甘肃阳山金矿带构造及成矿浅析

孟献真 王绍祥

摘要：阳山金矿带位于扬子板块、华北板块和松潘-甘孜地块交接的文县弧形构造带内，区内各种构造变形复杂强烈，矿区内构造大部分表现出由北向南的韧-脆性剪切特征，构造期次可分为四大期；剪切变形对于金的活化富集起重要促进作用。

关键词：阳山金矿带；构造变形；韧-脆性剪切变形；金活化

1.引言

甘肃阳山金矿床位于川陕甘交界的金三角地区，武警黄金部队于1997年发现，是产于泥盆系浅变质岩中的超大型微细浸染型金矿床，目前矿床共发现141条金矿脉，自西向东划分為泥山、葛条湾、安坝、高楼山、阳山、张家山等6个矿段，累计探获黄金资源量308t。本文主要对矿区构造期次、构造变形特征、构造变形环境及构造对成矿的影响等方面进行了分析，在此基础上，结合前人研究结果，对矿区的地质构造与成矿的关系进行了探析。

2.矿区地质

研究区大地构造位置上处于秦岭东西向构造体系西段的南亚带，松潘甘孜地槽褶皱系东侧与龙门山北东向构造体系相交接的文县弧形构造的弧顶及东翼，构造形迹以近东西向、北东东—南西西为主。矿体赋存于泥盆系三河口群浅变质碎屑岩建造中，主要容矿岩石为泥盆系灰岩、千枚岩。文县弧形构造是阳山金矿的主要成矿构造体系，弧顶受强烈的南北向挤压，由一系列规模较大的断裂和褶皱等构造组成，是一个以逆冲推覆构造为主的复杂构造体系（图1）。

3.构造期次划分

不同期次的构造运动会导致岩石矿物有不同的构造变形特征，后期变形往往会叠加于前期的变形之上，形成构造变形叠加。根据变形叠加的情况，我们可以对构造运动期次进行划分。根据研究区内采集的标本薄片中观察到的构造变形叠加现象，我们可以观察到三次构造变形叠加情况，据此可以划分出至少3期构造叠加关系，故可知研究区至少存在三期构造运动。

每一期的构造运动都会产生具有一定特征的节理，节理充填矿物质即形成岩脉。根据岩脉的穿插错断关系，我们可以对构造运动期次进行简单地划分。根据研究区内采集的标本薄片中所展现的岩脉穿插错断关系，根据岩脉的方向粗细等可判断出四种不同的岩脉，据此我们可以判断出研究区至少存在四期构造运动。

研究区内构造相当复杂，根据野外露头情况、显微镜下观察以及钻孔坑道编录，最终认为本区构造期次主要分四大期，即构造置换期、韧性变形期、韧—脆性变形期、脆性变形期等四期；而四大期又可以细分为六小期：第一期为因强烈的构造置换作用而形成的透入性面理（置换面S2）；第二期为由北向南的逆冲推覆；第三期则是对第二期构造进行改造和再利用，宏观上表现为由南向北的伸展；第四期为以左行走滑剪切变形为特征深层次的走滑构造；第五期则是对置换面S2的改造；第六期为表层次的脆性断裂。

4.构造特征

研究区的主应力作用总体上表现为以南北向挤压作用为主，并且出现近乎周期性的应力反弹（晋宁期挤压→震旦纪拉伸反弹→印支期挤压→燕山期拉伸反弹→燕山晚期-喜山期挤压）。因此，区域褶皱构造和各种形迹的线性构造十分发育，多期次叠加活动明显，继承性活动突出，根据构造野外产出的空间特征及形态特征，判断研究区构造主要表现为自北而南的韧-脆性剪切特征。

研究区内总体为向SE倾的单斜岩层，受松柏～梨坪断裂、安昌河～观音坝断裂的影响，局部地段倒转向北西倾，倾角一般较大约40°～80°，在断裂带内断层的两侧，拖拉、牵引褶曲十分发育。

研究区内断层较为发育，主要为安昌河～观音坝断层，其贯穿整个矿区，其延长大于30km，宽约0.5km～3km，东段走向为北东东向，西段走向近东西向，倾向总体向北倾，局部向南倾，倾角为55°～70°，断层内岩石破碎蚀变强烈，该断裂由一系列次级变形及强变形带构成且有分支复合现象。上窑～王家山一线，全长约8.4km，即为安昌河～观音坝断层的分支构造，走向近东西向，倾向南，为逆断层；主控矿构造的次级构造较为发育。

由于受南北向挤压的作用，研究区内地层多发生褶皱，其中较大规模的褶曲有葛条湾-草坪梁复背斜，其向西延伸至泥山西部，被马连河断裂错断；向东至草坪梁一带，全长约10km，在安坝地区两翼出露较全。此外，研究区内在三河口组地层中发育有一系列的层内小褶皱和褶曲以及许多小的倒转背斜、平卧褶曲。

研究区内千枚岩—构造片岩中发育较多的线理构造，最常见的为皱纹线理等B型线理，多发育于粉砂质板状千枚岩中，由原S1面理上的微细褶皱枢纽平行排列形成，主要为顺层掩卧褶皱枢纽，优选产状280°～290°∠5°～ 15°，构造片岩中较发育石英旋转碎斑及S/C组构，而砂质千枚岩中构造透镜体较发育。根据各种构造的野外特征，可以辨别出本区由北向南的剪切作用。

5.构造变形环境探讨

通过对阳山金矿带内构造变形的分析，确定了阳山金矿带内的构造变形主体特征表现为由北向南的韧-脆性剪切。下面将从主应力方位、古构造应力及变形温度四个方面对该剪切变形所形成的环境条件进行初步探讨。

5.1主应力方位

在一定区域范围内，由于受构造作用影响，会使岩层发生倾斜弯曲变形形成褶皱。而一些形态简单的斜歪褶皱轴面的倾向，在一定程度上可以反映指示区域主应力的方向。本次根据在葛条湾、草坪梁、安坝等地系统测量的54组小褶皱轴面产状，经过室内极射赤平投影，可以发现褶皱轴面总体表现为北倾，指示区域主应力的方向为近南北向。阳山地区岩层优势倾向根据228组产状统计得出为 NNE向，表明该地区主应力方向为NNE向。

5.2古构造应力大小估算

本文选择动态重结晶新晶粒法进行古应力值的测量。动态重结晶晶粒在镜下的特点是，一般粒度不均匀，由于晶粒在生长过程中不断被压扁、拉长，故多呈不规则长圆形，晶粒边界不平直，呈锯齿状或缝合线状，晶粒内部光性不均匀，可以有波状消光，并存在亚晶粒。为确保选择无误，本次特别选取发生明显边界迁移的石英动态重结晶颗粒。为确保统计结果具有一定的代表性，本次共统计了多个岩石薄片中颗粒粒径。

首先，采集石英动态重结晶颗粒的显微照片；然后利用AutoCad软件，用直线段标定石英动态重结晶晶粒直径；最后，通过对比照片比例尺，测出动态重结晶晶粒的直径。

在金属及矿物的试验变形中，差异应力与重结晶颗粒大小的指数成反比，表达式为：

其中，D为重结晶颗粒大小，单位mm，本文采用Twiss（1977）的参数，对石英矿物来说，A的值为6.1，m的值为0.68。分别采用最小二乘法（图2，其中直线为使用Matlab软件根据最小二乘法线性回归结果）、和峰值频数法对所测量的石英动态重结晶颗粒粒径数据做进一步分析处理，并根据分析处理的结果，使用以上公式计算出古应力值。根据其计算结果可反映为后期剪切作用的差异应力，属于表—浅构造层次。具体分析数据结果及古应力值见表1。

5.3变形温度分析

岩石变形环境与变形变质相带的发生、演化的物理化学条件、环境、组分的迁移、运动方式及动力学等都有密切的关联。宏观构造现象的发生必然会引起变形岩石中一些矿物变形变质现象的发生。而通过变质相带和矿物的变形特征等研究，可以来确定变质作用和构造变形的物理环境。

5.3.1变质相研究分析变质温压条件

对所采集标本的矿物组成进行分析，将其划分入不同的变质相中，阳山金矿区经受低温动力变质作用，在动力变质作用过程中表现为岩石矿物的重结晶，新的变质矿物生成，岩石的结构构造的改造等等。但是，由于变质程度比较浅，一些岩石中的原生结构、构造及层理面特征仍保存良好。岩石多为块状，板状及千枚状构造，出现了变余砂状结构、鳞片变晶结构等。

从阳山金矿带主要岩石类型的矿物组合来看，其主要变质矿物为绿泥石和绢云母，应属于低绿片岩相。例如：千枚岩矿物组合为Ser+Chl+Q，变质石英砂岩矿物组合为Ser+ Chl+Pl+Q，钙质板岩矿物组合为Ser+Cal+Q。而在低绿片岩相区间的变形变质，温度在300℃～400℃之间，压力在0.2GPa～0.3GPa之间。

5.3.2矿物变形研究分析变形温度条件

矿物具有重要的“特殊矿物学记忆”，他的结构和性能会对矿物周围环境某种变化会做出反应，根据矿物的变形变质特征也能推断出其外界环境的变化。

阳山金矿带内常见的变形矿物为石英和方解石。石英的塑性变形出现在280℃～300℃，开始表现为SR型动态重结晶，当温度大于400℃时出现GBM型重结晶，从而呈现GBM与SR型动态重结晶石英共存现象。方解石在低于400℃时，机械双晶较薄；在700℃～800℃时，只有很少厚且不规则边界的双晶纹；在800℃时，即使最有利定向的晶体也从未发生过完全双晶化。

在显微镜下观察发现，研究区内石英和方解石变形特征主要为：石英的动态重结晶类型为SR型；方解石为边界明显且较薄的机械双晶。对照以上判别标准，分析变形温度应为280℃～400℃；按照古地温梯度为33℃/km，地表平均温度为20℃计算，阳山地区主要岩石发生变形时的深度不超过12km。

6.构造对成矿的影响

阳山金矿带所在区域的地质演化过程直接受到龙门山-摩天岭推覆构造带的深刻影响。由过渡性基底为主组成的龙门山-摩天岭构造带的隆升成了金矿带初始海盆含金沉积建造的物源补给的充要条件，且决定了文县弧形构造定位和演化的过程。通过对阳山金矿带内的各种宏观构造及显微构造的变形分析，确定了阳山金矿带内的构造变形主体特征表现为由北向南的韧-脆性剪切。

剪切变形对于金的活化富集起重要促进作用，逆冲式的剪切变形形成一系列总体北倾的韧-脆性断裂（如安昌河-观音坝断裂），成矿热液也在剪切作用下，被带入这些断裂带中。在断裂带内，由于温度、压力等条件的变化，加上大气降水及碳质的还原吸附等地球化学障的影响，成矿流体发生卸载，产生沉淀聚集，进而形成了阳山超大型金矿床。总之，复杂的文县弧形构造、特殊的地质环境和多期次的构造活动，为阳山金矿带成矿提供了动力來源、含矿热液活动通道和赋矿空间，成矿物质丰富、成矿物质来源充足、含金浊流岩系建造的特征，特别是成矿的十分有利的构造应力场条件印证了本金矿带具有十分优越的成矿地质地球化学条件和巨大的成矿潜力。

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