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和龙市王开沟银矿床地质特征及找矿标志

2013-04-06陶胜辉张天瑞陶立新

吉林地质 2013年4期
关键词:硅化开沟交代

陶胜辉,单 贺,张天瑞,陶立新

1.吉林省第五地质调查所,吉林 长春 130061;2.吉林省第一地质调查所,吉林 长春 130033;3.吉林省区域地质调查所,吉林 长春130022

和龙市王开沟银矿床地质特征及找矿标志

陶胜辉1,单 贺2,张天瑞1,陶立新3

1.吉林省第五地质调查所,吉林 长春 130061;2.吉林省第一地质调查所,吉林 长春 130033;3.吉林省区域地质调查所,吉林 长春130022

王开沟银矿床位于和龙市南约55 km,隶属龙城镇管辖。银矿体赋存于晋宁期二长花岗岩之中,呈脉状分布,该文总结了矿床地质特征,确定了该区银矿床的找矿标志。

地质特征;银矿床;吉林和龙

1 区域地质背景

矿区位于中朝准地台,辽东台隆,铁岭—靖宇台拱,和龙断块内,图们江深大断裂西侧。自太古代以来,该区经历了多期次的变质作用和复杂的构造岩浆活动,线性、环形及弧形构造十分发育且相互穿插,为成矿元素的运移与富集创造了十分有利的地质条件。

区内岩浆活动频繁,侵入岩分布广泛,岩体多次侵位,形成时代有中元古代晋宁期、晚古生代华力西晚期、中生代燕山早期。岩石类型从中性到酸性,以酸性为主。与成矿关系密切的主要是中元古代晋宁期二长花岗岩,该期岩体规模较大,百里坪村正处于该岩体的中心部位,故称之为百里坪岩体,此岩体为一复式岩体。在岩体的边缘或构造破碎带中岩石普遍发育硅化、绿泥石化及高岭土化,王开沟银矿和百里坪东沟银矿就产在该岩体之中(见图1)。

区内不同期次的花岗斑岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩等岩脉,成群出现,一般宽几米至几十米,主要呈北东、北西、近东西向展布。

2 矿床地质特征

2.1 岩浆岩特征

区内大面积出露晋宁期二长花岗岩,该岩体规模较大,百里坪村正处于该岩体的中心部位,故称之为百里坪岩体.此岩体为一复式岩体。在岩体的边缘或构造破碎带中岩石普遍发育硅化、绿泥石化及高岭土化。

(1)二长花岗岩(ηγ2):岩石呈浅肉红色,中细粒花岗结构,块状构造。矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英、黑云母及少量的角闪石。岩石具有硅化、绿泥石化、绢云母化及黄铁矿化,该区的银矿体及矿化蚀变带均产于此岩体内。

区内发育大量的不同期次、不同类型、不同方向的脉岩。各类脉岩纵横交错,有时成群出现,主要呈近东西向、北东向、北西向展布。不同类型、不同方向的脉岩互相穿插,关系非常复杂。岩石类型主要为花岗斑岩和闪长玢岩,其次为石英闪长玢岩脉和正长斑岩脉。

图1 王开沟银矿区地质图Fig.1 Geological map of Wangkaigou silver mining area

(2)闪长玢岩(δμ):闪长玢岩是本区最为发育的岩脉之一,常分布于矿体附近或较集中分布于韧—脆性变形变质带中。岩脉规模大小不等,一般宽约几米,延伸30~40 m,大多呈北东方向展布。区内闪长玢岩按形成时期可分为两类,一类为成矿前或与成矿同时的岩脉,普遍具有碎裂化,矿化蚀变较强,与成矿关系较为密切;另一类为成矿后岩脉,对矿体起破坏作用。

(3)花岗斑岩(γπ):为矿区内十分发育的脉岩之一,多与闪长玢岩在空间上相伴。按形成时期可分为成矿前(或同时)和成矿后两类。成矿前的花岗斑岩脉多受北东向韧—脆性变形变质带控制,破碎与蚀变较强。岩石常见绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化蚀变及金属硫化物矿化。

成矿后的花岗斑岩:岩石蚀变主要为硅化、绢云母化、绿泥石化,其次为绿帘石化及碳酸盐化,零星见有金属硫化物矿化,含量极少。

2.2 构造特征

区内断裂构造发育,主要有北东向断裂和北西向断裂两组构造组成。

(1)北东向断裂构造主要有王开沟断裂为区域北东向断裂的一部分。矿区出露长度3.0 km, 分布于矿区中东部,总体走向为北东50°~60°,倾向北西,倾角50°~70°。断裂带宽近百米,两侧岩石挤压破碎强烈,发育有构造透镜体和片理化带。此断裂错断王开沟Ⅱ号银矿化蚀变带,但断距不大,属成矿后断裂。

(2)北西向断裂主要为王开沟—东树沟断裂。矿区内出露长度8.0 km,总体走向北西310º,倾向北东,局部倾向南西,断层面呈舒缓波状,断裂带宽十几米—近百米,发育有构造透镜体和岩石片理化。此断裂错断矿化蚀变带,属成矿后断裂。

(3)韧—脆性剪切带:在百里坪—王开沟银矿区圈出了三条近东西向及北东向的韧—脆性剪切带,为区域密集线性构造的一部分,有百里坪东沟韧—脆性剪切带、杨树沟韧—脆性剪切带及王开沟韧—脆性剪切带。韧—脆性剪切带与成矿关系密切,控制着银矿体及矿化蚀变带的分布,王开沟银矿体及矿化蚀变带均赋存于韧—脆性剪切带内,剪切带中发育不同期次的闪长玢岩和花岗斑岩脉,部分岩脉已遭受碎裂化和糜棱岩化。脆韧性剪切带呈北西300°方向展布,长5 800 m,宽300~800 m,内含3条矿化蚀变带,大小共4条矿体。

2.3 围岩石蚀变特征

区内岩石蚀变属中-低温热液蚀变,总体上岩石蚀变较强,蚀变明显受断裂构造及韧性剪切带控制。蚀变带规模较大,与围岩没有明显的界线,呈渐变过渡关系。蚀变带内断裂构造发育,以角砾岩化带为主,局部有糜棱岩化带或片理化带,蚀变以钾长石化、硅化、绢云母化及黄铁矿化为主,绿帘石化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化次之,越靠近矿体,黄铁绢英岩化越强,远离矿体,蚀变逐渐减弱。

(1)硅化:硅化是最普遍的一种蚀变类型,常与其它蚀变迭加在一起。主要以充填岩石裂隙或胶结断层角砾的形式形成含矿硅化蚀变岩或石英脉。区内与矿化有关的硅化至少存在两个阶段:早期阶段为中生代时期形成的,与中酸性小侵入体和岩脉的岩浆活动有关,富水的硅酸盐热液沿断裂贯入和交代二长花岗岩,在含硅质的热水参与下,形成并结晶为石英脉,并伴随少量的黄铁矿。后期硅化表现为,在二长花岗岩与早期石英脉遭受韧性变形、脆性变形基础上,碎裂化石英发生压溶,形成新的硅化,一些石英细脉多见穿切早期石英脉及钾化脉,并与硫化物相共生。矿区内的石英脉主要呈白色、灰白色,中细粒镶嵌结构,多被强烈压碎,呈碎斑或角砾状,部分石英重结晶,局部见有梳状石英,沿破碎裂隙常有金属硫化物不均匀分布在石英脉及强硅化岩石中。硅化强弱与矿化呈正相关关系,硅化蚀变越强,含矿性越好。

(2)钾长石化:伴随石英脉的形成和硅化之后,发生了一次钾长石化作用。钾长石多呈团块状或不规则脉状交代石英脉和二长花岗岩,使二长花岗岩中的斜长石、石英、黑云母等形成交代残留体或交代斑晶,该钾化为早期钾化作用,发生在岩石碎裂化之前。在岩石碎裂化之后,又发生了一次钾长石化作用,使早期形成的钾长石,交代组合形成嵌晶状较大晶体或钾长石脉。碎裂化的斜长石周围常发生微斜条纹长石化,形成交代斑晶和交代残余结构,钾长石细脉多伴有浸染状黄铁矿化,构成了本区与矿化活动有关的后期钾长石化作用。

(3)绢云母化和绿泥石化:主要分布于强硅化带及两侧岩石中。围岩遭受热液蚀变发生硅化和钾化的同时,伴随着发生绢云母化和绿泥石化,绢云母主要交代斜长石,呈鳞片状集合体;绿泥石主要交代角闪石和黑云母,并有少量铁质析出。原岩的结构、构造大部分保留,局部形成稀疏或密集鳞片粒状变晶结构,形成绿泥石化、绢云母化蚀变岩,越靠近矿体蚀变越强。

(4)黄铁矿化:黄铁矿化分布较普遍,常见细粒浸染状、细脉浸染状及他形粒状集合体分布。矿体中黄铁矿常与方铅矿、闪锌矿相伴生,矿体围岩及脉岩中普遍见有黄铁矿化。黄铁矿化与矿化关系较密切,硅化、绢云母化、黄铁矿化蚀变越强,含矿性越好。

(5)绿帘石化、碳酸盐化及高岭土化:仅局部分布,呈细粒状或微细脉状分布,细脉宽0.1~0.2 mm。绿帘石化与绢云母化、绿泥石化同期或稍晚,多迭加其上,呈交代残留或交代假象结构。碳酸盐化及高岭土化发生于银及多金属成矿作用之后,强度较弱,迭加在其他几种蚀变之上,呈隐晶质、雏晶或不规则细脉状分布于岩石中,常使蚀变岩石退色,与矿化关系不大。

2.4 矿化蚀变带特征

在王开沟地区共发现3条含银矿化蚀变带,其中以王开沟Ⅱ号矿化蚀变带规模较大,工作程度较高。该蚀变带总体走向为北北西向,倾向北北东,倾角60°~70°。蚀变带控制长度 1 800 m,宽5~10 m,平均宽度5.60 m,中间被北东向断裂错开,但断距不大,断距60~70 m。此蚀变带西段发现了王开沟Ⅱ号银矿体(石英脉型),经地表工程及深部钻孔验证,矿体向深部厚度产状变化不大,连续性较好。蚀变带东段仅有稀疏工程控制,长度尚未完全控制,尚需进一步工作。

2.5 矿体特征

王开沟Ⅱ号银矿体产于王开沟Ⅱ号矿化蚀变带内,严格受矿化蚀变带控制,矿体为石英脉型,呈脉状,矿体控制程度较高,规模较大,地表可分为两个子矿体,在TC4015-7及其以西为Ⅱ-1号矿体,在TC250及其以东为Ⅱ-2号矿体。其中Ⅱ-1号矿体控制程度较高,规模较大,地表控制矿体长度800 m,厚度0.6~3.80 m,平均水平厚度2.81 m,平均真厚度1.97 m,银品位(60.0~323)×10-6,平均品位206.1×10-6,ZK30301孔控制矿体斜深80 m,矿体铅垂厚度为1.29 m,水平厚度0.74 m,真厚度0.65 m,银品位305×10-6。矿体总体呈近东西走向,局部呈北西走向,倾向北东10°~25°,倾角60°~70°。矿体与围岩界线清楚,厚度变化不大,连续性好。根据ZK30301孔施工结果,矿体被后期闪长玢岩脉破坏,闪长玢岩中金品位为2.71×10-6,说明在银矿化后期有金成矿作用迭加。Ⅱ-2号矿体地表仅有TC250控制,长度未封闭,厚度0.9 m,真厚度0.78 m,银品位为50.4×10-6,矿体呈近东西走向,规模较小。各矿体特征见表1。

2.6 矿石特征

(1)矿石矿物成分及主要特征:矿石矿物主要有金属硫化物、含银矿物、自然银、极少量银金矿及氧化物类矿物,脉石矿物主要为长石、石英及方解石。金属硫化物主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿,其次为黄铜矿、针硫铅铜矿、辉铜矿;含银矿物有辉银矿-螺状硫银矿、针铅铋银矿、硫铅银矿、自然银、极少量银金矿。氧化物为铜蓝、褐铁矿、钛铁矿、磁铁矿。

(2)脉石矿物 :石英呈他形粒状、细粒-粗粒,主要与硫化物和金银矿物等共生,具多期多阶段形成特征,根据矿物的共生组合,石英可划分四个世代:第一世代为与钾长石、黄铁矿的共生组合;第二世代为黄铁矿、石英共生组合;第三世代为以黄铁矿为主的石英、黄铁矿组合;第四世代为与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等共生组合。

2.7 矿石结构、构造特征

2.7.1 矿石结构

按其成因分类如下:

⑴ 结晶作用形成的结构:① 自形-半自形结构:黄铁矿的立方体晶体呈自形—半自形结构。②共结边结构:方铅矿与针硫铅铜矿,金属矿物与石英颗粒间共结而成,边界面平直或呈舒缓波状。③包含结构:早期自形黄铁矿包含于晚期黄铁矿中。

⑵ 交代结构:① 半自形-他形粒状结构:早期形成的黄铁矿被闪锌矿、方铅矿等矿物溶蚀交代后尚保留部分平直晶面或呈不规则他形粒状。方铅矿、闪锌矿呈他形晶粒。② 残余结构:黄铁矿被铅锌硫化物交代,闪锌矿被方铅矿交代,方铅矿被辉银矿交代等。③ 骸晶结构:他形闪锌矿沿自形晶黄铁矿裂隙由晶体内部溶蚀交代,黄铁矿保留晶体外壳成为骸晶。④ 反应边结构:辉银矿交代方铅矿形成环边宽窄不一,锯齿状反应边。黄铜矿、辉铜矿分别被铜兰、兰辉铜矿交代形成反应边,黄铁矿被褐铁矿交代呈反应边结构。

⑶ 固溶体分解结构:黄铜矿呈乳滴状、乳浊状分布于闪锌矿中,局部具定向性。

⑷ 压碎结构:黄铁矿、石英等矿物受构造作用被压碎成不同碎块,石英多具重结晶作用。

2.7.2 矿石构造

矿石构造以热液成因类型为特征,根据矿石建造、形态等可划分为脉状构造、角砾状构造、浸染状构造和块状构造。

⑴ 角砾状构造:后期的石英及黄铁矿等金属硫化物充填交代早期的破碎石英脉孔隙或裂隙中,胶结围岩角砾或早期形成的破碎黄铁矿。

⑵ 脉状构造:石英及金属矿物黄铁矿等沿裂隙充填,形成宽窄不一,长短不等的细脉,受裂隙形态控制,脉壁界线清楚。

⑶ 浸染状、斑点状及细脉浸染状构造:

黄铁矿及方铅矿等金属硫化物呈星点状分布或沿岩石孔隙或微裂隙呈细脉状交代形成浸染状、斑点状构造,粒度大小不等。

3 地球化学特征

3.1 1:20万水系沉积物异常特征

东树沟地区“和白-88-Hs-35”号异常,总面积近450 km2,呈东西向带状展布,异常组合复杂,有Au、Ag、Cd、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi等18种元素组成。元素套合较好,该异常分3个浓集中心,中部的东树沟浓集中心为Ag-Cd-Pb-Bi-Cu-WMo-Au组合。从元素组合看,属中高温热液矿床元素组合,是寻找银钼矿的有利地段,具体特征见

3.2 1/5万水系沉积物异常特征

通过对该区“和白-88-Hs-35”号异常进行1:5万水系沉积物测量,结果异常重现性较好,共圈出16个综合异常,其中“和百-90-Hs-9”号异常位于王开沟地区,异常形态不规则,面积9.20 km2,属Ag矿化类型,已发现王开沟银矿体,异常特征见表2。

表1 银 矿 体 特 征 一 览 表Table 1 Silver orebody feature list

表2 1:20万水系沉积物测量异常特征表Table 2 1:200000 stream sediment survey anomaly features

3.3 1:1万土壤测量异常特征

在“和百-90-Hs-9”号异常的王开沟地区9.2 km2范围内进行1/万土壤测量,共圈出土壤综合异常6处,其中在AP1号异常区内发现了王开沟银矿床。各异常特征如下:

异常总体呈近东西向分布,异常元素主要为Ag、Au、Pb、Zn、Mo。其中AP1、AP2、AP5号异常内发现了王开沟Ⅰ号、Ⅱ号矿化蚀变带。AP1号Ag异常呈椭圆状,面积0.03 km2,峰值0.80×10-6,平均值0.62×10-6,衬值1.44;AP2号Ag异常呈椭圆状,面积0.04 km2,峰值1.50× 10-6,平均值0.66×10-6,衬值1.53 ;AP5号Ag异常呈椭圆状,面积0.03 km2,峰值1.80×10-6,平均值0.82×10-6,衬值1.91。

AP3、AP4、AP6号异常内发现了王开沟Ⅲ号矿化蚀变带,AP3号Ag异常呈椭圆状,面积0.25 km2,峰值1.60×10-6,平均值0.77×10-6,衬值1.79;AP4号Ag异常呈不规则状,面积0.30 km2,峰值2.0×10-6,平均值0.54×10-6,衬值1.26;AP6号Ag异常呈不规则状,面积0.40 km2,峰值5.0×10-6,平均值0.66×10-6,衬值1.53。

综上所述:各异常中元素套合较好,异常位于近东西向的韧—脆性剪切带内,剪切带中发育不同期次的闪长玢岩和花岗斑岩脉,部分岩脉已遭受碎裂化和糜棱岩化,成矿地质条件十分有利,通过地表槽探揭露发现了3条含银矿化蚀变带和5条银矿体。

4 找矿标志

(1) 区内早期发育的近东西向断裂为基底断裂构造,是早期重要的导岩导矿构造。后期的北东及北西向断裂构造,是控矿及储矿构造。近东西向断裂构造与北东及北西向断裂构造交汇部位是寻找本类型矿床的有利部位,是寻找本类银矿的主要标志。

(2) 化探异常以Ag为主的Ag-Pb-Zn元素组合,是寻找银矿的主要标志。以Au为主的Au-Ag-Pb-Cu元素组合是寻找金及多金属矿床的主要标志。

(3) 硅化、钾长石化、绢云母化及黄铁矿化是近矿围岩的蚀变组合标志,而强硅化蚀变岩或石英脉是直接找矿标志。

[1] 焦保权,陶胜辉,等.吉林省和龙县百里坪 地区1:5水系沉积物测量报告[R],吉林省第五地质调查所,1992.

[2] 李德洪、李忠文,等.吉林二道江-红旗河成矿带银金多金属矿评价成果报告[R].吉林省地质调查院,2003.

[3] 刘 浩,钟卫士,等.吉林省银矿成因类型、地质特征及成矿规律浅析[J].吉林地质,2004,(2).

[4] 孙云彪,周树亮,等.吉林省松树川银矿地质特征及找矿方向[J],吉林地质,2010,(4).

[5] 相统辉,赵明悦.吉林省桦甸大东沟银矿地质特征及找矿前景分析[J].吉林地质,2010,(2).

Geological features and prospecting criteria of Wangkaigou silver deposit in
Helong City

TAO Sheng-hui1, SHAN He2, ZHANG Tian-rui1, TAO Li-xin3

1.The Fifth Geological Survey of Jilin Province, Changchun 130061, Jilin, China;2.The First Geological Survey of Jilin Province, Changchun 130033, Jilin, China;3.Regional Survey of Geology and Mineral Resources of Jilin Province, Changchun 130022,Jilin,China

Wangkaigou silver deposit is located in south 55 km away from Helong City, in the Longcheng Town’s jurisdiction. Silver ore bodies occur in adamellite of Jinningian, nervation distribution. This paper summarized the deposit’s geological features, determined the prospecting criteria of the silver deposit.

geological feature; silver deposit; Jilin Helong

P618.52

:A

1001—2427(2013)04 - 54 -5

2013-08-10;

2013-11-14

陶胜辉(1960—),男,吉林松原人,吉林省第五地质调查所高级工程师.

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