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甘肃文县安坝里金矿床地质特征及成矿作用

2022-09-26高延龙杜等虎王志军

黄金 2022年9期
关键词:阳山花岗斑岩

高延龙,杜等虎,王志军,王 辉

(1.中金黄金股份有限公司; 2.中国黄金集团阳山金矿有限公司;3.中国黄金集团有限公司; 4.甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院)

引 言

阳山金矿带自20世纪80年代末发现以来,先后勘查、评价了观音坝、安坝里、阳山等大中型金矿床。30余年来,许多地质工作者在该金矿带内开展了大量科研工作,取得了丰富的地质科研成果,但对该金矿带成矿作用的认识,不同的研究者所持观点各有不同。张闯[1]认为,阳山金矿带大规模成矿作用发生于190 Ma左右的碰撞造山作用和区域变质作用的晚期阶段,成矿类型为浅成造山型。袁士松等[2]认为,阳山金矿带受断裂控制,泥盆系地层及发育的逆冲推覆剪切变形构造带为第一期成矿作用的成矿地质体,晚三叠世(200 Ma左右)岩浆活动为第二期成矿地质体,并在126 Ma、52 Ma左右叠加后期成矿作用。李晶等[3]认为,阳山金矿带形成于陆陆碰撞造山过程中,形成了新的矿床类型,即阳山型金矿床。安坝里金矿床作为阳山金矿带的典型矿床,对其研究极具代表性意义。

笔者在已有地质勘查、科研成果基础上,进一步总结安坝里金矿床地质特征,探讨成矿作用,以期为深部找矿预测工作提供思路。

1 区域地质背景

安坝里金矿床位于陕甘川金三角区[4],大地构造位置处于南秦岭构造带、碧口地体北侧的勉略断裂上[5-6]。

区域主要出露中—晚元古界碧口群、泥盆系、三叠系及侏罗系地层(见图1)。其中,泥盆系地层在区域内分布广泛,为一套巨厚浅海相碎屑岩—泥质岩—碳酸盐岩沉积建造[7],其Au元素背景值明显高于其他地层。

1—侏罗系 2—三叠系 3—泥盆系 4—中—晚元古界碧口群 5—中生代花岗斑岩 6—矿体 7—断裂 8—不整合接触界线图1 阳山金矿带地质构造简图

区域断裂以逆冲断裂为主,走向多为东西向,少数为北东向。安坝里金矿床位于安昌河—观音坝逆冲韧性剪切带内,其为阳山金矿带主要的导矿、容矿构造(构成阳山金矿带的主体),走向呈北东东向—南西西向,总体向北陡倾,产状350°∠60°~70°[8],内部构造挤压片理化强烈,局部被后期脆性断裂叠加改造,发育中酸性花岗岩脉。

区域岩浆岩不发育,仅发现一些规模较小的中酸性岩脉。岩脉多沿构造裂隙带、韧性剪切带及层间破碎带分布,主要为花岗斑岩脉、花岗细晶岩脉等。花岗斑岩脉与金矿化关系密切,常与矿体相伴产出,矿化一般发育在脉岩附近的围岩中,部分脉岩本身具有较强的金矿化,并伴有较强的绢云母化、黄铁矿化。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区大面积被第四系覆盖,仅在河谷、冲沟可见零星基岩出露,主要为泥盆系桥头岩组下段、西沟组和岷堡沟组(Dx+m)。其中,桥头岩组下段可细分为6层(D1q1-1~D1q1-6)(见图2)。

1—桥头岩组下段第六层 2—桥头岩组下段第五层 3—桥头岩组下段第四层 4—桥头岩组下段第三层 5—桥头岩组下段第二层 6—桥头岩组下段第一层 7—西沟组和岷堡沟组 8—灰岩 9—花岗斑岩 10—断裂及编号 11—复背斜 12—短轴背斜 13—短轴向斜图2 安坝里金矿区地质图

西沟组和岷堡沟组在矿区东南角小范围分布,与上覆桥头岩组下段为断裂接触关系,岩性主要为灰岩(见图3-a))、石英砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质板岩等。桥头岩组下段在矿区内广泛分布,总体呈北东东向展布,为一套浅变质强变形的细碎屑岩夹碳酸盐岩建造,主要岩性为千枚岩(见图3-b)、c))夹灰岩及少量泥质板岩、粉砂岩[9]。桥头岩组下段是矿区主要赋矿地层,矿体主要赋存于该组地层中。

图3 安坝里金矿区岩石手标本照片

2.2 构 造

2.2.1 断 裂

矿区断裂主要为安昌河—观音坝断裂,总体展布方向为北西西向,发育一系列次级断裂,次级断裂呈北东东向和北西西向展布,主要分布在背斜两翼[2]。北东东向次级断裂是重要的含矿断裂,花岗斑岩呈扁豆状充填在该组断裂中,赋存有305号、314号等矿体。同时,在这2组断裂的交会处形成了多个厚大矿体。

2.2.2 褶 皱

受南北向挤压作用影响,矿区褶皱较为发育,主要有葛条湾—草坪梁复背斜和无价山向斜。葛条湾—草坪梁复背斜西起马连河一带,东延至草坪梁一带,长约10 km,宽约1 km[10-11]。褶皱北翼在西部葛条湾一带较为发育,产状陡立,局部倒转向南倾斜,褶皱南翼受断裂影响不甚发育,产状较陡。该背斜核部沿河那下—安坝里呈东西向延伸,枢纽略向东倾。无价山向斜是矿区内规模最大向斜,西起河那下,向东延伸至三角地一带,翼部地层受两侧破碎带影响发育不全。该向斜与北侧的葛条湾—草坪梁复背斜之间发育断裂破碎带。

2.3 岩浆岩

矿区出露的岩浆岩较少,主要发育花岗斑岩(见图4),其长一般数十米,宽数米至十余米,多呈北东向、近东西向展布,主要发育在断裂两侧或破碎带内部,与金矿化关系较为密切。

图4 安坝里金矿区花岗斑岩

花岗斑岩呈灰色、灰白色,斑状结构,斑晶主要为斜长石(5 %~10 %)和黑云母(小于5 %),基质为隐晶质或由微细粒长英质矿物组成。斜长石斑晶呈板状,半自形晶粒状,多因强烈绢云母化、碳酸盐化而仅保留斜长石假象,个别斑晶中可见包裹的云母和榍石。黑云母斑晶呈叶片状,半自形晶,多发生强烈绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化蚀变。

3 矿床地质特征

3.1 矿化带及矿体特征

安坝里金矿床自南向北划分为2条矿化带(见图5),以F1-10断裂为界,以北为Ⅱ号矿化带,以南为Ⅰ号矿化带。Ⅰ、Ⅱ号矿化带在15勘探线—25勘探线矿体分布较为集中[11],15勘探线以西矿体较少且分散,25勘探线以东矿化带逐渐收缩复合。矿化带内发育的矿体以隐伏矿体为主(见图6),矿体形态复杂,多呈脉状、透镜状等,主要呈北东东向展布,部分矿体走向北东、北西。Ⅰ号矿化带内305号和314号矿体以北倾为主,29勘探线附近有少数矿体(如305-64号矿体等)向南倾。Ⅱ号矿化带内的364号矿体以南倾为主,360号矿体以北倾为主,366号矿体呈缓倾斜或近水平产出(如366-1号矿体等)。矿体沿走向和倾向上普遍具有尖灭再现、分支复合等特点。

Ⅰ号矿化带位于矿区东南部,总体呈北东东向展布,向北倾斜,长约2 000 m,宽约150 m,受F1-5断裂和F1-10断裂及二者之间的次级小断裂控制。该矿化带规模较大、矿化较强、品位较高,其内岩脉分布最为密集,共圈出矿体176个。其中,主矿体15个,零星小矿体161个。

Ⅱ号矿化带分布于Ⅰ号矿化带北部,总体呈近东西向展布,以北倾为主,部分地段南倾[12],东西长约1 000 m,宽约100 m,东西向矿化在整个矿区断续延伸。该矿化带主要受F2-9断裂和F3断裂及二者之间的小断裂控制,共圈出矿体104个。其中,主矿体4个,零星小矿体100个。该矿化带规模较小,以缓倾斜的透镜状产出。

3.2 矿石特征

矿石矿物主要有自然金、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿和毒砂,少量雄黄、雌黄等;脉石矿物主要为石英和方解石。矿石的结构类型主要有自形—半自形结构、他形结构、放射状结构、草莓结构、环带结构、包含结构、交代残余结构、胶状结构、聚晶结构等(见图7)。矿石构造类型主要有稀疏—致密浸染状构造、脉状构造、团块状构造、碎裂状构造等[12-13]。根据赋矿岩石类型,矿区矿石可分为4种自然类型:蚀变碎裂千枚岩型、蚀变碎裂花岗斑岩型、蚀变构造角砾岩型、辉锑矿化石英脉型。

图7 矿物反射光照片及矿石、岩石照片

3.3 围岩蚀变与矿化特征

围岩蚀变类型主要有硅化(见图8-a))、绢云母化(见图8-b))、黏土化、碳酸盐化(见图8-c))、绿泥石化和绿帘石化等,多呈不规则状断续分布在矿体内及两侧或部分构造两侧,常与矿化相伴而生。靠近矿体,硅化、绢云母化较强;远离矿体,黏土化、碳酸盐化更为发育。硅化是矿区较常见的一种蚀变类型,分布范围广,主要有石英-黄铁矿-绢云母脉和弥漫状硅化脉,主要发生在灰岩、硅化千枚岩中。绢云母化蚀变主要有2种形式,一是发育在花岗斑岩中,斜长石斑晶和基质强烈绢云母化,形成显微鳞片状、细粒状绢云母集合体,并保留了斜长石的初始形态。二是在千枚岩、变质粉—细砂岩中,绢云母呈显微鳞片状,常与石英、绿泥石等相伴出现,并具定向分布特点。黏土化和碳酸盐化为流体晚期阶段产物,主要沿构造、地层层理面、岩脉发育,矿物组合均较单一。

图8 安坝里金矿区井下蚀变照片

金属硫化物主要有黄铁矿、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和毒砂等(见图9),以细脉状、网脉状、细脉浸染状、浸染状分布。矿石中毒砂金含量最高,黄铁矿和辉锑矿次之,黄铁矿和毒砂为主要载金矿物。金矿物嵌布以微细粒金为主,呈角粒状、浑圆粒状、麦粒状、长角粒状等。金矿物以包裹金、粒间金和孔洞边部金等3种形式产出,且以包裹金(占90 %以上)为主,少量粒间金分布于黄铁矿、毒砂等金属矿物及脉石矿物粒间[14]。

图9 安坝里金矿区矿石手标本照片

4 成矿作用

4.1 地层成矿作用

安坝里金矿床主要赋矿围岩为泥盆系的一套浅变质强变形细碎屑岩夹碳酸盐岩建造。王学明等[15-16]对阳山金矿带各类地层的含金性进行了研究,认为泥盆系千枚岩、砂岩中金的背景值高于灰岩。郭俊华等[17]认为,阳山金矿带中76 %矿体产于泥盆系地层中,20 %矿体产于泥盆系地层与花岗斑岩接触部位,少量矿体产于花岗斑岩内。不同地层、岩性中金的背景值及含金性分析均表明,安坝里金矿床金成矿对围岩具有选择性。泥盆系地层裂隙发育,渗透性较好,有利于成矿流体从中萃取金元素和含金成矿流体的运移,亦为矿质沉淀提供了良好的围岩条件。

4.2 岩浆岩成矿作用

安坝里金矿床矿体多产于花岗斑岩附近,少量矿体产于花岗斑岩内,矿体与花岗斑岩在空间上的分布关系显示矿体的形成可能与花岗斑岩有一定联系。孙骥等[18]对矿区出露的花岗斑岩进行了系统的锆石U-Pb测年,结果显示其成岩年龄为218.7 Ma±3.7 Ma,这与已报道含矿石英脉的K-Ar、39Ar-40Ar、U-Pb年龄均主要集中在190 Ma左右[19]基本一致,说明花岗斑岩与成矿作用在时间上亦有一定联系。

部分学者对阳山金矿带成矿流体开展了详细的研究,通过H、O、S同位素及流体包裹体分析,认为成矿流体以岩浆热液为主,矿体中硫主要来源为岩浆硫。同时,含矿石英脉流体包裹体的激光拉曼光谱研究表明,成矿流体主要来自幔源岩浆热液流体[20-21]。这些研究成果进一步表明,包括安坝里金矿床在内的阳山金矿带的成矿作用与深部岩浆作用关系密切。

4.3 构造成矿作用

安昌河—观音坝断裂为阳山金矿床主要的控矿构造,主要发育北东东向、北西西向、南北向3组次级断裂。其中,北东东向断裂为安昌河—观音坝断裂的主要次级断裂,控制了安坝里金矿床Ⅰ、Ⅱ号矿化带的空间分布,北西西向次级断裂也具有一定的含矿性。当含矿流体向上迁移时,流体温度、pH等发生变化,同时有外部流体加入,含矿物质在沿次级断裂、层间破碎带及褶皱转换虚脱部位不断卸载沉淀并富集成矿[22-25]。

4.4 围岩蚀变成矿作用

安坝里金矿床围岩蚀变有硅化、绢云母化、碳酸盐化、高岭土化、绿泥石化和绿帘石化等[26]。硅化发生在整个成矿过程中,绢云母化主要发生在成矿前和成矿期,而碳酸盐化、黏土化则主要发生在成矿后。

从矿体到围岩,蚀变具有一定的分带性,内侧近矿部位主要为硅化、绢云母化,金属矿化主要有黄铁矿化、辉锑矿化,金矿化主要分布在该蚀变带内[27-28];外侧主要为高岭石化、碳酸盐化等低温蚀变,属于热液流体后期低温阶段水-岩作用的产物,该阶段流体性质发生较大变化,较难发生金元素的萃取、迁移或富集作用,代表着整个成矿作用过程基本结束。

5 结 论

1)安坝里金矿区大面积出露的泥盆系地层为主要的赋矿围岩。岩浆岩在矿区分布较少,主要为花岗斑岩。矿区构造极为发育,北东东向断裂为主要导矿、容矿构造。

2)安坝里金矿床的成矿对围岩具有选择性,金元素主要就位在渗透性好、裂隙发育的泥盆系地层中,其为成矿流体的运移及金元素的萃取和沉淀提供了良好的围岩条件。

3)安坝里金矿床成矿作用与深部中酸性岩浆作用过程有关。金元素除来源于深部幔源岩浆流体外,地层中的金对成矿具有一定贡献。

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