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老挝爬奔金矿成矿阶段划分

2019-02-20盖晓谦王杰亭谭宁姚占辉冯宝山刘争

新疆有色金属 2019年1期
关键词:角砾岩碳酸盐方解石

盖晓谦 王杰亭 谭宁 姚占辉 冯宝山 刘争

(①天津华勘老挝矿业有限公司 天津 300170②内蒙古地质工程有限责任公司 呼和浩特 010000)

老挝爬奔金矿位于老挝琅勃拉邦省巴乌县爬奔村一带,根据已有工程估算的资源量,矿床规模已达大型金矿床产地[1]。笔者通过坑道编录和观察爬奔金矿各类矿石间的空间赋存关系及其成因,划分了爬奔金矿成矿期成矿阶段,该成矿阶段的划分对爬奔金矿成矿规律的研究有重要的意义。

1 矿区地质概况

老挝爬奔金矿位于云南“三江”成矿带,老挝琅勃拉邦市以北50km处。矿区范围内出露地层由老到新依次为石炭系、二叠系、三叠系及第四系地层;金矿产于二叠系灰岩中。

爬奔金矿区主要发育北北西向,北东向断裂,其中北东向断裂是控岩构造,北北西向断裂为主要控矿构造。

矿区西部有大面积喷溢相火山岩出露,岩石主要是安山岩,岩石具弱青盘岩化蚀变[1],矿区未发现侵入岩,在外围西部见闪长岩沿北东向断裂带断续出露,与围岩侵入接触,碳酸盐岩与岩体接触带具矽卡岩化蚀变。

2 矿床地质特征

爬奔金矿矿床类型为中低温热液充填-交代矿床,受构造控矿明显[2],主要产在走向北西,倾向南西的构造带中,矿体整体较为连续,空间形态上受构造形态影响,变化较大;矿体在走向和倾向上存在分支复合和尖灭再现的现象,矿体与围岩界线基本明显[3]。

3 成矿阶段划分

爬奔金矿成矿期存在四个阶段,在含矿流体的作用下,自下而上沿裂隙或断裂带发生扩容、沉淀、交代富集成矿。在递进演化过程中,依次形成蚀变岩型、含条带状方解石脉型、角砾岩型金矿、粗晶方解石脉型金矿。具体如下:

(1)第一阶段:交代蚀变岩型矿化

爬奔金矿受韧性-韧脆性剪切带控制,在韧性-韧脆性剪切转换期,含铁、硅流体沿裂隙交代。随着铁碳酸盐化和硅化,热液的pH-Eh改变,导致金沉淀,形成方解石网脉和铁碳酸盐化蚀变岩型矿石。该期的碳酸盐化最主要的特征是发育方解石网脉及铁碳酸盐化,并伴随有硅化。硅化为微晶石英或玉髓,在显微镜下呈小于0.05mm的石英细脉。该阶段碳酸盐化为矿区主要的金矿化类型。矿石中见明显的压溶构造及缝合线。缝合线锯齿状,定向延长,峰不高。铁碳酸盐也呈条带状、绸缎状、绸丝状,显示有明显的韧性剪切特征。在力学转换期,韧性剪切在持续,但在斜交剪切方向的脆性变形在持续增强,为热液渗滤与扩散交代提供了压力梯度和浓度梯度。

(2)第二阶段:带条纹状方解石脉

该阶段是递进变形进一步发展的结果,上部剪裂带进一步发育,深部韧性剪切持续提供动力、热能和热液。压剪泵吸脉动式热液活动、矿石沉淀与剪切作用同步,形成密集条带状金矿化[4]。

条纹状含金方解石脉的形成是多期次剪切和流体交互作用的结果,与韧性剪切带的递进剪切变形息息相关,代表的是从韧-脆性剪切变形转换的过渡。虽然在条纹状构造形成过程中多次发生循环反复的以高应变速率为特征的“地震式”剪切滑动,但层状方解石普遍发生的塑性变形说明,剪切带整体上韧性剪切变形仍然很明显。沿方解石脉壁发生的“地震式”循环剪切滑动与方解石脉壁的“裂开”主要受控于剪切带内流体压力的强烈波动及其与静岩压力和静水压力的彼此消长关系。构造应力和流体压力是控制“破裂-愈合-滑动”机制的动力来源。由于方解石脉反复的“破裂-愈合-滑动”使金元素得以持续不断地循环富集,从而使条纹状方解石脉往往成为含金的方解石脉。

(3)第三阶段:角砾岩型矿化

近地表拉张环境液压致裂与流体沸腾角砾岩型矿化进入近地表环境,流体压力增强,岩石静压力逐渐降低,产生液压致裂,形成角砾岩富矿体。

流体既可通过机械冲压,又可以通过化学(溶蚀)作用使岩石致裂[5]。液压致裂导致岩石扩容,促使岩石的渗透率增大的同时,促使流体与岩石体系充分接触,而加快流体-岩石的反应速度。流体致裂的根本原因在于流体在地壳中能形成异常高压,即流体储集空间中的流体压力高于静水压力。产生这种异常高压的原因就是深部大范围压溶造成涌流源源不断的补给所造成的能量的储集。而流体自身储集能量则主要包括:渗透压力、流体内部热对流、流体的溶蚀反应等。液压致裂的同时导致岩石压力突然释放,产生流体的突然沸腾,气体逸出导致pH增加,导致金沉淀。

该阶段的碳酸盐化特点是在角砾岩带中形成方解石细脉。硅化增强,Si可达5%以上,方解石脉含一定的微晶石英。同时含菱铁矿及赤铁矿等,Fe可达3%以上。

(4)第四阶段:早期构造再次张开充填成矿

早期形成的条带状方解石脉构造带,在流体作用下,发生沿条带状方解石脉两壁与围岩的接触处再次张开,为后期方解石脉流体充填。晚期的方解石以早期的条带状方解石脉体为基础向外呈晶簇状生长。该期碳酸盐化的特点是沿裂隙、早期脉体的两壁、洞穴,形成粗粒自型晶簇状方解石脉。该期方解石脉代表成矿晚期或成矿作用的基本结束。

综上所述,可体现出后造山韧-脆性剪切涌流成矿期的特点,主要表现在:①流体的存在改变岩石介质的物理力学性质,使岩石软化,降低岩石的刚性,增强塑性,形成条带状定向交代构造;②流体起着润滑剂的作用;③流体作为一种营力影响介质的变形和破坏,使岩石发生塑性流变;④流体由于温压变化引起自身的胀缩同样是一种不可忽视的营力,更不用说高压流体的射动、冲击和地下的“爆炸”。

构造为流体流动提供驱动力,流体的流动反过来又影响岩石的渗透率。流体活动较强时,一方面因流体压力增大而促进裂隙的产生、扩容,从而使得岩石渗透率增加。另一方面,渗透网络中矿物的沉淀可以引起岩石裂隙的封闭和渗透率的降低。强烈的流体作用会带来大量的成矿物质,这些成矿物质的沉淀又会反过来使得裂隙变窄,直至封闭,岩石渗透率又会变小。可见,流体活动与岩石渗透率的演化亦存在一个正负反馈的过程,其正反馈常发生于断裂产生和增长的部位。

第一阶段的蚀变岩型金矿代表成矿早期的矿化,第二、三阶段的条带状方解石脉和角砾岩型金矿代表成矿期矿化,第四阶段的方解石脉代表成矿晚期的低品位金矿化。以上四个阶段的矿化是在同一动力机制作用下,递进变形在同一构造位置的同位叠加成矿。

4 结论

(1)爬奔金矿矿床类型为中低温热液充填-交代矿床,受构造控矿明显,产在走向北西,倾向南西的构造带中。

(2)根据矿体中各类矿石间的空间赋存关系及成矿过程,将成矿期划分为4个成矿阶段:第一阶段为交代蚀变岩型矿化,第二期为带条纹状方解石脉,第三期为角砾岩型矿化,第四期为粗晶方解石脉;其中第二、第三期与成矿关系密切。

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