黔西南SBT容矿金、锑矿床矿相学特征及找矿标志研究

2021-12-16 00:59宋威方刘建中吴攀郑禄林王泽鹏
黄金 2021年11期
关键词:黔西南

宋威方 刘建中 吴攀 郑禄林 王泽鹏

摘要:通过对黔西南台地相区典型金、锑矿床矿体赋存层位和控矿特征等进行分析总结,显示黔西南金、锑矿床主要赋存于龙潭组、茅口组和峨眉山玄武岩之间经区域构造和热液蚀变作用形成的构造蚀变体(SBT)中。基于以上发现,选取产出于SBT中的大厂锑矿床、水银洞金矿床Ⅰa矿体和戈塘金矿床为研究对象,进行矿物组合、结构构造、蚀变类型和成矿期次与成矿阶段划分等矿相学特征分析研究。结果显示:不同矿区、不同矿种之间存在相似的矿物组合、结构构造、蚀变类型和成矿阶段特征。分析总结并探讨造成不同矿区、不同矿种之间相似性的可能原因,系统总结了区域金、锑找矿标志,同时收集前人有关黔西南地区构造定型时代,以及典型金矿床成矿年代学数据,探讨黔西南台地相区金、锑矿床成矿体系问题,丰富和完善了卡林型矿床成矿理论,为构建区域成矿模式和找矿勘探理论提供支持。

关键词:黔西南;金、锑矿床;矿相学;构造蚀变体;成矿体系

中图分类号:TD11P618.51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)11-0014-08doi:10.11792/hj20211103

引言

黔西南作为中国最早发现卡林型金矿床的地区,是滇黔桂“金三角”最重要的組成部分[1-8],已探明金资源量(718 t)约占整个南盘江—右江成矿区资源总量(892 t)的80 %以上[9]。该区内的卡林型金矿床就其产状、形态和构造控制可分为断控型和层控型2大类,且以产于构造蚀变体(SBT)中的层控型矿床为主。SBT为产出于二叠系中统茅口组与二叠系上统峨眉山玄武岩和龙潭组之间区域性不整合界面上的,由区域滑脱作用和热液蚀变形成的一套含金、锑的地质体。近年来,大量国内外学者对这套地质体控制的金、锑矿床的区域地质背景、矿床地质学、蚀变矿物学、地球化学、年代学与成矿动力学、成矿作用和矿床成因等进行系统研究并取得了大量研究成果,而对于金矿床与锑矿床之间系统的矿相学对比研究则相对缺乏。本文选取黔西南赋存于SBT中的典型矿床大厂锑矿床、水银洞金矿床Ⅰa矿体和戈塘金矿床为研究对象,通过系统的矿相学对比研究,探讨黔西南产于SBT中乃至整个滇黔桂地区的金、锑矿床成矿体系问题。

1区域成矿背景

滇黔桂“金三角”位于扬子克拉通和华南褶皱系2个Ⅰ级构造单元的交汇拼贴部位,是由3条区域性深大断裂围限的三角形夹块,这3条深大断裂为南丹—昆仑关深断裂、个旧—宾阳深断裂和弥勒—师宗深断裂[10]。区域内构造发育,主要发育北东向、北西向和南北向断裂-褶皱构造。构造系统主要是在晚古生代以来北西向和北东向裂陷的基础上,又经历了印支末期和燕山期造山作用改造形成的,由北西向和北东向构造体系叠加的复合褶皱-断裂系统,从总体上控制了卡林型金矿床的形成与分布,并存在分级控矿规律。黔西南是滇黔桂“金三角”的重要组成部分。水银洞、紫木凼、戈塘、泥堡等金矿床构成了黔西南卡林型金矿集区。黔西南卡林型金矿集区出露地层主要为泥盆系至三叠系地层,三叠系地层分布最为广泛,二叠系地层次之,泥盆系和石炭系地层仅在少数背斜核部出露且分布十分局限。区域内金矿床主要就位在中二叠统至下三叠统地层和SBT中,根据控制因素、矿床就位空间及成矿作用等特征,滇黔桂“金三角”地区可以划分出3个金矿带:兴仁—安龙金矿带(Ⅰ)、右江金矿带(Ⅱ)和晴隆—罗平金矿带(Ⅲ)[10](见图1)。区域内岩浆活动不发育,出露的岩浆岩主要有大陆溢流拉斑玄武岩、辉绿岩和沉凝灰岩[11],但仅有少量露头,以盘县地区玄武岩出露较多,并发现一产出于玄武岩中的原生金矿床架底大型金矿床和大麦地中型金矿床。

2SBT与典型金、锑矿床

2.1SBT特征

SBT为产于二叠系中统茅口组(P2m)和二叠系上统龙潭组(P3l)和峨眉山玄武岩(P3β)之间区域性不整合界面上的,由区域滑脱作用和热液蚀变形成的一套含金、锑的地质体,是区域构造作用和热液蚀变作用的综合产物,这个地质体既是成矿流体侧向流动的通道又是金、锑矿体的就位空间[12-13]。SBT内发育的蚀变构造角砾岩成分来源于茅口组、龙潭组和峨眉山玄武岩,热液蚀变强度自SBT向顶底板逐渐减弱。最新研究成果认为,除黔西南产于茅口组、龙潭组或峨眉山玄武岩不整合界面之间的SBT外,在广西和云南境内的滇黔桂“金三角”内不同含矿界面,如泥盆系与寒武系(D/)、石炭系与泥盆系(C/D)、三叠系中统与二叠系(T2/P)等均为构造蚀变体(见图2),且热液蚀变特征、地球化学特征和矿物组合特征均与黔西南SBT高度一致,构成区域上多层次滑脱构造系统[9],这极大丰富了区域成矿理论,构建了更趋于完整的区域浅成低温热液型矿床找矿模型,大大拓展了区域金、锑矿床找矿空间。对SBT开展细致的工作对于区域金、锑矿床成矿理论和找矿勘查工作具有重要意义。

2.2典型矿床地质特征

水银洞金矿床为主要赋存于灰家堡背斜东段轴部附近龙潭组与茅口组不整合界面间SBT中及龙潭组生物碎屑灰岩夹钙质黏土岩和钙质粉砂岩中的层控型隐伏金矿床,矿体呈层状、似层状、透镜状产出,产状与容矿岩层的产状相同,在走向上具波状起伏、向东倾伏的特征,在空间上具有多个矿体上下叠置特征(见图3)。水银洞金矿床查明金资源量达290 t,其中产于SBT中的Ⅰa矿体查明金资源量达69 t,单矿体达特大型矿床规模[14-15]。

2021年第11期/第42卷黄金地质黄金地质黄金戈塘金矿床主要矿体均产于茅口组和龙潭组之间的SBT中,为层控型金矿床,累计查明金资源量约29 t,为一大型矿床。其中,Ⅲ号矿体为最大矿体,单矿体达到中型矿床规模,探获金资源量达11.11 t,占矿床已查明金资源量的38.31 %[16]。矿体呈似层状产出,由于受底板茅口组起伏、物质来源和水动力条件等变化制约,含矿岩性和厚度的变化十分剧烈,矿体产状与地层基本相同(见图4)。

大厂锑矿床为黔西南发现规模最大的锑矿床,累计查明锑资源量达20万t[17]。矿体主要赋存于茅口组与峨眉山玄武岩之间的SBT中,产出严格受SBT控制。矿体呈似层状,产状与地层产状一致(见图5)。单个矿体主要呈似层状、脉状、豆状和透镜状产出,单矿体规模相差悬殊。

3矿相学研究

3.1矿物组合

SBT中矿体及矿石类型为构造蚀变角砾岩型,所选各典型矿床或矿体的矿物组合既有相似性又有差异性。相似性主要表现为具有相似的热液矿物组合(黄铁矿、毒砂、辉锑矿及雄(雌)黄等)和脉石矿物组合(石英、高岭石、萤石、方解石和白云石等)(见图6、表1)。差异性主要表现为大厂锑矿床矿物组合中金属矿物的氧化产物及砷、汞的硫化物相对较少等,脉石矿物方解石和白云石含量少于金矿体。分析认为,造成这种差异性的原因是大厂地区断裂不发育,大气中的氧或者含游离氧的流体不易与矿体接触,显示锑在弱氧化至还原环境下成矿;缺少砷、汞硫化物的原因可能是成矿流体运移至大厂地区之前砷、汞已大量沉淀。

3.2矿石结构构造

水银洞金矿床Ⅰa矿体、戈塘金矿床和大厂锑矿床均是产于SBT中的矿床或矿体,矿石主要由区域构造作用和热液蚀变作用改造形成,蚀变角砾岩主要来自于上覆龙潭组或峨眉山玄武岩和下伏茅口组地层,来源一致,可能是矿石结构构造较为相似的重要原因之一,同时可能说明其具有相同或相似的矿床成因。矿石结构主要为沉积成岩形成的细粒自形—半自形结构、他形结构、莓状结构和生物成因的蠕虫状结构、长条状结构,以及热液成因的环带状结构、胶状结构和残余结构;矿石经详细的野外观察和镜下岩矿鉴定综合研究,所选典型矿床矿石构造主要为块状构造、角砾状构造、浸染状构造、脉(网脉)状构造等。差异性仅在于热液流体运移和成矿过程中流体成分和性质发生变化导致的由不同性质热液蚀变构造角砾岩、矿物质沉淀形成的热液矿物的差异,以及相应结构构造的差异(见表2)。

3.3蚀变特征

典型矿床蚀变类型的相似性表现为:水银洞金矿床Ⅰa矿体、戈塘金矿床、大厂锑矿床普遍存在的热液蚀变类型有辉锑矿化、硅化、萤石化、黄铁矿化、去碳酸盐化、毒砂化、雄(雌)黄化和黏土化等(见表3),此类蚀变在整个黔西南金、锑、汞、铊矿床(点)普遍存在。

差异性表现为大厂锑矿床较水银洞金矿床Ⅰa矿体和戈塘金矿床毒砂化和雄(雌)黄化较弱,认为是热液流体运移至大厂地区,流体性质、含矿性及矿质浓度发生显著变化,导致某些蚀变类型极其微弱,甚至未发生蚀变。

3.4成矿期及成矿阶段划分

关于黔西南浅成低温热液矿床成矿期及成矿阶段的认识较为统一,可分为成矿期前、成矿期和成矿期后[16];根据构造、蚀变、矿物共生组合和矿石结构构造,成矿期又可划分为3个主要阶段,即成矿早阶段、主成矿阶段和成矿晚阶段(见表4)。区域内不同矿床成矿早阶段的热液蚀变类型大致相同,主要是去碳酸盐化和硅化,早期的去碳酸盐化过程是金成矿的必要条件,含铁碳酸盐矿物溶解为主成矿阶段黄铁矿化和毒砂化提供物质基础,部分金、锑矿床早期发生黄铁矿化,但形成的热液黄铁矿几乎不含金;主成矿阶段的蚀变类型较多,主要包括黄铁矿化、毒砂化、辉锑矿化、雄(雌)黄化等,与金成矿相关的蚀变类型主要为黄铁矿化和毒砂化;成矿晚阶段的蚀变类型和相应的矿物组合不尽相同甚至有较大差异,分析认为造成这种差异性的原因为成矿热液运移过程中热液流体性质、温度、含矿性及矿质浓度发生变化导致某些矿化的弱化或者缺失。

4成矿年代学

针對黔西南卡林型金矿床和锑矿床成矿年代学方面的研究,不同学者采用不同的方法针对相同矿床获得不同的成矿年龄数据,数据显示:戈塘金矿床矿石Rb-Sr等时线年龄为(172±36)Ma[18];晴隆锑矿床萤石Sm-Nd年龄为(142±6)~(148±9)Ma[19];泥堡金矿床石英包裹体Rb-Sr等时线年龄为(142±2)Ma[20];水银洞金矿床与金有关的方解石Sm-Nd年龄为(134±3)~(136±3)Ma[21];王泽鹏[22]通过对紫木凼金矿床方解石及大厂锑矿床萤石进行Sm-Nd同位素年龄测定,认为其成矿年龄分别为(148.4±4.8)Ma和(141±20)Ma。郑禄林[23]获得的泥堡金矿床的层控型和断裂型矿体石英Rb-Sr等时线年龄分别为(141±2)Ma和(142±3)Ma。近期,课题组获得了泥堡金矿床赋存在SBT中的金矿体的脉状萤石的Sm-Nd等时线年龄为(122±12)Ma和(126±15)Ma。结合区域构造格架定型于燕山期,中—晚侏罗纪地层卷入褶皱构造,含矿断裂往往切割背斜,各矿床普遍发育特征的Au-As-Sb-Hg-Tl元素组合,认为区域金、锑、汞、铊矿床为一个成矿体系,为一次区域大规模成矿作用的产物。成矿年代集中在燕山中—晚期,在燕山期区域构造(太平洋板块向西俯冲)作用下,由扬子板块与华夏古板块新元古代碰撞拼贴形成的华南陆块复活,拼贴位置岩石圈处于伸展状态[14-15,24],深部与成矿有关的超压流体活化、上涌,在地壳浅部有利的岩性组合和构造位置发生水岩反应并混入地层水和大气水,并在特定的空间沉淀成矿。

5找矿标志

1)构造标志:根据区域找矿勘查经验及前人研究成果,金、锑矿床主要分布于距背斜(或穹隆)轴部数百米至1 300 m的SBT、龙潭组至夜郎组地层中,以及切穿背斜(或穹隆)近核部的断裂破碎带中。

2)地层及岩性标志:金成矿对地层具有选择性,矿体主要赋存于上二叠统至下三叠统地层中,岩性主要包含一套钙质粉砂岩、细砂岩夹黏土岩和不纯碳酸盐岩。空间上主要分布在背斜构造轴部两侧。

3)SBT:截至目前,黔西南金矿与锑矿找矿勘探成果显示,40 %以上的金和95 %以上的锑赋存于SBT中,SBT为黔西南金、锑找矿的最直接标志。

4)热液矿物和蚀变标志:黔西南各金矿床(点)和锑矿床(点)肉眼或放大镜下可识别的蚀变类型有去碳酸盐化、硅化、黄铁矿化、毒砂化、辉锑矿化和雄(雌)黄化等,可识别的热液矿物主要有黄铁矿、毒砂和雄(雌)黄、辉锑矿、萤石等,成为野外找寻金、锑矿的直接矿物学标志。

5)特征元素组合标志:Au-As-Sb-Hg-Tl等微量元素异常程度高且相关性较好的地段是有利的找矿靶区;具有中稀土富集的方解石脉也是重要的地球化学找矿标志。一般情况下高锑异常是锑成矿有利区,黔西南金则多表现为矿化,难形成独立金矿体;高金异常是金成矿的有利区,锑多表现为矿化,较难形成独立锑矿体;但也有特殊矿区,如黔西南册亨百地金锑矿床,该矿床金和锑共生,金品位一般低于10 g/t,发育几个断控型金矿体,探明金资源量近8 t,为一小型金矿床,而锑资源量达7 000 t,但金矿体中锑仅表现为矿化,锑矿体中金仅构成矿化,表现出“你中有我,我中有你”的矿化特征,在黔西南浅成低温热液型矿床分布区具有特殊性。

6结论

1)大厂锑矿床矿物组合中金属矿物的氧化产物及砷、汞的硫化物相对较少,认为造成这种差异性的原因是大厂地区断裂不发育,大气中的氧或者含游离氧的地壳表层流体不易与矿体接触;缺少砷、汞硫化物,可能原因为成矿流体运移至大厂地区之前砷、汞等已大量沉淀。

2)大厂锑矿床较水银洞金矿床Ⅰa矿体和戈塘金矿床毒砂化和雄(雌)黄化较弱,认为是热液流体运移至大厂地区时其流体性质、温度、含矿性及矿质浓度发生显著变化,导致某些蚀变类型及其微弱甚至未发生蚀变。

3)黔西南产于SBT中的典型金锑矿床具有相似的矿物组合、矿石结构、矿石构造、蚀变类型和成矿阶段,差异性主要表现在不同矿床各成矿阶段矿石矿物含量、矿物结构、矿物构造和蚀变类型的强弱等方面,成矿年龄数据主要集中在燕山中—晚期,结合区域构造格架定型于燕山期,认为黔西南金、锑为一个成矿体系,为一次区域大规模热液活动在不同空间位置富集沉淀而形成相应矿床。

4)区域找矿标志主要有构造标志、地层标志、SBT、热液矿物和蚀变标志及元素组合标志。

[参 考 文 献]

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Study on the mineralography characteristics and prospecting marks

of SBThosted gold and antimony deposits in southwest GuizhouSong Weifang1,Liu Jianzhong2,Wu Pan1,3,Zheng Lulin1,Wang Zepeng4

(1.College of Resource and Environmental Engineering,Guizhou University;

2.Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development Guizhou Province;

3.Key Laboratory of Karst Georesources and Environment,Ministry of Education;

4.No.105 Geological Party,Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development Guizhou Province)

Abstract:Based on the analysis and summary of the occurrence strata and orecontrolling characteristics of the typical gold and antimony deposits and orebodies in the platform facies area of southwest Guizhou.It is shown that the regional gold and antimony deposits mainly occur in the structural alteration body(SBT),a regional tectonic alteration formed by regional tectonics and hydrothermal alteration between Longtan Formation,Maokou Formation and Emeishan basalt.Based on these findings,the paper chose Dachang Antimony Deposit,Ⅰa orebody of Shuiyindong Gold Deposit and Getang Gold Deposit that occur in SBT as the research subjects,analyzed the mineralography characteristics such as the mineral compositions,structure and tectonics,alteration types,mineralization phases and mineralization stage division.The results show that there are similarities among mineral compositions,structure and tectonics,alteration types and mineralization stage division of different ore types and districts.The probable cause for the similarities in different ore types and districts was analyzed,summarized and discussed.The regional prospecting marks for gold and antimony were systematically summarized.At the same time,the data of tectonic formation age and typical deposits metallogenic chronology in southwest Guizhou were collected from previous research.The metallogenic system of gold and antimony deposits in the platform facies area of southwest Guizhou was discussed.The metallogenic theory for carlin type gold deposits was enriched and completed,providing support for setting theories for regional metallogenic mode and prospecting.

Keywords:southwest Guizhou;gold and antimony deposits;mineralography;structural alteration body;metallogenic system

收稿日期:2021-04-14; 修回日期:2021-09-03

基金項目:国家自然科学联合基金项目(U1812402);国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项(2017YFC0601500);贵州省研究生创新基金项目(黔教合YJSCXJH〔2020〕095)

作者简介:宋威方(1992—),男,河南虞城人,博士研究生,从事卡林型金矿成矿机制研究;贵阳市花溪区贵工路6号贵大新校区资环楼,贵州大学资源与环境工程学院,550025;Email:865770658@qq.com

*通信作者,Email:pwu@gzu.edu.cn,13885030478

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