江西樂(lè)平涌山地區(qū)韌性剪切帶對(duì)金礦化的控制及找礦遠(yuǎn)景

李 凱,陳浩鵬,萬(wàn) 歡,楊細(xì)浩,李業(yè)興

(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院,江西 南昌 330030)

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

欽杭結(jié)合帶萍(鄉(xiāng))萬(wàn)(年)疊覆帶邊緣及兩側(cè)形成了許多與韌性剪切帶及深大斷裂有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型金礦和變質(zhì)碎屑巖中脈型金礦[8],查明資源量約占華東地區(qū)金礦資源量的37%[9]。該帶發(fā)育樂(lè)平—珍珠山韌性剪切帶,江西樂(lè)平涌山金礦點(diǎn)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(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過(guò)研究樂(lè)平涌山地區(qū)韌性剪切帶特征,分析其與金礦成礦作用的關(guān)系和找礦前景,為贛東北地區(qū)韌性剪切構(gòu)造蝕變巖型金礦找礦突破提供參考,為新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)提供服務(wù)及支撐。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于江西省北東部,大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子板塊欽杭結(jié)合帶萍(鄉(xiāng))萬(wàn)(年)疊覆帶萍鄉(xiāng)—樂(lè)平坳陷[11],地處欽杭成礦帶東段,萍鄉(xiāng)—德興銅金銀多金屬成礦亞帶內(nèi)[12]。受景德鎮(zhèn)動(dòng)力變質(zhì)巖帶(南帶)塔前—賦春斷裂帶影響,區(qū)域上發(fā)育1條變形強(qiáng)烈的長(zhǎng)達(dá)20 km的樂(lè)平—珍珠山韌性剪切帶,帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)10余處銅金多金屬礦床或金礦點(diǎn)[13],區(qū)域成礦條件優(yōu)越[14]。研究區(qū)地殼具有基底和蓋層雙層結(jié)構(gòu)[15]:基底主要由新元古代萬(wàn)年巖群淺變質(zhì)巖系構(gòu)成;蓋層主要為上古生界、中生界和新生界。區(qū)域巖漿巖不發(fā)育,僅出露少量的花崗(斑)巖脈、花崗閃長(zhǎng)斑巖脈和基性巖脈。區(qū)域上總體構(gòu)造線呈NE向,經(jīng)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(dòng),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(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層主要為新元古代萬(wàn)年巖群楓樹(shù)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(lè)平涌山金礦賦存于楓樹(shù)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(zhì)建造,伴有海底火山噴發(fā)產(chǎn)物,巖性以灰黃色、灰白色薄層狀凝灰質(zhì)千枚巖為主,夾淺灰色薄-中薄層狀變質(zhì)細(xì)砂巖、深灰色含碳千枚巖、變沉凝灰?guī)r。

1.聯(lián)圩組;2.安源組;3.長(zhǎng)興組;4.樂(lè)平組;5.鳴山組;6.小江邊組;7.棲霞組;8.馬平組;9.黃龍組灰?guī)r段;10.黃龍組白云巖段;11.牛頭嶺巖組;12.楓樹(shù)嶺巖組上段;13.楓樹(shù)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(hào);18.金礦化體及編號(hào);19.韌性剪切帶;20.實(shí)測(cè)正斷層;21.實(shí)測(cè)平移斷層;22.推測(cè)性質(zhì)不明斷層;23.實(shí)測(cè)地質(zhì)界線;24.實(shí)測(cè)角度不整合界線;25.礦區(qū)范圍;26.實(shí)測(cè)巖層產(chǎn)狀圖1 礦區(qū)大地構(gòu)造位置(a)及地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)Fig. 1 Tectonic location (a) and schematic geological map (b) of the mine

區(qū)內(nèi)發(fā)育3條韌性剪切帶和5條脆性斷裂。韌性剪切帶以NEE向?yàn)橹?規(guī)模較大,脆性斷裂以NE向、NEE向、EW向?yàn)橹?。侵入巖不發(fā)育,零星出露少量花崗斑巖脈、絹云母化霏細(xì)斑巖脈和石英脈。針對(duì)化探異常,經(jīng)探槽揭露金礦體1條(Au1)和金礦化體2條(Au2、Au3),呈脈狀產(chǎn)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(chǎn)狀150°∠80°,真厚度1.96 m,地表延長(zhǎng)約300 m,礦化體沿走向具有尖滅再現(xiàn)和分支復(fù)合現(xiàn)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?yōu)楣杌?、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(zhì)巖屑、長(zhǎng)石、石英,蝕變礦物為綠泥石、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)為半自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu);礦石構(gòu)造為稀疏浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)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(zhǎng)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?jī)A向呈NE向或SE向,傾角65°～75°。礦化體真厚度0.66～3.06 m,斷續(xù)延長(zhǎng)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F(xiàn)ig. 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(dòng)特征[17],早期可見(jiàn)S-C組構(gòu)(圖4)、無(wú)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(qiáng)、弱變形帶,其中強(qiáng)變形帶內(nèi)巖石剪切片理發(fā)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(gòu)特征Fig. 4 Features of S-C fabric

圖5 無(wú)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(guī)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(qū)內(nèi)寬25～160 m,長(zhǎng)2.9～6.66 km,局部具膨大、彎曲特點(diǎn)。其產(chǎn)狀為330°～350°∠40°～60°,f1往兩端延伸至區(qū)外,f2、f3中部被NW向F5脆性斷裂錯(cuò)段(圖1)。

2.3 礦化特征

韌性剪切帶內(nèi)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(qiáng)烈地段可見(jiàn)多種蝕變相互疊加。已發(fā)現(xiàn)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(qiáng)變形帶內(nèi)的糜棱巖、千糜棱巖中,該強(qiáng)變形帶主期剪切方向?yàn)镹E-SW向的左行韌性剪切,其促使成礦物質(zhì)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(qū)內(nèi)金礦體賦存于新元古代萬(wàn)年巖群淺變質(zhì)巖中。根據(jù)前人資料[18],統(tǒng)計(jì)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(qū)韌性剪切帶內(nèi)的強(qiáng)片理化帶及剪切變形作用強(qiáng)烈的地段中,Au含量明顯高于兩側(cè)弱片理化帶及正常淺變質(zhì)巖。萬(wàn)年巖群楓樹(shù)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(qiáng)的活動(dòng)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(zhì)擴(kuò)散場(chǎng)和富集場(chǎng)[21],并在適當(dāng)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(nèi)與成礦有關(guān)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(zhì)巖中,蝕變范圍較大,硅化較弱,與礦化關(guān)系不明顯;線狀蝕變主要分布于石英細(xì)脈及其兩側(cè)附近,呈帶狀發(fā)育,硅化較強(qiáng),常伴有綠泥石化,硅化強(qiáng)烈部位可見(jiàn)黃鐵礦等金屬硫化物,該類型與金礦成礦作用密切相關(guān)。黃鐵礦化、褐鐵礦化分為3種產(chǎn)出類型:一是在石英擠壓帶中呈不規(guī)則脈狀、團(tuán)包狀、浸染狀產(chǎn)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(guān);二是在糜棱巖化巖石中呈細(xì)脈狀產(chǎn)出;三是呈星點(diǎn)狀產(chǎn)于韌性剪切帶圍巖中。綠泥石化多以脈狀形式見(jiàn)于硅化強(qiáng)烈的石英脈邊部或裂隙中;碳酸鹽化多見(jiàn)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(qiáng)烈地段,多種蝕變相互疊加,金礦化明顯變強(qiáng)。

3.3 韌性剪切帶與地球化學(xué)元素的關(guān)系

對(duì)樂(lè)平涌山礦區(qū)開(kāi)展的1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)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(qū)Au的背景值(2.30×10-9),為富集元素,變化系數(shù)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(guān)系良好,且異常長(zhǎng)軸方向總體與韌性剪切帶展布方向基本一致,表明區(qū)內(nèi)韌性剪切帶在導(dǎo)礦的同時(shí),也對(duì)地球化學(xué)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(xué)測(cè)量綜合異常范圍及編號(hào);3.Au單元素異常三級(jí)濃度分帶及最高含量/10-9圖8 1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)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(guān)系

樂(lè)平涌山礦區(qū)位于塔前—賦春逆沖推覆構(gòu)造帶南東側(cè),其所在的贛東北地區(qū)廣泛分布與韌性剪切帶有關(guān)的金礦床。研究表明,帶內(nèi)發(fā)育的韌性剪切作用是區(qū)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(shí)代分布,如德興金山韌性剪切帶金礦中的韌性剪切活動(dòng)在金成礦作用中起到了活化、萃取、遷移、富集的作用[26]。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的金礦(化)體均產(chǎn)于樂(lè)平—珍珠山韌性剪切帶NE向韌性變形強(qiáng)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(qiáng)烈的黃鐵礦化、綠泥石化等礦化蝕變,促成了區(qū)內(nèi)金礦(化)體在空間上呈透鏡狀或豆莢狀分布。SW-NE向樂(lè)平—珍珠山韌性剪切帶上,與該區(qū)金礦化相似的新田、紅梅嶺、長(zhǎng)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(chǎn)出,是區(qū)內(nèi)金礦的導(dǎo)礦、配礦、容礦構(gòu)造。新元古代萬(wàn)年巖群淺變質(zhì)巖系受區(qū)域構(gòu)造影響,形成了一系列的NE向、NEE向韌性剪切帶,變質(zhì)巖系中的金成礦元素受剪切帶深部的韌性變形帶活動(dòng)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(yīng)力面運(yùn)移至中淺部的過(guò)程中,由于溫度、壓力、流體成分及氧逸度、酸堿度等發(fā)生變化,促使Au發(fā)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(dòng)改造及疊加,促使成礦元素進(jìn)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(gòu)成了區(qū)內(nèi)韌性剪切成礦體系。

4 成礦要素與找礦遠(yuǎn)景

4.1 成礦要素

通過(guò)與周邊已知礦床對(duì)比可知,研究區(qū)大地構(gòu)造位置、成礦區(qū)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(jìn)行對(duì)比并分析研究區(qū)成礦地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,總結(jié)了研究區(qū)成礦要素(表1),為區(qū)域金礦找礦工作提供了依據(jù),也為樂(lè)平涌山一帶找礦靶區(qū)的圈定提供了參考。

表1 樂(lè)平涌山地區(qū)金礦成礦要素表Table 1 Metallogenic elements of Yongshan gold deposit, Leping City

4.2 找礦遠(yuǎn)景

通過(guò)分析區(qū)內(nèi)地層、韌性剪切帶、已發(fā)現(xiàn)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(qū),即張家井—上程村金礦找礦靶區(qū)(圖9)。

1.聯(lián)圩組;2.安源組;3.長(zhǎng)興組;4.樂(lè)平組;5.鳴山組;6.小江邊組;7.棲霞組;8.馬平組;9.黃龍組灰?guī)r段;10.黃龍組白云巖段;11.牛頭嶺組;12.楓樹(shù)嶺組上段;13.楓樹(shù)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(hào);18.金礦化體及編號(hào);19.韌性剪切帶;20.實(shí)測(cè)正斷層;21.實(shí)測(cè)平移斷層;22.推測(cè)性質(zhì)不明斷層;23.實(shí)測(cè)地質(zhì)界線;24.實(shí)測(cè)角度不整合界線;25.礦區(qū)范圍;26.1∶10 000土壤地球化學(xué)綜合異常及編號(hào);27.找礦靶區(qū);28.實(shí)測(cè)巖層產(chǎn)狀圖9 研究區(qū)地球化學(xué)綜合異常及找礦靶區(qū)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(qū)位于研究區(qū)中東部張家井—上程村一帶,面積1.71 km2。區(qū)內(nèi)出露的地層為萬(wàn)年巖群牛頭嶺巖組下段淺變質(zhì)巖系。NE向韌性剪切帶f2、f3分別從遠(yuǎn)景區(qū)北部和中南部貫穿全區(qū),它們的產(chǎn)狀分別為330°～340°∠55°～60°,寬25～90 m。區(qū)內(nèi)硅化、高嶺土化、褐鐵礦化普遍發(fā)育。

在研究區(qū)圈定了HS-7、HS-9、HS-10等3處1∶10 000土壤地球化學(xué)綜合異常(圖9),異常區(qū)總面積為0.63 km2。主要成礦元素為Au,三級(jí)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(fā)現(xiàn)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(shù)為2.04,襯度為3.02。同時(shí),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(tài)及空間分布上基本吻合,推測(cè)為變質(zhì)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(zhǎng)軸方向呈NE向,受區(qū)域構(gòu)造控制明顯。

通過(guò)地表調(diào)查及槽探揭露,在區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多條金礦(化)體達(dá)到邊界品位,且金礦(化)體產(chǎn)狀(150°∠80°)與韌性剪切帶剪切面理產(chǎn)狀(340°∠70°)相反,反映區(qū)內(nèi)Au礦化與韌性剪切帶后期的脆性破碎構(gòu)造改造關(guān)系密切。

綜上所述,研究區(qū)中東部張家井—上程村金礦找礦靶區(qū)的成礦地質(zhì)條件良好,區(qū)內(nèi)地球化學(xué)異常明顯,已發(fā)現(xiàn)多處金礦化蝕變帶和礦化體,說(shuō)明具有進(jìn)一步尋找韌性剪切帶型金礦的前景。

5 結(jié)論

(1)江西樂(lè)平涌山金礦為韌性剪切構(gòu)造蝕變巖型金礦,新元古代萬(wàn)年巖群淺變質(zhì)巖為成礦提供了充足的物質(zhì)來(lái)源,NE向韌性剪切帶是重要的控礦導(dǎo)礦構(gòu)造,韌性剪切變形作用強(qiáng)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(qū)的成礦地質(zhì)條件良好,土壤地球化學(xué)綜合異常與構(gòu)造蝕變帶套合較好,Au異常濃度分帶明顯,異常規(guī)模大,與韌性剪切構(gòu)造關(guān)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(zhì)勘查基金項(xiàng)目“江西省樂(lè)平市涌山銅多金屬礦預(yù)查”報(bào)告資料的基礎(chǔ)上總結(jié)而成,在野外工作和成文過(guò)程中得到了江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院樓法生教授級(jí)高級(jí)工程師的精心指導(dǎo)和幫助,在此表示衷心的感謝!