师爽,焦骞骞,龚朝阳,许德如,张胜印,常华诚,胡彬
1)昆明理工大学,国土资源工程学院,昆明,650093;2)广东河台金矿,广东肇庆,526600;3)东华理工大学,核资源与环境国家重点实验室,南昌,330013;4)中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明,650051
内容提要:粤西河台金矿田位于钦州湾—杭州湾(钦—杭)结合带南段的云开地区,是典型的受韧性剪切带控制的金矿。然而,对于剪切带中有利于金成矿的地质环境及其成矿过程仍然存在争议。本文在对河台矿田高村矿床进行详细野外地质调查的基础上,通过X射线衍射(XRD)对含金剪切带中各类糜棱岩系列岩石进行系统研究,建立应力变化—成分变异的对比序列,从而进一步揭示剪切变形与金矿化的关系。结果显示,剪切带中白(绢)云母的含量在9%~40%,并且在初糜棱岩、无矿糜棱岩、含矿糜棱岩、无矿超糜棱岩、含矿超糜棱岩中呈现出逐渐递增的趋势。白(绢)云母主要为2M1型,b0值在 0.55505~0.99002 nm之间,初糜棱岩<无矿糜棱岩<无矿超糜棱岩,分别指示低压、中压和高压环境。可见,从初糜棱岩到超糜棱岩,随着变形强度的增加,热液活动也随之增强,从而新生成了大量白(绢)云母。然而,在含矿的糜棱岩和超糜棱岩中还存在一些低压白云母,推测其可能是在后期脆性裂隙中由于流体活动所新形成的。因此,成矿可能经历了两个阶段,即早期的韧性剪切变形阶段导致金的初步富集,后期叠加的脆性破裂阶段形成具有工业品位的矿体。另外,无矿超糜棱岩的石英含量(29.8%)明显低于糜棱岩(44.2%),推测在形成石英脉型矿体过程中,部分热液可能来自于其围岩超糜棱岩。因此,相对于初糜棱岩和糜棱岩,超糜棱岩中更有利于金矿的形成。
与剪切带有关的金矿床是金矿家族中的重要类型,国内外在剪切带中发现了大量大型、超大型金矿床。国外世界级的大金矿几乎都产在太古宙绿岩带的剪切带中,例如,加拿大Abitibi含金绿岩带(Boullier and Robert,1992;Dubosq et al.,2018),西澳大利亚伊尔冈地块Boulder—Lefroy含金剪切带(Weinberg,2005),巴西Turmalina金矿床(Fabricio-Silva et al.,2019)。国内发现的有广东河台(Jiao Qianqian et al.,2017a,b),辽宁阜新排山楼(张旭东和亓歌,2018),云南哀牢山金矿(张燕和汤倩,2011)等。韧性剪切带作为区域构造薄弱带,不仅为成矿流体的迁移提供了通道,还能驱使成矿物质活化迁移,并在有利部位富集沉淀(陈柏林等,1999;杨晓勇,2005;Zhu Yongfeng et al.,2007;Kassem et al.,2016;程南南等,2018)。因此,含金剪切带及其控矿机制一直是过去研究的前沿课题,然而对于剪切带中有利于金成矿的环境及其成矿过程仍然不是十分清楚。
两广交界的云开地区是华南重要的金矿产区,其中以河台金矿田的金储量规模最大,累计提交金储量超过50 t(Jiao Qianqian et al.,2017b)。广东河台金矿田中的矿床是典型的受剪切带控制的金矿,矿田中发育若干条韧性剪切带,金矿床都产于这些剪切带中。在这些含矿剪切带中通常发育初糜棱岩—糜棱岩—超糜棱岩的变形序列岩石,通过对比这些不同变形强度糜棱岩系列岩石的矿物组成及含量的变化规律,能够建立一个很好的应力变化—成分变异的对比序列,从而有助于含金剪切带中岩石变形与金矿化关系的研究(杨晓勇,2005)。
X射线衍射(XRD)矿物分析技术是一种常用的定量测定岩石中矿物含量的方法,在国内外地质研究中得到广泛应用(Pawloski,1985;迟广成等,2013)。因此,通过定量分析不同类型糜棱岩系列岩石的矿物含量,可以约束其在成岩过程中的成分变异。另外,利用XRD方法还可以定量测量各种矿物的晶胞参数,例如不同类型白云母的b0值。前人研究表明,在压力变大的情况下,白云母中的绿鳞石含量会变多,Mg和Fe2+等元素含量也会随之增加,导致云母b0增大。因此,可以利用变质岩中白云母b0值对变质带进行压力分带,并约束其变质环境和变质过程(Sassi,1972)。因此,本文选择对河台金矿田高村金矿床进行详细调查,在野外查明金矿化特征及与各类糜棱岩的关系。在此基础上,利用XRD方法对各类糜棱岩系列岩石的矿物成分及含量、白云母的物相、晶胞参数进行系统测试,对比在不同压力条件下形成的各类糜棱岩系列岩(矿)石的组成及矿物含量变化,建立糜棱岩系列岩(矿)石的应力变化—成分变异序列,进一步揭示金在剪切带中的矿化过程及有利的矿化条件。
广东河台金矿田位于钦州湾—杭州湾(钦—杭)结合带南段的云开地区(周永章等,2012;Zheng Yi et al.,2016)。钦—杭结合带也叫十—杭(十万大山—杭州湾)带,是位于扬子板块与华夏板块之间的巨型构造结合带(图1)。毛景文等(2011)认为该构造带是一条新元古代碰撞对接带,显生宙加里东期、印支期和燕山期又发生多期活化和强烈改造,在表壳显示出先挤压后伸展的环境。钦杭结合带南段云开地区是我国最重要的金矿产地之一。该区域内地层出露较全,包括绿片岩相到角闪岩相的云开群、寒武系八村群及上覆的弱变质—未变质的奥陶纪到白垩纪的地层。过去通常被认为云开群为华夏地块的前寒武变质基底,然而最新研究表明,其形成时代为晚新元古代—早古生代,并非古元古代—早新元古代(Wan Yusheng et al.,2010;Chen Chenghong et al.,2012;周雪瑶等,2015;焦骞骞等,2017)。区域内岩浆岩发育,加里东期、印支期和燕山期岩体均有出露。位于中部的信宜花岗岩体形成于加里东期,锆石U-Pb年龄为460~430 Ma(图1;彭松柏等,2006;Wang Yuejun et al.,2007;Wan Yusheng et al.,2010)。印支期花岗岩岩体主要沿断裂分布,例如,在广宁—罗定动力变质带北东段东云楼岗花岗闪长岩(焦骞骞等,2020);在防城—灵山断裂带附近大容山—十万大山花岗岩(祁昌实等,2007;Jiao Qianqian et al.,2017a)。燕山期形成大量I型花岗岩主要沿着云开地区西南边缘分布(Wang Yuejun et al.,2007;Lin Wei et al.,2009)。区域上构造线以NE—NNE方向为主,例如防城—灵山断裂(F1),罗定—广宁断裂(F2),吴川—四会断裂(F3)等(图1)。这些区域性大断裂(韧性剪切带)主要是在印支期形成,经历了约248~220 Ma和220~200 Ma两期构造活动(Wang Yuejun et al.,2007;丁汝鑫等,2015;Jiao Qianqian et al.,2017b),控制着区域内金矿的分布和产出。例如,沿着罗定—广宁断裂带分布着新洲金矿、河台金矿、罗定金矿等,其中河台金矿田是本文的主要研究对象。
图1 华南地区大地构造示意图(a,据周永章等,2012)与钦杭结合带南段云开地区地质图(b,据丘元禧和梁新权,2006)Fig.1 Tectonic framework of South Chian Block (a,modified from Zhou Yongzhang et al.,2012&)and geological sketch map of Yunkai area in the southern segment of the Qinzhou Bay—Hangzhou Bay Juncture Orogenic Belt (b,modified from Qiu Yuanxi and Liang Xinquan,2006&)
河台矿田及外围出露的地层主要有云开群、奥陶系和志留系(图2)。云开群出露于矿田中北部,为一套整体无序的变质岩,岩性以变粒岩、片麻岩、混合岩为主,局部遭受强烈韧性剪切而形成糜棱岩系列岩石,河台金矿田内矿床就产于这些糜棱岩带中,例如,河台金矿田内两个主要的金矿床云西矿床和高村矿床分别受9号(ML9)和11号(ML11)糜棱岩带控制。奥陶系与志留系分布在矿田中南部,以薄层浅变质砂岩、粉砂岩、及薄层板岩为主,通过F1宝鸭塘—坑尾断裂(区域上为罗定—广宁断裂)与云开群断层接触。矿田内还出露两个岩体,即位于西部的印支期云楼岗花岗闪长岩体,U-Pb年龄为253 Ma(焦骞骞等,2020);以及矿田东北部的燕山期伍村巨斑状黑云母花岗岩体,单颗粒锆石U-Pb年龄153.6±2.1 Ma(翟伟等,2005)。
图2 广东河台矿田地质图(据陈骏和王鹤年,1993修改)Fig.2 Geological map of Hetai orefield,western Guangdong (modified by Chen Jun and Wang Henian,1993&)
矿田中含矿剪切带呈狭长的条带状产于云开群及云楼岗岩体中,长500~1000 m,宽十几厘米到几十米不等,走向NE—NEE向,倾向NW,倾角60°~85°。矿体严格受糜棱岩控制,产状与糜棱岩产状近于一致,总体形态是呈脉状、透镜状,一般100 m以上,厚度变化不大,通常在2~4 m(图3a,b)。另外,在矿体附近通常还可以见到一些晚期的花岗伟晶岩穿插进入糜棱岩中(图3c)。
图3 广东河台矿田高村矿床-140 m中段剖面图(a),矿体与糜棱岩面理S2产状近于平行(b)以及花岗伟晶岩侵入糜棱岩(c),S2(Sc)代表剪切面理(C面理)Fig.3 The profile of -140 m level in the Gaocun deposit of Hetai gold orefield (a),the orebody subparallel to the mylonite foliation S2 (b);the granitic pegmatite intruded into the mylonite(c).S2(Sc)represents shear foliation (C foliation)
从剪切带的边缘到中心,通常可以见到从初糜棱岩,经糜棱岩到超糜棱岩的岩石分带(图3a)。初糜棱岩由石英、长石、云母、绢云母等矿物组成,其中长石和石英碎斑>70%(图4a,b)。糜棱岩由长石、石英、绢云母等矿物组成,以条带状石英,眼球状的长石斑晶和破碎的具有波状消光的石英为特征(图4c,d),还可见到长石斑晶发育的σ旋斑(图4e)和石英变形形成的S—C组构(图4f)。定向排列的石英±长石±云母条带和亚颗粒化的石英±绢云母条带交替出现构成剪切面理(C面理)。超糜棱岩由>90%碎基和<10%长石石英碎斑组成,矿物定向排列构成剪切面理(图4g,h)。矿体则主要产在糜棱岩及超糜棱岩中,产状与糜棱岩剪切面理的产状近于一致。
河台金矿田矿石包括含金石英脉型(图4i)和蚀变(超)糜棱岩型(图4j)两类。其中,石英脉型矿石围岩主要为超糜棱岩,而蚀变岩型矿石在糜棱岩和超糜棱岩中均有产出。矿石中主要的矿石矿物有自然金(图4k,l)、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿及少量毒砂、方铅矿、闪锌矿等,脉石矿物主要为石英、绢云母及少量绿泥石、方解石。含金石英脉型矿石,硫化物主要以脉状或者胶结物形式产出(图4m,n),而浸染状则较少;而在蚀变糜棱岩矿石中,浸染状和细脉状硫化物则同等发育(图4o,p)。
图4 广东河台矿田岩(矿)石样品野外及镜下照片Fig.4 Field and microscopic photos of rock (ore)samples from Hetai orefield,western Guangdong(a)和(b)初糜棱岩(糜棱岩化混合岩)中白(绢)云母和石英碎基围绕长石碎斑;(c)长石+石英斑晶定向排列构成糜棱岩面理S2;(d)交替出现的较粗的石英和云母斑晶与动态重结晶的细小石英和绢云母构成糜棱岩面理S2;(e)为糜棱岩σ旋斑;(f)糜棱岩中发育的S—C组构;(g)交替出现浅色体与暗色体条带构成的超糜棱岩面理S2;(h)矿物定向形成超糜棱岩面理S2;(i)含金石英脉型矿石手标本;(j)蚀变糜棱岩型矿石野外露头;(k)、(l)含金石英脉中的自然金;(m)和(n)含金石英脉型矿石镜下照片;(o)和(p)蚀变糜棱岩型矿石镜下照片。(b)、(d)、(h)、(m)和(o)是正交偏光下照片;(k)、(n)和(p)是反射光下照片;(l)是背散射照片。S2(Sc)代表剪切面理(C面理)。Au—自然金;Fsp—长石;Qtz—石英;Ms—白云母;Ser—绢云母;Cal—方解石;Cpy—黄铜矿;Py—黄铁矿(a)and (b)Feldspar porphyroclast rounded by matrix of broken muscovite (or sericite)and quartz in the protomylonite (mylonitized migmatite);(c)mylonite foliation (S2)defined by feldspar + quartz porphyroclast alignment;(d)mylonite foliation (S2)defined by alternating bands of muscovite + quartz with quartz subgrains + sericite;(e)ultramylonite foliation (S2)defined by alternating leucosome bands with melasome bands;(f)ultramylonite foliation (S2)defined by mineral alignment;(g)hand specimen of auriferous quartz vein-type ore;(h)field outcrop of auriferous altered mylonite type ore;(i)and (j)microscopic photographs of auriferous quartz vein-type ore;(k)and (l)microscopic photographs of auriferous altered mylonite type ores.(b),(d),(f),(i)and (k)From crossed nicols;(j)and (l)From reflection light.S2 (Sc)Represents shear foliation (C foliation).Fsp—feldspar,Qtz—quartz,Ms—muscovite,Ser—sericite,Cal—calcite,Cpy—chalcopyrite,Py— pyrite
根据矿石中矿物的交切关系,并结合前人的研究,将河台金矿田成矿期次划分为3期:同构造动力变质期、热液期和表生期(图5)。其中,热液期又可分为3个阶段:石英—硫化物矿阶段、金—硫化物阶段、金—硫化物—碳酸盐阶段。动力变质期主要是形成糜棱岩,并伴随有硫化物的产生。金成矿主要形成于热液期。而无论是动力变质期还是热液期都有大量的白(绢)云母的产生。
图5 广东河台金矿田成矿期次Fig.5 Suggested mineralization stages for the Hetai gold orefield in western Guangdong
本次研究共选取26件不同类型的糜棱岩系列岩石样品进行测试分析,分别采自高村矿床-230 m中段(样品14GC02,14GC03,14GC04,14GC10,14GC12,14GC13,14GC25,14GC27,14GC28和14GC29),高村-140 m中段(样品14GC52,14GC53,14GC54,14GC56,14GC57,14GC58,图3)和高村-40 m中段(样品14GC72,14GC74,14GC84,14GC85,14GC86,14GC87,14GC101,14GC103,14GC104和14GC105)。通过野外地质调查、镜下光薄片鉴定以及对样品金含量的测试分析,确定有初糜棱岩样品6件,均不含矿;糜棱岩样品9件,其中5件含矿,均为蚀变岩型矿石;超糜棱岩样品11件,其中6件含矿,包括1件蚀变岩型和5件石英脉型矿石(表1)。
将实验所需的样品制备成<2 μm的粉末,具体的制备过程参照Paudel和Arita(2000)。X射线衍射实验在中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学中科院重点实验室完成。将粉末装入铝制的样品槽中,以提高(060)相对于(331)的峰值,从而获得更精准的b0值测试结果(Guidotti,1984)。实验所用仪器为德国BRUKER D8 ADVANCE 型X射线衍射仪Cu(单色)。工作电压为40 kV;工作电流30 mA;扫描范围2θ=3°~85°;狭缝1 mm;扫描速度:4/min。数据分析使用jade6.0软件。图片处理使用CorelDRAW和Origin94软件。
通过X射线衍射分析进行物相鉴定,从而确定各类糜棱岩的主要矿物组成(表1)。图6列出了本次实验的26件样品中6件具有代表性的糜棱岩类岩石X射线衍射图,分别为初糜棱岩(14GC52,图6a)、无矿糜棱岩(14GC86,图6b)、含矿糜棱岩(14GC54,图6c)、无矿超糜棱岩(14GC25,图6d)、含矿超糜棱岩(14GC101,图6e),另外一件为同时含有2M1型和3T型白云母的样品14GC87的X射线衍射图(图6f)。初糜棱岩基本保留了原岩云开群混合岩的矿物成分,其中石英含量19.9%~33.6%(平均为26.1%),云母9.0%~17.7%(平均为12.375%),钾长石0~33%(平均为18.475%),斜长石16.9%~39.7%(平均为27.2%)。糜棱岩中石英含量24.5%~44.2%(平均为39.67%),云母13.0%~23.5%(平均为17.6%),可见糜棱岩中石英和云母含量相对于初糜棱岩有所增加(图7)。其中无矿糜棱岩和含矿糜棱岩的石英含量分别为44.1%~44.2%(平均为44.2%)和24.5%~44.1%(平均为36.1%),云母含量为13.0%~19.2%(平均为16.7%)和14.5%~23.5%(平均19.8%)。超糜棱岩中石英和云母含量相对于初糜棱岩显著增高,其中石英含量27.9%~58.4%(平均为41.85%),云母17.0%~43.2%(平均为31.45%)。无矿超糜棱岩和含矿超糜棱岩中石英含量分别为27.9%~31.4%(平均为29.8%)和51.4%~58.4%(平均为56.73%),云母含量为17.0%~40.0%(平均为26.8%)和34.1%~43.2%(平均为35.33%)(图7)。然而,相对于无矿糜棱岩,无矿超糜棱岩的石英含量却显著减少。
图6 广东河台金矿田各类型糜棱岩样品X射线衍射图Fig.6 X-ray diffraction pattern of the sample from Hetai orefield(a)初糜棱岩14GC52的XRD图,含2M1型白云母b0值为0.62551 nm,代表低压;(b)无矿糜棱岩14GC86的XRD图,含2M1型白云母b0值为0.90253 nm,代表中压;(c)含矿糜棱岩14GC54的XRD图,含2M1型白云母b0值为0.75955 nm,代表低压;(d)无矿超糜棱岩14GC25的XRD图,含2M1型白云母b0值为0.91318 nm,代表高压:(e)含矿超糜棱岩14GC101的XRD图,含2M1型白云母b0值为0.94367 nm,代表高压;(f)含矿超糜棱岩14GC87的XRD图,含2M1型和3T型白云母b0值分别为0.85774 nm、0.30714 nm,代表低压。图中d值为2M1型白云母特征峰(a)XRD pattern of 14GC52 protomylonite,containing 2M1-type muscovite b0 value of 0.62551 nm,representing low pressure;(b)XRD image of 14GC86 barren mylonite,with a b0 value of 0.90253 nm for 2M1-type muscoite,representing medium pressure;(c)XRD image of auriferour mylonite 14GC54,with b0 value of 2M1-type muscovite 0.75955 nm,representing low pressure;(d)XRD image of 14GC25 barren ultromylonite,with a b0 value of 0.91318Å for 2M1-type muscoite,representing high pressure;(e)XRD image of auriferous ultromylonite 14GC101,with b0 value of 2M1-type muscovite 0.94367 nm,representing high pressure;(f)XRD image of ore auriferous ultramylonite 14GC87,the b0 value of muscoite containing 2M1 and 3T type is 0.85774 nm and 0.30714 nm,representing low pressure.The bold d value is the characteristic peak of 2M1 type muscovite
图7 剪切带中各类糜棱岩的石英、白(绢)云母平均含量及白(绢)云母b0值Fig.7 Quartz and muscovite (or sericite)average contents with muscovite b0 values for types of mylonite in shear zones
用jade软件对26件样品XRD结果进行处理,从而准确的得到样品中白云母的b0值。结果显示26件样品中白云母的b0值分布在0.55505~0.99002nm 之间,其频率分布直方图(图8)所示。其中6件初糜棱岩中白云母值b0为0.55505~0.82376 nm (平均为0.64514 nm )。9件糜棱岩白云母b0值为0.75955~0.90253 nm (平均为0.86141 nm ),其中4件无矿糜棱岩中白云母b0值为0.90216~0.90253 nm (平均为0.90235 nm ),5件含矿糜棱岩中白云母b0值为0.75955~0.90163 nm (平均为0.82866 nm )。11件超糜棱中,有一件含有两种类型的白云母,b0值分别为0.8774 nm 和0.30714 nm ,去除b0值为0.30714 nm 的,其余为0.85774~0.99002 nm (平均为0.92448 nm ),其中3件无矿超糜棱岩中白云母b0值为0.91318~0.99002 nm (平均为0.94275 nm ),4件含矿超糜棱岩样品中b0值为0.30714~0.94367 nm (平均为0.90926 nm )。Sassi和Scolai(1974)研究了白云母b0值与变质岩石成岩压力对应关系,提出了以b0值来划分变质作用低、中、高压类型:b0≤0.9000 nm 为低压环境、b0≥0.9040 nm 为高压、介于两者之间为中压。因此,本次实验26个样品中,低压变质样品11件,平均值为0.72457 nm ,其标准方差为0.11055 nm ;中压变质5件,平均值为0.90221 nm ,其标准方差为0.00031 nm ;高压变质样品10件,平均值为0.93116 nm ,其标准方差为0.02521 nm (图8)。其中,6件初糜棱岩样品中白云母都代表低压环境;9件糜棱岩样品中,4件含矿糜棱岩中白云母代表低压,5件无矿代表中压;超糜棱岩样品中,10件超糜棱岩中白云母代表高压,1件含矿超糜棱岩中白云母代表低压。
图8 白云母b0值的频率分布图Fig.8 Frequency distribution diagram of muscovite b0 values
白云母系层状结构,由于层与层的堆垛形式不同(层内结构不变)形成同质多象的现象,称其为“多型”,分为1M1、2M1、3T型等,通过X射线衍射实验,根据特征峰来加以区分。白云母最常见的多型类型为1M1、2M1型,这两种类型的白云母所处的温压条件代表着白云母的平均温压条件(李海龙等,2016)。本次实验26个样品的X射线衍射图中,在d(11-4)附近的峰值为0.34539~0.35310 nm,d(024)为0.33264~0.33523 nm,d(114)为0.31763~0.32537 nm,d(025)为0.29618~0.29939 nm(表1),符合2M1型白云母的特征峰:d(11-4)=0.34910 nm,d(024)=0.33171 nm,d(114)=0.32020 nm,d(025)=0.29860 nm。这26件样品都属于2M1型白云母。在样品14GC87中还存在d(105)=0.36075 nm,d(107)=0.31069 nm的特征峰,符合3T型白云母特征峰:d(105)=0.36042 nm,d(107)=0.31059 nm因此样品14GC87中存在3T型白云母。
表1 广东省河台金矿田糜棱岩XRD实验结果Table 1 XRD experimental results of mylonite in Hetai gold orefield,western Guangdong
大型含金剪切带是复杂的变形变质地质体,具有多期次、多层次的活动史,是多种地质作用过程耦合改造的复杂系统(邓军等,1998)。在韧性—脆性剪切作用的控制作用下,变形、变质、流体、岩浆与成矿等多种作用过程相互耦合,使得成矿物质和流体活化、运移和聚集,并最终富集成矿。在此过程中,流体作用非常普遍,水—岩反应十分广泛,不仅影响着岩石的变形机制,促进变形构造的发生和发展,同时还导致岩石的矿物组成及化学成分的变化(李晓峰和华仁民,2000)。
通过对河台金矿田含金剪切带中初糜棱岩—糜棱岩—超糜棱岩进行XRD研究,结果显示,从初糜棱岩到超糜棱岩,白云母的b0值逐渐增高(图7),表明从剪切带的边缘到中心所受应力在逐渐增大,从而导致矿物颗粒发生了明显的细化,即从初糜棱岩到超糜棱岩,岩石中碎基含量逐渐增多,碎斑含量逐渐减少(图4)。白(绢)云母含量在初糜棱岩、无矿糜棱岩、含矿糜棱岩、无矿超糜棱岩、含矿超糜棱岩中呈现出逐渐递增的特征,表明随着变形强度的增加,热液活动也随之增强,从而新生成了大量云母。可见,在韧性变形过程当中,随着剪切强度的增加,矿物颗粒减小的同时,在剪切带内还有明显的流体迁移活动,引起矿物成分也发生明显的改变,导致产生新的矿物和岩石。这是一种以构造应力为动力,在流体作用下发生普遍的水—岩反应的结果,即岩石在形变过程中使原有组成重新组合、重新调整(杨晓勇,2005)。实验结果还显示,含金剪切带各类糜棱岩中除了一个样品含3T白云母外,其它均为2M1型白云母。2M1型白云母形成在>360℃ 的高温环境(Weaver et al.,1984),因此糜棱岩化过程是在高温条件下发生的。另外,Stipp等(2002)和 Faleiros等(2010)认为,石英发生动态重结晶的起始温度为300 ℃;Pryer(1993)认为长石发生动态重结晶的起始温度为 500 ℃,因此,将矿田中糜棱岩化带形成时的温度限定为300~500 ℃。在此过程中,金发生了迁移和初步富集,从而在剪切带中形成了初始的金矿化(Jiao Qianqian et al.,2017a)。
20世纪70年代初,Sassi(1972)提出了利用白云母b0值来研究岩石变质压力的方法。例如,Paudel和Arita(2006)利用白云母b0值对尼泊尔境内小喜马拉雅变质岩的形成环境进行研究,表明其至少经历了两期变质事件。吴根耀和李家驹(1996)利用白云母b0值对滇西昌宁—孟连变质带进行研究,并将其解体为西盟—勐统变质带(加里东期中压变质带)和澜沧双变质带的高压亚带。河台金矿田含金剪切带中白(绢)云母的b0值特征表明,无矿糜棱岩均形成于中压环境,无矿超糜棱岩均形成于高压环境。然而,含矿糜棱岩和超糜棱岩中却有一些形成于低压环境的白(绢)云母出现,特别是3T型白云母(表1),导致含矿糜棱岩和超糜棱岩的b0平均值分别低于围岩——无矿糜棱岩和超糜棱岩(图7)。这些低压环境中形成的云母可能是另一期构造运动的产物,即在韧性剪切带形成后,其上又叠加了脆性变形,这些低压白云母则是在脆性裂隙中由于流体活动所新形成的。因此,河台金矿田最终成矿与剪切带中的脆性破裂及流体活动密切相关,并形成具有工业品位的矿体。这也进一步证明了河台金矿田成矿过程可能经历了两个成矿期:印支期的韧性变形(240 Ma±的左行剪切变形和204 Ma±的右行变形阶段)产生糜棱岩带,并伴随金的初步富集;燕山期在剪切带上叠加脆性变形,并导致最终形成工业品位的矿体(Zhang Guilin et al.,2001;Jiao Qianqian et al.,2017b)。
另外,实验结果还显示,河台金矿田含金糜棱岩带中无矿超糜棱岩中的石英含量低于无矿的糜棱岩(图7),这可能是由于在超糜棱岩中含有大量含金石英脉型矿体,而糜棱岩中则主要为蚀变岩型矿体。超糜棱岩颗粒相对糜棱岩更加细小、破碎程度更高(碎基含量>90%),糜棱面理更为发育,间隔通常小于1 mm,所以更有利于流体的运移以及组分的交换。因此,推测在形成含金石英脉型矿体的过程中,流体可能部分来自于其围岩(无矿超糜棱岩)并迁移到脆性裂隙中沉淀成矿,从而导致其围岩中石英含量剧烈减少。而在形成蚀变糜棱岩型矿体的过程中,则没有大规模的流体从围岩(无矿糜棱岩)中排出。所以,相对于糜棱岩,超糜棱岩中更有利于金矿的形成。
(1)从初糜棱岩到超糜棱岩的白云母b0值逐渐增高,表明其分别形成于低压、中压和高压环境。然而,在含矿的糜棱岩和超糜棱岩中含有一些低压白云母,暗示其形成于脆性裂隙中。这进一步证明了成矿经历了两个主要阶段,即早期的韧性剪切变形使金初步富集,后期叠加的脆性破裂导致最终成矿。
(2)白(绢)云母的含量从初糜棱岩到超糜棱岩逐渐增高,表明剪切带中有大量热液活动。然而超糜棱岩中石英含量明显低于糜棱岩,暗示在脆性破裂形成石英脉型矿体的过程中,部分热液可能来自于围岩(超糜棱岩)。因此,相对于初糜棱岩和糜棱岩,超糜棱岩更有利于金矿的形成。