摘要:和静县大山口金矿大地构造位置属艾尔宾晚古生代残余盆地,位于中天山东段霍拉山与额尔滨山之间。矿体产于晚志留-早泥盆统大山口组中大山口韧性剪切带中,该韧性剪切带位于大山口逆断裂以北,它经历了三期构造变形,第一期变形为紧闭的同斜倒转褶皱,第二期变形为走向平移-逆韧性剪切,第三期变形为膝折与折劈理,它主要形成于石炭纪以后,其产状向北北东陡倾,是推覆剪切带内的左行逆韧性剪切带。其带内粉砂岩、英安斑岩等经变形、扭曲,岩石普遍蚀变、破碎加剧,形成了为数众多的破碎蚀变带,深部含矿热液在不断开合转换的构造应力影响下,沿构造薄弱部位泵入上侵,并最终沉淀成矿,形成了韧性剪切带型金矿床。
关键词:金矿,地质特征,控矿因素,找矿标志,大山口
和静县大山口金矿大地构造位置属艾尔宾晚古生代残余盆地,位于中天山东段霍拉山与额尔滨山之间。矿体产于晚志留-早泥盆统大山口组[1]中大山口韧性剪切带中破碎蚀变带内充填的石英脉之中[2]。
1区域地质背景
区域上地层出露较多,主要有上志留-下泥盆统大山口组、中泥盆统柳树沟组、中泥盆萨阿尔明组、下石炭统木库尔布拉克组、上石炭统乌库尔尧勒组、上石炭统喀拉治尔加组,断裂以南出露元古代地层,主要为下元古界霍拉山群。
区域褶皱构造发育,柳树沟背斜规模稍大,其他规模普遍偏小,影响范围有限,褶皱轴向与区域总体构造线北西西向一致,均为北北东和南南西向挤压形成的。晚志留世-早泥盆世的大山口组发育有Ⅱ、Ⅲ号倒转向斜和Ⅳ号倒转背斜,中泥盆统地层中发育有柳树沟背斜和Ⅴ号倾伏背斜,石炭系地层发育Ⅵ号短轴背斜。
矿区位于大山口韧性剪切带内,该韧性剪切带位于大山口逆断裂以北,主要由大山口组地层组成,它经历了三期构造变形,第一期变形为紧闭的同斜倒转褶皱,第二期变形为走向平移-逆韧性剪切,第三期变形为膝折与折劈理,它主要形成于石炭纪以后,其产状向北北东陡倾,是推覆剪切带内的左行逆韧性剪切带。
2矿床地质特征
2.1矿区地质特征
矿区地层仅出露上志留-下泥盆统大山口组。地层整体呈北西-南东向穿过矿区,主要岩性为含泥质粉砂岩,局部夹细砂岩、含碳质粉砂岩,受动力变质作用,均已发生浅变质,在宏观上表现为不同程度片理化、糜棱岩化等。泥质粉砂岩为全区主要岩层,分布面广。岩石呈浅灰色、深灰色、浅灰绿色,泥质粉砂结构、变余泥质粉砂结构、显微鳞片变晶结构,层状构造、千枚状构造,接触式胶结,主要成分为石英,次为长石。岩石由于受动力变质作用影响,泥质胶结物由隐晶状的绢云母、绿泥石、绿帘石、高岭土等鳞片变晶集合体替代。
矿区内构造发育,以大山口韧性剪切带为主,次为断裂。大山口韧性剪切带是经过多期活动的构造带,是左行逆韧性剪切带,为深部构造相的产物,它既是大山口金矿导矿构造又是控矿构造,金矿化主要分布在变形最强烈的糜棱岩带内,受剪切裂隙和剪切褶皱虚脱空间控制。该带在区域上延伸稳定且长,采矿权东北部均在该带中,岩石塑性变形和韧性剪切构造十分发育,宏观上有千糜岩、糜棱岩、剪切透镜体等,千糜岩、糜棱岩出现在剪切带中部,具有分带性,中部为千糜岩,两侧为糜棱岩,再往外侧为糜棱岩化岩石,剪切透镜体主要表现为早期石英脉被拉长成透镜状,平面上表现为串珠状[3]。
区内石英脉十分发育,各类岩石中均有出露,主要集中分布在大山口组千枚岩化粉砂岩之中,按其相互穿插关系及含矿性可大致分为三期。第一期石英脉:主要呈北西-南东、北东-南西或近南北向产出,斜交地层或构造线,沿走向、倾向变化大,受后期多期构造作用,发生揉皱、破碎,一般呈透镜状、豆荚状、肠状及不规则状,被第二期、第三期石英脉切穿、错断,岩石多呈乳白色、灰白色,结构致密,主要由石英组成,含少量铁白云石,硫化物较少。第二期石英脉:主要呈北西西-南东东向,与构造线方向一致,以两种形式产出,一是以单脉的形式平行片理面、糜棱面理面产出,二是以密集平行排列的细脉带产出,受后期构造作用,可见细脉随地层片理一起发生弯曲、褶曲,形成尖棱小褶皱,表明后期构造活动仍然强烈,细石英脉多呈灰褐色、烟灰色,致密块状,受剪切作用影响脉体往往呈透镜状、串珠状,细脉两侧褐铁矿十分发育,深部见微细粒黄铁矿堆积呈细脉状,这些黄铁矿是本区主要的载金矿物。第三期石英脉:常伴生碳酸盐物质组成,主要沿后期构造作用形成的张性裂隙产出,数量较多,方向与构造线方向一致或小角度产出,其特征与第二期含矿石英脉较相似,主要由石英、铁白云石及少量绢云母、褐铁矿组成,铁白云石在脉中含量不均匀,呈团块状分布,本期石英脉一般不含金。
2.2矿体特征
地表共圈出一个矿化蚀变带,追索长约400m,宽25~50m,带内岩石普遍具糜棱岩化、褐铁矿化、硅化、绿泥石化、高岭土化。累计圈出金矿体11个,其中主矿体1个(L1),次要矿体5个,小矿体5个,如图1所示。
区内主矿体为L1和L2矿体,矿体保有部分特征即可作为矿体整体特征。
L1矿体在走向延伸稳定,东西两端尖灭,沿倾向在均已圈闭。赋矿岩性整体为糜棱岩化硅化粉砂岩,顶底板围岩为糜棱岩化粉砂岩,在部分钻孔中赋矿岩性为糜棱岩化硅化英安斑岩[4]。矿体在平面呈不规则脉状展布,沿走向、倾向局部均有膨大、缩小现象,3线可见明显变厚趋势,在4线ZK404矿体缩小变薄,矿体的形态复杂程度中等。沿走向控制长260m,沿倾向控制最大斜深185m,矿体埋深0~180m。矿体规模沿走向为中型,沿倾向为小型。地表总体走向110。~290。,倾向7。~42。,局部南倾,倾角73。~90。,产状变化中等。矿体单工程最大真厚度5.70m,最小0.42m,平均2.23m。矿体单工程品位主要集中在1.2~4.0g/t,共27个,占比75%。单工程最高品位8.76g/t,最低品位0.70g/t,平均品位2.44g/t。品位变化系数102.62%,属有用组分分布较均匀的矿体。矿体品位分布整体呈西高东低特点,与厚度变化特征较一致。
L2矿体产于L1矿体北侧,近平行产出,矿体在走向延伸稳定,东西两端尖灭,中部尖灭再现,沿倾向均已圈闭控制。赋矿岩性整体为糜棱岩化硅化英安斑岩,顶底板围岩为英安斑岩。根据联合剖面图、联合水平断面图对比,矿体圈连可靠,矿体无断层错动及脉岩穿插,构造对矿体无影响。矿体在平面呈不规则脉状展布,沿走向、倾向局部均有膨大、缩小现象,但矿化蚀变厚度大,矿体沿倾向延伸不稳定,呈丁字形在中部向下延伸,矿体的形态复杂程度中等。沿走向控制长240m,沿倾向控制最大斜深190m,矿体规模沿走向为中型,沿倾向为小型。地表总体走向110。~290。,倾向7。~36。,局部南倾,倾角73。~90。,产状变化中等。矿体单工程最大真厚度8.97m,最小0.71m,平均2.22m。矿体厚度整体变化不大,局部有略厚出现,从走向来看,两侧略薄中部稍高,从倾向上看,由浅至深,厚度变薄。矿体单工程品位主要集中在0.50~1.20g/t,单工程最高品位10.58g/t,最低品位0.61g/t,平均品位1.86g/t。品位变化系数151.08%,属有用组分分布较均匀的矿体。
2.3矿石特征
矿石自然类型为原生金矿石,本区矿体覆盖较浅,矿体赋存岩石渗透性好,矿体产出部位岩石破碎,片理化较强,受表生淋滤作用,氧化强烈,在地表多形成氧化矿石,氧化矿石呈黄褐色和褐红色。在原生带中为硫化物矿石,其内主要金属矿物为黄铁矿,具明显的金属光泽。选矿试验中对金进行化学物相分析,显示裸露和半裸露自然金占91.5%;不管在氧化带亦或原生带内,金均为自然金,黄铁矿内包裹金为少数,因此,该区矿石可认为全部为原生矿。
矿床内金矿石为金品位≥1.2g/t的矿石,其工业类型可分为石英脉型和石英复脉型。
石英脉型金矿石:碎裂网纹状构造,半自形粒状变晶结构,矿物成分以石英为主,粒径1mm左右,石英占98%以上[5],可见少量铁白云石,金属矿物微量,主要为黄铁矿,呈微细粒沿碎裂纹分布,金主要产在黄铁矿与石英晶粒或石英晶粒间,呈粒间金存在。
石英复脉型金矿石:按含脉岩石不同,可分为石英复脉粉砂岩型、石英复脉英安斑岩型与石英复脉闪长岩型。
根据野外实际观察结合室内光、薄片岩矿鉴定成果,矿区内已查明的矿物有14余种,其中矿石矿物主要为自然金;金属硫化矿物主要为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、黝铜矿;金属氧化物主要见有褐铁矿、磁铁矿;脉石矿物主要为石英、白云石、绢云母、方解石、钠长石、斜长石、黑云母等。
3控矿因素
岩浆活动控矿:岩浆活动决定了成矿物质的运移和成矿元素的再分配,也一定程度上决定了成矿作用的矿化类型和分布特征。矿区内主要赋矿地质体为硅化粉砂岩、硅化英安斑岩,区内已发现的金矿(化)体均产于此类破碎蚀变带中。
构造控矿:矿区位于大山口韧性剪切带中,其南为大山口断裂,带内发育众多次级断裂。矿区内岩层破碎,节理发育。东西向破碎蚀变带极为发育。这些构造薄弱部位为含矿热液的运移、富集提供了通道和赋存空间。
4矿床成因
大山口金矿产于大山口韧性剪切带之中,矿体均沿韧性剪切裂隙或其构造虚脱部位产出,矿体整体排列与韧性剪切裂隙的排列特点一致,即为尖灭再现或尖灭侧现,金矿体密集成带,横向上近于平行,走向上呈串珠状、雁列状,组成了狭长的破碎蚀变带,其产状与韧性剪切带一致。含矿岩石主要为硅化岩石,依据其围岩的不同可细分为两种,即硅化糜棱岩化粉砂岩、硅化糜棱岩化英安斑岩,围岩岩性的差别可导致局部矿体形态、产状的差异,与成矿无作用无直接关系。
区域上上志留-下泥盆统大山口组整体表现为一宽2~3km北西向展布的一韧性剪切带,岩石为低绿片岩相变质粉砂岩、英安斑岩,韧性剪切带规模大应变强,具多层次多级次多期次的特点。
初期形成大山口断裂及其次级断裂,随后在晚石炭世-早二叠世,岩浆热液沿次级断裂上侵,形成英安斑岩体,此后伴随着区域构造变形,大山口韧性剪切带逐步成型,第一期变形为紧闭的同斜倒转褶皱,第二期变形为走向平移-逆韧性剪切,第三期变形为膝折与折劈理。其带内粉砂岩、英安斑岩等经变形、扭曲,岩石普遍蚀变、破碎加剧,形成了为数众多的破碎蚀变带,深部含矿热液在不断开合转换的构造应力影响下,沿构造薄弱部位泵入上侵,并最终沉淀成矿,形成了韧性剪切带型金矿床。
5结论
(1)大山口金矿矿体产于晚志留-早泥盆统大山口组中大山口韧性剪切带中破碎蚀变带内充填的石英脉之中。矿区韧性剪切带内破碎蚀变带延伸稳定且长,带内石英脉十分发育,数目众多形态复杂且具多期次特点,呈脉状、复脉状。含矿石英脉总体展布方向与韧性剪切带方向基本一致,为北西-南东向。
(2)矿区矿体赋存状态主要受破碎蚀变带内充填的石英脉控制,确定赋矿主要岩性为石英脉、石英复脉,矿体呈不规则脉状、细脉状、小透镜状。
(3)深部含矿热液在不断开合转换的构造应力影响下,沿构造薄弱部位泵入上侵,并最终沉淀成矿,形成了韧性剪切带型金矿床。
参考文献
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[5]鲍庆忠,王宏,沙德铭,等.新疆和静县大山口金矿床地质特征及其与穆龙套金矿床对比[J].贵金属地质,2000,9(4):200-205.
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