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湖北通城县东冲金矿成矿地质特征及找矿方向
2019-02-18
东冲金矿产于中元古界冷家溪群的复理石建造中,为典型的变质碎屑岩型金矿。通 过对东冲金矿矿区地质及矿床地质特征分析的基础上,对矿床成因及找矿标志进行了总结。认为 本区应围绕构造、蚀变及化探异常3 要素部位进行勘查找矿,并指出了3 处找矿有利地段。
Serial No. 597 January. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 597期 2019 年 1 月第 1 期 湖北通城县东冲金矿成矿地质特征及找矿方向 尹ꢀ 近ꢀ 石德强ꢀ 钟ꢀ 温ꢀ 刘ꢀ 峰ꢀ 胡国庆 ( 湖北省地质局第四地质大队) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 东冲金矿产于中元古界冷家溪群的复理石建造中,为典型的变质碎屑岩型金矿。 通 过对东冲金矿矿区地质及矿床地质特征分析的基础上,对矿床成因及找矿标志进行了总结。 认为 本区应围绕构造、蚀变及化探异常 3 要素部位进行勘查找矿,并指出了 3 处找矿有利地段。 关键词ꢀ 金矿ꢀ 地质特征ꢀ 矿床成因ꢀ 找矿方向 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 01. 005 [ 1] 。 ꢀ ꢀ 东冲金矿位于湖北省通城县大坪乡。 1976 年, 已构成小型矿床(见图 1) 湖北省第四地质大队开展了药姑山矿区普查,通过 探槽揭露,发现了乱石坡含石英脉破碎带金矿点。 2ꢀ 矿区地质特征 2. 1ꢀ 矿区地层 1 990 年,四队开展了大坪乡东冲金异常区检查,进 矿区地层为中元古界冷家溪群的大药姑组、坪 原组,为一套浅海相复理石建造的浅变质碎屑岩。 岩性特征从老至新简述如下。 一步查明了乱石坡金矿体的规模,但工作程度不够。 本研究依托于四队正在实施的“湖北省通城县东冲 矿区金矿普查” 项目,基本查明了该矿床的成矿地 质特征及矿体分布规律,并指出了下一步找矿方向。 1 (1)坪原组下段(Pt2 p )。 岩性为薄层千枚状泥 质板岩,粉砂质板岩,具显微变晶结构、变余砂质结 构,千枚状构造、条带状构造。 厚度未见底。 1 ꢀ 区域成矿地质背景 该矿区大地构造位置处在江南造山带中段的鄂 2 -1 (2)坪原组上段下层(Pt2 p )。 主要为薄—中 层状变质细砂岩、杂色薄—中层状变质粉砂岩,厚度 为 947. 64 m。 东南地区之幕阜山被动边缘褶冲带—咸宁台坪褶皱 带的方山背斜之南翼。 经历了多次构造运动与变 形,形成了较为复杂的构造形迹。 区域地层主要出 露的有元古界冷家溪群、震旦系、古生界、寒武系、奥 陶系、志留系、白垩系、第三系和第四系。 其中,冷家 溪群为一套浅海相区域浅变质岩系,主要岩石类型 包括变质砂岩类、变质砾岩类和板岩类,出露于区域 西部,沿方山背斜转折端及两翼分布,与上覆沉积岩 层呈角度不整合接触,与成矿关系密切。 区域构造 特征主要表现为:中元古界冷家溪群由于雪峰运动, 构成褶皱基底,即药姑山倒转向斜;与此同时,伴生 了一系列大小断裂和褶曲,其褶皱和断裂主体构造 线方向为北西向。 区域岩浆岩主要出露于南部,属 幕阜山花岗岩侵入体,是燕山晚期岩浆多次活动的 产物,岩性主要以黑云母二长花岗闪长岩为主,绝对 年龄 136 ~ 147 Ma;同时,还伴随有广泛的基性—酸 性脉岩活动。 区内矿产资源丰富,金、锑、钒、铌钽等 2 -2 (3)坪原组上段上层(Pt2 p )。 岩性为薄—中 层状变质粉砂岩、泥质板岩,厚度为 234. 7 m,与上 覆地层大药姑组呈整合接触关系。 1 (4)大药姑组下段(Pt2 dy )。 岩性为砂质板岩、 粉砂质板岩、变质细砂岩,厚度为 403. 39 m。 2 (5)大药姑组上段(Pt2 dy )。 岩性为变质细砂 岩,具变余砂质结构,厚度为 171. 02 m。 (6)第四系(Q)。 亚黏土、亚砂土、网纹状红土 夹碎石块,分布于冲沟两侧及山丘坡脚。 结构松散, 厚度不一。 2. 2ꢀ 矿区构造 2. 2. 1ꢀ 褶ꢀ 皱 药姑山倒转向斜是基底褶皱的主体,向斜轴部 位于药姑山主峰至枫树冲一带,向西北延入湖南省 境内,南部被幕阜山花岗岩体吞没,轴向 300°,向斜 核部为大药姑组,两翼为坪原组。 岩层倾向南西,倾 角 50° ~ 75°,并在两翼发育有次级褶曲和断裂。 该 褶皱形成于中元古代末期(见图 2)。 ꢀ ꢀ 尹ꢀ 近(1991—),男,工程师,硕士,437100 湖北省咸宁市银泉 大道 723 号。 2 0 ꢀ ꢀ 尹ꢀ 近ꢀ 石德强等:湖北通城县东冲金矿成矿地质特征及找矿方向ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 1 月第 1 期 图 1ꢀ 区域地质简图 图 2ꢀ 东冲金矿区地质简图 2 . 2. 2ꢀ 断ꢀ 裂 矿区断裂构造比较发育,主要分为以下 3 组: NW 向 ( F4 、 F5 、 F7 )、 NE 向 ( F2 、 F3 、 F6 ) 和 EW 向 F1 )。 现将区内与金矿有关断裂分述如下。 1)F4 。 该断裂位于药姑山倒转向斜近核部, 斜北东翼,走向与岩层呈小角度相交,长度大于 4 km,影响宽度 150 ~ 200 m,次级构造裂隙发育,伴有 大大小小的石英脉硅化破碎带,局部岩石强烈揉皱。 断层较清楚,呈舒缓波状,走向 300° ~ 350°,倾向 40° ~ 70°,倾角 60°。 断层破碎带岩性以碎裂岩为 主,次为压碎岩和石英脉,局部可见 10 ~ 20 cm 灰黄 色断层泥。 蚀变有硅化、绢云母化和绿泥石化。 断 层性质表现为压扭性,该断裂带湖北段有金矿点 3 处,且往北控制了湖南新塘冲小型金矿,与金矿化关 系最为密切。 ( ( 为区域性韧性剪切带型断裂,往北延伸至湖南省境 内。 区内断裂长度大于 5 km,影响宽度约 30 m,走 向 300° ~ 320°,与地层斜交。 破碎带岩性为变质粉 砂岩、砂质板岩,岩石较破碎,局部揉皱强烈,伴随有 黄铁矿化、硅化、绢云母化等蚀变现象,金矿化不明 显。 (3)F6 、F7 均为马颈断裂的次级断裂。 F6 位于 矿区北东部,长约 200 m,宽约 3 m,走向 20°,倾向 ( 2)F5(马颈断裂)。 该断裂位于药姑山倒转向 2 1 总第 597 期 现代矿业 2019 年 1 月第 1 期 1 10° ~ 150°,倾角 60°,在地表表现为一沿着山脊的 矿。 非金属矿物主要以石英和绢云母为主,见少量 方解石、长石、绿泥石。 破碎带,岩性为碎裂砂质板岩,褐铁矿化现象明显, 可见细小石英脉发育,呈乳白色、烟灰色。 与 F5 交 汇部位硅化强烈,局部形成直径 2 ~ 3 m 的石英团 块;F7 在区内延伸长约 700 m,影响宽度 30 m 左右, 走向 280° ~ 300°,倾向 200°,倾角 70°,断裂两侧地 层产状发生突变。 断裂破碎带中石英脉较发育,呈 3. 4ꢀ 矿石的结构、构造 矿石结构为变余粉砂质结构、变余砂质结构、碎 裂结构、它形粒状结构、碎斑角砾结构等。 主要构造 有板状构造、脉状—网脉状构造、角砾状构造、块状 构造等。 “ S”型充填于碎裂板岩中,褐铁矿化现象明显。 3 . 5ꢀ 围岩蚀变 区内蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、褐 3 ꢀ 矿床地质特征 3 . 1ꢀ 矿体特征 铁矿化等,次为黄铁矿化,以互相叠加形式存在。 其 中硅化、黄铁矿化与成矿关系较为密切。 东冲矿区共查明 3 个金矿体, 主要沿 NW— NNW 方向展布,受层间破碎带或断裂破碎带控制。 硅化发育在破碎带和裂隙中。 表现为石英脉和 面状硅化。 石英脉按其走向可分为 3 种。 北西向石 英脉:沿破碎带和裂隙充填、交代,长度受裂隙控制, 宽度不一,窄的 1 ~ 2 mm,宽的达 50 ~ 70 cm,颜色为 乳白色、烟灰色或杂色,呈脉状、网脉状、透镜体状和 不规则状产出,其内部常包裹粉砂质板岩和泥质板 岩碎块。 这组石英脉单一产出,金含量低,Au<0. 5 g / t,当其北东向石英脉相交复合时,金矿化较好,含 金量相对增高;北东向及东西向石英脉金矿化均较 差。 面状硅化:在破碎带和裂隙中均有出现,表现为 岩石中隐晶质硅质物增加。 与金矿化有一定关系, 硅化强对矿化有利。 # 1 矿体受层间破碎带控制,宽约 9 m,延伸长不 清,走向 110° ~ 120°,倾向南,与地层产状一致。 金 品位 3. 42 ~ 9. 51 g / t,平均品位 5. 69 g / t。 含矿岩性 为砖红色碎裂砂质板岩、泥质板岩。 岩中可见细小 石英脉沿裂隙充填,呈不规则状,脉宽 0. 1 ~ 1 cm, 石英脉呈乳白色、烟灰色。 矿体以南可见多处层间 小型揉皱。 # 2 矿体为 1 条含石英脉破碎带,宽约 2 m,可见 延伸长 50 m,呈透镜状,矿体走向 100° ~ 120°,倾角 0° ~ 89°。 金品位 0. 97 ~ 1. 85 g / t,平均品位 1. 33 6 g / t。 该部位裂隙发育,斜切或顺破碎带产出,与破 碎带交汇处品位增高,金相对富集。 含矿岩性为硅 化碎裂砂质板岩、粉砂质板岩、石英脉等。 ①硅化碎 裂砂质、粉砂质板岩,风化后呈灰绿色,具碎裂结构, 角砾状构造,主要成分为粉砂质、泥质,次为隐晶质 硅质物,蚀变为硅化、绢云母化、绿泥石化和黄铁矿 化,局部地方可见小揉皱;②石英脉,多为乳白色,脉 状、网脉状和粒状,其内部有风化后呈褐色的褐铁 矿,经淋滤形成空洞,常被石英和绢云母充填,裂隙 绢云母化在区内发育较为普遍,表现为长石类 矿物被绢云母代替。 绢云母一般呈灰绿色,片状、鳞 片状,定向排列,与金矿化关系不明显。 当其与硅化 叠加时,金矿化有增强趋势。 黄铁矿化在区内各种岩石中都有发育,常与硅 化共生,表现为岩石中含有较多的黄铁矿。 黄铁矿 多为星点状分布,次为细脉状和不规则状。 一般都 被氧化呈褐铁矿,经风化淋滤后形成不同形状的空 洞,常被石英和绢云母充填,有时可见黄铁矿氧化残 留体。 内有铁染现象。 # 3 矿体位于马颈断裂北部,在与 F7 断裂交汇部 位金品位变高。 矿体呈似层状,宽约 1 m,可见延伸 长 100 m, 矿 体 倾 向 66°, 倾 角 53° ~ 66°, 金 品 位 1 g / t。 该矿体受构造控制明显,岩性为硅化硅质 碎裂岩。 岩中石英含量占 95% 以上,其次为绢云母 和褐铁矿。 4 ꢀ 矿床成因浅析 4 . 1ꢀ 地层对矿体的控制因素 矿区出露地层为中元古界冷家溪群地层,为一 套古老的浅变质碎屑岩。 通过以往学者的研究,冷 家溪群地层初始富集金元素,是上部陆壳丰度的 3 . 2ꢀ 矿石类型 矿石类型主要为碎裂泥质板岩、硅化碎裂砂质 板岩、含金石英脉、硅化硅质碎裂岩。 . 3ꢀ 矿石成分 组成矿石的矿物成分简单,根据野外及室内系 统鉴定,金属矿物主要有自然金、褐铁矿,次为黄铁 1 . 39 ~ 1. 73 倍,为产于此类变质碎屑岩中的金矿床 [2-6] 提供了物质来源 。 故认为本区金矿的物质来源 于地层。 3 4 . 2ꢀ 构造对矿体的控制因素 矿区最重要的控矿构造为马颈断裂(F5 ),该断 2 2 ꢀ ꢀ 尹ꢀ 近ꢀ 石德强等:湖北通城县东冲金矿成矿地质特征及找矿方向ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 1 月第 1 期 裂为区域性大断裂,控制多处金矿化点,在断裂破碎 带中硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化等蚀变现 象明显,其中硅化、黄铁矿化与金矿化关系密切,认 为该断裂为矿区主要导矿构造。 变化使得矿液在构造交汇部位及层间破碎带中裂隙 较发育的部位富集形成矿体。 本区金矿体的储存与 扩容带关系密切,与国内外许多变质碎屑岩型金矿 的储存部位一致。 因此,笔者认为,东冲金矿的成矿 过程可以初步概括为“复理石建造初始富集—变质 # # 、2 矿体位于地质界线附近,与地层产状一 1 [ 6] 致,岩性为石英脉、碎裂砂质板岩等。 石英脉发育地 段同样也是破碎带的反映,矿体受层间破碎带控制 明显。 这表明含矿热液在沿着 F5 断裂向上运移的 过程中顺着层间破碎带侧向运移,在褶皱构造、裂隙 热液活化转移—扩容带沉淀成矿”的模式 。 5ꢀ 找矿方向 5. 1ꢀ 找矿标志 蚀变:区内与金矿体形成有关的蚀变为硅化、绢 云母化、黄铁矿化。 发育地段成矿。 # 3 矿体产于马颈断裂之中,与断裂产状一致,岩 化探异常:矿区开展了 1 ∶1 万土壤地球化学测 量工作,共圈定 6 处异常。 其中以乱石坡和马颈 2 处异常规模较大(见图 3)。 性为硅化硅质碎裂岩,并且在与 F7 断裂交汇部位金 矿品位变高,表明后期叠加改造作用使金富集成矿, 矿体受构造控制明显。 因此,东冲金矿床矿体强烈地受变形期间形成 的褶皱和伴生的断裂带控制,金的富集与扩张构造 有关,这与大多数变碎屑岩金矿床矿脉和矿体强烈 [ 6] 地受变形期间形成的扩容带控制的特征相类似 . 3ꢀ 岩浆岩对矿体的控制因素 区内仅普查区南部出现燕山期侵入的花岗岩, 。 4 根据区域上产于方山背斜层间破碎带中的一系列金 矿床的地质地球化学特征,推测南部岩体可能也为 本区金矿的形成提供了部分热源和物质来源。 图 3ꢀ 东冲金矿区 Au 地球化学特征 ꢀ ꢀ 乱石坡异常呈不规则状,展布方向总体与地层 2 4 . 4ꢀ 成因浅析 在江南造山带中湖南、江西等地存在较多赋存 走向一致,面积为 0. 692 km 。 异常元素组合为 Au、 Ag、Sb、As、Pb,叠加 Zn,异常规模较大、叠合较好, 其中 Au 异常浓集中心明显,具 3 级浓度分带。 Au 于浅变质岩区的金锑钨矿床,此类矿床与中元古界 冷家溪群地层有密切的联系。 东冲金矿床直接赋存 于冷家溪群变质碎屑岩中,具有类似于湖南、江西等 地变质碎屑岩型金矿床的许多矿化特征,属于典型 的变质碎屑岩型金矿床。 通过对东冲变碎屑岩型金 矿床的地质特征的综合研究,认为该矿床的形成过 程如下。 ꢁ 9 ꢁ9 峰值为 156. 5 ×10 ,平均值 42. 3 ×10 ,衬度值为 2 . 12。 该异常与已发现金矿体吻合,为矿至异常。 马颈异常呈不规则状,展布方向总体呈 NW 向, 2 沿马颈断裂分布,面积为 0. 388 km ,异常主要元素 组合为 Au、As、Ag、Zn、Sb,叠加 Pb,其中 Au 异常浓 集中心明显,具 3 级浓度分带。 Au 峰值为 495. 6 × ꢁ 9 ꢁ9 中元古界冷家溪群变质碎屑岩中富含金等成矿 元素,在沉积建造发生变质和褶皱变形作用过程中, 发生活化,形成最初的含矿流体。 南部的通城岩体 为含矿流体的运移提供了一部分热源,使含矿流体 顺着马颈断裂(F5 )向北运移,在运移过程中含矿流 体会萃取地层中的 Au,形成新的含矿热液。 从区内 矿石岩矿鉴定的结果可知,本区金矿的主要载金矿 物为黄铁矿,表明金主要呈金—硫的络合物的形式 进行迁移。 同时次级断裂及层间破碎带也为成矿流 体的运移提供了通道,由于外界温压的条件的突然 10 ,平均值 66. 2×10 ,衬度值为 3. 31。 异常区内 已知金矿化点 2 处,同样为矿至异常。 本区化探异常与金矿体套合较好。 因此,本区 Au 异常浓集中心明显,具较好的浓度分带的部位, 是良好的找矿标志。 此外,茅屋岭异常展布方向总 体与地层走向一致,Au 异常浓集中心明显,Au 峰值 ꢁ ꢁ9 9 为 189. 7× 前景。 10 ,平均值 48. 9×10 ,具有良好的找矿 5. 2ꢀ 找矿靶区 本区找矿方向应围绕有利构造、蚀变、化探异常 2 3 总第 597 期 现代矿业 2019 年 1 月第 1 期 进行勘查,经分析,有 3 处找矿有利地段。 前人于龙潭冲发现一金矿点,根据区域地质背景分 析,该矿点可能与马颈断裂产生的 NW 向的次级断 裂有关,在今后的找矿工作中应注意。 ( 1)马颈断裂及其次级断裂交汇部位。 根据现 有资料,马颈断裂带中的硅化碎裂岩含金品位并不 高,但在其与次级断裂的交汇部位品位变高。 断裂 交汇部位,原有的成矿空间会进一步扩大,原有成矿 物质也会重新活化、聚集,从而使矿体的规模、品位 变高,是成矿的最有利部位。 因此 F5 与 F7 交汇部 位、茅屋岭金异常是否存在隐伏的 NW 向断裂,该断 裂与 F5 交汇部位,都是今后找矿的主要方向。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ [ 1]ꢀ 李小林,袁玉平. 湖北省通城县大坪乡东冲金异常区普查地质 报告[R]. 咸宁:湖北省第四地质大队,1990. 2]ꢀ 黎ꢀ 彤. 地壳元素丰度的若干统计特征[ J]. 地质与勘探, 1 992,28(10):1-7. 3]ꢀ 易ꢀ 慧,陈云华. 湘东(北)冷家溪群含金性地球化学评价[J]. 矿产与地质,2006,20(4-5):472-474. # # ( 2)矿区中部层间破碎带。 目前发现的 1 、2 矿体均分布于地层界面之间的层间破碎带中。 据成 矿作用分析,中部层间破碎带离主要导矿构造马颈 断裂较近,NWW 向的层间破碎带也是矿液运移的 [4]ꢀ 黄强太,夏ꢀ 斌,蔡周荣,等. 湖南省黄金洞金矿田构造与成矿 规律探讨[J]. 黄金,2010,2(31):9-13. 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( 2) 采用矿体底板隔水层突水系数法进行评 价,隔 水 层 垂 向 安 全 分 区 界 限 值 分 别 为 251 和 22. 19 m,水位埋深在 422. 19 m( 十中段) 以下层 9]ꢀ 李ꢀ 哲,曾一凡,牛鹏堃,等. 应用于底板突水评价的层次分析 法研究[J]. 煤炭技术,2018(1):170-172. 10]ꢀ 黄忠福. 深部煤层底板突水危险性评价方法的研究[J]. 煤矿 现代化,2018(2):86-88. 4 段,在此层段开采将发生底板突水事故,需做好超前 探放水及疏排水工作,为矿山安全生产过程中进行 防治水工作提供技术支持。 11]ꢀ 石怀虎,白维灿,程英好. 岩溶充水矿区煤层底板突水危险性 评价方法探讨———以山东新驿井田为例[ J]. 中国煤炭地质, 2 007,19(a02):38-40. ( 3)针对矿区可能出现的突水情况提出相应的 [12]ꢀ 朱宗奎,徐智敏,孙亚军,等. 基于无量纲多源信息融合的底 板突水危险性评价方法研究[J]. 采矿与安全工程学报,2013, 治理方案,结合突水危险性分析,开采过程中必须加 强富水性超前探测和探放水工作。 3 0(6):911-916. [ 13]ꢀ 孟召平,王ꢀ 睿,汪元有,等. 开滦范各庄井田 12 煤层底板突 水危险性的地质评价[J]. 采矿与安全工程学报,2010,27(3): 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 3 10-315. [ [ [ [ 1]ꢀ 高东川,胡书贞,高东忍,等. 采动孔隙水压变化对底板破坏及 突水机理研究[J]. 煤炭技术,2018(1):165-167. [ [ 14]ꢀ 乔ꢀ 伟. 矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价 研究[D]. 徐州:中国矿业大学,2011. 2]ꢀ 王尚令,孙本魁,洪ꢀ 荒. 恒源公司矿井 4 煤层顶板砂岩裂隙 水突水分析及治理[J]. 现代矿业,2005(11):32-34. 15]ꢀ 孟召平,郝海金,张典坤,等. 晋城成庄井田煤层气直井开发 后煤层底板突水危险性评价[ J]. 煤炭学报,2014,39 (9): 3]ꢀ 陈ꢀ 林,吴自立,孙培轩. 贵州省官仓煤矿岩溶水突水分析及 防治措施[J]. 矿业安全与环保,2012,39(6):79-81. 1 899-1906. 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