广西龙头山金矿地质特征及成矿探讨＊

张诗启,朱 超,阙绍娟,蔡明海

(广西大学资源与冶金学院, 广西南宁 530004)

广西龙头山金矿地质特征及成矿探讨＊

张诗启,朱 超,阙绍娟,蔡明海

(广西大学资源与冶金学院, 广西南宁 530004)

龙头山金矿床为隐爆角砾岩型金矿,金矿体主要产于次火山岩体内部,次为产于岩筒外侧接触带的断裂破碎带中,均受火山机构控制。金矿化主要与黄铁矿化、硅化和电气石化关系密切,金为自然金,主要分布于金属硫化物或脉石矿物的间隙、裂隙中。在调查研究基础上对构造、包裹体和同位素进行了分析,认为龙头山金矿区内普遍发育的节理为运矿通道,张性断裂、微节理和岩体中的气孔为容矿构造,矿质主要来自岩浆,应为火山-次火山后期热液成矿,属于中低温热液矿床。

金矿床;构造;热液矿床;龙头山金矿

龙头山金矿位于广西贵港西北14km处,为隐爆角砾岩型金矿,前人对该矿床的地质特征、成矿规律、类型划分、金矿化特征、成矿条件、物质来源和成矿年代进行了研究[1～10],认为龙头山金矿具备有利的构造条件,寒武系的基底地层和火山岩浆活动提供了物质来源,为燕山晚期成矿。本次通过实地调查研究认为,龙头山金矿成矿与区内构造具有密切关系,应为火山-次火山后期热液成矿。

1 矿床地质特征

龙头山金矿构造上位于华南褶皱系西南部大瑶山隆起的龙山鼻状背斜南西倾伏端,该区经历了加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅期构造运动,地质构造复杂,其中燕山期岩浆活动频繁,为区内成矿时代,为典型的隐爆角砾岩型金矿床(见图1)。

1.1 矿区地层

矿区出露地层为寒武系和泥盆系,二者呈角度不整合接触。寒武系为黄洞口组,主要出露在龙头山金矿的NW侧,为一套轻变质的细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹碳质板岩;泥盆系为莲花山组,出露于龙头山火山-次火山岩体的四周,底部为底砾岩、含砾不等粒砂岩,下部为泥质粉砂岩夹石英砂岩、细砂岩,上部为紫红色泥质粉砂岩夹泥岩。

1.2 矿床构造

矿区地质构造较为复杂,基底的寒武系是加里东构造层,为NEE向紧密线状褶皱,盖层的莲花山组呈上叠式单斜展布,较为平缓,局部地段产生挠曲或小褶皱。

图1 龙头山金矿地质略图(据康先济等,1993修改)

区内有NE向凭祥-大黎断裂穿过,并有EW向隐伏断裂与之交汇。断裂构造主要有NW、SN、NE和EW向4组,其中NW断裂为张性断裂,断裂内总体岩石破碎程度较低,褐铁矿化较强,规模相对较大,为区内的容控矿断裂,该组断裂在地层中以F4为代表,在岩体中则多表现为NW走向的节理发育;SN向断裂为张性,多分布于岩体的东则,岩体的南西侧次之,多由石英斑岩脉充填;NE和EW向断裂亦多为张性断裂,部分有石英斑岩脉充填,规模均较小。

1.3 次火山岩体特征

龙头山次火山岩体是火山通道,顶部火山口物质已被剥蚀,现为残留火山颈部分,主要岩石有花岗斑岩、角砾熔岩和流纹斑岩,其中花岗斑岩岩株分布于岩体中部,侵位于流纹斑岩中,呈不规则椭圆状,东西长约320m,南北宽约70～100m,倾向北,往深部宽度逐渐增大。岩体平面上呈不规则的等轴状,南北长约720m,东西宽约690m,面积约0.64km2,平面上自岩体中心至外围岩相大致有:花岗斑岩-流纹斑岩-角砾熔岩-震碎岩序列,垂向上自顶至深部大致有:震碎岩-角砾熔岩-流纹斑岩-花岗斑岩序列。

花岗斑岩为斑状结构,基质具显微花岗结构的斑状结构,主要由钙长石25%～28%、钾长石28%～31%、石英22%～26%、黑云母＜1%～10%及少量副矿物锆石、磷灰石等组成,里特曼指数σ=2.08,属钙碱性系列岩石;流纹斑岩呈灰黑色、暗绿色,具流纹构造,多孔状构造。斑晶具变余斑状-自碎斑状结构,基质具隐晶-微粒结构和变余微粒结构的变余斑状结构,斑晶主要由石英、长石组成,含量约20%～40%,基质主要由微粒石英、微柱状长石组成,粒径一般0.01～0.03mm,里特曼指数σ=1.98,属钙碱性系列岩石;角砾熔岩呈灰～深灰色,角砾熔岩结构,块状构造,角砾成分主要为砂岩类,以及少量酸性熔岩角砾、凝灰质岩屑和长英质晶屑等,为流纹质熔浆物质胶结,角砾多具熔蚀边,呈棱角或浑圆状,里特曼指数σ=1.13,属钙碱性岩石。

1.4 矿体特征

金矿体产于岩筒外侧接触带的断裂破碎带和次火山岩体内部,断裂构造破碎带中的矿体主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ等大小矿体8个,赋存于岩体外接触带莲花山组内NW和SN向的断裂破碎带中,其中以Ⅰ号矿体规模最大,为本矿床主要矿体之一,矿体走向330°～345°,倾角80°～88°,矿体在标高540m以上厚度较稳定,约为2～5m,标高540～460m矿体厚度变大,约为10～20m,标高460～340m矿体呈马尾状尖灭,厚度为0.2～1m;次火山岩中的矿体主要有Ⅲ、Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ等大小13个矿体,赋存于流纹斑岩和角砾熔岩中,其中以Ⅸ号矿体规模最大,为本矿床最主要的矿体,该矿体主要赋存于流纹斑岩中,呈脉状和透镜状,局部有膨胀、狭缩、分支、复合现象,并整体向南东侧伏,矿体厚度为0.56～14.74m,平均厚度5.21m。

1.5 矿石矿物和蚀变

金属矿物有自然金、黄铁矿、白铁矿、毒砂、黄铜矿、辉铋矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、磁铁矿;次生氧化矿物有铜蓝、孔雀石、褐铁矿等;脉石矿物有石英、电气石、绢云母和白云母等;微量矿物有锆石、金红石、独居石、磷灰石等。

蚀变主要有硅化、黄铁矿化、电气石化、高岭土化、绿泥石化,钾长石化等。其中硅化、黄铁矿化和电气石化与金矿化关系密切。

1.6 金的赋存状态

金为自然金,主要分布于金属硫化物或脉石矿物的间隙、裂隙或矿物中,呈晶隙金、裂隙金和少量包体金形式产出,以不规则粒状为主,树枝状、线状和片状次之,载金矿物主要有黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、电气石和石英等。

2 成矿特征

2.1 成矿温度

根据龙头山金矿石中的石英包裹体均一温度测定,龙头山金矿成矿温度为177～286℃(见表1),属于中低温成矿,由岩浆上侵至定位固结,一般由高温气液-高温热液-中温热液-低温热液渐变,故此表明龙头山金矿形成于后期含矿热液。

表1 石英包裹体测温结果[11]

2.2 物质来源

朱文凤等(2005)通过研究黄铁矿特征与金矿化的关系,认为龙头山金矿为内生成因;阮思源等(2008)和朱桂田(2002)通过微量元素、稀土元素、同位素等方面研究认为成矿物质主要来自深部岩浆和部分基底地层;黄民智等(1999)认为重熔型花岗质岩浆是成矿物质的直接提供者;谢抡司(1993)认为成矿物质与流体主要来源于火山岩浆喷气和热液。矿床内黄铁矿硫同位素测得δ34S为0.64‰～2.84‰,变化不大,近似于陨石硫;用全岩法测得角砾熔岩金矿石δD值为-111.6‰,低于正常岩浆水δD值(-50‰～-85‰),应为以岩浆水为主的混合水,δ18O值为+15.42‰,处在变质水δ18O值(+5～+25‰)范围内,应为岩浆水-建造水-大气水的混合溶液;矿床中所测黄铁矿的铅同位素组成比较稳定,且铅同位素特征比值线性关系明显,铅的μ值为9.717～10.521,平均为10.042,与岛弧源μ值9.58相接近,表明为火山来源,以上表明成矿物质主要来自深部岩浆,可能成矿过程中活化析取了部分地层物质。

2.3 运矿通道

朱文凤等(2007)通过对龙头山金矿床矿石显微结构构造研究,以金的赋存状态为依据认为,矿液是从微裂隙中运送上来的。龙头山金矿床主要矿体赋存于流纹斑岩中,流纹斑岩根据蚀变可分为3种:电气石化流纹斑岩、黄铁矿化流纹斑岩和电气石黄铁矿化流纹斑岩。电气石化流纹斑岩中含金品位普遍较低(0.05～0.5g/t),该类流纹斑岩中节理不发育;黄铁矿化流纹斑岩和电气石化流纹斑岩中节理较为发育,其中以NW向的节理占优,可见黄铁矿沿裂隙面充填细脉,金品位相对较高(0.7～3.5g/t)。龙头山金矿床的Ⅰ号矿体产于F4断裂中,带内破碎程度较低,发育NW向节理,沿节理面褐铁矿化较强;Ⅸ号矿体多产于流纹斑岩中,节理密集分布,以NW向的节理占优,在该矿体中裂隙密度小处一般金品位较低。由上推测金成矿与节理的发育关系密切,节理应为含金热液运移富集的通道。

2.4 容矿空间

龙头山残留火山颈周围地层和次火山岩体中发育张性断裂,构造破碎蚀变岩型金矿均产在这些张性断裂中,在非矿体的次火山岩体的张性断裂中金品位一般相对较高,矿体的次火山岩中在张性断裂处金往往富集,品位多大于10g/t,在340中段8线的H18号样品分析金品位为17.13g/t,该处发育NW向的张性小裂隙,故此推测矿床内的张性断裂为容矿空间;赋存于流纹斑岩中的矿体多气孔和节理发育,气孔中多有黄铁矿充填,电气石充填孔洞相对较少,推测密集的微节理和岩体中的气孔为岩体中金矿的容矿空间。

3 结 论

(1)龙头山金矿的金矿体主要产于次火山岩体内部,次为岩筒外侧接触带的断裂破碎带中,均受火山机构控制,应属于中低温热液矿床。

(2)龙头山金矿的矿体主要赋存于张性断裂破碎带中和流纹斑岩中,可能张性断裂和多气孔和节理发育的流纹斑岩中利于含矿热液的运移富集,同时也可能表明成矿热液应以火山-次火山后期热液为主。

(3)结合前人的研究认识和本次的调查研究工作,依据硫同位素、氢氧同位素和铅同位素特征,认为龙头山金矿的成矿物质主要来自岩浆,可能部分来自基底的寒武系地层。

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危机矿山综合研究项目资助(20089946-3).

2009-11-06)

张诗启(1982-),男,河南泌阳人,硕士研究生,主要从事固体矿产资源勘查与研究,Email:zhangshiqi0396@163.com。