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鹿儿坝金矿床地质特征及找矿标志
2014-11-05
鹿儿坝金矿床位于西秦岭北带的岷县—宕昌锑金成矿带上,产于西秦岭中三叠统浅变质沉积岩建造中的NWW向断裂破碎带及两侧硅化蚀变带内[1]。该矿床是以岩金为主的微细浸染型(卡林型)金矿床,Au与As元素的关系密切[2],属于印支—燕山期热液型金多金属矿成矿系列[3-5]。
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鹿儿坝金矿床位于西秦岭北带的岷县—宕昌锑金成矿带上,产于西秦岭中三叠统浅变质沉积岩建造中的nww向断裂破碎带及两侧硅化蚀变带内[1]。该矿床是以岩金为主的微细浸染型(卡林型)金矿床,au与as元素的关系密切[2],属于印支—燕山期热液型金多金属矿成矿系列[3-5]。随着地质勘探工作的不断深入,鹿儿坝金矿规模已达大型。但有关在该区开展进一步找矿工作的研究较少。因此,通过总结矿区基础地质概况,分析成矿规律,为进一步找矿提出可靠的找矿标志。

1  区域成矿背景

图1 鹿儿坝金矿床地质简图[2]

图1 鹿儿坝金矿床地质简图[2]

t2-中三叠统第三岩组; q-第四系;1. 断层及破碎带;2. 矿体;

3. 矿带编号; 4. 坑口

区域大地构造位置处于南秦岭微板块西段北缘,洮河复式向斜之北翼。区内出露的地层主要为中三叠统和第四系全新统[6](图1)。中三叠统为一套浅海相沉积的浅变质碎屑岩和碳酸盐岩建造,鹿儿坝金矿床赋存于中三叠统第三岩组第二岩性段中[7]

自加里东运动以来,本区长期处于海相地槽环境中,浅海相碎屑为区内的主要沉积物。印支运动使地槽回返,形成了洮河复式向斜,成为本区主体构造[8]。区内构造主要为nw向压性断裂,其次为近ew向压扭性断裂,这2条断裂是本区主要含矿构造。

区域内岩浆活动不发育,仅见有少量中酸性岩脉侵入于中三叠统中,其分布明显受断裂控制。

2  矿区地质概况 2.1 地层

区内出露地层主要为中三叠统第二岩组、第三岩组、第四岩组和第四系全新统。中三叠统由一套轻微变质的浅海相碳酸盐岩和中细粒陆源碎屑岩建造组成,空间上表现为北老南新的复式单斜构造,地层总体走向300~320°,倾向210~230°,倾角40~70°。

中三叠统第二岩组分布于矿区北部,岩性为灰—褐灰色厚层-中厚层状中细粒砂岩夹粉砂质板岩,顶部为一层浅灰色薄层灰岩。第三岩组主要为一套浅变质的浅海相中细粒碎屑岩夹碳酸盐岩沉积建造,岩石中原生沉积构造(如斜层理、波状层理、微细层理和波痕等)发育,沉积韵律较明显。下部岩性主要为褐红—紫红色薄层灰质砂岩、粉砂质板岩夹中厚层细砂岩和长石石英砂岩;中部岩性为浅灰-褐灰色厚层—中厚层细粒石英砂岩、细粒岩、粉砂质泥质板岩以及深灰色含碳泥质板岩、粉砂质板岩夹中细粒长石砂岩、长英砂岩、灰质粉砂岩;上部岩性主要为褐灰色厚层状中粗粒长石砂岩和长英岩,夹少量粉砂泥质板岩,砂岩中可见到板岩同生角砾和植物化石碎片。第四岩组分布于矿区南缘,岩性以灰色厚层—中厚层中细粒长石砂岩,长英质砂岩夹粉砂质板岩和千枚状板岩为主,厚度不详。

第四系全新统在区内分布广泛,其覆盖面积达70%~80%,沟谷内以冲洪积物为主,由泥沙混杂砾石层组成。山麓和山坡基本由残坡积物组成,主要成分由植物腐殖质、亚粘土、亚沙土及风化残留的岩石角砾组成。

2.2 构造

矿区主体构造轮廓为nww向洮河复式单斜,断裂和次级褶皱在本区发育较为广泛。本区断裂十分发育,按走向及其与成矿的关系大体可分为近ew,nw和nne向3组。

   (1) 近ew向断裂。在矿区内最为发育,分布广,规模较大。断面走向270~280°多数倾向s,倾角70~80°,以数十米的间距斜切地层平行展布,与地层走向构成20~40°的平面交角。断面一般较平直,稍显波状弯曲。岩石沿断面破碎强烈,可见擦痕、镜面、阶步及挤压透镜体等压性—压扭性构造形迹,并形成不同宽度的断裂破碎带。断裂直接控制着矿体的分布、形态和产状,同时还控制了闪长玢岩脉的产状。区内唯一的一条闪长玢岩脉就是沿ew向断裂侵入的。脉岩的侵入、破碎、蚀变及矿化说明本组断裂延深较大,且具有多期活动的特点。经钻探验证其垂深已达700m。闪长玢岩脉中金含量介于0.4~5.0g/t之间,破碎带宽度一般在1~5m之间,最宽处达20m。

   (2)nw向断裂。该组断裂走向300~320°,倾向ne,倾角近于直立,断裂长达数十米。沿断裂可见较强的褐铁矿化、硅化、高岭石化及金锑矿化。从断裂的分布特征来看,本组构造属近ew向构造的羽状派生裂隙,2组构造交会部位往往是金的富集部位(图2)。

   (3)nne向断裂。本组断裂发育一般,走向20~30°,倾向nw,倾角60°左右,沿断裂带岩石破碎,角砾大小悬殊,断面不平整,偶见零星擦痕。本组断裂属张扭性构造,形成时间晚于近ew向断裂,与金成矿关系不大,属于成矿后构造,对矿体有一定的破坏作用(图3)。

图2  ew与nw向断裂交汇部位示意图

图3  nnw向断裂错断ew向断裂示意图

图2  ew与nw向断裂交汇部位示意图

1. 矿脉; 2. 矿脉编号; 3. 断层及产状

图3  nnw向断裂错断ew向断裂示意图

1. 矿体; 2.矿脉编号 ; 3. 断层及产状

矿区褶皱分布广泛,在板岩和其他薄层状岩石中尤为明显,其形态复杂多样,组合较为紧密。就单个褶曲而言,属小型和紧密型褶曲,轴面间距大者为数十米至百余米,小者仅数十厘米至数米。轴向延伸数十米至数百米,其走向与地层走向一致,呈nw-nnw向。褶曲向北西倾伏,倾伏角20~30°,个别达40°以上,说明该区具有ne-sw向受力的特点。

2.3 岩浆岩

在ⅲ号矿带中见有一条蚀变闪长玢岩脉,脉体长为200m,厚度2~5m,呈不规则状,具有明显的分支复合及尖灭再现特征。该岩脉侵入于近ew向断裂带中,产状与构造一致,走向270~280°,倾向180~190°,倾角75~80°。

岩石风化面呈灰黄色,新鲜面呈灰白色,具有隐晶—显微斑晶结构,块状构造。斑晶为长板状—短柱状斜长石(30%~50%)和石英(1%~5%),矿物粒径为0.5~1.0mm;基质为隐晶质,由显微长板状斜长石(50%~60%)、粒状石英(1%~5%)及微量星散状黄铁矿组成。

岩石蚀变强烈,主要有铁白云石化、绢云母化和透闪石化等。岩石中的斜长石大部分被白云石、绢云母、高岭石及硅质等交代,仅保留了斜长石的外形轮廓。暗色矿物全部蚀变为绿泥石,原生矿物已很难辨认。此外,岩石极破碎,沿节理和裂隙充填有方解石脉和石英脉,并伴有金矿化。

3  矿体地质特征 3.1 矿体特征

本区矿体赋存于碳酸盐化、硅化和黄铁矿化碎屑岩中,沿走向和倾向呈波状展布,具有分支复合及尖灭再现等特征。

ⅲ-1号矿体为区内主要矿体,分布于1~17号线之间的ⅲ号脉中,控制标高2800~1850m。矿体呈脉状产出,沿走向长1057m,控制斜深950m。该矿体总体走向90°,倾向s,倾角60~75°,平均倾角70°。矿体沿走向和倾向均呈脉状和似层状,具有分支复合及膨胀夹缩等特征,矿体向深部未封闭。矿体主要由碳酸盐化、硅化、黄铁矿化碎屑岩和黄铁矿化、硅化砂岩及板岩组成。矿化以浸染状和细脉状为主,还可见网脉状、星点状及团块状矿化。

ⅰ-1号矿体分为东西2个部分(地表为一个矿体),为区内次要矿体,赋存于ⅰ号脉中,分布于-8~ 15号线之间,控制标高2700~1910m。沿走向长870m,控制斜深790m,该矿体总体走向90°,倾向s,倾角68°左右。矿体呈脉状产出,具有分枝复合及膨胀夹缩等特征。                           

ⅱ-1号矿体呈似层状赋存在f18断裂破碎带西段,走向275~280°,倾向s,倾角77°,矿体控制长度124m,厚度1.95~4.93m,平均厚度3.1m,品位一般在2.00~6.95g/t之间,最高品位31g/t,平均品位5.72g/t。钻孔ⅱ40zk2于标高2586m处揭穿矿体,控制矿体斜深170m。

3.2 矿石特征

表1  鹿儿坝金矿矿石矿物组合含量     (%)

矿物名称

含量

矿物名称

含量

黄铁矿

2.13

石英

70.37

毒砂

1.08

方解石

18.26

辉锑矿

1.26

白云石、铁白云石

1.85

磁铁矿

0.23

绢云母

2.35

褐铁矿

0.11

重晶石

0.01

闪锌矿

0.09

碳质

2.26

 (1) 矿石矿物组成。矿石金属矿物主要为黄铁矿、毒砂、辉锑矿、磁铁矿、褐铁矿和闪锌矿等;非金属矿物主要有石英、方解石、白云石、铁白云石、绢云母和重晶石等,矿石矿物组合含量见表1。

(2) 矿石结构构成。矿石结构主要有自形—半自形—他形晶、显微斑状、显微晶、显微压裂和显微斑状等;矿石构造主要有浸染状、碎裂状、角砾状、板状和块状等。

(3)原生氧化矿石。氧化带深度一般为10m,最深可达30m以上(ⅰ-8矿体西部),浅者2~5m。氧化带与原生带之间存在过渡带,颜色上表现为淡黄绿—灰绿色,厚度不详,可见褐铁矿与黄铁矿并存。地表氧化带中有时可见透镜状、脉状未被氧化的断层泥存在。

3.3 热液活动与围岩蚀变

从矿体赋存状态、矿石矿物组成和结构构造等特点来看,本区金矿化是中低温热液活动的结果,尤其是在主要元素组合(au、hg、as和sb)方面,反映出地下热液活动引起了金矿化。

马营河—鹿儿坝地区出露有零星的印支期花岗斑岩、闪长玢岩岩株和岩脉,显示矿区深部赋存有中酸性岩浆的可能性。岩体接触带硅化和碳酸盐化较为发育,岩体本身高岭土化和铁白云石化强烈,并且矿区区域变质程度低,不可能为区内大规模的热液活动提供充足的热源,因此推测金矿化与印支期中酸性侵入岩关系密切,认为一部分含矿热液可能来自于岩浆期后热液[9]。由此得出,鹿儿坝金矿床是构造活动和热液活动共同作用形成的岩金矿床。

矿区围岩蚀变主要为毒砂黄铁矿化、高岭土化、绢云母化、硅化和碳酸盐化等。

4  矿床成因

该矿床经历了长期的地质构造运动,特别是加里东至喜马拉雅造山运动期,更是本区构造活动频发期。加里东期西秦岭微板块接受了长期的浅海相碎屑岩沉积,形成了沉积源区[10]。泥盆系和三叠系沉积层为成矿提供了丰富的物质来源,是本区金成矿的母岩和围岩。三叠系砂岩和板岩中金的丰度值都较高,特别是部分地段砂岩和板岩本身就可达到工业品位,构成工业矿体。

由于印支期末的大规模构造运动,该矿床形成了一个复杂而完整的复式褶皱和深大断裂贯通体系。井下构造的多期性,既有压扭性断层,又有张扭性断层,足以说明构造的多期性。中酸性岩浆沿大断裂及次级构造入侵形成脉岩,此时脉岩中闪长玢岩活动最为活跃。由于岩浆热液和断裂活动的共同作用,地层中各种流体的物理化学关系发生变化,此时以复杂络合物形式存在的au元素被热水溶液多次溶滤和活化迁移[11]。当含矿液热进入ew向断裂带及nw向断裂等部位时,物理化学条件再一次发生变化,形成毒砂黄铁矿化、黄铁矿化、硅化和碳酸盐化等蚀变作用[12]。与此同时,含金络合物被还原成独立的金矿物富集体。在此活动中,闪长玢岩同时起到了热源体的作用。这也是在地表闪长玢岩富含金的有力佐证(图4)。

燕山期大规模的挤压作用,使ew向构造运动再一次受到破坏,局部被分裂成nw向羽状断裂,构造运动产生的热源,促进了金的又一次活化迁移,在构造叠加部位形成了高品位金矿体。该矿床主体控矿构造为近ew向断裂,而nw向次级断裂在找矿中也必须高度重视,尤其是在其走向变为ew处更是成矿的有利部位,这一特征表现最为明显的是在ⅰ-1号矿体和ⅰ-8矿体交会处矿体品位明显增高。

矿床总体走向北高南低,认为马烨河为深大断裂的一部分,后者因构造封闭,在地表表现为一负地形,但在以后的勘探中应作为重要的找矿目标。矿区构造运动十分发育,矿体形态、规模、产状及其分布严格受断裂控制,矿石构造呈浸染状和碎裂状,矿石主要矿化元素组合为au、hg、as和sb,属于低温热液元素组合。以上特征表明,鹿儿坝金矿属于浅成中—低温热液作用形成的微细粒浸染型(卡林型)金矿床。

图4 鹿儿坝矿区成矿模式图

图4 鹿儿坝矿区成矿模式图

1. 砂岩; 2. 板岩; 3. 砂岩夹板岩; 4.板岩夹砂岩; 5. 闪长玢岩; 6. 矿脉编号; 7. 构造破碎带

5  找矿标志

(1) 地层。中三叠统碎屑岩夹碳酸盐岩建造是本区金成矿的母岩和围岩,也是本区找矿的重要地层标志。鹿儿坝一带出露的中三叠统,特别是中三叠统第三岩组与au、hg、as、sb等元素的矿化关系密切,不仅控制了矿点的分布,还为au、hg、as和sb等元素的富集提供了矿质来源,起到了矿源层的作用。

(2) 构造。鹿儿坝金矿床最显著的特点是构造控矿。控矿构造与地层呈斜切关系穿过不同岩石,与地层走向构成20~40°的平面交角。在断裂破碎带中,不论何种岩性,均有矿化显示,这是成矿的普遍规律。近ew向压性—压扭性断裂及其派生的nw向羽状断裂的矿化蚀变更为强烈,可形成工业矿体。在2组断裂的交会部位,金矿体变厚,规模变大,品位明显增高,矿体变富。

(3) 闪长玢岩脉。该岩脉的存在揭示了矿区深部与岩脉有关的岩浆源存在的可能[13]。这一点在深部钻孔中已得到了验证,ⅲ号矿带深部探矿要重点揭露闪长玢岩脉岩体。另外,在ⅰ、ⅱ号矿带以后的探矿过程中,一定要注意寻找酸性岩浆岩,特别是闪长玢岩脉,其可能是ⅰ、ⅱ号矿带找矿的重大突破口。

(4) 岩性。不同的岩性直接影响成矿组分的富集程度。由采场编录可见,控矿断裂破碎带经过砂岩地段时,矿体品位一般较高,如12405采场;经过板岩及以板岩为主要岩性的地段时,矿体品位较低,如6203采场。

(5) 蚀变。矿区内地表由黄铁矿氧化形成的浅红色褐铁矿化蚀变是找矿的直接标志[14]。矿床内与金成矿关系最为密切的蚀变主要为毒砂黄铁矿化,其次为硅化和碳酸盐化。

(6) 等间距特征。从地表出露的3条矿带可以看出,以小后沟为南北线,发现自北向南ⅰ、ⅱ和ⅲ号矿带在平面上呈等间距平行展布,南北间距约400m,微向  se斜列分布。经过矿区南部的马骅河距离ⅲ号矿带也是400m,同时马骅河也是一构造带,应作为下一步寻找工业矿体的主要目标。而向北部由于受地形所限,地表未发现矿脉,但以后在深部探矿中应注意寻找盲矿体。

(7) 侧伏规律。ⅰ号矿带在地表以2号露天矿(最高处)为界线,向东西分2个矿体,深部西部矿体向西侧伏,侧伏角50°;东部矿体向东侧伏,侧伏角58°。在地表显示为一正地形的富矿体,采2号露天矿时已充分证明2条矿体交会处矿体变富的规律。根据侧伏规律,在ⅰ号矿带预测了2个靶区,分别是1950~1700m标高-11~-7号线之间的成矿预测靶区和2050~1900m标高11~15号线之间的成矿预测靶区。

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