香肠构造在找矿勘探研究中的应用

第七节　香肠构造在找矿勘探研究中的应用

基于对香肠构造形成的力学机制及形态特征的分析，本节拟从香肠构造的空间展布、成矿过程中的岩浆热液活动以及矿体的就位机制出发，综合研究香肠构造的控矿作用，初步探讨香肠构造控矿机制，供成矿构造研究和找矿勘探参考。

一、香肠构造控矿作用特征

1.香肠构造控矿作用提出的依据

控制矿床的因素很复杂，其构造因素主要有褶皱、断裂、裂隙、侵入体构造、火山构造等。在实际工作中，我们常常遇到与香肠构造有关的矿床（银洞沟银金矿等，李应平，2002）。香肠构造的形成是相关岩层复杂的流变行为，这些岩石的流变性质与成矿作用具有密切的关系。

Aerden（1991）在澳大利亚塔斯马尼亚州研究Rosebery地区铅锌矿体时，对香肠构造的控矿意义作了初步阐述（图3-28）。其研究表明：Rosebery地区岩层强烈的面理化香肠构造使围岩碎裂，形成沿香肠构造与围岩之间的微裂隙，成矿热液（富含铅锌硫酸盐和硫化物）顺层理面注入，并在有利部位富集成矿；特别是在香肠构造的细颈部位，往往形成品位较高的脉状方铅矿—闪锌矿；同时还具体地提出了成矿过程中热液沿香肠体向下倾伏的细颈流动，并在相对位置较低的颈部聚集。因此，Rosebery矿区铜、铅、锌等金属元素主要富集于由拉伸形成的斜坡面处（即石香肠构造的颈部），并且矿体沿平行于剪切运动的面理向围岩延伸，呈一向延长。石香肠构造的形成过程中岩层的压缩、拉伸和剪切作用、应力的重新分布都影响着矿质的迁移和富集，从而对矿体的形成和就位具有控制作用。

图3-28　“巧克力方盘”式香肠构造中的热液流动模式（Aerden，1991）

Miguel和Carlos（2000）等细致研究了脉体在香肠构造形成过程中的旋转、拉伸等运动，在葡萄牙东北部Riba　de　Alva矽卡岩白钨矿矿床的研究表明：直接以香肠构造形态产出的矿体与伴随香肠构造变形的变质作用有极大的关系。该区矽卡岩化的香肠构造体，外围为辉石矽卡岩，向内渐变为闪石矽卡岩，表明后期变质作用中闪石矽卡岩置换了辉石矽卡岩。Findlay（1994b，1998a、b）在Broken　Hill层状银铅锌矿床的研究中发现：石香肠构造的缩颈及共轭剪应力共同作用使充填于裂隙中堆叠状产出的矿脉发生褶皱，后期的进一步压缩和剪切作用导致矿脉发生滑脱（图3-29）。Broken　Hill银铅锌矿床不同形态矿脉的空间展布与形成香肠构造的应力系统有关，呈香肠构造形态产出的主矿体显示出近东西向的主压应力分布，在平行主压应力方向上的张性断裂隙中生成规模较小的矿脉，而呈共轭产出的斜交断层斜切矿体与矿脉，造成了矿体的复杂形态。

2.香肠构造控矿模式之一

热液矿床形成深度一般不大，受构造控制作用明显。各种断裂、裂隙、孔隙空洞常是热液运移的通道，同时也是成矿物质富集的场所。

香肠构造的形成往往伴随着强烈变形，遭受与层面近平行的拉伸作用（垂直层面的压缩），往往形成沿c应变轴方向的张裂隙和共轭的剪裂隙；由于力学性质的不同，能干层在应力作用下产生颈缩或断裂（前者形成肿缩石香肠，后者形成断裂石香肠），使能干层与基质软弱层之间形成局部低压效应区。

后期成矿热液沿岩层面和石香肠中的裂隙运移，最终充填在这些有利的构造部位富集成矿（图3-30）。这样形成的矿体多为二向至三向延长体，呈透镜状、囊状或脉状，矿体就位于石香肠应变轴的相交处，图3-31示意了沿应变椭球体的三个主平面上矿体的展布。

图3-29　Broken　Hill层状银铅锌矿床中香肠构造的控矿模式（改自Findlay，1998a）

1.透镜状矿脉，对应位置为香肠化伴生褶皱的转折端；2.细脉状矿脉，对应褶皱两翼；3.雁行排列的矿脉；4.伟晶岩脉

图3-30　香肠构造的形成与热液矿床的关系（示意剖面）（Aerden，1991）图A为左行剪切使岩层产生沿面理的拉伸；图B为剪切形成的不整合使岩层发生破裂，生成拉伸成因的斜坡，与坡面接触的面理垂直于斜坡面；图C为后期热液沿变形的面理渗透，并在斜坡形成的三角地带富集成矿

图3-31　香肠构造控矿模型之一（Aerden，1991）

图A为实际矿体的空间展布与顺层香肠构造的关系（三维剖面分析）；图B为“巧克力方盘”香肠控矿模型

3.香肠构造控矿模式之二

下面我们以矽卡岩矿床为例介绍香肠构造的另一控矿模式。在中等深度和较高温的条件下，矽卡岩中碳酸盐类岩石的CO₂、部分CaO和MgO被交代蚀变作用带出，而大量的SiO₂、Al₂O₃和FeO等进入原岩中，形成有用矿物。在以较纯灰岩、灰质白云岩或白云岩为主要岩性的地层中，岩浆侵入时的高温使含矿层趋于发生塑性流动（伴随着香肠化的过程），同时石香肠体与围岩发生交代蚀变，从而形成以香肠体形态产出的矽卡岩矿体（图3-32）。

这一过程中，矿体本身即是以石香肠构造的形式产出的，香肠化过程往往伴着在有利构造部位成矿的过程。

图3-32　香肠构造控矿模型之二（以矽卡岩型矿床为例，改自Miguel和Carlos，2000）图A为香肠化之前；图B、C、D为香肠化过程伴随着矿化作用

二、银洞沟银金矿香肠构造控矿作用解析

湖北银洞沟银金矿床以含矿石英脉为工业矿体，围岩主要为石英角斑质凝灰岩和变泥质粉砂岩。区内第一世代构造变形为顺层滑脱构造，近南北向的第二世代构造变形以南北向褶皱为主要表现形式，其后又受到第三、四世代北西向或东西向构造的叠加。中晚志留世随着扬子板块的向北俯冲，区域内形成了一系列近东西向褶皱和断裂（刘兴义，1997）。在多期变形的叠加下，形成了多种样式的与成矿控制相关的石香肠构造。

1.银洞沟银金矿香肠构造分区

本区东西向的背斜构造为矿床级的控矿构造，使矿区广泛发育的含辉铜银矿石英脉香肠化。能干性相对较强的矿脉发生缩颈或断裂，形成藕节状石香肠和断裂石香肠，同时由于香肠化过程中垂直层面挤压应力的作用，有用矿物在香肠体边部聚集。这种矿体的银品位较高，紧密伴生有黄铁矿和多硅白云母（图3-33）。

受本区印支晚期NNE向断裂的左旋剪切影响，矿床受后期改造，部分矿体发生断裂。而这种断裂石香肠体在空间上呈侧向雁行排列，主矿体呈陡倾脉状产出，厚度20～200cm，产状大致为：175°∠75°。银洞沟背斜核部剪应力集中区，香肠化的石英矿脉发生揉皱，有用矿物在应力作用下向揉皱转折端富集，造成了局部矿化的差异（图3-33B）。

图3-33　银洞沟银金矿香肠构造控矿示意图（李应平，2002）

图A为香肠构造局部矿化差异的三维示意；图B为揉皱型香肠构造

李应平（2002）根据本区不同类型石香肠构造的形态特征和分布范围，将矿区划分为三个区段（图3-34）：第5勘探线以东为东区，处于银洞沟背斜东翼，矿脉近SN走向，赋存标高1　110m至地表，主要分布的是藕节状石香肠。中区位于第5勘探线到第15勘探线之间的区域，位于银洞沟背斜西翼东部，是SN向拉伸应力和顺层剪切应力较强区，矿脉走向多为NE向，赋存标高1　110～1　200m，主要分布的是藕节状石香肠和剪切侧列型石香肠。第15勘探线以西为西区，位于银洞沟背斜西翼倾伏端部位，含矿石英脉走向多被改造成NNE向甚至近SN向，赋存标高为1　180m至深部，其西侧还存在早期近SN向褶皱，是EW向拉伸应力和层间剪切应力最强烈的区段，也是印支早、晚期褶皱的复合叠加部位，主要发育揉皱型石香肠。

上述分析表明，矿区中不同形态香肠构造的形成机制与本区应力分布和作用方式有关。这一规律的认识在指导矿区生产，合理圈定矿体和优化采矿方案中已经取得了一定成效。对于矿区的香肠构造分区还有待于进一步研究，以便于更好地服务于该区矿产的勘探与开采。

图3-34　银洞沟银金矿香肠构造分区示意图（李应平，2002）

1.含矿变石英脉；2.勘探线；3.不同形态的香肠体

2.银洞沟银金矿香肠构造与控矿分析

银洞沟银金矿矿体特有的香肠构造，是与该矿床物质基础、区域构造演化和特殊的局部应力环境密切相关的，区域构造应力场的作用存在着近SN方向从挤压向拉伸（EW向挤压）的转化，由东向西应力应变的叠加（张业明等，1999）。

印支期，华北板块和扬子板块陆-陆碰撞，存在着区域上强烈的近SN向挤压应力作用，并分解为近EW向和垂向的拉伸应力作用。由于含矿石英脉和围岩流变性质的差异，在拉伸作用中先发生一定程度的颈缩，多形成广泛发育于东区的藕节状香肠构造（李应平，2002）。

印支晚期，矿区继逆冲推覆之后处于短暂的近SN向拉伸状态，由于构造反弹和重力滑覆作用，银洞沟岩席南北边界（公路断裂、房竹断裂）及东部NNE向断裂的剪切扭动作用，形成区内特有的NW-SE向、自上而下的滑覆剪切应力场，从而改造了本区矿床，含矿石英脉与围岩产生“层间”剪切滑动，形成中区的剪切侧列型香肠构造（李应平，2002）。

在重力滑覆剪切作用时期，银洞沟背斜核部西翼近倾伏端，是高应力集中区，由于存在较强烈的近SN向挤压和近EW向的层间剪切作用，易于发生塑性流变和揉皱，含矿石英脉在递进变形作用下，发生弯折和揉皱，并叠加在侧列型和藕节型香肠构造之上，形成西区的揉皱型石香肠构造，并使有用矿物组分重新分布，在揉皱转折端高度富集（李应平，2002）。

银洞沟银金矿床香肠构造本身具有一定的矿化程度，同时香肠化过程控制了有用矿物的富集和运移，不同类型香肠构造的分布指导了矿区的划分，其控矿机制是建立在两个理论模式综合基础之上的，反映了实际应用中香肠构造控矿理论的复杂性。

三、小结

香肠构造控矿理论模式是在对比国内外不同类型矿床成因及演化，并结合湖北银洞沟银金矿生产实际的基础上提出的，有助于正确认识矿脉香肠构造的不同类型和分布规律。采用构造分区，可以进一步了解矿区应力作用的方式、强度及其复合叠加特征，从总体上认识矿脉香肠构造的形成、演化、形成机理及其与矿化富集的关系。除对控矿构造研究有重要意义外，这对矿山地质工作及矿体的合理圈定也有一定指导作用。在开采过程中，根据含矿和控矿香肠构造的不同类型和分布规律设计采区，建立合理的采矿方案，从而在采矿工作中最大限度地降低采矿贫化率和损失率，提高回采率，以取得最好的经济效益。