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桦甸市大楼金矿成矿规律与找矿方向

2013-04-12牛玉生郑万林

吉林地质 2013年2期
关键词:硫化物黄铁矿矿化

王 政,牛玉生,彭 锐,郑万林

1.吉林省有色金属地质勘查局六〇四队,吉林 吉林市 132015;2.吉林省有色金属地质勘查局,吉林 长春 130021

桦甸市大楼金矿成矿规律与找矿方向

王 政1,牛玉生2,彭 锐1,郑万林1

1.吉林省有色金属地质勘查局六〇四队,吉林 吉林市 132015;2.吉林省有色金属地质勘查局,吉林 长春 130021

大楼金矿位于吉林省桦甸市南部,华北地台北缘东段之辉南-桦甸-和龙成矿带中部,产于会全栈穹形构造西缘的线性构造区内。矿体严格受北东、北西及近东西向断裂控制,且与脉岩有着密切的关系,矿石类型为石英脉型、蚀变破碎带型及蚀变岩型,伴生银、铜、铅、锌等元素,以往找矿工作程度很低。通过对地质特征和成因类型的论述及成矿条件分析,指出找矿方向。

大楼;金矿;成矿规律;找矿方向

1 区域地质概况

大楼金矿床位于华北地台北缘东段之辉南-桦甸-和龙成矿带中部,产于会全栈穹形构造西缘的线性构造区内,天合兴-那尔轰-王家店—松树川金-多金属成矿带贯穿全矿区。这里多种构造复合,多期热液活动叠加,成矿条件比较有利,见图1。

1.1 变质岩类

区域上太古界TTG质片麻岩大面积分布,斜长角闪岩、黑云斜长变粒岩、浅粒岩、磁铁石英岩等表壳岩类残留体呈孤岛状零星分布。动力变质岩类主要沿脆-韧脆性剪切带两侧展布,主要有碎裂岩、片糜岩、断层泥及构造片岩等。

1.2 岩浆岩

区域内最早的岩浆活动是太古代阜平期TTG质花岗岩(γ1)大面积侵入,燕山早期黑云母花岗岩、花岗斑岩等岩体大面积出露,印支-燕山期的角闪辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、正长斑岩、煌斑岩等基性-酸性岩脉分布广泛。

1.3 构造

区内断裂构造极为发育,主断裂为近南北向张性断裂,多条北东向的压扭性断裂平行分布,北西向张性断裂较为发育。

2 矿床地质特征

2.1 近矿围岩

围岩蚀变分为两大类,第一类是指太古宙高级变质区内构造活动所遗留下来的动力蚀变,该类蚀变属成矿前的围岩蚀变,其宽度一般较大,数米至十余米,反映出区内多次和强烈的构造活动,从而显示了良好的找矿标志。第二类是指古生代或中生代分别与成矿作用时代相近的动力蚀变和热液蚀变,是对古线性构造带叠加改造基础上进行的。第二类蚀变常见有绢云母化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化等,蚀变范围不大。

图1 大楼金矿区域位置图Fig.1 Location of Dalou gold mining area

绢云母化:此类蚀变较为普遍,主要分布在灰色片麻岩和花岗质片麻岩中,在正长斑岩及其脉岩中也有分布,绢云母多呈鳞片状小集合体或散布于岩石节理面上。

硅化:主要分布在蚀变破碎带及附近的围岩中,遭受硅化的岩石致密坚硬,具褪色现象,有时硅质成分沿岩石中的节理缝贯入形成网脉状。

绿泥石化:多发生在富含铁镁矿物的岩石中,如闪长岩、角闪辉长岩等,经过此蚀变的岩石多呈深绿色。

碳酸盐化:各类岩石中均可发生此类蚀变,尤以中基性为甚。碳酸盐矿物多沿节理缝贯入,呈薄膜状或网脉状。

高岭土化:以表生蚀变为主,在近地表构造带中也可见少量,一般发生在含有长石矿物的矿石中。

褐铁矿化:此蚀变主要分布于地表,为金属硫化物氧化淋滤,常富集为铁帽。表现为褐色、赭色,有时呈胶状,可做为本区的找矿标志。

2.2 构造特征

(1)北东向的压扭性断裂:矿区中部-南部,通过地表揭露,控制有5条规模较大的北东向压扭性断裂和若干条规模较小的断裂,它们是控矿构造,同时也是导矿和容矿构造。规模较大者一般延长千余米至数千米,彼此相互平行分布,间距在800~1 200 m之间,形成本区的构造骨架,控制着区内矿(化)体的分布。

(2)北西-近东西向张性断裂:区内张性断裂众多,多为北西向,少为近东西向,规模较北东向小,分布于北东向压性断裂之间,是其次一级断裂,也是主要富矿断裂。

2.3 矿体特征

大部分矿产产出于太古界高级区的灰色片麻岩中,约占总量的三分之二,其次三分之一产于王家店燕山期花岗岩体内。

主要大规模矿化带呈北东走向,延长千米至数千米,间距为800~1 200 m左右,近平行分布,所赋存的矿体规模较大、品位较低。在它们之间或其旁侧产出以北西向和近东西向为主的小规模矿化带,所赋存的矿体规模较小,但品位较高。

图2 王家店矿区地质构造略图Fig.2 Schematic geological structure map of Wangjiadian mining area

在高级区内矿石类型主要是含金石英脉型和含金蚀变破碎带型。在东部王家店岩体内部产出的矿体主要为石英脉型。

(1)二十号矿化带:它位于矿区北西部长青屯西约1 km处。矿化带产于角闪辉长岩内。围岩为灰色片麻岩、斜长角闪岩,辉长岩脉宽24~76 m,控制延长740余米,蚀变带主要集中长度为130 m,宽0.08~0.50 m,矿化带总体走向48°~63°,北西倾,倾角56°~83°。矿化带产出矿石以蚀变破碎带型为主,金-多金属矿化连续性较差,金品位(1.06~20.31)×10-6,银(1.03~98.75)×10-6。矿化以黄铁矿和方铅矿为主,蚀变主要表现为绿泥石化、碳酸盐化、硅化。

(2)二十一号矿化带:位于二十号矿化带北西约200 m并与其平行,地表控制延长240 m,水平厚度0.25~1.20 m。走向50°,南东倾,倾角55°~85°。局部地段上盘产出闪长岩脉,围岩为灰色片麻岩。地表金品位(1.96~36.20)×10-6,平均品位18.83×10-6,平均厚度0.46 m,矿体连续延长155 m。坑道分竖井和平巷两部分同时控制,矿体厚度0.25~0.40 m,金品位(2.62~9.83)×10-6。

(3)六号矿化带:该带位于大楼屯南约0.5 km处,地表控制延长330 m,宽为0.30~6.00 m,产于正长斑岩的上下盘,正长斑岩成脉状产于灰色片麻岩和黑云母花岗岩中。走向285°~295°,北东倾,倾角为70°~80°,矿化带由围岩蚀变破碎而成,局部可见含矿石英细脉及角砾、透镜体。断层泥发育,呈灰白色,正长斑岩两盘因蚀变而褪色。蚀变以高岭土化、绢云母化、碳酸盐化和硅化为主,见有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等金属矿化。金品位(1.22~64.25)×10-6,银品位(1.82~364.00)×10-6,铅品位最高18.86%,锌达5.25%。

2.4 矿石特征

自然金:金黄色,粒度一般在0.002~0.03 mm之间,以不规则粒状赋存于黄铁矿晶隙间,黄铁矿与方铅矿晶隙间及方铅矿与闪锌矿、黄铜矿晶隙间。

在1988年所送的10块光片中,见到26粒自然金。有关自然金粒度、赋存部位分别表1和表2。

从表中看出,自然金颗粒主要为微粒金和细粒金,且主要与石英、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿关系密切。

黄铁矿:分黄白色和浅黄色。以浅黄色含金性较好,其粒度变化范围为0.001~2.00 mm,呈半自形—他形粒状分布于岩石裂隙及石英脉中,且大部分被褐铁矿交代及被方铅矿包裹。

表1 王家店矿区自然金粒度测量结果表Table 1 Measuring result of the native gold particle size of Wangjiadian mining area

表2 王家店矿区自然金赋存状态测量结果表Table 2 Measuring result of the native gold occurrence state of Wangjiadian mining area

方铅矿:粒度变化范围为0.005~5.00 mm之间,呈半自形—他形粒状结构、脉状构造为主交代黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、辉铜矿。

闪锌矿:主要为他形粒状结构,浸染状构造。部分呈脉状包裹少量黄铁矿。

黄铜矿:其粒度变化范围在0.000 5~0.5 mm之间,呈半自形粒状—他形粒状。交代黄铁矿、闪锌矿、黝铜矿。

黝铜矿:呈他形粒状交代闪锌矿。

毒砂:粒度在5 mm以下,多呈碎裂状,较少见。次生矿物有:褐铁矿、铜蓝、铅矾等。

3 控矿因素

矿床属再生岩浆热液型矿床,矿石类型主要以单脉产出的蚀变破碎带型为主,其次为石英脉型。矿石中有用组份以金为主。

(1)矿体赋存空间严格受构造控制,许多构造既是导矿构造,又是容矿构造,矿体产状即为构造产状。个别矿体产出于大规模矿化带中后期出现的雁行式斜列构造中,即矿体雁行斜列于大断裂或脉岩中。

(2)矿体与脉岩往往相伴,矿体产出于其上下盘或中间,有的脉岩经破碎、蚀变改造后本身就是矿体。

4 矿床成因

矿区位于会全栈“穹形构造”西缘的“线性构造”发育区。根据吉林第二地质调查所统计,太古宙高级变质区内岩石中金元素的丰度值,除晚于TTG质片麻岩及线性构造的斜长角闪岩稍高外,其它岩石中金的丰度值多数偏低,偏低的原因可能是太古宙高级变质区内TTG质片麻岩和表壳岩在构造变质作用和变形作用过程中,金元素由高温高压带向低温低压带活化迁移所致。

古生代,在西伯利亚古板块由北向南碰撞挤压影响下,矿区发生了基性—中基性深源的岩浆沿古老“线性构造”上升活动,上升基性岩浆带来的矿质和“线性构造矿源域”中矿质叠加富集形成含高品位的金矿体。

中生代,受太平洋板块由东向西俯冲作用影响,矿区“线性构造”重新复活张开,中碱性、酸性岩浆,先后沿线性构造上升,特别是酸性岩浆大规模上侵,带来大量热能和热水溶液及部分矿质,分别在岩体外部和内部富集成矿,是矿区最主要的成矿作用。

矿区成矿期可分为内生热液成矿期和表生氧化次生富集期两期,前者为主,后者为次。关于矿区的内生热液成矿期,不同矿床(体),有的为华力西期成矿的矿床(体),后受印支—燕山成矿期叠加改造现象不明显,所以,认为矿区单个矿体的内生热液成矿期只有一个,成矿时间短,没有发现在一个矿床(体)中发现有两个内生热液成矿期叠加现象。关于矿区的表生氧化次生富集成矿期,在不同矿床中发育程度不同,其中在蚀变破碎带金矿床发育最显著。

矿区成矿阶段,是对成矿期内成矿作用的进一步细分,主要对内生成矿期而言。进一步可细分为早期的乳白色石英-细粒黄铁矿出现阶段;中期的灰-黑色石英-细粒黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等硫化物及自然金、银金矿出现阶段;晚期的胶状石英-方解石出现阶段。自然金和银金矿及其它有益元素主要在中期阶段出现,出现时间短,这一点对矿床的规模发展可能有一定限制。矿区矿物生成顺序见表3。

5 找矿标志

①构造是找矿最直接标志,由于构造控矿,矿体赋存于构造中。

②矿体往往与脉岩相伴,闪长岩、正长斑岩等脉岩是找矿的有效标志。

③化探异常,区化分散流和化探次生晕通过验证与矿化带和矿体吻合较好,尤其是多元素组合异常特征,能较准确地反映出矿(化)体的存在。

表3 王家店矿区矿化阶段矿物生成顺序表Table 3 Mineral formation sequence of the stage of mineralization of Wangjiadian mining area

④物探异常,利用物探电阻率和激电中梯能很好反应出深部硫化物和脉岩的性质。视极化率高值区,意味着深部金属硫化物富集。

⑤围岩蚀变,区内与金矿化关系密切的蚀变有硅化、钾化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化以及表生褐铁矿化,因而相关的围岩蚀变是找矿的明显标志。

⑥金的质量分数与金属硫化物质量分数关系密切,黄铁矿晶形较大、自形晶程度较高含金性较差;黄铁矿为细粒、他形或集合体,条带状、浸染状分布时含金性较好。与黄铜矿的质量分数成正相关关系。当出现多金属硫化物组合时,是含金的最好标志。

⑦多数沟谷砂金发育,与矿床(体)关系密切,如五垧地矿床,热闹沟、狼圈沟等矿点都由采砂金时发现,对砂金发育地段,砂金是寻找脉金的较直接的标志。而更多的矿脉都是通过踏查时发现转石,进一步对其追索时发现的,因而转石是找矿的最直接标志。

内生金矿除了铜镍矿及铂矿伴生的伴生金矿外,其余的金矿床均与热夜活动有关。由金在热液作用中的活化、迁移及沉积条件所决定,与金矿有关的热液蚀变有碱质交代,及热液期的钠化或钾化。由于金的沉积条件与SiO2的沉积条件相同,即在中性溶液中溶解度降低而发生沉淀,所以金矿化与硅化及石英脉经常伴生。以及在碱性溶液中金呈硫氢化物、砷化物、硫代硫酸盐、硫砷化物,以及硫化物等络合物形式迁移。再加上许多碱金属的硫化物的搬运形式与金相似。对于酸性溶液中金的氯化物络合物而言,它可以被硫化物还原而发生沉淀。因而金往往与硫化物伴生。早期形成并被破碎了的硫化物以及细粒的晶形发育不好的硫化物其表面积较大,表面化学能强是金发生沉淀的良好载体,因此硫化物化,硫化物的富集地段,也常常是金的富集标志。

6 找矿方向及靶区

6.1 找矿方向

断裂构造是成矿物质活化迁移的主要驱动力,断裂对成矿(主要是内生矿床)的控制不只是矿液运移的通道和停积场所,而且是矿质产生运移的主导因素之一。

本区的断裂构造十分发育,在构造应力作用下产生的断裂构造,不同性质的断裂和同一断裂的不同部位,应力强度并不均一,出现压力差时,矿液势必从高压强向低压强运移,矿化有利部位往往就是应力集中的地方,就是构造活动强烈,多次活动叠加的地方。在一条断裂中局部微张开的部位,也是矿化的有利部位。如正断层的倾角由缓变陡处,逆断层反之,这些地方处于相对低压环境,可驱使矿液在此集中。不同的断裂性质往往形成不同的物化环境,通常压性断裂易于形成相对封闭的系统,形成还原环境。而张性断裂则易于形成相对开放的系统,形成氧化环境。对于硫化物矿床,还原环境易形成高硫低氧型矿化,而氧化环境则易形成高氧型矿化。不同力学性质断裂的派生构造也有不同点,有助于查明受控矿脉的尖灭再现、侧现、侧伏等规律。

6.2 找矿靶区

(1)大楼一号脉:大楼一号脉位于王家店花岗岩体内,地表控制系统长近500 m(两端未封闭),多为地表工程控制,深部控制程度较低,在矿体规模和规律的认识上有所限制,建议加大对深部有望地段的深部工程投入,并加强对王家店岩体内及其与构造和高级区的接触部位开展找矿工作。

(2)大竖井南矿点:位于张家屯一号带南300 m并与之平行,走向近东西向,矿石类型以蚀变破碎带型为主,夹有条带状石英脉。矿体产出于闪长岩上盘,围岩为花岗质片麻岩,仅有地表工程控制,土壤地球化学异常与矿化带吻合较好,建议开展深部找矿工作。

[1] 卢作详,范永香,刘辅臣.成矿规律和成矿预测学[M],吉林:吉林人民出版社,1986.

[2] 胡安国.板块构造与金的成矿作用[R],吉林省冶金地质勘探公司研究所,1981.

[3] 戴薪义,吉林省夹皮沟花岗岩—绿岩带成因模式探讨[J],吉林地质,1990,(2).

[4] 亢 彬,薄继荣,董第光.吉林王家店矿区成矿地质特征分析[J],地质与勘探,2001,(11).

Metallogenic regularity and prospecting direction of the Dalou gold deposit of Huadian City,Jilin Province

WANG Zheng1, NIU Yu-sheng2, PENG Rui1, ZHENG Wan-lin1

1.Team 604 , Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province, Jilin 132015, Jilin,China;2. Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province,Changchun 130021, Jilin, China

Dalou gold deposit is located in south part of Huadian City, Jilin Province, central part of Huinan - Huadian - Helong metallogenic belt of eastern part of the north margin of North China platform, and produced in the linear structure of western quaquaversal structure. Orebody is strictly controlled by the northeastern, northwestern and the near west to west feature, and have a close relationship with the dike rocks, types of ores belong to quartz vein type , altered fracture zone type and altered rock type, and associated silver, copper, lead, zinc and other elements, the study of the past prospecting work was relative less. Based on the discussion and analysis of geological features and genetic types of oreforming conditions, pointed out the direction of prospecting in the study area.

Dalou; gold deposit; metallogenic regularity; prospecting direction

P618.51

:B

1001—2427(2013)02 - 20 -6

2013-05-05;

2013-06-02

王 政(1987—),男,江苏徐州人,吉林省有色金属地质勘查局六〇四队助理工程师.

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