韧性剪切带金矿中雁列式构造控矿特征分析

彭 瑜，郝亚青，李云平，李积红

(青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁 810099)

韧性剪切带金矿中雁列式构造控矿特征分析

彭 瑜，郝亚青，李云平，李积红

(青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁 810099)

雁列式构造是一种常见的构造组合形式。它是以一系列走向大致相互平行而斜列的断裂或褶皱组合而成，其中还包括平行斜列构造之间的桥构造(雁列式构造中相邻两构造之间所夹构造)。地壳内各种规模的剪切带常常发育成雁列式构造，表现为雁列式断裂、雁列式褶皱、或它们所形成的次一级构造。若雁列式断裂或节理被岩脉或矿脉所充填，则称为雁列脉，本文主要讲述不同形式的雁列脉和雁列脉所形成的条件，并加以有关矿床实例说明。

韧性剪切带；金矿；雁列式构造；控矿特征

雁行式构造多指一组平行错列或斜列的产状及性质相同的断裂。具有以下特征：a此种断裂总体上呈带状或脉状分布，在空间上斜列或平行错列分布；b单条断裂长度及性质相近，规模较小，相邻断裂端部尖灭侧现依次排列；c各条断裂在区域上组合成一定规模的剪切带，与单条断裂的产状一致。上世纪80年代以来，随着韧性剪切带中金矿重大找矿成果的不断涌现[1-3]，雁列式断裂性质及控矿特征研究开始受到人们重视，通过对成矿及其控矿作用研究在矿产勘查中具有较好指导作用。本文在对雁列式脉的力学分类、产出形式等进行了详细研究的基础上，以东坪金矿、文峪金矿为例，对雁列式断裂与金矿的成矿关系进行了初步分析和研究。

1 雁列脉的力学性质类型

雁列构造可以呈单脉或单列产出，多为单向剪切作用的结果；也可以受左型和右型两组剪切力影响，脉体呈交叉组合而成共轭雁列脉。雁列脉的形成是在一对剪切力的作用下，经热液充填形成，没有主裂面出现。雁列式断裂按其力学性质一般可以分为剪裂型、张裂型和压裂型。

充填于剪性断裂的雁列脉比较规则，产状较稳定，脉壁平整，脉壁可见残留的水平或近水平擦痕。斜列特点一般与剪切运动方向一致，即右旋剪裂，则矿脉作右型雁行排列；左旋剪切，则斜列表现为左型。单脉与剪切带总走向常有一夹角，但一般较小，约在5(°)～20(°)之间。相邻斜列的断裂之间重叠长度较短[4]。重叠长度是指相邻斜列断裂沿垂相平移重合，它们之间重叠部分的长度。对于雁列式断裂，大多数相邻断裂重叠，只有大约10%的断裂没有重叠；在比较大的范围内，重叠量大体上与相邻断裂的距离成比例[5]。

充填于张性断裂的雁列矿脉，矿脉特征是形态不规则、粗细不均匀、脉壁粗糙、缺乏水平或垂直擦痕。这类矿脉也是生成于剪切作用派生的张裂隙中，单脉走向与剪切方向夹角较大，约成45(°)。对于一些张性小裂隙，由于剪切作用继续进行，脉体可发生递进变形作用，形成中段较宽，两端向相反方向弯曲的“S”型[4]。这一类雁列式脉体的重叠长度较充填于剪性断裂的雁列脉体要长。压性断裂的重叠—相邻断层间距比比张性断裂比值稍小一些[5]。

充填于压性断裂的雁列矿脉一般为剖面上的雁列现象，与逆冲性质的成矿断裂相关，矿脉多数呈叠瓦状产出，单矿脉与破裂带总走向夹角小，彼此靠得较近[4]。

2 雁列脉产出形式和应力特征

2.1雁列脉产出形式

雁列脉的产出形式多样，既可以发育于水平面内，也可以产出于垂向上(图1、2)[6]，或者是斜向发育。

在垂直平面内，雁列脉的侧列方式可以分为前侧型和后侧型两种。前侧型是指深部脉体产出于浅部脉体的上盘；相反，后侧型是指深部脉体产出于浅部脉体的下盘(图1a、b、c、d均属于这种类型)。另外，在侧列脉体之间的岩桥区，也可以有雁列脉出现。

岩桥区是指一组雁列脉中相邻脉体可以重叠部分，它们之间的所夹的部位。

平面上雁列脉的分布形式有左型和右型之分。左型是指顺一条脉体走向，其余脉体依次向左错列(图2e、h)；右型是指顺一条脉体走向，其余脉体依次向右错列(图2f、g)。另外，由于不同岩石力学性质的不同，在平面和垂向上，还可以形成两组共轭的雁列脉。

剖面上雁列脉

平面上雁列脉

2.2雁列脉的应力特征

虽然有时候不同的应力状态可以产生相同形式的雁列脉，但是赋存雁列脉的断裂性质是不一样的。例如，图1a形式的雁列脉可以由逆时针方向剪切作用形成，也可以由顺时针方向剪切形成，但逆时针方向剪切形成的脉体赋存于张(剪)性空间，相反则形成压(剪)性空间。

有时相同的剪切作用所形成的雁列脉体形式不一样，断裂性质也不一样。如左型剪切作用所形成的雁列脉，有的为左型，断裂性质为压(剪)性(图2e)；有的为右型，断裂性质为张(剪)性(图2f)。

对于雁列脉中某条单脉体，它的端部前方最大剪应力最高，两端应力状态也不一样。剪切过程中，在向前错动一端(靠近岩桥区的一端，图2e)处于压性状态，在另外一端，则处于张性状态。对于部分雁列脉中岩桥区存在次一级雁列式张性裂隙这一点，是因为岩桥区应力最集中，岩石容易破裂，由于两侧的持续剪切作用，就相对容易形成张性破裂[7]。在岩石变形引起热场变化的实验研究中，岩桥区测点表现为伴随粘滑过程的升温速率高。随着实验的进行，该部位的破裂摩擦也成为升温的一个原因。以上实验结果同样说明，雁列脉岩桥区应力大，比其它部位更容易破裂[8]。由于岩桥区处于一个连通位置，该部位的贯通对于流体的运移起着重要作用。

3 矿床实例分析

3.1东坪金矿

东坪金矿地处张家口市崇礼县的东榆树坪村，大地构造位置属华北板块的燕辽沉降带北缘。区域上主要地层为太古宙、元古宙中、浅变质岩系和侏罗纪酸性、中酸性火山岩。向崇礼—赤城深大断裂为本区主干断裂，走向近东西，与其平行展布的次一级断裂为杨木洼—马丈子—金家庄断裂，三级断裂规模中等，以后中山—红花背—上水泉断裂为主。赋矿岩性为二长岩，属水泉沟碱性杂岩体；主要矿石类型有黄铁矿石英脉型、多金属硫化物石英脉型和黄铁矿钾长石型[9]。

受NNE和NW向断裂联合控制，矿脉呈单脉和复脉形式分布剪切带内，该两组断裂是主要的容矿构造。矿区内1、2、3号矿脉都形成于主要成矿阶段，其中1、2号矿脉断裂控矿特征一致(图3、4)[10]，现详述2号矿脉的地质特征。

2号矿脉剪切带主要由3条走向20(°)～30(°)，倾向NW，倾角40(°)的左型雁列矿脉和一组走向325(°)～335(°)，倾向SW，倾角40(°)～45(°)的右型雁列矿脉带组成(图4)。

a 1号矿脉；1 剪性断裂；2 张性断裂；3 剪切带；4 剪切方向

b 2号矿脉；1 剪性断裂；2 张性断裂；3 成矿后断裂；4 剪切方向

NNE向雁列矿脉走向延长大，单脉两壁平直，脉间隔距一般20～50 m，构成宽约50～100 m，总体走向NNE的雁列带，显示韧性剪切特征。NW向雁列矿脉位于NNE向雁列矿脉岩桥区，并严格受其控制。雁列单脉中部膨大，在倾向上延深不超过100 m，构成宽约15～20 m的雁列带，按雁列矿脉地质特征属于张性裂隙[10]。

东坪金矿所处的大地构造位置为华北板块北缘，另外区域主干断裂都是近EW向展布。这个时期，太平洋板块向我国东部俯冲，该区早期不同级别断裂构造(尤以近EW向)多数处于松弛状态，而刚性的碱性杂岩体受北西向作用力，使得东坪矿区成矿时期最大主压应力方向为NNW向，从而使矿区形成NNE向压剪性断裂构造，正是在这种应力状态下形成了东坪金矿区的矿脉展布形式。东坪金矿1号、2号、3号构造剪切带是延NNE向断裂呈左型近等距分布的，单个剪切带形成NNE向压剪性左型雁列矿脉，在构造桥区形成NW向张性右型雁列矿脉(图5)，与此时区域应力状态相一致[10]。矿区锆石U-Pb及钾长石40Ar/39Ar测年数据分别为140.3±1.4 Ma和156.7±0.88 Ma，据此初步判断矿床主要成矿时期为侏罗世—早白垩世[11]。

图5 东坪金矿控矿构造应力状态示意

3.2文峪金矿

文峪金矿床地处华北地块南缘小秦岭金成矿带中亚带，燕山期文峪花岗质岩基之南侧，为该区一重要大型石英脉型金矿床。

矿区出露一套中深变质岩，主要岩性混合岩及斜长角闪岩，为区内主要赋矿岩石。矿区构造以断裂发育为主，以走向分为近东西向270(°)～310(°)、近南北向170(°)左右、北东20(°)～40(°)及北西向330(°)左右等4组；其中近东西向断裂为区内最主要控矿构造。矿区内发育不同方向的脉岩，主要以辉绿玢岩脉及辉绿岩脉等为主。区内主要金矿脉多产于混合岩及斜长角闪岩中。

矿脉的空间展布与产出严格受断裂构造控制，以近东西向为主，且平、剖面上具近平行等距产出及分布规律。金矿化以石英多金属硫化物和石英黄铁矿型为主，具热液成矿作用特点，可划分也四个阶段，其中Ⅰ阶段构成含金石英脉主体，Ⅱ、Ⅲ阶段为金的主要淀积成矿阶段。下面主要介绍530号矿脉断裂控矿特征。

1)530号矿脉断裂控矿特征

530号矿脉控矿总体产状290(°)∠40(°)～65(°)。该断裂早期韧性变形特征明显；成矿期叠加脆性断裂，切割并使早期糜棱岩带破碎，成矿期断裂以左行斜冲运动为特点。

该含金石英脉空间形态主要受走向近东西向断裂的剪切作用控制。平面上，含金石英脉体主要产于控矿断裂带走向为250(°)～270(°)方向区段，构造岩类并不发育；而断裂带走向270(°)～290(°)区段主要为挤压性质的构造岩类发育部位，含金石英脉体不发育(图7a)。剖面上含金石英脉体主要产于断裂构造中断面舒缓的区段，倾角一般为40(°)～50(°)较缓区段，而倾角为50(°)～65(°)较陡部位主要发育挤压性质的构造岩类(图7b)。一般而言，在左行逆冲运动方式下，断裂走向250(°)～270(°)方向段及倾角40(°)～50(°)较缓区段均处于局部张(剪)应力状态之下，易于形成容矿空间。

本区热液金矿化作用四个成矿阶段中，Ⅰ阶段形成较大石英脉透镜体形式充填于近EW向控矿断裂带内局部张(剪)性空间；Ⅱ阶段矿脉多沿Ⅰ阶段石英脉内一组剪性裂隙分布；Ⅲ阶段矿脉主要充填于Ⅰ阶段石英脉体内一组张性裂隙内，并切断错动Ⅱ阶段石英—黄铁矿细脉，局部地段见Ⅲ阶段矿脉沿Ⅱ阶段裂隙呈充填追踪张性裂隙方式产出(图6)[12]。

2)530号矿脉不同成矿阶段构造特征分析

由于强烈的构造运动，在控矿断裂走向SW方向及剖面上倾角较缓部位产生局部扩张空间，形成Ⅰ阶段石英脉透镜体；第2次构造活动强度减弱，在Ⅰ阶段石英脉体内优先发育一组雁列式剪裂隙，热液沿其活动形成Ⅱ阶段石英—黄铁矿细脉；第3次构造活动强度增强，结果在Ⅰ石英脉体内形成一组羽状张裂隙，Ⅲ阶段石英—多金属硫化物矿脉主要沿这组张裂隙分布(图6、7)[12]。

Ⅰ Ⅰ阶段黄铁矿—石英脉体；Ⅱ Ⅱ阶段剪性石英—黄铁矿细脉；Ⅲ Ⅲ阶段阶段石英脉体内形成一组张性石英—多金属硫化物脉

图6530号矿脉1524m中段矿化素面图

a 平面上；b 剖面上；Ⅰ Ⅰ阶段张(剪)性裂隙；Ⅱ Ⅱ阶段剪性雁列式裂隙；Ⅲ Ⅲ阶段羽状张裂隙；①压性结构面；②剪性结构面；③张性结构面

4 结 论

不同形式的断裂构造对金矿床的形成、规模、特点及赋存状态有着较为显著的影响，其中以韧性剪切带控矿作用较为突出，以本文讨论的韧性剪切带中普遍发育的雁列式次级构造为特征，矿化形成于该类型构造的近东西次级断裂带内，在倾向上产状变缓的部位具有较好赋矿能力；同时，矿化受多其次构造叠加特征明显，在单一的脆性构造区段，矿化作用较弱，而在多期复合且以韧性活动为主的构造带内，矿化相对较强，热液活动及金属矿化物发育，为金矿的主要成矿区间及成矿阶段。

因此，加强区域韧性剪切带的研究，尤其对带内发育的雁列式构造的不同产出形式、规模、赋矿特征等的规律研究，对矿产勘查和矿区矿体定位预测有着积极的作用。

[1] 朱永峰.克拉通和古生代造山带中的韧性剪切带型金矿:金矿成矿条件与成矿环境分析[J].矿床地质,2004,23(4):509-519.

[2] 魏刚锋,陈新跃,辛红刚.烨厂沟金矿床区域韧性剪切带特征[J].大地构造与成矿学,2004,28(2):179-186.

[3] 朱赖民,张国伟,李犇,等.秦岭造山带重大地质事件、矿床类型和成矿大陆动力学背景[J].矿物岩石地球化学报,2008,27(4):384-390.

[4] 曾庆丰.矿脉雁列规律及其意义[J].地质科学,1980(1):34-42.

[5] 卢德林,罗修泉,汪建军,等.东坪金矿成矿时代研究[J].矿床地质，1993,12(2):182-188.

[6] 杨春福.脉状金矿床深部多个矿化富集段的找寻[J].黄金地质，2010,31(8):8-1.

[7] 刘力强,马瑾,马胜利,雁列构造的几何及其应力场的数值模拟[J].地震地质，1998,20(1):44-53.

[8] 刘培洵,马瑾,刘力强,等.压性雁列构造变形过程中热场演化的实验研究[J].自然科学进展,2007,17(4):454-459.

[9] 魏俊浩，刘丛强，丁振举.热液型金矿床围岩蚀变过程中元素迁移规律—以张家口地区东坪、后沟、水晶屯金矿为例[J].矿物学报，2000,20(2):200-206.

[10] 蒋心明,樊秉鸿,李少众.河北省东坪金矿矿田构造特征[J].地质矿论丛,2000,15(4):351-356.

[11] 李长民,邓晋福,陈立辉,等.华北北缘张宣地区东坪金矿中的两期锆石：对成矿年龄的约束[J].矿床地质，2009,29(2):265-275.

[12] 王可勇,向树元,高秋斌,文峪金矿床530断裂控矿特征研究及意义[J]. 黄金地质，1999,20(5):1-4.

OreContorllingCharacteristicsofEchelonStructureinDuctileShearBeltofGoldDeposit

PENG Yu, HAO Yaqing, LI Yunping, LI Jihong

>(The5thGeologicalandMineralSurveyInstituteofQinghaiProvince,Xining,Qinghai810099,China)

Echelon structure is one of familiar structural associations styles. It is composed by a series of paralleled diagonal and distributed fractures and folds, including the middle formation between two adjacent echelon structures. It usually exists in all kinds of scale sheared zones, which appears as echelon fracture, echelon fold, or their secondary structure. If the echelon fractures or joints are filled by the rock or ore veins, it is called echelon vein. This study mainly gives out the classifications of the echelon veins and their forming conditions to combine with some ore deposit examples.

Ductile shear belt; Gold ore; Echelon structure; Ore controlling characteristics

2017-07-20

彭瑜(1970-)，女，四川威远人，工程师，研究方向：地质矿产勘查，手机：13997206636，E-mail：978162504@qq.com.

P548

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.012