黄东荣,杨华全,胡为正,卢国安,何国建,邓必荣
(1.江西省地质调查研究院,南昌 330030;2.江西工程学校,南昌 331799)
西藏阿汝村东铜金矿点地质特征及找矿标志
黄东荣1,杨华全2,胡为正1,卢国安1,何国建1,邓必荣1
(1.江西省地质调查研究院,南昌 330030;2.江西工程学校,南昌 331799)
阿汝村东铜金矿位于青藏高原班公湖-双湖-怒江-昌宁对接带,成矿区属材玛-多不扎铜银金铁多金属成矿亚带。本文通过总结西藏1/5万日土县北东鲁玛江东南4幅区域地质矿产调查资料,论述了阿汝村东铜金矿的区域地质背景及矿区地质、剪切带特征、韧性剪切带与铜金矿化关系及找矿标志,认为韧性剪切带对区内铜金矿床的成矿具有控制作用,同时韧性剪切带活动过程中伴随的岩浆活动,为铜金成矿提供热动力和成矿物质;韧性剪切带的内糜棱岩是铜金元素富集成矿的有利部位;糜棱岩带和硅化破碎带内聚集铜金矿体,铜、金、褐铁矿化和石英脉有密切关系。
韧性剪切带;铜金矿;找矿标志;阿汝村;西藏
阿汝村东铜金矿位于西藏日土县城北东237 km,该区构造发育,岩浆侵入作用频繁,热液活动强烈。由于地理位置的关系,研究程度相对较低。2012—2014年笔者参与了江西省地质调查研究院在该区的1/5万日土县北东鲁玛江东南4幅区域地质矿产调查,在调查中发现阿汝村东铜金矿点。对该矿点开展1/1万地质调查,探槽揭露,发现9条产于韧性剪切带中的铜金矿体。本文对本区地质特征、矿体特征以及韧性剪切带与铜金关系等进行了综合研究,以期为区域找矿突破提供帮助。
西藏阿汝村东铜金矿点位于南羌塘成矿带,大地构造属青藏高原班公湖-双湖-怒江-昌宁对接带,Ⅱ级构造单元为南羌塘增生弧盆系,Ⅲ级构造单元位于多玛(增生)地块中北部[1-3],经历了古特提斯、新特提斯和内陆汇聚高原隆升等阶段的发展与演化[4],形成了该区多期褶皱构造、断裂构造的叠加较为复杂的构造组合形态。阿汝村东铜金矿点区域地质如图1所示。
区内地层发育不全,晚古生代二叠纪地层较发育,地质构造复杂,岩浆活动较频繁。在沉积-构造-岩浆活动的作用下,形成了不同成因类型的铜、金(构造蚀变岩型、韧性剪切带型)矿床及矿点(图1)。
2.1 地层
该矿点地层出露较简单,仅有下二叠统曲地组上、中、下三段和第四纪坡洪积物(图2)。
早二叠世曲地组下段(P1q1):分布于矿点北部,岩性为灰色夹青灰色中-厚层状不等粒变余石英砂岩、岩屑石英、粉砂岩夹炭质粉砂岩与石英岩。
早二叠世曲地组中段(P1q2):底部见复成分砾岩,中部为长石石英砂岩与粉砂质板岩夹含炭粉砂岩。
早二叠世曲地组上段(P1q3):含砾粉砂质板岩夹薄层状细砂岩。
第四系全新统坡洪积物(Qhspl):浅灰白色含漂砾砾石层、砂砾石层。
2.2 岩浆岩
矿点内侵入岩不发育,仅出露在北东角,岩性为片麻状糜棱岩化细粒黑云二长花岗岩,呈岩株状、岩瘤状产,总体呈东西向展布,据同位素测年117.86± 1.0 Ma(U-Pb)[6],应归属为燕山晚期。在曲地组中偶见角岩化和斑点板岩碎块,说明深部存在岩体,隐伏岩体形成的混合含矿热液,在低压扩容带内进行循环流动,并对围岩进行交代、溶滤、淬取,当物化条件发生突变时,则沉淀聚集形成矿体,推测该岩浆活动为该区铜、金成矿提供了部分成矿物质。矿点的石英脉走向为北西和近东西,石英脉出露长一般为50~150 m,宽5~30 m。石英脉地表大部分呈灰白-乳白色碎块无规律分布;其成分98%为石英,微量的褐铁矿和暗色矿物。
此外,矿点还发育闪长玢岩脉沿近东西向次级裂隙充填。
2.3 构造
矿点内构造主要为韧性剪切带。剪切带内各构造岩的韧性变形构造特征:超糜棱岩-糜棱岩带中剑鞘褶皱、钩状石英脉、S-C面理、矿物拉伸线理、分异条带出现,超糜棱岩碎裂化,糜棱岩片理化,显示韧性后脆性叠加改造;初糜棱岩带:表现透镜体化、刚性岩石挤压拉长成透镜体、柔性岩石千糜岩包绕透镜体形成假流纹构造,旋转碎斑构造到处可见,千糜岩带表现为强烈的片理化,肠状石英大量发育;糜棱岩化带曲地组(P1q)地层连续性未破坏、宏观表现片理化增强,绿泥石-方解石细脉大量出现。
在1/5万地质测量基础上,对阿汝村东铜金矿点进行了1/1万地质测量,基本化学分析46件,岩矿石光薄片鉴定样17件,组合样分析2件,岩矿石光谱样分析6件,小体重样2件,探槽揭露500 m3,大致查明区内浅变质岩的岩石组合、地质特征及韧性剪切带构造的空间展布形态和导矿、控矿、容矿、储矿作用和石英脉的地质特征及其与成矿关系。在了解、查明矿体地质特征的基础上,研究了矿石质量特征,提出了韧性剪切带型铜金矿的观点,初步分析了韧性剪切带特征和找矿标志。
3.1 韧性剪切带一般特征
区内的剪切带,总体走向近东西向,南东倾向,走向上具波状弯曲和局部宽狭变化,地表出露宽200~1 200 m,走向长约4500 m(图1)。该剪切带为多次构造变形的产物,早期以韧性变形为主,并有脆-韧性变形叠加。阿汝村东铜金矿就位于韧性剪切带和其间的弱变形劈理化带及脆性断裂中。
该剪切带主要发育于下二叠统曲地组及燕山晚期岩体边缘,在其北东端燕山晚期片麻状黑云二长花岗岩边缘有所表现,但强度减弱,宽在200 m以内,从燕山晚期岩体边缘而强度明显弱于下二叠统的表现情况看,可能主要活动在燕山期之后。
3.2 韧性剪切带构造特征
区内韧性剪切带最明显的宏观标志是带内岩石糜棱面极其发育,呈现强应变带与弱应变带相互交织的格局,期间呈渐变过渡关系。与该剪切带相关的北东东向、近东西向压剪带、压扭性和北西向张剪性、张扭性断裂构造是区内重要的成矿控矿构造。
韧性剪切带构造岩以糜棱岩为主,局部地段有晚期脆性断层的叠加,一般来说,糜棱岩带越宽,韧性剪切带越长,规模就越大[3]。糜棱岩具有分带性,因不同地段、地层、岩性卷入,剥蚀程度不同,因而导致剪切带有不同种类的糜棱岩产出,主要有糜棱岩化岩石、初糜棱岩、糜棱岩。
(1)糜棱岩化岩石:有糜棱岩化砂质板岩、糜棱岩化绢云母板岩等。岩石中有较多的原岩残留碎斑或碎块,碎斑含量>90%,基质<10%,碎斑多透镜体化、长轴定向排列;变晶粒状或鳞片状,多呈条带状定向排列,碎裂化、角砾化明显,丝网状小裂隙密集发育。
(2)初糜棱岩:碎斑更细小,碎斑基质含量更高为10%~50%,但仍低于碎斑含量。碎斑的圆化程度高,碎斑长轴方向呈定向排列分布,碎斑明显压扁拉长成透镜状、眼球状、豆荚状或条痕状,具压力影等,石英呈强波状消光;基质多由动态重结晶的石英、长石或方解石等粒状矿物和新生的绢云母、绿泥石、绿帘石等片状矿物组成,片状矿物围绕碎斑呈线状、条纹状分布,成分、颜色、粒度不同的纹理条带,发育明显的S-C组构。
(3)糜棱岩:灰黄色、深灰色,糜棱结构,块状构造,片理化强地段呈千枚状构造、S-C面理构造,见大量顺层的石英小条带。区内糜棱岩较广泛,有粉砂质糜棱岩、板岩质糜棱岩、褐铁矿质孔雀石化糜枚岩等。
剪切带总体特征是东侧相对弱,以韧-脆性变形为主,多发育硅化带、角岩化带。西侧变形强烈的韧性变形,透入性面理及各种褶曲构造发育,构造复杂多样。但强度变化不均匀,由于应变强弱不同及岩石性质差异,形成了一系列强弱不同、规模不同的韧性剪切带,剪切带横向上总的特征从北侧正常岩性向中心应变逐渐加强,相应的构造种类较复杂,带内糜棱岩系列极为发育,从边缘到中心发育糜棱岩化、初糜棱岩、糜棱岩。糜棱岩带波及二叠系的岩石,并发生面理置换,形成发育的糜棱面理。带内岩石、矿物变形强烈,韧性剪切带的宏观、微观构造特征明显。岩石中晶粒压扁-拉长,眼球状、透镜状、细粒化较发育,大颗粒矿物整体动态重结晶细粒化,形成亚颗粒,颗粒边界呈据齿状。糜棱岩中石英、S-C组构,旋转残斑,糜棱面理的褶皱、揉皱、压力影,带内褶皱构造,波状消光,带状消光,变形纹(带),亚颗粒,动态重结晶颗粒,静态重结晶颗粒;宏观、微观变形现象较丰富[7]。
4.1 矿体特征
目前,阿汝村东矿点共发现9条铜金矿体:Cu-Au1、CuAu2、CuAu3、CuAu4、CuAu5、CuAu6、Cu-Au7、CuAu8、CuAu9,主要赋存于韧性剪切带强应变域的糜棱岩内,其中以CuAu1、CuAu2、CuAu7矿体规模最大,CuAu5矿体规模其次,CuAu3、CuAu4、Cu-Au6、CuAu8、CuAu9矿体规模均较小。
CuAu1矿体:宽脉状,倾向345°、倾角65°;长820 m,厚度7.7 m;铜含量5.18%、金含量为6.06× 10-6,地表由TC003、TC010和D3941、D3948控制。
CuAu2矿体:脉状,倾向340°、倾角73°;长900 m,厚度5.6 m;铜含量4.96%、金含量为2.79×10-6;地表由TC004、TC011和D3970、D3942、D3947控制。
CuAu3矿体:脉状,倾向110°、倾角55°;长230 m,厚度3 m;铜含量5.94%、金含量为1.62×10-6;地表由D3942控制。
CuAu4矿体:脉状,倾向160°、倾角55°;长540 m,厚度2 m;铜含量19.18%、金含量为0.37×10-6;地表由D3539控制。
CuAu5矿体:宽脉状,倾向10°、倾角65°;长1 280 m,厚度5.5 m;铜含量5.33%、金含量为3.69× 10-6;地表由D3905、D3907、D3993和TC012控制。
CuAu6矿体:脉状,倾向155°、倾角60°;真厚度3 m;铜含量6.19%、金含量为5.20×10-6;地表由D3992控制,长300 m。
CuAu7矿体:宽脉状,倾向162°、倾角58~65°;长1 000 m,厚度3 m;铜含量4.48%、金含量为3.55× 10-6;地表由D3903、D3991控制。
CuAu8矿化体:宽脉状,倾向155°、倾角60°;矿体长950 m,厚度5 m;铜含量0.17%、金含量0.05× 10-6;地表由D3990、D3985控制。
CuAu9矿体:脉状,倾向160°、倾角55°;矿体长200 m,厚度3 m;铜含量4.38%、金含量为2.92×10-6;地表由D3990控制。
每条矿体均有1~2条探槽、地质点控制,铜含量4.38%~19.18%,平均6.97%;金含量(0.37~6.06)× 10-6,平均3.03%×10-6
4.2 矿石质量
4.2.1 矿石类型
目前发现的矿石有星散浸染状硅化褐铁矿化孔雀石化糜棱岩型、浸染状硅化褐铁矿化孔雀石化千糜岩型和矿化构造角砾岩型。①星散浸染状硅化褐铁矿化孔雀石化糜棱岩型:岩石呈黄褐色,糜棱结构,块状构造,局部千枚状构造,岩石遭受强烈剪切圧碎,网纹状裂隙发育,并被褐铁矿和孔雀石贯入或充填;金属硫化物以黄铁矿为主,黄铁矿呈他形粒状集合体形式产出为主,多数已氧化呈褐铁矿,并伴有孔雀石、绢云母化。②浸染状硅化褐铁矿化孔雀石化千糜岩型:深黑色、褐黄色,千糜状结构、千枚状构造、叶片状构造;片理十分发育,新生矿物增多,矿物成分为褐铁矿、孔雀石、粘土及黄铁矿和不等粒的石英组成,黄铁矿主要呈他形粒状集合体产出,石英脉呈透镜状产出,长30~80 cm。③矿化构造角砾岩型:该矿石较多,且多为复构造角砾岩。角砾状构造,以次棱角状为主;不同矿体,角砾成分不同,角砾主要由石英岩、绢云母千糜岩、褐铁矿化岩石角砾组成,胶结物主要为岩石碎屑、铁质及次生矿物(次生石英、绢云母)。岩石受后期地质作用的影响,岩石内部裂隙发育,被后期形成的黄铜矿、褐铁矿、孔雀石所充填,岩石中绢云母、石英多发生不同程度的活化,反映出原岩经历了多次构造应变,并发生多次蚀变、改造。岩石的主要蚀变为硅化、绢云母化及褐铁矿化。
4.2.2 矿石矿物成分
矿石矿物主要为黄铜矿(少量~6%)、黄铁矿(4%)、次生矿物孔雀石(2%)、褐铁矿(1%~3%)、针铁矿(75%);脉石矿物为石英(15%~60%)、砂质千枚岩(15%)。
黄铜矿:黄铜色,它形粒状、粒径0.01~0.6 mm,少量包于石英中,大部分风化呈针铁矿和孔雀石。
黄铁矿:半自形正方形,粒径0.15~1 mm,已氧化成次生针铁矿。
褐铁矿:针状,微透明褐色,属针铁矿集合体多保留黄铁矿之正方形假象,粒径0.1~2 mm。针铁矿:纤维状集合体,有的集合体组成皮壳状。孔雀石:纤维状集合体,分布在针铁矿颗粒间,多保留含铜矿物外部轮廓。
石英:粒状、不规则粒状、犬齿状,粒径0.1~1.2 mm,以集合体不均匀分布在黄铁矿(针铁矿集合体)晶体间。
4.2.3 矿石化学成分
矿石SiO218.83%~44.1%,平均31.48%;Al2O33.74%~9.27%,平均8.77%;WO30.01%~0.016%,平均0.013%;TiO20.31%~0.62%,平均0.47%;K2O 1.29%~2.72%,平均2.01%;Na2O 0.072%~0.11%,平均0.091%;MgO 0.40%~0.57%,平均0.485%;CaO 0.62%~1.29%,平均0.955%;Sn<0.01%,Mo 0.0044%~0.0052%,平均 0.0048%;S 0.05%~0.16%,平均0.105%;Ni 39.6%~50.1%,平均44.85%;Bi 0.19%~0.38%,平均0.285%;TFe2O328.66%~54.37%,平均41.52%等。其中Cu、Au为主要有益组分,Ag可作为伴生元素考虑综合回收。
矿石的有用组份:铜含量4.38%~19.18%,平均6.90%;金含量(1.62~5.99)×10-6,平均2.99875×10-6;银含量(1.10~10.10)×10-6,平均6.68×10-6。
对于韧性剪切浅变质作用本身是否成矿,不同学者有不同的看法,舒斌等(1998)、翟伟等(2004)认为韧性剪切不仅提供了金矿的成矿空间,其作用本身就是一种重要的成矿作用[8-9]。陈柏林(1994)认为深部的韧性剪切变形使Au等元素迁出,变形越强,Au的丰度越低;中浅层次的韧脆性剪切变形或是Au聚集区[10],变质越强越容易发生叠加矿化。通过上述宏观和实地勘查认为韧性剪切带对阿汝村东铜金矿床形成起到重要作用。
区内铜金矿化与黄铜矿、褐铁矿化、纤铁矿、针铁矿(褐铁矿)、黄铁矿化、绢云母化关系密切。在镜下可见褐铁矿呈他形粒状及网脉状分布,不透明;纤铁矿为灰色,具强非均质性,偏光色为浅灰-暗灰色,与针铁矿呈胶状分布;针铁矿为灰色,高硬度,非均质性,内反射色褐红色-褐黄色-黄色;黄铁矿为半自形晶,粒状,反射率45%±,不易磨光,黄白色,均质性,具褐铁矿化;绢云母,单偏光下无色透明,正交偏光下干涉色二到三级,鳞片状变晶结构。但是在镜下(图3、4)未见金位于褐铁矿、纤铁矿、针铁矿(褐铁矿)、黄铁矿粒间;从野外勘查过程中及探槽中采集样品分析,铜的最高含量为19.18×10-2,金的含量为6.06×10-6以上;区内载金母岩矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿,但金的赋存状态及与这些矿物的关系,需进一步研究。
阿汝村东矿点石英脉的产出与强应变区密切相关,说明这些石英脉是流变场或剪切体制下形成透镜状构造,并发育在糜棱岩软化带内。矿点铜、金矿就位很可能与石英脉有关;石英脉沿剪切带中一些连续扩张带充填;带内岩石产生韧性变形、发生糜棱岩化和强烈片理化,为热液活动提供了通道;成矿热液的形成是在进变质剪切作用下,因而岩石脱水而发生动力变质热液与深部流体发生混合而成。在温度压力梯度的影响下,深层次地下水循环系统与在活性剪切带中的岩石发生了流体-岩石的反应,导致了蚀变带的形成[11-12]。
(1)构造标志:区内韧性剪切带明显,剪切作用结果清楚,糜棱岩、角砾岩、片理化带等呈线(带)状分布;片理化区段S-C组构特征发育,是寻找铜金矿体的重要部位。
(2)沿剪切带的蚀变及矿化:区内蚀变标志主要是硅化、泥化、高岭土化、绢云母化、碳酸盐化等。矿化标志主要是褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化、蓝铜矿化、铜蓝等。蚀变及矿化是区内直接的找矿标志。
(3)表生氧化带内的孔雀石、铜兰的分布区和表生氧化带内铁帽分布区,是铜、金金属矿床直接的找矿标志。
(4)化探标志:化探Au、Cu、Pb、Zn、As、Mn、Ti元素组合是重要找矿标志。
综上所述,笔者认为阿汝村东铜金矿点与韧性剪切带强应变域糜棱岩及晚侏罗纪岩浆侵入活动密切相关。由于该区糜棱岩发育,种类较多,原岩成分较复杂,反映多层次复杂构造变形。岩浆演化晚期分异出成矿流体,在热动力驱使下沿层间破碎带等构造部位为热液活动提供了通道;成矿热液的形成是在进变质剪切作用下,因而岩石脱水而发生动力变质热液与深部流体发生混合而成。根据糜棱岩特征及韧性剪切变形组构可知,矿点受脆性改造十分明显,该区铜金矿床类型很可能是后期韧性剪切带型铜金矿床。
研究表明,阿汝村东铜金矿点目前发现地表9条铜金矿体,由于该区为羌塘国家自然保护区,未开展深部工程,但从目前样品分析结果来看,铜金品位较好,阿汝村东铜金矿点资源潜力巨大,有望成为大型韧性剪切带型铜金矿床。
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Characteristics of the Aru village east copper-gold point and prospecting mark in Xizang(Tibet)
HUANG Dong-rong1,YANG Hua-quan2,HU Wei-heng1,LU Guo-an1, HE Guo-jian1,DENG Bi-rong1
(1.Jiangxi Institute of Geological Survey,Nanchang 330030,China;2.Jiangxi Engineering School,Nanchang 330030,China)
Xizang(Tibet)Aru village east copper-gold point lies in the Bangong lake-Shuang Lake-Nujing river-Changning docking zone in Tibet plateau,belongs to Caima-duobuzha copper silver gold iron polymetallic metallogenic subzone.This paper summarized Tibet 1/50 000 4 regional geological maps and mineral survey data in the Ritu county,and discussed the Aru village east copper-gold point regional geological setting and field geology,shear zone,ductile shear zone and the relationship with the copper and gold mineralization and prospecting signs.We believe that the shear zone has a control action to the region copper-gold deposit mineralization.And the magma activity during the ductile shear zone formation provided the thermal power and metallogenic materials for the copper-gold mineralization.The shear zone mylonite is a copper-gold enrichment mineralization favorable position.The copper-gold bodies,and copper-gold-limonite mineralization aggregating in the mylonite zone and silicified fracture zone are closely related to the quartz veins.
ductile shear zone;copper-gold point;prospecting mark;Aru village;Xizang(Tibet)
P618.41;P618.51
A
1672-4135(2017)01-0035-06
2016-09-16
国家地质大调查项目“西藏1/5万日土县北东鲁玛江东南4幅区域地质矿产调查(1212011221085)”
黄东荣(1983-),男,工程师,现从事地质矿产调查工作,E-mail:461087177@qq.com。