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小秦岭金矿田Q9325、Q141、Q127号矿脉地质特征及深部找矿前景分析

2015-12-17文月贵王和平张欢欢杨翔宇肖志豪倪荣辉刘晓龙

西部探矿工程 2015年1期
关键词:含金矿脉秦岭

文月贵,王和平,张欢欢,杨翔宇,肖志豪,倪荣辉,刘晓龙

(陕西省地质矿产勘查开发局第六地质队,陕西西安710611)

小秦岭金矿田Q9325、Q141、Q127号矿脉地质特征及深部找矿前景分析

文月贵*,王和平,张欢欢,杨翔宇,肖志豪,倪荣辉,刘晓龙

(陕西省地质矿产勘查开发局第六地质队,陕西西安710611)

通过对小秦岭金矿田Q9325、Q141、Q127号矿脉地质特征、矿体特征及控矿因素分析,并与区域已知矿床矿体成矿条件、空间展布特征及其深部赋存特征、下延深度的对比研究,总结出三矿脉位于有利于成矿构造部位和矿化富集区段,结合矿脉深部具有良好的物理激电异常显示,推断三矿脉深部找矿前景好。

小秦岭;矿脉;地质特征;前景分析

“陕西小秦岭金矿田Q9325、Q141、Q127号矿脉深部勘(普)查”是由省地勘基金在陕西小秦岭金矿田深部及外围整装勘查区投资的金矿勘查项目,通过该项目的实施,系统研究和总结了工作区成矿地质背景、控矿构造、石英脉、矿体及矿物组合、金的赋存状态、围岩蚀变,并对其赋矿特征和深部找矿前景进行了分析。

1 区域成矿地质背景

陕西小秦岭金矿田位于华北地台南缘,豫西断隆之太华台拱上,其北为汾渭断陷,南邻金堆城台凹。

地层区划属华北区豫西分区,出露地层主要为太古界太华群(ArTh)深变质片麻岩系。其北部第四系大面积分布,南部为中元古界长城系高山河群(Chg)碎屑沉积,超覆于太华群之上(图1)。区内太华群由老至新是:大月坪组(Arthd)、板石山组(Arthb)、洞沟组(Arthdg)、三关庙组(Arths)及秦仓沟组(Arthq),总厚度大于10000m。岩石主要为黑云(角闪)斜长片麻岩、斜长角闪岩、石英岩及大理岩等。岩石混合岩化较普遍,以大月坪组最强烈,洞沟组次之。所见混合岩主要为条痕(纹)状混合岩、次为阴影混合岩及均质混合岩等。

区域构造较为复杂,以近东西向褶皱和南、北2条区域性断裂组成其基本构造格架。由太古界太华群地层组成的大月坪—金罗斑复式背斜横贯全区,呈近东西向展布,两翼不对称,北翼缓(倾角30°~40°)、南冀陡(倾角55°~85°),且局部倒转。由于多期次构造运动影响,使褶皱形态复杂化。区域断裂为山前太要断裂(F1)和山后巡马道断裂(F2),均为近东西向的复合断裂,具生成早、多期活动等特点。

区内岩浆活动频繁,出露的岩浆岩以酸性为主,中基性及碱性次之,常见的有花岗岩、花岗伟晶岩、辉绿岩、辉绿玢岩、正长斑岩以及云斜煌斑岩等。区内对成矿有重要作用的燕山期酸性岩体有文峪、华山岩体。

区域上已发现的金属矿产有金矿、铁矿;非金属矿产有蛭石、大理石、石墨等。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区位于小秦岭金矿田善车峪金矿区西沟一带,出露地层为太华群洞沟组下段第二岩性层(Arthdg1-2)至洞沟组上段第二岩性层(Arthdg2-2),岩层出露连续。矿区地层岩石主要为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及二者的过渡类型。常见岩石有黑云(角闪)斜长片麻岩、斜长角闪岩及片麻岩经混合岩化作用后形成的各类混合岩(图2)。

2.2 岩浆岩

矿区岩浆岩主要为花岗伟晶岩脉和辉绿岩脉。其中花岗伟晶岩脉有十余条,最大的花岗伟晶岩脉位于勘查区的西北部,呈M状展布,南北长360m,东西宽50~120m;辉绿岩脉有7条,长介于30~220m,一般宽0.8~1.5m,多呈东西向和北东向展布,倾角较陡,近直立。以脉岩和含金构造带的穿插关系确定其生成顺序是辉绿岩→花岗伟晶岩→含金构造带。

2.3 构造

矿区位于大月坪—金罗斑复背斜转折端偏南部位,地层总体向南倾斜,片麻理产状为210°~230°∠45°~65°,局部地段倾角较陡。矿区东北部发育有次级向斜和背斜,其轴线走向北西西,轴长200m左右。矿区断裂构造较为发育,且主要为控脉(矿)断裂构造,展布方向以(近)东西为主,其次为北东向和北西西向。区内具规模且矿化较好的控(矿)脉构造带有Q9325、Q141及Q127号等(图2)。

3 矿床地质

3.1 控脉(矿)构造带及石英脉特征

在南北向挤压应力场作用下形成大月坪—金罗斑复式背斜的过程中相伴产生与背斜轴线平行的一组东西向含金构造带和一组北东向与北西向共轭的含金构造带,分别为压性和扭性,后经构造多期多阶段改造,多具压扭性,局部具有张性。本次介绍的3条不同走向的矿脉就是这同一应力场作用下的产物。

3.1.1 Q9325号矿脉

该矿脉位于善车峪西沟之小南沟—槐树沟间。地表出露长度460m,连续性好,厚度变化于0.35~1.89m,平均0.90m。含金构造带由构造岩夹石英脉组成,带内见2个石英脉透镜体,呈尖灭再现分布。构造带厚度自上而下总体呈现变厚的趋势,已控制最大垂深428m,最大斜深522m。

构造带沿走向、倾向具舒缓波状,经统计构造带不同部位产状变化介于175°~220°∠47°~65°,平均210°∠55°。根据其应力方向、构造岩片理与主构造面夹角、构造岩岩性特征和构造带顶底板擦痕、阶步等分析,含金构造带经历了压性—扭性—压扭性的变化过程。

经揭露,地表见2个石英脉透镜体,尖灭再现分布,2个石英脉长度分别为222m和86m,厚度变化于0.28~1.85m,平均0.80m,地表含脉率为67%。2个石英脉透镜体在深部连为一体,总体规模变大。石英脉具黄铁矿化、方铅矿化为主的多金属矿化。石英脉产状与构造带一致,并严格受其控制。

3.1.2 Q141号矿脉

该矿脉位于善车峪西沟之槐树沟内。地表出露长度920m,厚度变化于0.56~2.94m,平均厚度1.50m。含金构造带由构造岩夹石英脉组成,带内见2个石英脉透镜体,呈断续分布。构造带厚度自上而下总体呈现厚—薄—厚的变化趋势,已控制最大垂深295m,最大斜深326m。

构造带沿走向、倾向亦具舒缓波状,经统计构造带不同部位产状变化介于290°~320°∠46°~86°,平均300°∠65°。根据其力学性质分析构造带经历了扭性—压性—压扭性的变化过程。

经揭露,地表见2个石英脉透镜体,呈断续分布,2个石英脉长度分别为294m和45m,厚度变化于0.56~1.90m,平均1.01m,地表含脉率为37%。向深部①号石英脉渐变为石英细脉,②号石英脉透镜体尖灭。石英脉具多金属硫化物矿化。石英脉产状与构造带一致,并严格受其控制。

3.1.3 Q127号矿脉

该矿脉位于善车峪西沟天马石沟一带。地表西段出露长度310m,构造带厚度变化于0.38~1.64m,平均0.89m。含金构造带由构造岩夹石英脉组成,带内见一个石英脉透镜体。构造带厚度自上而下总体呈现变厚的趋势,已控制的最大垂深302m,最大斜深539m。

构造带沿走向、倾向具舒缓波状,经统计构造带不同部位产状变化介于175°~220°、174°~196°∠45°~56°,平均180°∠50°。含金构造带经历了压性—扭性—压扭性力学性质变化过程。

经揭露,地表见一个石英脉透镜体,石英脉长度141m,厚度变化于0.52~0.65m,平均0.59m,地表含脉率为45%。石英脉具方铅矿化为主的多金属矿化。石英脉产状与构造带一致,并严格受其控制。

3.2 矿体特征

在Q9325、Q141、Q127三条含金构造带内各圈出1个矿体,编号分别为①、②、③。其中①号矿体规模最大,为主矿体。

①号矿体受Q9325号含金构造带控制,矿体只在地表零星出露,为一半隐伏矿体,最大长度288m,厚度0.20~2.00m,平均0.81m。品位变化于(1.01~14.5)× 10-6,平均6.63×10-6。已控制最大垂距227.88m,最大斜距278.19m,矿体仍然连续,且明显向深部延伸的趋势。

②号矿体受Q141号含金构造带控制,位于矿脉的中部。所圈矿体主要由地表槽探和浅部坑探工程控制,最大长度204m,厚度0.8~1.76m,平均1.06m。品位变化于(2.49~14.01)×10-6,平均7.54×10-6。已控制矿体最大垂距115.92m,最大斜距127.90m。

③号矿体受Q127号含金构造带控制,位于矿脉的中部,所圈矿体主要由地表槽探和浅部坑探工程控制,最大长度111m,厚度0.52~1.02m,平均0.83m。品位变化于(3.25~22.39)×10-6,平均10.53×10-6。已控制矿体最大垂距202.47m,最大斜距286.34m。矿体连续性好,侧伏不明显,从最低沿脉坑道观察,有进一步向深部延伸的趋势。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石物质成分

矿石矿物成分:矿石矿物成分较为复杂,已知矿物有20余种,金属矿物以黄铁矿、方铅矿为主,黄铜矿、闪锌矿、自然金等次之;非金属矿物以石英为主,白云石、绢云母、方解石等次之;次生矿物以白铅矿、褐铁矿、蓝铜矿为主,铅矾、孔雀石、辉铜矿等次之。

矿石中自然金粒度较小,肉眼很难看到,主要载金矿物是黄铁矿、方铅矿、石英、黄铜矿、闪锌矿等。

矿石的主要化学组分为SiO2、MgO、Al2O3;次要化学组分有Zn、Cu、K2O、Pb、Fe、S、Ag、Au等;微量元素有W、Mn、Ni、Cr等。

3.3.2 矿石类型及结构构造

矿石自然类型:依据矿物成分、矿物共生组合及含金性,将矿石分为以下4种类型,即:金黄铁矿脉石英型、金多金属硫化物脉石英型、金构造岩型、金褐铁矿脉石英型。其中第一种矿石类型分布广,含金性好,是主要矿石类型;第二种矿石类型与第一种类型相互叠加分布时形成富矿体;第三种矿石类型分布较少,含金性差,见于一、二类型外侧;第四种矿石类型分布于地表及浅部。

矿石工业类型:根据三矿脉所圈矿体矿物成分、矿物共生组合及含金性等特点确定矿石工业类型为含硫多金属含金原矿石,地表局部见少量氧化矿石,无法单独圈出矿体。

矿石结构构造:矿石结构主要有半自(他)形粒状结构、交叉和网状结构、交代假像结构、残余结构、溶蚀结构、碎裂结构等十余种;矿石构造主要有浸染状构造、微脉状和网脉状构造、块状、团块状构造、条带状构造等。

3.3.3 金的赋存状态

金在矿石中主要呈自然金产于金属硫化物裂隙中,以显微可见金为主。赋存状态有裂隙金、粒间金、包体金3种,以裂隙金为主,含量比82.44%;其次为粒间金,含量比为14.074%;包体金最少,含量比只占3.49%。

3.4 围岩蚀变

围岩蚀变在构造带两侧比较强烈,主要有绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、硅化及黄铁矿化,次为绿帘石化、黑云母化等。由构造带向围岩蚀变逐渐减弱。

绢云母化是分布最广泛的一种蚀变,见于构造带内及近带两侧围岩中,与矿化关系较密切;碳酸盐化是发育较晚的一种蚀变,常呈条带状、透镜状或不规则细脉充填于构造片岩或岩石裂隙中,与矿化关系较密切;绿泥石化分布广泛,蚀变弱,呈细脉状,贯入于带内外岩石裂隙中,生成时间与碳酸岩化相同,与矿化关系不明显;硅化分布广泛,可划分出早晚期硅化,早期硅化石英呈粒状交代围岩中黑云母,并保留其假像,粒状、条柱状石英与黄铁矿相伴生;晚期硅化为石英呈细脉状贯入构造带及围岩中,与矿化关系密切;黄铁矿化蚀变较强,分布于构造带及近构造带围岩中,呈浸染状及细脉状产出,与矿化关系密切。

3.5 矿脉激电异常特征

由测区岩(矿)石所测得电性参数可知:围岩及无矿化的石英脉均表现为高阻或相对高阻(ρ>2100Ω·m)和低极化(η<2.13%)特点,而矿化的石英脉和构造片岩则表现为高极化或相对高极化(η>3.5%)和低阻(ρ<1600Ω·m)的特征。

据上述物性参数对Q9325、Q141、Q127三矿脉进行了激电剖面和激电测深测量,深部均有不同程度的高极化低阻异常显示,其中Q9325号矿脉从地表至地下280m深度有良好的异常显示,后经钻探工程验证与矿体位置较吻合;Q141号矿脉在浅部和深部(地表下260m)两个高极化低阻异常,两异常间有60~100m垂距的无矿间断区,其中浅部异常与上部所圈矿体对应,深部异常可能为盲矿体引起;Q127号矿脉从地表至深部亦具有连续高极化低阻异常显示,最深达地下500m。

矿脉深部物理激电异常的存在更进一步说明了其深部有良好的找矿前景,也为下一步深部探矿工程的布设提供了依据。

4 控矿因素

4.1 地层控矿

从整个小秦岭金矿统计资料分析,其中80%的矿床产于太华群中,充分证明太华群是小秦岭金矿田主要控矿层位。过去找矿主要集中在太华群大月坪组地层内,但从近几年不断在洞沟组中发现新的矿床(Q2820、Q185、Q9325、Q224、Q4114、Q315等),说明洞沟组也是重要的矿床富集地层。

再从整个太华群的含金性分析,其背景值[(0.94~1.36)×10-9,河南地调一队,1996]明显低于地壳克拉克值(3.5×10-9),这种与原岩建造不相称的特点,反映了金在区域变质变形及混合岩化过程中金经活化、转移进行了初步富集的事实,表明太华群不仅仅是控矿地层,而且是成矿物质的提供者之一。

4.2 构造控矿

小秦岭金矿田矿床空间分布是完全受制于区域构造格局的,总体呈东西向成群成带分布。从陕西立峪以东到河南基本以东西向控矿构造为主,位于大月坪背斜北翼者一般北倾(Q01、Q154),核部和南翼者一般南倾(Q8、S60、S505),局部分布有北东向和南北向控矿构造(Q12、Q1161、Q28);立峪以西至华阴控矿构造受背斜转折端控制作用总体呈弧形带状分布,南翼构造呈北西西走向(Q539、Q2212),北翼呈北东东向展布(Q505、Q401、Q8701),西倾末端则以南北向为主(Q207、Q91102、Q315)。而且基本遵循大构造成大矿控矿特点。

4.3 岩浆岩与成矿的关系

从小秦岭含金构造带、金矿床围绕燕山期文峪花岗岩、华山花岗岩分布的特点来看,在燕山期岩体形成的过程中,强大的热流作用下,金进一步活化、迁移和富集对早已形成的含金构造带进行改造和叠加,从而最终形成金矿。金矿床密集区与岩体一般相距2~7km(栾世伟,1992)。

总而言之,地层、构造和岩浆岩3者在小秦岭成矿过程中各自有其主导作用,又紧密相关,区域构造控制了矿床分布范围,区内脆韧性断裂构造提供了储矿空间并控制了矿体的形态和规模;太华群地层提供了主要成矿物质,并在早期区域变质过程中产生的变质热液使金在断裂构造带中进行了初步富集;到燕山期华山、文峪岩体的侵入时产生的岩浆热液对地层中的金元素进一步活化迁移,最终在构造带中富集成矿。

5 矿脉深部找矿前景分析

随着国家“358”找矿突破战略行动的实施,相继在小秦岭金矿田深部及外围找矿亦有了新的突破,如东桐峪的深部盲矿脉(盲1、盲2)、陈耳的Q507、嵩岔峪的Q4114等,深部矿体总体表现为规模大、品位富的特点,这些矿脉深部矿体的存在证实了小秦岭深部具有良好的找矿前景,也为深部探矿工程的投入提供了最有力的地质依据。

首先,从Q9325、Q141、Q127三矿脉所圈矿体来看,沿走向和倾向均未圈边,有进一步深延的趋势,另据小秦岭矿脉中赋存矿体的斜深大致与矿脉长度相等的统计数据(白和,2003)推断,三矿体应还有160~400m下延深度。

再者与南距工作区400m远的Q2820号矿脉(走向东西)所探获矿体从1350m标高至400m标高连续分布,垂距达950m,斜距达千米以上,矿石平均品位均达工业品位以上,与此相比,三矿脉深部仍有较大的找矿潜力。

第三,从三矿脉的激电异常资料分析,3个矿体深部(地下260~500m)均有良好的激电异常显示,也间接地说明已知矿体进一步下延或有盲矿体在深部赋存。

6 结论

Q9325、Q141、Q127三矿脉位于小秦岭金矿田大月坪金罗斑复背斜的转折端偏南翼,地层变形变质强烈,构造展布方向及其与燕山期花岗岩体的空间距离分析,均处于非常有利的成矿环境。通过与邻近已知矿体下延深度对比及矿脉深部有良好物探激电异常显示,推断三矿脉深部仍有较好的找矿前景。

[1]文月贵,等.陕西小秦岭金矿田Q9325、Q141、Q127号矿脉深部普查报告[R].2013.

[2]胡正国,钱壮志,等.小秦岭拆离—变质杂岩核构造与金矿[M].陕西科学技术出版社,1994.

[3]白和.小秦岭Q8号金矿床地质特征及深部资源潜力分析[J].陕西地质,2003,31(1):19-27.

[4]栾世伟,陈尚迪,等.小秦岭地区深部金矿化特征及评价[M].成都科技大学出版社,1991.

P618.51

A

1004-5716(2015)01-0158-05

2014-11-12

2014-11-14

省地勘基金项目资助,项目编号(61201002048)。

文月贵(1971-),男(汉族),陕西临潼人,工程师,现从事矿产勘查工作。

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