郁东良,岳鹏升,何学昭,高 彪
(1.青海省核工业地质局,青海 西宁810008;2.中国矿业联合会,北京100013)
控矿因素研究是找矿过程中最基本同时也是不可或缺的内容之一,正确分析研究控矿因素的基础,总结成矿规律,进而利用成矿规律指导预测、找矿往往能够取得事半功倍的效果。白日其利与五龙沟相距约60km,五龙沟金矿田是东昆仑较为典型的金矿,经过多年勘查,现金资源量已达70t,白日其利金矿是东昆仑中段最近几年发展起来找金非常有利地段,已取得较好成果,但已发现矿体金品位较低,如何能找到较高品位金矿体是下一步工作亟待解决问题。本文通过对两矿区控矿因素初步分析研究,提出个人初步见解。
白日其利-五龙沟地区位于东昆仑之东昆仑中岩浆弧带,其北为柴达木盆地,南以昆中断裂与昆断裂带相隔。白日其利-五龙沟地质矿产简图见图1。带内以大面积分布的前寒武纪变质岩系和残留体各时代侵入杂岩带为特征,前者主要是下元古界高角闪岩相变质的金水口岩群片麻岩,中元古界绿片岩-角闪岩相变质陆缘碎屑-碳酸盐岩建造,后者主要为花岗闪长岩、二长花岗岩,次为正长花岗岩、碱长花岗岩,局部有少量基性、超基性岩。区域金矿化强而广,金矿规模较大,品位较富,沿构造破碎带带集中分布,已发现矿床10多处,矿点星布,以构造破碎蚀变岩型金矿为主。
2.1.1 矿区地质
白日其利金矿位于昆中断裂带北侧次一级呈北西西向(290°)断裂带中,断裂带延伸上百公里(图2),2012年发现的构造破碎带赋存于地层中,断裂带南侧为蓟县系狼牙山组大理岩、板岩,北侧为金水口岩群斜长角闪片麻岩;2013年新发现的3条构造破碎带均赋存于中酸性岩体中。矿区已发现的矿化带均严格受构造破碎蚀变带控制,控矿破碎蚀变带内鞘皱褶、拉伸线理、岩石糜棱岩化等现象明显,具脆-韧性剪切、多期次活动特点。控矿破碎带分带较明显,由内向外大致分为三个带,最内部岩性为蚀变糜棱岩化岩石,再向外两侧为构造碎裂岩及断层泥,最外侧为节理发育、岩石破碎的围岩。断层带内部的糜棱岩化岩石、碎裂岩是赋存金矿(化)体的有利地段。
图1 白日其利-五龙沟地质矿产简图(据青海省1/100万地质图修改)
图2 白日其利金矿矿化带地质简图
2.1.2 矿化蚀变
主要有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、毒砂矿化、绿泥石化、绢云母化,局部见铅锌矿化。受后期构造活动的影响,赋矿岩石具有糜棱岩化特征,金属矿化多呈微细粒浸染状、星点状分布,局部黄铁矿呈鳞片状、细脉状分布;铅锌矿化以1~5cm条带分布,局部呈团块状、浸染状,分布极不均匀。
2.1.3 矿石特征
矿石主要金属矿物有黄铁矿、毒砂,黑钨矿,辉钼矿,见极微量的微粒级它形粒状黄铜、黄铁矿和毒砂,多呈星点状分布在岩石中,少数呈脉状充填在岩石裂隙中,脉石矿物主要为斜长石、石英、钾长石、绢云母、方解石。矿石结构构造常见有残余结构、胶状结构,浸染状构造、网脉状构造。金主要呈铜铅锌硫化物包裹金,占总金含量的51.14%,其次碳酸盐包裹金约占12.26%,黄铁矿包裹金约占12.21%。
2.2.1 矿区地质
五龙沟金矿田位于昆中陆缘弧有色、贵金属成矿带的中段,在面积约520km2的范围内集中产出岩金沟、淡水沟、红旗沟、黄龙沟-水闸东沟、中支沟、黑风口等金矿床、矿(化)点和黑石山多金属矿床,其中中型金矿床1处,小型金矿床5处,金矿(化)点26处,以构造破碎蚀变岩型金矿为主,石英脉型金矿次之,另有浸染型、岩浆隐爆角砾岩型、夕卡岩型和火山岩型等。
矿区出露地层主要为下元古界金水口群、中元古界长城系小庙群和上元古界青白口系丘吉东沟群。岩浆岩主要为印支-燕山期中酸性花岗闪长岩、二长花岗岩。矿带和矿体严格受构造破碎带控制,产于中酸性侵入岩与变质地层接触带附近或岩体中的构造破碎蚀变带中,层位控制不明显。
2.2.2 矿化蚀变
矿床围岩蚀变十分强烈,主要蚀变类型有硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、碳酸盐化及绿泥石化等,其中以硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂矿化与金矿化关系密切,尤其是硅化强烈地段,矿石品位较富。围岩蚀变主要呈面型分布,分带不明显。
2.2.3 矿石特征
矿石矿物主要有黄铁矿和毒砂,其次为辉锑矿、辉铁锑矿及很少量的白铁矿、自然金、磁黄铁矿、钦铁矿、黄铜矿、方铅矿;主要的脉石矿物为石英、绢云母、斜长石,其次有方解石,另含有微量的铁白云石、重晶石、矽线石、错石等。主要矿石结构为他形一半自形粒状结构、鳞片变品结构、碎裂结构。矿石构造以浸染状和细网脉状为主,其次为角砾状构造,偶见有条带状和环带状构造。浸染状构造表现为细粒黄铁矿及粉尘状毒砂均匀分布于绢英岩化蚀变碎裂岩中,细网脉状构造主要见有石英网脉、毒砂石英网脉、毒砂铁碳酸盐网脉、辉(铁)锑矿铁白云石网脉和方解石石英黄铁矿网脉等穿插于不同的矿石中。
白日其利-`五龙沟地区地层均经历中—深变质作用,原岩为一套杂砂岩夹黏土岩、镁质碳酸盐岩及基性火山岩组合(区域地质报告)。白日其利金矿1/1万岩石地化剖面显示金水口岩群、狼牙山组变质岩中成矿元素含量亏损,普遍小于地壳克拉克值,构造破碎蚀变带内的成矿元素含量急剧升高(图3),说明成矿物质可能来源深部,顺构造上侵所致。
图3 白日其利金矿1/1万岩石地化剖面图
据青海省都兰县五龙沟地区金矿整装勘查实施方案,五龙沟地区前寒武纪基底变质岩系地层中Au元素含量在7.61~10.40ppb之间,高出地壳克拉克值2~3倍,认为五龙沟地区变质地层是金矿化集中产出的重要初始矿源层。
研究区构造形迹以断裂为主,构造非常发育。为便以描述,本文将研究区与成矿相关构造大致划分为三级(不同于正式大地构造级别划分):①一级构造,昆中断裂(缝合带),控制成矿作用;②二级构造,区域断裂,控制具体矿床定位;③三级构造,次级断裂,控制具体矿体定位。断裂构造不仅为成矿物质运移提供通道也为矿体形成提供容矿空间。
3.2.1 一级构造(缝合带)
东昆仑昆中断裂截至印支期大致经历了4次构造运动,金成矿作用受区域深大断裂(古缝合带)控制明显(图1),它们作为导矿构造,为成矿物质迁移提供了良好的通道,已发现的五龙沟金矿田、沟里金矿、白日其利金矿、大干沟金矿均沿昆中断裂分布。
3.2.2 二级构造(区域构造)
区域断裂决定了矿床的定位,即可作为导矿构造也可作为容矿构造。白日其利金矿位于区域断裂带中,断裂带呈NWW向(290°)延伸上百公里,东南端与昆中断裂相交。NWW-NW向大型剪切带及其旁侧的次一级断裂中,受构造控制明显。在大水沟-五龙沟,发育至少有3条NWW-NW向断裂构造带,近于平行排列,这些构造带控制五龙沟金矿田产出。
3.2.3 三级构造(次级构造)
次级构造既导矿,也容矿,决定了矿体的空间分布及其形状、产状。白日其利金矿2012年以前发现的矿体均赋存于区域断裂构造带内,2013年发现2条次级构造含矿蚀变带,一条含矿蚀变带产状为20°~40°∠40°~70°,另一条含矿蚀变带产状为130°~140°∠50°~60°。这两条构造带的共同特点是带内岩石破碎,围岩裂隙发育,围岩都发育有强烈烘烤边。五龙沟金矿田,其所有的金矿床、矿(化)点均分布在三道梁-苦水泉剪切带、萤石沟-红旗沟剪切带,其旁侧的脆性断裂裂隙发育,矿体直接赋存于脆性断裂破碎带内。白日其利-五龙沟容矿构造主要是NW向张扭性断裂或断裂带以及其他构造的扩容释压部位,这类构造不仅提供了成矿空间,而且使含矿热液的物理化学条件改变,导致矿质沉淀,进而形成金矿体。
东昆仑岩浆活动非常强烈,从晋宁期-燕山期均有发生,具多旋回特点,尤以华力西期—印支期最为重要,是形成构造蚀变型金矿床的热动力条件,它既为成矿物质的活化、迁移、富集提供了热动力,同时又作为岩浆源为成矿提供了部分物质。五龙沟地区各类岩体含金:花岗岩5.7×10-9、花岗闪长岩5~19×10-9,斜长花岗岩8×10-9,闪长玢岩185×10-9,均高于或远高于地壳平均值,尤其是同构造的印支期辉长岩、闪长玢岩类,单样含金量可高达380×10-9,有的岩体本身就是金矿化体,表明印支期岩浆活动可为本区提供来源于地壳深处的丰富的矿质来源。前人研究认为东昆仑岩浆岩为壳幔岩浆混合作用的结果,岩浆混合作用有利于成矿元素的富集,花岗质岩浆的侵入活动对金矿的形成,除了提供部分成矿物质之外,还提供热源和含矿热液。
在东昆仑地区往往将前寒武纪基底变质岩系看做金成矿的初始矿源层,这是一个值得商榷的问题。吴庭祥等人研究了东昆仑东段沟里地区金水口群、万宝沟群变质岩中微量元素含量,总体上Au与Ag、Cu、Pb、Zn等元素含量不高,多数低于地壳克拉克值,认为没有明显的证据表明地层对金矿的形成提供了成矿物质的来源。前述白日其利地区地层成矿元素含量较低,构造破碎带含量非常高,已发现构造破碎蚀变带围岩边部都具有强烈烘烤边,矿化蚀变强烈,说明伴随构造活动发生有成矿热液(成矿流体)活动,围岩边部经烘烤萃取可能有少量成矿物质被萃取,但对于成矿来说作用非常有限。
罗照华等对矿源层提出新认识,认为地壳深部和软流圈是矿源层的有利部位,不同于当前许多学者将围岩作为成矿物质来源的矿源层说法,由于成矿物质一旦被固结在矿物晶格中将很难被萃取,只有热力学条件达到破坏矿物晶体结构程度时才可以有效地萃取出来。本文笔者理解也就是改变了岩石的属性或可以理解为混合岩化作用。东昆仑地区在加里东和晚华力西-印支构造-岩浆旋回都发育广泛的岩浆混合岩化作用,这为成矿物质富集提供良好混容空间,进而形成成矿流体,成矿热液(流体)伴随地质构造运动,在合适部位成矿。
1)白日其利和五龙沟主要控矿因素为构造和岩浆岩。
2)白日其利-五龙沟地区加里东和晚华力西-印支构造-岩浆旋回都发育广泛的岩浆混合岩化作用,为成矿物质富集提供良好混融空间。
2)白日其利和五龙沟金矿主要成矿类型以构造破碎蚀变岩型为主,成矿物质来源为深部,赋矿蚀变带两侧的地层只是因为构造从其中通过而已,地层提供成矿物质有限。
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