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摘要 :雷氏祠矿区金多金属矿位于湖北省东部,麻城市市 区南东 146°方向 32km 处,行政区划隶属麻城市盐田河镇和罗 田县大崎乡管辖。前人自 60 年代以来对矿区进行了大量的研究 工作,积累了很多地质、矿产资料, 本文基于前人研究工作基础, 对该矿成矿地质特征进行了系统分析与探讨,为后期进一步勘 查工作提供依据。
1 区域地质背景
研究区大地构造位置位于武当-桐柏-大别成矿带东段,秦 岭-大别造山带(Ⅰ) 大别-苏鲁地块(Ⅰ 2) 的桐柏-大别(超) 高 压折返带(Ⅰ 2-1),桐柏-大别基底杂岩(Ⅰ 2-1-2) 内的大崎山穹 窿上,处在桐柏-浠水断裂与团麻断裂所交汇部位。该部位是燕 山晚期岩浆上侵的有利通道,同时还是热液上升的有利构造部 位,是大别造山带的重要组成部分,亦是大别高压变质地体之前 缘,具有特殊大地构造意义和成矿有利地质背景。区内出露下元 古界大别岩群、上元古界红安岩群七角山岩组及第四系。岩浆活 动频繁,具有多期次,主要可分为新元古代、中生代侵入岩。区内 脆性断裂主要表现为北西向、北北东向断裂带及其各方向次生、 伴生断裂 ;断裂中矿化蚀变信息丰富,并充填有矿化石英脉,以 陈林沟金矿为代表,矿床工业类型以破碎带蚀变岩型、含金石英 脉型金矿为主。区域化探成果显示,在大崎山一带构成了Au 的异 常浓集区,强度高。重砂成果反映出区域黄金及其含黄金的自然 重砂异常区有 13处,区内以金、银为主的矿点、矿化点有24处。
2 矿区地质特征
2.1 地层
研究区位于秦岭—大别山地层区(Ⅱ) 之桐柏—大别山地层 分区(Ⅱ 3) 大别山地层小区(Ⅱ 32)。主要出露古元古界大别岩 群,分布于江家垅、院墙边一带,被晚期岩体侵入破坏,部分以 捕掳体的形式产于晚期岩体中,出露面积约2.9km2.出露岩性主 要为黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩。依据 《湖北省地质志》2016 年划分方案,将本区大别群划归为片麻岩 - 含铁岩岩组(Pt1Db) 另有少量的第四系(Q) 地层出露于河谷及 山间低洼处。岩性主要为灰黄色亚粘土、亚砂土、砂土,含砾砂 土及砂砾层。
2.2 构造
研究区南西邻近桐柏-浠水断裂带,北东有但店断裂穿过。出露的构造以脆性断层为主,褶皱构造均为露头尺度,规 模较小。
研究区内分布有22 条断层,其中北西向断层 14 条,北东向 断层 3 条,北东东向断层 5 条,编号为F1 ~ F22.现将其中规模 较大、矿化蚀变较好的F4、F5、F6、F7、F8、F13特征叙述如下 :
F4 断层。位于雷家大湾 - 下戴家山之间,走向较稳定,北 西~南东向展布,总体走向 165°,倾角 74°~ 76°。断续延伸 长约 1km,宽 0.8m ~ 1.5m。断层内发育硅化碎裂岩,在雷家大 湾以南同时发育石英脉,脉宽 0.1m ~ 0.5m。断裂带内岩石蚀变 强烈,主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化,雷家大湾 以北见有黄铁矿化、褐铁矿化。总体而言该断层北部矿化蚀变强 于南部。
F5 断层。为雷家大湾主含矿构造,出露长约 1000m,呈舒缓 波状, 宽 1.2m ~ 3m, 产状 240°~ 260°∠ 70°~ 75°, 往东 南隐没于水库中, 往东北逐渐往北偏转, 构造线为整体北西的弧 状。断层中发育硅化碎裂岩及石英脉,石英脉宽 10cm ~ 30cm, 发育有黄铁矿化、方铅矿化,钾化、绢云母蚀变较发育,为一正 断层。
F6 断层。位于紫云山 - 院墙边一带,出露长约 1km,平面为 一宽缓波状,总体走向约 75°,倾角南部较缓为 55°~ 60°, 北部较陡为76°~ 82°,宽0.5m ~ 4.7m。带内发育硅化碎裂岩, 在南部院墙边一带还发育多条顺层石英脉,脉宽 0.1m ~ 0.3m。 发育硅化、绢云母化、高岭土化蚀变,紫云山一带绿泥石化较发 育,褐(黄) 铁矿化呈星点状、稀疏浸染状发育于强绢英岩化处。
F7 断层。位于 F5 断层西侧,北西~南东向展布,总体走向 160°,倾角 80°~ 85°,沿走向延伸较为稳定。破碎断续长 300m,宽约 1m ~ 2m。断层内发育硅化碎裂岩,蚀变以硅化、绢 云母化、褐铁矿化为主,高岭土化较弱,褐铁矿化集中于硅化较 强的断层中部, 往北部渐弱。其南部为F10 断层错断。
F8 断层。为院墙边含矿破碎带,出露长约 500m,带宽 2m ~ 7m,产状 320°~ 335°∠ 60°~ 76°,破碎带内见强硅 化、钾化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化蚀变。蚀变分带性强, 外带见弱钾化弱绢云母化,未见明显矿化,中带见绿泥石化,未 见明显矿化,内带见强硅化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化, 见黄铁矿化, 黄铁矿为自形-半自形粒状, 粒径0.5mm ~ 1.5mm, 稀疏星点状、稠密浸染状、细脉状分布。含量 3% ~ 5%,局部氧 化为褐铁矿。该断层为一逆断层。
F13 断层 :位于黄家院子 - 梁家畈一带,平面呈舒缓波状,总体走向 170°,倾角 65°~ 72°,破碎断续长 1100m,宽约 0.3m ~ 1.2m。断层内主要发育硅化碎裂岩及石英脉,石英脉具 膨大狭缩, 宽0 ~ 0.5m。蚀变以硅化、绢云母化为主, 绿泥石化、 高岭土化较弱,褐铁矿呈稀疏浸染状产于硅化处,分布不均匀。 被北北西向的F15、F18 错断,旁侧发育与其近平行的F14、F19、 F20 次级断层。
上述脆性断裂构造带中分布有大量的石英脉或黄(褐) 铁矿 硅化碎裂岩,蚀变较强的硅化、绿泥石化并伴有大量黄铁矿化, 是寻找蚀变岩型金矿的有利地段。
2.3 岩浆岩
侵入岩分布广泛,可分晋宁期和燕山早期,以晋宁期为主, 晋宁期侵入岩主要有片麻状英云闪长岩(Pt3γδο)、片麻状二长 花岗岩(Pt3ηγ),燕山早期侵入岩主要为早白垩世二长花岗岩 (K1 βηγ)。区内出露的脉岩以花岗岩脉(γ)为主, 石英脉(q)次之, 辉绿玢岩脉(βμ) 偶见。
2.4 变质作用
研究区属大别造山带,地质构造复杂,经历了多期变形变质 作用,除新生代地层外均经受不同程度变质,发育不同类型变质 岩。变质岩以区域变质岩为主 ;动力变质岩发育于不同层次、不 同规模和不同期次的断裂带中, 接触变质岩规模较小, 分布零星。
3 矿床地质特征
3.1 矿化体特征
研究区位于大崎山穹窿北东部,矿化受北西向、北东断裂控 制。在雷氏祠预查区内目前已发现有两条含矿断裂带,矿 (化) 体以含金为主, 为破碎带蚀变岩型金矿。破碎带岩性以硅化碎裂 岩 + 石英脉为主,地表呈舒缓波状。矿(化) 体主要呈脉状、透 镜状赋存于断裂构造的膨大部位, 在走向上具尖灭再现, 膨大狭 缩的特征。
Ⅰ号金矿化体,位于雷家大湾西侧,赋存于 F5 断层中。含 矿断裂构造地表出露长度约 1000m,最宽处 5m、最窄处 1.2m, 一般在 1.5m ~ 3m 之 间,断裂构造倾向 230 ° ~ 250 °,倾角 65°~ 70°,往东北逐渐往北偏转,构造线为整体北西的弧状。 破碎带浅部发育石英脉, 深部发育黄铁绢英岩、黄铁矿化硅化碎 裂岩、碎裂岩, 其原岩为英云闪长岩、二长花岗岩。
矿化体地表由大崎山矿调项目施工的TC24、TC06、TC25控 制,地表金含量分别为 1.04×10-6、2.07×10-6、1.21×10-6.厚度分 别为 0.18m、0.24m、0.19m。矿化体赋存于破碎带之内的石英脉 中,地表长近 600m, 厚0.2m ~ 0.5m, 产状与破碎带一致。地表呈 稳定的脉状, 局部具波状起伏, 中部可见石英脉的分支复合现象。
Ⅱ号金矿化体,位于院墙边北,赋存于北东向断裂构造 F8 中。断裂构造倾向 320°,倾角 60°,地表出露长约 300m,最宽 处约 8.5m,最窄处约 0.9m,平均宽约 3.5m,地表具膨大缩小现 象。破碎带内岩石为硅化碎裂岩,原岩为燕山期黑云二长花岗岩。破碎带围岩为新元古代片麻状英云闪长岩。金矿化体赋存 于破碎带中强黄铁矿化地段, 产状与断层破碎带一致。
矿化体由探槽TC08 控制,呈透镜状产于破碎带中,地表 控 制 长 约 160m, 厚 0.69m, Au 含 量 0.42×10-6.TC08 处 钻 孔 ZK001.控制断层破碎带厚 8.41m,断层带内发育硅化碎裂岩, 具绿泥石化、硅化、黄铁矿化等蚀变。
3.2 矿石特征
矿石按矿床工业类型分为石英脉型和蚀变岩型矿石,以后 者为主。前者在石英脉形成过程中逐渐沉淀成矿, 后者围岩因成 矿流体的作用发生蚀变进而矿化。石英脉型 :主要矿物是石英 和黄铁矿,以充填成矿作用为主,矿体一般形成于断裂带浅部, 随着深度增加,逐渐演变为蚀变岩型矿石或矿体,见于Ⅰ号金 矿化体。蚀变岩型与黄铁绢英岩化有关, 矿体一般形成于破碎带 中,形成位置较石英脉型深,交代成矿作用为主,矿化与围岩岩 性、蚀变类型和程度有关, 与石英脉型矿化渐变过渡。
矿石中主要矿石矿物有黄铁矿、方铅矿及少量黄铜矿、闪锌 矿等 ;脉石矿物有石英、钾长石、斜长石、绢云母、绿泥石等。
矿石主要结构为结晶粒状结构。矿石构造主要有稀疏浸染 状构造、脉状构造等。
3.3 围岩蚀变
研究区内断裂构造发育的位置,蚀变均较强,蚀变类型有硅 化、绢云母化、黄(褐) 铁矿化、钾化、绿泥石化、高岭土化,以 硅化、绢云母化为主。
4 成矿期和成矿阶段
通过对预查区的成矿作用、矿体空间分布特征以及矿石结 构和构造、矿物共生组合、脉体之间的穿插关系等一系列的研 究,并参照前人对桐柏 - 大别山地区矿床的研究结果,可将雷氏 祠矿区金矿床划分为两期四个阶段。
4.1 热液期
研究区内成矿期可划分为四个成矿阶段,即黄铁矿 - 石英阶 段(Ⅰ阶段),石英 - 黄铁矿阶段(Ⅱ阶段),石英 - 多金属硫化物 阶段(Ⅲ阶段) 和碳酸盐阶段(Ⅳ阶段),这四个成矿阶段在预查 区的石英脉型金矿化和蚀变岩型金矿化中是普遍发育的。
乳白色黄铁矿 - 石英阶段(Ⅰ阶段),该阶段在预查区主要表 现为乳白色石英脉体, 受同期或稍后期构造活动影响, 石英脉内 裂隙发育,部分石英脉体中裂隙发育亮白色黄铁矿脉 ;属于最 早期成矿阶段的产物, 基本不含金元素。
灰白色石英 - 黄铁矿 - 黄铜矿阶段(Ⅱ阶段),主要成分为石 英和黄铁矿,脉状构造,是研究区主成矿阶段之一,主要体现在 主断裂破碎带中发育的黄铁绢英岩化或者硅化碎裂岩以及次级 断裂中的石英脉型矿化和构造蚀变岩型矿化中,但主要分布于 石英脉型矿化中。
烟灰色石英 - 多金属硫化物阶段(Ⅲ阶段),主要矿物为石英、半自形 - 他形黄铁矿、方铅矿等金属矿物,脉状,稀疏浸染 状构造, 包含结构, 交代结构 ;该阶段也是预查区主成矿阶段之 一,该成矿阶段是本区石英脉型金矿化主成矿阶段, 在断裂破碎 带中引起的围岩蚀变最为发育,该阶段石英细脉越为发育,Au 品位越富。该阶段石英脉赋存于早期的乳白石英大脉中。
碳酸盐阶段(Ⅳ阶段),该阶段在研究区相对不是很发育, 常呈方解石脉分布在构造岩裂隙中,可见方解石脉穿切上述成 矿阶段, 该阶段是热液活动的结束标志。
4.2 表生期
在漫长的地质历史中,金矿床因地壳抬升遭受剥蚀而暴露 地表以及地表水渗透淋滤, 部分硫化物如黄铁矿、黄铜矿等经地 表风化氧化作用形成褐铁矿、孔雀石、赤铁矿等表生矿物,以及 淋滤风化作用引起的高岭土化等。
5 矿床成因及找矿标志
5.1 矿床成因
大崎山地区最常见的与独立金银矿物共生的矿物组合为黄 铁矿 + 石英 + 黄铜矿 + 方铅矿 + 闪锌矿,这是中温热液矿床的 典型矿物组合。就成矿流体而言, 蚀变岩型矿化和石英脉型矿化 是类似的,在岩浆结晶分异过程中分出的含金气水热液通过静 岩压力,沿断裂构造迁移,并与围岩之间发生水 - 岩反应,萃取 地层中的部分成矿物质,在储矿构造内发生充填成矿作用或者 交代成矿作用,导致金沉淀或者聚集沉淀,此时完成了金由活 化 -迁移 - 沉淀富集成矿。
大崎山地区流体包裹体温度显示,成矿流体均一温度峰值 在 150℃~ 210℃,由穹窿中心部位向外具有中高温向中低温演 化的现象 ;彭家楼金矿通过锆石U-Pb 年龄测试,确定金矿成矿 年龄上限为 109Ma ;通过H、O、S、Pb 等同位素测试,金矿成矿 流体与成矿物质来源与燕山期岩浆作用密切相关。
因此金矿成矿作用与燕山期花岗质岩浆作用具有时空关系 和成因联系, 成因类型属于中低温岩浆热液型金矿化。
5.2 找矿标志
5.2.1 断裂标志
区内所有的矿化点赋存在北西向、北东向断裂带中,这些断 裂(或破碎带) 由于多期活动硅化蚀变及剥蚀差异等原因,在地 貌上往往呈正地形, 这些断裂破碎带是找矿的重要标志。
5.2.2 矿化标志
地表断裂构造中出现的黄铁矿化、褐铁矿化、黄铜矿化、孔雀 石化、方铅矿化等是与金矿化有关的金属矿化的直接找矿标志。
5.2.3 蚀变标志
分布于断裂构造内强烈的硅化、绢英岩化、黄铁绢英岩化是 断裂带含矿间接标志。
5.2.4 脉岩标志
地表断裂破碎带中出现烟灰色黄铁矿化石英脉,标志断裂破碎带中可能存在金矿化。
6 成矿规律
6.1 构造与控矿
大崎山地区金矿研究成果表明,本区断裂构造对金矿成矿、 导矿、赋矿具有多重控制作用 :① NWW - NW 向Ⅰ级断裂带 对区内不同时代含金建造、不同期次岩浆岩的空间展布有明 显的控制作用,是控制本区金矿成矿的主导因素 ;② NWW - NW 向Ⅰ级断裂带叠加的脆性断裂是成矿热液运移的良好通道。 其伴生、派生的构造空间则是成矿热液聚积、赋存的主要场所 ; ③由于大崎山穹隆中心相对上升, 剥蚀深度较深, 穹隆周围区域 相对下降,剥蚀深度较浅,这对金矿床(点) 出露和保存有明显 的制约作用。
6.2 侵入岩与成矿
研究区内出露的燕山期花岗岩体为大崎山隐伏岩浆穹窿的 地表出露部分, 与陈林沟、吴家畈、郭云坳、双河口、彭家楼等金 矿在时空上有密切联系。这些矿床的成矿流体来源于这些岩体 ; 这些流体带来了成矿的硫,大部分铅质及部分金质。因此这些燕 山期花岗岩是本区金及多金属矿成矿不可缺少的条件之一。
6.3 蚀变与成矿
金矿化与硅化、黄铁绢英岩化密切相关,在断裂构造的中心 部位围岩蚀变最强,尤其是以烟灰色硅化以及多阶段的硅化与 金矿化关系密切, 在局部位置黄铁绢英岩化即为金矿体, 例如程 家山矿区和牌楼湾矿区 ;断裂构造内硅化、黄铁绢英岩化愈强, 围岩蚀变的类型愈多, 金矿化愈强。黄铁矿为自然金以及银金矿 的载体, 金属硫化物愈多, 黄铁矿自形程度愈差, 碎裂程度愈高, Au 的品位愈高。
通过对比祝家冲金矿段、程家山金矿点、陈林沟金矿床以及 一些其他金矿点,产于破碎带中的蚀变岩型矿化基本上表现为 蚀变类型多、强度大则矿化强度大。而蚀变作用的发育强度很大 程度上与岩石破碎程度有关, 即同等条件下岩石愈破碎、孔隙度 愈高蚀变就愈发育, 具有明显的正相关性, 即破碎程度大有利于 矿化的局部富集。
但是本研究区及区域上的一些的金矿(化) 点由于赋矿构造 本身较窄, 而断破碎带内岩石破碎程度和孔隙度过于发育, 造成 矿质分散,金含量较低,导致有利的成矿因素变为不利成矿因 素, 因此, 部分小而破碎的强蚀变断层破碎带反而不利于成矿。
7 找矿方向
雷氏祠矿区矿化体受北西向断裂、近东西向断裂控制,矿化 体呈透镜状赋存于这些构造的膨大部位,走向上具有膨大狭缩、 尖灭再现特征, 在研究区及周边地表发现的北西向、近东西向断 裂构造中依然具有寻找金矿体的潜力。
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