1樓：中地數媒
地質工作者早已注意到金礦床與區域斷層或斷裂之間的關係。進入80年代中期以來，在對太古宙綠岩帶金礦床的深入研究時，特別是m.博納梅宗對石英脈型金礦提出剪下成因的新觀點、建立了石英脈3階段剪下成礦模式後，大大地促進了世界範圍內剪下帶控礦理論的研究。
澳大利亞學者艾森諾爾和格羅夫斯等人（1989）通過對諾斯曼－維盧納綠岩帶以卡爾古利為代表的典型礦床的研究，提出金礦賦存於巨型剪下帶（深大斷裂）的次級剪下帶系統中，並認為礦化是由流體壓力在二級構造內的週期性波動引起的，一級構造則具有穩定的流體源，起流體通道的作用。以a.c.
colvine和hodgson等（1988,1989）為代表的加拿大學者，則通過對安大略省太古宙岩金礦床的研究，建立了在變形帶內變形型式與礦脈的垂向分布模式，對變形與礦化之間的關係進行了系統的討論。總之，對金礦的控制作用研究都主要集中在導礦構造、賦礦構造以及促進流體組分和礦質活化3個方面。
在五台山大多數綠岩帶金礦床（礦化），多與構造變形有關，不論它是褶皺還是斷裂、是脆性還是韌性，都分布於剪下變形帶內，並受剪下變形帶的控制。具體地講，金礦床（化）與緊閉褶皺翼部的剪下變形帶有關；剪下裂隙控制了礦床內金礦脈的分布。
（一）金礦床的構造控制——緊閉褶皺翼部剪下變形帶中的金礦床
乙個金礦床，抑或富礦體均與構造上的擴容帶有關。在綠岩帶內岩石由於遭受強烈的擠壓作用而發生褶皺，以致形成緊閉同斜的褶皺構造。在褶皺作用期間，褶皺各個部位應力場會發生變化，一般在褶皺軸部由於被褶皺岩層的能乾性有明顯差異，形成所謂的虛脫構造即區域性的擴容帶，後被礦化流體充填形成鞍狀脈。
在褶皺翼部，往往是倒轉翼，它們或在持續的擠壓過程當中產生層間滑動，形成區域性性的剪下變形區；或由於褶皺本身即屬於變形帶內的剪下褶皺，在遞進變形過程中發生非共軸變形，倒轉翼上的岩層發生強烈的變形，較硬的岩層被拉伸變薄，呈透鏡狀、串珠狀展布。
圖3-10（a）為露頭尺度的小褶皺素描（花咀一帶），產於片岩之中，可以看出褶皺的石英脈體在翼部明顯變薄，顯示區域性的拉伸作用，圖3-10（b）則為緊閉褶皺翼部發育的微型剪下帶，可以看出沿褶皺之翼部，片理化程度增高，形成乙個狹窄的強變形帶。石英脈沿該帶及褶皺核部的虛脫部位分布，二者均反映出變形帶與褶皺的密切伴生關係，這種特徵亦適合於礦區規模的構造，下面以狐狸山金礦區為例加以說明。
圖3-10 褶皺翼部剪下變形素描圖
（a）—片岩中緊閉的小褶皺素描，顯示褶皺翼部的剪下拉伸作用（花咀）；（b）—露頭尺度的緊閉褶皺素描，可以看出在翼部產生的剪下帶（黃毛裡）
狐狸山金礦區位於五台山西南角，區域上五颱群變質火山－沉積岩與滹沱群的變質礫岩、石英岩相間產出，為一系列的等斜褶皺，軸面大致向nw傾斜，狐狸山礦區則處於一緊閉背斜（形）的南翼或緊閉向斜（形）的北翼，地層北老南新，向北傾斜，屬於倒轉。五颱群變質岩層包括綠泥片岩、條帶狀鐵建造、絹英片巖、石英岩及碳質千枚岩等，發生了強烈的層間剪下作用，形成了數條寬度不等，最大20餘公尺的強變形帶。
構造填圖表明，金礦區主要是在nw-se向擠壓作用下，形成褶皺和剪下變形帶共同發育的構造格局，在南部與滹沱群變質礫岩及石英呈逆衝接觸關係，見圖3-11。區內主要褶皺構造有3期：wf1為層內（片內）無根褶皺，在露頭尺度和顯微尺度下反映屬於早期層褶，並形成透入性的片理ws1，其褶軸b1由於後期疊加變形而變得近於直立；第二期褶皺wf2在大尺度的構造地質圖上反映比較清楚，露頭尺度以發育斜交片理（ws1）的折劈理（ws2）和膝析（f2）為特徵。
wf2為一種較為開闊的軸面近水平的褶皺，規模較大，但僅發育於礦區北部。
與剪下變形有關的是wf2褶皺。構造解析表明，wf2褶皺是早期褶皺遞進變形的結果，其拉伸線理（324°∠68°）與wf2褶軸及wf1褶軸變位後的軸產狀一致。反映出非共軸的變形特徵，代表了區內主要的剪下變形階段，其強烈的剪下變形沿wf2褶皺的倒轉翼最為特徵，在露頭尺度上沿剪下變形帶可見石英岩、鐵建造等較強硬的岩石布丁化以及廣泛分布的拉伸線理，拉伸線理（la）以礦物線理、桿狀構造為代表。
在顯微尺度下則可以見到s-c組構、長石殘斑及石英殘斑的不對稱構造、「雲母魚」構造等，相應的構造巖型別為典型的糜稜岩。從變形型式上看應屬於脆韌性－脆性的範圍。
圖3-11 狐狸山金礦床構造剖面圖
金礦床嚴格地分布在強變形帶內，以里德爾剪下系中的d脈和p脈形式產出。金主要賦存在矽化石英岩的石英粒間和裂隙中，有時也在石英中呈包體出現，礦體周圍可見明顯的矽化、絹雲母化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等圍岩蝕變沿變形帶分布，它們均是在剪下期間流體與圍岩相互作用的結果，最終導致金的沉澱。
這種型別的剪下變形帶對金礦床的控制作用主要表現在：
1.提供並輸送成礦流體。富co2的流體不管其來自深源，還是變質地層，往往在剪下變形帶內富集並匯入成礦空間，如上所述廣泛沿變形帶分布的碳酸鹽化、絹雲母化蝕變（狐狸山、康家溝、代銀掌）即是佐證。
2.隨著剪下變形的繼續，可能伴隨有au和其它元素的活化、遷移，並不間斷地向擴容帶輸送，從而建立起高的流體壓力梯度和成礦組分的濃度梯度。一旦其中一種因素發生變化，如當流體壓力遠遠大於靜巖壓力（pf≥pr）時發生的水力破碎作用，或ph、eh、fo2發生變化或幾種因素共同起作用時，都可能引起金的沉澱。
3.岩性通過構造變形對金礦化起作用，說明一定的岩性組合有利於剪下變形的發生，從而對金礦化顯示出間接的控制意義。
在五台山西部柏枝巖組/文溪組的鐵建造中，當磁鐵石英岩厚度不大，且與片岩相間產出的地方，如果發生強烈的褶皺作用，往往在翼部由於層間剪下滑動，產生區域性的剪下變形帶，就可能形成一定意義的礦化。這是由於厚度和能乾性有明顯差異的岩層在褶皺作用和剪下變形期間變形機制不同，能乾性小的軟岩層易於發生塑性變形，形成強葉理化的岩石，能乾性較大的硬岩層往往以脆性變形為主，產生各種裂隙如張裂隙、剪裂隙等。二者均可使岩石的滲透性增高，成為礦脈充填的有利空間。
區內的大部分金礦床均與這種岩性組合有關。
4.剪下變形帶產生的脆性裂隙是活化金聚集的場所，這一點將在下節中詳細討論。
（二）金礦體的構造控制－剪下裂隙中的金礦體
如果說剪下變形帶控制金礦床的分布及其規律，那麼，金礦體（脈）則受變形帶內剪下裂隙的控制。在五台山西部，可以識別出的金礦脈型別有拉伸脈（劉家坪金礦脈）、呈細脈浸染狀分布的交代脈（代銀掌、小板峪等）以及剪下脈（狐狸山、小中咀）。脈體可以是單脈，也可以呈復脈產出，脈體型別、方位以及相互間的關係一般可以通過里德爾剪下裂隙得以解釋。
在簡單剪下條件下，無論是脆性變形、還是脆韌性變形環境都可以形成剪下脈。里德爾剪下系（圖3-12）是脆性條件下的變形實驗結果，但近年來的研究中人們已廣泛應用於脆韌性以至韌性變形環境。其中以r型脈擴容最強（a.
c.colvine,1988），但hodgson（1989）研究認為，多數礦床的容礦構造為雁行狀脈、斜剪下脈（p）和中心剪下脈（d）。本區的情況也是這樣，野外未見到發育良好的r型脈。
劉家坪金礦脈呈雁行狀排列，脈體略顯彎曲，為拉伸裂隙脈，指示脆性變形環境；狐狸山金礦床則以p脈和d脈為主。圖3-13為露頭尺度的素描圖，p脈為矽化石英脈，d脈為細晶石英脈，p脈與剪下葉理sc呈小角度斜交，d脈平行sc葉理。圖3-14為p脈的空間分布立體圖。
可以看出，p脈沿剪下帶呈雁行狀展布，在剪下面理上基本與拉伸方向（la）一致。這兩種脈基本上代表了狐狸山礦區的金礦脈型別，為脆韌性變形條件下的產物。康家溝礦區則見到網狀脈，表明脈體之間形成時間大致相同。
圖3-12 里德爾剪下裂隙圖
圖3-13 狐狸山金礦床含金石英脈的型式圖
（a）—狐狸山金礦在近於垂直拉伸線理（la）斷面上剪下葉理（sc）和矽化石英脈d（中心剪下脈）及p脈（斜剪下脈＝la）之間的關係素描圖，圖的上方為西、下方為東；（b）—狐狸山礦區yd103號平硐口含金石英脈的排列型式素描，p脈為矽化石英脈，d脈為白色的細晶石英脈，小斷裂是沿節理的輕微錯動
浸染狀礦脈一般產於強烈變形的剪下帶內，加拿大學者（colvine,1988,hodgson,1989）稱之為交代脈，其產出背景為韌性變形為主的環境。一般情況下，表現為強烈的矽化帶和硫化物帶，含有與葉理平行的窄的石英細脈、石英透鏡體和扁豆體，賦存脈體的圍岩往往是強烈的片理化帶。這種型別的礦脈以代銀掌礦化點為代表。
那裡的鐵白雲石脈、石英脈一般均為厘公尺級有時甚至是公釐級，沿片理呈透鏡狀、拉長的扁豆體狀分布，礦化即與這種型別的脈體有關。這種細脈浸染狀的礦脈，究其實質，也屬於剪下裂隙，一般情況下它們與剪下帶內c或c＇劈理發育有關，只不過脈的寬度小，密集分布罷了。葉理化程度高、滲透性強，是賦存礦化主巖的乙個顯著特徵。
圖3-14 狐狸山金礦床斜剪下脈（p脈）空間分布立體圖
由此可見，區內金礦脈型別發育比較多，從細脈浸染狀礦脈—剪下裂隙型礦脈均有分布，它們分別代表不同的變形環境，從韌性→脆韌性→脆性。每個礦區（礦化點）往往以一種型別為主，形成乙個個小的金礦體，但都位於剪下變形帶內，這些剪下裂隙對金礦體的就位起著直接的控制作用。
（三）構造與金礦床的分形理論分析
分形理論，又稱分數維幾何學，70年代由法國數學家曼德布羅特首創。它以自然界沒有特徵長度的圖形、構造和現象的自相似性為研究物件，定量反映幾何形態的複雜程度，揭示具自相似性形體的特徵規律。這裡所謂的自相似性，是指將所考慮的圖形的一部分放大，其形狀與主體相似。
換言之，自相似性是在尺度變換下的結構不變性，用分數維數d來表示。
其數學表示式為：
五台山－恆山綠岩帶金礦床地質
式中，n是特徵性大小，大於r客體的數目。在用密度－密度相關係數結構進行計算時，c（r）為密度相關函式，r為密度（距離），它表示用不同的尺度（r）來測量具自相似性形體的某些引數（如邊界、長度、面積、體積、交點等），測量結果就會隨選擇的尺度（r）不同而變化，二者符合冪函式規律，其冪函式的指數d值不變，就是說，可以用冪函式的指數d，即分數維，來定量表達自相似性特徵。
這一理論近年來廣泛地應用於地質領域，並取得了相應的成果。日本學者平田隆幸（hirata）證明，岩石破裂具有自相似結構，無論是微破裂、節理系、斷層系，還是不同尺度的斷層，其幾何圖形都具有特定的分形維數（韓玉英，1992）。在五台山區，我們注意到不論是在大尺度的區域地質圖上，還是在露頭尺度上，抑或在變形岩石的顯微尺度上，變形帶與顯微裂隙、構造蝕變帶、石英位錯線的分布之間有著極為相似的幾何學特徵，如圖3-15所示。
為此我們對這些構造的交匯點及端點進行了分形研究的統計測量，選取不同r值（代表不同尺度），統計交匯點及端點的數目，並對區域上沿剪下變行帶分布的金礦（化）點的分布也進行了相應的統計測量，見表3-4，將統計資料投入圖3-16中，在圖3-15（b）的直角座標系中呈雙曲線分布，具冪函式特徵。而在圖3-15（a）的雙對數座標圖上，各個直線的斜率即代表相應的分維數d值的大小。可以看出：
1）5種型別的直線擬合得都比較好，由表3-4可知，相關係數最低也為0.948，說明在一定的尺度範圍之內都表現為自相似的特徵，可以應用分形理論來分析。這意味著，對顯微構造的分析可以反映區域性的構造特徵，反之亦然。
2）d值的大小可以反映變形強度。d值愈高，幾何形態愈複雜，構造運動愈強烈，相應地變形也就愈強烈。同時，它還可以定量反映地質現象的有序程度，維數（d）愈高，有序度越低，表中構造帶的維數d從0.
59到1.22，都比較小，說明五台山西部岩石的變形不太強烈，這一點與野外觀察基本上一致。3）直線（2）代表區域金礦（化）點的分維數，d值為1.
10。所測值的相關係數為0.966，表明不同品位的金礦床的分布亦具有分形結構，有序度不高，其d值與不同尺度範圍的構造測量d值相差不大，反映出金礦（化）分布與剪下變形帶密切的相關關係。
圖3-15 不同尺度變形帶的分布特徵圖
（a）—區域變形帶及金礦化點；（b）—狐狸山礦區構造蝕變帶；（c）—狐狸山礦區顯微裂隙構造（wb018）;（d）—狐狸山礦區構造岩中石英的位錯線（wb025，放大4.7萬倍）
表3-4 不同尺度構造的分形統計計算表
圖3-16 r-c（r）**
（a）—雙對數座標的**分析；（b）—普通座標的**分析
需要說明的是，對分形維數的物理意義及地質含義，可以在解釋上有些差異，有關這一研究領域的一些問題還處在探索之中，但它畢竟為構造分析提供一種手段，無疑將有助於加深對剪下變形帶與金礦（化）及其關係的認識。
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