歙县鲍坑地区金矿成矿地质条件及找矿远景分析

谢金金,陶春军,余有林

(安徽省地质调查院,安徽 合肥 230001)

金是我国重要的战略性矿产资源之一,安徽省金矿资源相对匮乏,开展金矿找矿工作迫在眉睫[1-3]。一些地质工作者在钦杭成矿带东段的皖南地区,围绕天井山—汊口、白际—古祝NE向岩浆岩带开展了大量金矿勘查工作[3-6],但尚未取得有效突破。安徽省歙县鲍坑地区成矿地质条件优越,三阳断裂、绩溪—宁国断裂及屯溪—五城断裂在此交汇,剪切构造发育[7-8],重砂、水系沉积物均见Au异常,物探显示区内存在隐伏的燕山期岩体。近些年来,该区地质、物探、化探及找矿勘查工作取得重要进展,在周边浅变质岩区发现了众多金矿床或金矿化点,但由于对该区相关成果的总结及研究相对薄弱,对金矿相关成因认识还不清楚,这是该区实现金矿找矿突破的瓶颈[3]。

本文在野外地质调查的基础上,通过对鲍坑金矿区的地质、物探、化探及金矿化特征进行研究,总结控矿因素和金矿床成因,为皖南地区韧性剪切带型金矿找矿突破提供参考。

1 区域地质背景

鲍坑地区大地构造上位于扬子板块南东部、白际岭岛弧区北缘(图1)。白际岭岛弧区属于古老的大陆地体,其经历了从元古代至中生代漫长的地质演化,多期次的构造、岩浆活动对区域成矿较为有利。NE向屯溪—五城断裂与NEE向三阳断裂在此交汇,这两条断裂具有控岩、控矿作用[9-11]。区域出露的地层主要为西村岩组新元古代伏川蛇绿构造混杂岩与昌化褶断带昌前岩组浅变质岩,受剪切构造影响,岩层发生强烈的糜棱岩化变形,原始地层层序较难恢复,基本以片理化的复理石沉积建造为主,间夹分布蛇绿岩套和火山碎屑岩。区内陆相沉积盖层为中生代侏罗纪洪琴组和白垩纪炳丘组,由紫红色砂岩、粉砂岩、泥岩组成韵律层,沿篁墩—王村和洪坑一带断陷盆地零星分布。本次1∶1万岩石地球化学剖面测量成果显示:区内变质基底岩系地层中Au、Cu、Pb、Zn、Ag、As丰度普遍高于区域地球化学背景值,其中昌前岩组Au平均含量为2.96×10-9,西村岩组Au平均含量为2.69×10-9,是该区重要的矿源层。

F1.绩溪—宁国断裂;F2.天目山断裂;F3.祁门—景德镇断裂;F4.祁门—潜口断裂;F5.三阳断裂;F6.乐安江断裂;F7.赣东北断裂;F8.屯溪—五城断裂;F9.皖浙边界断裂;F10.江绍断裂带;(Ⅰ).德兴地体;(Ⅱ).怀玉地体图1 研究区大地构造位置图Fig. 1 Geotectonic location of the study area

鲍坑地区沿三阳断裂发育变质变形强烈的昌前岩组浅变质岩系,为区域大阜韧性剪切带的主体构成层位。该剪切带具有多期性,切割较深,有利于深部含矿热液的活化迁移和富集,控制着区内Au异常与矿床(点)的展布[12-13]。区内见晋宁期歙县岩体,岩性主要为花岗闪长岩,具有片麻状构造。区内脉岩较发育,岩性主要为辉绿玢岩,其次为花岗闪长岩、闪长岩等,多沿断裂带分布。此外,根据物探异常解译结果,区内南东部存在隐伏的燕山期岩体,对成矿较有利。

区域矿产资源丰富,以金矿为主,其次为钼铜多金属矿产,矿床规模多为矿点,个别为小型矿床。大多数矿床(点)分布在白际岭岛弧区内,大体呈北东向展布。按照成矿作用类型可分为:与韧性剪切热液作用有关的石英脉型矿床,主要为天井山金矿、小贺金矿、大阜金矿、鲍坑金矿;与海相火山热液喷流沉积有关的热水喷流沉积矿床,主要为水竹坑铜矿和齐武钨钼矿。

2 鲍坑地区地质特征

鲍坑地区仅见新元古代歙县岩群,以三阳断裂(F1)为界,北西部为西村岩组上段(Pt31ax3),南东部为昌前岩组下段(Pt31b-cch1)(图2)。

1.西村岩组上段;2.昌前岩组下段;3.辉绿玢岩;4.闪长玢岩;5.石英脉;6.金矿化带;7.三阳断裂;8.剪切带图2 鲍坑矿区地质简图Fig. 2 Geological sketch of Baokeng mining area

(1)西村岩组上段。出露于矿区西北角,岩性为千枚岩、粉砂质千枚岩、千枚状岩屑细砂岩夹强破碎的片理化凝灰质砂岩,层理清楚,具粒序层理和小型交错层理,为陆源碎屑沉积岩。

(2)昌前岩组下段。为区内主要地层,呈NE向展布,为高水位体系域的浅海陆棚相碎屑沉积。岩性为灰绿色变质岩屑细砂岩、变砂岩与绿泥绢云千枚岩互层,局部地段夹薄层英安质流纹质火山岩、变质细砂岩,该岩性段是矿区的赋矿地层。由于昌前岩组为大阜大型韧性剪切带通过部位,岩石变质相对明显,变形相对较强,原生层理及组构被剪切面理置换[14],原生沉积特征不易辨认,面理产状变化较大,总体倾向SE,倾角较陡。

三阳断裂是区域最主要的断裂,其主干断裂F1出露于矿区北西部,区内长约1 700 m,宽约100 m,走向约42°。由于被风化物覆盖,大部分地表迹象不明显。在罗家沅正北侧见宽约60余米的表层脆性破碎带,原岩以绢云粉砂质千枚岩为主,经强烈破碎后,硅化较强,并充填大量石英脉。破碎带两侧各有数十米的弱破碎过渡带。从断层南东盘的牵引褶皱判断,三阳断裂为逆冲断层,断面倾向SE,倾角76°～84°。

受三阳断裂影响,矿区内构造主要为剪切构造(即大阜剪切带)。大阜剪切带呈北东向,由大阜延伸至皖浙交界的清凉峰,被侏罗纪火山岩覆盖,往南西被白垩纪红层覆盖,长约70 km,宽2～5 km,主要发育在昌前岩组下段,走向为NE向,具有尖灭和再现特征。在露头上表现出靠近三阳断裂处变形较强,往南东变形逐渐减弱的现象。该剪切带是一条形成时间较早、活动变形时间较长的区域性剪切带,早期是晋宁期造山作用的结果,晚期叠加了中生代走滑和剪切构造作用。该剪切带以发育大规模强直面理带为重要特征,原岩大多数被改造成毫米级以下的千枚岩或千糜岩,具强丝绢光泽。剪切透镜体发育,部分砂质夹层或石英脉,在剪切作用下形成不对称透镜体,透镜体具拖尾和旋转特征,剪切带内同时发育无根石英脉。部分地段发生多期变形,形成膝折和绕曲。剪切带内昌前岩组砂岩、粉砂岩、泥岩变成片理化细砂岩、千枚岩、千糜岩,岩石中出现大量绢云母、石英和绿泥石等变质矿物,绢云母平均含量33.5%,绿泥石平均含量10%,重结晶石英平均含量36.2%。沿韧性剪切带发育大量的基性—中酸性岩脉、岩株,并有Au、Cu等矿化点及重砂、化探异常分布。

区内见大量脉岩分布,以辉绿玢岩脉为主,闪长玢岩脉次之,脉岩受区域构造影响,多数已发生糜棱岩化,产状与围岩产状一致,围岩接触带常见硅化、绢云母化、绿泥石化。

辉绿玢岩脉分布于昌前岩组,产状不一,走向呈NE向、NEE向、NW向,产状较陡,呈透镜状产出,一般宽约10 m,可见延长<40 m。岩脉具变余辉绿结构,块状构造,由斜长石、假象纤闪石、绿帘石、绿泥石、石英及少量副矿物组成,岩石内见星点状黄铁矿分布,局部聚集成团块状黄铁矿。

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闪长玢岩分布于矿区北西部西村岩组,呈NE向,透镜状,产状(127°～136°)∠(82°～87°),一般宽7～8 m,可见延长<25 m。具变余斑状结构,块状构造,由斜长石、钾长石、石英、角闪石及副矿物组成,未见明显矿化蚀变。

异常踏勘检查发现,基性脉岩与金异常具有密切的空间分布关系[15],土壤金异常带内或边部常见辉绿玢岩脉出露。

此外,区内见NE向、NNE向、NW向脆性断层,但规模较小。

3 鲍坑地区地球物理及地球化学特征

3.1 地球物理特征

鲍坑地区位于雄村—鲍家村重力高值区南东侧,重力剩余异常NE走向和SN走向交汇处(图3)。航磁异常为负背景场上的弱磁异常(图4),雄村—夏川北为磁场减弱带和重力梯度带,反映了三阳坑NE向大断裂重磁异常特征,夏川—庄沅NW向弱磁异常带反映该区侵入岩弱磁性特征。该区南部富岱显示重磁同低异常,与区域北东部昌前岩组下段地表出露的燕山期中酸性岩浆岩(外宿岩体)物性特征相似,推测该重磁同低异常深部存在与燕山期中酸性侵入岩有关的隐伏岩体。

图3 鲍坑重力剩余异常图Fig. 3 Gravity anomaly map of Baokeng area

图4 鲍坑航磁异常图Fig. 4 Aeromagnetic anomaly map of Baokeng area

3.2 地球化学特征

该区1∶20万水系沉积物测量成果显示:NE向分布Au、As、Sb异常,呈椭圆形,异常面积40 km2,异常元素组合以Au为主,局部伴有较强的Sb异常和较弱的Cu异常,浓集中心Au异常最高值为39.2×10-9;Sb异常最高值为2.75×10-2;Cu异常最高值为40×10-6。异常附近新安江内有多个砂金矿点,推测其来源为矿致异常,显示该区具有寻找金矿的远景。1∶5万水系沉积物测量成果显示:异常呈不规则圆状,面积>7.1 km2,异常向南东未封闭,异常元素组合以Au、Bi、Pb、Sn、W、As、Sb、Hg为主,Au异常呈大面积分布,且具有“外、中、内”分带,伴有As、Sb异常,其他元素异常部分与之重合,Au异常平均值为26.8×10-9,最高值为264×10-6,异常点35个。1∶1万土壤地球化学测量成果显示:区内以Au含量≥4.5×10-9为异常下限,圈定与Au有关的土壤异常40处(图5),Au异常最高值为420×10-9,平均值为13.38×10-9,异常展布总体呈NE向,明显受北部昌前岩组与西村岩组断裂接触带和中基性脉岩控制,成矿地质条件较好,推断异常为金矿化引起,其中以Ap11、Ap25、Ap9最具找矿意义。目前,已发现的鲍坑金矿体即位于Ap25号土壤异常中,已圈定2条金矿体。

1.Au异常分带及编号;2.西村岩组上段;3.昌前岩组下段;4.闪长玢岩;5.辉绿玢岩;6.石英脉;7.金矿体及编号;8.角砾岩;9.正(逆)断层;10土壤测量范围图5 鲍坑地区1∶1万土壤测量Au异常地质图Fig. 5 Geological map of Au anomaly from the 1∶10 000 soil survey in Baokeng area

4 鲍坑金矿床地质特征

4.1 矿化带分布特征

歙县鲍坑金矿体位于新元古代昌前岩组千枚岩中,受区域三阳主干断裂影响,发育NE向构造韧脆性剪切带,在千枚理中可见受剪切作用影响发育的矿物拉伸线理,同时见透镜状石英脉体中发育σ状构造,且千枚面中绢云母含量较高,指示该区存在NNE向韧性剪切带(产状296°∠72°)。矿化带受叠加在韧性剪切带中的晚期脆性断层控制,这些后期脆性断裂具引张活动特征,是矿区主要的控矿、容矿构造,为成矿提供了通道和空间。但由于千枚岩分布区浮土覆盖严重,走向上较难追索。鲍坑金矿化带宽约100 m,走向30°左右,延伸不详,带内片理发育,见不均匀硅化、碎裂,绢云母、绿泥石定向排列。鲍坑金矿体多数呈脉状、少数呈透镜状产于矿化带内带。矿脉顺千枚理充填,少量矿脉与千枚理有3°～5°的夹角,矿脉与围岩界线清晰。经探槽剥露,发现矿体西10 m处见1个宽约10 m的辉绿岩脉侵入体,脉体走向NE向(产状303°∠84°),与千枚理产状斜交,两者呈断层接触,断层产状即为接触面产状。

4.2 矿化特征

(1)Au1金矿化体。整体呈透镜状产出,走向NNE向,产状296°∠72°,与千枚理一致。目前可见矿体最长约30 m,厚0.4～1.1 m,最厚2.9 m,加权平均品位1.68 g/t,最高品位3.49 g/t。

(2)Au2金矿化体。整体呈不规则透镜状、带状产出,走向NNE向,产状297°∠74°,与千枚理一致。目前,可见矿体最长约30 m,厚0.2～0.9 m,最厚1.9 m。加权平均品位0.95 g/t,最高品位1.39 g/t。

Au1金矿化体和Au2金矿化体的矿化类型均为蚀变岩型,矿石类型为含金硅化绢云千枚岩,即由动力变质的绢云千枚岩和沿千枚理充填的石英细脉组成,矿石为变晶结构,条带状构造及块状构造,主要由绢云母、石英、绿泥石等组成,含少量黄铁矿、褐铁矿、毒砂等硫化物。石英细脉长约0.8 m,宽约1 mm,石英脉中分布星点状黄铁矿、毒砂。两条矿体在平面上呈平行状,间隔距离为15 m,矿体在走向上均具有分支复合和局部膨大的特点,矿体围岩为绢云千枚岩,两侧脉壁平整,与围岩界线清晰。

4.3 围岩蚀变

受区域变质和构造作用影响,研究区主要见中低温热液蚀变,总体可分为两种蚀变类型。

(1)广泛发育于剪切带内的蚀变。与剪切带内的强变形有关,以绢云母化、绿泥石化为主,黄铁矿化、硅化等蚀变不明显。显微镜下观察发现,绢云母化仅与塑性流变相伴生,以强度较大的石英碎裂化变形为主[15-16]。

(2)发育于石英脉或矿化带两侧的蚀变。蚀变作用十分强烈,往往形成暗灰色绢英岩化蚀变岩,部分发育地段浸染状黄铁矿,形成黄铁绢英岩化蚀变岩。蚀变岩中发育片状强丝绢光泽绢云母、颗粒状石英及星点状黄铁矿,偶见星点状毒砂与黄铁矿一起呈粒状产出,毒砂化、黄铁矿化、硅化、绿泥石化、绢云母化及少量碳酸盐化形成蚀变组合。显微镜下观察发现,该类蚀变岩绢云母具有明显的定向性,呈条带状,与硅化微粒石英相间产出,显示了热液交代与充填的双重特点,但该蚀变仅局限于石英脉和矿化带两侧围岩。

4.4 成矿流体来源

对Au1金矿化体中的5件含金石英样品进行了流体包裹体研究,测试结果如表1所示。

表1 鲍坑金矿流体包裹体测试结果Table 1 Test results of fluid inclusion in Baokeng gold deposit

鲍坑金矿石英脉型金矿体中的流体包裹体大部分为NaCl-H2O流体包裹体,分布较密集,粒径2～15 μm,其中5～10 μm的包裹体含量较多。包裹体成分上主要为NaCl 水溶液,气液比较均一(10%～15%)。包裹体多数呈浑圆状或不规则状,少数以孤立状分布于石英中。

包裹体均一温度为169.58～230.25℃,盐度为2.33%～18.88%。采集的2个样品中δD分别为-79‰和-70‰,δ18OSMOW为7.34‰～8.44‰。氢氧同位素研究指示,成矿流体位于原生岩浆水和变质水范围内。可见,鲍坑金矿为中低温热液型矿床,成矿流体为中低盐度的原生岩浆水和变质水的混合流体。

5 矿床成因及找矿远景

5.1 矿床成因

目前,有关该区的金矿研究主要集中于天井山金矿。研究表明,天井山金矿是受大型剪切带控制的热液型金矿,成矿流体主要来自深部花岗质侵入岩,成矿期为燕山晚期[9,13]。根据该区成矿地质条件、鲍坑金矿体特征并结合天井山金矿研究成果,初步认为鲍坑金矿床的成矿物质可能主要来源于燕山期隐伏酸性岩浆, Au异常及矿体分布严格受剪切带控制。该区位于大阜韧脆性剪切带内,该剪切带是区内重要的导热、导矿和容矿构造,控制着区内成矿元素的活化、迁移、集散,与金矿化关系最密切。剪切带将带内部分原岩改造为强绢云母化、硅化、黄铁矿化碎裂角砾岩。韧性剪切带的强变形可能提供了部分矿源、硫源及矿化剂[17]。成矿作用表现为韧性-脆性剪切带控制了深部岩浆热液成矿流体的运移,热液运移过程中,成矿流体从强变形带中萃取了部分成矿物质。含金混合流体在向浅部脆性裂隙运移过程中,由于温压、流体成分及氧逸度、酸碱度等发生变化,促使Au发生沉淀,形成含金石英脉型、破碎带含金蚀变岩型金矿床或金矿化点,构成了区内剪切带-岩浆热液成矿体系[18-21]。

5.2 找矿远景

歙县鲍坑地区位于歙县—三阳坑Cu-Pb-Zn-Au-Ag多金属成矿远景区南西部,周围已发现了众多产于韧脆性剪切带中的金、铅锌多金属矿,成矿地质条件良好。区域1∶5万水系沉积物测量结果发现,Au异常规模较大,浓度分带明显,浓集趋势显著,且与构造关系密切,具金矿找矿潜力。鲍坑地区有多条剪切带,通过1∶1万化探测量工作,发现区内存在明显的Au异常。对AP25土壤Au异常进行了工程验证,圈定了2条金矿化体,证实了区内Au异常为矿致异常。在研究区东部发现的大阜、大梅口金矿点与本次研究的鲍坑金矿在同一条剪切带上,矿体赋存层位也同为浅变质岩昌前岩组。研究表明,即使在昌前岩组浅变质岩系基底层位,由于构造产生的巨大活化作用,也是有可能富集成金矿的,该研究成果拓宽了皖南金矿的找矿思路。此外,区内罗田—南源口地区存在大面积的Au异常区,大阜剪切断裂和三阳断裂从该异常区通过,构造作用强烈。区域上,鲍坑金矿与天井山、璜尖小型金矿床具有相似的成矿地质环境和矿床特征,也具有良好的找矿前景。

6 结论

(1)鲍坑金矿为剪切构造控制的热液型金矿,赋矿层新元古代浅变质岩昌前岩组为成矿提供了部分物质,深部燕山期隐伏岩体为成矿提供了主要的成矿物质和热源。大阜韧性剪切带是重要的导矿构造,为成矿流体的活化、运移提供了通道,后期脆性破碎带为Au的沉淀及成矿提供了良好的空间。

(2)鲍坑金矿区域成矿地质条件良好,沿罗田—南源口地区存在大面积Au异常区,水系沉积物Au异常规模大,浓度分带明显,浓集趋势显著,且与剪切构造关系密切。结合区域天井山金矿、璜尖金矿的成矿地质环境和矿床特征,认为该区具有较好的小型及以上的热液型金矿床找矿前景。