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摘要 :天明矿区属于湘西地层区,位于雪峰构造带东段,扬 子地台东南缘江南地轴的西南端,地理位置较为优越。区内地层 古老,经历了武陵、雪峰、加里东、印支和燕山期等五次大的地 壳运动,板溪群、冷家溪群都是有利的成矿地层,具有良好的成 矿条件 ;区内构造现象丰富,褶皱、断层较为发育,形成的构造 对成矿十分有利。在控矿层位上,本区赋矿地层为马底驿组紫红 色纹层状绢云板岩中的灰绿色褪色化带。在控矿构造上,本区位 于沅陵-安化东西向构造带, 主要构造为符竹溪东西向逆冲断层, 对成矿作用意义重大 :一是为矿液的运移提供了动力,二是为矿 液的运移提供了通道, 三是为成矿物质的沉淀富集提供了有利的 赋存空间。成矿作用标志主要为硅化、黄铁矿化、褪色化、绢云 母化,其次是绿泥石化和碳酸盐化,其中,褪色化、黄铁矿化和 硅化对金矿化有很强的指示作用, 是金矿的有利找矿标志。
关键词 :雪峰弧形构造带,控矿层位,控矿构造,成矿作用标志
1 前言
雪峰弧形构造带,位于江南地块的东南部,是上扬子地块 与华南裂陷槽之间的过渡地带,大致沿通道 - 溆浦 - 安化 - 桃江 一线呈向北西凸出之弧形展布,在湖南境内延长 600km,宽数十 里。又称“江南古陆”、“湖南金腰带”,该区的构造单元划分、构 造运动时期、地层分区等问题, 历来是国内外地质学者瞩目的热 点。本次论文的研究区所在区域为湘西地层区, 位于雪峰构造带 东段,扬子地台东南缘江南地轴的西南端,成矿条件优越,找矿 潜力巨大。
1.1 研究背景及意义
矿产资源对人类生存、经济建设和社会发展来说,是重要的 物质基础,是国家能源安全、资源安全的重要一环,保障国家能 源、资源安全对实现中华民族的伟大复兴意义重大。我国矿产需 求量大,探明储量少,对此更要加大地质勘查力度,提高地质矿 产工作质量,以确保国家能源安全、资源安全,为经济社会发展 提供可靠的资源保障。2018 年,自然资源部、财政部联合印发的 《全国地质调查规划(2019-2025)》明确了要开展大宗紧缺矿产 地质调查, 以钾盐、铜、金、锰、锡、镍、铬、银、铅、锌、铝土矿、 钨、铂、锑、铂族、磷等大宗紧缺矿产为主攻矿种,开展重要找矿远景区矿产地质调查, 圈定一批找矿靶区, 优选资源集中区和 重要矿集区, 最终达到建设一批大型资源基地的目的。
研究区位于安化 - 怀化铜钨多金属矿重点勘查区,成矿条件 优越,找矿潜力巨大,在此地开展矿产勘查,积极响应了全国地 质矿产规划(2019-2025)和湖南省矿产资源总体规划(2016-2020) 的政策导向, 有望提升雪峰弧地区的资源潜力, 提出并圈定出可 供开发利用的矿产地和找矿靶区。随着后续矿产开发, 将改变整 个湖南金锑矿的产业经济结构,为工作区所在的贫困区县脱贫 攻坚、增加就业率及经济发展提供强力支撑。
1.2 研究现状
研究区位于雪峰弧构造带,地质工作由来已久。总结前人 工作,对雪峰弧构造带的成矿规律,可概括为以下几个方面的 认识。
1.2.1 地层岩性控制作用
地层对雪峰弧形构造带内生金属矿床的分布具有明显的控 制作用。成矿物质的来源主要是地层,包括围岩及其他岩石。安 化 - 怀化铜钨多金属矿重点勘查区的地层为中元古界冷家溪群、 新元古界板溪群。其中,板溪群是区内金矿的主要赋矿层位,板 溪群富集Au、Sb、Hg、As 等元素,其中马底驿组紫红色板岩中 w(Au) =14.33×10-9.为上部陆壳平均值w(Au) =1.8×10-9 的 7.9 倍,它们可在中温、富硫的成矿流体中富集成矿。由此,可以认 为金的成矿与地层密切相关,该区金矿床的主要赋存层位为板 溪群马底驿组,板溪群马底驿组岩层既为区内金矿的提供了物 质来源, 又为区内金矿的沉淀和富集提供了容矿场所, 并在一定 程度上决定了区域的潜在含金量。
1.2.2 控矿构造特征
本区地层古老,经历了武陵、雪峰、加里东、印支和燕山期等 五次大的地壳运动,区内构造现象丰富,褶皱、断层较为发育,形 成了复杂的多样的、对成矿有利的构造体系。这些构造在促进矿 体和矿床生成的过程中是不可或缺的,对成矿作用意义重大,具 体体现在 :①为含矿热液的运移提供了动力 ;②为含矿热液的运 移提供了通道 ;③为成矿物质的富集沉淀提供了有利的赋存空间。
雪峰弧形构造带由北往南可分为三个金成矿带,分别受沅 陵 - 安化、新晃 - 白马山、天柱 - 会同三个东西向构造带、桃源 - 天柱过渡变形带、雪峰山推覆剪切变形带等北东向构造带的联合控制。这三个构造带的相互接触, 充分控制住了本区金矿带的 生成和展布,其中,沅陵 - 安化东西向构造带与桃源 - 天柱过渡 变形带北东段的接触地段,分布有大量的金矿,例如沃溪、符竹 溪、冷家溪等金矿。
沅陵 - 安化东西向构造带,位于湖南省区域性东西向构造带 安化 - 宁乡 - 浏阳褶皱带的西段,又以冷家溪群为复背斜核部、 以板溪群为复向斜核部的复式褶皱和近东西向的压扭性切层断 裂组成。区内近东西向的压扭性切层断裂,是主要的控矿构造, 其力学性质存在由挤压、压扭乃至张扭的转化过程, 具有多期活 动特点。断裂切割地层包括冷家溪群、板溪群及白垩系,岩层挤 压破碎强烈,透镜体、滑动面、片理化等构造十分发育,破碎蚀 变带宽数十至数百米, 对本区金矿带的控制作用十分明显。由此 可以认为沅陵 - 安化东西向构造带不仅为矿液的运移提供了动 力,提供了运移通道, 而且为金矿的沉淀富集提供有利的赋存空 间,它对区内的成矿具有重要的控制作用。
2 研究区自然地理及地质背景概况
2.1 自然地理概况
研究区位于地处湖南省益阳市安化县羊角塘镇,距安化县 城约 48km,是安化的东大门。位于资江中游北岸,是雪峰山脉 余脉,山地平缓,主要为丘陵低山地貌。境内最低点为善溪河 口,海拔 57m, 是安化境内海拔最低的地方;境内最高的插合岭, 位于白沙溪境内,海拔 716.2m。羊角塘镇为亚热带季风气候,常 年平均气温 16.5℃,常年平均降水 1614mm。羊角塘镇境内已探 明地下矿藏有金、锑等,其中金储量为 860kg,锑储量为 1900t。 羊角塘镇采金历史悠久,早在明清时期,就有人在溪河两岸淘 金,民国时期,金鸡设有采金厂,在花岩冲、符竹溪、干溪口开 采金矿。现今,已经开发的有符竹溪金矿,位于符竹村,矿区面 积 0.23km2.年产量 34kg。
2.2 地质背景概况
研究区属于湘西地层区,位于雪峰构造带东段,扬子地台东 南缘江南地轴的西南端, 地理位置较为优越, 具有良好的成矿条 件。区内地层古老,经历了武陵、雪峰、加里东、印支和燕山期 等五次大的地壳运动,板溪群、冷家溪群都是有利的成矿地层, 具有良好的成矿条件 ;区内构造现象丰富,褶皱、断层较为发 育,形成的构造对成矿十分有利。本区位于沅陵 - 安化东西向构 造带, 主要构造为符竹溪东西向逆冲断层。迄今为止已经发现金 檀、太平、芙蓉、沃溪、荆竹溪、冷家溪、渣滓溪、符竹溪等十余 处金矿床, 成矿条件良好, 成矿潜力巨大。
3 成矿地质特征
3.1 地层
研究区出露地层从老到新依次为新元古界冷家溪群小木坪 组(Pt3x)、新元古界板溪群马底驿组(Pt3m)、五强溪组(Pt3w)及第四系(Q),分述如下 :
冷家溪群小木坪组(Pt3x) :岩性主要由浅灰至灰绿色, 风化 后局部显灰紫、砖红色层块状如变质砂岩、砂板岩、砂质板岩等, 区内局部见有2m 宽砾岩层。工作区内岩层产状以陡倾为主,走 向近东西向, 倾向则南北不定。
板溪群马底驿组(Pt3m) :整体以大套紫红色板岩为马底 驿组标志层,常见因成分变化而形成泥质、粉砂质和中细砂交 替的纹层、条带,倾向变化较大,整体以南西倾向为主,大体在 180°~ 260°之间,局部北倾,倾角多变。马底驿组紫红色纹层 状绢云板岩中的灰绿色褪色化带是本区金的主要赋矿层位。
下部以灰绿色、紫红色粉砂质、泥质板岩互层为主,夹有少 量灰白色板岩, 灰绿色板岩粒度稍粗, 该段岩层受构造作用影响 大,裂隙发育,矿化蚀变现象大多位于此段。上部以条带状和厚 层紫红色板岩为主, 局部含砾且夹有少量灰绿色板岩, 紫红色岩 层厚度大, 受构造破坏影响小, 相对稳定。
板溪群五强溪组(Pt3w) :岩性主要以厚层浅变质中粗粒石 英砂岩为主, 偶夹灰绿色砂质板岩、硅质板岩和纹层状浅变质细 砂岩。
第四系(Q) :为现代流水冲积、残坡积层。上部黄褐色粘土, 下部松散碎块和砂砾层。冲积层底部含金, 分布在冲沟及两侧阶 地,局部厚度超过 10m。
3.2 构造
研究区位于沅陵 - 安化东西向构造带,近东西向的压扭性切 层断裂纵贯全区, 研究区内的主要构造为符竹溪东西向断层, 符 竹溪东西向逆冲断层是主要的控矿构造 ;研究区褶皱以小型复 式褶皱为主, 工作区整体位于区域竹叶山复式向斜北翼。
竹叶山复式向斜轴部位于南侧图外,近 EW 走向,倾向不 明,核部为五强溪组(Pt3w),两翼为马底驿组(Pt3m),北翼倾角 较大,普遍向 S/SW/W 倾。区域上若干金锑矿床(点) 位于向斜 北翼, 如符竹溪、竹田等。
研究区内褶皱以小型复式褶皱为主,在马底驿组下部地层 较发育,其枢纽走向以近东西向为主,轴面倾向多变,受断裂作 用影响往往两翼不连续延伸。
3.3 矿化蚀变
研究区围岩蚀变特别发育,主要蚀变矿化有硅化、黄铁矿 化、褪色化、绢云母化,其次是绿泥石化和碳酸盐化,其中褪色 化、黄铁矿化和硅化是金矿的有利找矿标志。
硅化 :硅化是重要的寻金标志,硅化在本区矿脉周边普遍 较为强烈,主要出现于含矿破碎带的近矿围岩中,围岩硅化后, 岩石颜色变浅,结构致密,硬度变大。硅化一般不单独出现,常 与褪色化、黄铁矿、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化伴生出现。
黄铁矿化 :黄铁矿通常和金矿相伴生出现,黄铁矿一般以 立方体晶形产出,呈浸染状产于石英脉及破碎板岩中,常与硅化、褪色化伴生出现, 在褪色蚀变带内较为多见。
褪色化 :褪色化退色是多种热液蚀变(硅化、黏土化、绢云 母化、伊利石化) 叠加的反映,是金矿化赋存的标志。褪色化是 该区域最常见的蚀变,研究区内的明显特征为紫红色板岩经过 褪色化后整体呈现浅紫红色乃至浅灰绿色的色调,紫红色板岩 的褪色化程度通常比灰绿色板岩强。褪色化一般发育于矿脉和 断裂破碎带的两侧,研究区内的含金石英脉绝大多数都产于紫 红色板岩中的灰绿色褪色蚀变带中,紫红色板岩没有经过褪色 化,一般不含矿。
绢云母化 :主要出现板岩中,由低温热液蚀变作用形成,板 岩沿板劈理可见大量绢云母, 丝绢光泽强烈, 当板岩中有绢云母 这种新生矿物生成时, 反映变质作用就会有所增强。
围岩整体岩性为绢云绿泥粉砂 - 细砂质板岩,矿脉主要由破 碎石英脉和蚀变板岩组成,矿石矿物主要有自然金、黄铁矿等 ; 脉石矿物有石英、白云石、方解石、绢云母、绿泥石等。
3.4 矿脉特征
天明矿区共圈定破碎蚀变带型矿脉 3 条。由南至北分别为Ⅲ 号、Ⅰ号、Ⅱ号脉,地表水平距离相距 50m ~ 100m,矿脉整体 走向近东西向。特征列述如下 :
Ⅰ 号 脉 由 5 个 工 程 控 制, 分 别 为 TC02、TC04、ZK001、 ZK301、ZK302. 走 向 长 约 350m, 倾 向 152 ° ~ 190 °, 倾 角 61°~ 81°, 厚 0.84m ~ 1.65m, 金品位 0.14g/t ~ 0.95g/t。
Ⅱ 号 脉 由 4 个 工 程 控 制, 分 别 为 TC01、TC03、ZK701、 ZK702、走向长约200m, 倾向 140°~ 175°, 倾角 35°~ 62°, 厚 0.80m ~ 1.71m, 金品位 0.58g/t ~ 3.2g/t。Ⅱ号脉中圈定矿体 一个,矿体走向近东西,倾向南,倾角 60°,控制斜深为290m, 控制长度 50m, 平均厚度 0.85m, 平均品位 1.37g/t, 根据最新施 工的 ZK702分析, 该脉体往深部仍有一定的延伸。
Ⅲ号脉由7个工程控制, 分别为TC02、TC04、TC06、ZK001、 ZK301、ZK302、ZK303 控制, 长度约 300m, 走向近东西, 倾角 50°~ 70°不等, 厚 0.69m ~ 7.2m, 品位 0.10g/t ~ 13.85g/t, Ⅲ 号脉中圈定矿体一个, 矿体倾向南南东, 倾角70°,走向近东西, 控制斜深为 330m, 控制长度 160m, 平均厚度 1.53m, 平均品位 7.91g/t,矿脉沿走向、倾向延伸较稳定,厚度变化较小,矿化连 续性好, Ⅰ、Ⅲ号脉深部有收敛合并的趋势。初步探获金资源量 900kg。
4 天明矿区成矿规律和找矿方向
4.1 赋矿规律分析 向构造的位置勘查, 要加强对硅化、黄铁矿化等矿化的追索。
老到新有新元古界冷家溪群小木坪组(Pt3x)、新元古界板溪群 马底驿组(Pt3m)、五强溪组(Pt3w),其中,板溪群是区内金矿的 主要控矿层位,板溪群马底驿组板岩为金矿的生成提供了物质 来源,金矿床主要赋存于板溪群马底驿组板岩中。在控矿构造 上,符竹溪EW 向断裂时该区的主要控矿构造,严格控制了研究 区内的金矿空间展布,矿体一般产出于近 EW 向主断裂与NW- NWW 向次级断裂交汇处、断裂产状变化转折处。成矿作用标志 为硅化、黄铁矿化、褪色化,其次为绢云母化、绿泥石化、碳酸 盐化, 其中, 硅化、黄铁矿化、褪色化是有利的金矿找矿标志。
4.2 金矿富集规律
第一、自然金常以裂隙金、晶隙金的形式存在,呈树枝状、 片状、不规则粒状分布赋存于石英、黄铁矿的裂隙中 ;第二、金 矿体的生成与构造关系密切, 尤其是断层构造, 对金的成矿有很 强的控制作用, 金矿体往往赋存于断层破碎带中 ;第三、经过多 次碎裂与破碎的含金石英脉, 表明含矿热液活性高, 其金品位通 常较高。
4.3 找矿方向
第一、要明确地层对金矿的分布具有明显的控制作用,研 究区内,板溪群马底驿组板岩紫红色纹层状绢云板岩中的灰绿 色褪色化带是金矿的主要赋矿层位。第二、要明确构造对本区 成矿的控制作用,符竹溪东西向断层是本区主要的构造控矿, 对成矿作用意义重大 :一是为矿液的运移提供了动力,二是为 矿液的运移提供了通道 ;三是为矿体的沉淀富集提供了有利的 赋存空间, 为此应加强对东西向构造的位置勘查。第三、要重点 关注围岩蚀变这一重要成矿标志,如硅化、黄铁矿化、褪色化 等,也是金矿体的最明显标志,要加强对硅化、黄铁矿化、褪色 化等现象的追索。
5 结论
综上所述,研究区位于雪峰弧形构造带东段,地理位置优 越,成矿潜力巨大。主要控矿层位为板溪群马底驿组,为成矿提 供了物质来源,金矿主要赋存于马底驿组紫红色纹层状绢云板 岩中的灰绿色褪色化带中 ;在控矿构造上,本区构造主要为符 竹溪东西向逆冲断层, 不仅为矿液的运移提供了能量, 而且为成 矿物质的富集沉淀提供了运移通道和有利的赋存空间 ;在找矿 标志上,硅化、黄铁矿化、褪色化等矿化线索在本区普遍存在。 故本区具有十分优越的成矿条件。在勘查工作中, 要重点关注马 底驿组紫红色纹层状绢云板岩中的灰绿色褪色化带,加强东西
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