黑龍江葦沙河金礦床地質(zhì)特征及成因分析

黑龍江葦沙河金礦床地質(zhì)特征及成因分析

魏沙河金礦區(qū)位于吉林省南部通化市集安市頭道市。最初的工作是一個(gè)黃金礦床。通過(guò)系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查，在礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了三條工業(yè)礦石，長(zhǎng)80米、300米和450米，厚1.0.2米。一般來(lái)說(shuō)（10.20）10-6，最高106.4610-6），并發(fā)現(xiàn)了許多礦化區(qū)。結(jié)合地球化學(xué)和地球物理的綜合研究，預(yù)計(jì)偉沙河地區(qū)金礦床潛力巨大。預(yù)計(jì)偉沙河金礦床已成為工業(yè)金礦床。為了更好的開(kāi)展找礦預(yù)測(cè)工作,本文對(duì)其產(chǎn)出環(huán)境及其地質(zhì)特征進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)金礦床類型及成因進(jìn)行了探討。1老嶺群巖石學(xué)特征葦沙河金礦區(qū)域上屬遼河—老嶺—摩天嶺早元古宙裂谷中段。一級(jí)構(gòu)造隸屬于華北地臺(tái)北緣東段,二級(jí)構(gòu)造屬于遼東臺(tái)隆,三級(jí)構(gòu)造屬于太子河—渾江陷褶斷束。區(qū)內(nèi)以太古代陸核為基底,經(jīng)古元古代陸核活代增生、新元古代—古生代陸核穩(wěn)定發(fā)展、中新生代陸核活化改造長(zhǎng)期地質(zhì)歷史發(fā)展歷程,為該區(qū)礦產(chǎn)資源的形成提供了優(yōu)越的地質(zhì)條件。區(qū)域內(nèi)地層主要為古元古代集安群和中元古代老嶺群。區(qū)域地層總體上呈NE向展布。集安群:該巖系主要分布于通化市以南地區(qū),在集安市北部出露較全,以含硼、含石墨、高鋁為特征,由旋回比較清楚的火山巖、碎屑巖、碳酸鹽巖等火山沉積變質(zhì)巖系組成,為裂谷早期沉積產(chǎn)物。經(jīng)受了多期變質(zhì)變形,褶皺發(fā)育,斷裂縱橫交錯(cuò),是一套復(fù)雜褶皺變質(zhì)巖系。主要巖石類型包括:集安群下段的螞蟻河組,以含硼為特征,巖石類型主要有斜長(zhǎng)角閃巖、黑云變粒巖、透輝變粒巖、鈉長(zhǎng)淺粒巖、電氣變粒巖、電氣石英巖、白云質(zhì)大理巖、蛇紋橄欖白云質(zhì)大理巖等,其同位素年齡為2308Ma(U-Pb法)。集安群中段荒岔溝組以含石墨為特征,主要巖石類型有含石墨黑云變粒巖、含石墨透閃透輝變粒巖、含石墨淺粒巖、石墨變粒巖、黑云片巖、含石墨大理巖和斜長(zhǎng)角閃巖,其同位素年齡為2030Ma(Pb-Pb法)。集安群上段大東岔組為一套以陸源碎屑堆積為主的沉積變質(zhì)巖,以多硅高鋁為特征,底部以石英巖為標(biāo)志,主要巖石類型有石榴黑云矽線斜長(zhǎng)片麻巖夾變粒巖、淺粒巖、石英巖等。同位素年齡為1916Ma(Rb-Sr法)、1893Ma、1866Ma(K-Ar法)。老嶺群主要出露于研究區(qū)內(nèi)通化縣新農(nóng)村—四方山—集安市板石溝一線以及江源縣小四平—臨江市—白山市七道溝一帶。其變質(zhì)巖石類型自下而上分別為石英巖-淺(變)粒巖組合,(白云質(zhì))大理巖、二云片巖、石榴二云片巖、十字石二云片巖夾大理巖、石英巖及絹云千枚巖的巖石組合序列。區(qū)內(nèi)花崗巖屬鴨綠江花崗巖帶的一部分,該巖帶整體沿鴨綠江斷裂帶呈北東向展布,省內(nèi)長(zhǎng)達(dá)200余公里。主要巖性為黑云母花崗巖、石英二長(zhǎng)巖、花崗巖等。2礦區(qū)地質(zhì)2.1輝黑云變粒巖礦區(qū)內(nèi)出露地層為早元古宙集安群和中元古宙老嶺群中一套古老的中淺變質(zhì)巖系,自下而上為:集安群螞蟻河組,均質(zhì)混合巖夾含硼蛇紋大理巖,分布在測(cè)區(qū)東部;荒岔溝組,含墨透輝黑云變粒巖夾含墨大理巖,分布在測(cè)區(qū)東部。老嶺群板房溝組:分布于工作區(qū)北部,是含金主要層位,本區(qū)出露三個(gè)巖性段。(1)淺粒巖、黑云鉀長(zhǎng)變粒巖段。厚400~500m,該套巖石常見(jiàn)鉀化,沿片理出現(xiàn)鉀長(zhǎng)石脈。(2)透閃變粒巖段,分布于葦沙河近側(cè)及金廠溝一帶,呈北東向帶狀展布,厚200~80m,沿帶金礦體極發(fā)育。(3)黑云變粒巖段,呈北東向分布。珍珠門(mén)組,分布在測(cè)區(qū)中部,呈北東向展布,由白云質(zhì)大理巖組成?；ㄉ浇M,分布在測(cè)區(qū)南部及東部,主要由云母片巖及變粒巖組成。2.2中北東及近雙向構(gòu)造本區(qū)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育(圖1),其中北東及近南北向構(gòu)造伴隨強(qiáng)烈基性巖漿活動(dòng),控制了區(qū)內(nèi)金及有色金屬礦的分布。北西向斷裂屬晚期構(gòu)造,破壞早期斷裂。2.2.1板石溝—斷裂構(gòu)造特征北東—近南北向斷裂構(gòu)造:包括F101,F102,F103,F104等。其中F101位于小葦沙河南側(cè),走向北東35°,長(zhǎng)大于3km;F102,西起頭道—通化公路邊,沿北東向分布,到馬家東溝轉(zhuǎn)向近南北向構(gòu)造,橫貫全區(qū),區(qū)內(nèi)長(zhǎng)5km,是板石溝—二道江大斷裂的南西延長(zhǎng)部分,在本區(qū)南西段沿?cái)鄬映霈F(xiàn)明顯的激電異常。它是珍珠門(mén)組與板房溝組的分界線,西南段傾向南東,向東到馬家東溝一帶則傾向東,傾角60°。斷裂寬窄不等(7~12m),發(fā)育角礫巖、斷層泥,并有輝綠巖脈貫入,顯示多次活動(dòng)特征。F102次級(jí)斷裂發(fā)育,長(zhǎng)幾百米至1000m,間距幾米至幾十米不等,斷層寬0.1~0.3m。F103,分布測(cè)區(qū)南部及東部呈弧形狀,西部近東西向,東部在馬家東溝東為近南北向展布。它是一條橫貫全區(qū)的韌性剪切帶,顯示較強(qiáng)的塑性流變特征,帶內(nèi)見(jiàn)明顯的糜棱巖化,碎斑構(gòu)造發(fā)育。F104,南起樓子溝,向北東延伸至區(qū)外,傾向東及南東,傾角緩,使集安群逆沖于老嶺群之上。北西向斷裂:稱為金廠溝斷層,切割北東向斷層。2.2.2%金異常在f2c初步研究表明,斷層是地下熱液活動(dòng)的通道,也是天水加入的成礦有利地區(qū),構(gòu)造活動(dòng)造成多級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育,成為含金熱流體運(yùn)移的通道和沉淀的空間。全區(qū)90%金異常分布明顯受斷裂構(gòu)造控制。沿F102斷裂發(fā)育強(qiáng)烈的黃鐵礦化、硅化、絹云母化、綠簾石化等。地表局部出現(xiàn)金礦化(品位:0.17×10-6),并伴隨基性巖漿活動(dòng),是本區(qū)一條重要的導(dǎo)礦及容礦構(gòu)造。F102斷裂發(fā)育次級(jí)及派生斷裂,它們控制著了礦區(qū)內(nèi)礦化蝕變帶及其中金礦體的分布,多次斷裂活動(dòng)控制厚大富金礦體(品位19.10×10-6,最高品位達(dá)106.46×10-6)。2.3巖石學(xué)和成礦的關(guān)系礦區(qū)侵入巖包括元古代及古生代兩期侵入巖。元古代侵入巖為基性巖類,為輝長(zhǎng)巖或輝長(zhǎng)—輝綠巖及輝綠巖,主要分布在區(qū)域斷裂附近,與成礦沒(méi)有關(guān)系。古生代侵入巖為石英閃長(zhǎng)巖體,主要出露在工作區(qū)北部,侵入于老嶺群板房溝組,石英閃長(zhǎng)巖體遭受強(qiáng)烈鉀長(zhǎng)石化,鉀長(zhǎng)石細(xì)脈明顯穿切巖體占10%~20%。巖體Au、Pb、Zn豐度高,尤其金高達(dá)62×10-9。3礦床類型3.1金礦體-根據(jù)礦體分布特征,金化探異常分布特點(diǎn),將全區(qū)分為葦沙河和馬家東溝—金廠溝礦區(qū)。前者金異?？傮w沿北東向斜列式分布,后者金異常呈面形分布,二者間有北西向斷層相隔。以葦沙河地區(qū)各礦段為例說(shuō)明礦體特征:Ⅰ號(hào)礦段:位于葦沙河金礦化帶西南,受F102斷層的次級(jí)斷裂控制。該段已發(fā)現(xiàn)3條金礦體,由北到南編號(hào)為Ⅰ-(1),Ⅰ-(2)和Ⅰ-(3),礦體均呈北東向近平行展布,傾向北西,傾角陡。長(zhǎng)幾十米到450m,礦體厚度具明顯膨縮特征(圖2),品位變化大。Ⅰ-(1)號(hào)礦體:分布在該礦段北西部位。礦體傾向315°,傾角80°。由TC001-3探槽控制(尚未控制完全),控制長(zhǎng)80m,礦體為褐鐵礦化斷層角礫巖,寬0.2m,金品位2.9×10-6。Ⅰ-(2)號(hào)礦體:分布與礦區(qū)北部,走向北東50°,傾向320°,傾角80°,全長(zhǎng)300m,厚1~0.2m,平均品位13.31×10-6,由PD1,Tc001-2等5個(gè)工程控制。PD1對(duì)應(yīng)礦體(深48m)為硅化斷層角礫巖,厚0.3~0.48m,品位1.82×10-6。PD5中礦體呈扁豆?fàn)?最厚1.00m,品位(11.9~19.10)×10-6,為硅化褐鐵礦化蝕變巖。Ⅰ-(3)號(hào)礦體:分布在02號(hào)礦體南東方向,兩礦體相距僅40m,走向45°,傾向315°,傾角75°~85°,礦體是存在于斷層帶中的硅化褐鐵礦化蝕變巖,全長(zhǎng)450m,厚0.5~0.1m,品位(0.42~106.46)×10-6,平均22.2×10-6,品位變化系數(shù)294%。該礦體由Tc000-2、PD1等8個(gè)工程控制。Ⅱ礦段:毗鄰于Ⅰ號(hào)礦段,北東鹿場(chǎng)一帶,該礦段北東向斷層較發(fā)育,目前控制1個(gè)金礦體。Ⅱ-01號(hào)礦體,長(zhǎng)150m,寬0.40m,金品位(0.24~3.54)×10-6,平均品位1.30×10-6,由Tc3501、Tc3301兩探槽所控制。Ⅲ號(hào)礦段:出露于北部小葦沙河南岸,西鄰小葦沙河石英閃長(zhǎng)巖體,北臨F101北東向大斷層。目前已發(fā)現(xiàn)Ⅲ-(1)號(hào)金富礦體及Ⅲ-(2)號(hào)金礦化體。Ⅲ-(1)號(hào)金礦體,產(chǎn)于北東向片理帶中由Tc3101等工程控制。該礦體傾向340°,傾角80°,長(zhǎng)達(dá)80m。平均寬0.65m,平均品位18.53×10-6,金最高品位達(dá)36.52×10-6。Ⅲ-02號(hào)金礦化體,在Tc2901中,出露寬1m褐鐵礦化斷層角礫巖,金品位0.15×10-6。Ⅳ號(hào)礦段:位于金廠溝南西,初步揭露在Tc1702中見(jiàn)褐鐵礦化斷層角礫巖,出露寬0.3m,金品位0.71×10-6,目前還在施工中。Ⅴ號(hào)礦段:位于小婁子溝北西側(cè),在Tc2101中,褐鐵礦化石英脈寬1m,金品位13.6×10-6。3.2礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及自然金賦存狀態(tài)礦石成分簡(jiǎn)單,非金屬礦物有石英、斜長(zhǎng)石、絹云母、鉀長(zhǎng)石、碳酸鹽礦物,金屬礦物包括自然金、黃銅礦、黃鐵礦,氧化礦物為褐鐵礦及針鐵礦。礦石結(jié)構(gòu)包括:自形—半自形他形和細(xì)?！⒓?xì)粒結(jié)構(gòu),交代結(jié)構(gòu),膠狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造。自然金賦存狀態(tài)包括:呈半自形粒狀分布在黃鐵礦(褐鐵礦)中,呈顯微粒狀,針狀分布在石英中,自然金呈粒狀、片狀沿巖石裂隙分布(裂隙金);自然金呈他形粒狀分布石英晶體中。3.3金礦細(xì)脈石英細(xì)脈按照礦物之間的穿切關(guān)系,區(qū)內(nèi)金成礦階段可分3個(gè)階段:(1)石英-黃鐵礦階段:表現(xiàn)為少量黃鐵礦(褐鐵礦)細(xì)脈及石英細(xì)脈,金礦品位不高,一般0.n×10-6,最高達(dá)(1~2)×10-6。(2)石英-多金屬硫化物階段:發(fā)育于破碎帶蝕變巖中,常形成富礦,金高達(dá)幾十×10-6,到幾百×10-6。(3)石英-碳酸鹽階段:主要呈細(xì)脈產(chǎn)出,切過(guò)早階段礦物,礦化微弱。3.4黃鐵礦化蝕變帶礦區(qū)圍巖蝕變普遍發(fā)育,主要包括硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。硅化:一般呈石英細(xì)脈,石英塊體多為灰色,晶洞發(fā)育,伴有黃鐵礦化,鏡下多呈細(xì)脈狀,團(tuán)塊狀產(chǎn)出,粒度在0.2mm左右,具多階段特征。絹云母化:主要分布在石英脈外側(cè),與硅化伴生。強(qiáng)烈蝕變可形成黃鐵絹英化。綠泥石化:鱗片狀或葉片狀綠泥石發(fā)育于硅化帶外側(cè)。圍巖蝕變常具有分帶特征,如Ⅰ號(hào)礦段一般蝕變分帶:內(nèi)帶為強(qiáng)硅化(含金石英脈)+黃鐵礦化+絹云母化帶;外帶為弱硅化+絹云母化帶。在Ⅲ號(hào)礦段,除上述蝕變類型外,還發(fā)育鉀化。4控制因素和礦床原因4.1構(gòu)造控制條件(1)地層控制條件:葦沙河金礦礦脈均產(chǎn)早元古集安群及中元古老嶺群地層中。對(duì)礦體圍巖成礦元素分析結(jié)果表明,礦體圍巖淺粒巖金平均豐度為1.24×10-9,而透閃變粒巖則平均55×10-9。這一結(jié)果表明,透閃變粒巖含金豐度最高,它在板房溝組中呈北東向展布,寬百余米,橫貫全區(qū),本區(qū)主要礦體均沿這條帶分布。因此,地層是金礦形成的重要因素之一。(2)構(gòu)造控制條件:礦體特征表明,板房溝金礦為脈狀、透鏡狀或扁豆?fàn)畹V體,礦體及礦化蝕變帶受不同級(jí)別的斷裂構(gòu)造控制,總體上受NE向斷裂控制,這表明NE斷裂也是金礦形成的重要因素。(3)巖漿巖條件:礦區(qū)內(nèi)發(fā)育石英閃長(zhǎng)巖,該巖體蝕變發(fā)育,并且具有較高的金豐度值,10個(gè)樣品平均62×10-9,表明石英閃長(zhǎng)巖既可能為金礦形成提供熱源,同樣可能提供成礦物質(zhì),因此,區(qū)內(nèi)石英閃長(zhǎng)巖漿活動(dòng)同樣是金礦形成的重要因素。4.2基于構(gòu)造-構(gòu)造的金礦床葦沙河金礦包括產(chǎn)于中元古宙地層的金礦體和產(chǎn)于早元古宙地層中的金礦體。這兩類金礦雖然圍巖時(shí)代不同,但直接賦礦巖系卻具有相同的特點(diǎn),其原巖均為碎屑巖系。早元古宙集安群荒岔溝組含礦地層為含墨透輝變粒巖、石墨大理巖,原巖是含碳碎屑巖、碳酸鹽巖。中元古代板房溝組含礦地層為透閃變粒巖,原巖細(xì)碎屑巖。從天山—內(nèi)蒙地軸—遼東—吉南存在一個(gè)近東西向分布的受變質(zhì)碎屑巖控制的金礦帶,特別是近年來(lái),對(duì)該類型的金礦床勘查取得了重大進(jìn)展,如產(chǎn)于中元古白云鄂博群細(xì)碎屑巖中內(nèi)蒙古浩堯爾忽洞金礦規(guī)模已達(dá)超大型金礦(金148t)。這些金礦床具有共同的特點(diǎn):受變質(zhì)碎屑巖地層控制,礦區(qū)內(nèi)發(fā)育中酸性巖漿活動(dòng),礦體呈脈狀,受斷裂控制明顯,金品位變化大,礦床規(guī)模大。這類金礦可稱為變質(zhì)碎屑巖型金礦或濁積巖型金礦,但一般多具有疊加改造型金礦床特征。本區(qū)早元古宙是裂谷環(huán)境,形成含碳碎屑巖系、碳酸鹽巖系及火山巖系。其中含碳巖系中碳為有機(jī)碳經(jīng)變質(zhì)作用后的產(chǎn)物。有機(jī)碳原為水下藻類生物能吸附大量金屬元素,尤其對(duì)金吸附能力更強(qiáng),殷鴻福研究表明藻類對(duì)金有驚人的吸附能力,富集系數(shù)最高可達(dá)幾十萬(wàn)倍,在后期變質(zhì)演化中可形成大量有機(jī)流體,攜帶含金物質(zhì)進(jìn)入含金熱液。由于強(qiáng)烈拉張作用使巖石圈變薄,大量熱流進(jìn)入地殼,形成變質(zhì)熱流,產(chǎn)生了混合熱流體向地殼淺部循環(huán),引起含礦熱流體在淺部發(fā)生沉淀成礦。同時(shí)成礦流體源源不斷的得到了下部的補(bǔ)充。含礦地層形