郝士龙,李成禄
(黑龙江省自然资源调查院,黑龙江 哈尔滨 150036)
黑龙江省嫩江市播根里金矿位于兴蒙造山带东段,兴安地块和松嫩地块拼贴带,即嫩江-黑河构造混杂岩带中,处于我国著名的多宝山斑岩型铜-金-钼成矿带南侧[1]。本文在2012年黑龙江省下达的矿产勘查项目成果基础上,综合分析矿床成因及找矿标志,以期为该区金找矿突破提供基础资料。
区域内地层主要有新元古界北宽河岩组的一套变质砂岩、变质粉砂岩、糜棱岩化砂岩、变酸性火山岩,古生代多宝山组、裸河组、泥鳅河组、腰桑南组的一套时代不同、特征不同的砂板岩,中生代龙江组、光华组、甘河组的流纹岩、安山岩、玄武岩及火山碎屑岩等,新生代大熊山玄武岩。
区域内侵入岩主要有石炭纪正长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、碱长花岗岩和花岗质糜棱岩,早-中二叠世的二长花岗岩、碱长花岗岩,中晚三叠世的石英闪长岩、二长闪长岩等,中侏罗世的花岗闪长岩,早白垩世的正长花岗岩。
区域内以北东向构造为主,同时派生了明显的北西向构造和近南北向构造,尤其是北东向构造明显控制了区域金矿的空间展布。
矿区内主要发育两个地层单元,分别为下白垩统光华组和第四系大熊山玄武岩。下白垩统光华组岩性为一套中酸性火山岩,以灰白色流纹质凝灰岩为主,其次为少许的流纹岩和英安岩。第四系大熊山玄武岩为灰黑色气孔状、杏仁状橄榄玄武岩。
矿区构造以北东向和南北向构造断裂为主,同时发育有北西向构造断裂。北东向构造主要表现为糜棱岩化的韧性剪切带,后期脉岩的侵入以及整体金矿体和金矿化体的展布均受韧性剪切带控制(图1)。南北向断裂为晚于北东向断裂的后期断裂,同样控制异常的展布。
图1 播根里金矿地质简图Fig 1.Geological Sketch Map of Bogenli Au Deposit
矿区内侵入岩较为发育,基本出露于研究区的全部,主要为早石炭世花岗质杂岩和早石炭世正长花岗岩,早石炭世花岗质杂岩多数为由花岗岩向糜棱岩过渡的花岗质初糜棱岩,二者接触的构造破碎带中硅化较强,局部形成宽度不一的石英脉,石英脉中可见黄铁矿化。区内脉岩相对发育,分布范围较广,主要有闪长玢岩、花岗斑岩、细晶闪长岩和石英脉等。
研究区内花岗质杂岩和正长花岗岩虽同为早石炭世,但构造糜棱岩化表现不同,西侧花岗岩未发生糜棱岩化变形,东侧的花岗岩发生明显的糜棱岩化。西侧未变形的花岗岩为典型的岩浆岩,经过前人SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示为351Ma[2];东侧糜棱岩在区域长百余公里,宽几十公里,韧性变形程度在不同部位变形强度不同,导致整条糜棱岩带(嫩江—黑河构造混杂岩带)表现为初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、糜棱片岩等不同特征岩石。前人对该带不同变形程度糜棱岩进行了大量测年工作,其中以LA-ICP-MS U-Pb测年为主,得到的各类变形岩石中的锆石年龄主要集中在350~380Ma、290~310Ma、245~230Ma、180-168Ma等不同区间[3-6]。前人在该区进行的1∶5万矿产远景调查(2008年-2010年)工作时,将糜棱岩时代暂时定为早石炭世,并沿用至今。
同时,该套糜棱岩带经过多轮的生产及科研项目研究基本达成一致意见,即糜棱岩带从早石炭世形成雏形,至侏罗世达到高峰并趋于稳定,经历了多个时代的挤压、韧性剪切等作用;而研究区西侧花岗岩,在本研究区的南西侧和北东侧开展的构造剖面专项研究中,认为其与糜棱岩为断层接触,是自北西向南东逆冲推覆作用,将早石炭世花岗岩从远处推移而来。此推测在本普查区外围南西25km的永新金矿施工的钻孔得以证实,即花岗岩都是以小角度浮在深部糜棱岩之上,沿北西方向布设钻孔深部验证,均未见其有根部。
综合研究认为西侧花岗岩为早石炭世逆冲推覆而来,与糜棱岩呈断层接触。西侧糜棱岩时代难以最终确定,本次研究继续沿用过去矿调报告结论。
矿区内的矿化蚀变主要为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化和绢云母化等。硅化为最典型蚀变,中等-较强的蚀变,呈面状和网脉状特征存在;黄铁矿化表现为矿石或标本中黄铁矿呈细粒状或浸染状存在,个别风化严重,氧化较强,已变为褐铁矿;绿泥石化表现为花岗岩中弱的蚀变特征,主要为角闪石等发生蚀变而样品表面呈灰绿色;绢云母化表现为花岗岩中斜长石蚀变特征,镜下可见长石裂隙及周边生成细小鳞片状绢云母为特征。
根据规范,目前矿区圈定出1条低品位工业金矿体和5条金矿化体(图2)。
图2 148勘探线剖面图Fig 2.Section of Exploration Line 148
AuⅠ金矿体:金矿赋存于北东向花岗岩质糜棱岩构成的韧性剪切带中,矿体走向延伸约100 m,视厚度3 m,倾向300°,倾角30°~40°之间,矿体Au品位1.48~2.21 g/t之间,平均品位为1.73 g/t,伴生银品位为8.64 g/t。矿体受韧性剪切带控制,矿化蚀变有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化和高岭土化等,硅化表现为面状硅化和黑色细条纹发育(应为多金属硫化物的反应)的脉状硅化,黄铁矿多已氧化成褐铁矿,细粒状浸染状分布在岩石中。
(1)AuKh1金矿化体:赋存于正长花岗岩与糜棱岩接触的糜棱岩化最强的韧性剪切带内部,矿化化体受韧性剪切带控制,地表走向延伸约100 m,视厚为2 m,北东走向,倾向300°,倾角在30°~40°,Au品位在0.37~0.43 g/t,平均品位为0.40 g/t。矿化蚀变为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化和高岭土化等,硅化表现为面状硅化和黑色细条纹发育(应为多金属硫化物的反应)的脉状硅化,黄铁矿多已氧化成褐铁矿,细粒状浸染状分布在岩石中。
(2)AuKh2金矿化体:赋存于正长花岗岩与糜棱岩接触的糜棱岩化最强的韧性剪切带内部,矿化体受韧性剪切带控制。地表走向延伸约100 m,视厚为3 m,北东走向,倾向300°,倾角30°~40°之间,Au品位在0.32~0.54 g/t,平均品位为0.39 g/t。金矿矿化蚀变为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化和高岭土化等。
(3)AuKh3金矿化体:赋存于正长花岗岩与糜棱岩接触的糜棱岩化最强的韧性剪切带内部,矿化体受韧性剪切带控制。地表走向延伸约100 m,视厚为1 m,北东走向,倾向在300°,倾角30°~40°之间,Au品位为0.33 g/t。矿化蚀变为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化。
(4)AuKh4金矿化体:赋存于正长花岗岩与糜棱岩接触的糜棱岩化最强的韧性剪切带内部,矿化体受韧性剪切带控制,走向延伸约100 m,视厚为4 m,北东走向,倾向300°,倾角30°~40°,Au品位在0.30~0.59 g/t,平均品位为0.47 g/t。矿化蚀变为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化等。
(5)AuKh5金矿化体:赋存于正长花岗岩与糜棱岩接触的糜棱岩化最强的韧性剪切带内部,矿化体受韧性剪切带控制,走向延伸约100 m,视厚为1 m,北东走向,倾向北西,倾角30°~40°,Au品位为0.32 g/t。矿化蚀变为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化和高岭土化等。
矿石结构构造:根据矿石中矿物结晶程度及蚀变矿物的交代特征、形态和碎裂特征,将矿石划分为自形、半自形及它形结构、残余结构等;根据矿物的排列和填充方式可划分为致密块状构造、脉状构造和团块状构造等。
矿石矿物组成:金属矿物主要为黄铁矿、磁铁矿和赤铁矿等;脉石矿物成分有石英、长石、绢云母等。黄铁矿主要呈自形细粒-微细粒状分布于矿石中,局部集合体堆积,粒径多小于0.3 mm,最大约1 mm,含量约为3%,多数氧化为褐铁矿,表现为细脉浸染状斜切糜棱面理或平行面理方向充填交代。
3.3.1 矿石自然类型
(1)按矿石氧化程度划分目前所见矿体为地表氧化矿石。
(2)按赋矿岩石种类划分:矿石类型主要有蚀变正长花岗岩型、蚀变花岗质糜棱岩型。
(3)按矿石结构构造特征划分:可分为稀疏浸染状矿石、块状矿石等。
3.3.2 矿石工业类型
金矿赋存于糜棱岩化花岗岩中,位于正长花岗岩与糜棱岩接触的糜棱岩化最强的韧性剪切带内部,矿石中主要金属硫化物经肉眼及镜下鉴定主要为黄铁矿、褐铁矿等,含量较少,占矿石相对含量的2%左右,金为主要成矿元素,矿石工业类型为少硫化物蚀变岩型含金矿石。
矿体围岩主要为正长花岗岩,个别与花岗质糜棱岩呈过渡状态,矿体附近出露少量花岗闪长岩和闪长玢岩。围岩蚀变主要硅化、绢云母化、绿泥石化等。赋矿岩石同样为正长花岗岩,个别为花岗质糜棱岩。矿体与围岩界线不清,呈过渡状态,二者的区分仅从正长花岗岩是否有浸染状黄铁矿存在,是否发生硅化,是否出现较多的黑色条纹状细脉穿插正长花岗岩来确定是否可能为矿(化)体。
播根里金矿体主要赋存在发生糜棱岩化的花岗岩中韧性剪切带内部,镜下鉴定为花岗质糜棱岩,矿体特征强硅化蚀变,主要表现为面状和细网脉状硅化,总结该期成矿应与围岩无关。黄铁矿为浸染状和团块状集合体存在,也未受糜棱变形的影响而顺层产出,显示矿化在糜棱岩变形之后。区内闪长玢岩等脉岩发育,岩脉有弱绢云母化、绿泥石化蚀变,显示该期脉岩可能与成矿有密切关系。
考虑到矿区南侧发现的大型的永新金矿[7-10],矿体处于正长-二长花岗岩与糜棱岩接触部位,黄铁矿浸染状和团块状分布,矿石主要为构造蚀变角砾岩,且发现大量的白垩纪闪长玢岩和花岗斑岩脉等,总体特征与播根里一致。根据永新金矿的系统科学研究,包含播根里金矿在内,该区从石炭纪到白垩纪的多期韧性变形,对金矿起到了初始预富集作用,最后早白垩世晚期的构造活动导致了深部含矿热液上涌,并在向上运移过程中萃取围岩活化产生的含金物质,进而形成播根里金矿体和矿化体。因此,播根里金矿为韧性剪切带控制的热液蚀变岩型金矿床。
(1)岩石学标志:灰黑色条纹发育的强硅化(细脉、网脉状)、黄铁矿化正长花岗岩和糜棱岩是找矿的直接标志。
(2)构造标志:本区的北东向、北西向与南北向断裂构造的交汇部位是普查区内重要的控矿、导矿构造,可做为找矿的重要依据,沿北东向和东西向花岗岩与构造糜棱岩带的接触部位是找矿的最佳位置。
(3)与矿化有关的蚀变:硅化、黄铁矿化等可以做为寻找矿体的直接标志;绢云母化、绿泥石化和高岭土化是重要的热液蚀变。