桂北全州縣里出元礦區脆-韌性剪切帶的發現及其找礦意義

劉云，周守余，李莉，徐文杰，蒙有言，蒙成禹，陳曉鋒

（1.湖南恒炬勘查有限公司，湖南 懷化 418000；2.中國有色桂林礦產地質研究院有限公司，廣西 桂林 541004；3.桂林理工大學，廣西 桂林 541004）

0 引言

上世紀80年代以來，前人對桂北做了大量研究，積累了大量的地質、物探、化探資料，形成了一批極具特色的科研成果，如：金礦的劃分為四種工業類型（周守余等，2017，2018），金礦的物質來源于深部地殼（莫江平和黃杰，2010），金礦的成礦時代為燕山期（王瑞湖和張青技，1997），成礦溫度為中低溫（駱清中和陳大克，1995；閻明，1996）。但是關于桂北脆-韌性剪切帶與金礦化的關系卻鮮有報道（張曉麗和何金先，2010；莫江平和黃杰，2009），作者通過詳細的野外調查和系統的鏡下鑒定在越城嶺西側里出元礦區發現3條脆-韌性剪切帶，并在其中發現了金礦體，這在該地區屬于首次發現，預測潛在金資源量4 t。由于桂北地區大部分的金礦床（點）均為石英脈型金礦，難以形成大型的金礦，而與脆-韌性剪切帶有關的金礦一般能形成一定規模的金礦床（方貴聰，2010；李順庭等，2021）。因此，該成果對深化桂北地區脆-韌性剪切帶與金礦成礦作用的認識具有積極的指導意義。

1 桂北的區域地質背景

桂北金礦成礦區位于湘黔桂比鄰地區，從西向東地跨融水、融安、三江、龍勝、資源、興安、全州、灌陽等9縣。區內金礦化分布廣泛。該區屬揚子準地臺桂北臺隆，臺隆內主要分布元古界（四堡群、丹洲群）、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系的區域性綠片巖相變質巖和多期次的巖漿巖（主要有元古代的基性-超基性巖、加里東期花崗巖類和燕山期花崗巖類）。臺隆南、南東廣泛分布有泥盆系、石炭系臺地相細碎屑巖、碳酸鹽巖。

里出元礦區位于廣西全州縣大西江鎮，地理坐標：東經111°03′00″～111°05′00″，北緯26°09′45″～26°12′00″，大地構造位置處于揚子板塊桂北地塊龍勝褶斷帶內（圖1），東部屬桂林弧形褶斷帶沉積巖區，西部屬越城嶺褶斷帶花崗巖。區域內寒武系、奧陶系主要為深水盆地相陸源碎屑巖夾碳酸鹽巖建造。志留紀初開始發生褶皺隆升，加里東運動（廣西運動）導致洋陸轉換、碰撞成山，丹洲群—奧陶系卷入褶皺變形，形成走向北北東為主的長軸開闊—中長褶皺和逆斷層。以褶皺為區內主體構造，自西向東相對開闊馬海背斜、車田向斜和開闊狀的資源背斜組成，具隔槽式褶皺組合樣式。同時發生了強烈的花崗質巖漿活動，如貓兒山—越城嶺一帶的復式巖體，與鎢、錫等礦產有關。早三疊世末，表現為強烈的褶皺造山運動，印支運動導致南北向擠壓構造產生，發生疊加褶皺變形，褶皺層內呈不對稱狀和呈寬緩狀，區域上形成弧形褶皺構造帶。燕山運動近NNW-SSE水平向的強烈擠壓，并派生NNESSW向的伸展，最終形成了NNE向長軸狀褶皺和NNE向逆掩斷裂構造格局。資源-新寧斷裂在地表表現為脆性斷裂，而深部表現為韌性剪切帶。越城嶺西側花崗巖發生韌性變形，形成糜棱巖和糜棱片麻巖。

圖1 廣西大地構造單元劃分示意圖（廣西壯族自治區地質礦產開發局，2017）

1.1 桂北金礦成礦區帶的劃分

根據對桂北地區金礦區域成礦地質特征、金礦區域成礦規律及控制條件、地層巖性條件、區域重、磁異常成果資料，特別是中酸性隱伏巖體推測成果、1∶20萬區域地球化學成果，以及近年找礦勘查進展和新認識，將桂北地區金礦劃分為3個成礦區：I—龍勝成礦區、II—越城嶺成礦區、III—海洋山成礦區（圖2）。

圖2 桂北區域地質及金成礦區圖（據廣西區域地質調查研究院，2009修改）

1.2 桂北金礦的類型

根據金礦化主要地質因素如賦礦圍巖巖性、控礦構造組合特征及與巖漿巖關系等，將桂北地區金礦可劃分為3大類：（1）產于中晚元古代綠巖帶中金礦，是目前桂北地區比較重要的金礦類型，該類金礦代表有分水坳、潘內、平等、福平包等金礦床（點）；（2）產于下古生界含炭細碎屑巖中金礦，受巖體外側脆-韌性剪切構造帶控制，成礦受巖漿活動的影響較明顯，是最具找礦前景的礦床類型，該類金礦帶表有里出元等礦床（點）；（3）產于基性、超基性巖體內外接觸帶糜棱巖帶中金礦，礦化受四堡期、雪峰期基性、超基性巖體內外接觸帶糜棱巖帶、片里化帶控制，礦化分布與剪切帶延伸一致，該種類型大部分為礦化點。

根據金礦礦化特征，桂北地區金礦可進一步劃分為4類工業類型：（1）石英脈型金礦；（2)石英細脈帶型金礦；（3）破碎帶蝕變巖型金礦；（4）糜棱巖型金礦。各類型特征具體見表1，其中破碎帶蝕變巖型金礦最能代表桂北金礦的特點，根據前人的資料分析金主要來自上殼，水源為大氣降水和變質水混合水源（黃杰，2003）。硫源主要來自深部，通過斷裂被帶到成礦熱液中，并混染了大量海成硫酸鹽或沉積硫化物（李昌明，2010）。熱源來自變質和構造運動。成礦流體為 K+-Na+-Ca2+-Cl--SO42--H2O 型的稀釋溶液，成礦溫度以 130～230 ℃為主，為中低溫中淺成地下熱水溶濾金礦床（唐朝霞，1999；吳榮華等，2012），該類型的金礦具有較大的資源前景，其代表礦床有里出元金礦、巖山背金礦和巖灣金礦，其特征與河臺金礦具有相似性（焦騫騫等，2017；陳小冰，2018；汪勁草等，2020），有望達中大型規模，是今后重點勘查對象。

表1 不同類型金礦特征表

2 全州里出元礦區地質特征

2.1 礦區地質特征

2.1.1 礦區地層

該金礦位于廣西全州縣大西江鎮。出露地層為奧陶系和石炭系，地層由老到新劃分為奧陶系下統白洞組（O1b）、黃隘組（O1h）、升坪組（O1s）和奧陶系中統田林口組（O2+3t）以及石炭系下統堯云嶺組（C1y）、寺門組（C1s）。各組巖性特征如下：

白洞組：中厚層絹云母板巖與變余細砂巖互層，為礦區主要地層以及金礦（化）體的主要賦礦地層。黃隘組：中厚層灰綠色絹云母板巖夾薄層灰白色變余細砂巖。升坪組：絹云母板巖。田林口組：主要由變余細砂巖和泥質巖組成。堯云嶺組：淺灰色白云質泥灰巖。寺門組：主要由泥質灰巖和灰巖組成。

2.1.2 礦區構造

工作區構造主要由兩條主斷裂帶和一個復式背斜組成（圖3），其中北北西向的逆斷層（F1）使石炭系寺門組（C1s）與奧陶系白洞組（O1b）、奧陶系黃隘組（O1h）呈斷層接觸，北東東向的平移斷層（F2）使奧陶系下統黃隘組（O1h）、奧陶系下統升坪組（O1s）和奧陶系中上統田林口組（O2+3t）呈斷層接觸。里出元金礦位于齊家背斜近核部，背斜核部軸跡大致呈北北西至近南北向，背斜兩翼的地層為東陡西緩。背斜核部出露奧陶系地層，核部地層傾向不穩定，部分地段傾向東，部分地段傾向西，傾角近直立，一般大于80°。

圖3 廣西全州縣里出元礦區地質圖

F1斷裂為峽口村-金腰帶斷裂，呈北北西向展布，斷面產狀60°～110°∠53°，出露長度約4.3 km。該斷層為切割較深的區域性大斷裂，礦化現象可能與該斷裂的活動有關。F2斷裂呈北東向約60°展布，出露長度約5 km，寬3～10 m，產狀150°∠90°。該斷表現了左行平移的運動學性質，為左旋平移斷裂。F2斷層在工作區內錯斷了F1斷層，I、II號金礦化體主要在F2斷層附近產出。F3斷裂為平行F1的次級斷裂。F4斷裂為石村-金門前斷裂在礦區出露的部分，為大致平行F1的壓扭性斷裂。礦區內無巖漿巖出露。

2.2 脆-韌性剪切帶特征

礦區齊家-椅子嶺一帶發育有NEE向的斷層破碎帶和脆-韌性剪切帶，分別命名為I號、II號和III號帶，其中I號為脆性剪切帶，II號和III號為脆-韌性剪切帶（圖3）。

I 號脆-韌性剪切帶長度700～800 m，寬度10～30 m，產狀120°∠70°。該脆-韌性剪切帶發育于絹云母板巖中，巖石呈碎裂結構，碎斑由絹云母碎塊、石英碎塊構造，礫徑2.0～30 mm，含量50%，碎基由絹云母板巖磨碎的細粒物質構成。含毒砂、黃鐵礦等硫化物的石英脈沿裂隙呈網狀分布，硫化物分布于石英脈的中間。帶內發育有毒砂化、黃鐵礦化和絹云母化的地段金礦化較好。

II 號脆-韌性剪切帶長度700～800 m，寬度10～20 m，產狀120°∠65～75°，絹云母板巖呈現出千枚理化，千枚理產狀與剪切帶產狀一致，其中的石英脈呈透鏡狀（圖4A、B）。鏡下觀察可見核幔構造、石英顆粒具有波狀消光、動態重結晶等現象（圖4E），剪切帶內局部地段發育揉皺的石英脈和金屬礦化，有毒砂化（圖4D）、黃鐵礦化和褐鐵礦化。

圖4 里出元金礦（化）體野外及鏡下照片

III號脆-韌性剪切帶長度500～600 m，寬度10～30 m，產狀300°∠85°，剪切帶內發育糜棱巖化絹云母板，絹云母板巖呈現出千枚巖化，千枚理產狀與剪切帶產狀一致，其中的石英脈呈透鏡狀，出現拔絲拉長現象。鏡下觀察石英顆粒或碎斑有拖尾現象，絹云母具有線狀拉伸特征（圖4E、F）。沿糜棱面理發育較為明顯的線理，拔絲拉長的石英沿線理定向而形成絲帶構造；絹云母顯微鱗片狀，呈帶狀定向分布，形成明顯的片理構造（圖4C）。糜棱巖化帶內可見硅化、黃鐵礦化、毒砂化等蝕變現象。在脆性剪切帶內常發育硅化、毒砂化、黃鐵礦化、碎裂巖化，金礦化與上述蝕變密切相關。

2.3 礦體（化）體特征

里出元礦區已經發現三條礦化帶(I、II和III號)（圖5）及其四條礦體(I-1、I-2、II-1和III-1)，3條金礦化帶均呈北東向展布，走向10°～30°，I號、II號礦化帶傾向南東，III號礦化帶傾向北西。I號礦化帶發育于脆性斷裂帶內，傾角73°～85°，寬度2～29.51 m，長度＞600 m，金含量0.15×10-6～2.49×10-6；II號礦化帶發育于脆-韌性剪切帶內傾角55～67°，寬度2～40 m，長度＞500 m，金含量0.10×10-6～1.66×10-6；III號礦化帶發育于脆-韌性剪切帶內，傾角75°～85°，寬度1～30 m，長度＞300 m，金含量0.118×10-6～1.38×10-6；各礦體特征見表2。

表2 里出元礦（化）體特征一覽表

圖5 里出元礦區礦體分布圖

I-1、I-2號礦體由硅化、褐鐵礦化、毒砂化碎裂巖化絹云母板巖構成，常見石英脈，脈寬3～5 cm，蝕變類型以硅化、黃鐵礦化、毒砂化、絹云母化為主，見少量綠泥石化。

II-1和III-1號礦體由產于脆-韌性剪切帶內，其中發育脈狀硅化，石英脈局部呈揉皺狀，毒砂細脈和黃鐵礦細脈充填于裂隙之中。蝕變類型以硅化、黃鐵礦化、毒砂化、絹云母化為主，見少量綠泥石化。

礦區金礦特點：該礦區金礦體產于NNE（走向10°～30°）脆-韌性剪切帶內，該帶寬度可達30～40 m，延伸較長可達600～700 m，在脆-韌性剪切帶內發育硅化、黃鐵礦化、毒砂化即發生礦化，在成礦有利空間則形成礦體，具“帶中找蝕變帶、蝕變帶內圈礦體”的特點。

里出元金礦受斷裂控制，礦體均產于礦化脆-韌性剪切帶。礦體嚴格受限于構造帶內（圖4），不僅發育脆性構造帶還發育脆-韌性剪切帶，金品位偏低，礦（化）體沿走向延伸較長，厚度也較大。硅化、毒砂化、黃鐵礦化、絹云母化與金礦化較密切。含礦脆-韌性剪切帶沿走向延伸較長，長度＞600 m。

3 討論

桂北地區金礦點星羅棋布，前人已經發現的金礦床大部分屬于石英脈型金礦，該類金礦礦體與石英脈密切相關，雖然品位高，但礦化不均勻，延續性較差。在里出元礦區發現的含礦脆-韌性剪切帶，為在桂北地區實現金礦找礦突破打開了一扇新的窗口。類比廣東河臺韌性剪切帶型金礦，二者具有相似的地質背景和成礦構造條件（蔡建新，2012；焦騫騫等，2016）。綜合認為，該礦區具備形成韌性剪切帶型金礦的基礎地質條件，其中III號礦化帶發育于脆-韌性剪切帶內，規模最大，寬度8.61 m，長度＞300 m，金含量0.118×10-6～1.38×10-6，具良好的找礦前景。

4 結論

里出元礦區發現了脆-韌性剪切帶，帶內發育初糜棱巖，變形顯微構造均發育良好，主要有帶狀石英、石英的波狀消光、S-C組構和旋轉殘斑等。在脆-韌性剪切帶內發現了金礦化體及礦體，其中II、III號脆-韌性剪切帶發育初糜棱巖，礦化蝕變為硅化、毒砂化、黃鐵礦化。剪切帶不僅是應力、應變集中帶，同時強烈構造活動對成礦物質的遷移和富集起著重要控制作用，脆-韌性剪切帶既為金礦形成的提供熱動力條件，又是良好的導礦和容礦場所，因此加強對脆-韌性剪切帶研究對尋找金礦具有指導意義。

致謝本文編寫的過程中參考了我公司莫江平、黃杰、徐文杰教授、劉耀輝高級工程師編制的勘查及科研報告，在此表示真誠的感謝！