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陕西省宁强县龙岗坝金矿地质特征、控矿因素及找矿潜力分析

2019-02-25郑江江马国华张则孟

世界有色金属 2019年24期
关键词:含金金矿石英

郑江江,任 涛,马国华,和 威,张则孟

(1.咸阳西北有色七一二总队有限公司,陕西 咸阳 712000;2.中国冶金地质总局西北局六队,陕西 汉中 723000)

1 区域地质背景

龙岗坝地区位于扬子板块的西北边缘,其地质构造单元属松潘—甘孜褶皱系摩天岭褶皱带东南段,勉略宁“金三角”的西南部,阳(平关)—勉(县)—广坪大断裂北侧[1]。该区域上处于仓社向斜东南翼,托河-林家沟韧性剪切带之(金)铜成矿带东段,即区域内的主要控矿构造(图1)。该区构造复杂,断裂构造发育,岩浆活动频繁,热液活动强烈,围岩蚀变强烈,是多种构造体系长期相互作用的结果。区域内主要矿产有金、铜、铅、锌、重晶石等,已发现金矿床4处(旧房梁金矿、金厂沟金矿、小燕子沟金矿、火峰垭金矿);铜矿床2处(大茅坪铜矿、苍社铜矿梁铜矿)(图1),其中金矿床、金矿化点多分布在(Pt2-3bk22-2)地层中,而铜、铅、锌多金属矿产分布在(Pt2-3bk22-3)地层中[2]。

2 工作区地质特征

2.1 地层

出露在区域内的地层主要是中上元古界碧口群二亚群二岩组二岩段(Pt2-3bk22-2)、三岩段(Pt2-3bk22-3),为一套浅海相火山喷发沉积建造,在区域内两个岩段为Cu、Au富集层位。二岩段(Pt2-3bk22-2)地层主要岩性为细碧质凝灰岩、凝灰质片岩、细碧岩,局部含铜;三岩段(Ptbk2-3)2-32主要岩性为斜长角闪片岩、绢云绿泥片岩、凝灰岩,夹磁铁石英岩。

图1 陕西青木川—苍社地区地质简图(据廖时理[3]修改)

2.2 构造

2.2.1 褶皱构造

褶皱构造主要为苍社向斜:位于工作区北部苍社一带(图2),呈北东—南西向展布,核部由(Pt2-3bk22-3)中酸性凝灰岩、凝灰质粉砂岩夹基性火山岩组成,轴面倾向北西,倾角60°~70°。两翼地层均为二岩段(Pt2-3bk22-2)细碧质凝灰岩、凝灰质片岩、细碧岩等。

2.2.2 断裂构造

图2 陕西省宁强县龙岗坝地区地质图

工作区处在多条韧性剪切带内,主要韧性剪切带为托河-林家沟逆冲型韧性剪切带、王家山-龙岗坝压扭性韧性剪切带、燕家梁上-苟家阴坡压扭性韧性剪切带(图2)。韧性剪切带是区内主要的构造表现形式,分布的范围较广、规模大,其主要表现形式为,强烈的塑性流动变形与糜棱岩化变形特征,并形成片理化糜棱岩带,产状倾向318°~352°,倾角60°~78°。韧性剪切带中的原生层理已被构造所取代,形成各种面理,特别是糜棱化细碧岩中的面理最为发育。岩石的不同程度均表现出韧性剪切变形过程中变质分异所形成的条带状构造特征。同时也经历了多期构造变形,即早期韧性剪切变形和晚期脆性变形。前者表现为透流劈理,控制了石英脉的走向,后者则使成矿热液的热液活动沿带内弱应力区增强,形成含金石英脉[4]。初步认为韧性剪切带是成矿热液运移的通道,对金矿体的形成起着控制作用。

2.3 侵入岩

工作区内侵入岩发育较强,主要为花岗斑岩脉,少量石英闪长岩,其中花岗斑岩脉呈北西向展布,倾向200°~220°,倾角50°~65°,一般宽0.5m~5.0m,延伸长0.5km~2.0km。石英闪长岩分布在工作区西南角园潭子一带,出露面积0.35km2,呈椭圆状北东向展布。

侵入岩与成矿关系密切,在金矿体附近可见花岗斑岩脉发育,花岗斑岩脉为本区金成矿提供了导矿热液、深部矿源,对金成矿具有重要的控制作用。

2.4 变质作用

工作区内的地层经历了区域变质,经历多期的构造变化改造,并且对热液蚀变产生作用,其变质的程度较低,属于低绿片岩相。变质后的矿物组合为黑云母、绿帘石、钠长石以及绢云母等。该区域内的岩石,多为变余结构,鳞片状变质构造、板状构造和条状构造。

2.5 地球化学特征

通过1/1万土壤地球化学测量,在工作区圈定四个较为明显的金异常,即北部和中部与(Pt2-3bk22-2)地层中细碧岩内含金石英脉有关的二、三级金异常;东部与王家山~罗家垭韧性剪切带内含金石英脉有关的三级金异常;西部与(Pt2-3bk22-2)地层中细碧岩内压张性裂隙石英脉中有关的二、三级金异常。在这四个异常中都形成各自明显的浓集中心。其中北部的金异常主要围绕细碧岩呈东西向分布,受区内张性构造裂隙控制,含金石英脉主要分布在东西向、北东向断裂和裂隙中,异常源主要为细碧岩中的含金石英脉,异常强度高,规模大,浓集中心明显,浓集中心金含量大于100×10-9;东部(Pt2-3bk22-3)地层中形成了局部三级金异常,异常源主要为含金石英脉,以含金石英脉形成了Au的浓集中心,含金量几十至100×10-9;西部(Pt2-3bk22-2)地层中形成了二级金异常,异常源主要为细碧岩中含金石英脉,含金量十几至几十×10-9。整个南部异常规模不大,强度为中等,呈断续分布。

异常检查评价认为金异常强度100×10-9以上的异常均具有金矿化显示,规模较小的强金异常与区内矿化石英脉相对应,对寻找小而富的金矿体有重要指示意义;金异常(矿化)主要与含金石英脉和韧性剪切带有关;金矿体的异常元素组合为Au、Ag、Cu、Hg、Mo。

3 金矿(化)体地质特征

3.1 矿(化)体地质特征

工作区目前地质工作程度较低,矿体由地表槽探工程控制,无深部工程控制。工作区金矿体分布在2个矿段:自东向西为罗家垭矿段、马家沟矿段,其中在罗家垭矿段发现AuⅠ矿体,马家沟矿段发现AuⅡ、AuⅢ、AuⅣ矿体。

3.1.1 罗家垭矿段

罗家垭AuⅠ矿体位于中上元古界碧口群二亚群二岩组三岩段(Pt2-3bk22-3)中,产出于燕家梁上-苟家阴坡压扭性韧性剪切带中强变形片理化带内,分布在SK1金矿化带中,主要由强片理化带+含金石英脉组成,含矿岩石主要为石英脉,围岩含矿性差。矿体受到构造带变化后的挤压控制,并产生断裂现象,断裂带的波状变化反映出矿体的走向,该区域内矿体的走向为倾向延伸上膨大狭缩、分支复合及尖灭再现等。在构造的交汇处与转弯处形成交汇,该交汇点处于密集裂隙带中,在裂隙处注入石英脉填充,并形成了厚度较大的矿体。

AuⅠ矿体长度约90m,走向为北东向,倾向115°~135°,倾角60°~85°。矿体形态呈透镜体状、脉状,单工程矿体厚度0.50m~0.80m,矿体平均厚度0.63m;单工程平均品位1.28g/t~2.49g/t,矿体平均品位1.56g/t。

3.1.2 马家沟矿段

马家沟矿段金矿体位于中上元古界碧口群二亚群二岩组二岩段(Pt2-3bk22-2)中,产出于糜棱岩化细碧岩内,矿体受北东向压扭性断裂控制,斜切地层产出,主要由蚀变破碎细碧岩、含金石英脉组成。矿化带内裂隙发育强,在构造裂隙内充填发育含金石英细脉,每米3条~5条,石英脉宽1cm~5cm,最宽约10cm,脉体膨大狭缩、波状起伏,在脉体与围岩接触面及脉体裂隙孔洞内发育黑褐色铁锰质物质。脉体两侧围岩发育较强硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、碳酸盐化、褐铁矿化等。

按产出形态含金石英脉又可分为单脉、复脉及网脉,它们可单独存在也可相伴而生。一般单脉在尖灭处可分叉形成网脉,单脉常构成带,当两脉相近时也出现网脉或节理脉使其相连。由于构造的影响,单脉常有断续、顺层及穿层等现象发生,复脉由主脉及旁侧小脉构成,它们可局部相连,主脉与旁侧小脉相连呈树枝状,为充填或交代充填的产物。

AuⅡ矿体长度约80m,走向为北东向,倾向110°~125°,倾角60°~70°。矿体形态呈透镜体状、脉状,单工程矿体厚度0.45m~0.82m,矿体平均厚度0.52m;单工程平均品位1.0g/t~1.51g/t,矿体平均品位1.22g/t。

AuⅢ矿体长度约100m,走向为北东向,倾向115°~128°,倾角70°~85°。矿体形态呈透镜体状、脉状,单工程矿体厚度0.35m~1.82m,矿体平均厚度0.62m;单工程平均品位1.0g/t~1.82g/t,矿体平均品位1.35g/t。

AuⅣ矿体长度约80m,走向为北东向,倾向113°~135°,倾角75°~85°。矿体形态呈透镜体状、脉状,单工程矿体厚度0.26m~1.26m,矿体平均厚度0.56m;单工程平均品位1.0g/t~2.10g/t,矿体平均品位1.38g/t。

3.2 矿石质量特征

金矿矿石矿物主要为黄铁矿,其次为褐铁矿,少量方铅矿、黄铜矿、镜铁矿、磁铁矿。贵金属矿物是自然金。脉石矿物主要有钠长石、白云石、石英、绢云母、白云母、少量磷灰石、碧玺等。矿石结构包括自形式、半自型粒状结构、裂隙充填结构和包裹体结构。矿石构造主要由微脉浸染构造和角砾构造组成。

根据矿石产出特征,可分为石英脉型金矿和细碧岩型金矿,石英脉型金矿是矿区主要的矿石类型。自然金直接存在于石英脉中。矿石工业类型为石英脉型金矿,主要含矿岩石为石英脉和黄铁矿脉。矿石的自然类型主要是原生矿石,氧化矿的数量很少。

3.3 围岩蚀变特征

该工作区内的围岩的蚀变有黄铁矿化、褐铁矿、绢云化、绿帘石化、硅化、钠长石化、绿泥石化以及碳酸盐化等中低温热液蚀变。金矿化要与黄铁矿化、硅化、褐铁矿化以及绢云母关系较为密切。硅质脉、多金属硫化物石英脉和方解石脉越发育,伴生的热液蚀变越复杂、强烈,金矿化效果越好。

4 控矿因素

综合旧房梁、金厂沟、火峰垭金矿床研究成果[2,3],分析类比认为本区金矿的形成受地层、岩性和构造多重因素控制,成因类型属海相火山沉积—后期构造热液型金矿床。

4.1 地层、岩性因素

在工作区分布的金化探异常、金矿(化)体均赋存于碧口群二亚群二岩组二岩段(Pt2-3bk22-2)、三岩段(Pt2-3bk22-3)层位间,该层位为本区金矿形成提供物质来源,是该区重要的矿源层和含金母岩。含矿岩石及围岩多为糜棱岩。工作区内发现的石英脉型金矿与糜棱岩关系密切。石英脉型金矿主要产自糜棱岩,在空间分布上受糜棱岩的严格控制。

4.2 构造因素

工作区内的矿体形成与韧性剪切变形产生密切的联系,并且韧性剪切变形对矿体结构的形成与分布起到了主导控制作用,金元素的富集与金矿体的分布与韧性剪切构造密切相关,为本区域内重要的含矿构造[5],主要表现在:

(1)韧性剪切带形成过程中的强应力不仅促进了地壳中金矿的活化,而且由于其高渗透介质条件,形成了极为有利的导矿和含矿空间。因此,韧性剪切带的存在是矿床形成的最基本条件。区内有托河-林家沟逆冲韧性剪切带、王家山-龙岗坝压扭韧性剪切带等,反映了韧性剪切带的整体控矿特征。

(2)韧性剪切构造控制金矿床的一个共同特征是,金矿体呈脉状侧向排列在韧性剪切带中部。在走向变化剧烈的断层带中,小角度斜切地层有利于成矿流体的循环和金的富集。

(3)赋矿岩石为糜棱岩,自然金为填隙状态,分布于新形成的矿物之间,具有晚期构造成矿的特征。韧性剪切带的发育不仅是矿石运移和赋存空间的通道,而且是成矿的最佳场所。

5 找矿标志

(1)有利层位是区内找金的重要标志。目前已发现的金矿(化)体均赋存在中上元古界碧口群二亚群二岩组二岩段(Pt2-3bk22-2)、三岩段(Pt2-3bk22-3)层位中,该地层为工作区重要的矿源层和含金母岩。

(2)韧性剪切带。主要以内部发育的糜棱岩化带,次要的为旁侧的次级构造带、强片理化带等,该工作区内的强应变体为金矿的主要赋存部位,为寻找构造蚀变岩型金矿的间接标志。

(3)围岩蚀变。围岩蚀变与金矿化关系密切,矿区有黄铁矿、褐铁矿、硅化、绢云母化、绿泥石、绿帘石、碳酸盐岩,其中黄铁矿、褐铁矿、硅化、绢云母化与金矿化关系最密切。

(4)石英脉。金矿体与石英脉关系密切,在与主平面和主构造线一致的石英脉附近或脉内发现金。石英脉常发现于金矿化地区,尤其是与成矿关系最密切的一组石英岩脉。

(5)化探金异常。工作区域内的土壤化探异常与已知的金矿体套合性较好。经过统计所反应出,具有高背景Au异常的地段(一般≥100ppb),一般均有Au的矿点或矿化显示。元素的相关性分析表明,Au与Ag、Cu、Hg、Mo关系密切,这些元素可以作为寻找金矿的间接指标。

6 找矿前景分析

(1)龙岗坝金矿区位于勉略宁“金三角”西南部,托河—林家沟韧性剪切带之(金)铜成矿带东段。工作区内马家沟矿段、罗家垭矿段与火峰垭金矿床在空间上具有定向三等距分布规律,组成一个矿床带。从成矿条件与矿床成因分析具有很好的相似性,说明马家沟、罗家垭矿段具备形成与火峰垭金矿床相当规模金矿的潜力。

(2)区域上小燕子沟金矿、金厂沟金矿、火峰垭金矿区矿体赋存标高为680m~1150m,龙岗坝金矿区马家沟矿段矿体地表出露标高为1225m~1306m,平均标高为1266m,较其它已知金矿平均高约288m~402m,即在垂向上找矿空间更大。根据矿体垂向蚀变矿化分带规律,本区主要为铁锰矿化,属于头部(顶部)蚀变,而火峰垭金矿为以黄铁矿化为主的多金属硫化物,说明工作区处于矿体顶部,深部具备较好的找矿潜力。

(3)工作区金矿体受陡倾断裂(节理)构造控制,存在多组金矿脉平行分布规律,该类构造沿走向对应连接较好,沿倾向延深稳定、规模大,深部找矿空间大。

(4)工作区1/1万土壤地球化学测量圈出以Au为主的R1、R2、R5综合异常,在3个综合异常区均发现金矿脉,说明为矿致异常。金矿脉呈雁列状平行排列,通过进一步工作,在已知矿体外围可发现新的平行矿体,找矿前景好。

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