湖南省隆回县杏枫山金矿深边部矿床地质特征及找矿标志论文

2024-06-05 10:50:05 来源: 作者:liangnanxi
摘要:湖南省隆回县杏枫山金矿位于湘中白马山—龙山构造带与古台山构造带的交汇部位,是湘中金—锑—钨等金属重要成矿区,也是在20世纪80年代发现的典型矿床之一。经几十年无序开采,该矿床金资源量急剧下降,严重制约了后续开发利用。本文通过区域地质背景探讨,结合野外工作对该矿床进行研究,查明其深边部成矿地质条件、控矿因素和富集规律,探讨矿床成因,明确找矿标志。
摘要:湖南省隆回县杏枫山金矿位于湘中白马山—龙山构造带与古台山构造带的交汇部位,是湘中金—锑—钨等金属重要成矿区,也是在20世纪80年代发现的典型矿床之一。经几十年无序开采,该矿床金资源量急剧下降,严重制约了后续开发利用。本文通过区域地质背景探讨,结合野外工作对该矿床进行研究,查明其深边部成矿地质条件、控矿因素和富集规律,探讨矿床成因,明确找矿标志。
关键词:金矿;隆回县杏枫山;找矿标志
1地质背景
研究区位于江南台背斜、武陵—雪峰台凸的东南部,东与赣湘台向斜毗邻。处于白马山—龙山EW向构造带与古台山—新宁近SN向构造带交汇处。区域地层主要有中元古界青白口系高涧群、南华系、寒武系、奥陶系、志留系及泥盆系等一套受白马山穹窿控制的,以浅变质的碎屑岩为主的地层单元。区域发育金山鼻状背斜,其两翼见NW向、NEE向、近SN向断裂。矿区北、西面被白马山复式岩体包围,其主体为加里东期闪长岩、花岗岩等侵入岩。
据1987年区内化探次生晕测量成果,区内圈出的5个金、砷组合异常,有4个落在已知的金矿床(点)上。其异常特点,金、砷异常拟合度高,强度大,异常封闭好。杏枫山异常走向340°,长620m~800m,宽200m~300m,与脉带的形态产状一致。其它的金、砷异常集中分布在背斜轴部,异常强度不大,分布零星且不规则,均为地层中毒砂、磁黄铁矿或层间石英脉引起。区域内金、砷异常相关密切,用金、砷作指示元素,寻找石英脉型金矿床是行之有效的方法。
区内有金山、杏枫山金矿床,神山冲、陶家函、蛤蟆函等金矿点。区内花岗岩周围的岩门寨组、架枧田组分布区,砂金广泛分布,如石桥铺、魏家凼、六都寨等地。矿区南东的枫溪江铅锌矿位于魏家凼黑云母花岗岩外接触带的岩门寨组、架枧田组所夹的扁豆体灰岩中,为层间裂隙充填交代型。多期次岩浆活动及岩体的形成为金属矿产提供了有利的成矿地质条件。
2矿床地质特征
矿区出露地层主要为青白口系石桥铺组、黄狮洞组、砖墙湾组、架枧田组、岩门寨组地层,另在矿区西部出露南华系下统长安组。矿区以轻变质的碎屑岩为主,矿区内岩石均不同程度的弱硅化,靠近矿脉带硅化由弱增强,矿脉带内局部强硅化,总厚度大于2469m。
矿区位于金山背斜倾伏端的NW翼,区内断裂构造发育,可划分为NW向断裂、NNE—SN向断裂、NEE—EW向断裂等多条断裂带。区内NW向裂隙、层间裂隙发育,其中NW向裂隙主要分布于矿区及南部外侧的金山金矿地段的NW向断裂周边,常成带分布,走向NW、倾向SW,倾角51°~74°,产状与NW向断层基本一致,裂隙中多充填含金石英细脉,为区内金矿主要含矿构造。裂隙带地表出露宽10m~75m,长700m~1150m,带内岩石具较强硅化、毒砂化、磁黄铁矿化、绢云母化。层间裂隙在区内广泛分布,产状与地层产状基本一致,走向北东,倾向北西,倾角25°~35°。沿层间裂隙多充填含石英细脉或石英透镜体,脉侧岩石具弱硅化、少量毒砂化、磁黄铁矿化及绢云母化,金品位0.1×10-6~0.5×10-6。
区内主要发育白马山岩体,而变质作用以区域变质作用为主,形成了大面积分布的前震旦纪浅变质岩类,岩性为板岩、粉砂质板岩、钙质千枚状板岩、炭质板岩、变质砂岩等。
围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化和毒砂化,与金矿化关系密切。硅化是区内较为普遍的围岩蚀变,它贯穿于构造与成矿作用的始末,在含矿断裂带及其两侧围岩中,硅质成分明显增加,使岩石变坚硬,颜色变浅,呈带状分布,一般来说,硅化愈强,金矿化愈好。
黄铁矿化与硅化相伴,但不均匀,蚀变宽度比硅化较窄。黄铁矿一般呈浅黄色、烟灰色,自形—他形粒状,粒径0.05mm~0.5mm。常呈粒状、星散状及粉未状集合体、浸染状、细脉状产出,与金矿化关系较密切。但晶形良好且粒径较大者,金矿化较差;呈不规则粒状且粒度较细呈细脉状者金矿化较好。
而毒砂化常与黄铁矿化相伴生,毒砂锡白色,呈板柱状、针状、放射状产出,长0.25mm~2mm,星散浸染状、放射状产出者与金矿化关系最密切,毒砂颗粒越细,蚀变越强,金矿化就越好。该蚀变是本矿区中重要的金矿化蚀变,也是找矿的重要标志。
3矿体地质特征
含金石英细脉主要产于青白口系岩门寨组(Qbym1)、架枧田组(Qbj)绢云母粉砂质板岩、条带状绢云母板岩中,次为浅变质长石石英砂岩。岩石普遍具弱硅化,近矿围岩30m内,自脉外向脉中心硅化由弱变强,脉内普遍具硅化至强硅化。区内石英细脉组按产状及性质可分为三组,即NW向石英脉组、NE向石英脉组及层间石英脉组,其中NW向石英脉组为本区主要含金石英脉,硅化、毒砂化、黄铁矿化增强,则金矿化加强。毒砂、磁黄铁矿化较强的石英脉组,构成主矿脉,且时有明金出现。主矿脉为Ⅱ号脉带,其带内石英细脉单脉脉幅一般0.5cm~1.5cm,大者2cm~4cm,大于5cm的较少见。含脉率一般为5~10条/m,密者达20~30条/m,厚度含脉率10%左右。单脉长几米至十几米,单脉走向与脉带总体走向一致。石英细脉组沿走向、倾向均具分支复合、尖灭再现等特点。由于层间滑动作用,在一个脉面上石英脉沿走向上呈“窗栅”状,沿倾向呈蠕虫状。
其中①-1号矿体为主矿体,分布于Ⅱ号脉带中下部,主要赋存于青白口系岩门寨组下段(Qbym1)绢云母粉砂质板岩中。矿体呈透镜状,局部见有夹石。矿体走向长度约200m,走向321°~326°,总体走向325°。斜深控制标高690m~360m,倾向南西,倾角44~73°,平均倾角59°。矿体连续性较好,厚度变化稳定。矿体厚度0.86m~22.36m,平均厚度9.40m,厚度变化系数60.50%。矿体有用组分分布均匀,Au品位0.32g/t~11.97g/t,平均品位1.77g/t,品位变化系数69.77%。
而②-1号矿体分布于Ⅱ号脉带中上部,主要赋存于青白口系岩门寨组下段(Qbym1)绢云母粉砂质板岩中。矿体呈透镜状,局部见有夹石。矿体自690m~540m由18个坑内水平钻、穿脉控制,分布于2~12线间,矿体在走向、倾向上已完全控制。控制矿体走向长度约230m,走向318~335°,总体走向325°。斜深控制标高690m~540m,倾向南西,倾角50°~70°,平均倾角59°。矿体连续性较好,厚度变化稳定,矿体厚度2.70m~24.66m,平均厚度10.74m,厚度变化系数52.39%。有用组分分布均匀,Au品位0.21g/t~7.48g/t,平均品位1.72g/t,品位变化系数58.36%。
④-1号矿体分布于Ⅱ号脉带上部,自620~540中段由4个水平钻孔控制,分布于6~12线间。矿体呈透镜状。矿体总体走向325°,平均倾角59°。平均厚度2.62m,平均品位1.63g/t。
⑦-1号矿体分布于Ⅱ号脉带下部,主要赋存于青白口系岩门寨组下段(Qbym1)绢云母粉砂质板岩中。矿体呈透镜状,局部见有夹石。矿体自780m~500m由18个穿脉及坑内水平钻控制,分布于10~20线间。矿体在走向及倾向上局部未控边。控制矿体走向长约190m,走向312°~318°,总体走向315°。斜深控制标高780~500m,倾向南西,平均倾角72°。矿体连续性较好,厚度变化稳定,矿体厚度1.48m~21.62m,平均厚度9.30m,厚度变化系数49.60%。有用组分分布较均匀,Au品位0.22g/t~33.20g/t,平均品位2.13g/t,品位变化系数130.66%。
矿石以粒状鳞片变晶结构和不等粒变晶结构最发育。矿石构造主要有千枚状构造、条带状构造、浸染状构造、细脉浸染状构造等。
矿石中主要的金属矿物为自然金、毒砂、磁黄铁矿、钛铁矿。脉石矿物有石英、白云石、绢云母、黑云母、绿泥石等。
野外及镜下特征表明,自然金多呈亮浅黄色—金黄色,呈不规则粒状、片状、树枝状等。金的粒度分布范围较宽,从肉眼可见金(明金)到次显微金都有。明金粒度一般0.05mm至2mm不等,大者达5mm,浸染状分布于Q脉两侧。而显微金及次显微金以极细的包裹体赋存于金属硫化物中,包裹金中以铜铅锌硫化物(毒砂)包裹金、石英硅酸盐包裹金为主,分别占34.11%、39.05%,其次是碳酸盐包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金。裸露与半裸露自然金占19.05%,主要产于石英、毒砂及黄铁矿的晶粒间及裂隙中。
毒砂。为矿石中最主要的金属硫化物,多呈浸染状分布于石英脉边缘的绢云母板岩中。毒砂结晶程度很好。一般为自形晶,少数呈它形晶出现,中粒嵌布,径大于0.2mm占90%以上,小于0.074mm的总量不到l%。毒砂结晶温度相对较高,形成较早。常被白云母、绿泥石、磁黄铁矿、石英溶蚀交代,形成残余结构。但亦有相反情况,即毒砂包裹绿泥石及绢云母。表明矿物的形成具多期性,毒砂至少有两期,早期为粗粒板柱状,晚期为细粒浸染状,自然金可能与晚期的毒砂关系更为密切。毒砂单矿物含金达121.15×10-6,是矿区主要的载金矿物之一。
磁黄铁矿。磁黄铁矿多呈他形晶产出,少数呈半自形晶,中细粒嵌布,其粒级大于0.2mm和0.2mm以下的各占50%。分析结果显示,磁黄铁矿单矿物含金1.5×10-6,亦为主要载金矿物。
其它硫化物包括黄铜矿、闪锌矿、方铅矿及黄铁矿,其含量很少,总和不到1%。除方铅矿多为半自形晶外,其它矿物均呈它形粒状产出,多与磁黄铁矿连生。粒度微细,分别为闪锌矿0.08mm左右、黄铜矿0.02mm~0.12mm,方铅矿0.03mm左右、黄铁矿0.04mm左右。钛铁矿呈自形半自形板条状产出,较均匀分布浸染状分布,粒度小于0.05mm。
石英为矿石中主要脉石矿物,颜色为白色—灰白色-烟灰色。石英有充填、交代和残余之分。充填形成的为自形-半自形,粒度较大;交代而成的呈细粒他形;残余的形态不规则,具波状消光和不同程度的塑性变形。
云母类矿物包括白云母、绢云母、黑云母。白云母呈半自形―他形晶产出,嵌布粒度较细,多为0.1mm左右。绢云母在矿石中均匀嵌布,粒度均匀细小,多为0.015mm~0.002mm。黑云母多呈半自形―他形晶,常交代毒砂,其嵌布粒度大小不等,从0.07mm~0.45mm均有,部分黑云母已完全绿泥石化或不完全绿泥石化,受挤压应力作用影响,云母类矿物呈长条状定向排列。
矿石中绿泥石含量约为5%,由黑云母蚀变而来,嵌布粒度大小不一,从0.01mm~0.1mm均有分布,个别黑云母绿泥石化不完全时,可见绿泥石与黑云母呈渐变过渡关系。
矿石中有用组分为金、砷,其他元素有硫、铜、铅、锌、银、钛等,其含量均很低。全矿区矿石Au平均品位1.92×10-6,砷平均品位0.54×10-2。根据样品结果统计分析,金与砷具正相关关系,相关系数0.61。
矿石中可供选矿回收的有益元素主要是Au,As含量达0.90×10-2,可供综合回收利用,其余元素含量低,无综合利用价值。需要选矿排除的脉石组分主要是SiO2,次为Al2O3,二者合计含量为82.79×10-2。对回收金影响较大的有害元素或组分三氧化二铝和碳的含量都较高,其中碳主要呈碳酸盐的形式产出,而有机碳与游离碳的含量较低,因此有机碳对直接氰化效果的影响不大。根据化学成分特点,可以初步认为区内矿石属单一高砷的金矿石。
矿体呈脉状、透镜状赋存于北西向矿化蚀变带内,赋矿围岩主要为青白口系岩门寨组下段(Qbym1)、青白口系架枧田组(Qbj),岩性主要为绢云母粉砂质板岩、粉砂质板岩、砂质板岩。矿体与顶、底板围岩没有明显的界线,主要依靠样品分析结果确定,一般具石英细脉密集分布,硅化、毒砂化较强的则为矿体,而石英细脉稀疏分布,硅化、毒砂化较弱地段仅为矿化。矿体中夹石厚0.32m~2.00m,岩性主要为绢云板岩、砂质板岩,矿体与夹石没有明显的界线,主要依靠分析结果确定。夹石中金品位0.22×10-6~0.7×10-6。
4矿床成因及找矿标志
研究区历经多期次大的构造运动,形成了雪峰期—加里东期—燕山期多期构造岩浆带。而晚元古代板溪群及震旦系江口群地层中,高背景值的金属元素受深部岩浆热能影响发生活化形成含矿热液,在热力梯度和构造挤压应力梯度的驱动下向外迁移,在进入北东向和北西向次级断裂构造后,流体因为环境改变降压沸腾,金属元素随石英和硫化物结晶析出同时发生沉淀,形成与石英和硫化物密切共生的自然微粒金及载金硫化物。
矿床赋存于青白口系高涧群岩门寨组、架枧田组碎屑岩石中,金元素具有高背景、高离差特征。凝灰质板岩和绢云板岩等封闭性较好的岩层与(粉)砂质板岩、变质粉(细)砂岩等透水性相对较好的岩层互层,利于含矿热液迁移与沉淀。
构造是控制金矿产出的主导条件。发育于金山背斜轴部NW向断裂所控制的NW向剪切带、石英细脉带,为成矿有利部位。
区内金矿床(点)均分布于历经多期大地构造活动的白马山复式岩体与地层的外接触带部位多期次的岩浆活动为成矿作用提供了深部热源和物质来源。
围岩蚀变与矿化关系密切。金矿化与硅化、毒砂等蚀变密切相关。
综上所述,认为湖南省隆回县杏枫山金矿属较为典型的中低温热液充填-交代石英细脉型金矿床。通过野外地质特征,总结湖南省隆回县杏枫山金矿深边部主要找矿标志如下。
(1)发育于金山背斜轴部NW向断裂所控制的NW向剪切带、石英细脉带,为成矿有利部位。
(2)青白口系岩门寨组、架枧田组岩性段等矿化蚀变较强的绢英千枚岩发育地段,往往为含矿围岩。
(3)化探结果显示,金和砷组合异常强度较大地段,是找金有利部位。
(4)脆性剪切带与韧性剪切带同时发育地段,载金矿物如磁黄铁矿、毒砂等矿化较强处,是找金直接标志。
5结论
杏枫山金矿地处湖南湘中成矿带,复杂的大地构造演化史,多期次的岩浆活动,高背景值的地层单元以及有利的构造部位,为杏枫山金矿成矿过程提供了有利条件。综合野外踏勘、室内岩相学和矿物学工作,认为杏枫山金矿床属构造岩浆+变质热液并以充填交代方式形成的石英细脉型金矿床。其深边部具有巨大的找矿潜力。
