江苏省南京市西横山金矿床地质特征及找矿潜力

2023-02-10刘志宏

黄金 2023年1期

刘志宏

(江苏省地质调查研究院)

针对西横山金矿区，多家科研及生产单位进行过地质勘查和矿产研究[1-6]，其大致可以划分为2个阶段：2000年之前，多家单位先后开展了不同程度的预查、普查评价工作，形成了较多资料，但资料较乱、散，且工作质量参差不齐，勘查目标以找铁为主，对金矿的勘查重视程度不够，综合评价程度低；2000年之后，发现该矿区是寻找金、多金属矿的有利地段，开启了金矿勘查的序幕。本文系统阐述西横山金矿床地质特征，总结找矿标志，并对找矿潜力进行了评价与分析，可为进一步找矿提供理论依据。

1 区域地质背景

西横山金矿床位于长江中下游铁、铜、金、多金属成矿带，大地构造位置属于溧水火山岩断陷盆地西部基底隆起区[7-13]，方山—小丹阳断裂南东侧，大魏庄火山活动中心的南西侧，博望—桑园蒲倾伏背斜的北西翼，近东西向横溪—大魏庄断裂喷发带的南侧(见图1)。

1—玄武岩 2—角闪安山质火山角砾岩 3—西横山组 4—产状 5—葛村组—阜宁组 6—粗安岩 7—安山岩 8—火山旋回界线 9—断裂喷发带 10—正长斑岩 11—角闪安山岩 12—亚旋回界线 13—火山穹窿 14—粗安质熔结凝灰岩 15—辉石安山岩 16—闪长玢岩 17—粗安斑岩 18—岩相界线 19—断裂 20—火山口 21—矿区图1 西横山金矿床大地构造略图

区域地层隶属于扬子地层区的下扬子地层分区，江宁—芜湖地层小区，出露中生界侏罗系、白垩系及新生界地层；区域构造以断裂为主，褶皱不太发育；区域内岩浆活动强烈，岩浆岩广泛分布，主要为中生代石英闪长玢岩、角闪闪长玢岩和闪长玢岩；金矿化严格受地层、构造及岩浆岩控制。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层自南东向北西依次出露中侏罗统朱村组(J2z)和陡山组、晚侏罗统西横山组(见图2)。其中，陡山组可细分为陡山组上段(J2d2)与陡山组下段(J2d1)，西横山组可细分为西横山组上段(J3x2)与西横山组下段(J3x1)，岩石普遍含钙质，由于这类岩石化学性质比较活泼，而且其孔隙度较大，有利于矿液渗透和聚集。因此，地层提供了部分成矿物质，是矿区主要成矿围岩。

1—第四系 2—西横山组下段 3—西横山组上段 4—陡山组下段 5—陡山组上段 6—朱村组 7—闪长玢岩 8—矿区图2 西横山金矿区地质简图

2.2 构造

矿区内断裂较发育，其分为3种类型:一是控制火山-侵入活动的主干断裂和继承性断裂，主要有北东东向(75°)横溪—大魏庄断裂，北西向(305°)西阳—上兴断裂、陶吴—上沛断裂、横溪—芝山断裂，其次为北东向(60°)横山—西庄断裂和上山口—谢村断裂、北北东向(10°)老虎头—回龙水库断裂、北西西向(290°)韩村—赵村断裂，主干断裂及其相交部位控制了横溪—大魏庄断裂喷发带及其中的大魏庄火山口和七里沟侧火山口，横溪—大魏庄断裂喷发带斜跨在横溪—柘塘向斜之上，继承性断裂控制了次火山岩的侵入活动，次火山岩浆沿断裂上侵后主要是顺层贯入。二是控制似层状矿体的断裂，主要是层间构造破碎带。三是控制后期脉状矿体的断裂，有近东西向(70°～90°)断裂和北西向(320°～340°)断裂，但其规模小，倾角陡。

矿区内矿体主要受北西向、近东西向断裂构造破碎带和北东向层间构造破碎带控制。断裂构造破碎带中Au、Cu、Pb、Zn、Ag成矿元素含量普遍较高，表明断裂构造破碎带为含Au、Cu、Pb、Zn、Ag热液的运移提供了通道，同时又为Au、Cu的聚集提供了有利空间。因此，北西向、近东西向断裂构造破碎带和北东向层间构造破碎带为重要的导矿和容矿构造。

2.3 侵入岩

矿区岩浆岩活动十分强烈，以广泛发育次火山岩为特征。岩浆岩主要为中基性—中偏酸性角闪闪长玢岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩，岩体形态复杂，呈北东向分布，从北至南，主要有荷叶山隐伏岩体、呈村岩体、西庄隐伏岩体、獾子洞岩体、陡山—驻驾山岩体、铜山岩体、四径山—狮子咀—椅子山—丁公山岩体。岩体呈岩株状、岩枝状、岩脉状产出，切穿或顺层侵入朱村组、陡山组、西横山组中。剖面形态呈与地层产状大致平行的梳状体，部分矿体位于梳状岩枝的内凹接触带上。

2.4 地球物理特征

矿区开展了1 ∶10 000磁法测量工作，磁异常整体呈现北负南正、西低东高的特征。矿区共圈定磁异常4处(见图3)。根据物性测定成果，闪长玢岩、角闪闪长玢岩是矿区内主要磁源体，结合化极、上延和剩余异常等磁法数据处理结果，推测磁异常Cx1由浅部磁性岩体引起，向深部由规模逐渐变大的角闪闪长玢岩(荷叶山岩体)引起，该岩体具有磁性强、埋藏深、层数少、分布较集中等特点；磁异常Cx2由近地表沿断裂内充填的磁性岩脉引起；磁异常Cx3由中浅部磁性岩体(呈村岩体)引起，该岩体具有磁性强、埋深浅、分布集中等特点；磁异常Cx4由地表及浅部石英闪长玢岩(西庄岩体)引起，该岩体具有磁性弱、埋藏浅、层数多等特点。

图3 西横山金矿区地磁异常图

2.5 地球化学特征

根据区域化探成果，以6×10-9圈定Au异常能较好反映矿区内Au元素分布规律，指导勘查工作。矿区内Au异常(见图4)强度较高，Au最大值为2 131×10-9，共圈定Au异常88处，异常形态比较规则，连续性好，强度高，浓集中心明显，高值点大多沿北东向、近东西向、北西向构造破碎带呈线性分布。采用槽探工程揭露了38处Au异常，其中23处见矿化体，15处见矿体。

图4 西横山金矿区Au异常图

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

根据赋存状态、岩性状况、产状陡缓情况，将矿体分为2类，即产在岩性界面缓倾斜的似层状矿体及破碎带中陡倾斜的脉状矿体。似层状矿体赋存于西横山组下段灰质砾岩与陡山组不整合接触硅钙面附近，顶板为西横山组细粒石英砂岩，底板为陡山组中细粒石英砂岩。脉状矿体产于近东西向、北西向构造破碎带中。矿体顶板为细粒石英砂岩、褐铁矿构造角砾岩、石英闪长玢岩、金矿化构造角砾岩；底板为细粒石英砂岩、石英闪长玢岩。

根据矿床地质特征、矿体地质特征，认为西横山金矿床矿体成因类型以构造破碎带型为主，局部发育接触交代型。西横山金矿床成矿模式见图5。

1—石英闪长玢岩 2—构造破碎带 3—龙王山组4—西横山组 5—陡山组 6—朱村组 7—铁矿体 8—铜矿体 9—金矿体 10—铅锌矿体 ①—胡家店矿段 ②—燕子口矿段 ③—獾子洞矿段 ④—上湾塘矿段 ⑤—獾子洞北矿段图5 西横山金矿床成矿模式

接触交代型矿体呈层状、似层状、透镜状，主要产于西横山组钙质碎屑岩层，部分矿体产于陡山组与石英(角闪)闪长玢岩接触带附近的层间破碎带。这类矿体主要分布于獾子洞矿段和上湾塘矿段，獾子洞北矿段发育该类矿(化)体。这类矿(化)体规模较大，但品位较低，倾角20°～30°。

构造破碎带型矿体呈脉状，产于朱村组、陡山组、西横山组各类构造破碎带中，在各矿段均有分布。该类型矿(化)体局限于构造破碎带中，规模较小，但品位较高，倾角50°～80°。

3.2 矿石特征

矿区已控制的矿体埋藏较浅，矿体主要赋存于构造破碎带中，矿石类型以氧化矿石为主，少量原生矿石。

氧化矿石中金属矿物以褐铁矿、自然金为主，少量赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、白铅矿、闪锌矿、自然银、辉铜矿、斑铜矿、碲铋矿、铜蓝、软锰矿、铅矾等。

原生矿石中金属矿物以黄铁矿、黄铜矿、自然金为主，少量褐铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、斑铜矿、硫铋铜矿、磁铁矿、镜铁矿、钛铁矿、铜蓝等。

褐铁矿与自然金关系密切，可见褐铁矿包裹金、褐铁矿裂隙金、褐铁矿粒间金及褐铁矿与石英、绢云母粒间金等(见图6)。

图6 西横山金矿床矿石光片

氧化矿石主要呈胶状充填结构、交代假象结构、他形粒状结构、包含结构、乳滴状结构、聚粒状结构、碎裂状结构，浸染状构造、块状构造。

原生矿石主要呈他形粒状结构、自形—半自形粒状结构、聚粒状结构、包含结构、交代结构、碎裂结构、砂状结构、粒状变晶—变余结构，构造以浸染状构造、稠密浸染状构造为主，其次为脉状—断续脉状构造、团块状—脉状构造、块状构造。

3.3 蚀变与矿化

矿区内的蚀变和矿化主要位于断裂构造破碎带、层间构造破碎带及其附近，其次是岩体与地层的接触带附近，主要有褐铁矿化、赤铁矿化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化、绢云母化、泥化、高岭土化、铅锌银矿化等。

与层控型矿化有关的蚀变，地表以褐铁矿化、赤铁矿化为主，深部以矽卡岩化(绿帘石化、石榴子石化)为主，其次有绿泥石化、碳酸盐化。

与断裂破碎带型矿化有关的蚀变有赤铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、碳酸盐化、高岭土化、硅化、泥化等。

4 成矿规律与找矿标志

4.1 成矿规律

西横山组中矿(化)体产于灰质砾岩层(层间破碎带)和构造破碎带，朱村组、陡山组中矿(化)体主要产于构造破碎带；在石英闪长玢岩、角闪闪长玢岩、闪长玢岩的岩枝与地层接触部位往往蚀变、破碎强烈，并有矿化显示，岩体内部矿化较弱；含矿构造破碎带主要为北东向、近东西向、北西向，其中北东向层间构造破碎带最早形成，北东向、近东西向、北西向构造破碎带成矿后形成，北东向断裂破碎带为破矿构造；Au异常高值点具有呈线性沿构造破碎带分布特征，与地表矿体对应较好，可作为寻找金矿的直接标志；呈线性分布的Au异常高值点也可反向指示构造破碎带的存在；电阻率能较好反映深部岩体和构造破碎带，极化率异常大多由岩体和破碎带中硫化物引起，是金成矿的有利部位。经验证，激电测深对指导金矿的深部勘查效果明显。

4.2 找矿标志

1)地层标志:西横山组下段中细粒石英砂岩、钙质胶结灰质砾岩、灰质砾岩经接触交代形成的矽卡岩是主要赋矿岩石，尤其西横山组下段底部灰质砾岩对成矿有利，是主要成矿围岩。

2)构造标志:北东向、北西向断裂控制了岩浆岩的侵入和分布，北西向、近东西向断裂构造破碎带和北东向层间构造破碎带为重要的导矿和容矿构造。

3)岩浆岩标志:蚀变石英(角闪)闪长玢岩、蚀变闪长玢岩为主要成矿母岩，Fe、Cu、Au、Pb、Zn、Ag矿点、磁异常、激电异常多沿蚀变石英(角闪)闪长玢岩、蚀变闪长玢岩的梳状岩枝内凹外接触带分布，越凹矿化越好。

4)矿化蚀变标志:围岩蚀变普遍较为发育，地表与矿化关系密切的围岩蚀变主要有褐铁矿化、赤铁矿化、高岭土化等；深部围岩蚀变主要有高岭土化、泥化、黄铁矿化、黄铜矿化、铅锌矿化、透辉石榴子石化等。褐铁矿化、赤铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化等蚀变明显地段，有后期蚀变矿化叠加更佳。

5)物化探异常标志:激电测量对构造破碎带有较清晰的反映，高极化异常是含铜金硫化物的反映，是间接找矿标志[14-16]；自然重砂异常，对寻找金矿有重要指示意义。Au、Cu异常强度高，尤其是其与地表矿(化)体位置吻合度高，可作为直接找矿标志。

5 勘查现状与找矿潜力

5.1 勘查现状

矿区共划分为6个矿段，各矿段勘查程度不一。勘查程度较高的为燕子口矿段和上湾塘矿段，其余矿段也发现了达到工业要求的矿体，暂未进行系统控制。矿区共提交金金属量2.7 t，金平均品位8.6 g/t，80 %的金金属量是燕子口矿段和上湾塘矿段提交的。控制深度较浅，一般为100～200 m(-100 m标高以浅，见图7)。矿体沿走向和倾向的延伸未得到控制。

1—探槽 2—钻孔 3—勘探线与编号 4—矿体图7 西横山金矿床主矿体剖面图

5.2 资源潜力

矿区圈定的工业矿体大多呈脉状产于北西向和近东西向断裂破碎带中。含矿构造与Au异常分布基本吻合。勘查工作重点对上湾塘矿段北西向F10断裂和燕子口矿段近东西向F49断裂进行了揭露控制。由于工程量限制，对Au异常的揭露和已知含矿构造的控制程度均存在不足。根据已发现的找矿线索，采用构造含矿率法，对埋深500 m(-400 m标高)内资源潜力进行了评价，矿区金资源潜力达57.24 t。

5.2.1 北西向含矿构造

北西向含矿构造成矿以金为主，共、伴生铜，按F10断裂当前见矿情况，测算出北西向含矿构造金含矿率为0.85 kg/m，共、伴生铜含矿率为1.08 t/m。目前，矿区已发现北西向含矿构造11条，依据构造规模，估算出北西向含矿构造中金资源潜力29.86 t，铜资源潜力3.78×104t。

5.2.2 近东西向含矿构造

近东西向含矿构造成矿以金为主，基本不含铜。近东西向含矿构造估算的工业品位金金属量899.8 kg，金平均品位10.1 g/t。F49断裂金含矿率为1.15 kg/m。矿区已发现近东西向含矿构造8条，据此估算近东西向含矿构造中金资源潜力27.38 t。