塞尔维亚东部Z.Brdo金矿床地质特征及矿床成因分析

2021-03-10林明钟

矿产勘查 2021年12期

林明钟

（塞尔维亚紫金铜业有限公司，福建上杭 364200）

0 引言

Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie铜金成矿带（ABTS成矿带）是特提斯成矿域的一部分，形成于与环太平洋区域相似的俯冲环境（Quadt et al.,2005,2007）。特提斯成矿域经历了从大陆裂谷到俯冲再到陆-陆碰撞的威尔逊旋回的所有阶段（Zimmerman et al.,2008）。ABTS带内有近120个矿床和矿点，矿化与晚白垩世钙碱性岩浆岩密切相关（Ciobanu et al.,2002），矿床类型主要包括斑岩型铜-金-钼矿床（部分矿床伴生铂族元素）、矽卡岩型钼-铁-铅-锌矿床和浅成低温热液型铜-金-银矿床（Zimmerman et al.,2008）。Z.Brdo金矿位于ABTS成矿带的Timok杂岩带、塞尔维亚东部的Bor矿集区内，矿区中心坐标E 22°07′03″，N 44°05′48″。塞尔维亚矿业部门通过地质勘查，于1903—1951年期间，在Bor矿集区内相继发现了Majdanpek、Jama及Veliki Krivelj等超大型铜矿床，但金矿床较少，仅在Timok杂岩带的西北边缘存在一个沉积浸染型金矿Bigar Hill（Zivanovic,2019），Z.Brdo金矿是近年在该地区来新发现的金矿床，根据Z.Brdo金矿床的地质特征判断，属于与Bigar Hill不同类型的浅成低温热液矿床。原矿山地勘部门仅通过少量的钻孔控制，认为Z.Brdo矿体属于受斑岩体控制的隐伏穹窿状矿体；2019年以来，通过系统的地表地质工作，发现了显著的北西-南东走向的地表蚀变带，且通过探槽揭露了地表矿头，进一步确认了矿体严格受构造蚀变带控制，呈厚板状、透镜状的特征。本文通过对该金矿的地质特征进行系统的分析，总结其成矿规律及找矿标志，探讨矿床成因，以期为该区域的金矿找矿勘查及矿产开发提供参考。

1 成矿地质背景

Bor矿集区位于塞尔维亚东部，其所在的Timok杂岩体带位于欧洲阿尔卑斯-喜马拉雅造山带最西段的Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie（ABTS）岩浆弧造山带中（图1，Heinrich and Neubauer,2002）。Timok杂岩体带内广泛发育有晚白垩世火山岩及次火山岩，形成了一系列的斑岩型铜-金矿床及与其密切相关的高硫型浅成低温热液型金矿床、接触交代矽卡岩型矿床（铁、铅锌、铜金）、脉状铜（金）矿床和层控热液脉型金矿床（Jelenković et al.,2016），构成了晚白垩世与火山岩、次火山岩相关的斑岩型铜金矿床-浅成低温热液型金矿床-矽卡岩型铁、铅锌、铜金矿床的成矿系列（图2）。

图1 ABTS成矿带大地构造背景图（据Heinrich and Neubauer,2002修编）

图2 Timok成矿带区域矿产分布图（据Jelenković et al.,2016修编）

区域地层单元总体可分为Timok杂岩体带及其外部的Timok基底岩层，上覆新生界地层（Gallhofer et al.,2015）。其中新生界主要为新近系上新统（M22、M3）及第四系（Q），Timok基底岩层主要为变质岩层及沉积岩层，与成矿密切相关的Timok杂岩体带岩层主要为中生代上白垩统（K21、K22+3、K23）的火山碎屑岩（Ignjatović et al.,2014）。

区内构造的形成与北西向深大断裂右行走滑密切相关，按产状可分为北西向构造、近南北向构造、北东向构造（Kräutner and Krstić,2002）。北西向断裂为区内最为重要的断裂系统，在区域东部发育，由西往东依次为Bor断裂、Z.Brdo断裂和Krivelj断裂。

区内岩浆活动较为发育，主要分布有加里东期、海西期及燕山期（Banješević et al.,2019）。其中燕山期岩浆活动规模最大，且与铜、金、银、铅、锌、铁等多种矿产成矿关系密切（Antonijević and Mijatović,2014）。根据岩浆活动期次，本期岩浆活动可分为3相，具体如下。

（1）I相黑云角闪安山岩及英安岩（αhb）：主要分布于矿集区东部，区内上覆于森诺曼期和土仑期的沉积岩之上，岩性主要为角闪安山岩和富钾粗安岩（Đorđević,2005）。区内已发现矿床21个，矿点96个（Jelenković et al.,2016），其中Majdanpek、Jama、Veliki Krivelj、Čukaru Peki等超大型铜矿和Z.Brdo金矿均产在I相碎屑岩内。

（2）II相辉石安山岩-安山岩（αa）：该组火山岩主要分布在矿集区的中、西部。岩性包括主要由辉石玄武安山岩组成的Osnić 玄武安山岩，主要由角闪安山岩组成的Ježevica安山岩（Kolb et al.,2012）。

（3）II相闪长岩（Γ）：分布于Timok杂岩体的西部，岩性分别为二长闪长岩、二长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、正长岩，少量的辉长岩。

（4）III相粗面安山岩（αam）：分布于 Timok杂岩带体的西部，主要呈岩脉产出，该岩脉常侵入Osnić玄武安山岩和Ježevica安山岩。

2 矿床地质特征

Z.Brdo 矿区出露的地层主要为晚白垩世的火山碎屑-陆源碎屑沉积组合（图3），岩性主要为蚀变角闪安山岩、角闪黑云母安山岩及其火山碎屑岩，少量玄武安山岩、火山碎屑岩、砂岩、矽卡岩、大理岩及泥岩等，另有少量的早白垩世的沉积岩。

图3 Z.Brdo金矿矿区地质简图

矿区构造以北西向断层系统为主，是最主要的控岩控矿构造，其中Z.Brdo断裂是Z.Brdo金矿最重要的控矿构造，另发育一系列近于东西向、北东向的平移断层。Z.Brdo断裂位于矿区中部，其上盘为未蚀变的黑云角闪安山质火山碎屑岩，下盘为弱绢英岩化弱绿泥石化安山质火山碎屑岩，断层走向约310～330°，倾角约50°，主要由绢英岩化、硅化、重晶石化的安山质火山碎屑岩、构造挤压片理（泥）及构造角砾组成。

矿床热液蚀变十分发育，自矿体中心向两侧蚀变分带如下：强黄铁矿化重晶石化强硅化高岭石化→黄铁矿化绢英岩化弱重晶石化高岭石化→弱黄铁矿化弱绢英岩化→绿泥石化（图4）。

图4 Z.Brdo金矿床典型蚀变矿化特征

3 矿（化）体特征

矿区共圈定1个主矿体和若干小矿体（图5）。主矿体形态呈厚板状，透镜状，局部出现分支，整体延长约750 m，宽40～330 m，垂向高差达530 m。矿体主要受蚀变矿化带内的北西向断裂带控制，在4号至7号勘探线线控制程度较高，且矿体厚大、分布连续，沿走向往两端急剧变薄、出现分叉。矿体走向310～330°，倾角44～53°，剖面上呈喇叭状、透镜状，南西倾向。矿体在北东部出露地表，产于氧化带内，南西部受无矿蚀变带相隔断（绿泥石化带）；在纵向上矿体往北西侧伏，侧伏角45°。

图5 Z.Brdo金矿2号勘探线剖面示意图

矿体严格受Z.Brdo断裂控制，Z.Brdo断裂具有明显多期次活动的特征：成矿期为成矿热液提供有利的导矿通道及容矿空间，控制了矿体的形态、产状及空间分布，并常可见构造张性角砾（图6a、b）及后期叠加的呈不规则状、梳状的张性硫化物脉（图6c、d）；成矿期后主要对矿体起破坏改造作用，因成矿期热液活动强度在不同空间具有差异性，成矿后对矿体的破坏也呈间断分布，强应变域矿体常被改造成挤压片理状构造泥，金品位往往较低，弱应变域矿体被改造程度较低，金品位往往较高（图6e、f）。

图6 Z.Brdo断裂岩性特征

矿石中的金元素主要赋存于自然金和银金矿，少量的碲金银矿和微量的锑碲金矿，载金硫化物主要为黄铁矿，其次为毒砂。金矿物主要以包裹金及裂隙金形式出现，其中包裹金主要赋存于石英、重晶石颗粒内，另可见少量金分布于黝铜矿、黄铁矿晶体内，裂隙金主要赋存于黄铁矿、石英晶体附近的裂隙内（图7）。

图7 Z.Brdo金矿矿石显微镜下特征

4 矿化富集规律研究

Z.Brdo金矿的成矿过程总体可划分为3个成矿阶段：第一阶段主要为黄铁矿化硅化（高岭石化）蚀变，构建高品位矿体的雏形，其内往往形成弱的浸染状黄铁矿化，形成金元素的初始富集；第二阶段为石英黄铁矿化阶段，主要呈细脉状叠加在早阶段黄铁绢英岩化带之上；第三阶段主要为重晶石-黄铁矿-硫砷铜矿脉，主要叠加在第一阶段黄铁矿绢英岩化蚀变岩及第二阶段石英黄铁矿化基础之上，常胶结早期的角砾。

金矿体高品位带主要产于强黄铁矿化重晶石化强硅化高岭石化带，低品位带主要产于黄铁矿化绢英岩化弱重晶石化高岭石化带内（闫宝文等，2019①）。对比矿化强弱不同的矿石发现：①金矿石是多阶段矿化叠加的产物。早阶段形成的黄铁矿化硅化（高岭石化）蚀变造成了金元素的初始富集，金含量随着后期细脉状石英黄铁矿脉及重晶石-黄铁矿-硫砷铜矿脉的叠加富集，尤其是同时叠加有细脉状石英黄铁矿脉及重晶石-黄铁矿-硫砷铜矿脉，其金品位最高；②金矿石与早阶段的硅化强度呈正相关，硅化强烈的部位，原岩结构基本被改造，金品位往往较高。硅化改造不彻底的部位，原岩结构残留，往往仅发育金矿化，品位低。

5 矿床成因探讨

特提斯成矿域具有多金属、多类型的特征，主要有斑岩型、岩浆热液型、岩浆型、VMS型、浅层低温热液型和沉积岩型等6种矿床类型（张洪瑞等，2010）。中东欧地区的金属矿床主要产于其南部阿尔卑斯造山带（江思宏等，2017），ABTS铜-金成矿带的矿床类型主要为斑岩型和浅成低温热液型（韩宁等，2019）。Z.Brdo金矿床是ABTS成矿带在东欧的Timok杂岩带东部区域构造运动的结果。该构造运动形成了包括Bor断裂、Krivelj断裂和Z.Brdo断裂等一系列平行的复杂断裂带。在北西向区域构造的定向剪切作用下，形成一套次级构造裂隙发育的均匀地块（Banješević et al.,2014），伴随强烈的火山活动的发生，为热液运移和存储提供了通道和空间。

Z.Brdo金矿床的形成与爆发相古地理环境和热液喷发有关。热液中的Au和伴生元素萃取在热液系统中，流体沿着构造裂隙运移，并在盖层下部几百米处发生沉淀。

Z.Brdo金矿床的矿石类型主要有角砾岩型、黄铁矿细脉状型、浸染状安山岩型以及含重晶石脉型（细粒重晶石型）。从整体上看，构造、裂隙较发育的部位，往往伴随着含矿热液的叠加，造成矿化富集；从不同的矿石类型看，叠加可能是多期次的，不同期次伴随的热液不尽相同，对矿石有充填、交代、溶蚀等作用；从角砾岩型矿石看，角砾成分基本与胶结物相同，角砾形态呈棱角状，大小不一，搬运或错动有限，为可拼凑型角砾，推测处于张性构造环境。

高硫化型金矿蚀变主要为中酸性矿物组合，有孔洞状石英、明矾石及高岭石等，低硫化型金矿中形成的蚀变主要为中碱性矿物组合，有石英、玉髓、绢云母及一定量冰长石等（杨永胜等，2015）。Z.Brdo金矿床的赋矿围岩为安山质及英安质火山碎屑岩；矿体呈厚板状、透镜状；矿石构造为脉状、网脉状、角砾状、浸染状；矿石矿物为黄铁矿、自然金、银硫矿、闪锌矿、胶状黄铁矿、方铅矿、毒砂、白铁矿、菱铁矿、黝铜矿、黄铜矿、自然铋、辰砂、自然砷；脉石矿物为石英、玉髓、重晶石、绢云母、伊利石、高岭石、绿泥石、绿帘石；后期脉状充填碳酸盐脉。从矿体中心向两侧围岩蚀变呈现较明显的分带特征：强黄铁矿化、重晶石化、强硅化、高岭石化（高品位带）→黄铁矿化、绢英岩化、弱重晶石化、高岭石化（低品位带）→弱黄铁矿化、弱绢英岩化（矿化带）→绿泥石化（外围构造带）（表1）。