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河南内乡杏树坪金矿地质特征及成因浅析

2017-09-20赵洪涛

中国锰业 2017年6期
关键词:杏树黄铁矿秦岭

赵洪涛

(河南省地质矿产勘查开发局 第一地质勘查院,河南 郑州 450001)

1 区域成矿背景

河南内乡杏树坪金矿位于北秦岭褶皱带东段五垛山花岗岩体西侧,区内出露地层为古元古界秦岭群、下古生界二郎坪群,构造发育,岩浆活动频繁(图1)。尤其是朱阳关—夏馆断裂带规模最大,其向西经卢氏县官坡延入陕西,向东过南阳盆地经大河出信阳延入安徽境内,省内总长达350 km,其控制的铜、银、铅、锌、金、砷、锑、钼等中—小型矿床达10余个,为一区域性多金属成矿带[1-3],研究区处于该区域性成矿断裂带上。

1 新生界第四系;2 下古生界二郎坪群小寨组;3 古元古界秦岭岩群雁岭沟组;4 华力西中期花岗岩;5 断裂带;6 勘查区

图1杏树坪金矿区域分布

2 矿区地质概况

矿区出露地层由老到新为古元古界秦岭群雁岭沟组、下古生界二郎坪群小寨组及新生界第四系[4]。雁岭沟组与小寨组分布于矿区南部和北西部,而第四系分布于河谷及山前沟谷内。主要岩性为砂砾石层,残坡积物,亚砂土、亚粘土、粘土。矿区内断裂构造发育,以北北西向为主,是区内主要的导矿及储矿构造,K2矿脉就赋存于该断层内。区内产出的侵入岩为华力西中期五垛山花岗岩,矿物成分为:钾长石40%~45%,斜长石25%~35%,石英20%~30%,黑云母0~10%。以黑云母含量分为两个相带,边缘相以细粒花岗岩为主,黑云母含量0~3%,近接触带多发生混合岩化,硅交代作用强烈,并见有变质岩捕虏体;过渡相黑云母含量增多,矿物颗粒明显增大,具轻微绢云母化、白云母化[5],如图2所示。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

本区圈出K2-1矿体:分布在K2矿脉中部,矿体严格受断裂构造带控制,矿体上盘为花岗岩,下盘以黑云石英片岩为主,局部为花岗岩;矿体赋存标高250~598 m,埋深0~315 m。地表断续出露长度370 m,控制最大延深482 m,延伸大于走向长;单工程矿体最大厚度1.34 m,最小厚度0.40 m,平均厚度0.72 m,厚度变化系数35%。矿体形态较为简单,呈脉状、透镜状,具波状弯曲、膨大缩小等特征。矿体走向290(°)~310(°),倾向北东,倾角30(°)~40(°),局部最大为45(°)。矿体品位最高82.34×10-6,最低1.00×10-6,平均6.77×10-6,品位变化系数143%。矿体中无夹石,但有4个无矿天窗,规模较大的有2个,其规模分别为:(13~91)×161 m和(20~138)×133 m,无矿段沿矿体倾向延伸或稍向东侧伏。

1 新生界第四系残坡积物;2 元古界二郎坪群小寨组黑云石英片岩;3 古元古界秦岭岩群雁岭沟组黑云斜长片麻岩;4 古元古界秦岭岩群雁岭沟组白云石大理岩;5 中细粒黑云母花岗岩;6 地质界限;7 矿脉;8 矿体

图2杏树坪金矿区地质

3.2 矿石矿物组分

矿石的金属矿物成分简单,有自然金、黄铁矿及其风化产物褐铁矿,少量的黄铜矿。脉石矿物成分随构造带切穿的围岩不同而发生变化,种类较多,主要有方解石、白云石、石英、高岭土、绿泥石、绢云母等。

金在矿石中主要呈自然金形态存在;较少部分以包体形态存在。包体形态多存在于黄铁矿、黄铜矿中,其他矿物中很少。自然金:金黄色,呈不规则粒状、片状、板状及葡萄状的细粒集合体,多分布在烟灰色石英细小裂隙边及晶粒粒间内,一般粒度为0.2~0.3 mm,最大为1.2 mm,小的仅0.01 mm。

3.3 矿石结构构造

矿体主要赋存于构造破碎带中,矿石随构造带穿切的围岩不同而发生变化,矿石的结构主要为碎裂结构、角砾状结构、糜棱结构,块状构造、定向构造(见图3)。石英脉型矿石的结构为细粒粒状变晶结构,块状构造。此外还可见到浸染状结构,脉状,斑点状、晶洞状构造等。

(不等粒粒状变晶结构)(纤状鳞片粒状变晶结构,定向构造)图3 矿石结构、构造镜下鉴定图片

3.4 矿石类型

矿石总体为蚀变破碎带型金矿石,按总体构造特征,可分为碎裂岩型、糜棱岩型金矿石;按氧化程度,大部分为原生矿石,少量的氧化矿石,很少量半氧化矿石。氧化矿石中黄铁矿等金属硫化物大多数被褐铁矿代替,矿石略微疏松,孔隙增多,黄铁矿富集的地方,硫化物分解流失形成蜂窝状构造。氧化矿石分布范围一般在2~5 m。

4 矿床成因分析

4.1 成矿物质来源

中元古界秦岭群雁岭沟组形成于华北陆块南缘结晶基底之上的初始裂陷槽沉积环境,主要岩性为白云石大理岩、透辉(闪)石大理岩、蛇纹石化大理岩。Au、Ag、Cu、Pb、Zn等元素丰度值分别为87×10-9~287×10-9、65×10-9~287×10-9、12×10-6~28×10-6、23×10-6~65×10-6、36×10-6~70×10-6,丰度高出区域地壳平均丰度的数十倍,流体在运移过程中,易萃取矿质富集成矿,是该区重要的矿源层。

4.2 构造控矿

朱阳关—夏馆断裂带是一个矿液活动的通道和赋存场所,沿断裂分布有串珠状的Au、Ag、Cu、Pb、Zn等多金属化探组合异常和内生热液矿床[6-8]。矿区内北西西向构造蚀变带发育,它控制着矿化带(脉)及矿体的展布。在成矿过程中,含矿热液沿构造蚀变带及花岗岩裂隙贯入,随着物理、化学条件的改变,有用元素沉淀富集,从而形成金矿床。

4.3 岩体控矿

杏树坪金矿床位于五垛山花岗岩体西南侧,五垛山花岗岩体属地壳重熔型岩浆岩,其中Au、Ag、Cu、Pb、Zn等元素丰度分别为80×10-9~100×10-9、70×10-9~100×10-9、10×10-6~55×10-6、20×10-6~30×10-6、40×10-6~80×10-6,丰度值较高,为区内成矿提供了充分的物质条件及热动力条件,与金矿成矿关系密切。矿区内的花岗岩脉Au、Ag、Cu、Pb、Zn等元素丰度值分别为50.00×10-9~65.35×10-9、47.60×10-9~52.35×10-9、20.15×10-6~42.00×10-6、55.4×10-6~60.4×10-6、25.2×10-6~43.2×10-6,均高出地壳平均丰度数十倍,可直接构成矿体,在成矿期构造叠加部位矿石品位变富。

4.4 富集规律及成矿模式

杏树坪金矿严格受断裂构造控制,金矿体的富集与断裂构造的空间展布形态关系密切,在断裂构造膨大处金矿化较好[9]。沿走向在近北北西向展布地段矿化较好,倾向上由缓变陡处矿化好。另外,在花岗岩体的内接触带附近矿化较好。

通过上述分析,可见杏树坪金矿是以中元古界秦岭群作为矿源层,在地壳内部的岩浆热液在沿着先存断裂上升运移的过程中,与围岩发生接触交代、变质变形,金及其它有用元素在有利部位富集的成矿模式而形成。

5 找矿标志

5.1 间接找矿标志

1)地层标志:中元古界秦岭群雁岭沟组金丰度值偏高,金源丰富,是区内金矿床和金矿点主要赋存层位。

2)岩浆标志:华里西期五垛山花岗岩的金丰度值均很高。其内外接触带及岩体内金矿化分布广泛,应视为找金的主要地质体。

3)构造标志:北西向韧性剪切带是区内主要的赋金断裂构造。北东向、近南北向断裂构造也有金矿化产出。特别是具有长期多次活动的韧性挤压片理带、脆性碎裂岩带及角砾岩带,可视为找金的重要标志。

5.2 直接找矿标志

1)矿物组合标志:石英脉是金矿化的主要赋存地质体,尤以富含黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿、菱铁矿等多种金属矿物及自然金、银金矿的石英脉或以富含黄铁矿、黄铜矿为主要特征的石英脉,是区内寻找石英脉型金矿最重要的直接标志。

2)蚀变标志:硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化为碎裂蚀变岩型金矿及石英脉型金矿的主要围岩蚀变,特别是有石英细脉的构造—热液蚀变带,—般均有金矿化存在。

6 结 论

结合矿区地质特征,通过对矿体特征、矿物矿石组分、矿石结构构造、矿石类型、矿床成因研究分析认为:杏树坪金矿以中元古界秦岭群作为矿源层,随地壳内部的岩浆热液在沿着先存断裂上升运移的过程中,与围岩发生接触交代、变质变形,金及其它有用元素在有利部位富集的成矿模式;严格受断裂构造控制,金矿体的富集与断裂构造的空间展布形态关系密切,沿走向在近北北西向展布地段矿化较好,倾向上由缓变陡处矿化好;并总结在该区具有长期多次活动的韧性挤压片理带、脆性碎裂岩带及角砾岩带、内外接触带及岩体内是寻找金矿的间接找矿标志,富含黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿、菱铁矿等多种金属矿物及自然金、银金矿的石英脉或以富含黄铁矿、黄铜矿为主要特征的石英脉和硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化等围岩蚀变是寻找金矿的直接标志。

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