(zhì)、物探、化探資料，形成了一批極具特色的科研成果，如：金礦的劃分為四種工業(yè)類型（周守余等，2017，2018），金礦的物質(zhì)來源于深部地殼（莫江平和黃杰，2010），金礦的成礦時代為燕山期（王瑞湖和張青技，1997），成礦溫度為中低溫（駱清中和陳大克，1995；閻明，1996）。但是關(guān)于桂北脆-韌性剪切帶與金礦化的關(guān)系卻鮮有報道（張曉麗和何金先，2010；莫江平和黃杰，2009），作者通過詳細(xì)的野外調(diào)查和系統(tǒng)的鏡下鑒定在越城嶺西側(cè)里出元礦區(qū)發(fā)現(xiàn)3條脆-韌性剪切帶，并在其中發(fā)現(xiàn)了金礦體，這在該地區(qū)屬于首次發(fā)現(xiàn)，預(yù)測潛在金資源量4 t。由于桂北地區(qū)大部分的金礦床（點）均為石英脈型金礦，難以形成大型的金礦，而與脆-韌性剪切帶有關(guān)的金礦一般能形成一定規(guī)模的金礦床（方貴聰，2010；李順庭等，2021）。因此，該成果對深化桂北地區(qū)脆-韌性剪切帶與金礦成礦作用的認(rèn)識具有積極的指導(dǎo)意義。

1 桂北的區(qū)域地質(zhì)背景

桂北金礦成礦區(qū)位于湘黔桂比鄰地區(qū)，從西向東地跨融水、融安、三江、龍勝、資源、興安、全州、灌陽等9縣。區(qū)內(nèi)金礦化分布廣泛。該區(qū)屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺桂北臺隆，臺隆內(nèi)主要分布元古界（四堡群、丹洲群）、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系的區(qū)域性綠片巖相變質(zhì)巖和多期次的巖漿巖（主要有元古代的基性-超基性巖、加里東期花崗巖類和燕山期花崗巖類）。臺隆南、南東廣泛分布有泥盆系、石炭系臺地相細(xì)碎屑巖、碳酸鹽巖。

里出元礦區(qū)位于廣西全州縣大西江鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)111°03′00″～111°05′00″，北緯26°09′45″～26°12′00″，大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子板塊桂北地塊龍勝褶斷帶內(nèi)（圖1），東部屬桂林弧形褶斷帶沉積巖區(qū)，西部屬越城嶺褶斷帶花崗巖。區(qū)域內(nèi)寒武系、奧陶系主要為深水盆地相陸源碎屑巖夾碳酸鹽巖建造。志留紀(jì)初開始發(fā)生褶皺隆升，加里東運(yùn)動（廣西運(yùn)動）導(dǎo)致洋陸轉(zhuǎn)換、碰撞成山，丹洲群—奧陶系卷入褶皺變形，形成走向北北東為主的長軸開闊—中長褶皺和逆斷層。以褶皺為區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造，自西向東相對開闊馬海背斜、車田向斜和開闊狀的資源背斜組成，具隔槽式褶皺組合樣式。同時發(fā)生了強(qiáng)烈的花崗質(zhì)巖漿活動，如貓兒山—越城嶺一帶的復(fù)式巖體，與鎢、錫等礦產(chǎn)有關(guān)。早三疊世末，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的褶皺造山運(yùn)動，印支運(yùn)動導(dǎo)致南北向擠壓構(gòu)造產(chǎn)生，發(fā)生疊加褶皺變形，褶皺層內(nèi)呈不對稱狀和呈寬緩狀，區(qū)域上形成弧形褶皺構(gòu)造帶。燕山運(yùn)動近NNW-SSE水平向的強(qiáng)烈擠壓，并派生NNESSW向的伸展，最終形成了NNE向長軸狀褶皺和NNE向逆掩斷裂構(gòu)造格局。資源-新寧斷裂在地表表現(xiàn)為脆性斷裂，而深部表現(xiàn)為韌性剪切帶。越城嶺西側(cè)花崗巖發(fā)生韌性變形，形成糜棱巖和糜棱片麻巖。

圖1 廣西大地構(gòu)造單元劃分示意圖（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局，2017）

1.1 桂北金礦成礦區(qū)帶的劃分

根據(jù)對桂北地區(qū)金礦區(qū)域成礦地質(zhì)特征、金礦區(qū)域成礦規(guī)律及控制條件、地層巖性條件、區(qū)域重、磁異常成果資料，特別是中酸性隱伏巖體推測成果、1∶20萬區(qū)域地球化學(xué)成果，以及近年找礦勘查進(jìn)展和新認(rèn)識，將桂北地區(qū)金礦劃分為3個成礦區(qū)：I—龍勝成礦區(qū)、II—越城嶺成礦區(qū)、III—海洋山成礦區(qū)（圖2）。

圖2 桂北區(qū)域地質(zhì)及金成礦區(qū)圖（據(jù)廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，2009修改）

1.2 桂北金礦的類型

根據(jù)金礦化主要地質(zhì)因素如賦礦圍巖巖性、控礦構(gòu)造組合特征及與巖漿巖關(guān)系等，將桂北地區(qū)金礦可劃分為3大類：（1）產(chǎn)于中晚元古代綠巖帶中金礦，是目前桂北地區(qū)比較重要的金礦類型，該類金礦代表有分水坳、潘內(nèi)、平等、福平包等金礦床（點）；（2）產(chǎn)于下古生界含炭細(xì)碎屑巖中金礦，受巖體外側(cè)脆-韌性剪切構(gòu)造帶控制，成礦受巖漿活動的影響較明顯，是最具找礦前景的礦床類型，該類金礦帶表有里出元等礦床（點）；（3）產(chǎn)于基性、超基性巖體內(nèi)外接觸帶糜棱巖帶中金礦，礦化受四堡期、雪峰期基性、超基性巖體內(nèi)外接觸帶糜棱巖帶、片里化帶控制，礦化分布與剪切帶延伸一致，該種類型大部分為礦化點。

根據(jù)金礦礦化特征，桂北地區(qū)金礦可進(jìn)一步劃分為4類工業(yè)類型：（1）石英脈型金礦；（2)石英細(xì)脈帶型金礦；（3）破碎帶蝕變巖型金礦；（4）糜棱巖型金礦。各類型特征具體見表1，其中破碎帶蝕變巖型金礦最能代表桂北金礦的特點，根據(jù)前人的資料分析金主要來自上殼，水源為大氣降水和變質(zhì)水混合水源（黃杰，2003）。硫源主要來自深部，通過斷裂被帶到成礦熱液中，并混染了大量海成硫酸鹽或沉積硫化物（李昌明，2010）。熱源來自變質(zhì)和構(gòu)造運(yùn)動。成礦流體為 K+-Na+-Ca2+-Cl--SO42--H2O 型的稀釋溶液，成礦溫度以 130～230 ℃為主，為中低溫中淺成地下熱水溶濾金礦床（唐朝霞，1999；吳榮華等，2012），該類型的金礦具有較大的資源前景，其代表礦床有里出元金礦、巖山背金礦和巖灣金礦，其特征與河臺金礦具有相似性（焦騫騫等，2017；陳小冰，2018；汪勁草等，2020），有望達(dá)中大型規(guī)模，是今后重點勘查對象。

表1 不同類型金礦特征表

2 全州里出元礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1.1 礦區(qū)地層

該金礦位于廣西全州縣大西江鎮(zhèn)。出露地層為奧陶系和石炭系，地層由老到新劃分為奧陶系下統(tǒng)白洞組（O1b）、黃隘組（O1h）、升坪組（O1s）和奧陶系中統(tǒng)田林口組（O2+3t）以及石炭系下統(tǒng)堯云嶺組（C1y）、寺門組（C1s）。各組巖性特征如下：

白洞組：中厚層絹云母板巖與變余細(xì)砂巖互層，為礦區(qū)主要地層以及金礦（化）體的主要賦礦地層。黃隘組：中厚層灰綠色絹云母板巖夾薄層灰白色變余細(xì)砂巖。升坪組：絹云母板巖。田林口組：主要由變余細(xì)砂巖和泥質(zhì)巖組成。堯云嶺組：淺灰色白云質(zhì)泥灰?guī)r。寺門組：主要由泥質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r組成。

2.1.2 礦區(qū)構(gòu)造

工作區(qū)構(gòu)造主要由兩條主斷裂帶和一個復(fù)式背斜組成（圖3），其中北北西向的逆斷層（F1）使石炭系寺門組（C1s）與奧陶系白洞組（O1b）、奧陶系黃隘組（O1h）呈斷層接觸，北東東向的平移斷層（F2）使奧陶系下統(tǒng)黃隘組（O1h）、奧陶系下統(tǒng)升坪組（O1s）和奧陶系中上統(tǒng)田林口組（O2+3t）呈斷層接觸。里出元金礦位于齊家背斜近核部，背斜核部軸跡大致呈北北西至近南北向，背斜兩翼的地層為東陡西緩。背斜核部出露奧陶系地層，核部地層傾向不穩(wěn)定，部分地段傾向東，部分地段傾向西，傾角近直立，一般大于80°。

圖3 廣西全州縣里出元礦區(qū)地質(zhì)圖

F1斷裂為峽口村-金腰帶斷裂，呈北北西向展布，斷面產(chǎn)狀60°～110°∠53°，出露長度約4.3 km。該斷層為切割較深的區(qū)域性大斷裂，礦化現(xiàn)象可能與該斷裂的活動有關(guān)。F2斷裂呈北東向約60°展布，出露長度約5 km，寬3～10 m，產(chǎn)狀150°∠90°。該斷表現(xiàn)了左行平移的運(yùn)動學(xué)性質(zhì)，為左旋平移斷裂。F2斷層在工作區(qū)內(nèi)錯斷了F1斷層，I、II號金礦化體主要在F2斷層附近產(chǎn)出。F3斷裂為平行F1的次級斷裂。F4斷裂為石村-金門前斷裂在礦區(qū)出露的部分，為大致平行F1的壓扭性斷裂。礦區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露。

2.2 脆-韌性剪切帶特征

礦區(qū)齊家-椅子嶺一帶發(fā)育有NEE向的斷層破碎帶和脆-韌性剪切帶，分別命名為I號、II號和III號帶，其中I號為脆性剪切帶，II號和III號為脆-韌性剪切帶（圖3）。

I 號脆-韌性剪切帶長度700～800 m，寬度10～30 m，產(chǎn)狀120°∠70°。該脆-韌性剪切帶發(fā)育于絹云母板巖中，巖石呈碎裂結(jié)構(gòu)，碎斑由絹云母碎塊、石英碎塊構(gòu)造，礫徑2.0～30 mm，含量50%，碎基由絹云母板巖磨碎的細(xì)粒物質(zhì)構(gòu)成。含毒砂、黃鐵礦等硫化物的石英脈沿裂隙呈網(wǎng)狀分布，硫化物分布于石英脈的中間。帶內(nèi)發(fā)育有毒砂化、黃鐵礦化和絹云母化的地段金礦化較好。

II 號脆-韌性剪切帶長度700～800 m，寬度10～20 m，產(chǎn)狀120°∠65～75°，絹云母板巖呈現(xiàn)出千枚理化，千枚理產(chǎn)狀與剪切帶產(chǎn)狀一致，其中的石英脈呈透鏡狀（圖4A、B）。鏡下觀察可見核幔構(gòu)造、石英顆粒具有波狀消光、動態(tài)重結(jié)晶等現(xiàn)象（圖4E），剪切帶內(nèi)局部地段發(fā)育揉皺的石英脈和金屬礦化，有毒砂化（圖4D）、黃鐵礦化和褐鐵礦化。

圖4 里出元金礦（化）體野外及鏡下照片

III號脆-韌性剪切帶長度500～600 m，寬度10～30 m，產(chǎn)狀300°∠85°，剪切帶內(nèi)發(fā)育糜棱巖化絹云母板，絹云母板巖呈現(xiàn)出千枚巖化，千枚理產(chǎn)狀與剪切帶產(chǎn)狀一致，其中的石英脈呈透鏡狀，出現(xiàn)拔絲拉長現(xiàn)象。鏡下觀察石英顆?；蛩榘哂型衔铂F(xiàn)象，絹云母具有線狀拉伸特征（圖4E、F）。沿糜棱面理發(fā)育較為明顯的線理，拔絲拉長的石英沿線理定向而形成絲帶構(gòu)造；絹云母顯微鱗片狀，呈帶狀定向分布，形成明顯的片理構(gòu)造（圖4C）。糜棱巖化帶內(nèi)可見硅化、黃鐵礦化、毒砂化等蝕變現(xiàn)象。在脆性剪切帶內(nèi)常發(fā)育硅化、毒砂化、黃鐵礦化、碎裂巖化，金礦化與上述蝕變密切相關(guān)。

2.3 礦體（化）體特征

里出元礦區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三條礦化帶(I、II和III號)（圖5）及其四條礦體(I-1、I-2、II-1和III-1)，3條金礦化帶均呈北東向展布，走向10°～30°，I號、II號礦化帶傾向南東，III號礦化帶傾向北西。I號礦化帶發(fā)育于脆性斷裂帶內(nèi)，傾角73°～85°，寬度2～29.51 m，長度＞600 m，金含量0.15×10-6～2.49×10-6；II號礦化帶發(fā)育于脆-韌性剪切帶內(nèi)傾角55～67°，寬度2～40 m，長度＞500 m，金含量0.10×10-6～1.66×10-6；III號礦化帶發(fā)育于脆-韌性剪切帶內(nèi)，傾角75°～85°，寬度1～30 m，長度＞300 m，金含量0.118×10-6～1.38×10-6；各礦體特征見表2。

表2 里出元礦（化）體特征一覽表

圖5 里出元礦區(qū)礦體分布圖

I-1、I-2號礦體由硅化、褐鐵礦化、毒砂化碎裂巖化絹云母板巖構(gòu)成，常見石英脈，脈寬3～5 cm，蝕變類型以硅化、黃鐵礦化、毒砂化、絹云母化為主，見少量綠泥石化。

II-1和III-1號礦體由產(chǎn)于脆-韌性剪切帶內(nèi)，其中發(fā)育脈狀硅化，石英脈局部呈揉皺狀，毒砂細(xì)脈和黃鐵礦細(xì)脈充填于裂隙之中。蝕變類型以硅化、黃鐵礦化、毒砂化、絹云母化為主，見少量綠泥石化。

礦區(qū)金礦特點：該礦區(qū)金礦體產(chǎn)于NNE（走向10°～30°）脆-韌性剪切帶內(nèi)，該帶寬度可達(dá)30～40 m，延伸較長可達(dá)600～700 m，在脆-韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育硅化、黃鐵礦化、毒砂化即發(fā)生礦化，在成礦有利空間則形成礦體，具“帶中找蝕變帶、蝕變帶內(nèi)圈礦體”的特點。

里出元金礦受斷裂控制，礦體均產(chǎn)于礦化脆-韌性剪切帶。礦體嚴(yán)格受限于構(gòu)造帶內(nèi)（圖4），不僅發(fā)育脆性構(gòu)造帶還發(fā)育脆-韌性剪切帶，金品位偏低，礦（化）體沿走向延伸較長，厚度也較大。硅化、毒砂化、黃鐵礦化、絹云母化與金礦化較密切。含礦脆-韌性剪切帶沿走向延伸較長，長度＞600 m。

3 討論

桂北地區(qū)金礦點星羅棋布，前人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金礦床大部分屬于石英脈型金礦，該類金礦礦體與石英脈密切相關(guān)，雖然品位高，但礦化不均勻，延續(xù)性較差。在里出元礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的含礦脆-韌性剪切帶，為在桂北地區(qū)實現(xiàn)金礦找礦突破打開了一扇新的窗口。類比廣東河臺韌性剪切帶型金礦，二者具有相似的地質(zhì)背景和成礦構(gòu)造條件（蔡建新，2012；焦騫騫等，2016）。綜合認(rèn)為，該礦區(qū)具備形成韌性剪切帶型金礦的基礎(chǔ)地質(zhì)條件，其中III號礦化帶發(fā)育于脆-韌性剪切帶內(nèi)，規(guī)模最大，寬度8.61 m，長度＞300 m，金含量0.118×10-6～1.38×10-6，具良好的找礦前景。

4 結(jié)論

里出元礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了脆-韌性剪切帶，帶內(nèi)發(fā)育初糜棱巖，變形顯微構(gòu)造均發(fā)育良好，主要有帶狀石英、石英的波狀消光、S-C組構(gòu)和旋轉(zhuǎn)殘斑等。在脆-韌性剪切帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了金礦化體及礦體，其中II、III號脆-韌性剪切帶發(fā)育初糜棱巖，礦化蝕變?yōu)楣杌?、毒砂化、黃鐵礦化。剪切帶不僅是應(yīng)力、應(yīng)變集中帶，同時強(qiáng)烈構(gòu)造活動對成礦物質(zhì)的遷移和富集起著重要控制作用，脆-韌性剪切帶既為金礦形成的提供熱動力條件，又是良好的導(dǎo)礦和容礦場所，因此加強(qiáng)對脆-韌性剪切帶研究對尋找金礦具有指導(dǎo)意義。

致謝本文編寫的過程中參考了我公司莫江平、黃杰、徐文杰教授、劉耀輝高級工程師編制的勘查及科研報告，在此表示真誠的感謝！