贵州省册亨县板年坡金矿床地质特征及控矿因素

罗建均,赵明峰,肖 波,吴 鹏

(贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队)

引 言

板年坡金矿床是2015—2017年由贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队勘查评价发现的矿床,矿床类型为卡林型金矿床,矿石类型属氧化矿石,其矿体和矿石特征与黔西南其他卡林型金矿床的氧化矿石特征有一些类似,但也有一些区别。前人对区域内金矿床成矿地质条件进行了相关研究[1-7],李俊海等[1]认为,区域内金矿床是同一区域岩浆热液成矿作用形成的;方策等[2]认为,金矿化主要受层位和节理带控制;刘建中等[3-5]认为,区域内金矿床属于黔西南多层次滑脱构造系统的一部分,矿体赋存的构造蚀变体(SBT)由安顺组与新苑组之间的层间滑动活动形成。

笔者通过对区域内金矿床的勘查评价,认为除受层间滑动活动影响外,气液隐爆对金矿床的形成发挥了重要作用。本文旨在通过对板年坡金矿床的地质特征及控矿因素进行梳理,分析成矿条件,为区域内下一步找矿勘查提供借鉴。

1 区域地质矿产特征

板年坡金矿床大地构造位置位于扬子地台西南缘,特提斯—喜马拉雅与滨太平洋2个巨型构造域的衔接部位,次级构造单元为望谟北西向构造变形区西侧的赖子山背斜。区域出露地层主要有石炭系、二叠系和三叠系。石炭系地层分布于赖子山背斜核部央友一带,岩性主要为一套台地—台地边缘相浅水碳酸盐岩。二叠系地层分布范围及沉积环境与石炭系地层大体一致,岩性主要为浅水碳酸盐岩、台缘生物碳酸盐岩(礁滩)及深水盆地碎屑岩。三叠系地层分布在赖子山背斜两翼,为浅水槽盆相和深水槽盆相之类复理石建造,主要有许满组、边阳组地层,具浊积岩特征,是区域主要的含金地层。赖子山背斜和与其相伴发育的逆冲断裂构成了区域主体构造格架,主体构造线方向为北东向、北西向[8]。区域矿产主要为卡林型金矿床等低温热液类矿产,发育烂泥沟超大型金矿床和央友、沙子井等小型金矿床10余个,以及汞矿点、砷矿点数个。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区出露地层从老到新依次为上二叠统吴家坪组(P3w)、下三叠统夜郎组(T1y)、下三叠统安顺组(T1a)、中三叠统新苑组(T2x)及特殊填图单元构造蚀变体(SBT),矿区地层分布见图1。

1)吴家坪组:深灰色中厚层至厚层泥晶灰岩、生物屑灰岩,细至粗晶白云岩,燧石或含燧石结核灰岩,澡凝灰岩夹紫红、黄色薄层至中厚层黏土岩、钙质粉砂岩,局部黏土岩具金矿化,为金赋矿层位。未见底。

2)夜郎组:黑灰色薄层至中厚层条带状泥质灰岩,暗绿、紫红、浅灰绿色中厚层至厚层粉砂岩、钙质粉砂岩夹黏土岩及泥质灰岩。受上二叠统古岩溶面制约,地层厚度具凸薄凹厚特征,局部地段甚至出现缺失现象,厚0～48 m,一般20～30 m。与下伏吴家坪组为假整合接触,为成矿有利岩性组合层位。

3)安顺组分3个岩性段,与下伏夜郎组假整合接触。安顺组第一段:灰色厚层细晶—粗晶白云岩夹灰白色泥晶鲕粒白云岩、泥晶砾屑白云岩,底部为5～10 m浅灰色细晶灰岩,整体厚62～110 m。安顺组第二段:灰色薄层白云岩、层纹状白云岩、泥晶白云岩夹少量薄层白云质黏土岩及灰黄色粉砂岩透镜体,厚10～40 m。安顺组第三段:灰色中厚层白云质灰岩、厚层细晶白云岩及砾状白云岩,厚83～120 m。

4)新苑组:灰、深灰色薄—中厚层黏土岩、细—粉砂岩及黑灰色薄—中层泥晶灰岩。未见顶,厚度大于30 m。与下伏安顺组假整合接触。

5)构造蚀变体(SBT):褐黄、褐灰、灰色强硅化氧化铁质岩屑砂砾岩、硅质黏土质细砂岩、含氧化铁质强硅化碎裂化粉砂质黏土岩等风化残留体,厚0～30 m,一般5～10 m,为矿区含矿地质体。

2.2 构 造

矿区位于赖子山背斜北西翼,主体为倾向北西的单斜构造,局部发育次级褶皱,以及小规模断裂和层间滑脱断裂,主体构造线方向为北东、北西2个方向。

2.2.1 褶 皱

板年坡背斜:背斜轴线总体走向北东,轴迹不明显,走向长约700 m,宽300～400 m,为一宽缓的短轴背斜,北西翼倾向北西,倾角6°～18°,南东翼倾向南东,倾角6°～15°。板年坡背斜控制了矿体的产出。

冬瓜林向斜:轴线总体走向北东,轴迹不明显,走向长约800 m,宽300～400 m,为一宽缓的短轴向斜,北西翼倾向南东,倾角6°～15°,南东翼倾向北西,倾角8°～12°。

冬瓜林向斜和板年坡背斜走向近于平行,与区域赖子山背斜也近似平行,初步判断板年坡背斜和冬瓜林向斜为赖子山背斜的次级褶皱。

2.2.2 断 裂

F5断裂:分布于东瓜林向斜西北侧,大致沿新苑组与安顺组交界面展布,软质岩体与硬质岩体之间滑动形成层间破碎带,断裂面呈波状起伏,总体走向北东,倾向北西,倾角5°～20°,长约1.0 km,层间破碎带厚0～30 m,构造岩主要为硅化角砾岩、硅化粉砂岩、硅化黏土岩,角砾大小不等,一般为2～20 cm,棱角清楚,钙质及泥质胶结,具硅化、褐铁矿化,为一挤压断裂,是矿区内主要含矿地质体。

F7断裂:呈北西向展布,长大于0.8 km,倾向北东,倾角68°～74°。由2个采场和钻孔控制,断裂破碎带宽1～10 m,发育角砾岩、碎裂岩,具硅化、褐铁矿化、黄铁矿化。经钻孔对断裂破碎带深部与夜郎组交界处进行揭露,未发现矿(化)体。该断裂性质为正断裂,断距15～20 m。

F22断裂:位于矿区北西角,往北东延伸出矿区至沙子井一带,为一区域性断裂,走向北东,倾向北西,倾角80°,走向长约4.3 km,断裂破碎带宽5～8 m,具褐铁矿化,断距50～80 m,为左行逆冲断裂。未见金矿化。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

根据详查成果,氧化矿以边界品位(0.40×10-6)圈连矿体,圈定8号、9号2个矿体(见图2)。

1—构造蚀变体 2—安顺组第三段 3—白云岩 4—白云质灰岩 5—不整合接触界线 6—褐铁矿化 7—硅化 8—地层产状 9—钻孔编号及孔深(m) 10—矿体及编号图2 板年坡金矿区6勘探线剖面图

8号矿体:受安顺组顶部构造蚀变体及不整合界线共同控制,赋存在构造蚀变体中。矿体呈似层状、透镜状产出,平面上形态呈岛弧状。由30～130 m间距施工的27条剥土、4个浅井和(40～80)m×(40～80)m网度施工的34个钻孔控制。矿体长600 m,宽300 m,单工程矿体厚度1.00～23.82 m,平均厚度5.10 m,厚度变化系数89 %,属较稳定型。单工程金品位0.40×10-6～0.99×10-6,平均金品位0.63×10-6,品位变化系数25 %,属均匀型。矿体控制标高1 160～1 275 m。估算金矿石资源量(332+333)133.06万t,金金属量(332+333)900.43 kg。

9号矿体:受安顺组顶部构造蚀变体及不整合面共同控制,赋存在硅化蚀变体中。矿体呈似层状、透镜状产出,平面上呈不规则状。由40～115 m间距施工的7个探槽、2个浅井和(40～80)m×(40～80)m网度施工的26个钻孔控制。矿体长480 m,宽330 m,单工程矿体厚度0.80～15.70 m,平均厚度4.32 m,厚度变化系数102 %,属较稳定型。单工程金品位0.43×10-6～1.06×10-6,平均金品位0.66×10-6,品位变化系数31 %,属均匀型。矿体控制标高1 060～1 220 m。估算金矿石资源量(332+333)67.02万t,金金属量(332+333)466.58 kg。

3.2 矿石特征

3.2.1 含矿岩石

矿区内含矿岩石主要为强硅化氧化铁质岩屑砂砾岩、强硅化黏土岩(见图3)。

Yx—岩屑 Qz—石英 Lin—褐铁矿图3 矿石露头及薄片照片

1)强硅化氧化铁质岩屑砂砾岩。岩石中的砂砾屑粒度0.3～10 mm,主要有硅质黏土岩岩屑、硅质岩屑、石英。部分岩屑被硅化石英选择性交代。岩石为基底式胶结,胶结物为他形—半自形粒柱状石英(粒度多在0.02～0.1 mm)和细小鳞片状褐铁矿。胶结物石英中常包含0.004 mm以下碳酸盐矿物包裹体。

2)强硅化黏土岩。岩石原岩为含粉砂黏土岩,后经动力破碎,被硅质胶结,同时有石英脉形成,具有斑杂状构造,岩石中有大量不规则孔隙,孔隙后期被黏土质充填。

3.2.2 矿石结构构造

3.2.2.1 矿石结构

矿石结构主要为显微鳞片结构、砂砾结构、交代结构。

1)显微鳞片结构:含粉砂黏土岩角砾主要由隐晶质粉末状泥质黏土和细小鳞片状水云母组成,含石英粉砂、重矿物等陆源碎屑。其中,黏土常定向分布,构成微层状。石英为半自形粒柱状,粒度多为0.01～0.20 mm,或选择性交代原岩,或胶结原岩角砾,或聚集为脉状分布。黏土质高岭石呈鳞片状充填于孔隙中,粒度多<0.03 mm。褐铁矿为细小鳞片状聚集为团块,不均匀混染岩石,或具黄铁矿假象,星散分布。

2)砂砾结构:岩石中的砂砾屑粒度0.3～10 mm,主要有(含粉砂)硅质黏土岩屑、硅质岩屑、石英。部分岩屑被硅化石英选择性交代,形成砂砾结构。

3)交代结构:岩石中部分岩屑被硅化石英选择性交代,形成交代结构。

3.2.2.2 矿石构造

矿石构造主要为斑杂状构造和块状构造。

1)斑杂状构造:岩石为基底式胶结,胶结物为他形—半自形粒柱状石英(粒度多为0.01～0.10 mm,大者可达0.3 mm)。细小鳞片状褐铁矿呈不均匀混染状分布其中。见少量鳞片状高岭石分布于岩石孔隙中,粒度多<0.03 mm。胶结物与砂砾屑形成斑杂状构造。

2)块状构造:由黏土岩经后期强烈硅化而成。

3.2.3 矿物组成

矿石中矿物主要有岩屑(5 %～65 %)、碎屑石英(40 %～45 %)、胶结物石英(10 %～35 %)、黏土(15 %～20 %)、高岭石(3 %～40 %)、褐铁矿(5 %～10 %)、白云母(5 %～10 %)、电气石等重矿物(1 %～2 %),以及碳酸盐矿物(<1 %)。

3.2.4 金赋存状态

根据7件矿石样品的物相分析结果,矿石中游离金占比72.81 %～92.92 %,平均值79.71 %;硅酸盐中金占比3.75 %～20.17 %,平均值9.78 %;碳酸盐中金占比1.67 %～11.11 %,平均值5.90 %;硫化物中金占比1.67 %～4.71 %,平均值3.57 %。因此,金主要以游离金的形式存在,矿石为氧化矿石。

4 控矿因素

矿区内矿体产在赖子山背斜北西翼,赖子山背斜控制了矿区主体构造格架和矿体分布。矿体分布于次级背斜近核部,产出于构造蚀变体中,构造蚀变体经风化、氧化后形成氧化矿石。因此,对控矿因素研究主要是对原生矿石控矿因素的研究。根据矿体、矿石特征,认为矿床类型为卡林型金矿床。矿区内原生矿石品位较低,不具备开发价值,但原生矿石经氧化后,金变成了游离金,使得较低品位矿石中的金也能提炼出来,产生经济效益。控矿因素分析如下:

1)赖子山背斜控矿。区域内控制金矿床产出的赖子山背斜,其分布范围发育了十余个金矿床,板年坡金矿床虽位于其翼部,但与区域金矿床均属于一个成矿体系[9],赖子山背斜控制了整个金矿田的成矿活动,因此板年坡金矿床成矿总体受赖子山背斜控制。

2)次级背斜控矿。板年坡金矿床产出在赖子山背斜北西翼次级背斜近核部,在构造运动中,次级背斜核部容易形成虚脱空间,使成矿热液物理条件改变而发生矿质沉淀成矿。

3)层间滑脱构造活动控矿。板年坡金矿床矿体主要赋存在构造蚀变体中,刘建中等[10]认为,构造蚀变体是黔西南区域金成矿作用的重要标志。板年坡金矿床构造蚀变体主要由安顺组与新苑组之间的层间滑动活动形成。在晚三叠世右江盆地挤压造山阶段[11],由于上下地层能干性不同,在岩性界面发生挤压变形,形成角砾岩,在热液活动下,角砾岩产生硅化、黄铁矿化及金矿化,进而成矿。

4)气液隐爆控矿。根据对矿区采场观察,局部矿体下伏安顺组灰岩中见筒状和同心环状破碎蚀变带,与近年来在黔西南万人洞[12]、白层等地发现的隐爆角砾岩特征类似。同时,矿区内矿石中见大量不规则孔隙被后期黏土充填,矿石胶结物石英中常包含0.004 mm以下碳酸盐矿物包裹体,推测为热液隐爆把下伏安顺组碳酸盐岩带入。同时,矿区内构造蚀变体局部厚度达30 m,层间滑脱活动往往难以产生如此厚的破碎带,通过这些特征共同分析,对比隐爆角砾岩型金矿床的相关特征[13-14],气液隐爆对矿区内金成矿有重要作用。近年来,在黔西南安龙、贞丰等地发现了多处隐爆角砾岩筒,部分岩筒具金矿化,在以后的勘查工作中,应重视气液隐爆对区内金成矿的控制作用。

5 结 论

1)板年坡金矿床产在赖子山背斜北西翼,矿体赋存在构造蚀变体中,矿床类型为卡林型金矿床,氧化作用使低品位原生矿石变成氧化矿石而具有开发价值。

2)含矿岩石主要为强硅化氧化铁质岩屑砂砾岩、强硅化黏土岩。矿石结构主要为显微鳞片结构、砂砾结构、交代结构,矿石构造为斑杂状构造和块状构造。矿石中矿物主要有岩屑、碎屑石英、胶结物石英、黏土、高岭石、褐铁矿、白云母、电气石等重矿物,以及碳酸盐矿物。

3)板年坡金矿床金成矿受赖子山背斜及其次级背斜、层间滑脱构造活动、气液隐爆共同控制,下一步勘查工作应加强气液隐爆对金成矿控制作用的研究。