湘西江东湾锑金矿床成矿地质特征、控矿因素及深部找矿远景分析
2021-04-08崔立峰吴永胜陈明辉张建国尹大改鲍振襄包觉敏
崔立峰,吴永胜,陈明辉,张建国,尹大改,鲍振襄,包觉敏,蔡 范
(1.湖南省有色地质勘查局二四五队,湖南 吉首 416006;2.湖南发展集团矿业开发有限公司,湖南 长沙 410083;3.湖南辰州矿业股份有限公司,湖南 沅陵 419605;4.中国石化管道储运有限公司襄阳输油处,湖北 襄阳 441000)
0 引言
江东湾锑金矿床地处湖南溆浦县境内,面积1.5 km2。长期以来,由于该矿床产出的块状辉锑矿石(俗称"青砂")品位富,埋藏浅,产状稳定,市场畅销。各矿业公司主要开采锑矿,对金矿关注很少。矿区具有多年的找矿勘探历史,虽然具有一定的规模,但是总体勘探程度不高,矿床规模有限,找矿前景不明朗。1990年中国有色金属工业总公司矿产地质研究院与湖南有色地质勘查局二四五队合作开展“溆浦龙王江矿田中金的赋存状态、分布规律及远景研究”专题,估算远景储量锑5万吨,金10 t。1992年湖南有色地质勘查局二四五队对江东湾锑金矿开展1∶2000地质测量,施工坑探506 m,槽探1135m3,民硐清理103 m,圈定V1、V2脉矿体2个,提交C+D级锑金属量10 962 t,金金属量717 kg。1995—1999年,湖南省地质矿产开产局四一八队,重点对江东湾矿区及外围开展地表地质及原生晕、土壤中汞气测量等工作,以V1、V2脉为主兼顾其他矿脉,进行了中深部位坑、钻控制,通过资源量估算,全区求得D+E级锑金属量11 371 t,金金属量5012 kg。2014年华东理工大学地球科学院重点通过对江东湾矿床0 m高程以下矿体坑道编录、系统取样和成矿规律研究等,圈定矿体5个,估算332+333金金属量3032.77 kg,属于小型矿山规模。笔者在该区从事数十年地质勘探工作的基础上,结合近年找矿取得的新突破和矿山探采实践所获得的新资料,对江东湾锑金矿床的成矿地质特征、控矿因素、垂向分带及深部找矿前景进行了分析和对比研究。目的是为了提高矿区的矿床地质研究程度,更好地认识矿区的成矿规律,促进矿区的勘探工作取得更大的找矿成果。
1 成矿地质背景
区域位于江南造山带西南段雪峰造山带中段,安化—靖州深断裂和溆浦—五团深断裂之间。雪峰造山带是一条深切上地幔的大型韧性推覆构造带,也是华南地区一条大型钨锑金成矿带[1],湖南省80%的金矿床(点)分布于该区,说明雪峰山造山带前寒武纪变质基底具备优越的成矿条件和巨大的找矿前景。
出露地层主要有新元古界板溪群凝灰质石英砂岩、粉砂质板岩、板岩;其次为南华系富禄组凝灰质砂岩、含砾凝灰质砂岩及变质砂岩;震旦系—志留系含砾砂质板岩、页岩、碳酸盐岩。此外还零星分布泥盆系—中三叠统及白垩系等(图1)。区内锑金矿床层控特征明显,主要产于板溪群五强溪组浅变质岩系中,受层位和岩性控制[2]。
图1 溆浦县龙王江锑砷金矿带区域地质图Fig.1 Regional and geological map of Longwangjiang Sb-As-Au ore zone in Xupu County,Hunan1—第四系 2—白垩系 3—泥盆系至中三叠统 4—南华系至志留系 5—板溪群 6—背斜及倒转背斜 7—向斜及倒转向斜 8—断层 9—黑云母花岗岩、角闪石、黑云母二长花岗岩 10—研究区
区域构造主要为一系列NE向复背斜、复向斜和同走向的推覆逆冲断层。其间龙王江金矿集区产于NE向陶金坪复背斜及其两翼平行分布的区域性断层洞坪逆断层(F1)和黑土坡正-平移断层(F2)所夹持的上升隆起区。矿床主要赋存在复背斜轴部宽数百米至千余米的陡倾斜劈(片)理化带或陡倾斜劈(片)理化带与缓倾斜劈(片)理化带过渡部位的断裂破碎带中[3]。
区内未见岩浆岩。但在矿区东南20 km的葛竹坪、小沙江一带大面积出露加里东—印支—燕山期花岗岩复式岩基。据物探资料,区域西南20 km的小横垄有隐伏酸性岩株存在,该岩株受辰山—中华山断裂控制,通过区域洞坪断层(F1)与矿区相沟通。
通过龙王江金矿集区及近外围280 km21∶5万水系沉积物测量,共圈出化探综合异常11处,其中7处为Ⅰ级异常,异常规模大、强度高,Au、As、Sb元素组合齐全,异常浓集中心一般就是金锑矿富集地段[4]。因此,矿区具备较好的锑金矿找矿前景。
区域矿产主要为锑砷金矿床系列,包括金、锑、锑金、砷金矿床组合,沿陶金坪复背斜展布,长32 km,宽6 km,自北而南分布有南江坪金矿、桃坳金矿、江溪垄锑矿、江东湾锑金矿、泥潭冲金矿、白竹坪锑金矿和雁鹅界砷金矿等10多处锑砷金矿床(点)(图2)。此外,矿区近外围的失其洞—伞溪坳—硬岭坳一带的震旦纪和寒武纪地层中,见有铜、铅锌矿化,发育长9000 m、宽1000~3000 m的Au、As、Sb异常,为本区寻找铜、铅、锌矿提供了找矿方向。
图2 龙王江金矿集区构造与矿床分布略图Fig.2 Sketch map showing the regional structure and distribution of the deposits in Longwangjiang gold ore field1—上南华统南沱组—寒武系 2—下南华统富禄组 3—新元古界板溪群五强溪组 4—断层 5—矿脉及编号 6—陡倾斜劈理带 7—缓倾斜劈理带 8—平行不整合界线 9—金矿床 10—锑金矿床 11—砷金矿床 12—锑矿床 13—铜矿化点 14—铅锌矿化点
2 矿床地质特征
2.1 矿区地质特征
矿区出露地层单一,仅有板溪群五强溪组上段,为一套灰绿色薄层状粉砂质板岩、板岩,局部夹钙质细砂岩,并见有火山物质。区内所发现的锑金矿床均赋存于该地层的粉砂质板岩夹板岩或两者互层的岩性段中,矿化具有多层性。
江东湾锑金矿床位于陶金坪复背斜西北翼邱家湾倒转背斜之倒转翼,基本上为单斜构造。次级褶皱发育,背、向斜相向近于平行展布,断裂构造发育,主要为NNE—NE向,所有矿脉均赋存在该组断裂构造中(图3)[5-7]。沿走向、倾向均呈波状延伸,具逆—平移性质及多期活动特点。断裂由角砾岩(碎裂化板岩)、石英脉、辉锑矿脉及断层泥组成,辉锑矿常呈扁豆体状平行主剪切面分布,一般产于剪切断裂带上部,而金不仅产于断裂带内,也产于断裂带上、下盘蚀变围岩中。
图3 溆浦县江东湾锑金矿床地质图Fig.3 Geological map of Jiangdongwan Sb-Au deposit in Xupu County1—板溪群五强溪组上段 2—背斜及编号 3—倒转背斜及编号 4—倒转向斜及编号 5—断层及编号 6—实测矿脉及编号、产状 7—岩层产状 8—见金矿钻孔及编号 9—见矿化钻孔及编号 10—未见矿钻孔及编号 11—勘探线及编号
2.2 矿体特征
目前矿区在普查阶段共圈定锑金矿脉10条,其中V1~V7分布于东西长约1780 m、宽250 m的范围内,各脉大体平行展布,间距为8~90 m,具经济价值的矿脉有V1、V2、V2-1、V3、V6及V7等6条矿脉(V2-1、V3为隐伏矿脉),成矿具有多层性。以代表性矿脉V1、V2-1为例简述如下:
V1矿脉:地表走向长820 m,出露高程410~290 m,控制最低高程-134 m(ZK703)。总体产状为112°∠35°~77°,大致呈上缓下陡趋势。已控制锑金矿体1个,走向长660 m,倾斜延深635m(垂深500 m),主要呈脉状、薄板状,次为扁豆状产于矿脉中部偏底板一侧,产状较稳定(图4)。其中① 25 m高程以上,据普查资料,矿体厚0.08~0.43 m,平均厚0.21 m。品位:Sb 7.37%~38.46%,平均21.56%;Au 0.8×10-6~13.06×10-6,平均3.77×10-6。Au与Sb品位变化呈负相关,相关系数-0.5。② 高程自25~-175 m的矿体,据矿山坑道系统取样与普查钻孔资料[5],矿体厚0.15~6.68 m,平均厚1.08 m。品位:Sb 0.23%~12.91%,平均0.95%;Au 1.31×10-6~5.11×10-6,平均4.45×10-6。矿体总的特征表现为深部以金矿化为主,锑呈减弱趋势。如-134 m高程ZK703见矿,矿体厚6.68 m,Au的平均品位为5.11×10-6(其中单样高达49.17×10-6,厚0.19 m)。金矿体顶部含有锑矿化,厚0.47 m,Sb品位为0.7%。
图4 江东湾锑金矿床7线地质剖面图Fig.4 Geological profile of prospecting line No.7 in Jiangdongwan Sb-Au deposit1—板溪群五强溪组上段 2—板岩 3—条带状粉砂质板岩 4—断层 5—实测及推测矿脉及编号 6—钻孔及编号 7—沿脉坑道
V2-1矿脉:为矿山生产中发现的隐伏矿脉,控制矿体1个,走向长达620 m,控制高程90~75 m,总体产状为120°∠34°~74°,一般约为50°。矿体呈脉状、豆荚状及透镜状产于矿脉中部偏顶板一侧。矿体厚0.20~0.63 m,平均厚0.40 m。品位:Sb 1.82%~11.79%,平均6.33%;Au 2.46×10-6~12.00×10-6,平均5.60×10-6。矿体厚度较稳定,矿化较均匀。
2.3 矿石特征
矿石矿物组成简单。金属矿物主要是辉锑矿、毒砂、黄铁矿、自然金,氧化矿物为锑华、黄锑华、褐铁矿。非金属矿物主要是石英,次为白云石、方解石。
辉锑矿是最常见的金属矿物,也是最重要的锑矿物。辉锑矿常包裹早期黄铁矿、毒砂、石英,其金含量变化很大。毒砂是区内最主要的载金矿物。早期毒砂,呈粗粒自形晶体,浸染状分布在蚀变板岩中,多与黄铁矿共生。热液期毒砂为细粒半自形—自形晶体,呈脉状或团块状集合体产于石英脉中,伴生矿物有黄铁矿、辉锑矿等。黄铁矿主要有两种产状,其一为自形核状晶体,浸染状分布在蚀变板岩中,与粗粒自形毒砂连生;其二为细脉状或块状集合体产于石英脉中,常被辉锑矿等穿插交代,黄铁矿中金含量变化很大。
矿石结构主要有半自形—他形柱粒状结构、不等粒他形柱状结构、细粒状结构及碎裂结构。矿石构造主要斑块状、脉状、块状构造及星散状、细脉状构造,次为条带状,角砾状构造。
矿石类型按矿石产出的地质特征,矿石自然类型可分为石英脉型锑金矿石,破碎带型金矿石及蚀变板岩型金矿石,各类型矿石界线明显。按矿石中元素组合,则可分为锑金矿石及砷金矿石。
矿石中的金主要以自然金的形式产出,约占金总量的93%[8],其次为含银自然金及银金矿。自然金粒度集中在0.5~30 μm的占85.12%,主要以次显微金和显微金形式存在,以不规则粒状、细条状、细脉状形式赋存于毒砂、辉锑矿、黄铁矿及石英的裂隙中,或产于毒砂、黄铁矿及辉锑矿的边界处,或被包裹在毒砂、黄铁矿及辉锑矿中。
2.4 围岩蚀变特征
矿区围岩蚀变类型主要有硅化、毒砂化、黄铁矿化、褪色化、绿泥石化及碳酸盐化等。围岩蚀变强度从矿体向两侧迅速减弱,总体上呈平行矿体展布的线型蚀变带。蚀变厚度一般为3~40 cm。与锑金矿关系密切的主要有硅化、毒砂化、黄铁矿化和绢云母化。
褪色化:是最常见的一种围岩蚀变现象,是锑金矿化赋存的标志。一般发育在矿脉和构造裂隙上下盘。褪色带与正常岩石呈过渡关系。
硅化:硅化在该矿区是最普遍的围岩蚀变类型,特别是在构造裂隙发育部位更为强烈。常见于含矿断裂及其上、下盘。主要表现为新生成石英呈脉状、细脉状沿断裂破碎带或围岩裂隙充填或交代,常与辉锑矿化相伴。
毒砂化:为金矿区主要的围岩蚀变类型,毒砂以粗粒自形、细粒半自形产于含矿断裂及两侧的板岩褪色蚀变带中,与金矿化关系最为密切,毒砂化愈发育,金矿化愈强。
黄铁矿化:主要分布于断裂或含矿断裂带内,一般以细粒黄铁矿为主,其中金含量变化较大。
3 锑金矿脉的垂向分带
江东湾锑金矿床部分矿脉裸露地表,如V1、V2及V7等矿脉,也有部分隐伏矿脉,如V2-1、V3等矿脉。从现有较系统的坑道揭露和少量钻探工程揭露的-134 m高程矿化特征来看,矿脉存在着一定的垂向分布规律,而且矿脉沿倾向延深较大。
3.1 垂向分带特点
1)江东湾锑金矿床垂向上总的趋势是,浅部以锑金矿化或锑(金)矿化为主,向深部演化为以金矿化为主,锑矿化明显减弱,此系同一热液成矿阶段所形成的矿物集合体在空间上的分布变化特点,表现在矿物组合上由石英-辉锑矿、毒砂(黄铁矿)组合,向石英-毒砂、黄铁矿组合更迭。
2)据区内上部坑道矿物爆裂法测温结果,块状石英为330℃~190℃,锑矿化石英为308℃~178℃,一般为245℃,毒砂为332℃,黄铁矿为253℃~250℃。该区自然金主要形成于石英-硫化物阶段,表明矿床主要形成于中低温度。
3)据矿区内主要矿脉(V1、V3等)Sb、Au含量变化,愈向深部金矿化愈强,其原因除了发育的硅化、毒砂化蚀变外,同时发育较强烈的黄铁矿化,而且深部矿脉未发现贱金属矿物(闪锌矿、方铅矿等),由此表明,自浅部向深部成矿的物理化学环境稳定,预示目前已控制的矿脉向深部仍有较大的延伸。由于该矿床成矿具有多层(条)性,和成矿的多期性,使客观地质体表现得更为复杂。上述分带是综合分带,因此在同一垂直方向上,各矿脉赋存高程不一,尤其是中、深部出现的盲矿体高程差异更大(图4)。所以锑金的垂向分带不可能位于同一高程上,应结合各矿脉中Sb、Au含量在空间上变化关系进行分析或判断,但是总体呈现出“上锑下金”的垂向分带规律。此外,同一条矿脉还可能存在“尖灭再现的”分带现象,如V2脉矿体下部边界在0 m高程附近已趋尖灭,-70 m高程局部见矿体,在0~-100 m高程坑道里,脉体毒砂化、硅化等蚀变仍较强,断裂破碎带宽度仍基本上与上部相近,构造活动强度也无明显减弱,往深部存在隐伏金矿体的可能性极大。
4)根据热液阶段矿化作用在垂直空间分布和矿化作用形成时间的先后关系,本矿床锑金矿化垂向分带具有正向垂向分带的特征[9]。
3.2 成矿阶段划分
本矿床主要由6条大致平行的矿脉组成,其成矿过程包括两个矿化阶段。
早期阶段:这一阶段为变质(构造动力)热液阶段。主要出现在断层两侧的蚀变板岩中,以金矿化为主,形成的矿石类型为蚀变板岩型,矿石平均含w(Au)=2.84×10-6、w(Sb)=0.21%、w(As)=0.62%。主要载金矿物为粗粒自形毒砂,金主要以次显微金分布在粗粒毒砂中。毒砂单矿物的w(Au)=155×10-6。含金矿化蚀变矿物组分主要为毒砂。
晚期阶段:这一矿化阶段为热液成矿阶段,即石英-硫化物-自然金阶段,系锑金矿化主要阶段,也是形成锑金垂向分带的主要阶段。形成的矿石类型主要为石英脉型-锑金矿石、破碎带型金矿石,矿石的平均w(Au)分别为4.66×10-6和3.98×10-6、平均w(Sb)分别为4.17%和0.25%、平均w(As)分别为0.56%、0.33%。该阶段先期形成的细粒毒砂 [w(Au)=73×10-6] 呈脉状或块状集合体,共生矿物黄铁矿、辉锑矿并被辉锑矿、自然金穿插交代。该阶段金矿化作用与锑矿化作用相伴发生,形成含金石英脉,但金并不与锑共生,而呈显微金的形式与细粒毒砂、黄铁矿共生(连生),Au-As-Sb的相关分析表明,Au-As密切相关(相关系数0.905),Au与Sb弱相关至负相关,显示出Au-As的密切共生而Au与Sb发生分离。这与矿区金的矿化作用与砷矿化密切相关,而与锑矿化作用分离的现象是一致的,锑与金在整个矿化作用过程中表现出“不离其宗,不在其中”的地球化学规律[10-11]。
3.3 垂向分带模式
研究表明,江东湾锑金矿垂向分带属于沉淀分带(图5),反映沉淀分带的辉锑矿和自然金都属于同一矿化阶段形成的分带现象,只表现在辉锑矿含量的减少和自然金含量的增加,辉锑矿和自然金的垂向分带和含量消长关系,反映顺向分带,其成因是从同一含矿溶液中,可能由于各种矿物的物理化学特性的不同条件而沉淀的[12]。
图5 江东湾锑金矿床垂向分带模式示意图Fig.5 Schematic diagram of the vertical zonation model of Jiangdongwan antimony-gold deposit
有关江东湾金矿床的垂向分带的研究,对指导矿床深部找矿工作有很大的实用意义。然而,由于资料尚不完善,尤其是矿床深部矿相学、包裹体测温、硫同位素组成等研究尚未开展,这样,就有待在今后的找矿科研工作中进一步完善,为矿床深部预测工作提供更多的事实根据。
4 控矿要素
4.1 区域成矿环境
江东湾锑金矿床处在雪峰造山带中段,安化—靖州深断裂东侧(上盘)。矿床产于前寒武系浅变质岩系,成矿受层位和岩性控制。区域上构造活动、变质作用及印支期花岗岩岩浆活动较强烈,有利于深部岩石中矿质的活化、矿液的运移以及矿床的形成。区内逆冲-推覆构造十分发育,并具多期活动的特点,控制了区域锑金矿床的空间分布,是矿床形成的主控因素。
4.2 地层-岩性因素
江东湾锑金矿床赋存于板溪群五强溪组含火山物质的泥质、砂质和砂泥质建造,矿化受地层层位和岩性控制明显。据区域地层微量元素分析结果[17],板溪群马底驿组的w(Au)=4.5×10-9,五强溪组的w(Au)=6×10-9[17],而矿区五强溪组则存在一个明显的Au元素降低场[w(Au)1.63×10-9][11],暗示板溪群可能为区域上一个重要的矿源层和赋矿地层。含矿及赋矿岩石主要为粉砂质板岩夹板岩或两者互层,矿体顶、底板主要为板岩。这种有利的岩性组合在空间上重复出现,是导致多层锑金矿化的重要地质因素(图6)。同时,不同物理性能的岩石组合不仅构成矿体(化)的上、下屏蔽层(顶、底板以泥质为主的细碎屑岩沉积变质岩),而且力学性质不同的岩石互层或先存的不同岩性差异面,亦即原生构造的软弱带[18],有利于构造破碎带的发育,为矿液的运移和沉淀提供了有利的空间。
图6 江东湾锑金矿床ZK703钻孔柱状图Fig.6 Histogram of ZK703 drilling hole in Jiangdongwan Sb-Au deposit
4.3 构造控矿因素
矿区导矿构造:区内锑金矿床(点)位于NE向陶金坪复背斜近轴部及区域洞坪(F1)、黑土坡(F2)2条断层所夹持的构造断块内,断裂切割较深,与褶皱一起以水平挤压作用而形成,断裂结构面具压扭性特点。江东湾矿床的形成主要产在F1断层上盘。该断层为区域辰山—中华山大断裂的组成部分,并通过F1与矿区西南部隐伏岩体相沟通,为变质基底中的Au等成矿物质活化、运移的通道,系矿区重要的导矿构造。
矿区容矿构造:主要为受复背斜两翼平行的2条区域性断层(F1、F2)的剪切作用,形成的一系列与之平行的次级NNE—NE向韧-脆性剪切断裂破碎带,具有多期活动性特点。成矿期,由于区域构造应力场的转换,断裂处于引张状态,在断裂走向方向发生转折的地段,倾向方向由缓变陡的部位,构造张开,微裂隙发育,常形成扩容空间,形成良好的储矿场所,容易在此发生减压、降温,成矿物质发生沉淀、富集、成矿[19-20]。
总之,区域F1断层上盘及其派生的次级断裂构成了江东湾锑金矿化运移、定位的有利导-容矿构造系统,矿脉主要受背斜轴部劈理化带内呈线性的韧-脆性剪切带控制。
4.4 岩浆岩与成矿
区内岩浆活动微弱,矿区及外围无岩浆岩出露。矿区东南出露白马山复式花岗岩基,黄茅园超单元岩体的w(Au)仅为0.5×10-9~3.0×10-9,平均2.31×10-9,低于酸性岩平均值,也低于本区地层平均含量,难以为金成矿提供Au来源。区域及矿区硫、氢氧同位素及微量元素配分模式研究[11,18],表明成矿热液主要为变质热液,晚期有大气降水参与,与岩浆热液关系不大。而从岩体接触带附近、岩体内构造带有金、钨、铅锌矿点及砂金分布来看,表明岩浆侵位时不仅提供热源,而且将板溪群中的Au转入热液,为金的成矿提供热源和部分物源也不无可能。
4.5 围岩蚀变因素
矿区围岩蚀变与矿化关系十分密切,蚀变带主要沿断裂带展布,与矿化相伴产出。蚀变类型主要为褪色化、硅化、毒砂化,其次为黄铁矿化、碳酸盐化等。由热液蚀变引起的成矿流体的降温、降低硫化物活度、增加氧逸度或H2S的浓度等,可以造成硫化物沉淀。表明热液蚀变也是重要的控制因素,对成矿预测和盲矿体探查都有其重要意义。
褪色化是锑金矿化赋存的标志。一般发育于矿脉和构造裂隙的上下盘,其厚度和发育强弱程度与矿化强度及构造裂隙发育程度有关。含锑金的石英脉均产于褪色蚀变带中。硅化与锑矿化相伴。毒砂化是矿区特有的蚀变类型,不仅在本区,而且在矿区东部(如溆浦中都、隆回杏枫山等金矿[21])赋存于板溪群中的金矿床,都是以毒砂化为主的热液蚀变,具有区域性的特点。毒砂化强度与金矿化强度一致。黄铁矿化与金矿化关系密切,二者成正比增长。碳酸盐化往往出现在矿化减弱、矿脉消失的地段。绿泥石化出现的地段一般无锑金矿化或很微弱。
上述矿区内的围岩蚀变,均为中—低温热液蚀变,矿化的空间分布与赋矿地层中的蚀变带完全一致,故可作为良好的找矿标志。凡是含矿的石英脉,其两旁必有褪色蚀变;如石英脉两旁无任何褪色蚀变现象,则该脉无矿化。矿体一般出现于褪色化、硅化、毒砂(黄铁矿)化三者叠加地段,且蚀变体厚度大,蚀变强度高、毒砂和细粒黄铁矿十分发育的地段,往往出现富厚的矿化。
4.6 矿床类型
江东湾锑金矿床大地构造位置位于元古代扬子板块江南古岛弧[22],海底火山活动将地壳深部多种金属元素活化迁移,形成了一套含Sb、Au的复理石建造。岩层富含黏土质及硫化物,易于吸附金元素形成为初始含金矿源层。经加里东期、印支期多次构造-岩浆活动,使区内地层褶皱隆起,岩石变形并发生区域变质及剪切作用,形成的构造动力变质热液,在热动力驱动下促使深部成矿元素随之上升、运移并不断萃取地层中的Sb、Au元素形成含矿热液,通过陶金坪复背斜翼部的区域性主干断裂及轴部的流劈(片)理构造带上升,导向次级背斜的断裂剪切带,经多次活化、迁移再加上后生富集,最终在与区域总体褶皱和断裂作用同步演化的韧-脆性断裂带中定位成矿[23]。构造动力作用导致锑金矿床的形成[24],矿床类型为构造动力作用形成的中低温热液矿床。
5 深部找矿远景
江东湾锑金矿床属龙王江金矿集区蚀变破碎带型矿床,矿化严格受断裂构造控制。构造控矿是指引深部找矿的主导因素[25],因此,要加强控矿构造性质的研究,弄清矿体的时空结构、有利富集部位和控矿断裂形态变化与成矿关系、空间再现规律以及锑金垂向分带等,对指导深部找矿有着重要意义。
1)矿脉产于区域控矿断层F1上盘次级断裂破碎带中,具有经济价值的矿脉6条,成组成带平行展布。容矿断裂经历了压扭性至张扭性的力学性质转变。成矿期断裂先在反扭挤压条件下成生,之后在顺扭上隆引张条件下形成,断裂具逆-平移性质,下切较深,破碎带及旁侧劈(片)理发育,在断裂走向上发生转折的地段或断裂倾向上断层倾角减小的地段,构造张开,微裂隙发育,从而形成具有延伸深度较大的脉(板)状矿体,矿床成矿的构造条件十分有利。
2)在各条勘探线中,钻孔均未完全打穿矿脉带的底板,矿脉在深部仍有延伸;同时矿脉在倾向上也尚未完全控制,仍有向SE延深之势,表明矿床深部找矿空间较大。如矿区最系统的勘探剖面7线剖面控制成矿深度最大的V1脉703孔,该脉出露最高高程为410 m,最低控制高程-134 m,垂深544 m,同一剖面(图4)V2脉控制最低高程20 m,垂深430 m;V3脉控制最低高程-40 m,垂深450 m。而与相邻的同类型泥潭冲金矿床相比,主要矿脉V3出露最高高程346 m,控制最低高程-425 m(未尖灭),垂深为771 m,江东湾矿床深部最低高程的矿体尚有291 m的找矿空间。但矿区未施工控制矿床的远景钻孔。根据矿脉形态产状特征、厚度品位变化、矿物组合及锑金矿化垂向分带,按照热液矿床成矿流体产生深度,矿脉向深部有较大延伸,资源潜力较大。
3)锑金矿化在垂向上具有分带现象,这对于寻找深部矿床(脉)具有重要意义。江东湾锑金矿床在垂向上浅部以锑金矿化或锑(金)矿化为主,向深部锑矿化明显减弱,金矿化增强,这除了V1脉之外,V2脉最低见矿高程20 m处,平均品位:Sb 19.5%,Au 5.88×10-6,矿石由块状辉锑矿组成,具强烈黄铁矿化、毒砂化。按照垂向分带规律,该矿脉锑金矿除向深部继续延伸外,其延伸后以锑金矿化也可能呈现深部锑矿化减弱金矿化增强的垂向分带现象,其延伸的深部不亚于V1脉。V3脉最低见矿高程-40 m处,平均品位:Sb 0.18%,Au 1.58×10-6,该矿石具强黄铁矿化、毒砂化,推断延深部位金矿化会增强,并同样产生锑金垂向分带现象。其他如V7脉,已知矿体平均品位:Sb 25.95%,Au 2.71×10-6,矿体特征、矿石组成与围岩蚀变与V2脉类似,预测其深部也可能出现再现的锑金垂向分带现象。由于金矿化深度大于锑矿化深度,故矿床深部金矿化具有较大的成矿空间,沿有利的控矿构造在深部可能发现延伸矿脉或隐伏矿脉。
4)矿床赋存层位板溪群五强溪组上段岩性和岩石组合自地表浅部向深部变化稳定,均为含粉砂质板岩夹板岩或两者互层,表明容矿岩石和围岩条件对成矿十分有利。成(容)矿构造断裂破碎带向深部破碎强度增强,厚度增大,毒砂化、黄铁矿化发育,金矿化增强,且隐伏矿脉增多,深部成矿环境有利。
5)根据湖南中西部锑金矿壤中汞气找矿方法试验结果,只要测定壤中汞气的高含量或异常,就预示着深部有锑金矿床存在[26-27]。江东湾矿区壤中汞气测量结果显示,汞气背景值为10~50 mg/m3,各矿脉异常明显[5]。已知矿脉上方均有汞气异常,V1脉峰值88~315 mg/m3,V2脉峰值142~635 mg/m3,V7脉峰值90~260 mg/m3。其他破碎带、石英脉、蚀变带等均有异常出现,峰值在70~200 mg/m3之间,预示其找矿前景良好。
6)据不完全统计,该矿床仅V1脉已探明的资源量:锑1.13 t,金3350 kg,而其他几条主要矿脉(V2、V3、V7等)深部工作程度尚不够,甚至还有未开展工作的矿脉。由此推测江东湾锑金矿床的资源量可达中型或中型以上的规模。
总之,江东湾锑金矿床已发现的矿脉构造、数量、延深情况、岩性、分散流化探和壤中汞气化探异常及垂向分带特征一致表明,该矿床深部找矿空间大,成矿地质条件优越,找矿前景良好。
6 结论
1)江东湾锑金矿床赋存于新元古界板溪群五强溪组浅变质岩中,分布于区域断裂所夹持的地垒式断块上升隆起区。成矿受劈理化带内呈线形的韧-脆性剪切断裂控制。矿脉成组成带出现,矿体主要呈脉状、薄板状及透镜状,空间上多条矿脉平行叠置产出,延深大,是龙王江矿集区最具资源潜力的锑金矿床。
2)区域性NE向韧性剪切带上盘及其派生的次级NNE—NE向韧-脆性断裂带,构成了江东湾锑金矿运移、定位的有利导-容矿构造系统。其特征标志有劈理化带、剪切断裂带,经多次韧-脆性变形有利于Sb、Au矿液渗透与迁移,在适宜的构造部位富集成矿。
3)矿区内断裂破碎带及其劈理化岩石中发育不同程度的热液蚀变作用,褪色化、硅化、毒砂(黄铁矿)化发育地段锑金矿化较强,其中毒砂化与金矿化呈正相关关系。矿化带的空间分布位置与地层中的蚀变带一致。
4)水系沉积物Au、As、Sb元素组合异常及土壤中汞气异常,是锑金矿化有效的勘查指标,特别是壤中汞气异常可以推断下伏矿脉及断裂带的地质意义。
5)本次研究的锑金垂向分带现象,对指导矿床深部找矿具有重要意义。根据垂向分带特征,结合矿脉形态和延伸状况,可以预测江东湾锑金矿床的延深很可能比目前靠钻探控制的深度要大。