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黔东南坑头金矿地质特征及矿床成因类型分析*

2021-08-22陈轶平

现代矿业 2021年7期
关键词:变岩造山板岩

陈轶平 吴 龙

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队)

坑头金矿赋矿围岩为巨厚的新元古代浊流沉积的一套浅变质碎屑岩系[1]。区内目前发现的金矿床按矿体产出特征及其与构造的关系,有“石英脉型金矿”与“蚀变岩型金矿”2种类型。石英脉型金矿产于坑头背斜两翼的层间滑脱带内,构造蚀变岩型金矿产于隐伏的逆冲断层中。本研究拟以造山型金矿的观点,研究坑头金矿的矿床地质特征,分析其成因。

1 原有研究

坑头金矿位于湘黔金矿区西部。大地构造位置处于江南造山带南西段[2],见图1。

Groves等[3-4]正式定义造山型金矿以来,普遍认为造山型金矿形成于增生地体中,但陈衍景指出该类金矿在大陆碰撞造山带也有发育[5]。事实证明,在陆—陆碰撞造山带如三江哀牢山复合造带、秦岭造山带、青藏高原等都发育有大量造山型金矿床。

研究区所处雪峰隆起是否属于造山带目前存在争议。对于雪峰山的构造性质目前存在2种观点:一种观点认为是推覆构造带[6-8];另一种观点认为是造山带[9-11]。该造山带的形成时代有新元古代[12]、加里东 期[8,13-14]、以 及 加 里 东 期 与 中 生 代 的 构 造 叠加[9,15-19]等多种观点。另外,在早古生代扬子与华夏地块间有无大洋,其拼合是板块碰撞造山还是陆内碰撞造山也存在争议,主要有2种观点:一种观点认为,先期在扬子板块与华夏板块之间存在大洋,雪峰隆起是板块碰撞造山拼合[12,20-24]。另一种观点认为,先期扬子板块与华夏板块间不存在大洋分离,只是陆内2个地块相互作用的陆内造山构造。

虽然关于雪峰隆起在很多研究方面还存在争议,但是,雪峰隆起属江南造山带的观点已被多数人接受。

2 矿区地质

坑头金矿位于黔东天柱县北东部,自清朝已有采金历史,大规模正式开采始于上世纪90年代。长期以来,地质勘查及开采的对象只为层间石英脉型金矿。近年,在深部攻坚找盲的探矿工作中,首次在区内发现了构造蚀变岩型金矿[29]。

研究区仅出露新元古代青白口系下江群清水江组第二段地层,该地层厚度较大,区域一般厚近千米。区内出露不全,未见底与顶,岩性以浅变质的板岩与凝灰岩为主,根据凝灰岩与板岩相对数量的多少、条带状板岩与层纹状板岩的相对多寡,在区内对清水江组第二段由下至上分为3层。

第一层区内地表未出露,在深部钻探工程中可见,以灰黑色层纹状凝灰质板岩、灰色条带状凝灰质板岩为主,夹有少许浅灰绿色凝灰岩。该层以灰黑色层纹状凝灰质板岩的大量出现位显著特征并以此划分第2层与第1层。

第2层以灰色条带状凝灰质板岩为主夹有浅灰绿色凝灰岩,该层以含大量条带状凝灰质板岩为标志,有时中下部夹少许灰黑色层纹状凝灰质板岩,此时不易明确与第1层划分。

第3层以浅灰绿色凝灰岩为主,夹有少许灰色条带状凝灰质板岩。由上至下凝灰岩逐渐减少,条带状凝灰质板岩逐渐增多。以灰色条带状凝灰质板岩的大量出现作为划分第2层与第3层的标志。

清水江组第2层与第1层是区内石英脉型金矿的主要产金层位,而构造蚀变岩型金矿主要产于第1层中,目前尚未在第3层发现金矿体。不论是石英脉型金矿还是新发现的构造蚀变岩型金矿,矿体顶底板均多为凝灰质板岩,少许为凝灰岩。

研究区地表主要发育北东向岳寨断层、近东西向坑头断层与北东向坑头背斜,另有一系列北东向的成矿后期小断层,地表构造格架清晰、简单。地表已发现的断裂构造均是成矿后期构造,破坏矿体连续性。近年在钻孔中新发现了北东向隐伏断层F3。

坑头背斜,轴向北东,两翼大致呈对称形式,其岩层倾角为30~50°,北东端向北东倾伏,北西端向北西倾伏,为一箱状褶邹。核部为清水江组第2段第1层地层。

3 矿床地质特征

研究区存在石英脉型金矿与蚀变岩型金矿2种类型。都以自然金的形式产出,少许以颗粒金形式赋存于毒砂中。

石英脉型金矿矿体赋存于坑头背斜两翼的层间滑脱带内,脉体形态规则,脉壁舒缓波状起伏,沿走向或倾向延伸都比较稳定。有分支复合与尖灭再现情况。脉体呈似层状、扁豆状、条带状产出。脉宽为0.1~2 m,走向延伸100~850 m。

构造蚀变岩型金矿赋存于北东向隐伏断层F3内。断层带内的强硅化碎裂岩与石英岩是主要的赋矿岩石,带内的石英脉不含矿,且无矿化。蚀变比较简单,以硅化为主,毒砂化及黄铁矿化亦较普遍,碳酸盐化及绿泥石化次之。矿石结构呈多边形粒状,以中—细粒为主自然金嵌布在蚀变岩中,少数嵌布在褐铁矿与毒砂等载金矿物中。矿石构造主要为角砾状、条带状,碎裂角砾状,块状。

矿床整体特征呈现出,F3为既是区内的导矿断裂,也是区内的含矿断裂,在该断层活动过程中形成了牵引褶皱,即坑头背斜。富矿流体沿断层运移,金元素大量在断层中沉淀富集成矿,少许进入断层相关褶皱中的滑脱带内。

4 矿床成因

Kerrich、陈衍景等对造山型金矿的特征作了系统的总结,提出造山型金矿能够作为区别于其他类型金矿床的标志性特征[4-5]:①矿床形成于碰撞型造山带的断裂构造附近;②产于绿片岩相变质地体中;③成矿流体具有富CO2、低盐度的特点;④蚀变矿物组合以石英、碳酸盐、云母、(士钠长石)、绿泥石和黄铁矿(士白钨矿和电气石)为主;⑤成矿作用发生在造山峰期变质之后。

本研究将与造山型金矿的典型特征作对比,以论述坑头金矿是否可归属于造山型金矿。

4.1 赋矿围岩变质相

黔东南地区广泛出露新元古代低绿片岩相浅变质陆源碎屑岩。研究区含矿地层为青白口系下江群清水江组第二段的一套浅变质岩,岩性以凝灰质板岩、凝灰岩为主,夹有少量的变余砂岩,为低绿片岩岩相,是低级区域变质作用的产物。原岩是火山—沉积岩,是在Rodinio超大陆裂解的构造背景下沉积的了一套裂谷盆地充填序列[30]。

原岩结构及沉积构造保存较好,以变余、变晶结构为主,平行层理、斜交层理等清晰可辨。新生变质矿物较少,主要有绿泥石、绢云母、电气石及重结晶的细粒石英等,多为鳞片状,具定向排列,原岩中长石聚片双晶明显,表明岩石的变质改造程度较轻,属低绿片岩相(图2)。

4.2 成矿时间为造山作用晚期

古生代末扬子、华夏地块碰撞,发生广西运动,区域上发育碰撞型花岗岩体,赣南、桂北该类型岩体较多,同位素年龄为415~512 Ma[31]。2006年,朱笑青等对区内石英钟流体包裹体采用Rb-Sr等时线法,测得成矿年龄为430±44 Ma[32]。显示区内金矿形成时间为广西运动中晚期,即成矿期略滞后于造山运动的变质作用。

4.3 构造控矿

目前针对F3断裂中的构造蚀变岩型金矿,区内施工了3个钻孔(ZK1、ZK2、ZK4),均成功揭露了F3断裂及其控制的构造蚀变岩型金矿。ZK1、ZK4沿断层走向方向施工于坑头背斜轴部附近,ZK2沿断层倾向方向施工于坑头背斜南东翼。3个钻孔揭露的蚀变带厚度稳定,带内均有矿化显示,部分矿化地段可达工业品位。分析结果显示出矿化连续性较差,品位变化大,低品位或达矿化样品占绝大多数,但破碎带内蚀变体中的蚀变如毒砂化、黄铁矿化及硅化连续性较好,极可能为取样分析测试中的“块金效应”所造成。

F3断裂在地表未发现明显露头,为隐伏断层,走向北东,倾角约40°。研究区内蚀变岩型金矿受控于F3断裂,矿体呈似层状产于破碎带内,矿体产状与控矿断裂破碎带基本一致(图3)。控矿断裂F3属逆冲断层,具脆韧性特征,见有大量动力变质作用形成的碎裂岩分布于断裂破碎带内,岩石明显硅化蚀变,沿岩石裂隙或角砾孔隙充填硅化石英脉。岩石变形以脆—脆韧性变形变质为主,见微小S—C构造(图3(c))。F3在区内表现为造山作用浅层带内的脆—韧性逆冲断层,在清水江组第1层第2次岩性变化界面上,断层倾角发生改变,在断坡端点处附近开始传播褶皱,形成坑头背斜。由深到浅,随着构造应力逐渐减弱,断层传播形成的褶皱规模逐渐变小,至地表前部,断层尖灭,同时褶皱也随之消失。在平面上表现为断层及褶皱沿北东方向同时尖灭。导矿断裂与容矿褶皱表现为加里东期褶皱、断裂配套系统。该断裂规模不大,在深部有与之特征一致的断裂出现(图4),表现出叠瓦状构造,在更深部位可能存在一规模巨大的底板逆冲断层,不管是控矿断裂的级序,还是矿体产出部位,都与碰撞造山型金矿的层控矿床类似。

4.4 蚀变矿物

受F3控制的构造蚀变岩型金矿,是区内目前已发现的规模最大的蚀变岩型金矿。其蚀变矿物组合以石英、铁白云石、绢云母、绿泥石、黄铁矿、电气石、钠长石等为主。与造山型金矿绿片岩相区域典型蚀变矿物共生组合一致。

4.5 元素组合特征

研究区内清水江组富含凝灰质,具有较高的Au异常。岩矿石中As、Sb、W元素在研究区内具有较高的背景值,相对地壳明显富集;Cu、Pb、Zn的浓度(克拉克值)不高 。这与陈衍景所述造山型金矿的地球化学特征类似。

5 讨论与结论

综上所述,黔东南坑头金矿应归属于造山型金矿,成矿环境为造山型金矿地壳连续成矿加里东期形成的模式的浅层带、低绿片岩相区域。研究区找矿工作中可借鉴国内外其他造山型金矿的找矿方法及经验;将本区金矿基本定位于造山型金矿床地壳连续模式中的浅成带、低绿片岩相区域内,属叠瓦状逆冲推覆构造控矿,预示着深部可能有更大的找矿前景。因此,在攻深找盲时可根据叠瓦状构造构造性质、成矿元素组合、矿化蚀变及成矿温度的变化等开展综合研究,以指导金矿勘查工作。

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