吴 龙,陈 健
(贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队,贵州 凯里 556000)
研究区处于江南造山带南西段(王孝磊,2017)。区内存在“石英脉型金矿”与“蚀变岩型金矿”两种金矿类型(王尚彦,2006)。区内石英脉型金矿产于背斜核部及其附近张性层间剥离带、脆性构造破碎带和过渡性剪切带中;蚀变岩型金矿主要受背斜核部的北东东向和北西西向剪切断裂破碎蚀变带控制。
近年,在坑头首次发现了产于断层破碎带内的构造蚀变岩型金矿(张泽,2019)。
区内出露地层为新元古代清水江组第二段地层,可分为三个亚段,其中第一亚段地表未出露,各亚段特征如下:
清水江组第二段第一亚段:以灰色条带状凝灰质板岩为主,顶部为厚约30m的灰黑色层纹状凝灰质板岩。该段内有少许含金石英脉产出。
清水江组第二段第二亚段:以灰色条带状凝灰质板岩为主,其中下部为区内含金石英脉的主要产出部位。
清水江组第二段第三亚段:以浅灰色、灰色、浅灰绿色凝灰岩为主。该段目前尚未未发现含金石英脉。
区内主要构造格架为北东向坑头背斜、北东向F1断层与北东东向F2相交构成(图1)。
图1 坑头金矿地质简图
坑头背斜轴向北东,两翼大致对称,两翼岩层倾角为30°~50°。目前发现的含金石英脉均产于背斜北西翼。F1断层为张扭性正断层,倾向北西,倾角65°~80°,破碎带宽1.3m~5m,破碎带中常见一些断层泥和破碎岩石。F2断层破碎带宽1m~3m,倾角近乎直立,为压扭性逆冲断层性质,并伴有左行平移,垂直断距30m~60m,北盘向西平移9m~120m。
矿体产于F10逆断层内(图2)。断层带内的强硅化碎裂岩与石英岩是主要的赋矿岩石,带内的石英脉不含矿,且无矿化。蚀变比较简单,以硅化为主,毒砂化及黄铁矿化亦较普遍,碳酸盐化及绿泥石化次之。矿石结构呈多边形粒状,以中-细粒为主自然金嵌布在蚀变岩中,少数嵌布在褐铁矿与毒砂等载金矿物中。矿石构造主要为角砾状、条带状,碎裂角砾状、块状。
图2 坑头金矿A-A′剖面图
F10断裂属逆冲断层,具脆韧性特征,见有大量动力变质作用形成的碎裂岩分布于断裂破碎带内,岩石明显硅化蚀变,沿岩石裂隙或角砾孔隙充填有石英脉细脉或团块。岩石变形以脆—脆韧性变形变质为主,见微小S—C构造。
区域金矿的成矿模式研究成果较少,主要有以下几种观点。
(1)“背斜加一刀”(于大龙,1993),即成矿热液沿东西向断裂运移并充填于与之相交的北东向背斜虚脱和层间剥离空间成矿。
(2)剪切带金矿成矿模式(杨光忠,2005;张晓东,2009;程元路,2017)。褶皱加断裂组合的脆性构造变形主要控制脉型金矿的产出。
王睿(2008)建立了下江群底部甲路组的“层间滑动带控矿模型”,认为矿化受甲路组内多层顺层剪切所形成的强应变带控制的多层控矿机制。
杜定全(2010)在分析了各类控矿构造与褶皱的空间关系,建立了金矿控矿构造的空间关系模式。
陶平(2013)认为本区金矿处于造山型金矿的大地构造环境模式中的浅成带、低绿片岩相的区域,区内符合造山型金矿成矿模式。
张传昱(2015)提出了多级构造控制下在复式背斜的轴部张性空间易于形成石英脉型矿体,翼部压剪性环境易于形成蚀变岩型矿体的成矿模式。
上述研究成果都无疑肯定了一点:黔东南地区金矿的产出严格受构造控制,其中石英脉型金矿主要产于背斜构造中。
上述观点对于褶皱与断裂的关系意见尚不统一,且研究较少。根据坑头金矿的找矿成果,可以得出以下几点认识。
(1)容矿褶皱的形态受断裂构造的控制。
(2)不是先形成了褶皱容矿构造,然后充填含金石英脉,而是断裂构造在形成过程中形成了褶皱,即断层传播或转折形成褶皱。
(3)传播或转折形成褶皱的断裂既是导矿断裂,又是容矿断裂。
(4)石英脉型金矿与蚀变岩型金矿的关系为附属关系。石英脉型金矿形成于断裂形成褶皱的过程中,而主矿体则仍存在于断裂构造中。石英脉型金矿是寻找蚀变岩型金矿的间接找矿标志,石英脉型金矿越发育的区域,可能构造蚀变带内的蚀变岩型金矿规模也就越大。
根据坑头金矿近年的找矿成果,可以总结出如下的可能成矿模式:F10在区内表现为浅层带内的脆-韧性逆冲断层,在清水江组第二段第一层与第二层岩性变化界面可能为“断层阀”,断层在此处倾角发生改变,在断坡端点处附近开始传播褶皱,形成坑头背斜。由深到浅,随着构造应力逐渐减弱,断层传播形成的褶皱规模逐渐变小,至清水江组第二层与三层地层界面,断层尖灭,同时褶皱也随之消失(图3)。在平面上则表现为断层及褶皱沿北东方向尖灭。
图3 断层及其相关褶皱联合控矿模式图