呂星海 王中宇 鄭廣明 李瑞欣 唐汪忠
摘要:深溝金礦賦存于震旦系中統(tǒng)上巖組淺變質(zhì)地層中,呈脈狀和透鏡狀產(chǎn)出。金礦體集中分布在礦區(qū)西北部呈北西西向展布的F6和F7兩條主要斷裂夾持帶。熱液反復(fù)疊加萃取地層內(nèi)的金多金屬元素,遷移至應(yīng)力作用形成的細(xì)小裂隙內(nèi)富集,并沿蝕變閃長(zhǎng)巖脈巖及其內(nèi)外接觸帶分布。礦體的形態(tài)和規(guī)模大體受斷裂和脈巖共同控制,具有“斷控”和“層控”的基本特征。礦床類型為中低溫?zé)嵋何g變巖型金礦床。
關(guān)鍵詞:蝕變巖型;金礦;地質(zhì)特征;礦床成因;青海深溝
深溝金礦位處天峻縣城西北約210km,行政區(qū)劃轄屬青海省海西蒙古族藏族自治州天峻縣蘇里鄉(xiāng)。礦區(qū)內(nèi)以往未曾開展礦產(chǎn)勘查工作,區(qū)域成礦背景評(píng)價(jià)及礦點(diǎn)調(diào)查為礦產(chǎn)勘查工作提供了線索。本文在以往工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合普查地質(zhì)成果,對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)特征、礦床成因和找礦標(biāo)志等方面進(jìn)行初步總結(jié)和探討,以期對(duì)本區(qū)尋找相同或相似類型的金等多金屬礦床提供借鑒。
1.區(qū)域地質(zhì)背景
大地構(gòu)造位置處于西域板塊(Ⅰ)中祁連陸塊之新元古~早古生代中晚期巖漿弧帶(Ⅰ3)(圖1)。地層區(qū)劃屬中祁連太白小區(qū)。出露地層較齊全,主要有震旦系中統(tǒng)下巖組、上巖組,上泥盆統(tǒng)-下石炭統(tǒng)并層,下石炭統(tǒng)黨河南山組、上石炭統(tǒng)羊虎溝組,二疊系下統(tǒng)巴音河群、二疊系上統(tǒng)諾音河群中的下巖組、上巖組,下三疊統(tǒng)和中三疊統(tǒng)及新近系中新統(tǒng)等。地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育且復(fù)雜,多為褶皺和斷裂,主要有深溝向斜。發(fā)育十余條斷裂,總體呈北西-北西西向。區(qū)域巖漿巖不發(fā)育,零星出露輝長(zhǎng)巖脈和花崗斑巖脈。
成礦區(qū)帶劃分位于秦祁昆成礦域(Ⅰ1)祁連成礦?。á?)中祁連加里東期、華力西期北西西向鎢礦、稀有、銅(鈦、銻、金)成礦帶(Ⅲ2)。區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)大型礦床2處,小型3處,礦點(diǎn)13處。
2.礦區(qū)地質(zhì)概況
2.1地層
礦區(qū)主要出露震旦系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系和第四系地層。
(1)震旦系中統(tǒng)
區(qū)內(nèi)廣布震旦系中統(tǒng)下巖組地層,是金礦體賦存層位。依據(jù)巖性差異,本文將下巖組劃分為兩個(gè)巖性段。
灰?guī)r段:呈北西~南東向帶狀展布,出露寬度100m~ 1400m,主要為灰色、灰黑色厚層狀灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、含炭質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r。
砂板巖段:分布于礦區(qū)中部及西部,呈北西~南東向展布,出露寬度200m~2600m,巖石呈灰色、灰黑色和土黃色,多為粉砂質(zhì)、泥質(zhì)和鈣質(zhì)板巖,夾少量變石英砂巖。
(2)上泥盆統(tǒng)~下石炭統(tǒng)礫巖段
不整合于震旦系中統(tǒng)砂板巖之上,為一套紅色地層,粒度呈上細(xì)下粗的漸變序列,上部多見薄層狀灰?guī)r夾石英砂巖、粉砂巖。下部為石英礫巖和厚層狀鈣質(zhì)中細(xì)粒砂巖等。
(3)石炭系上石炭統(tǒng)羊虎溝組細(xì)~粉砂巖段
分布于礦區(qū)東北及西北部,與下伏變石英砂巖整合接觸。下部為灰黑色薄層狀含碳細(xì)砂、粉砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖夾深灰色薄層狀泥灰?guī)r及其透鏡體,間夾2層~3層厚約5cm~20cm的煤線。細(xì)砂、粉砂巖內(nèi)可見少量植物化石,灰?guī)r中含腕足類化石。上部為灰黑色,黑色粉砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖。
(4)二疊系
下二疊統(tǒng)巴音河群長(zhǎng)石石英砂巖段:該段呈北西~南東向展布,巖性為黃褐色厚層狀中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖,灰綠色中~厚層狀中細(xì)粒鈣質(zhì)砂巖,局部發(fā)育褐黃色泥灰?guī)r透鏡體。上部為雜色泥巖與長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖互層,呈以紫色為主夾綠色的雜色層。
上二疊統(tǒng)諾音河群出露在礦區(qū)東部偏北,以紫紅、灰綠色長(zhǎng)石石英砂巖為主。
(5)下三疊統(tǒng)礫巖段
主要分布在礦區(qū)東北部,底部發(fā)育一層3m~10m厚的淺紅~灰色層狀礫巖,礫石成分以硅質(zhì)巖為主,磨圓較好,礫徑5cm~8cm,少量大于20cm。中部巖性以灰白色石英砂巖、石英粗砂巖為主,含較多的泥質(zhì)成分,層面夾大量白云母。上部發(fā)育灰色、灰褐色、淺灰~綠色粉砂巖、砂巖,局部夾紫紅色~灰綠色泥巖。
(6)第四系
第四系分布面積較廣,約占礦區(qū)總面積的1/5,主要分布于河流、階地及風(fēng)化崩塌帶,由巨礫、礫石、亞砂土、亞砂質(zhì)粘土、含礫亞砂土等厚度幾米至幾十米,最厚可達(dá)百米以上。
2.2構(gòu)造
礦區(qū)構(gòu)造條件較為復(fù)雜,總體以褶皺和斷裂為主。深溝向斜西南翼延展至區(qū)內(nèi),軸部距礦區(qū)主要賦礦地段約5km,區(qū)內(nèi)可見小型復(fù)背向斜。F5、F6、F7、F15和F16等幾組北西向?qū)崪y(cè)斷裂形成構(gòu)造主格架,延伸長(zhǎng)度多大于2km,與成礦作用密切相關(guān)。礦區(qū)東南和西北部見不同規(guī)模的北東向斷裂,受應(yīng)力作用,北東向斷裂附近發(fā)育近東西向分布的次級(jí)壓扭性斷裂。
屬主構(gòu)造格架的北西向F6和F7斷裂夾持帶控制含金礦脈的總體走向和潛在規(guī)模,其次級(jí)斷裂為主要含礦空間。
兩條斷裂近似平行,間距400m~500m,總體走向290°~315°,傾向南西,傾角75°~85°。次級(jí)斷裂多分布于閃長(zhǎng)巖脈兩側(cè),寬0.2m~2.0m,閃長(zhǎng)巖脈與劈理發(fā)育的泥質(zhì)板巖接觸,板巖發(fā)生硅化蝕變,并伴有黃鐵礦化等;閃長(zhǎng)巖則形成肉紅色或紅棕色蝕變巖,其節(jié)理、裂隙發(fā)育并被石英充填。F6、F7斷裂間分布8條含金斷裂,總體呈北西西向近平行展布,傾向北北東,傾角65°~85°。
2.3巖漿巖
巖漿巖以加里東期閃長(zhǎng)巖類為主,呈巖脈狀、小巖株?duì)罴谐雎对贔6和F7斷裂夾持帶間,節(jié)理、裂隙發(fā)育地段形成蝕變巖,區(qū)內(nèi)金多金屬礦與之密切相關(guān),蝕變巖與其兩側(cè)的次級(jí)斷裂不僅控制了金礦體分布范圍,其構(gòu)造發(fā)育程度也能預(yù)示礦體的潛在規(guī)模。
巖脈順構(gòu)造薄弱部位上侵至震旦系淺變質(zhì)砂質(zhì)板巖中,呈北西~南東向展布,大致與構(gòu)造線方向相同。巖石呈灰綠~墨綠色,半自形粒狀結(jié)構(gòu),交代假象結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為斜長(zhǎng)石,次為角閃石。次要礦物主要為石英、黑云母。副礦物為鋯石、磷灰石。次生礦物,黝簾石、綠簾石、綠泥石、陽(yáng)起石、白鈦石、碳酸鹽、石英、碳酸鹽脈等。閃長(zhǎng)巖后期圍巖蝕變強(qiáng),其內(nèi)可見晚期碳酸鹽脈穿插,脈內(nèi)礦物成分主要是碳酸鹽,含少部分石英。
F6、F7斷裂夾持地段為重點(diǎn)勘查區(qū),大面積出露震旦系地層和閃長(zhǎng)巖脈。主構(gòu)造間夾多條次級(jí)構(gòu)造,次級(jí)構(gòu)造含多條北西西向分布的礦(化)體(圖2)。
2.4地球化學(xué)特征
礦區(qū)水系沉積物測(cè)量異常范圍與區(qū)域化探成果基本吻合。大比例尺地化綜合剖面顯示,異常元素相互套合,空間展布形態(tài)與含礦構(gòu)造蝕變帶對(duì)應(yīng)一致,元素分帶明顯。異常以Au、Sb、As、Cu等中低溫元素為主。Au元素顯示三級(jí)濃度異常,平均值2.74×10-9,極大值213.44×10-9。含礦構(gòu)造蝕變帶總體北西西、北西向斷裂較為發(fā)育,閃長(zhǎng)巖脈與含礦構(gòu)造相伴出現(xiàn)。推斷Au元素異常與次級(jí)斷裂帶中含礦熱液引發(fā)的巖石蝕變相關(guān)。
3.礦體地質(zhì)特征
本次在礦區(qū)西南部發(fā)現(xiàn)8條含金礦脈,圈定11個(gè)金礦體,多數(shù)礦體的規(guī)模和品位不具進(jìn)一步勘查開發(fā)的價(jià)值,本文僅對(duì)3條主要工業(yè)礦體特征簡(jiǎn)述如下:
(1)EⅠ-1礦體總體走向285°,陡傾斜近直立,工程控制礦體走向長(zhǎng)度83m,控制最大深度38m,地表最大埋深48m。礦體呈透鏡狀,形態(tài)簡(jiǎn)單。單工程最小厚度5.52m,金品位7.40×10-6。
(2)EⅡ-1礦體總體走向273°,傾角78°~82°。工程控制礦體走向長(zhǎng)度137m,控制最大斜深49m,控制最低海拔標(biāo)高4065m。礦體呈透鏡狀,沿走向和傾向方向均未圈閉。單工程厚度0.67m~0.93m,平均厚度0.80m。單工程金品位1.42×10-6~6.36×10-6,平均品位3.49×10-6。
(3)EⅢ-1礦體總體走向294°,北傾,傾角75°~86°,平均傾角82°。工程控制礦體走向長(zhǎng)度80m,控制最大斜深40m,控制最低海拔標(biāo)高4060m。礦體呈透鏡狀,形態(tài)簡(jiǎn)單。單工程厚度2.37m,單工程金品位3.42×10-6。
4.控礦因素及礦床成因
(1)控礦因素
金礦體呈脈狀、透鏡狀等形態(tài)賦存于震旦系中巖組地層中,主要含礦地段均受該層位界線約束控制。礦體均位于F6和F7構(gòu)造夾持帶之間的次級(jí)斷裂內(nèi),沿?cái)嗔褍?nèi)的蝕變閃長(zhǎng)巖脈及接觸部位分布,且展布方向與主構(gòu)造線方向基本一致,構(gòu)造帶兩側(cè)圍巖礦化、蝕變明顯減弱呈分帶現(xiàn)象,因此構(gòu)造對(duì)成礦的控制作用明顯。熱液活動(dòng)強(qiáng)烈且反復(fù)疊加出現(xiàn)時(shí),隨之出現(xiàn)的金屬礦化種類增多,礦化強(qiáng)度明顯提升,可見熱液活動(dòng)對(duì)成礦起到強(qiáng)化作用。因此,地層特征、構(gòu)造形態(tài)和熱液強(qiáng)度及頻次等地質(zhì)條件共同控制礦體的形成。
(2)礦床成因
地球化學(xué)成果顯示,震旦系上巖組淺變質(zhì)巖中的金元素豐度值普遍高于區(qū)域平均克拉克值。此類巖石大面積出露且集中分布在礦區(qū)主要構(gòu)造帶附近,為形成金礦體提供了基本礦質(zhì)來源。
主要構(gòu)造發(fā)育并形成導(dǎo)礦通道,當(dāng)巖漿活動(dòng)頻繁時(shí),巖漿熱液將金元素從高背景的中巖組地層中遷移至斷裂面附近暫時(shí)富集,反復(fù)的遷移使金元素多次活化,且豐度逐漸增大。
隨后,巖漿活動(dòng)作業(yè)持續(xù)加劇,熔巖上侵至淺地表的過程中,不斷反復(fù)萃取運(yùn)移斷裂面的金元素,形成成礦熱液,熱液運(yùn)載的金元素及其他成礦物質(zhì)在地表次級(jí)斷裂的劈理裂隙等薄弱空間內(nèi)富集,形成金礦體。礦體和圍巖發(fā)生硅化蝕變,后期小規(guī)模的構(gòu)造活動(dòng)未能破壞礦體形態(tài),對(duì)成礦起到了保護(hù)作用。從化探異常元素種類、含礦巖石蝕變特征和金屬礦化類型綜合認(rèn)為,深溝金礦床為中低溫?zé)嵋何g變巖型金礦床。
參考文獻(xiàn):
[1]劉恩法,鄭廣明,李書文,等.河南省博泰地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司.青海省天峻縣深溝金多金屬礦普查報(bào)告[R]. 2017:11-59.
[2]王福德,李云平,賈妍慧.青海金礦成礦規(guī)律及找礦方向[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào), 2018, 40(02):162-175.
[3]李金超,杜瑋,成永生,等.青海省東昆侖成礦帶主要金屬礦床特征及關(guān)鍵控礦因素分析[J].地質(zhì)與勘探, 2015, 51(06):1079-1088.
[4]蘇蓉.我國(guó)金礦床類型、時(shí)空分布規(guī)律及找礦方向分析[J].西部資源, 2019(01):40-41.
[5]蘆青山,張鋮,陳悅豐.甘肅省地質(zhì)調(diào)查院.甘肅省肅北縣黨河南山地區(qū)金礦評(píng)價(jià)報(bào)告[R]. 2001:36-49.