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甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征及找矿方向探讨

2021-05-21沈作刚张龙海

中国金属通报 2021年5期
关键词:矿化金矿岩体

沈作刚,张龙海

(中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队,甘肃 天水 741000)

甘肃徽县九条沟位于甘肃省陇南市,在甘肃省东南部,西部与甘肃省成县和西和县接壤,北部与甘肃省天水市相邻,南部与陕西省略阳县相接,东部与甘肃省两当县接壤。甘肃徽县九条沟地处嘉陵江上游的徽成盆地,当地地然景观优美,素有“陇上小江南”美称。此外当地矿产资源比较丰富,含有金、铁、铜、铅、锌、汞等32种矿产资源,其中主要以金矿居多,金矿主要分布在嘉陵、高桥以及银杏树等一带[1]。由于甘肃徽县九条沟矿产丰富,矿产品级较高,品质较好,早在1996年就有多个地质勘查小组到达甘肃徽县九条沟进行地质勘查,其中重点对当地的金矿进行了研究[2]。但是因甘肃徽县九条沟地质结构比较复杂,交通道路条件较差,地形多以山区为主,对甘肃徽县九条沟金矿地质勘查具有一定的难度,导致对甘肃徽县九条沟金矿地质勘查活动尽是简单的野外勘查。随着金矿资源紧张,目前处于供不应求状态,为了缓解市场压力,开始对甘肃徽县九条沟金矿提高了重视,甘肃徽县九条沟金矿与其他金矿不同,地质条件复杂,至今没有明确金矿成矿地质特征以及找矿方向,导致甘肃徽县九条沟金矿开采工作一直停止不前,为此提出甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征及找矿方向探讨。

1 甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征

甘肃徽县九条沟金矿成矿主要受到地层、构造、岩浆岩等地质因素影响,此次通过对相关地质资料总结,从地层、构造、矿床、岩浆岩四个层面分析甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征,下图为甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征示意图。

图1 甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征

以下将结合图1,对甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征从地层、构造、矿床、岩浆岩四个层面进行详细分析。

1.1 甘肃徽县九条沟金矿成矿地层特征

甘肃徽县九条沟金矿初露地层主要为三叠系舒家坝组,下三叠统包舍口组、奥陶系嘉陵组。其中三叠系舒家坝组地层呈近东西方向展布,地层产状360-45°,该组地层在金矿分布范围最广,是甘肃徽县九条沟金矿矿化层位。三叠系舒家坝组岩石的孔隙度和渗透率是造成甘肃徽县九条沟金矿矿化局部富集的的重要因素之一。该组地层白云岩孔隙率和渗透率相对较高,利于金矿矿液的渗滤、扩散、交代和沉淀;由于岩石性脆易碎,容易成为含矿溶液运移的通道和富集场所[3]。化学性质活泼的岩石与热液发生反应,能使热液化学平衡和热动力条件改变,从而发生金属组份的搬运和沉淀作用。舒家坝组中CaO、MgO、Na2O和SO3等活性组分偏高,而惰性组分SiO2偏低,CaO、MgO是接触交代矽卡岩的主要成分,可增大溶液的溶解度,在接触交代作用过程中所释放出的CO2能提高岩石的孔隙度和渗透率,同时也是Au的沉淀剂。Na2O、SO3可增加热液的活度和分异能力,利于金矿成矿物质呈配合物真溶液运移,促进Cu、Fe的富集成矿。舒家坝组角砾状灰岩原系膏岩层溶崩而成,膏岩层利于中酸性岩浆中的分异作用和富铁熔流体与熔浆之间的分熔作用,最终形成铁矿浆。

下三叠统包舍口组地层位于甘肃徽县九条沟金矿的西南部,该组地层岩性主要以粉质砂岩为主,整体呈北西向展布,下三叠统包舍口组地层岩系代表浅海陆棚-陆棚边缘盆地-沼泽沉积环境,在还原环境下,泥质、炭质成份沉积时吸附大量金属硫化物(Au、Pb、Zn、Mo、V、Ni等),在含矿热液流经上述地层时,这些金属硫化物极易活化转移,可能为甘肃徽县九条沟金矿提供部分成矿物质。

奥陶系嘉陵组地层呈近西南向展布,在甘肃徽县九条沟金矿分布较少,主要集中在甘肃徽县九条沟金矿的东南部,该组地层岩石是一套含泥质的富钙、镁岩石,一方面具有较高的孔隙率和渗透率,另一方面还有较多的活性组分,利于矿液的充填、交代,在合适的构造部位容易聚集成矿。奥陶系嘉陵组地层岩石中Na2O含量较高,在沉积吸附有一定的金属硫化物,而且富碱和挥发分的岩石在适宜构造条件下,利于成矿物质的转移,成为区域内Au、Pb、Zn、Ag的多金属矿的容矿围岩。嘉陵组含成矿元素丰度较高,可视为低品位矿源层,金属元素于其中多呈硫化物相,极易活化转移富集。

1.2 甘肃徽县九条沟金矿成矿构造特征

甘肃徽县九条沟金矿构造主要以褶皱、背斜、断裂构造为主,整体呈近东西走向展布,断层比较发育,有次一级褶皱存在,引起局部地层产状发生变化,地层走向北东。背斜是直接控制甘肃徽县九条沟金矿矿床的构造,深部岩浆沿翼部贯入,形成围岩舌状体,控制甘肃徽县九条沟金矿2号矿体。倾没端向北东倒转,形成层间虚脱空间,并在褶皱过程中形成一个隐伏的近东西走向的正断层,使三叠系舒家坝组岩石发生错移,导致岩浆侵位、气液交代和矿浆贯入,形成规模较大矿体。此外甘肃徽县九条沟金矿矿床的上部覆盖着一层巨厚的下三叠统包舍口组粉砂岩和泥质岩石,厚度自南西向北东逐渐增加,形成一个屏蔽构造。岩石的热力变质作用和屏蔽效应随深度的增大而加强。由于封闭条件好,成矿部位的热量不易外逸,保持足够的温度,促使各种物理化学反应的充分进行,从而导致矿液沉淀和富集,自甘肃徽县九条沟金矿向西,封闭条件由好变差,矿体规模由大变小。已探明的矿床中有五个在空间上均位于岩体的凹凸部位。岩体的外凸部位是岩浆流动的前缘,往往是含矿的挥发性组份容易聚集的场所,甘肃徽县九条沟金矿矿床就赋存于此,岩体的内凹部位实际上是处在两组构造即近南北向压剪性构造与中下三叠统层间虚脱构造的节点上,岩石受力破碎,一方面为矿液活动提供通道,另一方面又为矿液沉淀提供了空间。

1.3 甘肃徽县九条沟金矿成矿矿床特征

甘肃徽县九条沟金矿受区域上北东向构造带影响,矿区内地层、构造、岩浆岩等整体呈北东向展布。出露地层较为单一,出露的岩组岩性主要为三叠系舒家坝组,下三叠统包舍口组、奥陶系嘉陵组泥岩、页岩夹粉砂岩等。与英安玢岩相比,多为渗透性较差的沉积地层。区内出露岩浆岩主要为英安玢岩,亦是区内主要的控矿、容矿岩体。矿体主要产于英安玢岩中,较为破碎的泥质沉积岩围岩及英安玢岩中的沉积岩捕掳块体(一般厚约十几米)亦有矿体产出。矿区金属矿化相对较为简单,主要为金矿化,次为砷黄铁矿、白铁矿以及极少量的闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等。其中金矿分布最为广泛,呈浸染状与绢云母、石英脉紧密共生,矿区内金矿矿化亦未见明显的分带、分期特征。

1.4 甘肃徽县九条沟金矿成矿岩浆岩特征

甘肃徽县九条沟金矿岩浆活动频繁,岀露岩体规模较小,多呈小岩珠、岩墙及不规则脉状产出,成岩时带属燕山期,属同熔钙碱性岩浆系列,与金、硫、铅、锌、(金)、钼、锑、(银)等矿产的形成有密切联系。岩体侵入深度一般为浅成,浅剥蚀。区域内局部地区尚见有燕山晚期酸性粗面岩及花岗岩,属深源分异型或陆壳改造型弱碱性岩浆系列;在岩体边缘和内部发育有中酸性岩脉,产状与构造破碎带产状基本一致,向北倾斜。形成于燕山早期(全岩K-Ar法测定年龄为108Ma),中成~超浅成相,属钙碱性岩浆系列,马石岩体为甘肃徽县九条沟金矿矿床的成矿母岩。岩体以被动侵入方式侵位,接触线清晰,无明显同化混染带。此外,甘肃徽县九条沟金矿矿区内广泛发育的角砾岩带,对成矿具有明显的控制作用,以发育于马石岩体北部的隐爆角砾岩对矿化控制作用最明显,蚀变增强,矿化发育,在南接触带内发现有金矿化。在斑岩穿插或胶结的角砾岩具硅化和绢云母化,其中可圈出低品位金矿体。

2 甘肃徽县九条沟金矿找矿方向

在上文对甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征分析的基础上,对该金矿找矿方向进行分析。首先甘肃徽县九条沟金矿矿床中重点解决的问题是背斜构造的性质以及特点,上文分析到背斜构造是甘肃徽县九条沟金矿矿床主要控矿构造,因此对该构造矿体定位预测可以作为甘肃徽县九条沟金矿找矿的主要依据,据相关勘查资料显示,预测在甘肃徽县九条沟金矿背斜构造上盘存矿化现象,矿体最大延深在1500m处,根据该背斜构造方向可以确定甘肃徽县九条沟金矿成矿找矿方向。其次甘肃徽县九条沟金矿三叠系地层是该金矿主要控矿地层,根据该地层特征,可以确定甘肃徽县九条沟金矿另一个找矿方向。根据这两条找矿信息以及甘肃徽县九条沟金矿与成矿相关的构造和地层详细信息,确定了两条矿化带,该两条矿化带空间分布示意图如下图所示。

图2 甘肃徽县九条沟金矿找矿方向空间示意图

如图2所示,该金矿存在A,B两条矿化带,对甘肃徽县九条沟金矿找矿具有良好的找矿意义,以此完成甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征以及找矿方向研究。

3 结束语

本文结合相关地质资料,对甘肃徽县九条沟金矿成矿地质特征以及找矿方向进行了探究,此次研究对甘肃徽县九条沟金矿开采以及后续靶区圈定具有一定的借鉴意义,同时还有利于促进甘肃徽县九条沟金矿矿业发展。

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