內(nèi)蒙古小聚合物金礦地質(zhì)特征及成因分析

內(nèi)蒙古小聚合物金礦地質(zhì)特征及成因分析

0礦物資源性與礦產(chǎn)資源豐富程度的關(guān)系吉林省白山市小石金礦床位于白山市南西約45公里處。它位于中國(guó)朝鮮的幾乎同一個(gè)地臺(tái)和遼東的背斜上。漢江-太子河位于老嶺以北，向西傾斜，老嶺底部高度靠近老嶺，漢江-斷裂帶盆地（見(jiàn)圖1）。該礦床發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)90年代末期,兩條蝕變帶均位于石英斑巖與大理巖的接觸帶上,并呈北東向分布。經(jīng)過(guò)多年的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)現(xiàn)有資源已近枯竭,加強(qiáng)找礦工作延長(zhǎng)礦山壽命已顯得迫在眉睫。目前,圍饒?jiān)摰V床下一步的找礦方向,尚存在爭(zhēng)議。主要是對(duì)該礦床的成因,存在多種觀點(diǎn),主要有兩種認(rèn)識(shí):一為巖漿熱液成礦說(shuō),認(rèn)為該礦床的形成與石英斑巖的入侵就位有關(guān),主要依據(jù)是石英斑巖中Au的豐度值較高,已知礦體均分布于接觸帶附近;另一種認(rèn)為該礦床同區(qū)域上荒溝山、板廟子金礦同為受北東向斷裂構(gòu)造控制的礦床,與巖漿巖關(guān)系不大,主要成礦機(jī)制為大氣降水—深源熱液循環(huán)體系,成礦熱液以大氣降水為主,主要依據(jù)為該礦床礦石類型同區(qū)域上上述礦床相同,也為紫紅色貧硫化物強(qiáng)硅化蝕變巖型。造成分歧的原因,一是礦床本身的復(fù)雜性,二是該金礦處于長(zhǎng)白山地區(qū),植被極為發(fā)育,地表覆蓋嚴(yán)重,給地質(zhì)找礦工作帶來(lái)一定困難。本文結(jié)合區(qū)域上荒溝山、板廟子等大中型礦床成礦規(guī)律,通過(guò)該礦床控礦因素和找礦標(biāo)志、找礦信息的研究,進(jìn)一步明確了該區(qū)的找礦方向,在其外圍取得了找礦突破。1巖脈、構(gòu)造環(huán)境小石人金礦在區(qū)域上處在吉南老嶺貴金屬、多金屬成礦帶的中段西側(cè),紅土崖—大石棚金及多金屬成礦帶中段。本成礦帶上主要金礦(床)點(diǎn)有大鏡溝金礦、石棚溝金礦、天橋金礦等,區(qū)域上較具規(guī)模的金礦床有二道江—江源斷裂帶上的板廟子金礦床,小四平—南岔斷裂帶上的荒溝山金礦床等(見(jiàn)圖1)。礦區(qū)地質(zhì)情況較簡(jiǎn)單。出露地層主要為古元古界老嶺群珍珠門(mén)組,主要巖石類型有硅質(zhì)條帶狀白云石大理巖,角礫狀白云石及厚層塊狀白云石大理巖等;侏羅系林子頭組翠綠色火山凝灰?guī)r零星分布;下白堊統(tǒng)榆木橋子組砂礫巖大面積分布,且厚薄不一,偶有珍珠門(mén)組大理巖構(gòu)造天窗出露(見(jiàn)圖2)。斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要有北東、北西向斷裂帶。紅土崖—大石棚斷裂帶縱貫全區(qū),為區(qū)內(nèi)主要的控巖、控礦斷裂,受其影響,區(qū)內(nèi)北東向次級(jí)斷裂也很發(fā)育。北西向斷裂,形成較晚,破壞了北東向斷裂帶。區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育。主要發(fā)育有燕山晚期石英斑巖,呈超淺成巖相沿北東向斷裂構(gòu)造侵入于大理巖中。巖脈主要發(fā)育有閃長(zhǎng)玢巖,呈北東向展布。1/20萬(wàn)、1/5萬(wàn)水系沉積物異常發(fā)育,濃集中心明顯。主要元素組合復(fù)雜,異常元素為Au、Ag、Bi、Hg、Cu、Pb、Zn、As、Sb,可分為Au、Ag、As、Hg、Sb及Cu、Pb、Zn、(Bi)2組,前者與區(qū)域上老嶺成礦帶的礦化特征相一致,后者表明多金屬金礦是研究區(qū)中的主要礦床類型,總體上體現(xiàn)了成礦的多階段性和復(fù)雜性。研究區(qū)小石人金礦床位于一重力梯度帶上,而重力梯度帶往往是大斷裂帶存在的部位(見(jiàn)圖1),也是大型成礦帶發(fā)育的部位。2礦帶和礦帶的特點(diǎn)2.1礦化蝕變帶分布含金蝕變帶呈北東向展布,與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。礦區(qū)內(nèi)有2條礦帶,出現(xiàn)在石英斑巖南北兩側(cè),可稱為南帶和北帶。北礦化蝕變帶規(guī)模較大,控制長(zhǎng)約270m,平均寬度約為11m,最大寬度可達(dá)17.1m,控制2條礦脈,均為SE傾向,傾角約37°。南礦化蝕變帶規(guī)模較小,平均寬度約4m,最大寬度可達(dá)8m,控制4條礦脈,其中最南側(cè)的礦脈傾向NW,其余2條礦脈均傾向SE,傾角變化在52°～35°。從已知的2條含金蝕變帶形態(tài)來(lái)看,盡管它們位于石英斑巖與大理巖的接觸帶上,但產(chǎn)狀并不與接觸帶一致,而是與北東向斷裂構(gòu)造一致。而從其控制的礦體產(chǎn)狀來(lái)看,應(yīng)為北東向斷裂構(gòu)造的次級(jí)派生斷裂。2.2礦石以礦產(chǎn)為組成成分,其礦床產(chǎn)礦多以金屬資源為核心礦石類型十分復(fù)雜,但依據(jù)硫化物含量,可以分為兩類:一為紫紅色貧硫化物強(qiáng)硅化蝕變巖型,其特點(diǎn)是以硅化石英為主,少量赤鐵礦、褐鐵礦、白云石、方解石,無(wú)硫化物,礦石品位一般為3～12.8g/t,最高為22.3g/t,是本礦區(qū)主要的礦石類型;另一種是在前者基礎(chǔ)上產(chǎn)生金屬硫化物疊加,主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂等,但硫化物總量不高,一般低于20%,該類礦石品位有所提高,一般為10～15g/t,最高大于100g/t。礦石結(jié)構(gòu)主要為侵蝕結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。構(gòu)造為網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。圍巖蝕變以硅化為主,蛋白石是主要的蝕變礦物,另可見(jiàn)黃鐵礦化、赤鐵礦化、斑銅礦化、硅酸鹽化、孔雀石化。金的品位變化與赤鐵礦化、銅礦化有密切的關(guān)系,呈共消長(zhǎng)。3挖掘方向和挖掘方法的選擇3.1小礦石金礦床成礦作用在現(xiàn)有礦產(chǎn)資源已近枯竭的情況下,下一步的找礦方向顯得尤其重要。而控礦地質(zhì)條件的分析,則是決定找礦方向的基礎(chǔ)。小石人金礦床具有和區(qū)域上已知大中型金礦床(荒溝山、板廟子等)相同的控礦地質(zhì)條件,主要體現(xiàn)在:(1)地層條件。老嶺群珍珠門(mén)組是成礦作用中重要的地層條件,一方面是其金的豐度值很高,據(jù)荒溝山金礦床研究資料,含Au(0.0016～0.0080)×10-6,富集地段達(dá)0.31×10-6,濃集系數(shù)為7.75;另一方面是其較活潑的化學(xué)性質(zhì)使其中的金元素容易析出成礦。(2)構(gòu)造條件。礦區(qū)內(nèi)區(qū)域性的紅土崖—大石棚斷裂構(gòu)造縱貫全區(qū),使得礦區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造十分發(fā)育。另外,大理巖脆性較強(qiáng)容易形成構(gòu)造裂隙,加上其比較封密的孔隙度,因此其中的構(gòu)造裂隙容易成為容礦空間。(3)巖漿巖條件。礦區(qū)內(nèi)石英斑巖呈超淺成相侵入并占據(jù)北東向斷裂構(gòu)造,其本身金的豐度值也很高,說(shuō)明其對(duì)成礦條件有利,并也可能帶來(lái)部分成礦物質(zhì)。此外,還有幾點(diǎn)特征值得注意。礦區(qū)的礦石以紫紅色貧硫化物強(qiáng)硅化蝕變巖型為主,并有少量后期金屬硫化物的疊加,這一特點(diǎn)與荒溝山、板廟子金礦床相同。金的成色較高,一般大于900‰,具備來(lái)源于地層金的特點(diǎn);金一般呈微細(xì)粒金分布于硅化石英中,而與金屬硫化物關(guān)系不密切。這與荒溝山、板廟子金礦床也是相同的。礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)烈,主要是在石英斑巖與大理巖接觸帶上。但蝕變的特點(diǎn)不同:接觸帶上的蝕變主要為無(wú)色透明的高溫型硅化,圍饒接觸帶分帶,分布范圍廣但不含金;而礦化蝕變主要為淺紅色、乳白色的硅化,甚至出現(xiàn)低溫的蛋白石,受北東向斷裂構(gòu)造控制,分布范圍窄,含有一定金品位。說(shuō)明成礦作用與成巖作用不是同時(shí)發(fā)生的,而成礦作用圍巖蝕變的特點(diǎn)與區(qū)域上有關(guān)礦床也是相同的。綜上所述,小石人金礦床為超細(xì)粒淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床1,具有與區(qū)域上荒溝山、板廟子等大中型金礦床相同的礦床特征,成礦機(jī)制為大氣降水-深源熱液循環(huán)體系,為同一成礦事件不同位置的產(chǎn)物。結(jié)合區(qū)域上成礦規(guī)律可以認(rèn)為,小石人金礦床外圍找礦方向?yàn)槠浔睎|向斷裂構(gòu)造的兩側(cè)延伸方向。3.2構(gòu)造原生暈法小石人金礦床研究程度較高,前人已經(jīng)建立了地球化學(xué)找礦模型、地球物理探測(cè)模型以及綜合找礦方法,在不同程度上為本礦區(qū)的地質(zhì)找礦工作奠定了基礎(chǔ)。但是在礦區(qū)北東、南西兩方向上的外圍,有大面積的早白堊紀(jì)榆木橋子組覆蓋,極大地影響了常規(guī)物化探找礦方法的利用。構(gòu)造原生暈法,是指在斷裂構(gòu)造上采取原生暈,進(jìn)而尋找隱伏礦體的方法。近幾十年來(lái),在國(guó)內(nèi)外的化探原生暈研究中有了很大的發(fā)展和提高。人們逐漸認(rèn)識(shí)到,與成礦有關(guān)的原生暈不僅具有前緣、尾部、毗鄰和側(cè)面的分帶性,而且由于含礦熱液沿可滲透基巖或斷裂帶、剪切帶、角礫巖化帶、糜棱巖化帶和裂隙等構(gòu)造通道運(yùn)移、沉淀,原生暈受構(gòu)造裂隙控制,可以沿裂隙向上和兩側(cè)的圍巖分布。根據(jù)不同的找礦目的,構(gòu)造原生暈樣品的采集可以沿控礦斷裂構(gòu)造的走向(在走向上追索礦體),也可以沿其傾向進(jìn)行(在傾向上追索礦體,如受斷裂控制的深部隱伏礦體),還可以在蝕變帶斷面上采集(以判斷是否為礦化蝕變)。采集物主要是沿裂隙充填的物質(zhì),可以是硅化細(xì)脈、褐鐵礦化物質(zhì)、巖脈和斷層泥等能夠反映斷裂帶熱液活動(dòng)信息的介質(zhì)。因此,在小石金礦床外圍,可以嘗試構(gòu)造原生暈的方法,以尋找隱伏礦體。此外,在溝谷底部或斷崖處,還可見(jiàn)少量大理巖露頭,路線地質(zhì)踏勘也是有效的找礦手段之上。4礦山效率4.1斷層泥、斷層角礫巖為了驗(yàn)證北東向斷裂構(gòu)造的含礦性,同時(shí)擴(kuò)大礦床的資源量,在沿接觸帶施工了8個(gè)鉆孔探礦無(wú)果的情況下,2008年度將找礦方向轉(zhuǎn)向礦床的北東區(qū)。由于該區(qū)大面積為榆木橋子組砂礫巖覆蓋,不具備土壤化探利用條件,故沿北東向斷裂構(gòu)造采取了構(gòu)造原生暈。樣品的采集嚴(yán)格沿?cái)嗔褬?gòu)造進(jìn)行,采集介質(zhì)主要為斷裂面上的斷層泥、斷層角礫巖中的膠結(jié)物、硅質(zhì)細(xì)脈、碎裂大理巖、碎裂砂礫巖等(見(jiàn)表1),主要是利用自然露頭和以前的控礦工程(槽探等),部分地段動(dòng)用了山地工程(淺井),在2.2km的長(zhǎng)度上共采集了25個(gè)樣品(見(jiàn)圖3)。由表1、圖3可知,在同一斷層沿其走向不同位置采集的樣品,各元素含量并不均勻,甚至差別很大,造成這種差別的原因可能很多,但有無(wú)含礦熱液活動(dòng)應(yīng)該是主要原因之一。同時(shí)還不難發(fā)現(xiàn),Au、Hg元素具有良好的相關(guān)性,而與As、Sb相關(guān)性相對(duì)較差,這與已知礦石中貧硫化物的特點(diǎn)相吻合,這也說(shuō)明含礦熱液的活動(dòng)引起了各元素含量的不均勻。另外還有一點(diǎn)值得注意,YS-15號(hào)樣品為碎裂石英斑巖,其Au元素含量并不高。對(duì)Au元素含量較高的YS-3、YS-4樣品采集處一原有舊槽加深,在深達(dá)2.5m處未見(jiàn)礦體,但發(fā)現(xiàn)礦化蝕變有增強(qiáng)的現(xiàn)象,繼續(xù)以淺井方式施工,深至4m處見(jiàn)一寬約2m的金礦體,品位10×10-6～15×10-6,嚴(yán)格受北東向斷裂構(gòu)造控制,證實(shí)了該高值點(diǎn)由下部礦體引起。4.2金礦體在北東向控礦構(gòu)造南西延長(zhǎng)方向上的路線調(diào)查中,距礦區(qū)南西方向20km報(bào)馬川一帶發(fā)現(xiàn)了金礦體1條,寬約3～5m,品位1.0×10-6～10.0×10-6,礦石類型為紫紅色貧硫化物強(qiáng)硅化蝕變巖,礦體附近除一閃長(zhǎng)玢巖外,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它巖漿巖,其前景正在勘查中。這一發(fā)現(xiàn),亦證實(shí)了北東向斷裂構(gòu)造的含礦性。5下白堊統(tǒng)榆木橋子組從大理巖走向巖性的地