江西乐平涌山地区韧性剪切带对金矿化的控制及找矿远景

李 凯,陈浩鹏,万 欢,杨细浩,李业兴

(江西有色地质矿产勘查开发院,江西 南昌 330030)

韧性剪切构造蚀变岩型金矿是一种重要的金矿床类型,其成矿机制与控矿因素均与韧性剪切带有关,在全球范围内广泛分布,如中亚地区的穆龙套金矿,黄金储量超过6 100 t[1],澳大利亚卡尔古利的高登麦尔金矿,黄金储量约2 000 t[2]。云南哀牢山韧性剪切型金矿带是我国重要的喜马拉雅期造山型金成矿带,赋存了10余个大中型韧性剪切构造蚀变岩型金矿[3]。自20世纪80年代以来,前人关于剪切带与金矿的成因关系做了大量研究工作,认为剪切带是区域构造薄弱带,是含矿热液运移的主要通道,金矿的成矿作用严格受韧-脆性剪切带控制[4-5]。对于剪切带的不同部位对金矿化的控制作用、韧性剪切带对围岩是否有成矿专属性等尚存不同观点,认为金成矿部位多位于一级剪切带派生的次级或三级裂隙中[6]或认为金沉淀富集作用主要发生在脆-韧性变形转换部位[7]。

钦杭结合带萍(乡)万(年)叠覆带边缘及两侧形成了许多与韧性剪切带及深大断裂有关的构造蚀变岩型金矿和变质碎屑岩中脉型金矿[8],查明资源量约占华东地区金矿资源量的37%[9]。该带发育乐平—珍珠山韧性剪切带,江西乐平涌山金矿点位于其中段,是典型的受韧性剪切带控制的矿床[10]。本文在野外地质调查的基础上,通过研究乐平涌山地区韧性剪切带特征,分析其与金矿成矿作用的关系和找矿前景,为赣东北地区韧性剪切构造蚀变岩型金矿找矿突破提供参考,为新一轮找矿突破战略行动提供服务及支撑。

1 研究区地质特征

1.1 区域地质概况

研究区位于江西省北东部,大地构造位置位于扬子板块钦杭结合带萍(乡)万(年)叠覆带萍乡—乐平坳陷[11],地处钦杭成矿带东段,萍乡—德兴铜金银多金属成矿亚带内[12]。受景德镇动力变质岩带(南带)塔前—赋春断裂带影响,区域上发育1条变形强烈的长达20 km的乐平—珍珠山韧性剪切带,带内已发现10余处铜金多金属矿床或金矿点[13],区域成矿条件优越[14]。研究区地壳具有基底和盖层双层结构[15]:基底主要由新元古代万年岩群浅变质岩系构成;盖层主要为上古生界、中生界和新生界。区域岩浆岩不发育,仅出露少量的花岗(斑)岩脉、花岗闪长斑岩脉和基性岩脉。区域上总体构造线呈NE向,经历了晋宁期—加里东期褶皱造山、印支期—燕山期逆冲推覆活动,并伴随着中酸性岩脉侵入。NE向逆冲推覆断裂控制了塔前—赋春铜金多金属成矿带矿田的形成[16]。

1.2 矿区地质特征

矿区出露的地层主要为新元古代万年岩群枫树岭岩组下段(Pt3f1)、上段(Pt3f2)和牛头岭岩组(Pt3n),少量为石炭系—三叠系沉积盖层及第四系(图1)。乐平涌山金矿赋存于枫树岭岩组上段中,该岩组为一套深海盆地相夹浊流沉积泥砂质建造,伴有海底火山喷发产物,岩性以灰黄色、灰白色薄层状凝灰质千枚岩为主,夹浅灰色薄-中薄层状变质细砂岩、深灰色含碳千枚岩、变沉凝灰岩。

1.联圩组;2.安源组;3.长兴组;4.乐平组;5.鸣山组;6.小江边组;7.栖霞组;8.马平组;9.黄龙组灰岩段;10.黄龙组白云岩段;11.牛头岭岩组;12.枫树岭岩组上段;13.枫树岭岩组下段;14.花岗斑岩脉;15.石英脉;16.蚀变带;17.金矿体及编号;18.金矿化体及编号;19.韧性剪切带;20.实测正断层;21.实测平移断层;22.推测性质不明断层;23.实测地质界线;24.实测角度不整合界线;25.矿区范围;26.实测岩层产状图1 矿区大地构造位置(a)及地质简图(b)Fig. 1 Tectonic location (a) and schematic geological map (b) of the mine

区内发育3条韧性剪切带和5条脆性断裂。韧性剪切带以NEE向为主,规模较大,脆性断裂以NE向、NEE向、EW向为主。侵入岩不发育,零星出露少量花岗斑岩脉、绢云母化霏细斑岩脉和石英脉。针对化探异常,经探槽揭露金矿体1条(Au1)和金矿化体2条(Au2、Au3),呈脉状产出,主要受NEE向韧性剪切带控制(图2)。Au1金矿体呈NEE-SWW向展布,产状150°∠80°,真厚度1.96 m,地表延长约300 m,矿化体沿走向具有尖灭再现和分支复合现象,Au品位1.07～1.10 g/t,平均品位1.09 g/t,矿石类型为褐铁矿化片理化绢云千枚岩类、褐铁矿化硅化碎裂岩类和褐铁矿化脉石英类。围岩蚀变为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化(图3)、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。矿石矿物为自然金、黄铁矿、褐铁矿;脉石矿物为变质岩屑、长石、石英,蚀变矿物为绿泥石、绢云母等。矿石结构为半自形-他形晶粒状结构和包含结构;矿石构造为稀疏浸染状构造、块状构造和条带状构造。Au2金矿体呈NEE-SWW向展布,倾向150°～165°,倾角75°～80°,真厚度18 m,地表延长约475 m,Au平均品位为0.20～0.44 g/t。Au3金矿体倾向呈NNW向(325°～340°),局部倾向呈NE向或SE向,倾角65°～75°。矿化体真厚度0.66～3.06 m,断续延长约1.65 km,Au平均品位为0.10～0.30 g/t。

图2 Au1矿体野外特征照片Fig. 2 Field features of Au 1 orebody

图3 矿体中的褐铁矿化特征Fig. 3 Features of limonite mineralization in orebody

2 韧性剪切带特征

2.1 基本特征

f2、f3韧性剪切带始于晋宁期,具多期次活动特征[17],早期可见S-C组构(图4)、无根褶皱(图5)等原始岩石塑性变形特征,为NW-SE向左行逆冲剪切作用所致(图6),加里东期再次叠加改造定型,形成强、弱变形带,其中强变形带内岩石剪切片理发育,沿片理充填一系列呈NE向线型展布的石英脉挤压带(图7),在韧性剪切作用中心易富集成矿。

图4 S-C组构特征Fig. 4 Features of S-C fabric

图5 无根褶皱素描图Fig. 5 Sketch of rootless fold

图6 左行逆冲剪切带素描图Fig. 6 Sketch of left thrust shear zone

图7 挤压石英脉特征Fig. 7 Features of extruded quartz vein

2.2 规模

韧性剪切带呈NE向带状展布,由3条大致平行的韧性剪切带(f1、f2、f3)组成,区内宽25～160 m,长2.9～6.66 km,局部具膨大、弯曲特点。其产状为330°～350°∠40°～60°,f1往两端延伸至区外,f2、f3中部被NW向F5脆性断裂错段(图1)。

2.3 矿化特征

韧性剪切带内岩石矿化蚀变主要有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化等,在韧性剪切作用强烈地段可见多种蚀变相互叠加。已发现1条金矿体和2条金矿化体,均赋存在韧性剪切作用中心强变形带内的糜棱岩、千糜棱岩中,该强变形带主期剪切方向为NE-SW向的左行韧性剪切,其促使成矿物质的活化迁移和富集,为成矿提供良好的通道。

3 韧性剪切带控矿特征

3.1 韧性剪切带岩石Au含量特征

矿区内金矿体赋存于新元古代万年岩群浅变质岩中。根据前人资料[18],统计该套地层中Au的平均含量为4.4×10-9,是地壳元素丰度[19]的5.5倍。矿区韧性剪切带内的强片理化带及剪切变形作用强烈的地段中,Au含量明显高于两侧弱片理化带及正常浅变质岩。万年岩群枫树岭岩组为一套深海盆地相夹浊积岩建造,是重要的金矿源层[20],呈带状沿赣东北深大断裂带分布,其所夹的碳酸盐层组分具较强的活动性,易在多期次韧性剪切带形成的有利空间迁移、沉淀,形成新的矿质扩散场和富集场[21],并在适当部位富集成矿。

3.2 韧性剪切带矿化蚀变特征

韧性剪切带内与成矿有关的围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化等。硅化分布最普遍,分为面状和线状2种类型。面状蚀变主要分布于变质岩中,蚀变范围较大,硅化较弱,与矿化关系不明显;线状蚀变主要分布于石英细脉及其两侧附近,呈带状发育,硅化较强,常伴有绿泥石化,硅化强烈部位可见黄铁矿等金属硫化物,该类型与金矿成矿作用密切相关。黄铁矿化、褐铁矿化分为3种产出类型:一是在石英挤压带中呈不规则脉状、团包状、浸染状产出,尤其以石英脉体与围岩接触部位最为集中,该类型与金矿成矿作用密切相关;二是在糜棱岩化岩石中呈细脉状产出;三是呈星点状产于韧性剪切带围岩中。绿泥石化多以脉状形式见于硅化强烈的石英脉边部或裂隙中;碳酸盐化多见于花岗岩脉及其与围岩接触带附近。在金矿化韧性剪切作用强烈地段,多种蚀变相互叠加,金矿化明显变强。

3.3 韧性剪切带与地球化学元素的关系

对乐平涌山矿区开展的1∶10 000土壤地球化学测量结果[22]表明,韧性剪切带中的土壤Au含量平均值(12.69×10-9)明显高于全区Au的背景值(2.30×10-9),为富集元素,变化系数大,分布范围广。As、Sb等元素亦如此,参与后期成矿作用改造,是寻找Au的指示元素。圈定的Au-Ag-As-Sb综合异常沿韧性剪切带呈串珠状分布(图8),与韧性剪切带套合关系良好,且异常长轴方向总体与韧性剪切带展布方向基本一致,表明区内韧性剪切带在导矿的同时,也对地球化学元素的富集起到了叠加、富集、容矿的作用。

1.韧性剪切带;2.1∶10 000土壤地球化学测量综合异常范围及编号;3.Au单元素异常三级浓度分带及最高含量/10-9图8 1∶10 000土壤地球化学测量综合异常分布图Fig. 8 Comprehensive anomaly distribution of 1∶10 000 soil geochemical survey

3.4 韧性剪切带与金矿成矿关系

乐平涌山矿区位于塔前—赋春逆冲推覆构造带南东侧,其所在的赣东北地区广泛分布与韧性剪切带有关的金矿床。研究表明,带内发育的韧性剪切作用是区域金矿床形成的重要因素之一[23-25],其控制了金矿床的空间和时代分布,如德兴金山韧性剪切带金矿中的韧性剪切活动在金成矿作用中起到了活化、萃取、迁移、富集的作用[26]。矿区内已发现的金矿(化)体均产于乐平—珍珠山韧性剪切带NE向韧性变形强烈地段与NW向脆性断裂(F5)交汇处附近,主剪切面与脆性断裂交汇部位的金矿化尤为显著,并伴随着强烈的黄铁矿化、绿泥石化等矿化蚀变,促成了区内金矿(化)体在空间上呈透镜状或豆荚状分布。SW-NE向乐平—珍珠山韧性剪切带上,与该区金矿化相似的新田、红梅岭、长源坞、刘永滩、天井源金矿等也具有以上特征[27]。

因此,NE向韧性剪切与NW向脆性断裂共同控制了矿体的产出,是区内金矿的导矿、配矿、容矿构造。新元古代万年岩群浅变质岩系受区域构造影响,形成了一系列的NE向、NEE向韧性剪切带,变质岩系中的金成矿元素受剪切带深部的韧性变形带活动影响,从含Au建造中迁移至成矿流体中,而后含Au流体在沿剪切应力面运移至中浅部的过程中,由于温度、压力、流体成分及氧逸度、酸碱度等发生变化,促使Au发生沉淀,后期脆性断裂切穿早期韧性变形带,并伴随着热液活动改造及叠加,促使成矿元素进一步富集成矿,形成含金石英脉型、破碎含金蚀变岩型金矿[28],二者共同作用形成了容矿空间,从而构成了区内韧性剪切成矿体系。

4 成矿要素与找矿远景

4.1 成矿要素

通过与周边已知矿床对比可知,研究区大地构造位置、成矿区带等与朱溪矿基本一致[29],控矿条件、矿石特征、化探直接指示等与天井源金矿、弹岭铜多金属矿基本一致[30]。因此,在与上述矿床进行对比并分析研究区成矿地质条件的基础上,总结了研究区成矿要素(表1),为区域金矿找矿工作提供了依据,也为乐平涌山一带找矿靶区的圈定提供了参考。

表1 乐平涌山地区金矿成矿要素表Table 1 Metallogenic elements of Yongshan gold deposit, Leping City

4.2 找矿远景

通过分析区内地层、韧性剪切带、已发现金矿(化)体、化探异常特征,划分1处具有较大找矿潜力的找矿靶区,即张家井—上程村金矿找矿靶区(图9)。

1.联圩组;2.安源组;3.长兴组;4.乐平组;5.鸣山组;6.小江边组;7.栖霞组;8.马平组;9.黄龙组灰岩段;10.黄龙组白云岩段;11.牛头岭组;12.枫树岭组上段;13.枫树岭组下段;14.花岗斑岩脉;15.石英脉;16.蚀变带;17.金矿体及编号;18.金矿化体及编号;19.韧性剪切带;20.实测正断层;21.实测平移断层;22.推测性质不明断层;23.实测地质界线;24.实测角度不整合界线;25.矿区范围;26.1∶10 000土壤地球化学综合异常及编号;27.找矿靶区;28.实测岩层产状图9 研究区地球化学综合异常及找矿靶区分布图Fig. 9 Comprehensive geochemical anomaly and prospecting target in the study area

张家井—上程村金矿找矿靶区位于研究区中东部张家井—上程村一带,面积1.71 km2。区内出露的地层为万年岩群牛头岭岩组下段浅变质岩系。NE向韧性剪切带f2、f3分别从远景区北部和中南部贯穿全区,它们的产状分别为330°～340°∠55°～60°,宽25～90 m。区内硅化、高岭土化、褐铁矿化普遍发育。

在研究区圈定了HS-7、HS-9、HS-10等3处1∶10 000土壤地球化学综合异常(图9),异常区总面积为0.63 km2。主要成矿元素为Au,三级浓度分带明显,浓集中心位于NE向韧性剪切带与NW向脆性断裂叠加部位,与已发现的金矿(化)体套合良好。Au异常最大值为133×10-9,Au异常平均值为10.58×10-9,变化系数为2.04,衬度为3.02。同时,多伴生Ag、As、Sb等中低温元素,局部伴有W、Mo等高温元素。主元素与伴生元素异常在形态及空间分布上基本吻合,推测为变质地层叠加中元古代晋宁期韧性剪切作用并伴有深部隐伏岩浆热液侵入。异常长轴方向呈NE向,受区域构造控制明显。

通过地表调查及槽探揭露,在区内已发现多条金矿(化)体达到边界品位,且金矿(化)体产状(150°∠80°)与韧性剪切带剪切面理产状(340°∠70°)相反,反映区内Au矿化与韧性剪切带后期的脆性破碎构造改造关系密切。

综上所述,研究区中东部张家井—上程村金矿找矿靶区的成矿地质条件良好,区内地球化学异常明显,已发现多处金矿化蚀变带和矿化体,说明具有进一步寻找韧性剪切带型金矿的前景。

5 结论

(1)江西乐平涌山金矿为韧性剪切构造蚀变岩型金矿,新元古代万年岩群浅变质岩为成矿提供了充足的物质来源,NE向韧性剪切带是重要的控矿导矿构造,韧性剪切变形作用强烈处硅化、黄铁矿化、褐铁矿化等多种蚀变叠加,是金富集成矿的有利部位。

(2)张家井—上程村金矿找矿靶区的成矿地质条件良好,土壤地球化学综合异常与构造蚀变带套合较好,Au异常浓度分带明显,异常规模大,与韧性剪切构造关系密切,具有较好的寻找小型及以上韧性剪切带型金矿床的前景。

致谢：本文是在江西省地质勘查基金项目“江西省乐平市涌山铜多金属矿预查”报告资料的基础上总结而成,在野外工作和成文过程中得到了江西省地质调查勘查院楼法生教授级高级工程师的精心指导和帮助,在此表示衷心的感谢!