隆化县槟榔沟门银钼多金属矿床地质特征和成因初探
2022-07-13张洪波
毕 立 张洪波
(1.河北省地质调查院 石家庄 050081;2.河北紫石矿业技术开发服务有限公司 石家庄 050091)
槟榔沟门银钼多金属矿床是本世纪初在冀北发现和评价的典型银钼金多金属矿床之一,具有较好的经济开发价值。总结该矿床地质特征,探讨其成因和找矿标志,对推进冀北地区寻找该类型矿床具有重要启迪意义。
矿区位于隆化县郭家屯镇槟榔沟门村,东侧3 km有丰宁—围场公路(G111)通过,有乡村道路相连,距郭家屯镇16 km,交通较方便。矿床勘查工作始于2005年,2012年11月提交了矿区详查地质报告,探明了资源储量。其中,银矿为中型,钼、金矿小型,伴生铅、锌,深部和外围仍有较大资源潜力。
1 区域地质背景
矿区位于柴达木—华北板块、大兴安岭—太行山板内造山带、承德—武安火山喷发带、棋盘山—苏家店沉积火山盆地大地构造单元南部,康保—围场区域断裂带南侧。区域内经历了前寒武纪变质结晶基底形成,中生代火山强烈喷发和火山沉积地质作用过程,岩浆活动和断裂发育,褶皱构造微弱。
区域内出露地层有古元古代中期红旗营子群变质岩和混合岩;白垩系下统张家口组中酸性陆相火山岩,局部夹沉积岩;大北沟组河湖相沉积为主的细碎屑岩,有少量中酸性火山岩夹层;义县组基性-酸性-偏碱性陆相火山岩,局部夹沉积岩;第四系松散沉积物。张家口组和义县组为地质构造环境变动剧烈沉积的地层,大北沟组为地壳运动相对平静时期发育的地层。
该区域为华北板块北缘隆起带,自晚元古代基底形成以来,长期处于裸露的正刚性状态,基底构造线方向近东西向,中侏罗世-早白垩世本区地壳开始剧烈活动,岩浆侵入活动和火山喷发作用强烈,刚性基底岩石发生断裂变形,出现了一系列北北东、北东和北西向主断裂构造,形成了盆山构造。
区域内岩浆岩发育,侵入岩主要有花岗岩、花岗斑岩、正长斑岩、石英正长斑岩,潜火山岩有次安山岩,火山岩有火山碎屑岩、基性熔岩、凝灰岩、安山岩、安山玄武岩、粗安岩等。
2 矿区地质特征
2.1 地层
矿区出露地层为早白垩世张家口组二段,面积约占矿区50%,岩性为一套中酸性火山岩、火山碎屑岩(图1)。岩石类型下部为紫褐色流纹质凝灰熔岩;中部为灰褐色流纹质熔结凝灰岩、石英粗面质熔结角砾凝灰岩;上部为灰白色流纹质含角砾凝灰岩、紫灰色流纹质含角砾熔结凝灰岩、流纹岩、沉角砾凝灰岩。该套地层被滦河和二长斑岩岩株分割为三部分,滦河以东地层倾向南西,倾角45°,滦河和二长斑岩间地层倾向北北东,倾角53°,二长斑岩以西地层倾向南西,倾角52°,局部反倾,倾角41°。
该组岩石根据其形成方式不同和火山角砾、晶屑、岩屑及凝灰物质含量差异,分为喷溢相流纹质凝灰熔岩、溢流相流纹岩、爆发相流纹质熔结火山角砾岩和灰流相流纹质熔结凝灰岩。地层总厚度>790.25 m。
2.2 构造
矿区内构造发育,且以断裂为主。成矿前或成矿期断裂有19条,一般规模较大,按其走向分为北北西向、近东西向、北东向、北西向四组,这些断裂中的岩石多数遭受了强烈的热液蚀变作用,形成了硅化绢云母化蚀变岩和矿(化)体,其中NNW向、近EW向构造是主要的控矿构造。成矿后断裂有12条,表现为正断层和平移断层,一般规模小,按走向可分为NE向、NNW向、近EW向三组,对硅化绢云母化蚀变矿化带和矿体有破坏作用(图1)。
图1 槟榔沟门银多金属矿物质图
2.3 岩浆岩
矿区中部出露二长斑岩浅成岩体,侵入到白垩系张家口组流纹质火山岩中,呈不规则岩株产出,分布面积约占矿区30%。二长斑岩在地表呈北北西向展布,向南、北延伸出矿区,岩石一般具有斑状结构,基质具显微晶粒结构。坑道和钻孔中见有潜安山岩(图2)。
图2 V-04勘探线剖面图
2.4 围岩蚀变
矿区蚀变作用较强烈,蚀变类型较多,围岩蚀变类型有硅化、绢云母化、高岭土化、碳酸盐化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、萤石化、铁锰染。与矿化关系密切的蚀变类型为硅化、黄铁矿化、绢云母化。硅化、绢云母化蚀变体在地表均为矗立于山脊顶部的硅化地质体。
硅化分为三个期次:早期硅化表现为黑灰色隐晶质—微晶状晶粒玉髓,粒径0.001~0.01 mm,呈隐晶状集合体分布;中期硅化表现为条状、犬牙状晶粒石英,粒径在0.01~0.3 mm之间,多呈粒状集合体和网脉状分布于岩石的破碎裂隙及空隙中;晚期硅化表现为粗晶粒石英,粒径在0.3~2 mm之间,多呈粒状集合体构成脉体。
黄铁矿化多分布在硅化蚀变带中,其他金属矿物主要分布于绿帘石化—绿泥石化—白云石化蚀变岩石中。绢云母化大部分由岩石中斜长石蚀变而来,少量由黑云母蚀变生成。
2.5 化探异常特征
矿区岩石测量成果表明,Au、Ag、Mo、Pb元素在硅化带中富集,二长斑岩中富集程度次之,粗面质凝灰熔岩、晶屑凝灰岩富集较弱。硅化带中Au含量含量13.15×10-9,相对地壳中含量富集了3287倍;Ag平均含量5.31×10-9,相对富集了75.86倍;Mo含量含量138.50×10-9,相对富集了92.33倍;Pb含量含量95.81×10-9,相对富集了7.37倍。二长斑岩中Au含量含量3.36×10-9,相对地壳中含量富集了840倍;Ag含量含量1.22×10-9,相对富集了17.43倍;Mo含量含量20.24×10-9,相对富集了13.49倍;Pb含量含量50.77×10-9,相对富集了3.91倍。Au、Ag、Mo、Pb元素相关性好。相关系数AgMo为0.875、AgPb为0.715、AuPb为0.676、AgAu为0.659、MoPb为0.655、MoAu为0.642。Ag、Mo、Au元素异常显示较好、Pb元素异常较弱,圈出8处Ag异常。
Ag1异常:长180 m,宽100 m,走向NW,分布在二长斑岩体中。
Ag2异常:长130 m,宽80 m,走向EW,分布在二长斑岩体中。
Ag3异常:长400 m,宽310 m,走向NWW,分布在二长斑岩体中,异常中心出露有2号硅化绢云母化蚀变带,发现了Ⅱ-1钼矿体。
Ag4异常:长240 m,宽150 m,走向近SN,分布在二长斑岩体与白垩系张家口组二段接触带附近,异常区内见有15、16硅化绢云母蚀变带。
Ag5异常:长420 m,宽330 m,走向近SN,分布在二长斑岩体中,异常中心出露有5号硅化绢云母化蚀变带,地表见Ⅴ-5银矿体。
Ag6异常:长500 m,宽400 m,走向NWW分布在二长斑岩体与上侏罗统张家口组二段接触带上,地表见Ⅴ-1银钼矿体和Ⅴ-2银矿体。
Ag7异常:长390 m,宽140 m,走向NNW,分布在二长斑岩体与上侏罗统张家口组二段接触带附近,异常中心出露有7号硅化绢云母化蚀变带。
Ag8异常:长360 m,宽220 m,走向NNW,分布在二长斑岩体与上侏罗统张家口组二段接触带附近,异常内出露有5号硅化绢云母化蚀变带。
3 矿床地质特征
3.1 蚀变带特征
全区共发现20条硅化绢云母化蚀变带,规模较大的2、5号,规模次之有1、3、11、21号,其余规模较小(图1)。仅对2、5号硅化绢云母化蚀变带浅部进行了详细勘查,其余硅化绢云母化蚀变带仅在地表投入了少量工作,工作程度低。
5号硅化绢云母化蚀变带:长1340 m,宽5~70 m,带内具硅化、褐铁矿化、萤石化、绢云母化蚀变,硅质细脉发育。被F6和F12(西冰沟断层)切错成三段。F6以南分布在二长斑岩与流纹岩、流纹岩质凝灰熔岩和熔结凝灰岩接触带中,赋存Ⅴ-1、Ⅴ-2、Ⅴ-3、Ⅴ-4矿体;F6以北分布在二长斑岩内,赋存Ⅴ-5号盲矿体。蚀变带走向北西,倾向240°,倾角65°~83°。
2号硅化绢云母化蚀变带:长580 m,宽5~10 m,带内具硅化、褐铁矿化、萤石化、绢云母化蚀变,石英细脉、硅质角砾发育,分布在二长斑岩中,赋存Ⅱ-1矿体。蚀变带走向290°,倾向200°,倾角75°。
3号硅化绢云母化蚀变带:长380 m,宽2~5 m,带内具绢云母化、硅化、褐铁矿化、高岭土化蚀变,分布在二长斑岩中,见Au、Ag矿化。蚀变带走向275°,倾向5°,倾角40°。
1号硅化绢云母化蚀变带:长250 m,宽4~8 m,带内具硅化、绢云母化、褐铁矿化、高岭土化蚀变,局部可见孔雀石化,硅质角砾发育,分布在二长斑岩中。蚀变带走向260°,倾向170°,倾角75°。
11号硅化蚀变带:长220 m,宽2~3 m,石英脉发育,见Au矿化。蚀变带走向270°,近直立。
21号硅化蚀变带:长220 m,宽4~5 m,带内硅化强烈,有高岭土化蚀变,见Ag矿化。蚀变带走向310°~280°,倾向220°~190°,倾角70°。
3.2 矿体特征
矿区已发现6个工业矿体,2号蚀变矿化带内1个矿体,编号为Ⅱ-1矿体,5号蚀变矿化带内有5个矿体,编号为Ⅴ-1、Ⅴ-2、Ⅴ-3、Ⅴ-4、Ⅴ-5号矿体,矿区主矿体有Ⅴ-1和Ⅴ-5。
Ⅴ-1号矿体:为银钼矿体,分布于矿区中西部5号硅化绢云母化蚀变矿化带南段。矿体形态平面为规则的扁豆状,剖面上为不规则楔状,地表厚度大,向下变薄,且分枝尖灭,地表出露形成矗立的山脊,是全区规模最大的矿体。上部为Ag、Mo矿,以Ag为主,控制长度230 m,沿倾斜延深249 m,厚度0.63~45.88 m,平均厚度21.75 m,平均品位Ag 127.4 g/t、Mo 0.094%、Au 0.64 g/t;下部为Mo矿,长230 m,厚0.59~13.22 m,平均厚度8.14 m。沿倾斜延深130 m,平均品位Mo 0.079%。总体产状倾向240°,倾角44°~81°,且上陡下缓(图2)。
Ⅴ-5号矿体:为银矿体,分布于矿区中西部5号硅化绢云母化蚀变矿化带北段南端,为盲矿体。矿体形态为规则的透镜体,长度145 m,斜深143 m,厚度19.73~28.79 m,平均厚度12.67 m。总体产状倾向246°,倾角75°~86°。平均品位Ag 125.5 g/t,Au 0.80 g/t(图3)。
图3 V-17勘查线剖面图
Ⅴ-2矿体:为银矿体,分布于矿区中西部5号硅化绢云母化蚀变矿化带中段,矿体出露地表,硅化强烈,形成陡立的山脊。矿体长度115 m,斜深82 m,厚度0.73~1.84 m,平均厚度1.45 m。矿体为不规则脉状,总体产状240°∠77°。平均品位Ag 135.9 g/t,Au 0.42 g/t。
Ⅴ-3号矿体:为钼矿体,分布Ⅴ-1矿体上盘,距Ⅴ-1矿体水平距离70 m,属Ⅴ-1矿体平行盲矿脉。矿体长25 m,斜深25 m,厚度1.38 m。矿体总体产状240°∠60°,平均品位Mo 0.085%。
Ⅴ-4矿体:为银矿体,分布于Ⅴ-1矿体下盘,距Ⅴ-1矿体水平距100 m左右,属Ⅴ-1矿体平行盲矿脉。矿体长62.5 m,斜深25 m,厚度1.27 m。矿体总体产状倾向240°,倾角54°~60°,平均品位Ag 62.2%,Au 0.22%。
Ⅱ-1矿体:为钼矿体,分布于矿区东北部2号矿化带中,长210 m,斜深25 m,厚度0.5~2.73 m,平均厚度l.12 m,矿体形态呈尖灭再现小扁豆体组成的时断时续的不规则脉状,为盲矿体,总体产状倾向200°左右,倾角77°~83°,平均品位Mo 0.06%。
3.3 矿石特征
矿石自然类型以含硫化物硅化绢云母化蚀变岩型矿石为主,局部见有含硫化物硅化绢云母化二长斑岩型矿石。矿石工业类型主要有银钼矿石、钼矿石和银矿石。
矿石金属矿物主要为黄铁矿,次为辉钼矿、辉银矿、闪锌矿、方铅矿、钛铁矿,微量矿物有自然银、银金矿、自然金、银黝铜矿、铜蓝;脉石非金属矿物主要为石英和玉髓,约占脉石矿物的90%以上,次要矿物为绢云母、绿泥石和残余的黑云母、正长岩、斜长石,局部见方解石、萤石。
矿石结构主要为他形粒状结构、角砾状结构,次为斑状结构和半自形粒状结构。矿石构造按金属硫化物载体岩石特征划分,有角砾状构造、碎裂状构造、块状构造、网脉状构造。按金属硫化物分布特征划分,主要为星点浸染状构造、次为稠密浸染状构造。
矿石化学成分主要为SiO2和Al2O3,SiO2含量76.28%,Al2O3含量11.13%。矿石中有益组分主要为Ag、Mo、Au,还有微量Pb、Zn、Cu、S。Ag最高1197 g/t,最低5.8 g/t,平均品位126.45 g/t。Mo最高0.57%,最低0.012%,平均品位0.089%。矿体一般上部Ag高,下部Mo高,AgMo同体共生。
3.4 矿体围岩和夹石
规模最大的Ⅴ-1号矿体顶板主要为强硅化绢云母化蚀变岩,局部见有硅化流纹质凝灰熔岩,矿体底板主要为强硅化绢云母化蚀变岩,局部见有硅化绢云母化二长斑岩,围岩与矿体界线呈渐变关系,肉眼难鉴,需靠化验结果确定。
Ⅴ-5号矿体顶底板均为强硅化绢云母化蚀变岩,局部见有硅化绢云母化二长斑岩,围岩与矿体界线呈渐变关系渐。
4 矿床成因与找矿前景分析
4.1 矿床成因
本区银钼多金属矿体赋存于硅化绢云母化蚀变岩及二长斑岩中,矿体严格受断裂构造控制,矿体形态呈脉状和透镜状、扁豆状。矿区围岩蚀变发育,蚀变类型较多,硅化、绢云母化、萤石化显著,矿石构造为稀疏星点浸染状构造、稠密浸染状、网脉状、角砾状。综合分析认为矿床成因类型为次火山热液矿床,矿床工业类型为构造蚀变岩型矿床。
其成矿地质过程是在火山期后浅成岩浆侵位冷凝结晶,分异出大量的含有银、钼、金等矿质的熔浆,在压力的作用下继续挤出—上升,萃取火山岩中硅质和成矿物质,使残浆转为酸性,随着压力降低,气液(包括水气、CO2、F2、CH4等)和金属阳离子析出,沿着构造薄弱部位上侵就位,形成硅质银钼矿体,在地表-近地表形成玉髓角砾状硅化岩帽。同时,部分气液进入成矿前断裂及裂隙之中,形成充填型脉状银钼矿(化)体。
4.2 找矿标志
在冀北侏罗纪-白垩纪北东向火山盆地中,有张家口组火山岩,二长斑岩含矿岩系,尤其是有硅化蚀变岩带存在。
含矿岩系中具有明显的Au、Ag、Mo元素异常,尤其Ag、Mo元素异常显示面积较大且完整,且有低阻高极化物探异常显示。
岩石受热液作用影响,硅化作用强烈,蚀变带多表现为正地形地貌。有硅化、萤石化、黄铁矿化、绢云母化等蚀变。
4.3 找矿前景分析
该矿区位于苏家店-北岔沟门银铅锌铜钼金多金属成矿区内,有着优越的成矿地质环境,是冀北重要的铅锌银金钼多金属矿集区。目前,区内仅验证了3、5、6号岩石化学测量异常,其它异常尚未深入研究和解剖;仅对2、5号硅化绢云母化蚀变带浅部进行了工程控制,其它蚀变带尚未全面勘查评价;探明的银钼矿体仅是浅部资源,深部未有工程探测,推测仍有矿体存在。综合解译和分析认为全区仍有较大资源潜力,预测银矿资源潜力总体可达大型,钼矿可达中型,建议加强该区银、钼矿产勘查工作,并注意金、铅伴生矿产综合评价。