印度尼西亚某金矿矿床地质特征及找矿远景探讨

汪昌亮

(保利矿业投资有限公司，北京 100010)



印度尼西亚某金矿矿床地质特征及找矿远景探讨

汪昌亮

(保利矿业投资有限公司，北京 100010)

印度尼西亚北苏拉维西省西南某金矿大地构造上处于欧亚板块、大洋洲板块和太平洋板块的交汇部位，属西太平洋火山-岛弧的一部分，其主构造呈北东-南西向展布，并伴有北西-南东向次级断裂构造，在这些构造交汇部位常分布有多个大型金矿床。2008年～2010年，相关方面对该金矿实施了系统的地质勘查工作，本文基于勘查获得的地质资料，对该矿的矿区地质、构造特征、矿体几何形态、矿石结构构造、矿物组成和蚀变等作了系统的研究，认为含金矿体主要发育于遭受断裂活动的灰岩和安山岩的接触界面，断层下盘灰岩中发育不规则的溶洞充填型矿体，由于渗透性差，断层上盘安山岩中矿化不发育。硅化角砾岩是矿区及周围找矿的重要标志。矿区内已探明矿体两端延伸方向及其深部是下一步找矿的主要方向。

金矿 矿床类型 矿体三维建模 断裂带 印度尼西亚

Wang Chang-liang.Geological characteristics of a gold deposit in Indonesia and its ore-search prospects[J].Geology and Exploration,2015,51(6):1201-1208.

1 引言

本文研究的金矿床位于印度尼西亚北苏拉维西省省会万鸦老(Manado)西南约150km处，矿区及周边分布有多个大小不一的金矿床或金矿点。该区域非正规采矿作业普遍，但总体地质研究程度较低，尤其对矿床的构造、蚀变、矿化规律及成因类型等认识较浅。2008年～2010年，相关方面对该金矿实施了系统的地质勘查工作，包括详细的地质填图、地形测量、钻探工作、水文地质、工程地质、岩矿鉴定和样品分析等勘探工作，取得了较全面的勘探数据，为深入研究该矿矿床特征及成矿规律提供了详细的地质资料。

本文基于勘查获得的地质资料，对该矿的矿区地质、构造特征、矿体几何形态、矿石结构构造、矿物组成和蚀变等作了系统的研究，并运用Micromine软件对矿体进行了三维建模。在以上研究的基础上，总结该矿的成矿规律和成因类型，预测具有一定潜力的远景区段，提出下一步找矿的方向。

2 区域地质背景

该矿床大地构造上处于欧亚板块、大洋洲板块和太平洋板块的交汇部位(图1)，属西太平洋火山-岛弧的一部分(Fitch,1972；Carlileetal.,1990)。该区域沉积地层和火山岩地层构成北苏拉威西弧形构造的南缘，研究表明，早期的北苏拉威西弧呈近南北走向，晚中新世后，由于苏拉地块的挤压作用(Silver,etal.,1983;Mc Caffreyetal.,1983)，该弧形构造逐渐发生顺时针旋转，同时向西俯冲，使该区域处于挤压环境当中，使先期存在的断层发生逆冲走滑作用，构成北东走向的高角度逆冲走滑断层系，并发成一系列火山喷发活动。随后，这些断裂带中发生普遍的金矿化作用(Turneretal.,1994；Perello,1994)。

3 矿区地质特征

3.1 地层

矿区及周边的地层岩性包括较老的被侵蚀的白垩纪及中新世海相沉积地层及不整合覆盖其上的上新世火山岩。主要由中新世海相灰岩、上新世安山岩-火山碎屑岩和第四系残坡积/冲积层构成(图2)。

图1 a.印尼中东部大地构造图；b.苏拉威西岛大地构造图(据Hamilton,1979;Kertapati et al.,1992)Fig.1 a.Tectonic map of central-east Indonesia;b.Tectonic map of Sulawesi islands(after Hamilton,1979;Kertapati et al.,1992)1-区域性断裂；2-板块缝合带；3-苏拉地块；4-岛屿1-regional fault;2-plate suture zone;3-Sula platform;4-island

中新世灰岩：主要为白云质、泥质、硅质灰岩。隐晶质结构，块状构造，主要成分为方解石。灰岩普遍遭受溶蚀，受成矿期热液充填，溶蚀孔洞中常见犬牙状石英晶簇。

火山岩：区内主要由火山集块岩、安山熔岩和凝灰岩组成，喷发不整合覆盖于碳酸盐地层之上。安山岩：浅灰白色、浅灰绿色，斑状结构，块状构造。斑晶主要为斜长石、角闪石，斜长石呈浅灰色，中细粒半自形-自形晶体，近地表多风化、高岭土化，呈乳白色，含量约占15%；角闪石呈墨绿色，自形-半自形晶，金属光泽，含量约占3%。基质为斜长石、角闪石。凝灰岩：浅灰-浅灰绿色，细粒结构，块状构造。晶屑主要为斜长石、角闪石，次要成分为火山灰、玻璃质，岩石常见有方解石细脉穿插。火山角砾岩：浅灰白色、浅灰绿色、土黄色，碎裂结构，角砾状构造、块状构造，角砾大小不一、成分多样，一般在1～70mm不等，角砾形态不规则，棱角分明，分布不均匀。角砾成分主要为灰岩、硅质、凝灰岩、安山岩等，胶结物主要为泥质、硅质、凝灰质、火山灰等。

图2 印尼某金矿矿床地质图Fig.2 Geological map of a gold deposit in Indonesia1-中新世海相火山岩；2-上新世安山岩；3-粘土-硅化角砾岩层；4-第四系坡积层；5-断层；6-金矿体1-Miocene marine limestone;2-Pliocene andeite;3-clay-silicified breccias;4-Quaternary colluvial;5-fault;6-gold mineralized body

第四系残坡积、冲积层由黄土、腐植土以及风化岩石碎块等组成，主要分布在山坡、河谷及河床等地带。

3.2 矿区构造

矿区位于北苏拉威西省西南部，褶皱变形不发育，构造以断裂活动为主。其中主断裂带呈北东-南西向展布，并叠加有北西南东向次级断裂构造。北东-南西向构造为主要的控矿构造，金矿化带受被东南西向断裂控制，并且在主断裂与次级断裂构造的交汇部位常出现金品位较高的矿体。

(1) 北东-南西向断裂

为矿区的主断裂构造，同时也是最为重要的金矿化带的导矿构造和容矿构造。该断裂带宽几米～十几米，矿区内断裂带长度在700m左右。断层上盘为安山岩，下盘为灰岩(图3)。断裂走向55°～72°，倾向北西，断层面波状起伏，倾角65°～85°，局部位置近直立。断裂的多期活动特点明显，主要表现为多期次的逆冲挤压活动，断层角砾岩发育。钻孔岩心化验结果表明，断裂带中硅化角砾岩为金矿化的主要载体。

(2) 北西-南东向次级断裂

北西向断裂为矿区的次级断裂，规模较小。该组断裂是以右行走滑为主的剪切断裂，切割北东-南西向主断裂，其形成时代晚于近南北向断裂的早期挤压阶段。该组断裂中金矿化基本不发育。

3.3 侵入岩

矿权范围内，地表未发现有侵入岩露头，仅个别钻孔揭露少量侵入岩脉。在矿权外围及区域上，侵入岩以次火山岩的形式存在，岩性为闪长玢岩，呈岩脉、岩株及小型岩体侵入于安山岩中。

从侵入关系判断，岩浆侵入活动稍晚于火山喷发的时间，应与喷发的安山岩属同一岩浆岩，与火山热液成矿作用的关系非常密切。

4 矿床地质

4.1 矿体几何特征

依据岩金勘查规范确定的规则对矿体进行三维建模。具体步骤：在Micromine软件中，调入已经建好的钻孔数据库，显示钻孔轨迹，并运用颜色编码显示钻孔的品位。根据矿体特征，选择剖面线的方向，由软件自动生成剖面，根据在此剖面上各钻孔的品位和岩性等相关信息，按照约定好的矿体圈定原则和工业指标进行矿体剖面解译(图3)。待所有勘探线剖面矿体解译完毕，利用所有解译的矿体剖面线生成矿体三维模型(图4)，运用软件的实体校验功能对矿体模型进行校验并通过(朱海宾，2013)。

图3 该矿典型地质剖面图Fig.3 Typical geological cross section of the deposit

本次三维建模共圈定了一个主矿体和六个小矿体，其中主矿体占总矿量的96.7%。主矿体呈长板状展布(图4)，工程控制矿体走向长度为453m，矿体埋藏深度0～125m。走向50°～90°，倾向320°～0°，倾角35°～85°。矿体赋矿标高385～505.90m。矿体真厚度1.2～40m，平均12m，厚度变化系数80%；单工程Au品位1.89×10-6～18.64×10-6，加权平均品位5.39×10-6，品位变化系数63%。

图4 矿体三维模拟图Fig.4 3-D model of gold ore body

4.2 矿石特征

4.2.1 矿物组成特征

该矿矿石主要为硅化断层角砾岩，角砾成分较复杂，以灰岩、火山碎屑岩、凝灰岩为主。因为该矿氧化程度很高，矿石中金属矿物种类很少，主要为褐铁矿、自然金和少量银金矿。脉石矿物主要有石英、方解石、绢云母、长石等。

金：本次研究对部分样品进行了物相分析，结果显示，样品中金主要以裸露金形式存在，其分布率达到97.57%，极少部分金以各种矿物包裹金的形式存在。金颗粒的粒度一般在15～70μm之间。

褐铁矿：多呈不规则粒状星散分布在近地表矿石中(图5(1))，少数呈细脉分布。

石英：是最常见的脉石矿物，主要呈浸染状、团块状，局部呈细脉、网脉状，硅化与金矿化关系最为密切。

方解石：是主要的脉石矿物之一，多呈细脉状或网脉状分布于矿石中。

4.2.2 矿石的结构构造

根据矿石结构、构造和产出地质条件，与类似矿床对比(徐光荣等，1988；关继东等，2004；刘洪等，2013)，可将矿石划分成角砾状构造、脉状/网脉状和蜂窝状构造三种类型。

(1) 角砾状构造：成矿作用开始前，断层活动使岩层遭受强烈破碎，形成大小混杂的断层角砾。在成矿期，含矿热液沿断裂带充填胶结断层角砾形成断层角砾岩。角砾成分以灰岩、安山岩为主，角砾大小不一，呈棱角状(图5(2))。

(2) 脉状/网脉状构造：成矿期，成矿热液沿岩石裂隙充填形成含金硅质细脉，矿物成分主要有石英、方解石和白云石。

(3) 蜂窝状构造：成矿作用前，下盘灰岩曾遭受强烈的地下水溶蚀作用，形成大小不一、形状各异的溶蚀溶洞，后经成矿热液充填交代作用形成矿体，在新生代经风化作用形成蜂窝状矿石(图5(3))。

4.3 围岩蚀变

区内矿体围岩蚀变主要表现为硅化、碳酸盐化、绿泥石化和高岭土化。

图5 各类型矿石照片Fig.5 Photographs of the main ore types(1)-褐铁矿化含金矿石；(2)-蜂窝状构造含金矿石；(3)-硅化角砾状矿石；(4)-喀斯特溶洞充填型矿体(1)-limonited gold-bearing ore;(2)-honeycombed gold-bearing ore;(3)-silicified breccia ore;(4)-infilling karst cave ore

(1) 硅化：分布广且较强烈，为成矿期主要蚀变，矿物为石英，多呈微细-细粒状。一般以胶结物的形态胶结灰岩和火山角砾岩而构成矿体的主体，少量呈细脉浸染状交代围岩，在喀斯特溶洞中常可见有犬牙状石英晶簇(图5(4))。

(2) 碳酸盐化：分布较广的蚀变类型。蚀变矿物主要为方解石，乳白色，细-粗粒状，多呈细脉状或网脉状充填于破碎带或硅化角砾和灰岩裂隙中。碳酸盐化为成矿期后蚀变，作用时间长，碳酸盐化作用与金矿化关系不明显。

(3) 绿泥石化：矿体上盘安山岩中绿泥石化较为普遍。

(4) 高岭土化：高岭土化主要发生在断层上盘风化的安山岩中，高岭土化与原地矿体相关性不明显。

5 矿床成因类型及找矿标志

5.1 矿床成因类型

该矿床形成于一系列火山环境中，与区域构造活动密切相关，区域性深大断裂和火山构造的交汇部位是该类矿床的重要产出部位。断裂构造是该类矿床重要的容矿空间，不整合面对金矿床也具有重要的控制作用。该矿床的矿石形成于开放的充填空间内，矿体以脉状/网脉状、孔洞充填和角砾状构造为主，矿石矿物主要有黄铁矿、银金矿、自然金等。脉石矿物有石英、玉髓、方解石等。围岩蚀变发育，硅化、碳酸盐化现象明显。本文所研究的矿床的特征与低温热液型金矿存在诸多相似的特点(郭继海等，2004；武子玉等，2006；郭俊华等，2006；张学权等，2007；吕军，2007；郭奎城，2010；孟献真等，2012；付顺，2014；)，因此初步将其归为低浅成温热液型金矿。

通过综合研究，可以将该矿成矿过程大致划分为5个阶段(图6)：

(1) 成矿前喀斯特作用：成矿作用前，区域内灰岩发生广泛的岩溶作用，形成各种形状不规则、大小不一的喀斯特溶洞，溶洞坍塌形成溶洞角砾岩堆积(图6a)。

图6 成矿模式图(参考Turner,et al.1994)Fig.6 Metallogenic model (modified from Turner,et al.1994)

(2) 火山喷发阶段：之后该区域发生大规模的火山喷发作用，安山岩/火山碎屑岩等喷发不整合覆盖于下伏灰岩地层之上，形成不整合面(图6b)。

(3) 断层活化阶段：火山活动后期，沿该不整合面发生断裂活动，形成大量断层角砾岩(图6c)。

(4) 成矿阶段：含金热液沿灰岩和安山岩的接触界面上升，由于断层上盘的安山岩渗透性差而将含金热液限制在接触带中，含矿热液沿断裂带迁移充填并胶结断层角砾，构成矿体的主体。断层上盘安山岩由于渗透性差，很少有矿化发生；下盘灰岩在成矿前，由于成矿前喀斯特作用形成大量大小不等的喀斯特溶洞，含矿热液在沿断裂带迁移胶结断层角砾的同时，充填到溶洞中构成形状极不规则的溶洞充填型矿体(图6d)。

(5) 成矿后期：由于风化剥蚀作用，原地矿体风化成碎块并近距离搬运堆积构成粘土-硅化角砾残坡积矿(图6e)。

5.2 找矿标志

通过对该金矿的系统研究，可知矿区成矿作用主要发生在遭受断裂活动的灰岩和上覆安山岩的接触界面及其附近部位，因此灰岩和安山岩的接触界面是主要的找矿位置；钻探工作揭示，北东-南西向断裂带即是灰岩和安山岩的分界面，也是控矿断裂带，北东向断裂构造也是找矿的线索之一。

本区金矿床矿化与硅化作用密切相关，硅化作用强，矿石品位较高，反之则品位较低，因此在该区及周边分布的硅化灰岩、硅化角砾岩是重要的找矿标志。

已知原地矿体周边的残坡积粘土-硅化角砾岩也是找矿的目标之一。

6 勘探潜力探讨

三维模型揭示，矿体在深部没有被钻探完全控制，呈继续向下延伸的趋势，是下一步增加资源量的首要方向。

从地质填图、钻探以及三维建模等结果揭示，矿体的展布严格受北东-南西向断裂控制，矿权区内矿体向两端逐渐变薄，并尖灭。但断层向北东和南西两端继续延伸，根据其它成矿类型相似的矿床的经验，此种矿床沿断裂带尖灭再现的机率较大，因此沿该断裂带的延伸方向将是下一步矿权外围找矿的重点，并有望进一步扩大该矿的资源量。

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Geological Characteristics of a Gold Deposit in Indonesia and its Ore-Search Prospects

WANG Chang-liang

(PolyMiningCo.,LTD,Beijing100010)

A gold deposit of Sulawesi Islands, Indonesia is situated in the conjunction of the Euro-Asia, Australasia and Pacific plates, and is considered as part of the West Pacific volcanic-island belt. Its structure is dominated by NE-SW direction, with NW-SE trending secondary faults. Many large-scale gold deposits are often distributed in the conjunctions of these faults. A detailed survey was conducted in this deposit during 2008 to 2010. Based on geological data from this survey, this work made a systematic study on the geology of the mine, structural features, geometry of ore bodies, ore structure, ore composition and alteration. The results suggest that the gold-bearing ore bodies developed primarily in the contact of limestone and andesite that have undergone faulting. The irregular ore bodies of karst-cave filling type occur in the limestone at the footwalls of faults. Because of the poor permeability, little mineralization took place in the andesite in the hanging walls of faults. The strong silicified fault breccia is an important indicator for ore searching in the mine and surrounding areas. Extensions of both ends of the proven ore bodies and deep subsurface of the mine should be the targets for further exploration.

gold deposit, deposit type, ore body 3-D modeling, fault belt, Indonesia

2015-08-04；

2015-10-09；[责任编辑]郝情情。

汪昌亮(1980年-)，男，2012年中国地质大学(北京)博士研究生毕业，主要从事矿产勘查与研究工作。E-mail:gorthan@qq.com。

P618.51

A

0495-5331(2015)06-1201-8