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甘肃省徽县成家沟一带金矿矿床地质特征及矿床成因研究

2020-03-01张秦川矫润田

西部资源 2020年4期
关键词:矿床成因找矿标志

张秦川 矫润田

摘要:矿区位于南秦岭早古生代被动陆缘褶皱带北侧,三叠系三渡水组是主要的含矿地层,矿区内断裂构造主要有北西向、北东向、近南北向三组断层,是矿床最重要的控矿因素。岩浆岩主要为花岗闪长岩,为金成矿提供一定的成矿物质。圈出金矿化体4条,金矿化体多呈北西向产出,倾向北东和南西,含矿岩性主要为砂质板岩。地球化学、构造、蚀变等找矿标志明显,具有较好的找矿远景,研究结果为以后的地质勘查提供一定的参考。

关键词:成家溝一带金矿;矿床地质;矿床成因;找矿标志

矿区位于南秦岭早古生代被动陆缘褶皱带北侧,该带地层属扬子地层大区之西秦岭地层区。区内经历了长期而复杂的构造运动,褶皱、断裂极其发育,形成了较为复杂的构造体系,总体构造线呈东西向展布,构造较为复杂,区内断层比较发育,以北西西向为主,规模大,常为不同地层时代的分界线,主要有北西西、北东向、近南北向三组。其中北西西向夏河-岷县-宕昌-两当断裂与成矿关系密切,是良好的赋矿构造,属压性逆断层。区内岩浆活动频繁,岩浆岩发育,主要为印支期基性-酸性侵入岩。矿区位于鹿儿坝-崖湾金锑成矿带,具有较好的找矿前景。

1.地层

矿区内出露岩性较简单由老到新主要为三叠系三渡水组、新近系、第四系。

1.1三叠系三渡水组

该套岩为一套巨厚的浅海相复理式建造,属于典型的地槽型沉积。矿区出露面积最大,约占矿区面积的85%,厚度大于5km。

该地层下部为一套厚度极大的灰色薄-中厚层钙质粉砂岩、钙质板岩夹灰色薄层灰岩和中厚层角砾状灰岩;上部主要为炭质千枚岩夹中粗粒砂岩(局部具有象形印模)和炭质灰岩,最顶部有几米厚的石英砾岩和含灰岩砾石的炭质千枚岩。层厚北侧与二叠系、下-中侏罗纪地层呈断层接触,南侧与上新近系地层呈不整合接触,是主要的含矿地层。

其主要岩性为:浅黄色细晶灰岩、浅黄色硅质板岩、浅灰色泥质板岩、青灰色薄层砂质板岩、浅灰色泥质板岩夹青灰色砂纸板岩组成。

(1)浅黄色细晶灰岩

浅黄色,细晶结构,块状构造,组成岩石矿物成分主要为方解石大于95%,少量泥质小于5%。岩石中少见金属矿物,基本无蚀变,偶见轻微铁染现象。

(2)浅黄色硅质板岩

浅黄色,变晶结构,板状构造,组成岩石矿物成分主要为方解石大于90%,少量泥质小于10%。岩石中少见金属矿物,个别裂隙面由于氧化作用见铁染现象。

(3)浅灰色泥质板岩

浅灰色,变余泥质结构,板状构造,组成岩石矿物成分主要为泥质约占90%,粉砂质约占90%,岩石表面局弱丝绢光泽。偶见黄铁矿晶形零星分布。

(4)青灰色薄层砂质板岩

青灰色砂质结构,板状构造,组成岩石矿物主要为石英、长石、绢云母、绿泥石等组成,矿物排列整体略具定向性,构成板理,部分由于氧化析出铁质分布于板理面上。

(5)浅灰色泥质板岩+青灰色薄层砂质板岩

主要由泥质板岩和砂质板岩组成,其中以砂质板岩为主,泥质板岩和砂质板岩所占比例约为3∶7。

1.2新近系

主要分布于矿区东南角和西南角。下部为红色砂砾岩、砾岩夹红色粉砂质页岩;中部为紫红色粉砂质页岩、粉砂岩夹灰白色石英砂岩;上部为疏松砂砾岩、粉砂质页岩。与三叠系三渡水组地层呈不整合接触。其主要岩性为红色砂砾岩、紫红色粉砂岩、粉砂质砾岩。

(1)红色砂砾岩

红色半固结砂砾状结构。块状构造砾石含量约占20%~30%,次圆状,磨圆度一般,排列方向不甚明显,略有水平排列的趋势;砂约占70%~80%。

(2)紫红色粉砂岩

紫红色粉砂结构,块状构造,成分主要由长石、石英和岩屑组成。

1.3第四系

主要分布于河谷两岸。主要为河床和阶地等堆积。由砾石、漂砾、砂、岩屑、粉砂质粘土组成。

2.构造

矿区位于夏河-岷县-宕昌-两当大断裂的南侧,断裂构造发育,呈北西向、北东向及近南北向展布。断层为压性兼扭性性质,属序次较低的构造。断裂附近岩石破碎程度高,部分呈粉末状,构造角砾岩及断层泥发育。沿断裂带附近地层小褶曲发育,并伴有与其褶曲轴面相平行的小型逆断层,该类构造改变矿体形态,主要表现为矿体局部弯曲变形。

矿区内断裂构造主要有北西向、北东向、近南北向三组断层。北西向断层和北东向断层为主干断裂,南北向构造为次一级破坏性构造,对早期形成的断裂具一定的叠加改造作用。

2.1北东向断层(F1、F4、F5、F6、F7、F8)

主要位于勘查何沟门以北、磨河坝-窑子垭口一带、贾场一带。(F5、F6、F7、F8)断层是经过探槽揭露发现并延走向进行追索的实测断层。走向为60°~80°,主断面倾向北西、南东,倾角在45°~55°,在该组断层通过地段的岩石非常破碎,形成了宽约1m~10m之间不等的断层破碎带,最宽处约40m,破碎带内岩石较为碎裂,发育有碎裂长石石英砂岩、碎裂粉砂质板岩,破碎带内与金矿化关系密切的蚀变有黄铁矿化、赤铁矿化、硅化。该组断层总体上与区域断裂走向一致;(F1、F4)为推测断层,是根据遥感资料和化探资料以及地形综合分析研究确定的断层,有待进一步确定。该组断层为矿区内主要的容矿和控矿构造。

2.2北西向断层(F2)

主要位于矿区河沟门-董家山-黑沟里一带。该组断层是根据遥感资料和化探资料以及地形综合分析研究确定的断层,有待进一步工作确定。推测该组断层为矿区内次一级的容矿和控矿构造。

2.3南北向断层(F3)

主要位于勘查剡家关-磨河坝一带。该组断层是根据遥感资料和化探资料以及地形综合分析研究确定的断层,有待进一步工作确定。该组断层为次一级破坏性构造,对早期形成的断裂具一定的叠加改造作用。

3.岩浆岩

矿区内侵入岩不发育,但在矿区的北面有发育大面积中生代侵入的花岗闪长岩。花岗闪长岩呈东西向延伸,呈岩基产出。大致沿西汉水群组成之复背斜轴部侵入,其岩体南侧有一组平行的大断裂通过。岩体与围岩接触面产状向北倾斜,与围岩基本一致,倾角50°左右,围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、绢云母化,砂岩已变成角岩,灰岩变成结晶灰岩或大理岩。岩体中的暗色异离体较为发育,大小不等,形状不一,椭圆、团块及三角形均有,最大为1.5×0.5m,这些岩浆岩的侵入对金成矿起着重要作用,它能够提供热源,使金元素活化、迁移再富集,而且为金成矿提供一定的成矿物质,所以岩浆岩侵入是该区金成矿的必需条件。

4.土壤地球化学特征

1∶1万土壤测量圈定以Au、As、Sb为主的组合异常5处,分别为AP-1、AP-2、AP-3、AP-4、AP-5,异常重现性较好;其中AP-3组合异常Au、As、Sb元素套合较好,Au异常以Au-4为主,峰值达640.0×10-9,异常规模大,浓度分带具内、中、外分带特征;As异常以As-5为主,峰值达1678.86×10-6,异常规模相对较大,浓度分带具内、中、外分带特征;Sb异常以Sb-2、Sb-4为主,峰值达1402.93×10-6,异常规模相对较大,浓度分带具内、中、外分带特征;组合异常Au、As、Sb元素套合好,具有寻找金矿的良好前景。

5.矿(化)体特征

通过地表槽探初步对1∶1万土壤异常进行揭露,圈出金矿化体4条,金矿体严格受断裂构造控制尤其最要。金矿化体多呈北西向产出,倾向北东和南西,含矿岩性主要为砂质板岩。地表具褐铁矿化、弱硅化、黄铁矿化等,厚度为2.00m~5.00m,矿化体品位一般为0.11~1.55×10-6。

Au1矿化体由TC1101、TC1102槽探工程控制,视厚度为5.00m,Au品位一般为0.16~1.55×10- 6,平均品位为0.51×10- 6,矿体呈北西向展布,形态呈似层状,产状为170°∠67°,矿体较陡。赋矿岩性为构造破碎带,主要由泥质板岩和砂质板岩的角砾组成,氧化程度较好,上盘为泥质板岩,下盘为砂质板岩,硅化不均匀,矿体蚀变较强烈,主要黄铁矿化、褐铁矿化、高岭土化、方解石化等。

Au2矿化体由TC1101槽探工程控制,视厚度为4.00m,Au品位一般为0.10~0.12×10-6,平均品位0.11×10-6,矿化体呈北西向展布,形态呈似层状,产状为340°∠80°,矿化体较陡倾。含矿岩性为碎裂的砂质板岩,氧化程度较好,上下盘均为砂质板岩,总体硅化不均匀,矿化体蚀变较强烈,主要褐铁矿化、黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等。

Au3矿化体由TC1101、TC803槽探工程控制,视厚度为3.00m,Au品位一般为0.11~0.57×10-6,平均品位0.28×10-6,矿化体呈北西向展布,形态呈似层状,产状为340°∠55°,矿化体较缓。含矿岩性为碎裂的砂质板岩夹粉砂板岩,氧化程度较好,上下盘均为砂质板岩,总体硅化不均匀,矿化体蚀变较强烈,主要褐铁矿化、黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等。

Au4矿化体由TC804槽探工程控制,视厚度为5.00m,Au品位一般为0.11~0.48×10-6,平均品位0.23×10-6,矿化体近东西向展布,形态呈似层状,产状为350°∠50°,矿化体较缓倾。含矿岩性为碎裂的砂质板岩,氧化程度较好,上盘为砂质板岩,下盘为灰岩,总体硅化不均匀,矿化体蚀变较强烈,主要褐铁矿化、黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等。

6.礦石质量

6.1矿石矿物成分

矿体地表氧化带所见金属矿物为褐铁矿、黄铁矿等,脉石矿物为方解石、石英、绢云母、绿泥石、高岭土等。

6.2矿石结构、构造

矿体中常见的矿石结构有鳞片粒状变晶结构、砂状结构、变余泥质结构等。矿石构造主要为角砾状构造、碎裂状和角砾状构造、网脉浸染状构造等。

6.3围岩蚀变

位于砂质板岩中的破碎蚀变带是矿区蚀变最发育的部位,断裂构造内,断裂构造两侧往往蚀变发育,蚀变的发育程度取决于构造的规模、性质及岩石的破碎程度。围岩蚀变有褐铁矿化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、高岭土化、绢云母化等,其中褐铁矿化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化与金矿化关系较为密切,几种蚀变迭加地段金矿化较好。褐铁矿化:出现在断层破碎带及两侧的蚀变带中,地表及近地表最发育,为黄铁矿的次生氧化作用的产物。黄铁矿化:出现在断层破碎带及两侧的蚀变带中,多呈细脉或浸染状沿围岩节理裂隙而分布,少部分则形成团块状集合体,近地表氧化成褐铁矿而使原岩颜色变成黄褐色。硅化:主要出现在断层破碎带中的蚀变作用,表现为破碎带、围岩中硅质的增高即面状硅化以及形成于成矿后期的乳白色石英细脉,宽约1mm~2mm。绢云母化:发育在破碎蚀变带中,鳞片状,原岩中长石类矿物被绢云母代替。

6.4矿体夹石

矿体中夹石一般较薄,岩性主要为泥质板岩、砂质板岩组成,与矿体赋矿岩性基本相同,由于遭受构造的破坏,界线不是很明显,需要借助分析化验才能确定界线。

7.矿床成因及找矿标志

7.1矿床成因

本区成矿物质主要来源于三叠系三渡水组碎屑岩地层,通过对土壤测量化验结果统计,间接显示了地层峰度高于其他地层,是西秦岭地区找金重要层位之一。该地层主要岩性为粉砂岩、灰岩、板岩等,这些碎屑岩相对孔隙度较大、渗透性强、性脆,在构造作用下易形成容矿空间,具有寻找金矿的良好前景。

构造是本矿床最重要的控矿因素,构造活动不仅为本区金的活化富集提供了运输通道和富集空间,而且在其有利部位富集成矿。

7.2找矿标志

(1)地球化学标志:该区地表多为土壤覆盖,基岩出露较少,判断矿(化)体的存在只能依据土壤元素异常的强弱分析,一般最直接的指示元素为Au、As、Sb。区内异常与已知矿体相对应,异常是找矿的直接标志之一。

(2)构造标志:断裂破碎带是本区明显的找矿标志,目前已发现的矿(化)体均与断裂破碎带有关,都发育在10°左右走向的断裂中,矿(化)体严格受断裂破碎带的控制。

(3)蚀变标志:已发现的矿(化)体均具褐铁矿化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化,所以蚀变也是直接找矿标志之一。

参考文献:

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