袁启文
(江西省地质局第七地质大队,江西 赣州 341000)
辽西大红石砬子金矿床的地理位置在红石金矿床西25Km处,其是2020年初辽西地区新发现的金矿床,从其类型方面来看,其是隐爆角砾岩型。现阶段,该矿区内共圈定了五条矿体,且矿体局部能够看到一些金、银、铅以及锌等等矿化薄膜,其分别是以小团块状和浸染状这两种形式呈现,有一些属于伴生有用组分。就目前对于该矿区的研究分析来看,已初步确定其找矿远景良好,具备较大的找矿潜力。
整个矿区的断裂构造发育,以北东向和北西向为主,同时,还存在环形断裂。而北东向断裂和环状断裂是控矿构造。
整个北东向断裂属于主要导矿构造,其总长为1500m,宽为0.3m~1.5m,整体倾向偏南西,在一些断裂处都能够看到小团块状的方铅矿与黄铜矿等物质。断裂特征:断裂面沿走向、倾向较平直光滑,局部呈舒缓波状。断裂带中见构造角砾岩、构造透镜体及挤压片理。构造角砾岩呈灰白色。碎裂结构,角砾状构造。角砾形态为不规则棱角状(裂隙切割)、次圆状、次棱角状、椭圆状。大小不一,大者25cm×15cm,小者0.5cm×1.5cm,一般5cm×3cm。硅质、铁质胶结。断裂中具硅化现象,局部绿泥石化。可见黄铁矿呈团块状、浸染状分布,大部分已风化成褐铁矿。呈现左型反时针扭动的压扭性质,错断东西向及北东向断裂,错距达几米。
环形断裂和环状断裂处的形态是近椭圆形,由外环与内环所组成,其中外环长轴是东西向,总长为1600m左右,其短轴南北向,长大概有1200m左右。而内环是东西向,总长约有1100m,短轴为南北向,长大概在800m左右。这两中断裂形式作用就是在于控制矿化蚀变带形态和产状。断裂特征:断裂面沿走向、倾向呈舒缓波状。断裂带中见构造角砾岩:灰白色。碎裂结构,角砾状构造。角砾形态多呈次棱角状、棱角状、次圆状。大小不一,大者5cm×4cm,小者1.2cm×0.5cm,一般4×2cm。胶结物为硅质、铁质。断裂主要为硅化,并见有肉网脉状铁质硅质脉,黄铁矿化呈浸染状、星点状,大部分已风化成褐铁矿。局部绿泥石化较强。
矿区地质图见下图图1。
图1 辽西大红石砬子金矿床地图(据参考文献[4])
整个矿区的地层较单一,主要是中侏罗统髫髻山组和下白垩统义县组。
中侏罗统髫髻山组分布范围较广,主要岩性为安山岩、安山质火山角砾岩以及安山质凝灰岩,与下白垩统义县组呈不整合接触。
下白垩统义县组集中在矿区中南部,其岩性为流纹岩,是赋矿地层。
流纹岩(λ):呈浅灰绿色,斑状结构,基质霏细结构,球泡构造。斑晶为正长石(10%)、石英(15%);呈碎斑、晶屑状。石英裂纹发育。基质由长英质组成。球泡大小不等,0.3mm~10mm;呈同心环球状,核心包含有正长石、石英斑晶,外圈为长英质呈放射状。球泡边缘被绢云母交代。
两地层在其接触带的位置存在一种隐爆角砾岩体,呈近北东向椭圆状产出,规模较小,为100m×45m。角砾岩筒与围岩界线局部清楚,筒内为隐爆(集块)角砾岩、震裂角砾岩,筒外为网纹状流纹质晶屑熔灰熔岩。(集块)角砾岩为黄褐色、灰褐色,呈(集块)角砾结构、块状构造,集块含量为10%~30%,角砾含量为40%~60%。集块、角砾均呈尖棱角状~次棱角状,直径集块为6cm~12cm、角砾为2cm~5cm或0.2cm~1cm,大小混杂,无定向排列。胶结物为流纹质碎屑、花岗质熔桨。
隐爆角砾岩筒具黄玉石英化、绿泥石化、硅化蚀变,发育裂隙,见硫化物风化淋滤后的空洞。隐爆角砾岩筒有一定的特殊性,其蚀变强,颜色呈现为灰白色和黄褐色,性状大多都是破碎泥状。这个地区的角砾成分单一,其岩性可以说是两种地层的结合体,有安山岩,也有流纹岩,且在少部分区域还发现了英安岩。进一步的体现出该矿床的多样性特征,可以说是具备了多种不同类型的岩体以及矿物质。
在该矿区中有发育中生代浅成岩脉,其主要在矿区西北部,岩性是流纹斑岩脉和闪长玢岩。其整体走向为北东向,倾东偏西,其倾角为65°~80°。岩脉长在150m~300m左右,整体厚度为1m~30m。在整个岩浆岩当中,岩脉和火山盆地中成矿有很大的关系,而流纹斑岩脉和金矿化之间也有很大的联系,这也正是其独特的地质特征。
闪长玢岩脉,宽0.45m~2.73m,局部具分叉现象,沿断裂充填。岩石呈灰绿色,变余斑状结构,基质微晶结构,斑晶为角闪石(15%),呈自形柱状,镜下横切面呈菱形假象,粒径1mm~2mm,被绿泥石交代;基质为斜长石(60%)、绿泥石(20%)、石英(4%)。粒径0.1mm~0.3mm。呈板条状、它形粒状,并有微量磁铁矿、磷灰石。岩石具绿泥石绢云母化,局部具碳酸盐化。值得注意的是,在有闪长玢岩出现的部位(或附近),往往伴有较富的金矿化。
矿石中包含了多种矿物成分,其中主要矿物成分为毒砂、黄铁矿,含量次之的为闪锌矿、方铅矿,含少量甚至微量的矿物成分为硫盐、铜、铅、银硫化物及复硫化物。非金属矿物主要有长石碳酸盐、绢云母、绿泥石、褐铁矿、铜兰等等。
可用于工业生产用的矿石矿物为闪锌矿、银金矿、自然银、金银矿、方铅矿、自然金。其中赤铁矿、石英、绢云母、菱锰矿、褐铁矿属于脉石矿物。
依据矿体中矿石类型所占比例、矿石矿物成分含量,总结得出矿石中黄铁矿的含量为11%、方铅矿含量1.7%、菱锰矿1.6%、毒砂3%、石英53%、闪锌矿1.7%、绢云母26%、黄铜矿0.1%。
经过分析矿石的化学成分及所含的元素,矿石中的伴生化学成分有金、锌、银、铅。矿物中所含的有害元素包括硫、砷、锑、铁等,其中砷含量较高,对矿石工业应用造成一定影响。
从脉石矿物和含金硫化物中矿物的含量、矿石结构形态、产出形态、矿物组合方式、地质构造特征等等,将矿石大致划分为两种类型即石英脉型矿石、多金属硫化物。
2.4.1 矿石结构
自形粒状结构:矿石结构构造形成初期斜方短柱状毒砂晶体及粒状黄铁矿晶体展现出粒状集合,这些粒状集合分散在矿石的各结构中。他形粒状结构:所含矿石包括闪锌矿、他行、半自形晶黄铁矿、方铅矿集合形成的矿石。交代残余结构:此种结构在研究区域内出露明显,矿石结构形成初期黄铁矿、毒砂产量较大,矿石结构形成晚期出露出大量的闪锌矿、方铅矿等,另外经过勘查发现闪锌矿内部含有部分黄铁矿。
2.4.2 矿石构造
脉状构造:单脉充填产出矿脉有韩进石英硫化物脉。条带状构造:主要由方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿共同构成,出露形态为宽窄不等,呈条带状的矿物有绢云母、石英。浸染状构造:毒砂、黄铁矿等粒状矿物全部分散在蚀变层中。研究区域内含金矿化蚀变地质构造出露更明显。
区内围岩均经受了区域动力变质和多次热液蚀变迭加,不同程度地发生近矿围岩蚀变,围岩蚀变矿化受断裂构造作用,主要有绢云母化、硅化、黄铁矿化、毒砂矿化及碳酸盐化、绿泥石化等。硅化石英在早期呈圆形颗粒状,后期产生的硅石英其重结晶颗粒较小,结晶度较低,通常会出现金属硫化物的沉淀和富集。方解石为碳酸盐化为主,常分布于脉状蚀变的岩石裂缝中,与硅化存在正相关,是矿化后期的产物,也标志着矿化的结束。硅化作用从矿体向外,由强逐渐降低,碳酸盐化作用则表现为由弱转强。黄铁矿化为主要矿化表现,且粒度存在较大,容易自形,黄铁矿主要存在于细颗粒的硅石英脉中,与金矿化密切相关[1]。详述如下:
绢云母化:矿床内广泛发育,形成于主要金矿化阶段前,蚀变宽度一般不超过0.5m。常伴有硅化、黄铁矿化和毒砂矿化。
硅化:是本矿床重要的蚀变类型之一,按形成先后可分为:矿化阶段前期硅化,是最主要的一次硅化;中期硅化形成于主要成矿阶段,蚀变宽度为数亳米至数厘米,硅化不强烈,不连续地分布于硫化物石英脉两侧的围岩中;晚期硅化:伴随成矿晚期的碳酸盐-石英阶段,形成一次弱硅化。
黄铁矿化与毒砂矿化:是矿床具有代表性的一种蚀变类型,根据蚀变的顺序,将矿化分为两个时期,初期的毒砂化、黄铁矿化,矿化发生与成矿早期,与绢云母化、初期硅化形成的产物相似,稀疏浸染于绢云母中,蚀变涉及范围一般不超过半米,矿化后期的毒砂化、黄铁矿化,出露于成矿阶段,具体可体现为似脉状充填、毒砂成线状,矿脉的蚀变程度矿石出现裂隙多少呈正相关,蚀变涉及的范围。
碳酸盐化:形成于成矿晚期,表现为方解石、白云石散布于围岩中。蚀变不甚强烈,但分布范围较广,与金成矿无关。
对于该矿区来说,根据其实际情况来看,其成矿机制和特定有以下两点:
(1)岩浆岩控制:该区金矿床的形成与中酸性岩浆岩有关,与中酸性岩浆岩体、岩株的侵入有关。碱性主要为岩浆的成分演变,同时,浅成岩脉为成矿元素富集,形成自身及围岩成矿,最后为活化和迁移热源发展。
(2)控矿断裂构造:硅化、绢云母化以及高岭土化存在于该区断裂带中,断裂构造活动性强,许多不同程度的断裂带穿过该区,碳酸盐化、黄铁矿等都极为发育,金矿化明显。断裂主要分布在NE和NW方向。区内大型断裂构造为导矿构造和容矿构造,在热液作用下,形成矿化体或矿体[2]。
该矿区的地球化学特征主要从以下两个方面得以体现:
(1)1/5万水系沉积物。异常以Au、As元素为主,伴以Pb、Sb、Ag等微弱异常。异常总面积约2km2。主要元素Au和As含量最高的分别是Au398.11×10-9和As449.0×10-6,平均含量是Au237.8×10-9,As244.6×10-6,异常区域是Au2km2,As1.5km2,异常强度大,浓度带清晰。
(2)土壤地球化学。该异常主要由金、银、砷和锑元素组成,各级各元素浓度带较为明显,彼此间的异常吻合程度较高。这些在集合异常的中心断裂带附近,有金矿(化)体出露区域。这些异常主要是受构造控制的成矿类型为构造控制矿化[3]。
该矿区的成矿过程是以热液活动为主,且是多阶段性,但总矿物组合反映的成矿温度属于中低温范围,结合岭岛矿床的特点,参考前人经验,岭岛矿床的成矿机制应为:成矿物质来自含矿层,构造作用产生的热效应层为加热循环地下水。而大气降水使金元素活化溶解形成矿液,在应力的驱动下移动到有利的结构位置,然后冷却、分解,该地区的大量构造活动使金元素经历多次迁移和沉淀。
经过相关研究发现,该矿区的成矿期成因的分析是通过野外观察与室内研究相结合而成,通过对矿区矿物组合和生成顺序的探究,进而确定成矿作用存在热液期与表生期[4]。热液期有三个成矿阶段,分别是:石英-金-黄铁矿、石英-金-多金属硫化物、石英-碳酸盐。其中第一种会产生灰白色以及纯灰色石英与粗大的黄铁矿,其中后者具备压碎特点,裂纹发育。而第二个阶段则是金成矿的主要阶段,通过前期结晶粗大黄铁矿压碎,进而导致其裂隙被多种元素以及硫化物穿插充填,最终形成金矿物,其形状为粒状。第三个阶段会产生纯白色的石英细脉和方解石细脉,且还会以一部分金属硫化物存在,其中有少部分金银矿物含量。而表生期则是指矿化蚀变带在风化淋滤后,岩石会出现褐铁矿、绿泥石以及碳酸盐化这些蚀变现象,从而产生氧化带,出现这种情况时,可根据地表岩石的颜色进行判断,一般都为黄褐色破碎状和泥状[5,6]。
对于矿区的找矿来说,可通过其脉岩进行调查,金矿床形成过程中,其会与中酸性岩浆热液的活动以及火山活动有着密切联系,这也正是该矿区流纹斑岩脉以北东向分布的原因所在,可将流纹斑岩脉作为脉岩标志进而定位矿床。
这一标志是最直接的找矿标志,矿化蚀变带经过风化会有褐铁矿化、绿泥石化以及碳酸盐化的现象出现,进而使其地表露出现大部分黄褐色物体,其大多为破碎和泥的状态,因其产生与地表,进而容易发现。
通过分析赋矿岩石低阻高极化特征,进而明确矿化体位置及产状,这种方式便是地球物理标志的体现。
按照1:1万土壤地球化学测量来看,此次关于找矿标志的研究发现,该矿区存在土壤综合异常的情况,进而大面积出现断裂的情况,而在各类环形断裂以及环状断裂的交汇处中,就能够判定矿体的大概方向,这种方式便是地球化学标志,其更具科学性,根据矿区土壤物质来进行判断,进而能够推断出哪一个地区,哪一个方位存在矿体。
对于找矿来说,一般首先都是通过了解矿区构造来进行,由于该矿区的东北方向存在大量断裂以及环状断裂,进而在两者交汇的位置中对于矿体产出起到了控制,这是找矿的关键性构造标志。
此次研究以辽西大红石砬子金矿床为例,进而深入金矿床地质特征及找矿标志,通过该矿区地质特征的分析和概述,进一步了解其实际情况和蕴含的矿产资源,进而为下一步找矿提供依据。文章经过对该金矿床相关事项的研究发现,矿物质的形成主要还是在于整个矿区的地质,其中岩性非常关键,其将影响整个地层的状况,进而影响矿物质的沉淀。文章还简要探析了该矿区的成矿机制以及成矿期与矿床的成因,进而体现出了辽西新发现的金矿床的多元化特性。