对于高层错能金属及合金(如Fe、Al合金),晶粒细化通过位错的产生和运动形成位错墙。退火时,会消除板材内部的残余应力和内应变,并推动位错的运动,在运动过程中使得一部分柏氏矢量方向相反的位错相遇并消失,或者一部分位错有序化形成位错网或位错墙;随着退火温度的升高,位错墙会互相连接合并形成亚晶界。
在韧性剪切带型金矿中,剪切带中的次级裂面、平行的透入性节理面(Penetrative joints)以及R面(Riedel shear plane)方位的构造裂隙(Structure crack)常被当作与金矿成因有关的构造。但这些构造都不是剪切带韧性变形阶段的产物,其形成不仅晚于剪切带中石英等矿物的动态重结晶,而且晚于糜棱面理的发育。在剪切带韧性变形阶段,在不存在任何规则裂面的情况下,金元素是怎样从围岩单向迁移进入剪切带,并提高剪切带含金总量的呢?石英位错墙中金的发现,为认识韧性剪切带的蓄金机制提供了新的资料。
用作电镜(TEM)分析的样品为含金石英糜棱岩,样品采自江西金山韧性剪切带。该剪切带走向EW-NEE,倾向N-NNW,倾角约15°,延长大于8km,地表宽约1km。原岩为区域变质的板岩、千枚岩、变质砂岩和变质玄武岩无根块体,同位素年龄1371Ma。
剪切带在低度推覆作用下形成,带中拉伸线理方位及石英碎斑变形特征,均指示推覆作用由北向南。剪切带中局部发育共生的脆一韧性变形构造,推测剪切深度小于6km。
剪切作用使岩石中的碳质(石墨)局部富集成条带状,而含金石英糜棱岩中的石英脉(呈雁行状分布于剪切带中的R面方位)呈小角度斜切碳质条带,是一典型的找矿标志。剪切带中强弱变形构造交替分布,样品处于强变形带,后期叠加构造对其影响不大。
电镜样选择具扭折的石英绶带,在明场透射电镜下观察到密集的位错构造,组交复杂的网络。石英亚颗粒由位错墙(Dislocation wall)组成的低角度边界所围限,为一较大的石英亚颗粒,其边缘位错墙中定向排列的椭圆形亮点为金元素集中分布区。分析(EDS)绝大多数亮点有较高的金显示,少数亮点已成空洞或仅在边缘有金显示,这是日于样品在离子减薄过程中金元素被部分或全部损耗的缘故。
在有金显示的亮点均排列分布于位错墙中,长轴方向与位错墙的展布方向一致,形态比较规则,与通常在石英中所见的不规则状金形态完全不同。这表明金元素是独立地沿位错墙迁移,停止迁移后,金元素在适宜部位滞留集中,并保持着长轴顺位错墙排列的运动特征。
1.韧性剪切带型金矿具明显的构造成因,剪切带中大量的石英在韧性变形中形成的动力位错墙,是金元素单向迁移进入剪切带的超微构造,对提高剪切带的含金总量起着重要作用(本样品含金品位为34g/t)。密集的网状位错墙使剪切带压力降低,亚颗粒活动性增强,加上适宜的地球化学环境,金元素的迁入便可与韧性剪切变形同步进行。
2.剪切带中的次级裂面及平行的透入性节理面,是分布于韧性剪切带中的其他性质的构造,不具备使金元素单向迁入韧性剪切带的功能,其含矿与否决定于其在剪切带中的分布部位。研究区所见R面方位的裂隙是剪切带持续变形的产物,表明变形物理条件已向脆一韧性过渡状态变化。实验证明,这种裂隙形成后还会变形,甚至由于二侧颗粒边界迁移而局部封闭,具有部分使金元素单向迁移的功能,也是一种重要的蓄金构造。
3.石英对岩石的流变行为起着控制作用,在不同条件下,石英可形成不同的结构和构造,有些构造组合具有很好的找矿指示意义,在石英糜棱岩中石英缓带构造和扭折构造同等发育的部位,往往也是金元素最富集的部位。石英位错墙中金元素的发现,从超微规模说明了上述现象的本质。