湘东雁林寺金矿田及邻区构造变形事件与控矿构造属性

柏道远,魏方辉,李彬,曾广乾,孙骥,周超

1) 湖南省地质调查所,长沙,410016; 2) 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室,南昌,330013; 3) 中国地质科学院地质力学研究所,北京,100081

内容提要：雁林寺金矿田位于湘东北金矿区南部,发育大量中小型金矿床(点)。前人对区内包括控矿构造在内的各类变形的运动学特征及形成时代和机制尚缺乏探讨和解析,从而影响到对矿床形成和保存规律的全面认识。鉴此,笔者等基于区域构造特征和大量露头构造的详细解析,厘定了雁林寺金矿田及邻区的构造变形序列及其时代背景,并结合矿床地质和同位素测年等其他资料,探讨了成矿时代和控矿构造属性。主要认识如下:① 研究区自早至晚经历了新元古代中期NW—SE向挤压、志留纪早期NW—SE向挤压、志留纪末花岗岩体主动侵位挤压、中三叠世晚期NW—SE向挤压、晚三叠世NNW—SSE向—S—N向挤压、中侏罗世晚期NWW—SEE向—近E—W向挤压、白垩纪NW—SE向伸展、古近纪中晚期NE—SW向—NNE—SSW向挤压、古近纪晚期—新近纪初NW—SE向挤压等9期构造事件,形成了不同走向和规模的褶皱、逆断裂、顺层剪切带、正断裂、右行和左行走滑断裂与剪切破裂、断陷盆地、劈理、膝折等构造类型,以及部分构造走向的后期偏转。② 区内存在志留纪末和晚三叠世两期金成矿作用,均与同期花岗质岩浆活动有关。③ 雁林寺金矿田容矿构造主要有前中生代顺层脆韧性剪切带和层间断裂、中—晚三叠世的NW向—NWW向右行走滑断裂和剪切裂隙、花岗岩枝的内外接触带等3类。志留纪末金矿床的导矿构造为先期NE向深部逆断裂,晚三叠世金矿床的导矿构造为中三叠世晚期的NE向逆断裂、晚三叠世早期的NEE向和EW向逆断裂。对两期金矿床而言,成矿后各期变形事件中形成的不同类型断裂均可能成为破矿构造。

江南造山带湖南段分布有大量金(锑钨)矿床,素有湖南省“金腰带”之称(黄建中等,2020)。前人对该带金(锑钨)矿床特征、成因等进行过长期研究并取得丰富成果,但关于成矿构造背景尚存在不同认识(Xu Deru et al., 2017;Zhang Liang et al., 2019;黄建中等,2020;柏道远等,2020a,2021a)。此外,尽管对主要矿床的导矿、容矿构造等已有基本认识,但对控矿构造的运动学特征和形成时代一般缺乏研究(柏道远等,2023a)。雁林寺金矿田位于金腰带东段湘东北金矿区的南部(图1),发育大量中小型金矿床(点)(图2a)。矿田中部雁林寺—团山背一带勘查和研究程度较高,矿床规模相对较大,前人对相关矿床的地球化学特征、成因、成矿物质来源、蚀变特征和找矿标志等进行了较多研究(柳德荣等,1993;骆珊等,2014;蒋星祥等,2016;Shao Yongjun et al., 2018;梁军等,2018;陆文等,2020),并揭示主要容矿构造为NE向劈理化带或层间断裂及NW向韧性剪切带(黄诚等,2012;陶诗龙等,2015;刘守林等,2016;徐昊等,2016)。尽管如此,目前对包括控矿构造在内的各类变形的运动学特征及形成时代和机制尚缺乏探讨和解析,从而影响到对矿床形成和保存规律的全面认识。鉴此,笔者等基于区域构造特征和大量露头构造的详细解析,厘定了雁林寺金矿田及邻区的构造变形序列及其时代背景,并结合矿床地质和同位素测年等其他资料,探讨了成矿时代和控矿构造属性。这一成果不仅深化了区域地质构造及其控矿特征认识,对江南造山带湖南段金矿床的成矿地质背景和构造控矿机制研究也具有重要的参考价值。

图2 湘东雁林寺金矿田和邻区地质图(a)及观察点上构造形迹与应力场方位(b)Fig.2 Geological map of Yanlinsi Au orefield, eastern Hunan, and adjacent areas (a), deformations and stress orientation at observation points (b)

1 区域地质背景及矿床地质概况

为了通过更多地质资料对区域构造事件给予有效约束,将研究范围从冷家溪群金矿产出区外延至东面的上古生界和中生界出露区(图2a)。

雁林寺金矿田中、西部相对隆起,主要出露冷家溪群和志留纪晚期花岗岩体;东部相对拗陷,出露上古生界、上三叠统—侏罗系和白垩系(图2a)。冷家溪群自下而上为雷神庙组、黄浒洞组和小木坪组,其中雷神庙组为一套灰色中—厚层状板岩、泥质粉砂岩和粉砂质板岩;黄浒洞组为一套浅变质岩屑杂砂岩为主并夹泥质粉砂岩、粉砂质板岩、绢云母板,顶部发育一套火山碎屑岩;小木坪组为一套板岩、粉砂质板岩夹少量粉砂岩和细砂岩。上古生界(泥盆系—二叠系)为碎屑岩和碳酸盐岩,上三叠统主要为一套砾岩,侏罗系为含煤碎屑岩系,白垩系为紫红色碎屑岩系。值得指出的是,研究区自早至晚经历了武陵期(冷家溪群沉积期)活动大陆边缘盆地、雪峰期(板溪群沉积期)—南华纪陆内裂谷盆地、震旦纪—早奥陶世被动陆缘盆地、中奥陶世—志留纪前陆盆地、泥盆纪—中三叠世陆表海盆地、晚三叠世—第四纪陆相盆地及山体抬升等6个大的构造阶段(湖南省地质调查院,2017),但受多期抬升剥蚀影响,雪峰期—志留纪地层在研究区未得到保存。

雁林寺金矿田南部发育志留纪板杉铺和宏夏桥花岗岩体,主要岩石类型为黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩,形成时代为434～418 Ma(张菲菲等,2010;关义立等,2013;李建华等,2015;隗含涛等,2020)。东南部发育印支期王仙花岗斑岩体,形成时代为224.7±4.4 Ma(杨立志等,2018)。此外,正冲金矿和团山背金矿发育志留纪隐伏花岗质岩枝;雁林寺—团山背一带发育印支期NW向隐伏辉绿岩脉,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(225.2±1.9)Ma(周超等,2022)。

研究区不同走向、规模及性质的断裂、褶皱、断陷盆地等构造类型发育,呈现出复杂的构造面貌(图2a)。中西部隆起区由前中生代脆韧性逆冲剪切带(大多数顺层)和褶皱、中生代NE向和NW向的逆断裂和走滑断裂等组成基本构造格架,其中前中生代构造线在东部呈NE向,向西因志留纪花岗岩体强力侵位挤压而转为近EW向(由于褶皱叠加作用,局部仍为NE向),岩体东侧甚至转为NW向。东部拗陷区由NE向逆断裂和褶皱以及白垩纪上叠断陷盆地组成基本构造格架。

区内发育雁林寺、正冲、肖家山、团山背、梨树坡、官桥、保华岭、桃花、长冲坡、楠竹坡、洪源(金宏)、大元冲等金矿床(图2a),均产于冷家溪群中。矿床规模多为小型,少量达中型。矿床类型以石英细脉—蚀变破碎岩型为主,代表性矿床有雁林寺、正冲、肖家山、洪源等金矿床(王淑军等,2008)。该类矿床多产于顺层(少量切层)脆韧性剪切带中,走向以NE向为主,少量NW向。矿石类型较简单,以含黑色条纹的石英脉为主。矿石中金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿以及自然金等;非金属矿物以石英、绢云母、(铁)白云石为主,绿泥石、方解石及电气石次之;金主要以不可见金形式赋存在硫化物中,其次为裂隙金和粒间金,少量包体金(陶诗龙等,2015)。

其他矿床类型尚有蚀变岩型、石英大脉型、斑岩型、花岗岩接触带型等,但规模均不大(王淑军等,2008)。蚀变岩型金矿常产于石英细脉—蚀变破碎岩型金矿脉的近侧围岩中,一般品位较低。石英大脉型金矿在部分矿床局部发育;斑岩型金矿见于团山背;花岗岩接触带型金矿见于正冲金矿。

2 构造事件及变形序列

2.1 研究概况

笔者等通过区域构造分析和露头构造调查解析相结合的方法厘定主要构造事件及其形成的构造类型(变形序列)。构造事件和变形序列的厘定依据包括构造层的接触关系、各类构造及其反映的区域应力场特征、构造卷入地层时代、不同类型构造的交切关系,以及区域构造事件的应力场特征等。

露头观测点多数位于中西部的赋矿层位冷家溪群出露区,其中矿山井下观察点2个(D125点、D133点);另于东部上古生界、上三叠统和白垩系等其他构造层进行了少量的露头构造调查(图2、图3),以更有效约束变形时代。对露头点上各种构造的几何学、运动学特征及交切、叠加和改造关系等进行了详细观测,并恢复了构造形成的应力方位(图2b),其中走滑、斜滑剪切破裂和断裂及膝折面所形成的应力方位不易直接确定,通过赤平投影软件strGraphPrj手工操作求解(图4)。大量的露头构造调查,不仅更全面了解了研究区各时代不同规模的构造类型,并为构造事件序列的厘定提供了更为可靠的资料支持。

图3 湘东雁林寺金矿田典型构造剖面Fig.3 Typical structural section in Yanlinsi orefield, eastern Hunan断裂和剪切带编号同图2a;剖面位置见图2afaults and shear zones No. are the same as that in fig. 2a; location of the sections are shown in fig. 2a

图4 湘东雁林寺金矿田代表性露头观察点走滑、斜滑剪切破裂、断裂及膝折面的应力解析Fig.4 Stress analysis of strike-slip and oblique-slip shear fractures, faults and axials of kinks at representative outcrop points in Yanlinsi orefield, eastern Hunan发育多个破裂面时,产状取走向和倾向的加权平均值When multiple fractures are developed, take the weighted average value of dip direction and dip angle as the attitude

区域应力场的确定是厘定构造事件及变形序列的关键。本文相关构造形成的最大主应力确定方法如下:褶皱、逆断裂和劈理形成的最大主应力分别垂直其走向;脆性剪切破裂或断裂形成的最大主压应力与破裂面和擦痕夹角取30°;膝折带形成的最大主压应力与膝折面夹角为55°左右(郑亚东等,2007)。

根据区域构造特征和野外露头构造观测资料,结合已有区域构造演化研究成果(柏道远等,2015,2018, 2021b,2023a,2023b;李彬等,2022),确定研究区自早至晚经历了9期主要构造事件(D1—D9),即新元古代中期NW—SE向挤压(D1)、志留纪早期NW—SE向挤压(D2)、志留纪晚期花岗岩体侵位挤压(D3)、中三叠世晚期NW—SE向挤压(D4)、晚三叠世NNW—SSE向—S—N向挤压(D5)、中侏罗世晚期NWW—SEE—近E—W向挤压(D6)、白垩纪区域NW—SE向伸展(D7)、古近纪中晚期NE—SW向—NNE—SSW向挤压(D8)以及古近纪晚期—新近纪NW—SE向挤压(D9)等9期构造事件,并系统厘定了各期构造事件的变形类型(表1,图5)。后文即对各期变形事件的应力场特征、区域构造和露头所见构造类型、时代依据和构造背景等给予详细介绍。

表1 雁林寺金矿及邻区构造变形序列Table 1 Deformation sequences in the Yanlinsi Au deposit and adjacent areas

图5 湘东雁林寺金矿田及邻区主要构造与成矿事件Fig.5 Major tectonic and metallogenic events in Yanlinsi orefield, eastern Hunan, and adjacent areas

2.2 代表性露头点构造特征

D104、D114、D120、D123等4个地表露头点以及D125、D133等2个井下观察点发育多期次、多类型构造,本小节介绍点上所见各类构造特征及其切错、叠加和改造关系,确定构造形成的应力场和变形期次,其中变形期次以构造事件代码(如“(D1)”等)直接标示。其他露头点上的构造在“2.3”节各期变形事件分述时予以简介。

2.2.1D104点构造变形

点处出露火山碎屑岩夹凝灰质板岩,顺层板劈理(D1)发育,劈理走向因志留纪花岗岩体强力就位挤压由区域NE向转为NWW向(D3)。见走向NE、倾向NW的逆冲断裂Fa发育(对应图2a中区域断裂F6)(D4)(图6),断裂宽6～8 m,由南东至北西可分为:①揉皱化带,早期的片理发生弯曲形成揉皱;②片理化带,岩层被强烈置换成陡倾的片理;③构造透镜体带,岩层破碎明显,并形成断夹块和构造透镜体;④片理化带。断裂带底面产状为310°～320°∠65°～75°,断层面附近发育产状340°∠70°的羽裂,指示后期右行走滑,推测与中侏罗世NWW—SEE向挤压有关(D6)。主断层破碎带内发育后期NE向逆断裂Fb(D9)(图6),其产状为135°∠67°,破碎带宽约3～5 cm,切错石英脉体,剖面上显示逆冲效应,反映区域NW—SE向挤压(图2b)。

图6 D104点NE向断裂特征Fig.6 NE-trending fault at D104 ① 揉皱带;② 片理化带1;③ 构造透镜体(或断夹块);④ 片理化带2;⑤ 浅变质火山碎屑岩① folds zone; ② schistosity zone 1; ③ structural lens or fault blocks; ④ schistosity zone 2; ⑤ epimetamorphic pyroclastic rock

2.2.2D114点构造变形

于公路北侧见良好露头剖面(图7),岩石中板劈理S1(D1)发育且与岩层面S0平行。自NW向SE依次见以下构造(图2b):① SN向右行走滑小断裂F1(D8),产状90°∠45°,断层上盘牵引褶皱指示右行走滑(图8a),反映NNE向最大主应力(图4)。② NE向剪切小褶皱(D1)(图8b),以层面为标志层,枢纽产状235°∠28°,指示上岩层自SE向NW滑移;褶皱转折端的板劈理S1垂直于S0,指示S1大体与褶皱同期或稍晚于褶皱形成;转折端层面S0弯曲形成皱纹线理。③ NE向逆断裂F2(D4),产状140°～150°∠70°,破碎带宽20～30 cm,次级牵引褶皱和羽裂指示逆冲。④ 近EW向右行走滑断裂F3(D6),产状170°∠75°,断层破碎带宽20～30 cm;正阶步指示右行(图8c),反映NWW向最大主应力(图4)。⑤ NE向共轭逆冲断裂F4和F5(D4),F4贯通并切割F5;F4带内剪切派生褶皱的枢纽产状为30°∠20°,指示逆冲兼左行走滑(图8d),反映NW向最大主应力;F5由多条小断裂组成,带内硅化强变形面理发育。⑥ EW向北倾逆断裂F6(D5),产状360°∠20°,充填石英脉;F6切割NE向逆断裂F4(D4)(图7)。

图7 D114点断裂构造:① 浅变质粉砂岩;②粉砂质板岩Fig.7 NE-trending fault at D114: ① epimetamorphic siltstone; ② silty slate

综上,本点经历以下几期变形事件:新元古代NW—SE向挤压下形成NE向剪切小褶皱(D1);中三叠世NW—SE向挤压下形成NE向逆断裂F2、F4和F5(D4);晚三叠世S—N向挤压下形成EW向逆断裂F6(D5);中侏罗世晚期NWW—SEE向挤压下形成近EW向右行走滑断裂F3(D6);古近纪NE—SW向挤压下形成SN向右行走滑小断裂F1(D8)(图2b)。

2.2.3D120点构造变形

点处为南桥东面采石厂,出露上三叠统紫家冲组砾岩、粉砂质泥岩以及白垩系神皇山组紫红色粉砂质、泥质粉砂岩。自西往东依次见多条断裂(图9,图2b):① NEE向逆断裂F1(D5),产状340°∠30°(图8e),破碎带宽约5～10 cm;羽裂和阶步指示逆冲性质,反映NNW—SSE向挤压。② NNW向左行走滑断裂F2(D9),产状255°∠70°,正阶步及羽裂指示左行走滑(图8f),反映NW向最大主应力(图4)。③ NW向右行正断裂F3(D7),表现为多条断面粗糙的平行小断裂,主体产状为60°∠70°,次级羽裂指示右行正滑;该断裂具调整断裂性质。④ NNE向盆缘正断裂F4(D7),西盘和东盘分别为上三叠统和白垩系(图8g);断裂产状120°∠70°左右,带宽约5 m,带内紫家冲组砾岩与白垩系紫红色砾岩、粉砂岩混杂,显示同沉积断裂特征。

图9 D120点白垩纪控盆断裂特征Fig.9 Cretaceous basin controlling fault at D120① 燧石质粗砾岩;②硅化破碎带;③砂砾岩夹粉砂质泥岩;K2sh—白垩系神皇山组;T3zj—上三叠统紫家冲组① Cherty coarse conglomerate; ② silicified fracture zone; ③ sandy conglomerate intercalated with silty mudstone; K2sh—Cretaceous Shenhuangshan Formation; T3zj—Late Triassic Zijiachong Formation

2.2.4D123点构造变形

点处于SN向公路西侧见良好露头剖面。剖面南段岩层缓倾,产状260°∠15°;北段岩层陡倾,产状295°∠55°。该剖面上发育一条顺层的脆韧性剪切带(D1)(图10),垂向宽度约7 m,发育S—C组构(图8h)、条带状构造及次级剪切面理等。其中代表性S—C组构的C面理产状270°∠20°,S面理190°∠30°,指示上岩层向NW滑移。C面理和S面理围限可形成构造透镜体。

图10 D123点脆韧性剪切带及断裂特征Fig.10 Brittle—ductile shear zone and faults at D123① 粉砂质板岩;② 脆韧性剪切带;③ 板岩;④ 构造透镜体;Pt3h—新元古界冷家溪群黄浒洞组① Silty slabstone; ② brittle—ductile shear zone; ③ slabstone; ④ structural len; Pt3h—Huanghudong Formation of Neoproterozoic Lengjiaxi Group

剖面上见6条切割剪切带的后期小断裂(F1—F6)(图10)。①NE向逆断裂F2(D4),切割脆韧性剪切面理,两盘牵引褶皱指示逆冲,反映NW—SE向挤压(图2b)。②NNE向左行走滑断裂F1、F4、F5(D5),F1和F4切割脆韧性剪切带,F5被剪切带所限制;正阶步和羽裂指示各断裂具左行走滑,反映SN向最大主应力(图4,图2b)。③EW向逆断裂F3、F6(D5),前者切割并受脆韧性剪切面控制,后者自围岩向上切入韧性剪切带(图10);羽裂指示断裂具逆冲性质。此外,于脆韧性剪切带下盘发育NNE向左行剪切破裂(D5),其产状为290°∠80°,被脆韧性剪切带所限制(图8i);正阶步和擦痕指示左行走滑,反映近S—N向挤压。

2.2.5D125点构造变形

点处为恒石金矿(雁林寺金矿床)215中段沿脉,出露青灰色—灰色粉砂质板岩。发育一条走向NE、倾向NW的顺层剪切带(D2),其产状为315°∠57°;剪切带中充填含金石英脉(金矿脉)。条带状石英脉实际存在早、晚两期脉体(图8j)。早期为条带状烟灰色石英脉,显示逆冲型顺层剪切和硅化交代作用,纵剖面和横切面上剪切面理线分别呈直线和弯曲特征(图8k、l),横切或斜切剖面上或可见“S—C”面理组构,显示自NW向SE的逆冲。晚期为块状乳白色石英脉,明显为充填成因(图8j)。在后期NE—SW向挤压下(图2b)(D8),石英脉产生剪切揉皱变形(轴面反倾)(图8m),或受NW向背冲断裂切错与改造(图8j)。此外,井下尚见晚三叠世NW向辉绿岩脉切割NE向金矿脉,辉绿岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(225.2±1.9)Ma(周超等,2022)。

镜下:见条带状烟灰色石英脉由岩石经强硅化作用而成,石英交代黏土等矿物现象明显,原岩中黏土、绢云母仅局部见少量残余;石英呈他形粒状,晶粒大小悬殊,波状消光明显;黏土、绢云母定向分布(图8n)。发育平行状分布的压溶缝合线,不透明矿物主要分布于缝合线附近(图8o)。

根据上述矿脉特征,结合区内主要岩浆—流体活动事件综合考虑,初步推断上述早期条带状含金脉体与志留纪晚期花岗质岩浆活动有关,晚期块状乳白色石英脉体与晚三叠世岩浆活动有关。

2.2.6D133点构造变形

位于金明金矿0 m中段。矿脉类型为沿脆韧性顺层(局部切层)剪切带(D1)形成的条带状石英脉,其初始产状为走向NE、向W缓倾,因中生代褶皱叠加走向可变位为NNE向、NW向等。多处观测依次见以下构造现象(图2b)。① NE向左行走滑兼逆冲断裂F1(D5)错断近SN向含金剪切石英脉(D1)(图11a)。断裂产状为320°∠45°,正阶步指示左行走滑兼逆冲,反映SN向最大主应力(图4)。② NEE向逆断裂F2(D5),产状160°∠57°;断裂带宽约8 m,内部强、弱变形带相间发育;S—C组构(图11b)及羽裂指示逆冲性质;该断裂为破矿构造,导致南盘矿脉向北终止于断裂。③ SN向左行剪切破裂L1(D5)切错NNW向石英细脉,反映NNW向最大主应力(图4)。④ EW向右行走滑断裂F3(D6)切错NNE向含矿石英脉(D1);NNE向矿脉沿剪切带发育,产状285°∠27°,具条带状构造;F3走向90°,正阶步指示右行走滑(图11c),反映NWW向最大主应力(图4)。⑤ 2层NNE向含矿石英脉(D1)被后期NW向石英细脉(D6)穿切(图11d);NNE向矿脉产状为290°∠35°,沿剪切带发育,横向上具厚薄变化;NW向石英细脉产状为230°∠88°,沿剪切破裂L2(D6)发育,剪切面上正阶步示左行,反映NWW向最大主应力(图4)。⑥ NNE向含矿石英脉因挤压形成NW向肠状褶皱(D8);矿脉总体产状为295°∠45°;褶皱形态近对称(图11e),其枢纽产状为290°∠35°,反映NE—SW向挤压。

图11 D133、D105、D109、D116、D129、D107、D118点构造特征Fig.11 Characteristics of deformation at D133, D105, D109, D116, D129, D107 and D118(a) D133点NE向断裂切错含金石英脉;(b) D133点S—C组构示近EW向断裂F2逆冲;(c) D133点正阶步示EW向直立断裂右行走滑;(d) D133点NW向剪切破裂(细脉)切割NNE向矿脉;(e) D133点NNE向含矿石英脉形成的肠状褶皱;(f) D105点剪切带内强变形带与弱变形域相间;(g) D105点剪切派生褶皱反映南盘(现位)上升;(h) D105点剪切面理形成膝折;(i) D105点摩擦镜面上矿物生长线理和正阶步指示剪切带后期左行走滑;(j) D109点剪切带宏观露头特征;(k) D109点S—C组构指示武陵期上岩层由南向北滑移;(l) D116点剪切派生褶皱指示上岩层向NW滑移;(m) D129点剪切带内深浅相间石英脉体及后期NW向左行剪切破裂;(n) D107点后期NE向破裂面及其反向羽裂(斜俯视);(o) D118点正阶步及擦痕指示NWW向剪切破裂L1右行走滑(a) NE-trending fault cuts off Au-bearing quartz vein at D133; (b) S—C fabric indicate that near EW-trending fault F2 thrust; (c) steps indicate that the vertical EW-trending fault at D133 dextral strike-slip; (d) NW-trending shear fractures cut NNE-trending mineral vein at D133; (e) genual folds formed by NNE-trending ore bearing quartz vein at D133; (f) the strong deformation zones and weak deformation domains in the shear zone at D105; (g) folds derived from shear at D105 indicate that the south wall rises; (h) kinks formed by shear foliations at D105; (i) mineral growth lineations and steps indicate later sinistral strike-slipping of the shear zone; (j) macro outcrop characteristics of the shear zone at D109; (k) the S—C fabric at D109 indicate that the upper strata slipped from south to north in Wuling Period. (l) folds derived from shear at D116 indicate that the upper strata slipped to NW; (m) dark and light altemating silicified quartz veins in the shear zone and later NW-trending sinistral shear fractures at D129; (n) the late NE-trending fracture and its reverse pinnate fracture at D107(oblique view); (o) strias and steps indicate that NWW-trending shear fractures L1 at D118 dextral slip

综上,本点经历以下几期变形、成矿事件:新元古代中期NW—SE向挤压,形成NE向脆韧性顺层剪切带(D1)(局部断坡位置为切层断裂);志留纪晚期因岩浆活动而沿剪切带形成石英脉型金矿脉;晚三叠世NNW—SSE—S—N向挤压,形成NE向左行走滑兼逆冲断裂F1、NEE向逆断裂F2、SN向左行剪切破裂L1(D5);中侏罗世晚期NWW—SEE向挤压,形成EW向右行走滑断裂F3、NW向左行剪切破裂L2(D6);古近纪NE—SW向挤压,形成NW向褶皱(D8)(图2b)。

2.3 构造事件及变形序列

如前文所述,研究区经历了9期主要构造变形事件(表1,图5),以下自早至晚分别阐述各期构造变形的应力场、区域和露头构造形迹、时代依据和构造背景。

2.3.1新元古代中期构造变形(D1)

本期变形的区域应力场为NW—SE向挤压,形成NE向板劈理、脆韧性逆冲剪切带、剪切派生褶皱等(图2,图5),部分地区构造走向可因志留纪晚期花岗岩体强力就位挤压而变为EW向、NW向、SN向等。板劈理普遍发育,如D101、D104、D105、D106、D107、D116等露头点(图2b)。脆韧性逆冲剪切带有团山背剪切带SH1、雁林寺—正坡里剪切带SH2、梅子园剪切带SH3、洪源剪切带SH4、东坑剪切带SH5、尧家排剪切带SH6等(图2a),见于D105(图11f)、D106、D109(图11j)、D123(图10)、D133(图11d)、D129(图11m)等观察点。脆韧性剪切带大多顺层产出,露头上所见S—C组构或剪切派生褶皱反映本期剪切带的运动方向主要表现为上岩层向NW(或N)滑移(图2a,图8h,图11g,图11k,图11l)。剪切派生褶皱见于D105(图11g)、D114(图8b)、D116(图11l)等露头点。区域褶皱形态以紧闭倒转为主。脆韧性剪切带和区域褶皱的轴面多数倾向NW(或N),少量倾向SE(或S)(图3)。倾向NW(或N)的剪切带和褶皱可能部分形成于本期变形,部分则形成于志留纪早期NW—SE向挤压;形成于本期者初始产状可能倾向SE(对应于向NW的逆冲滑移),因志留纪晚期深部花岗岩浆向北挤压拓展而翻转变位。

本期变形卷入地层均为时代最早的冷家溪群,所形成的NE向板劈理、顺层剪切带和剪切派生褶皱的走向因志留纪花岗岩体的侵位而发生偏转,表明其为研究区第一期构造变形。本期变形的构造背景为扬子陆块与其东南缘的岛弧之间发生弧—陆碰撞(柏道远等,2012a,2018),其造成冷家溪群与上覆板溪群之间的角度不整合(湖南省地质调查院,2017)以及冷家溪群的浅变质。

2.3.2志留纪早期构造变形(D2)

本期变形的区域应力场为NW—SE向挤压,形成NE向褶皱或叠加褶皱、NE向顺层剪切带等,构造走向可因志留纪晚期花岗岩体强力就位而改变(图2a)。褶皱轴面主要倾向NW(图3a南部及图3b),反映自NW向SE逆冲推覆的运动学特征。顺层剪切带见于D125点(图8k、l),“S—C”组构显示自NW向SE的逆冲,有别于前述新元古代中期自SE向NW逆冲的顺层剪切带。

本期变形卷入地层为冷家溪群;所形成褶皱和顺层剪切带反映的逆冲推覆指向为SE,有别于第一期变形的NW向;所形成褶皱走向在志留纪花岗岩体周缘发生转向(图2a)。鉴此,确定本期构造为研究区第二期变形。

本期变形的构造背景为早古生代晚期陆内造山运动即北流运动(柏道远等,2015,2021c),其造成前泥盆系的褶皱、抬升以及跳马涧组与先期地层的角度不整合(湖南省地质调查院,2017),研究区强烈抬升剥蚀而缺失板溪群—下古生界。本次构造运动与华夏古陆向北西的扩增与挤压有关(陈旭等,1999),区域主体构造体制为S—N向挤压(丘元禧等,1998;王建等,2010;郝义等,2010;柏道远等,2018),但受钦杭结合带与扬子陆块间弧形边界控制,研究区构造体制为NW—SE向挤压(柏道远等,2012a)。

2.3.3志留纪末构造变形(D3)

本期变形非区域构造事件所致,而是与志留纪晚期板杉铺岩体和宏夏桥岩体的主动侵位有关。花岗岩体的多次强力就位,于岩体中形成环状和径向同侵位断裂(图2a)(刘耀荣等,2000),并对围岩产生挤压,导致先期NE向构造线在岩体北侧、北东侧和东侧分别变位为EW向、NW向和SN向(图2a),如岩体北面D104点的NWW向劈理、D105点的EW向剪切带(图11f)和剪切派生褶皱(图11g)、D107点和D106点(图12h、i)的EW向劈理,其初始走向均为NE向。岩体强力就位使先期构造线偏转得到以下证据的支持:一是如上所述,在岩体东侧—北侧,先期构造线走向与岩体边界走向趋于一致;二是区域上浏阳以南至衡山一带的新元古代中期构造线总体均呈NE向(柏道远等,2012a);三是板杉铺岩体东缘—北缘发育宽达2.9～6.4 km宽的片麻状构造带,岩体外侧的围岩中则发育强变形片岩带和挤压褶皱变形带(刘耀荣等,2000)。

图12 D101、D112、D119、D115、D131、D106、D121、D122点构造特征Fig.12 Characteristics of deformation at D101, D112, D119, D115, D131, D106, D121 and D122(a) D101点断层破碎带及羽裂构造示逆冲;(b) D112点下断层面及断层破碎带;(c) D119点紫家冲组中NEE向剪切破裂或小断裂;(d) D119点正阶步示NE向断裂左行走滑;(e) D115点NE向左行走滑断裂;(f) D131点羽裂及反阶步示NW向断裂早期右行走滑;(g) D131点阶步和擦痕示NW向断裂晚期左行走滑;(h) D106点NE向膝折反映近E—W向挤压;(i) D106点膝折面S2交切早期面理S1;(j) D121点正阶步示近SN向小断裂F1右行走滑;(k) D121点正阶步指示NE向断裂F2左行走滑;(l) D122点次级羽裂指示白垩系砾岩中SN向小断裂右行走滑(a) The pinnate fractures indicate that the fault thrust at D101; (b) lower fault plane and fracture zone at D112; (c) NEE-trending shear fracture or small fault in Zijiachong Formation at D119; (d) steps indicate that the NE-trending fault at D119 sinistral strike-slip; (e) NE-trending sinistral strike-slipping fault at D115; (f) pinnate fractures and antisteps indicate the early dextral strike-slipping of the NW-trending fault at D131; (g) steps and pinnate fractures indicate the late sinistral strike-slipping of the NW-trending fault at D131; (h) the NE-trending kinks at D106 reflecting near EW-compression; (i) the axials of kinks S2 at D106 cut early foliation S1; (j) the steps indicate that the near SN-trending small fault F1 at D121 dextral strike-slip; (k) the steps indicate that the NE-trending fault F2 at D121 sinistral strike-slip; (l) the secondary pinnate fractures indicate that the SN-trending small fault in Cretaceous conglomerate at D122 dextral strike-slip

2.3.4中三叠世晚期构造变形(D4)

本期变形的区域应力场为NW—SE向挤压,规模构造主要为东部上古生界中的NE向残缺褶皱和逆断裂(F34、F38、F39),中西部冷家溪群中明显横切新元古代和早古生代构造线的NE向逆断裂(F4、F6、F12、F13、F14、F15、F16等),以及NWW向右行走滑断裂F8、F31、F32等(图2a)。其中冷家溪群中的NE向逆断裂主要倾向NW,显示出叠瓦逆冲推覆构造特征(图3b)。本期露头构造有NE向逆断裂和NWW向右行剪切破裂。NE向逆断裂见于D104(图6)、D107、D114(图7)和D123(图10)等观察点,其中D107点NE向高角度逆断裂宽约6～8m,带内岩石硅化破碎并具揉皱,断层岩被后期NE向右行剪切破裂切割(D6)(图11n)。NWW向右行剪切破裂见于D118点,破裂L1产于石炭系樟树湾组细粒石英砂岩中,走向110°,正阶步指示右行(图11o),反映NW向最大主应力(图2b,图4)。

鉴于本期构造卷入地层为上古生界和冷家溪群,其中NE向逆断裂横切新元古代和早古生代构造线,结合上三叠统与上古生界之间的角度不整合(图2a),确定本期变形为第四期,时代为中三叠世晚期。此外,作为上古生界与冷家溪群之间分界的华园—合水断裂(F23)呈NNE向,其为中侏罗世构造线叠加白垩纪伸展滑脱产物,并明显斜切西侧NE向逆断裂(图2a),这一构造特征为中三叠世晚期的NW—SE向挤压事件和后述中侏罗世NWW—SEE向挤压事件均提供了重要时代约束。

区域上本期变形的构造背景为扬子陆块与华夏古陆的继发性陆内汇聚(柏道远等,2009;张国伟等,2011)以及秦岭—大别—苏鲁构造带的碰撞造山(张岳桥等,2009;徐先兵等,2009),前者的构造体制为NWW—SEE向—NW—SE向挤压,形成了湘东南地区NNE向、湘中地区NE向为主的褶皱(柏道远等,2005,2006,2009,2012b,2018,2023b;张国伟等,2011);后者的构造体制为S—N向挤压,其形成了湘北慈利—石门地区EW向褶皱(杨俊等,2021)。研究区主要受扬子陆块与华夏古陆陆内汇聚影响而遭受NW—SE向挤压。

2.3.5晚三叠世构造变形(D5)

本期变形的区域应力场为NNW—SSE向—S—N向挤压,形成EW向和NEE向逆断裂,SN向、NNE向、NE向左行走滑断裂和剪切破裂,NW向右行走滑断裂等。EW向逆断裂有F1、F7(图2),露头上见于D101(图12a)、D114(图7)、D123(图10)等观察点;反映S—N向挤压。NEE向逆断裂有F3(图2),露头上见于D112、D119、D120(图8e,图9)、D133(图11b)等观察点,反映NNW—SSE向挤压,其中:D112点NEE向高角度逆断裂发育于冷家溪群黄浒洞组中,破碎带宽约3.5～4.0 m,断层面产状160°～165°∠78°,叠加后期伸展活动而发育牵引褶皱(图12b);D119点NEE向小型逆断裂发育在上三叠统紫家冲组燧石砾岩中(图12c),产状160°∠45°,具片理化;D120和D133点NEE向逆断裂见前文所述。SN向左行剪切破裂见于前述D133点,反映NNW—SSE向挤压。NE向、NNE向左行走滑断裂、剪切破裂见于D115、D119、D123(图10)、D133(图11a)等观察点,反映近SN向最大主应力(图4),其中:D115点NE向断裂宽约2 m,产状为300°～310°∠60°～80°,带内剪切面理发育,剪切牵引褶皱指示断裂左行走滑(图12e);D119点西约100 m见NE向小断裂,产状135°∠75°,擦痕和正阶步及羽裂(产状295°∠80°左右)指示左行走滑(图12d);D123点发育NNE向左行走滑断裂、D133点发育NE向左行走滑兼逆冲断裂(具体见前文)。

NW向右行走滑断裂有研究区东北部切割上古生界的F29、F30(图2a),露头上见于D131点。D131点位于团结水库南岸(图2a东北角北侧,图外),见冷家溪群黄浒洞组和泥盆系跳马涧组之间以NW向断裂接触(图13),反阶步和羽裂指示断裂早期为右行走滑(D5)(图12f),反映近S—N向挤压(图2b);正阶步和擦痕指示后期叠加左行走滑(D6)(图12g),大体反映NWW向最大主压应力(图4)。

图13 D131点断层特征Fig.13 Characteristics of the fault at D131① 粉砂质板岩;② 断层破碎带;③ 石英砂岩夹粉砂岩① Silty slabstone; ② fault zone; ③ quartz sandstone intercalated with siltstone

本期断裂和剪切破裂切割的最新地层为上三叠统(D119和D120点),前文D114点见本期EW向逆断裂(D5)切割NE向逆断裂(D4)(图7),结合已有区域构造演化研究成果(柏道远等,2015,2018,2023a,2023b,2023c),确定本期变形为第五期,时代为晚三叠世。本期NNW—SSE向—S—N向挤压变形属晚三叠世特提斯构造域(张岳桥等,2009),可能与扬子及其以南各地块向北运移与中朝板块碰撞(万天丰等,2002)有关。区域上,湘东南地区先期NNE向断裂在S—N向挤压下产生E—W向伸展而形成拉张盆地(柏道远等,2011),溆浦—靖州断裂、通道—安化断裂、城步—新化断裂等先期NNE向断裂产生左行斜向逆冲(Wang Yuejun et al., 2005);湘中凹陷内形成近EW向复背斜和复向斜(张岳桥等,2009)。值得指出的是,本期变形的主压应力方向存在NNW向至SN向的变化,可能与构造体制由中三叠世晚期NW—SE向挤压向晚三叠世S—N向挤压的转变过程有关。

2.3.6中侏罗世晚期构造变形(D6)

本期变形的区域应力场为NWW—SEE向—近E—W向挤压,形成NNE向褶皱、NNE向逆断裂、NE向继承性右行走滑断裂、EW向右行走滑断裂、NW向左行剪切破裂、NE向右行膝折带等构造类型。NNE向褶皱有研究区东部的南桥—王坊复向斜,该复向斜自核部往两翼依次为上三叠统、二叠系、石炭泥盆系和冷家溪群,其形态因NNE向断裂破坏和白垩纪盆地叠覆而残缺不全(图2a)。NNE向逆断裂以东部的F35为代表,该断裂切割上三叠统(图2a)。NE向继承性右行走滑断裂有F6和F16(图2a),露头上见于前文D104点(图6)和D107点,其中D107点NE向剪切破裂切割先期(D4)断层岩,产状310°∠80°,反向羽裂(R′)指示右行走滑(图11n),反映近E—W向挤压(图2b)。EW向右行走滑断裂见于前文所述D114(图8c)和D133点(图11c)。NW向左行剪切破裂见于D129点及前文D133点(L2)和D131点,其中D129点NW向剪切破裂(图11m)产状40°∠80°,正阶步指示左行走滑,反映NWW向最大主应力(图2b,图4)。NE向右行膝折带见于D106点(图12h、i),其以先期EW向板劈理和顺层脆韧性剪切面理为变形面,膝折面产状为130°∠58°,反映EW向最大主应力(图2b,图4)。

本期构造形迹NNE向南桥—王坊复向斜和NNE向逆断裂(F35)卷入上古生界和上三叠统,且南桥—王坊复向斜又被白垩纪断陷盆地所叠覆(图2a);区域上白垩系与上三叠统—侏罗系之间为角度不整合。据此并结合已有区域构造演化研究成果,确定本期变形为第六期,时代为中侏罗世晚期。此外,前述NNE向华园—合水断裂(F23)斜切西侧中三叠世NE向逆断裂,也为本期变形时代提供了佐证。

中侏罗世晚期NWW—SEE—近E—W向挤压变形与古太平洋板块(或伊泽奈崎板块)俯冲影响有关(舒良树等,2002,2004;Li Zhengxiang et al., 2007;张岳桥等,2009;徐先兵等,2009;Shu Liangshu et al., 2009,2021;Chu Yang et al., 2019),湖南全境受其影响,如湘东北幕阜山地区(柏道远等,2023d)和万古地区(吴能杰等,2023)、湘北桑植—石门地区(杨俊等,2021)、湘中宁乡—邵阳地区(李彬等,2022;柏道远等,2023b)、湘西怀化—靖州地区(柏道远等,2015)等均受到强烈NWW—SEE向挤压而形成NNE向褶皱和逆断裂、NW向左行走滑断裂等构造形迹。

2.3.7白垩纪构造变形(D7)

白垩纪区域NW—SE向伸展,形成NNE—SN向、NW向正断裂及研究区东部的NNE向断陷盆地。主要代表性正断裂有NNE向华园—合水断裂F23和F37(图2),其中F23继承泥盆系与冷家溪群之间的角度不整合面发育。断陷盆地可能受中侏罗世形成的NNE向断裂如F37等控制(图2a)。露头上正断裂见于D112、D117和D120点,其中:D112点表现为先期NEE向逆断裂发生继承性伸展活动(图12b);D117点发育宽约4m的NNE—SN向正断裂(图14),地层缺失及正阶步和擦痕指示上盘下滑的正断裂性质,反映伸展构造体制(图2b);D120点发育NW向右行正断裂(调整断裂)和NNE向盆缘正断裂(具体见前文)。此外,D105点见先期产状直立的EW向剪切面理发生膝折变形,膝折面产状350°∠40°(图11h),反映垂向上的最大主应力,很可能形成于白垩纪伸展事件。

图14 D117点断裂特征Fig.14 Characteristics of the fault at D117① 粉砂质泥岩;② 片理化带;③ 硅化破碎带;④ 石英砂岩;C1zs—下石炭统樟树湾组;D3yl—上泥盆统岳麓山组① Silty mudstone; ②cleavage zone; ③silicified fracture zone; ④quartz sandstone; C1zs—Zhangshuwan Formation of Lower Carboniferous; D3yl—Yuelushan Formation of upper Devonian

白垩纪区域伸展变形的动力机制存在多种观点,包括受区域NE—SW向挤压诱发NW向伸展(万天丰等,2002)、岩石圈伸展(Li Xianhua,2000;Wang Tao et al., 2011;Lin Wei et al., 2018)、岩石圈俯冲+基性岩浆底侵(Zhou Xinmin et al., 2000,2006)、俯冲回撤(Uyeda et al., 1979)、弧后伸展(Watson et al., 1987;Lapierre et al., 1997;Ren Jianye et al., 2002)、印度—欧亚大陆发生的俯冲和碰撞影响(Yin An et al., 2000)等。湖南于本阶段形成了大量以NNE向为主的断陷盆地(柏道远等,2020b)。

2.3.8古近纪中晚期构造变形(D8)

本期变形的区域构造体制为NE—SW向—NNE—SSW向挤压,形成EW向和NE向左行走滑断裂、SN向右行走滑断裂和剪切破裂、NW向逆断裂、NW向褶皱等。EW向左行走滑断裂见于D105点,先期剪切面上发育的矿物生长线理和正阶步,指示后期左行走滑(图11i),大体反映NE向最大主应力(图2b,图4)。NE向左行走滑断裂见于D121点,点处泥盆系棋子桥组灰岩中发育两组断裂和同产状的剪切破裂(图2b):一是近SN向右行走滑断裂F1(D8),产状280°∠70°,擦痕和正阶步指示右行走滑(图12j);二是NE向左行走滑断裂F2(D8),产状320°∠75°,正阶步指示左行走滑(图12k);两组断裂均反映NNE向最大主应力(图4)。SN向右行走滑断裂和剪切破裂见于前文D114点(图8a)、上述D121点以及D122点,其中D122点出露上白垩统罗镜滩组紫红色砾岩,发育一带宽0.5～2 cm的SN向右行走滑小断裂(图12l),主裂面产状为270°∠85°,旁侧羽裂指示右行走滑,反映NE向最大主应力(图2b,图4)。NW向逆断裂见于前文D125点(图8j)。NW向褶皱见于前文D125点(图8j、m)和D133点(图11e)。

本期断裂切割最新地层为上白垩统(D122点),结合已有区域构造演化研究成果,确定本期变形受古近纪中晚期区域NE—SW向—NNE—SSW向挤压控制,其动力背景为印度板块与亚洲大陆碰撞(张进等,2010;张岳桥等,2012;Yin An et al., 2000)。已有研究表明,中新世之前印度—欧亚板块的碰撞致使亚洲东部形成一系列的右行走滑断裂(Gilder et al., 1999),湖南溆浦—靖州断裂、通道—安化断裂等NNE向断裂因此产生右行走滑(张进等,2010;柏道远等,2015)并派生NE—SW向挤压,自湘西沅麻盆地(柏道远等,2015)往东至湘中娄底—邵阳地区(柏道远等,2023b,2023c)、湘东北万古地区(吴能杰等,2023)和幕阜山地区(柏道远等,2023d)均发育本期NE—SW向挤压构造形迹。

2.3.9古近纪晚期—新近纪初构造变形(D9)

本期变形的区域构造体制为NW—SE向挤压,形成NE向逆断裂和NNW向左行走滑断裂。NE向逆断裂以研究区东南部的F40、F41为代表(图2a),其切割上三叠统;露头上见于前文D104点。NNW向左行走滑断裂见于前文D120点,其切割上三叠统。

根据本期断裂切割上三叠统以及D104点NE向逆断裂(D9)切错NE向右行走滑断裂中石英脉(D6),结合已有区域构造演化研究成果,确定本期NW—SE向挤压事件发生于古近纪晚期—新近纪初,其动力背景可能与菲律宾海板块向北运移并和华南块体东部斜向碰撞有关(Allen et al., 1997;Hall,2002;张进等,2010)。湘西沅麻盆地形成了卷入白垩系的同期NE向褶皱和NE—NNE向逆断裂(柏道远等,2015),华南的其他一些中、新生代盆地边缘发育同期逆冲变形,造成中国东部中新统与渐新统之间的角度不整合(Allen et al., 1997;徐政语等,2004)。

3 成矿时代

根据测年数据、矿床地质特征并结合区域构造演化背景,初步确定区内主要存在志留纪和晚三叠世两期成矿(图5)。

志留纪成矿与陆内造山运动诱发的后碰撞花岗质岩浆活动(关义立等,2013)有关,形成了顺层脆韧性剪切带和层间断裂金矿、花岗岩枝内外接触带金矿。近期研究获得团山背金矿主成矿阶段420 Ma左右的方解石Sm-Nd同位素年龄、雁林寺金矿主成矿阶段石英热液锆石420 Ma左右的U-Pb年龄(周超等,2022),Zhan Yuandong等(2022)获得横江冲金矿成矿期热液金红石416.1±7.3 Ma 的LA-ICP-MS年龄。隗含涛等(2020)获得板杉铺岩体东侧花岗岩枝425.2±1.5 Ma、花岗闪长岩枝430.6±1.5 Ma的锆石U-Pb年龄,并根据地质产状确定金鸡金矿的成矿与岩枝密切相关。此外,关义立等(2013)获得板杉铺岩体432.4±2.6 Ma、李建华等(2015)获得岩体422±2 Ma和421±2 Ma的锆石U-Pb年龄。上述测年数据反映出志留纪花岗质岩浆活动和成矿时代一致,约为430～420 Ma。肖家山金矿石英流体包裹体特征反映中期成矿流体来源于岩浆(陶诗龙等,2015),印证了本期岩浆相关成矿作用。

晚三叠世成矿相关成矿年龄有正冲金矿主成矿阶段220Ma 的白云母40Ar-39Ar 坪年龄(孙思辰等,2020)、青草金矿236±14 Ma和团山背金矿222±9 Ma的石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄(彭渤等,1997;韩凤彬等,2010),梨树坡金矿208.6±1.2 Ma的成矿期黑云母40Ar-39Ar坪年龄(Wang Zhilin et al., 2022)。雁林寺金矿田东南部王仙花岗斑岩体的锆石U-Pb年龄为224.7±4.4 Ma(杨立志等,2018),与成矿年龄一致,暗示本期成矿主要与岩浆活动有关。本期容矿构造有新元古代和志留纪顺层脆韧性剪切带和层间断裂、印支期NWW向和NW向走滑断裂等(图5)。

4 控矿构造属性

根据区域构造特征、笔者等厘定的构造变形序列、成矿时代以及前人有关含矿构造的研究成果,以下对雁林寺金矿田容矿构造的类型和时代给予总结,并对导矿构造和破矿构造属性进行简单探讨,以期对今后的矿床勘查和控矿构造的进一步研究有所启迪。

4.1 容矿构造

雁林寺金矿田容矿构造主要有前中生代顺层脆韧性剪切带和层间断裂、NW向—NWW向右行走滑断裂和剪切裂隙、花岗岩枝的内外接触带等3类。

(1) 形成于新元古代中期和志留纪早期的顺层脆韧性剪切带和层间断裂,剪切带或断裂中矿脉的走向与地层一致,可为NE向(如雁林寺)、NNW向—近SN向(如楠竹坡—长冲坡)、EW向(如保华岭、官桥)、NW向(如前文D133点金明金矿部分矿段)等(图2),其中NE向为断裂原始走向,其他走向与志留纪末花岗岩体强力侵位的挤压改造及后期褶皱叠加有关。相关矿化类型主要有条带状石英脉型和蚀变岩型(陆文等,2020),蚀变岩型矿石主要分布于矿化石英脉两侧(陆文等,2020)。从已有资料来看,顺层剪切带和层间断裂中金矿的成矿时代既有志留纪末,也有晚三叠世,前者如横江冲金矿成矿期热液金红石的LA-ICP-MS年龄为416.1±7.3 Ma(Zhan Yuandong et al., 2022),雁林寺NE向金矿脉主成矿阶段的石英热液锆石U-Pb年龄为420 Ma左右并被晚三叠世辉绿岩脉切割(周超等,2022);后者如梨树坡顺层脆韧性剪切带中成矿期黑云母40Ar-39Ar坪年龄为208.6±1.2 Ma(Wang Zhilin et al., 2022)。

(2) NW向—NWW向右行走滑断裂(含脆韧性剪切带)和剪切裂隙,相关金矿为正冲金矿的主要金矿类型(徐昊等,2016),但在其他金矿床矿石品位一般较低,如雁林寺地区NW向矿脉数量少、延伸短、品位变化大,基本不具工业开采价值(陆文等,2020)。矿化类型主要为构造破碎带型,由含金石英脉和矿化蚀变围岩组成。成矿时代为晚三叠世,代表性年龄数据有正冲金矿主成矿阶段220 Ma 的白云母40Ar-39Ar 年龄(孙思辰等,2020)、青草金矿NW向脆韧性剪切带金矿体236±14 Ma(彭渤等,1997)和团山背金矿222±9 Ma(韩凤彬等,2010)的石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄。据笔者等所厘定变形序列,NWW向右行走滑断裂和剪切裂隙形成于中三叠世晚期NW—SE向挤压;NW向右行走滑断裂和剪切裂隙形成于晚三叠世近S—N向挤压。

(3) 花岗岩枝的内外接触带,相关矿体见于团山背金矿和正冲金矿(王淑军等,2008);岩枝沿NE向断裂或脆韧性剪切带侵位。岩体和接触带构造形成于志留纪晚期,如团山背花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄为426 Ma(周超等,2022)。

4.2 导矿构造

关于雁林寺金矿田的导矿构造前人很少进行详细研究和论述。考虑到挤压事件中形成的深度和规模更大的主导性构造通常为逆断裂,笔者等根据区内构造发育特征及变形序列初步推断:志留纪末金矿床的导矿构造为新元古代中期和志留纪早期形成的NE向(可受志留纪晚期岩体侵位而变位)深部逆断裂,其向上与赋矿的顺层脆韧性剪切带相连。晚三叠世金矿床的导矿构造为中三叠世晚期NW—SE向挤压形成的NE向逆断裂、晚三叠世NNW—SSE向—S—N向挤压形成的NEE向和EW向逆断裂。

4.3 破矿构造

已有勘探工作表明雁林寺金矿田的破矿构造发育,导致雁林寺、正冲、金宏等金矿床常见矿脉和含矿构造沿走向或倾向突然中断现象,但前人对破矿构造的产状及运动学特征尚缺乏研究和明确认识。根据研究区构造变形序列及金矿床形成时代(图5),就破矿构造类型提出如下框架性认识:对志留纪末形成的顺层脆韧性剪切带和层间断裂中的金矿而言,中三叠世晚期以来6期变形事件(D4—D9)中形成的不同类型断裂均可能成为破矿构造,如前文D133点志留纪晚期形成的金矿脉被晚三叠世的NEE向逆断裂所破坏;对晚三叠世金矿而言,中侏罗世以来4期变形事件(D6—D9)中形成的不同类型断裂均可能成为破矿构造。

5 结论

(1)雁林寺金矿田及邻区自早至晚经历了9期主要构造变形事件:① 新元古代中期受到NW—SE向挤压,形成NE向板劈理、脆韧性逆冲剪切带、剪切派生褶皱等;② 志留纪早期受到NW—SE向挤压,形成NE向褶皱、NE向顺层剪切带;③ 志留纪末板杉铺岩体和宏夏桥岩体主动侵位,于岩体中形成环状和径向同侵位断裂,并导致围岩中先期NE向构造走向发生偏转;④ 中三叠世晚期受到NW—SE向挤压,形成NE向褶皱和逆断裂以及NWW向右行走滑断裂; ⑤ 晚三叠世受到NNW—SSE向—S—N向挤压,形成EW向和NEE向逆断裂,SN向、NNE向、NE向左行走滑断裂和剪切破裂,NW向右行走滑断裂等;⑥ 中侏罗世晚期受到NWW—SEE向—近E—W向挤压,形成NNE向褶皱、NNE向逆断裂、NE向继承性右行走滑断裂、EW向右行走滑断裂、NW向左行剪切破裂、NE向右行膝折带等;⑦ 白垩纪区域NW—SE向伸展,形成NNE—SN向、NW向正断裂及研究区东部的NNE向断陷盆地;⑧ 古近纪中晚期受到NE—SW向—NNE—SSW向挤压,形成EW向和NE向左行走滑断裂、SN向右行走滑断裂和剪切破裂、NW向逆断裂、NW向褶皱等;⑨ 古近纪晚期—新近纪初受到NW—SE向挤压,形成NE向逆断裂和NNW向左行走滑断裂。

(2)区内存在志留纪末和晚三叠世两期金成矿作用,均与同期花岗质岩浆活动有关。

(3)雁林寺金矿田容矿构造主要有前中生代顺层脆韧性剪切带和层间断裂、中—晚三叠世的NW向—NWW向右行走滑断裂和剪切裂隙、花岗岩枝的内外接触带等3类。志留纪末金矿床的导矿构造为先期NE向深部逆断裂,晚三叠世金矿床的导矿构造为中三叠世晚期的NE向逆断裂、晚三叠世早期的NEE向和EW向逆断裂。对两期金矿床而言,成矿后各期变形事件中形成的不同类型断裂均可能成为破矿构造。

致谢：审稿专家对论文进行了仔细审查并提出宝贵修改建议,在此表示衷心感谢。