江西省婺源县天井源金矿床地质及地球化学特征论文

 

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　　摘要：江西省婺源县天井源金矿床位于扬子板块与华南板块对接带北侧，区内岩浆岩相对不发育，以韧—脆性剪切变形为主的北东向斜冲断裂(基底断裂)为控矿、容矿构造，围岩蚀变中硅化与金矿化关系密切。矿床圈出金矿化蚀变带7条，均沿韧—脆性剪切带分布，大致平行产出。区内化探工作显示，As、Sb异常有一定找金指示意义，符合同类型金矿次生晕的一般分布规律，结合区域地质资料，可推测该地区的区域变质过程中，汽液作用对Au元素的运移、富集起到关键作用。

　　关键词：金矿床；矿床特征；天井源；婺源县

　　1　前言

　　天井源金矿床位于婺源县城310方向直距约22km处，属婺源县赋春镇、清华镇管辖。矿区南侧有婺源—清华—赋春—景德镇主干公路经过，矿区至主干公路有2km的山路，往西至赋春20km，往东到清华11km，至景—婺—常高速公路14km，到婺源县城行程约32km，交通尚属方便。矿区属低山丘陵区，地形陡，切割较强，海拔标高一般在180~400m之间，相对高差一般在120~200m之间，最高点位于金牛尖(在矿区中西部)，海拔标高为533.8m，当地最低侵蚀基准面位于矿区南缘，标高约150m。区内植被发育，基岩出露较差。本区地处中亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，四季分明。年平均气温16.7C,极端最低气温-11℃,极端最高气温40℃。年平均降水量1821mm，降水多集中在每年4~6月份。年平均无霜期251天。自然经济以农、林业为主，盛产水稻、竹、木及茶叶等，粮食自给有余，茶叶销往全国各地。旅游业较发达，工业欠发达，沿主干公路有11万伏、1万伏输变电线路，小水电分布较多，能满足生产和生活需要，电力、劳动力充足。

　　研究区及周边采砂金历史悠久，早年开展的地质工作包括1/20万祁门幅区域地质矿产调查工作、1/20万乐平幅区域地质矿产调查工作，基本建立了本区的区域地层格架、岩浆演化、区域构造格架及矿产时空分布规律。后期开展的1/5万水系沉积物检查、1/5万区域地质调查和1/5万甲路村幅区域地质调查，发现了金矿带，并圈出了大范围的水系沉积物金异常。近年来，对天井源金矿区逐步开展更加深入的找矿勘查工作，陆续通过重砂测量、槽探、硐探揭露，在野猪窝，靠坑一带发现多处矿体露头，地表16线和平硐PD1的20线发现了金矿体，显现出区内良好的找矿前景。特别是1/1万地质填图、1/2万土壤化探测量、1/5万重砂测量、槽探、钻探、硐探、基本分析等工作，在研究区内圈出金矿化蚀变带6条(编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号)，大致平行产出。在Ⅱ号金矿化蚀变带内圈定了9个金矿体(编号为Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅱ-6、Ⅱ-7、Ⅱ-8、Ⅱ-9)，其中Ⅱ-2号主矿体控制走向长360m，控制斜深463m，平均厚度1.36m。

　　综上所述，以往该地区的地质工作积累了丰富的地质、化探资料，并在野猪窝—天井源、靠坑一带取得了良好的找矿效果，尤其在野猪窝—天井源一带分布的Ⅱ号矿化带的9个金矿体，预示本区内具有较好的找矿前景。可见，本区金异常范围比较大，投入的实物工作量比较多，预示本区内具有较好的找矿前景，但对金矿化富集规律的研究缺乏深入。因此，本文重点从区域岩浆岩、区域构造、矿石特征等方面入手，对婺源县天井源金矿床的相关地质特征进行了详细的总结和概括。
 

　　2　区域地质背景

　　天井源金矿床位于扬子板块与华南板块对接带北侧，扬子板块南缘的鄣公山地体寿安岩片中，甲路—石岭(区域称塔前—赋春断裂带)、汪家—鄣山两断裂带分别为矿区的南北界。区域内广泛出露一套浅变质、广海相浊流沉积为主的复理石或类复理石建造。岩石变质程度浅，一般属绿片岩相。中生代沉积盖层呈零星分布。本区基底构造层夹数套火山碎屑岩、变细碧岩、石英角斑岩，有黄铜、黄铁矿化，厚逾万米。沉积盖层仅在局部断陷盆地残有少量晚古生代—中生代的沉积地层，不整合覆盖在基底构造层之上，其地层主要有石炭系上统老虎洞组、黄龙组、船山组，及二叠系和三叠系及沿沟谷分布有第四系。区内北东东至北东走向紧密线型褶皱发育，北东东、北东及北西走向的韧性剪切带或断裂带发育。经过晋宁运动的强烈作用，地槽褶皱回返，形成一系列北东东至北东走向为主的紧密线型褶皱。矿区位于鄣公山地体的北东端，乐平—婺源复向斜北翼的东面扬起部位。复向斜轴部大致位于余干—乐平—婺源一线，呈北东东—南西西方向延伸，西端被鄱阳湖盆地所覆盖；东端在婺源以东扬起消失；南翼被纵断裂切割使其轴部偏南，两翼不甚对称，轴部由溪口岩群木坑岩组(1/20万景德镇幅称为溪口岩群木坑岩组，1/5万甲路村幅称为蓟县系童坊组)、板桥岩组组成，两翼广泛出露溪口岩群佛子坑组地层。基底断裂主要有南昌—景德镇断裂带、丰城—婺源断裂带及塔前—赋春断裂带。南昌—景德镇断裂带位于研究区北西约10km，是划分修水—祁门构造单元与乐平—歙县混杂岩亚带的边界断裂，主要分布于余干、景德镇、鹅湖一带，总体呈NE向延展，延长约180km，由于后期推覆断裂的切割出露不全，景德镇—鹅湖段保存较好，可见出露宽约7km，自NW向SE依次由洋乐桥—大背坞、下坞—里池坞、大岭三条韧性剪切带组成网结状构造。丰城—婺源断裂带位于矿区南东约30km，是乐平—歙县混杂岩亚带与万年构造单元、赣东北蛇绿混杂岩亚带、怀玉构造单元之间的边界构造。主要分布于乐平白玉峰、万年韩美岭、德兴乐安河一带，呈NE向延伸，延伸约110公里，宽约10公里。断裂带由一系列斜冲断层平行排列组成，断裂主体倾向北—北北西，倾角陡立，约为70°~80°。塔前—赋春断裂带形成于加里东期，分布于赋春一带，呈北东—北东东向延伸。南西端延伸到塔前(乐平)，北东端进入皖南，斜贯全区。断裂带由一系列冲断层或斜冲断层密集排列组成，断面大部分向南东倾斜，倾角一般为60°~70°，该断裂带在古生代后期处于拉张状态，在晚古生代形成断陷盆地，接受沉积，所以它控制着晚石炭—三叠系的地层走向和沉积范围边界。由于这组断裂的形成后埋藏较深，处于高温、高压的区域变质环境下，所处的温压条件为矿物质的运移提供了很好的动力来源；同时构造活动剧烈，这期间所形成的(韧)脆性断裂也为成矿物质提供了必要的赋存空间。因此在该断裂带所经过的区域大量发育有硅化破碎，部分地段还有燕山期花岗岩、花岗斑岩及基性岩脉和岩瘤产出，是本区重要的金成矿带。矿区北部有一连串的东西向环状构造，推测其深部有隐伏岩体存在。

　　区内岩浆岩欠发育，未见侵入岩出露，距矿区最近的燕山期鹅湖岩体有10千米。区内有限的岩浆活动主要集中于燕山期、晋宁期，不同时期的岩浆活动方式均有其各自的特点。此外，还有少许不同时代脉岩零星分布，呈脉状及小岩株产出，且多受断裂带的控制。本区晋宁期分布的侵入岩主要为花岗质火山—侵入杂岩，由晓鳙序列、古楼超单元类零星分布在石耳山一带。燕山期岩浆侵入活动规模较大、极为频繁和强烈。本区主要分布有铜厂序列、鹅湖超单元、莲花山超单元的10个单元。各单元岩石化学成分属酸性岩，钙碱性岩石系列，岩石富碱，钾大于钠。分异指数较高，反映超单元是在岩浆经过充分分异作用后形成的。
金属矿产主要有金矿、白钨矿、辉锑矿等小型矿产及矿化点，多分布在韧—脆性剪切带和燕山期岩体周边；非金属矿有风化残积型高岭土矿、石灰石矿、大理石矿及中(小)型煤矿等。

　　3　矿床地质特征

　　研究区广泛出露中元古界蓟县系溪口岩群木坑岩组(基底构造层)，而矿区北西、南东两侧(外侧)零星出露有沿断陷带分布的晚古生代沉积盖层。蓟县系溪口岩群木坑岩组(Jxm)分布在研究区的绝大部地区，出露面积占矿区总面积95%以上。地层呈北东东向展布，倾向南东—南南东，局部倒转倾向北北西，倾角50°~85°，分上、中、下三段(Jxm1、Jxm2、Jxm3)。木坑岩组主要岩性包括中细粒长石岩屑(石英)杂砂岩、绢云千枚岩、条纹条带状粉砂质绢云千枚岩、变质凝灰质砂岩、变沉凝灰岩等。船山组(C2c)仅在矿区的北西角出露一小块，呈北东向分布。其下部为浅灰色厚层状生物碎屑灰岩夹砂屑白云岩、鲕状或球粒灰岩，局部夹石英砂岩、泥岩；上部为灰、深灰色厚层状生物碎屑微晶灰岩夹含燧石结核灰岩，局部夹杏仁状玄武岩。第四系联圩组(Qhl)主要分布于小河、小沟中，以冲积物为主，为灰褐色、黄褐色亚粘土、亚砂土、砂土及卵石层，厚数十厘米至数十米不等。

　　矿区位于塔前—赋春断裂带北东端的挟持区，矿区的北西和南东两侧(外侧)均为塔前—赋春断裂带中的两条北东向斜冲断裂。北东东向韧—脆性剪切带主要分布于矿区中—南部的野猪窝和靠坑一带，可划分出三条大致平行分布的韧—脆性剪切带，呈NEE70°~85°(局部成近东西走向)展布，倾向南南东(局部地表倾向北北西)，倾角55°~85°，剪切带长度4~8km、宽度120~500m。从三条韧—脆性剪切带平面展布形态上看，向北东东方向有收敛合并之趋势，预示北东方向有更好的成矿条件。在剪切带的中心部位常伴随有强硅化现象，面状交代和线状充填均有，以线状充填为主。硅化呈石英脉或石英细脉带产出，石英脉主要以脉状、透镜状、石香肠状或团块状产出，脉宽几毫米~几米不等，石英脉(带)宽一般为2~5米，最宽可达23米，其总体生长方向与片理产状基本一致。剪切带中的岩石常有矿化，矿化一般赋存于石英脉或石英脉两侧的蚀变岩中。北东向断裂(F1、F2)中，F1分布于矿区南东侧，为区域上称塔前—赋春断裂向东的延伸段，本区称为甲路—石岭断裂带，断层规模较大；F2分布于矿区北西侧，断裂相对较小，本区称为江家—障山断裂带。矿床内矿石颜色呈浅灰黄绿色，岩石中以绢云母为主，绿泥石少量；岩石呈灰绿色、墨绿色，说明火山岩基性成分较高。岩石中绿泥石含量越高，金元素背景值相对较高。主要岩石类型：绢云绿泥千枚岩、变余粉细砂岩、凝灰质绢云绿泥千枚岩、变沉凝灰岩等。
 

　　4　矿体及地球化学特征

　　矿区内围岩蚀变有面型和线型两种，绢云母化分布普遍，但蚀变不强，表现为热液对原岩中硅铝质矿物不同程度交代置换，形成新的粘土矿物至绢(白)云母一系列过渡性的新生矿物。天井源金矿床矿区共圈出金矿化蚀变带7条，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ号，沿韧—脆性剪切带分布，大致平行产出。Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带分布于野猪窝—天井源区段的剪切带中(一号剪切带)，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ号矿化蚀变带分布于靠坑区段的剪切带中(二号剪切带)，Ⅵ号矿化蚀变带分布于汪坑坞剪切带中(三号剪切带)。矿化蚀变带宽度6~50米不等，多数在30米以内。

　　该区金矿体主要分布在Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带内，赋存标高为338米至-101米。其中Ⅰ号矿化蚀变带已发现矿体2条；Ⅱ号矿化蚀变带有9条矿体，其中主矿体两条，二者在其深部有可能连成一体。Ⅱ-1号矿体赋存于Ⅱ号矿化蚀变带西端，矿体总体呈脉状，走向近东西向，倾向南南东，倾角49°~80°，平均倾角65°。矿体厚度0.83~1.14m，平均厚度0.95m，厚度变化系数为18.06%，属厚度稳定型矿体。矿体Au品位变化系数为38.44%，属品位均匀型矿体。矿体厚度与品位在垂向和纵向上的变化相关性不明显，没有明显的正相关或负相关趋势，其曲线都在一个平稳的垂线或水平线附近起伏。Ⅱ-2号矿体赋存于Ⅱ号矿化蚀变带中部，矿体总体走向北东东向，倾向南南东，倾角58°~84°，中上部倾角相对较陡70°~84°，80m标高以下倾角变缓58°~70°，平均倾角70°。矿体沿走向及倾向呈舒缓波状，并具平行侧列现象，无脉岩和断层破坏。矿体呈薄—极薄型脉状，厚度变化系数39.68%，属厚度稳定型矿体。矿体单工程Au品位变化系数68.86%，属品位均匀型矿体。矿体厚度与品位在垂向和纵向上的变化相关性整体呈正相关趋势，局部有呈负相关的，在一个平稳的垂线或水平线附近起伏，说明品位厚度不具相关性，品位厚度变化不大，比较平稳。Ⅱ-5号矿体赋存于Ⅱ号矿化蚀变带东端，矿体总体走向近东西向，倾向南南东，倾角63°~85°，平均倾角75°，沿走向及倾向上呈舒缓波状。矿体呈薄—极薄型脉状，厚度0.57~2.57米，平均1.60米，厚度变化系数41.49%，属厚度稳定型矿体；单工程Au品位变化系数93.78%，属品位均匀型矿体。深部有变富的趋势，厚度和品位曲线同步起伏为正相关关系。野猪窝区段外围金矿体主要分布在靠坑、汪坑坞及四十亩坦的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ号矿化蚀变带中。其中Ⅲ号矿化蚀变带有2条金矿体、Ⅳ号矿化蚀变带有2条金矿体、Ⅴ号矿化蚀变带有1条金矿体、Ⅶ号矿化蚀变带有1条金矿体，且多数为单工程控制。矿体走向北东东向，倾向南南东，倾角在32°~78°。

　　本矿床主要矿石结构有交代结构、交代包含结构、不等粒花岗变晶结构、镶嵌粒状变晶结构、交代充填鳞片变晶结构等。常见的矿石构造有团块状构造、千糜状构造、角砾状构造、揉皱构造、眼球状构造、晶洞构造、块状构造，表生构造有多孔状构造、网格状构造。已查明的矿石矿物共计有28种，其中自然金、黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂、黄铜矿等金属矿物有15种，石英、方解石、白云石、绿泥石、绿帘石、高岭石等非金属矿物有13种。自然金的粒度从大于0.076mm的大粒金至小于0.0023mm的超显微金均有存在，自然金的形态为鳞片状、薄片状、不规则粒状、圆粒状、浑圆状、微细脉状、枝叉状、串珠状。黄铁矿是矿石中主要的金属矿物，也是金的主要载体矿物，-0.25+0.15mm破碎粒级的黄铁矿单矿物含金145×10-6。磁黄铁矿也是矿石中主要的金属矿物之一，仅次于黄铁矿，是金的载体矿物，-0.25+0.15mm破碎粒级的磁黄铁矿单矿物含金37.8×10-6。磁黄铁矿中见有微细的显微可见自然金，在磁黄铁矿与方铅矿粒间偶见有微细的粒间金。根据磁黄铁矿的含金量及磁黄铁矿中显微可见金的赋存率，磁黄铁矿中还有一定数量的超显微自然金存在。方铅矿是矿石中常见的金属矿物，与金的赋存关系密切。方铅矿虽不是金的主要载体矿物，却是金的主要连生矿物。方铅矿与自然金的接触界线平滑或呈舒缓波状平缓弯曲，这种共边结构是两种矿物同时结晶的结果。闪锌矿是矿石中常见的金属矿物之一，与金的赋存关系较为密切。褐铁矿以块状和土状构造为主，次为蜂窝状、角砾状构造及显微网脉状构造。在含金矿石中，褐铁矿呈细脉状充填于裂隙中。石英为主要的脉石矿物，呈无色透明、灰白色、乳白色等，弱油脂光泽，块状构造。晚期没有矿化的石英脉呈白色、致密块状、不透明；白云母呈细小鳞片状晶体，常沿石英脉与围岩接触带附近产出，多为热液蚀变云英岩化产物；黑云母呈细小鳞片状晶体，常与白云石一起分布于变质岩中；方解石为灰白色，大多呈脉状产出；绢云母为灰白色，细小鳞片状晶体，常沿石英脉与围岩接触带附近产出，多为热液蚀变产物。

　　已完成的1：20000土壤地球化学测量工作结果显示，该区As与Au相关性最好，说明As异常有一定找金指示意义；Sb与Au不相关，但与As相关性较好，说明Sb是Au的前晕元素，Sb异常对寻找隐伏金矿有指示作用；Bi与Au、As、Sb相关性差，说明Bi是Au的尾晕元素，Bi异常对找金不利。进而可得出，金矿体从前晕至尾晕的指示元素依次为Sb→As→Au→Bi，符合同类型金矿次生晕的一般分布规律。从区域资料分析本区地层Au元素为亏损地层，推测区域变质作用过程中，Au元素在汽液作用下普遍运移局部富集，之后被后期气液改造再次运移富集，至使本区地层Au元素普遍亏损。从已知矿体与异常的对应关系及元素相关系数特征分析，Au、As、Sb单元素或组合元素异常均为矿致异常。矿石中主要有益组分为金，次要有益组分为银，单样金品位变化系数属均匀型类型。

　　5　结论

　　江西省婺源县天井源金矿床位于扬子板块与华南板块对接带北侧，区内岩浆岩相对不发育，以韧—脆性剪切变形为主的北东向斜冲断裂(基底断裂)为控矿、容矿构造，围岩蚀变中硅化与金矿化关系密切。区内化探工作显示，As、Sb异常有一定找金指示意义，符合同类型金矿次生晕的一般分布规律，结合区域地质资料，可推测区域变质过程中汽液作用对Au元素的运移、富集起到关键作用。