韧性剪切带型及相关金矿知识分享

韧性剪切带型金矿是近十年来发现的金矿类型,并具有较大的远景。目前,国外在这一领域的研究已取得很大进展.澳大利亚西部的金矿有60 %属于韧性剪切带成因[1]。过去被认为属石英脉型的金矿,有的也被认为是韧性剪切带型[2]。国内也不断发现一些韧性剪切带型金矿,并呈增加趋势。对韧性剪切带的研究越来越受到众多地质学家的重视。然而,如何认识韧性剪切带、区别含矿与非矿韧性剪切带是一个涉及寻找和发现该类型金矿的重要理论和实际问题[3]。

Ductile shear zone-type gold deposits are a type of gold deposit discovered in the last decade, with significant potential. Research in this field has made substantial progress abroad. In Western Australia, 60% of gold deposits are attributed to ductile shear zone origins. Some gold deposits previously classified as quartz vein-type are now also considered to be ductile shear zone-type. In China, there has been a continuous discovery of ductile shear zone-type gold deposits, showing an increasing trend. The study of ductile shear zones is gaining more attention from geologists. However, understanding ductile shear zones and distinguishing between mineralized and non-mineralized ductile shear zones is an important theoretical and practical issue related to the exploration and discovery of this type of gold deposit.

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1.韧性剪切带概述

1.1 概念

韧性断层又称韧性剪切带，它是岩石在塑性状态下剪切作用于形成的强烈变形带。一条向下切割的大断裂，在浅层次为脆性断层，向深层次则过渡为韧性断层。

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1.2 韧性剪切带的特征

韧性剪切带是岩石在剪切应力作用下，发生强烈的韧性变形，岩石被扭曲，无明显的破裂面，但剪切带两侧岩石或地层具有明显的相对位移的一种构造现象。有如下特征： 

①分布于狭长的线性地带，其应变强度自剪切带边缘向剪切带的中心递增。

②带内普遍发育页理构造，两组页理的夹角随着剪切应变的强度增大而减小。新生的面理和线理

S面理：矿物平行于剪切带中的应变椭球体的XY面形成，从边缘到中心，面理与剪切方向的夹角从大到小。

C面理（糜棱岩面理）：平行于剪切方向的面理。拉伸线理与矿物生长线理

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③由剪切带边缘到中心可依次出现糜棱岩化岩石、糜棱岩和超糜棱岩。

韧性剪切带主要是由简单剪切变形所产生的，其应变强度由带的边缘向中心逐渐增大。在中心的应变最强部位可能出现物质成分的变化和强烈的化学作用（即构造化学作用）。在韧性剪切带的中心部位往往形成糜棱岩带，常发育有糜棱面理、拉伸线理、鞘褶皱以及糜棱岩等。糜棱岩是韧性剪切带的主要岩石，因此也是韧性剪切带的重要标志。

糜棱岩：剪切带内特有一种岩石，发生了强烈高韧性变形；和变形前岩石相比，粒度显著减小；具增强的面理和线理；发育于狭长的强应变带；至少有一种造岩矿物发生了明显的塑性变形，如石英常被拉长呈拔丝状，云母多呈扭折。

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韧性剪切构造作用可以使一些富含硅质的岩石糜棱岩化，从而形成多孔隙的砂糖似硅质岩，并可使镁铁质、超镁铁质岩石构造蚀变，形成滑石菱镁片岩等，这些岩石易于在后期热液事件中形成捕获金的岩相。剪切构造作用还可以使成矿物质活化迁移，从分散状态聚集成为有工业价值的矿体；同时还能产生剪切成矿流体以形成脉状矿体。这样从时间上、空间上和成因上全面揭开了韧性剪切带与矿化的关系。

④剪切带内，可出现“a”型褶皱和鞘褶皱，矿物拉伸线理和褶皱的枢纽相一致。 

鞘褶皱：褶皱枢纽平行剪切方向，属A型褶皱。在YZ面，圆形、眼球形。在XZ面，不对称褶皱。在XY面，长条形，舌状，表面有拉伸线理。

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⑤在形成糜棱岩过程中，由于岩石普遍发生固态流变和重结晶租用，原来矿物中的水分大量析出，可使断层带中岩石发生退变质作用。如黑云母(绿色)+ 白云母+ 石英十长石. 常见有原岩中高温矿物组合的残迹. 退化变质温度为30 0 -4 00 ℃。

⑥韧性剪切带常见于深成侵入岩和变质岩内。

1.3 韧性剪切带的分类

韧性剪切带可分为:（1）挤压型, 如韧性逆冲推覆剪切带（A）。（2）伸展型, 如大型剥离( 滑脱) 构造（B）。（3）平移型, 如走滑韧性剪切。

(据Ramsay,1980)

其中挤压型、伸展型与金成矿关系密切, 而平移型剪切带本身对金矿化不利金矿化受变形强度的控制，早期的韧性变形使金在糜棱岩中初步富集, 在剪切带发展的晚期, 随着温度、压力的降低而进入韧一脆性阶段和脆性阶段, 金在韧性剪切带中央及其两侧形成的P.D.R.T 裂隙中沉淀下来。

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2、韧性剪切带与金矿的关系

2.1 按金矿与韧性剪切带形成先后关系分类

刘连登等（1987,1988）将金矿与韧性剪切带的关系概况为三种：

1、韧性剪切作用改造成矿

韧性剪切作用导致原有矿体中的金银矿物重新富集与再分布以及矿石组构的一系列变化, 称之谓韧性剪切作用改造成矿。种矿例不多, 笔者所知辽宁省清原县的红透山、红旗山矿床等。这些矿床韧性剪切作用过程中原有金矿随载金矿物变质重就位，尽而重新和再分布。如果原有矿体不含金，此过程不可能造成金的重新富集和再分布。

2、同韧性剪切带金矿

同韧性剪切带金矿指韧性剪切带与金矿形成之间无地质间断, 韧性剪切带是直接控矿构造的金矿床。典型矿床有辽宁清原境内的南龙王庙金矿床，因矿源不充分( 绿岩中缺

乏科马提岩层”、绿岩的金丰度低)矿化不强烈( 多金属硫化物阶段不发育, 近矿蚀变弱)和控矿韧性剪切带属深构相等原因. 故未形成大规模的工业矿体。

3、后韧性剪切带金矿床

韧性剪切带为间接控矿, 直接控矿构造是叠加在韧性剪切带之上的脆性断裂,韧性剪切带与金成矿之间有明显的地质间断, 它们分别形成于不同地质环境和不同地质作用的产物, 这类金矿床称后韧性剪切带金矿。在后韧性剪切带金矿中, 韧性剪切带的控矿意义在于:韧性剪切带控制了矿带的产出, 即金矿带与韧性剪切带的走向一致, ( 2 ) 韧性剪切带是导矿构造。

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我国绝大部分与韧性剪切带有空间关系的金矿床均属后韧性剪切带金矿床, 而不是同韧性剪切带金矿床，胶东地区与韧性剪切带有关的金矿床、吉林夹皮沟金矿床、小秦岭金矿、辽宁四道沟金们未、河北金厂峪金矿床、广东河台金矿和海南抱板金矿、云南大坪金矿床和浙江琐山金矿床等, 尽管它们的成因或在成因的细节上有争议,但仅就金矿与韧性剪切带属本文所指的后韧性剪切带金矿。

我国主要脉状金矿分布于太古宙变质杂岩区,而且与早期的韧性剪切带有一定关系，但中生代构造一岩浆强烈活动, 它在金成矿作用中的意义不可低估。甚至可以认为,中生代岩浆热液成因的后韧性剪切带金矿,是我国最重要的金矿类型[4]。

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2.2 韧性剪切带型金矿矿化类型

丁式江（1993）综观国内外韧性剪切带型金矿, 其金矿化类型大体可分为三类:含金糜棱岩型,如广东河台金矿、海南二甲金矿,矿脉成条带状,透镜状产于糜棱岩带中, 绢云母化、硅化发育。含金蚀变碎裂岩型, 著名的如胶东焦家式金矿等,主要标志是有较宽的破碎蚀变带,金矿体常呈透镜状产于断层下盘的碎裂岩中, 主要的蚀变类型有黄铁矿化、绿泥石化和绢云母化，含金石英脉型, 如西澳卡尔古利金矿、加拿大阿比提比带Sigma金矿和海南不磨金矿等[5]。李德威（1994）认为含金石英脉是韧性剪切带型金矿床的主体部分, 具如下特征: (1) 以平行韧性剪切带边界的、顺层产出的、规模较大的脉体为主; 单脉呈透镜状、似层状、扁豆状, 组合形态为串珠状、侧列状; (2 ) 脉体中石英塑性变形较弱, 具有一定的脆性变形和细粒化; (3) 含金石英脉形成温度为150 一300 ℃ ; (4 ) 脉体成分以石英为主, 含有少量的硫化物、碳酸盐、绢云母和绿泥石等, 透明度较差; (5 ) 脉体边缘常出现硫化物[6]。

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2.3 韧性剪切带控矿构造位置

涂荫玖等（1991）认为规模较大的含金石英脉均产于脆一韧性剪切带中的D 、R裂隙.韧性剪切带内岩石中的金在强剪切应变地段活化、迁移, 而在剪切应变中等地段沉淀、富集。形较为强烈、温压条件相对较低的韧—脆性剪切带中富集，并在后期发生脆性变形叠加时进一步富集【7】。

李德威（1994）认为板岩带中含金韧性剪切带的成矿聚矿性在不同部位具有很大的差异, 最有利的成矿部位有以下三种:

(1) 弧形韧性剪切带的弧顶扩容区, 如著名的沃溪金矿床处于会同一安化弧形含金韧性剪切带的弧顶;

(2)在韧性剪切带宽窄急剧变化的部位, 矿化易于集中;

(3)不同方位韧性剪切带的交接部位, 例如, 龙泉金矿床虽然产于侏罗系火山岩中, 但主要受N E 向建阳一龙泉含金韧性剪切带和近南北向遂昌一龙泉含金韧性剪切带的联合控制, 因而在表壳岩系之下仍可形成有一定规模矿床的可能性。另外, 板岩带中含金韧性剪切带顺层整合产于变质岩系中, 金矿体也具有顺层发育的特点, 出现矿体与糜棱面理、韧性剪切带边部界线面、围岩变形面理平行一致的现象【6】。

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徐学纯（1990）认为低温韧性剪切带与金矿化密切相关，脆性断裂构造的叠加,使金进一步富集成矿,有时也破坏矿体.在变形特点上,含金韧性剪切带具有变形强度分带, 金矿主要赋存在强变形带中, 金含量可比围岩增高2一10 倍. 以出现韧脆性的变形组构为特点, 如矿物的细粒化和残斑结构, 而矿物的拉长等变形组构则较弱. 这种变形特点更有利于金从母岩中迁移和富集成矿.伴随韧性剪切变形过程, 发生退化变质作用. 含金韧性剪切带出现绿片岩相退化变质作用及相应的矿物组合, 如黑云母(绿色)+ 白云母+ 石英十长石. 常见有原岩中高温矿物组合的残迹. 退化变质温度为30 0 -4 00 ℃。与变形强度分带相对应,退化变质也有强度分带现象, 金明显在强退化变质带中富集【3】.

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2.4 成矿模式的探讨

关于韧性剪切带型金矿的成矿模式有诸多的争论，众多学者从不同的侧重点提出了相应的成矿模式，其中以Bonnemaison提出的“三阶段”模式影响最大。该模式的要点：在早期韧性变形阶段，以构造变形和热液蚀变为主，在糜棱岩化片理面上形成含毒砂和硫化物的浸染状金矿化，使Au 元素初步富集，所形成矿体一般不具有工业价值。中期韧—脆性变形阶段，初期Au 元素不呈独立矿物存在，而是以络合物的形式存在，仅仅在毒砂晶体的边缘富集。隐伏的乳白色石英脉在早期韧性剪切带或其附近定位，这种脉体中可有Bi、W、Mu 或Sn 等元素共生，在构造再次活动过程中，使其中的一部分成为新的矿化载体，但总体上继承了早阶段的矿化，重新活化富集形成金矿。这种现象反映在中期阶段的富集相中，并首次形成独立的自然金。晚期脆性阶段，形成网脉状石英脉，并以不同的矿化形式形成不同品位的金矿。该模式在早期韧性剪切带型金矿的成矿预测与找矿工作中起到了非常积极的作用，并发现较多的大型金矿床。【8】

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3.受韧性剪切带控制金矿床特征

3.1阿尔金北缘韧性剪切带金矿

陈柏林（2002）认为大平沟金矿是阿尔金北缘地区近年发现的金矿床,受韧性剪切带的控矿作用明显【9】.

（据陈柏林，2002）

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Roberts（1987）里德尔剪破裂理论建立的韧性剪切带含矿裂隙系统有P、R、T、D、P五种主要类型。在阿尔金北缘地区，各种含矿裂隙均有发育，但不均匀。在东段太平沟金矿区以青一色的P型含矿裂隙为特点，表现为含金石英脉与糜棱岩面理近于平行（图2）。

（据陈柏林，2002）

西段红柳沟地区含金石英脉型富矿体在韧性剪切带糜棱岩之中的分布也表现出脆韧性-韧性剪切带石英脉型的典型特征。石英脉金矿他的分布主要有与糜棱岩面理呈小角度的P型、与剪切带边界平行的D型、与剪切带边界呈小角度的R型和与糜棱岩面理近于垂直的T型（图4）【9】。

（据陈柏林，2002）

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3.2 五龙金矿

吕贻峰（1993）认为韧性剪切带在五龙矿区的主要表现为花岗质岩石的糜棱岩化, 总体构成北东向糜棱岩带. 糜棱面理走向NE40°~60°,倾向SE, 倾角一般为2O°~30°,个别60~70°拉伸线理SEE 向,倾伏角10°~20°. 由于剪切作用不均匀或原岩性质差异, 形成强应变带和弱应变域, 并表现为强应变带环绕透镜状弱应变块体构成网结状构造样式(图1 ), 这是该剪切带的一个突出特点。

按残碎斑晶与韧性基质的相对含量,可将矿区的糜棱岩系列划分为: 糜棱岩化花岗岩、初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩.这4种不同类型的糜棱岩型岩石在矿区分布很不均匀. 在矿区西部以（断裂以西）主要为应变较弱的初糜棱岩和糜棱岩化岩石; 而在矿区东部4种糜棱岩均有出露, 糜棱岩和超糜棱岩主要构成线性强应变带, 而初糜棱岩和糜棱岩化花岗岩则组成透镜状弱应变域块体【10】。东部为主要含矿区域。

据吕贻峰（1993）

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4、韧性剪切带的识别

余凤鸣等（2012）认为韧性剪切带为强应变带,在遥感图像上表现为线性异常带.但无明显异常界面.主要识别标志以纹理特征为主,小波变换是提取地表纹理信息的一种有效手段.

韧性剪切带往往表现为多组纹理相互平行,断续分布的密集细长形线纹构造带,宽窄和尺度变化较大,小尺度的纹理常在剪切带外侧或内侧附近形成褶纹束状线理,剪切带两侧褶纹都逐渐收敛于剪切带延伸方向;大尺度的线纹密集程度自剪切带两侧向中心变形带呈逐渐增强趋势,细纹带常与线纹构造带平行.

剪切带常常伴随有卷入剪切带内的构造透镜体和倒转平卧褶皱,在遥感图像中表现为自剪切带中心到边界呈细条状向团块状变化或波纹状特征.

在经Haar小波函数处理后的遥感图像中,剪切带两侧的纹理在色调、形状、粗细、密度、延伸方向和弯曲类型上均表现为明显的不一致，多数纹理与剪切带斜交，并在通过剪切带时走向会有一定变化$剪切带本身则表现为负地形特征，伴随有细小、均匀的纹理，纹理方向与剪切带方向一致。

基于韧性剪切带在ETM遥感图像中的影像特征,通过小波包对不同方向，不同尺度纹理的分析,消除了影像中的干扰信息,使一些隐蔽性强的构造特征因韧性剪切带两侧纹理的不一致而突显出来建立了解译标志，示例如下图【11】。

图6 竹溪-溢水推覆型韧性剪切带解译图

（据余凤鸣等，2012）

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