灵寿县丑泥口金矿区二道河矿段成矿地质条件分析论文

2023-08-06 10:03:02 来源: 作者:liuhong
摘要:灵寿县丑泥口金矿区位于太行山中段麻棚岩体南侧。自上世纪80年代以来,该矿区进行过多次地质普查工作,并发现了数十条含金矿化蚀变破碎带。本次研究在前人工作的基础上,系统总结丑泥口金矿区104、105、106、107、108号含金矿化蚀变破碎带的地质特征,查明了矿石自然类型和结构构造,并总结了金属硫化物的分布规律。通过对脉石矿物成分、结构和构造的差异,划分出了两个成矿阶段。在对不同矿石化学成分的统计分析中,发现石英脉型矿石的含金品位较高。
摘要:灵寿县丑泥口金矿区位于太行山中段麻棚岩体南侧。自上世纪80年代以来,该矿区进行过多次地质普查工作,并发现了数十条含金矿化蚀变破碎带。本次研究在前人工作的基础上,系统总结丑泥口金矿区104、105、106、107、108号含金矿化蚀变破碎带的地质特征,查明了矿石自然类型和结构构造,并总结了金属硫化物的分布规律。通过对脉石矿物成分、结构和构造的差异,划分出了两个成矿阶段。在对不同矿石化学成分的统计分析中,发现石英脉型矿石的含金品位较高。
关键词:丑泥口;二道河;金矿;成矿地质条件
丑泥口金矿区发现于二十世纪八十年代中期,先后进行多次地质普查工作,发现数十条含金矿化蚀变破碎带,成群分布,规模较大,金矿化较普遍。陈超(2016)结合区域地质背景,以幔枝构造理论为指导,系统分析总结1、6、23、104、106号成矿地质条件,认为断裂是该矿床重要的控矿因素,金矿成物质主要来源深部。本次主要通过对104、107、108、105、106号脉进行系统的研究,总结其成矿地质条件及矿床特征。
1区域地质
研究区大地构造位置处于山西断隆、五台台拱、阜平陆核中南部,出露地层主要有前寒武系变质岩系地层,内有新太古代、古元古代中酸性变质深成体、中晚元古代基性沿脉和中生代燕山期中—酸性岩浆侵入。该区地壳演化经历了三个阶段,分别为基底形成阶段,盖层发展阶段和强烈活化阶段,其中强烈活化阶段与金银矿成矿作用关系密切。
基底发展阶段:此阶段构造形迹以塑性变形为主,并伴有强烈的区域变质作用,主要表现为轴面近东西向—北东向的褶皱构造及与轴面平行的区域片理、片麻理、强韧性变形带。
盖层发展阶段:构造运动以垂直升降作用为主,形成NNW及近EW向扭性断裂构造,并被基性岩浆充填,构成NNW向近直立的基性岩墙群。
强烈活动阶段:该阶段始于中生代燕山期,主要表现为中—酸性岩浆侵入活动,岩浆活动强烈,与金银矿成矿作用关系密切。
2矿区地质特征
丑泥口金矿区出露地质体以太古宙变质杂岩为主,侵入岩以中生代燕山期中—酸性岩脉为主。
2.1太古宙变质杂岩
矿区内阜平旋回变质杂岩由宋家口岩组变质表壳岩和坊里片麻岩、蔡树庄片麻岩等变质深成岩组成,分述如下。
宋家口岩组(Ars):仅见于中南部银洞盘道纪两侧山梁。岩性主要为含矽线石石英球钾长浅粒岩、钾长浅粒岩偶夹有石英矽线石片岩及斜长角闪岩等。
坊里片麻岩(Fgn):呈面状、团块状大范围出露,岩性为灰色条带状、肠状黑云斜长片麻岩,呈面状分布于矿区南部。
2.2构造及岩浆岩
矿区内构造简单,由中太古代北东向褶皱、区域片麻理及中生代断裂构成了本区的构造格架。其中中生代断裂构造在区内以近SN向、NNW向、NNE向为主,性质为张扭性、压扭性,其中的张性断裂控制了中酸性岩脉的分布。南北向的压扭性断裂构造为本区金矿控矿构造。岩浆冷却后部分紧闭性断裂多次活动切断岩浆岩脉并转变为开放型,形成控矿构造,为深部金银多金属成矿物质运移提供了通道和沉积富集的有利空间。
中生代燕山期,该区构造活动明显,产生脆性断裂,并伴有中—酸性岩浆侵入活动,在区内形成大量的中—酸性岩脉。矿区内出露有中生代燕山中晚期中酸性、基性岩脉,走向为近SN向、NNW向、NNE向三组,基性岩脉见有:辉绿岩脉,中酸性岩脉见有:闪长玢岩脉、石英闪长玢岩、二长斑岩脉、石英二长斑岩脉、花岗闪长斑岩脉、花岗斑岩脉等,长一般数千米,宽1~10m以上,以脉群的形式展布。
3地球化学特征
2006~2008年丑泥口金矿区普查对二道河—银洞尖一带(即二道河矿段范围)进行了3.5km2的1∶1万化探测量,圈出了三处综合异常。
异常特征:Au、Ag等成矿元素有明显的富集中心,AS-1、AS-2两综合异常区Au、Ag浓集中心的连线大致呈NW向,Mo、Ni等高温阶段元素在此线南侧浓度较高,Pb、Zn、Cu等高中温阶段元素在此线及其南侧浓度较高,As、Hg、Sr等中低温阶段元素在此线以北浓度较高。这一规律说明在该线及其南侧地形剥蚀程度较高,矿体出露于地表或位于浅部,而此线以北地形剥蚀程度较低,可能存在隐伏矿体。
三处综合异常部位,均分布有数条矿化蚀变破碎带,且有一定的金矿化,104号、108号矿化蚀变破碎带位于AS-2范围内,106号、107号矿化蚀变破碎带位于AS-1范围内,在矿化蚀变破碎带上均有不同程度的民采痕迹。而在AS-1、AS-2两异常区Au、Ag浓集中心连线的东北侧,也见到有相当规模的蚀变破碎带,如120号蚀变破碎带,地表石英脉宽度大于2米,且见有较多的金属硫化物(黄铁矿等),但是Au品位极低,仅为零点几克/吨。
4地球物理特征
从工区激电视极化率(ηs)等值线图上看,全区极化率较低、在测区西部大面积范围内呈浅色,视极化率较低,大部(ηs)在0.8%~2%之间,形成了本区的低极化率区。测区激电剖面西侧视极化率(ηs)有较低,其中浅蓝色部分视极化率(ηs)在0.8%~1.35%之间,中部红色部分形成高极化区,视极化率(ηs)最高达2.39%。东侧激电测量范围视极化率(ηs)持续增大,范围一般都在1.5%~2.2%,有不规则的波动变化。形成了本区极化率自西向东由小变大的特点。
本区扫面视电阻率(ρs)平面图可见:激电剖面视电阻率测区较低。测区西南和北东侧视电阻率很低呈深蓝色,一般视电阻率ρs小于等于1500Ω.·m;测区向中南部过渡视电阻率增大、红色部份视电阻率(ρs)变化范围在2000~5000Ω·m.。整体看,本区明显视电阻率从西南到北东由小到大的特点。
纵观全区,激电中梯扫面极化率异常矿区属低极化率异常区,异常背景值为1.4%、异常下限1.5%。全区形成一个明显的异常带,编号为Ⅰ号异常。
Ⅰ号异常带位于矿区中南部,由100~132线3~29分散点形成的视极化率异常带,异常形态基本完整,南北长约100m、东西宽约300m,异常带走向南北向。异常带视极化率一般在1.5%以上、中间极大值2.3%;此处视电阻率异常此处为中高阻异常,视电阻率值在1200~4000Ω·m,;此处对应地质坊里片麻岩、黑云斜长片麻岩和钾长浅粒岩及蚀变带。
5矿床地质
5.1含金矿化蚀变破碎带形态、规模、产状
研究区范围发现含金矿化蚀变破碎带15条,规模不等,长度数十米至近千米,宽度数十厘米至近十米,近SN向或NNE向展布,大多倾向东,局部倾向西,倾角60°~80°。现选择几条较好含金矿化蚀变破碎带进行详细描述:
(1)104号含金矿化蚀变破碎带(Sb104)。含金矿化蚀变破碎带位于老人头尖—杜家北沟掌。赋存于条带状、肠状黑云(角山)斜长片麻岩及钾长浅粒岩中,受近北西西向压扭性断裂控制。破碎带长度650m,厚0.2~1.8m,平均厚0.63m,呈不规则板状,走向NNW,倾向E,倾角60°~86°,岩石具钾化、硅化、绢云母化、高岭土化蚀变,金属矿物以黄铁矿为主,呈细粒星点状散布或呈斑点状聚集。含金矿化蚀变破碎带圈出3个矿体:Au104-1、Au104-2、Au104-3。Au104-1矿体位于蚀变破碎带中北部,矿体长度110m,矿体厚度0.30m,呈不规则板状,矿体平均品位Au 5.79g/t。Au104-2矿体位于蚀变破碎带中部,矿体长166m,矿体厚度0.43m,呈不规则板状,矿体平均品位Au 11.27g/t,Ag 39g/t。Au104-3矿体位于蚀变破碎带南部,赋存深度786~820m,矿体长度40m,呈板状。矿体平均品位Au 5.51g/t,Ag 63g/t。
(2)108号含金矿化蚀变破碎带(Sb108)。含金矿化蚀变破碎带位于银洞盘道—银洞坝顶东西向分水岭。赋存于条带状、肠状黑云(角闪)斜长片麻岩及钾长浅粒岩中,受近北西西向压扭性断裂控制,具绢云母化、硅化、绿泥石化,黄铁矿呈细粒星点状、细脉浸染状产出,粒径1~3mm,晶形为立方体。破碎蚀变岩真厚度0.41~0.58m。破碎带长度800m,厚0.2~2.7m,平均厚1.36m,呈不规则板状,走向NNW。南段倾向W,倾角68°~82°;北段倾向E,倾角60°~86°。含金矿化蚀变破碎带圈出2个矿体:Au108-1、Au108-2。Au108-1矿体位于蚀变破碎带中部,赋存深度887~927m,矿体长度40m,矿体厚度0.56m,呈板状,矿体平均品位Au 5.75g/t,Ag 22g/t。Au108-2矿体位于蚀变破碎带南部,矿体长38m,矿体厚度0.90m,呈囊状,矿体平均品位Au 0.99g/t,Ag 62g/t。
(3)107号含金矿化蚀变破碎带(Sb107)。含金矿化蚀变破碎带位于杜家北沟,赋存于条带状、肠状黑云(角闪)斜长片麻岩中,长650m,厚度0.10~0.50m,呈不规则板状,走向近SN,倾向E,倾角68~85°。该含金矿化蚀变破碎带中圈出两个矿体Au107-1、Au107-2。Au107-1矿体位于蚀变破碎带中部、200勘查线,矿体长度40m,矿体厚度0.45m,呈板状,平均品位Au 5.24g/t,Ag 13g/t。Au107-2矿体位于蚀变破碎带北部,矿体长度40m,矿体厚度0.40m,呈板状。矿体平均品位Au 6.57g/t,Ag<10g/t。
(4)105号含金矿化蚀变破碎带(Sb105)。含金矿化蚀变破碎带位于石堂沟沟掌,赋存于条带状、肠状黑云(角闪)斜长片麻岩及钾长浅粒岩中,长220m,厚度0.10~0.30m,呈不规则板状,走向近NNW,倾向E,倾角68~75°。该含金矿化蚀变破碎带中圈出一个矿体Au105-1:位于含金矿化蚀变破碎带中部,长80m,厚0.30m,矿体平均品位:Au 18.62g/t,Ag40 g/t。
(5)106号含金矿化蚀变破碎带(Sb106)。含金矿化蚀变破碎带位于杜家北沟,赋存于条带状、肠状黑云(角闪)斜长片麻岩中,长400m,厚度0.20~1.20m,呈不规则板状,走向近SN,倾向W,倾角80°±。该含金矿化蚀变破碎带中圈出一个矿体Au106-1号,位于含金矿化蚀变破碎带中部,长80m,厚0.30m,矿体平均品位Au为7.44 g/t。
(6)108号含金矿化蚀变破碎带(Sb108)。108号含金矿化蚀变破碎带位于玉皇顶西0.5km处,赋存于黑云斜长片麻岩中,长1100m,宽度0.70~7.50m,破碎带宽度大,延伸稳定,呈脉状、不规则板状,近SN走向。108勘查线以南,倾向东,倾角75°~88°;108勘查线以北,受断层影响,倾向西,倾角70°~78°。蚀变带岩石由蚀变岩和石英脉组成。蚀变岩,浅灰~浅黄绿色,碎裂结构,自形~半自形结构,角砾状、块状构造,具绢云母化、硅化、绿泥石化,黄铁矿呈细粒星点状、细脉浸染状产出,粒径1~3mm,晶形为立方体;石英脉,灰白~青灰色,它形粒状结构,块状、次块状、蜂巢状构造,具硅化、褐铁矿化蚀变,后期石英和金属矿物沿裂隙充填、交待。在108号脉上共圈出2个矿体:Au108-1矿体位于蚀变破碎带中部,赋存深度887~927m,矿体长度40m,矿体厚度0.56m,呈板状,由ZK10001单工程控制。矿体平均品位Au 5.75g/t,Ag 22g/t。Au108-2矿体位于蚀变破碎带南部,矿体长38m,矿体厚度0.90m,呈囊状,由TC11121单工程控制。矿体平均品位Au 0.99g/t,Ag 62g/t。
5.2矿石质量特征
(1)矿石自然类型
矿石自然类型有石英脉型、蚀变岩型。石英脉型以黄铁矿石英脉型为主,蚀变岩型多为碎裂蚀变岩。
石英脉型矿石为成矿后经后期构造活动未被搓碎而残留下来的部分,大部分的石英脉型矿石被搓碎成碎石土状、砂土状,成为蚀变岩型矿石。
(2)矿石结构构造
矿石结构为半自形—它形粒状结构、犬牙状结构、碎裂结构。矿石构造为块状、次块状、浸染状、细脉浸染状、蜂巢状构造,砂土状。
(3)矿石矿物
石英脉型矿石的矿石矿物主要为自然金、黄铁矿、黄铜矿,闪锌矿次之,偶见铜蓝、蓝铜矿、孔雀石、褐铁矿。
自然金呈金黄、铜黄色,不透明,金属光泽,粒径0.04~0.25mm,为原生不规则状、树枝状,多赋存于黄铁矿晶体微裂隙中。
黄铁矿呈浅铜黄色,不透明,金属光泽,自形、半自形、他形粒状,粒径0.03~6.0mm不等,见自形八面体、立方体、五角十二面体的单晶或聚形,部分受力破碎,沿裂隙贯入黄铜矿、方铅矿。有的黄铁矿部分或全部被褐铁矿交代,保留黄铁矿的自形或半自形晶体外形。
黄铜矿呈黄色、铜黄色,不透明,金属光泽,它形粒状,从0.02到几十毫米,多聚集成团块,沿裂隙被孔雀石、蓝铜矿交代成网状,有的被铜蓝交代。
闪锌矿呈浅褐色,不透明,金属光泽,不规则粒状,粒径0.05~5mm,闪锌矿中出现较多融离出来的黄铁矿乳滴。
金属矿物的分布不均匀,顶板一侧以黄铁矿为主,边部或沿裂隙有时可见黄铜矿。底板一侧以黄铜矿和闪锌矿为主,两者相伴出现。金属矿物的生成顺序为:黄铁矿—黄铜矿、闪锌矿—铜蓝、孔雀石。
蚀变岩型矿石的矿石矿物以褐铁矿、孔雀石为主。
(4)脉石矿物
石英脉型矿石的脉石矿物主要为石英,次为碳酸盐,早期全部为石英,晚期为石英和碳酸盐。早期石英呈半自形粒状或犬牙状垂直脉壁生长,后受构造作用发生碎裂,内部变形形成大量的毕姆纹、亚颗粒等。后期石英、碳酸盐和金属矿物沿裂隙充填交待。
蚀变岩型矿石的脉石矿物种类繁多,以长石类矿物、云母类矿物、角闪石、高岭土、碳酸盐矿物为主。
由此可见丑泥口金矿区可划分为两个阶段,早期为石英阶段和晚期的石英-碳酸岩阶段。
(5)矿石化学组分
a.矿石品位。按矿石分布位置不同:地表矿石风化程度较高,经氧化淋滤Au、Ag在局部略有富集,Au品位0.99~18.62g/t,Ag品位13~66g/t;深部矿石Au品位5.51~5.75g/t,Ag品位22~63g/t。
按矿石自然类型不同:石英脉型矿石Au品位1.15~18.62g/t、平均6.81g/t,Ag品位13~62g/t、平均35.33g/t;蚀变岩型矿石Au品位0.99~7.82g/t、平均4.53g/t,Ag品位10~66g/t、平均39.86g/t。
b.伴生组分。依据同一矿体、相同矿石类型组合分析结果,矿石中主要伴生组分:Cu 0.039%~0.38%、Pb<0.1%~0.42%、Zn 0.012%~0.26%、Mo<0.01%~0.017%、S 0.041%~17.22%,其中Cu、Pb、S达到伴生组分指标要求。
5.3围岩及蚀变
含金矿化蚀变破碎带的围岩主要为条带状、肠状黑云(角闪)斜长片麻岩和斜长角闪岩,在切穿中酸性岩脉的地方,围岩为中酸性岩脉。破碎带及其附近的围岩蚀变较强,主要有硅化、钾长石化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化和碳酸岩化,其中以绢云母化、硅化、黄铁矿化与成矿关系密切。
由于含金矿化蚀变破碎带是多期构造活动的产物,有的地段为矿化石英脉,有的地段为矿化石英脉和矿化破碎蚀变岩并存,而更多的地段为矿化破碎蚀变岩单独存在。在矿化石英脉紧贴围岩时,围岩向两侧依次出现黄铁矿化、硅化、钾化;而破碎蚀变岩的围岩蚀变往往见不到黄铁矿化和硅化,仅见到钾化、绢云母化、褐铁矿化、高岭土化等。
6结论
(1)系统总结104、105、106、107、108号含金矿化蚀变破碎带的规模、产状、金矿体的赋存状态、矿石的质量及其变化规律。
(2)对矿石类型、结构构造、矿物组成(尤其是金属硫化物共生组合,相互穿插关系等)和主要有益组分(Au)、伴生有益组分(Ag)的赋存状态及含量进行了分析。
(3)总结了金属硫化物分布规律。通过对脉石矿物成分、结构、构造的差异,划分了两个成矿阶段。通过对不同矿石化学成分的统计,发现石英脉型矿石含金品位较高。
