黄国彪 马文虎 李长印 焦和
摘要:黑海北金矿床位于东昆仑南部(坳褶带/增生楔)Cu-Co-Au成矿亚带内。为确定该矿床地质特征,为探矿增储提供理论指导,通过开展大比例尺地质填图、槽探和钻探工程,查明了矿区及矿床地质特征,探讨了控矿因素、找矿标志和找矿前景。矿区矿体严格受构造控制,尤其以北西西构造为主要控矿因素;已发现矿(化)体均赋存于二长花岗岩内,印支期—燕山期岩浆岩为重要的控矿因素;矿化露头、构造破碎带、化探异常和围岩蚀变为重要找矿标志。该矿床成因类型为与断裂关系密切的岩浆热液型。综合分析认为,矿区成矿地质背景良好、找矿成果显著、深部成矿前景良好,加大勘查力度有望取得重大找矿突破。
关键词:控矿因素;矿床成因;岩浆热液型;找矿前景;黑海北金矿床
中图分类号:TD11 P618.51文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):
文章编号:1001-1277(2021)06-0026-05doi:10.11792/hj20210605
黑海北金矿床的大地构造位置属于秦祁昆晚加里东造山系[1],东昆仑南坡俯冲增生杂岩带[2];成矿带划分属于东昆仑Fe-Pb-Zn-Cu-Au-W-Sn-石棉成矿带,东昆仑南部(坳褶带/增生楔)Cu-Co-Au成矿亚带[3-4],该成矿带位于大陆边缘活动区,具有多期性和多样性成矿作用,金属矿产比较丰富,岩浆热液型和构造蚀变岩型矿床密布[5-7],彰显了优越成矿地质条件。由于黑海北金礦床海拔(>4 760 m)较高,地质工作不便开展,导致找矿工作进展缓慢。2016年以来,通过开展大比例尺地质填图、槽探和钻探工程,取得了找矿突破。本文分析了黑海北金矿床矿体、矿石特征,并探讨了控矿因素、矿床成因和找矿前景,为进一步探矿增储提供借鉴。
1 成矿地质背景
区域内可见下元古界金水口岩群混合岩、片麻岩和斜长角闪岩,中—上元古界万宝沟群玄武岩、安山岩、白云岩,奥陶系纳赤台群长石砂岩夹千枚岩、板岩,上泥盆统牦牛山组凝灰熔岩、流纹岩、安山岩,下二叠统马儿争组碳酸盐岩和碎屑岩,三叠系闹仓坚沟组砂岩、砾岩、粉砂岩,三叠系八宝山组砾岩、长石砂岩和第四系砂砾石。区域内断裂发育,可分为近东西向、北西向和北东向3组,其中近东西向断裂为控岩、控矿构造,规模较大。酸性岩浆活动强烈,岩浆岩以华里西期花岗闪长岩和印支期二长花岗岩为主;岩脉发育,可见石英脉、花岗岩脉和辉绿岩脉等。
2 矿区地质特征
2.1 地 层
矿区内出露地层有奥陶系—志留系纳赤台群(O-SN)、下—中三叠统洪水川组(T1-2h)及第四系(见图1)。其中,纳赤台群主要分布于矿区北部,基本呈近东西向展布,岩性主要为变余长石石英砂岩(O-SNmss)、砂质板岩(O-SNsl);洪水川组分布于矿区南部,呈近东西向条带状分布;第四系大面积分布,以砾石、砂石为主。
2.2 构 造
矿区内构造以断裂为主,共发育2条主干断裂F1、F2,为主要控岩断裂。此外,F2断裂北侧发育次级断裂F2-1,该断裂与矿区成矿关系密切,为主要控矿断裂。
F1断裂分布于矿区北部,走向北西西,倾向北,倾角25°~52°,其形成的构造破碎带宽10~100 m,碎裂岩和断层角砾岩发育;地表沿走向断裂及其构造破碎带内赋存的地层较为稳定。
F2断裂分布于矿区中部,走向近东西,倾向北,倾角30°~63°,接触带碎裂岩、压碎岩、断层角砾岩发育,局部可见断层泥,是区内重要的控岩构造。该断裂以南为下—中三叠统洪水川组地层,以北为燕山期二长花岗岩。
F2-1断裂分布于区域性F53断裂以北,产于二长花岗岩内,走向北西西,倾向整体南倾,倾向上具有“S”形舒缓波状变化特征,倾向延伸规模较大,倾角63°~85°。该断裂在矿区内形成Sb-1构造破碎带,该破碎带内岩石整体破碎,呈碎块状分布,局部呈粉末状分布,岩石碎块表面可见断层擦痕。深部断裂接触关系明显,接触带内分布构造角砾岩及断层泥。该断裂为矿区内主要的控矿构造,矿(化)体主要分布在该破碎带内。
2.3 岩浆岩
印支期—燕山期侵入岩出露于矿区中部,岩性以二长花岗岩为主,岩石呈灰白色,块状构造,中粗粒花岗结构,矿物组成以石英、斜长石和钾长石为主,其次为白云母。花岗岩中碎裂岩化、云英岩化、褐铁矿化、黄铁矿化、高岭土化等蚀变现象发育,矿区内圈定的矿(化)体赋存于二长花岗岩中,为该区主要赋矿岩石。
3 矿床地质特征
3.1 构造破碎带
矿区内圈定出构造破碎带6条。其中,Sb-1构造破碎带为主要含矿破碎带,产于矿区中部的岩体中,走向北西西,地表追索长13 km左右,宽50~80 m,该带产状整体南倾,倾角变化较大,深部延伸稳定。构造破碎带内岩石极为破碎,呈角砾状,具碎裂岩化、硅化、绢云母化、高岭土化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化、钾化、绿帘石化等蚀变。
3.2 矿体特征
目前,Sb-1构造破碎带内圈定矿化富集段3处,累计圈定矿体20余条,矿化体30余条。其中,M3矿体为规模最大矿体,单矿体初步估算金金属量约6.0 t。 部分矿体特征如下:
M1矿体位于Sb-1构造破碎带西段,呈透镜体状分布,控制长160 m,控制斜深80 m,整体南倾,倾角79°~85°,纵投影方向平均水平厚1.40 m,金平均品位6.87 g/t,最高品位30.90 g/t,含矿岩性为黄铁矿化硅化花岗岩。
M3矿体呈脉状分布(见图2),控制长度660 m,控制斜深120~240 m,产状191°∠(63°~88°),真厚0.82~16.00 m,金平均品位1.02~21.43 g/t,最高品位65.90 g/t,品位较高。地表构造空间膨大部位矿体厚度较大,两端收缩部位矿体厚度较小;深部产状舒缓部位矿体厚度较大,产状变陡矿体逐渐变薄,矿体厚度随产状变陡变缓而变化。深部延伸不稳定,局部存在尖灭再现分布特征。赋矿岩性为黄铁矿化硅化花岗岩,矿化类型有褐铁矿化、黄铁矿化、硅化,围岩蚀变有云英岩化、高岭土化、钾化等。
M6矿体呈透镜体状分布,控制长160 m,控制斜深80~140 m,整体北倾,倾角82°~86°,纵投影方向平均水平厚度2.59 m,平均品位5.44 g/t,含矿岩性为黄铁矿化硅化花岗岩。
3.3 矿石特征
矿区内赋矿岩石为黄铁矿化硅化花岗岩,普遍具有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化现象。其中,浅部赋矿岩石硅化很强,已无花岗岩特征,具一定的褐铁矿化(见图3-a)),多呈薄膜狀分布于岩石表面,偶见黄铁矿呈星点状分布;深部赋矿岩石局部裂隙面可见轻微褐铁矿化不均匀分布,黄铁矿呈细脉状、团矿状、浸染状及星点状分布(见图3-b)),大多数黄铁矿脉宽0.1~0.3 cm,部分黄铁矿脉宽1~4 cm。
粒状结构、他形—半自形粒状结构、他形—不规则粒状结构,以集合体形式产出,呈亮黄白色反射光;矿石构造主要有星点状构造、细脉浸染状构造、团块状构造(见图4)。矿石中金属矿物以自然金和黄铁矿为主,其次为褐铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿等;脉石矿物有石英、斜长石、钾长石、白云母等。
3.4 围岩蚀变
围岩蚀变主要表现为云英岩化、硅化、黄铁矿化和高岭土化,其次为钾化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化等。其中,云英岩化在矿体上盘普遍存在,岩石中可见大量鳞片状白云母;硅化是花岗质岩浆期后热液活动析出后沿岩石裂隙充填形成,以石英细脉或石英团块形式分布;黄铁矿化在上盘围岩中局部可见,多呈自形、半自形分布;高岭土化在围岩中普遍存在,在岩石裂隙面可见大量粉末状高岭土。
4 控矿因素及找矿标志
近几年工作发现,矿区内具有一定规模的矿(化)体均位于主断裂F2北侧次级断裂F2-1形成的Sb-1构造破碎带内。构造破碎带两侧围岩受构造作用影响,形成一系列发散状次级构造裂隙,含矿热液上升、充填过程中部分热液充填到这些构造裂隙内,形成一系列规模较小的矿(化)体。矿区内主断裂F2为深部含矿流体上升、运移提供了通道,次级断裂F2-1为成矿元素的活化迁移、富集提供了场所,在一定的温度、压力等条件下富集成矿。通过2019年工程编录发现,矿(化)体顶底板断裂标志明显,可见明显的构造角砾岩分布,含矿烟灰色黄铁矿化硅化脉分布于构造内,该硅化脉两侧围岩受含矿热液的浸染同样存在不同程度的矿化显示,矿体严格受构造控制,尤其以北西西向构造为主要控矿因素。此外,岩浆活动与矿区成矿关系密切。目前,矿区内已发现矿(化)体均分布于二长花岗岩中,印支期—燕山期岩浆岩为重要的控矿因素。一方面,岩浆活动可能为金成矿提供了物质来源(包括矿质和成矿流体);另一方面,岩浆活动为金成矿提供了热源。
结合矿区、矿床地质特征,以及近几年通过各种探矿手段取得的找矿成果,总结出重要找矿标志如下:
1)矿化露头。M3矿体出露地表,槽探工程显示其含矿岩性为烟灰色石英脉及石英脉两侧的黄铁矿化硅化花岗岩,含矿岩石与围岩具有明显差别。因此,矿化露头为直接找矿标志。
2)构造破碎带。目前,已发现矿(化)体均位于构造破碎带内,构造破碎带为间接找矿标志。
3)化探异常。前期开展的区域性水系沉积物测量和土壤测量,共圈定水系沉积物综合异常2处(AS01、AS02)、土壤综合异常5处(AP1—AP5)(见图1)。其中,AS01水系沉积物综合异常区东部和土壤综合异常AP2、AP3、AP4、AP5均位于矿区内,且目前已在土壤综合异常AP4内圈定矿(化)体20余条[8],表明其为矿致异常。因此,化探异常可作为重要间接找矿标志。
4)围岩蚀变。矿区内云英岩化、黄铁矿化在矿体上盘普遍发育,鳞片状白云母和自形、半自形黄铁矿可作为直接找矿标志。
5 找矿前景
矿区内矿(化)体与断裂和岩浆热液活动关系密切,岩浆活动为区内金成矿提供了一定的成矿物质来源和热源,断裂为含矿热液提供了运移通道和赋存空间,矿床成因类型为与断裂关系密切的岩浆热液型。该矿床所处的东昆仑南部(坳褶带/增生楔)Cu-Co-Au成矿亚带内区域性断裂发育,岩浆活动频繁,次级断裂发育[9],为金成矿提供了丰富的成矿物质、热源和成矿空间[10-11]。目前,区域内已发现大量与岩浆活动有关的金矿床及矿化点,如大场金矿床、开荒北金矿床、驼路沟钴金矿床等[12-14],显示了良好的找矿潜力。
同时,Sb-1构造破碎带长13 km左右,已圈定矿体20余条,矿化体30余条。针对重点靶区,近几年实施了以验证矿体连续性、确定矿床开采方式为目的的地质勘探,取得了较好的找矿成果,M3矿体在尚未完全控制的情况下估算金金属量约6.0 t;针对主矿化带走向的进一步验证,主矿体西段深部发现盲矿体,在矿(化)体延伸较好的08勘探线进行了深部找矿验证,钻孔ZK0807在控制斜深400 m左右揭露到厚19.50 m的矿化带,进一步确定矿化带在倾向上延伸稳定,矿体在走向及倾向上具有尖灭再现的分布规律,推测深部可能有隐伏矿体。
此外,2019年通过开展音频大地电磁测深,结合深部钻探验证结果,进一步了解到矿区内矿化带沿走向延伸稳定,矿化带内矿(化)体具有明显分段富集特征,针对Sb-1构造破碎带开展进一步检查工作,有望发现新矿化富集地段,进一步扩大找矿规模。矿区目前重点工作区、已圈定矿体均位于前期圈定的土壤综合异常AP4中,土壤综合异常AP2、AP3和AP5的验证和相关勘探工程暂未开展,根据土壤综合异常AP4良好的找矿效果,认为土壤综合异常AP2、AP3和AP5找矿潜力较大。综上所述,该矿区成矿地质背景良好、找矿成果显著、深部成矿前景良好,加大勘查力度有望取得重大找矿突破。
6 结 论
1)黑海北金矿区矿体严格受构造控制,尤其以北西西构造为主要控矿因素,已发现矿(化)体均赋存于二长花岗岩内,印支期—燕山期岩浆岩为区内重要的控矿因素。
2)黑海北金矿区内烟灰色石英脉及其两侧的黄铁矿化硅化花岗岩等矿化露头和云英岩化、黄铁矿化等围岩蚀变是直接找矿标志,构造破碎带和化探异常是重要的间接找矿标志。
3)黑海北金矿床成因类型为与断裂构造关系密切的岩浆热液型,该矿区成矿地质背景良好、找矿成果显著、深部成矿前景良好,加大勘查力度有望取得重大找矿突破。
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Geological characteristics and prospecting prospects of Heihaibei
Gold Deposit in Kunlunhe Area,Qinghai Province
Huang Guobiao1,2,Ma Wenhu1,2,Li Changyin1,2,Jiao He1,2
(1.Key Laboratory of Salt Lake Resource Exploration and Research in Qaidam Basin of Qinghai Province;
2.Qinghai Qaidam Institute of Comprehensive Geology and Mineral Exploration)
Abstract:Heihaibei Gold Deposit is located in Cu-Co-Au metallogenic subbelt in the south of East Kunlun(depression fold belt/accretionary wedge).In order to find out the geological characteristics to provide theoretical guidance for the exploration,the study carried out large-scale geological mapping,trough exploration and drilling projects in the area,investigated the geological characteristics of the district and the deposit,and discussed the ore-controlling factors,prospecting markers and prospecting prospects.The ore bodies in the district were strictly controlled by the structures,especially the NW structures,were the main ore-controlling factors;the ore(mineralization) bodies discovered occurred in monzogranites,and the Indochina-Yanshanian magmatic rocks were the important ore-controlling factors;mineralization outcrops,structural fracture zones,geochemical anomalies and wall rock alterations were all important prospecting markers.The genetic type of the deposit was a magmatic hydrothermal gold deposit closely related to fault structures.According to comprehensive analysis,it was expected to make a great breakthrough in prospecting by increasing exploration efforts because of the good metallogenic geological background,remarkable prospecting results,good deep metallogenic prospects.
Keywords:ore-controlling factors;deposit genesis;magmatic hydrothermal type;prospecting prospect;Heihaibei Gold Deposit
收稿日期:2020-12-25; 修回日期:2021-03-24
基金项目:中国地质调查局项目(1212011140113)
作者简介:黄国彪(1989—),男,青海湟中人,工程师,从事固体矿产勘查工作;青海省格尔木市昆仑南路12号,青海省柴达木盆地盐湖资源勘探研究重点实验室,816099;E-mail:1430381906@qq.com