薄刀岭银金矿床地球物理特征及找矿标志.pdf

第2 9卷 第5期 V o l . 2 9,N o . 5 2 0 1 5年1 0月M I N E R A LR E S OUR C E SAN DG E O L OG YO c t .,2 0 1 5 薄刀岭银金矿床地球物理特征及找矿标志 张学忠, 李连涛, 刘奎松, 杨马林, 李海燕 ( 河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院, 河南 信阳 4 6 4 0 0 0) 摘 要: 薄刀岭银金矿是典型的中型韧、 脆性剪切带型矿床。矿体、 控矿构造、 岩浆岩、 赋矿地层以及周 围地质体之间存在某种物性差异 , 因而有明显的地球物理异常特征 , 构成了银金矿床重要的地球物理 找矿标志。作者试图在矿床地球物理特征研究的基础上, 总结地球物理找矿标志, 以期配合、 指导正在 进行中的大别山北坡多金属成矿带的普查找矿工作 。 关键词: 薄刀岭银金矿; 地球物理特征; 找矿标志; 物性特征; 电性特征 中图分类号:P 6 3 1 文献标识码: A 文章编号:1 0 0 1-5 6 6 3(2 0 1 5)0 5-0 6 5 9-0 6 1 区域地质背景 薄刀岭银金矿床位于秦岭大别造山带东段。 区域性凉亭韧性剪切带( 龟梅断裂) , 是形成于不同 时代、 不同构造环境, 具有不同沉积岩浆建造和不 同变形历史的两个构造地体的拼合带。断裂带由3 条走滑糜棱岩带及两个构造片岩带组成。断裂带以 北是马畈构造地层地体, 以南为殷棚构造地层地体。 马畈构造地层地体: 位于近NW向分布的凉亭 韧性剪切带以北, 分布地层主要为下古生界二郎坪群 地层, 岩性为变质火山岩夹大理岩、 二云变粒岩、 斜长 角闪片岩等, 少量上古生界石炭系和中生界白垩系地 层, 岩性为千枚岩、 变质砂岩、 砂砾岩、 火山岩。在其 南侧边缘混杂有下元古界秦岭岩群岩块, 岩性为白云 石大理岩、 黑云斜长片麻岩、 斜长角闪片麻岩。岩浆 岩在此地体内十分发育, 以加里东期中性片麻状闪长 岩为主, 次为燕山期薄刀岭和马鞍山酸性二长花岗岩 独立侵入体。另外, 近S N向分布的石英斑岩脉十分 发育, 大多呈集束状出现。构造以近EW向脆性断 裂为主,N E向次之。此地体内分布有油榨金矿区, 总体矿化较弱。 殷棚构造地层地体: 位于凉亭断裂带以南, 出露 地层主要为中元古界龟山岩组, 岩性为白云斜长石英 片岩、 斜长角闪片岩。及少量的新生界第四系、 第三 系粘土、 砂砾岩覆盖层。岩浆岩不发育, 只分布有数 量较少的小规模石英脉和花岗斑岩脉。构造以N E 向脆性断裂为主, 局部截穿EW向构造。此地体内 的龟山岩组是重要的含矿地层, 薄刀岭银金矿床赋存 于该套地层中, 是银金成矿的重要矿源层。 2 矿区地质特征 薄刀岭银金矿区位于桐柏大别金( 银) 成矿带 的南亚带上。是典型的中型韧、 脆性剪切带型矿床。 矿区分布地层主要有下元古界秦岭岩群、 中元古界龟 山岩组下段、 下古生界寒武系刘山岩组及新生界第四 系( 图1) 。 下元古界秦岭岩群( P t1Q n) : 分布于矿区中北部 薄刀岭大石英脉以北, 为一构造片麻岩块。主要岩性 为含榴白云( 绢云) 斜长片( 麻) 岩夹斜长角闪岩、 石英 片岩、 大理岩, 这是一套以构造融合作用为主导的高 级变质结晶基底岩石。片( 麻) 岩块展布方向和地层 走向大体一致, 走向近EW, 总体倾向S, 倾角3 0 5 0 。岩层内大部已混合岩化, 形成发育有长英质混 合条带与四周岩层皆为韧性剪切接触, 层内局部有高 含量的银矿化。 收稿日期:2 0 1 4 - 0 2 - 2 1 作者简介:张学忠(1 9 6 0-) , 男, 河南巩义人, 高级工程师, 长期从事物化探生产科研工作。E - m a i l:6 0 2 0 6 8 3 9 4q q . c o m 引文格式:张学忠, 李连涛, 刘奎松, 等.薄刀岭银金矿床地球物理特征及找矿标志J.矿产与地质,2 0 1 5,2 9(5) :6 5 9 - 6 6 4. 图1 薄刀岭银金矿区地质图 F i g . 1 G e o l o g i cm a po fB o d a o l i n gA g - A um i n i n ga r e a 1第四系 2下古生界刘山岩岩组 3中元古界龟山岩组 4下元古界秦岭岩群 5石英斑岩脉 6石英脉 7区域性韧性剪切带 8硅化构造角砾岩带 9银矿体及编号 1 0金矿化体及编号 中元古界龟山岩组下段(P t2g 1) : 分布于矿区中 南部, 呈近EW向展布, 北侧和薄刀岭大石英脉呈构 造接触, 南界超出矿区范围。根据岩性组合特征, 龟 山岩组下段自下而上可分为三个岩性层即第一岩性 层( P t2g d i) : 主要岩性组合为绢云斜长片岩、 绢云石 英片岩、 白云石英片岩夹斜长角闪片岩, 其原岩是一 套成熟度较低的泥质沉积层; 第二岩性层(P t 2g c d) : 主要以碳质( 含炭) 绢云斜长片岩、 炭质( 含炭) 绢云石 英片岩为主, 局部含炭量低或不含炭; 第三岩性层 ( P t2g g y) : 以含榴绢云斜长片岩、 白云石英片岩为主, 局部为含斜长石斑晶的绢云( 白云) 斜长片岩夹顺层 分布的石英脉及长英质脉体。该岩性层岩石变形强 烈, 呈构造片岩特征, 为凉亭韧性剪切带主要载体。 三个岩性层大体整合接触, 走向2 5 0 2 8 0 , 倾向4 0 6 0 。第二岩层的含炭片岩分布较凌乱, 沿走向分 枝、 复合明显, 局部有穿插现象。 下古生界寒武系刘山岩岩组(l) : 分布于矿区 北部边缘, 岩性组合为斜长角闪片岩为主, 夹有绢云 斜长片岩、 含斑黑云斜长片岩。其原岩为偏酸性的角 斑岩、 石英角斑岩。岩层走向总体近EW, 倾向S, 倾 角3 0 5 0 , 此岩组与成矿关系不大。 区内断裂构造发育, 褶皱构造不发育.断裂构造 又分为韧性和脆性两种, 是矿区主要的导矿和控矿构 造, 与矿床形成联系密切。 区内岩浆活动简单, 除沿F 1充填的规模较大的 薄刀岭大石英脉外, 只零星分布有一些规模较小的石 英斑岩脉、 花岗斑岩、 黄斑岩脉及与矿化关系密切的 小石英脉等。 3 矿体地质特征 3. 1 矿体特征 薄刀岭银金矿体赋存在凉亭断裂带近EW脆性 蚀变构造破碎带中, 并严格受其控制。矿体的展布形 态受其赋存的韧脆性构造破碎带控制, 在构造破碎带 内, 呈近EW向平行或雁行状排列, 倾向S, 单矿体沿 走向和倾向均呈舒缓波状。矿体顶板围岩为绢云石 英片岩、 碳质绢云石英片岩。 3. 2 矿石特征 主要金属矿物有辉银矿、 自然金、 金银矿、 褐铁矿、 黄铁矿、 磁铁矿、 锐钛矿及少量的方铅矿、 闪锌矿、 毒砂 和黄铜矿, 金属矿物总量占矿石成分的1 % 6 %, 其中 以褐铁矿、 黄铁矿为主。非金属矿物主要有石英、 斜长 石、 钾长石、 绢云母、 白云母及少量的角闪石、 绿帘石、 石榴石等。副矿物有榍石、 锆石、 磷灰石等。 3. 3 围岩蚀变 矿区围岩蚀变以硅化、 黄铁矿化、 褐铁矿化为主, 次为绢英岩化、 绢云母化、 碳酸盐化、 高岭土化、 绿帘 石化等, 其中硅化、 黄铁矿化( 褐铁矿化) 、 绢英岩化、 碳酸盐化多发育在构造带内, 高岭土化、 绿帘石化和 绢云母化在矿区广泛分布。 4 区域地球物理特征 4. 1 区域岩石物性特征 根据前人对区域岩石物性参数的测定结果, 按地 ( 岩) 层和岩浆岩两大类分别统计( 表1、 表2) 。结果 066 矿 产 与 地 质 2 0 1 5年 表1 大别山地区地( 岩) 层物性参数统计表 T a b l e1 P h y s i c a lp r o p e r t yp a r a m e t e r so f f o r m a t i o n(r o c kf o r m a t i o n)o fD a b i e s h a na r e a 表2 大别山地区岩浆岩物性参数统计表 T a b l e2 P h y s i c a lp r o p e r t yp a r a m e t e r so fm a g m a t i cr o c k so fD a b i e s h a na r e a 表明: ( 1) 按高、 中、 低三级物性数值排序, 大别片麻杂 岩磁性最高; 秦岭岩群、 龟山岩组、 二郎坪岩磁性中 等; 新生界磁性为最低。重力密度值和电性参数值的 排列序次基本上与对应地( 岩) 层的磁性排序一致。 ( 2) 岩浆岩的物性特征表现为从超基性基性 166 第2 9卷 第5期 张学忠等: 薄刀岭银金矿床地球物理特征及找矿标志 中性酸性岩磁性值依次由高到低; 重力密度值由高 到低; 电阻率值由低到高; 极化率值由高到低。碱性 岩浆岩的磁性、 电性、 密度与本区其它岩浆岩类相比 均表现为低数值, 但极化率与中性岩体的极化率具有 相同量级的数值。 ( 3) 综合分析区域地层、 岩体的物性特征, 区域地 ( 岩) 层明显反映出三个磁性、 密度分界面。表现为桐 柏大别片麻杂岩与下元古界秦岭岩群间的结晶基 底; 下古生界二郎坪群与上古生界石炭系间的磁性、 密度分界面; 中生界白垩系与新生界间的磁性、 密度 分界面。由于区域地层的分布和分界面的物性差异, 区域磁场、 重力场分布呈条带状, 并受构造、 岩浆侵位 控制。薄刀岭银金矿位于龟山岩组, 磁性属中等, 密 度较低。 4. 2 重力异常特征 15 0万布格重力异常图( 图2) 可看出: 从信阳 上天梯经光山罗陈店至商城北由三个近于椭圆形的 正重力异常呈串珠状组成一重力高值带, 重力高值带 以NWW向展布, 与区域地质构造线一致。重力值 一般6布格, 最高2 0布格。信阳上天梯和光山罗陈 店一带的重力高值区多与中基性岩浆活动关系密切。 信阳董家河经光山薄刀岭至商城为一NW向展布的 重力梯度带, 反映了桐商断裂的分布情况。断裂带 南侧相对为重力低值区, 反映了灵山、 新县花岗岩体 的分布。薄刀岭银金矿区位于重力梯度带上。 图2 大别地区布格重力异常图 F i g . 2 B o u g u e rg r a v i t ya n o m a l ym a po fD a b i e s h a na r e a 1零等值线 2正异常等值线 3负异常等值线 4. 3 航磁异常特征 区域航磁场分布特征见图3, 大致以桐商断裂 为界, 北侧为近EW向变化的正值异常区, 信阳上天 梯至光山罗陈店一带为磁场局部相对高值区, 与中基 性岩浆岩有关; 南侧以相对宽缓的负磁异常区为主, 与灵山、 新县花岗岩体有关, 这些岩体的磁场强度一 般较低。沿桐商断裂带以断续分布的半球状带状正 异常与沿断裂带侵入的基性岩关系密切。薄刀岭银 金矿区位于正磁场区, 场值T在2 0 0n T左右。 5 矿区地球物理特征 5. 1 岩矿石电性特征 薄刀岭银金矿分布在中元古界龟山岩组内, 主要 由绢云斜长片岩、 绢云石英片岩、 白云石英片岩夹斜 长角闪片岩、 炭质绢云石英片岩组成。主要金属矿物 有辉银矿、 自然金、 金银矿、 褐铁矿、 黄铁矿、 磁铁矿 等。矿体赋存于凉亭断裂带近EW脆性蚀变构造破 碎带中, 并严格受其控制。矿区其岩( 矿) 石电性参数 统计结果见表3。 由表3可知, 含金构造蚀变岩和黄铁矿化斜长角 闪片岩极化率最高, 极化率极大值为1 8. 1%, 几何平 均值为1 0. 1%; 破碎石英脉岩、 碳质绢云石英片岩极 化率值次之; 极化率常见值为7. 5%; 其它绢云石英 片岩、 花岗斑岩和含榴绢云石英片岩极化率值较低, 极化率几何平均值低于3. 3%, 含金构造蚀变岩极化 率是围岩极化率的3倍以上, 矿石和围岩极化率值差 异十分明显。 266 矿 产 与 地 质 2 0 1 5年 图3 大别山地区航磁T等值线平面图 F i g . 3 A e r o m a g n e t i cTc o n t o u rd i a g r a mo fD a b i e s h a na r e a 1零等值线 2正异常等值线(1即1 0 0伽马) 3负异常等值线(2即2 0 0伽马) 表3 薄刀岭银金矿区岩( 矿) 石极化率( ) 一览表 T a b l e3 P o l a r i z a b i l i t y()o f r o c k s(o r e s) f r o mB o d a o l i n gA g - A um i n i n ga r e a 岩( 矿) 石名称极大值极小值几何平均值 含金构造蚀变岩 1 3. 83. 06. 6 黄铁矿化斜长角闪片岩 1 8. 14. 11 0. 1 破碎石英脉岩 1 0. 03. 1 55. 7 碳质绢云石英片岩 1 1. 34. 07. 5 含榴绢云石英片岩 4. 31. 01. 7 绢云石英片岩 5. 61. 83. 3 花岗斑岩 5. 40. 82. 5 5. 2 岩矿石磁性特征 矿区其岩矿石磁性参数统计结果见表4。从表4 可知, 含金构造角砾岩磁化率最大, K极大值为5 7 9 7 ( 4 1 0 -6S I) , 几何平均值也为6 4 4( 4 1 0 -6S I) ; 其它花岗斑岩、 斜长角闪片岩等磁化率均较低。 5. 3 地球物理异常特征 5. 3. 1 激电异常特征 激电异常基本上呈带状沿断裂破碎带展布( 图 4) 。整个异常带( 含三个激电异常D J - 4、D J - 5、D J - 7) 长5. 2 k m, 宽0. 5k m左右, 异常两端未封闭。 D J - 7激电异常强度s一般为8%1 2%, 最高 1 5. 6%。D J - 4激电异常呈窄带状分布, 强度s一般 为1 0%1 2%, 最高1 4. 6%。D J - 5异常强度 s一般 为8%1 0%, 最高1 2. 6%。金属硫化物和碳质岩性 为引起异常主要原因。激电异常中心呈串珠状与矿 体基本对应。 5. 3. 2 地磁异常特征 地磁异 常Z分南、 北 两个带( 图4) 。 北 带 为 表4 薄刀岭银金矿区岩( 矿) 石磁化率(K) 一览表 T a b l e4 M a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y(K) o f r o c k s(o r e s)f r o mB o d a o l i n gA g - A um i n i n ga r e a 岩( 矿) 石名称极大值极小值几何平均值 花岗斑岩 5 0 72 8 73 8 5 斜长角闪片岩 6 5 33 72 1 7 含金构造角砾岩 5 7 9 71 9 26 4 4 脉石英 3 7 碳质绢云石英片岩 3 7 碳质绢云片岩 3 7 硅化白云石英片岩 3 7 白云石英片岩 3 7 黑云斜长片岩 3 7 含榴白云石英片岩 3 7 石英斑岩 3 7 注:K单位为4 1 0-6S I M z - 1异常, 异常沿斜长角闪片岩分布, 长5. 2k m, 宽 0. 5k m, 北部未封闭, 强度 Z值为1 0 02 0 0 n T。南 带异常有M z - 2、M z - 3组成。异常呈带状不连续分 布, 主体异常M z - 2呈扫帚状, 与控矿构造的形态一 致, 长3. 7k m, 西端未封闭, 宽0. 11k m。异常强 度 Z2 0 0 n T, 表现为低缓磁异常特征。因含金构 造角砾岩磁化率在本区最大, 低缓磁异常应与含金构 造角砾岩有关。 综合分析, 在本矿区激电异常由金属硫化物引起, 但也有碳质岩性的干扰。因此激电异常和低缓的磁异 常套合部位才是控矿构造或矿体有利部位( 图5) 。激 电异常、 地磁异常钻探验证均见银金矿体。 366 第2 9卷 第5期 张学忠等: 薄刀岭银金矿床地球物理特征及找矿标志 图4 薄刀岭银金矿区s、 Z异常图 F i g . 4 sa n d Za n o m a l ym a p o fB o d a o l i n gA g - A um i n i n ga r e a 1激电异常及编号 2磁异常及编号 图5 薄刀岭银金矿区2 0线地质、 物探综合剖面图 F i g . 5 N o . 2 0l i n ec o m p r e h e n s i v eg e o p h y s i c a l a n dg e o l o g i c a lp r o f i l eo fB o d a o l i n gA g - A um i n i n ga r e a 1第四系亚砂土 2绢云斜长片岩 3硅化绢云斜长片岩 4炭质绢云斜长片岩 5石英脉 6含金破碎带 6 地球物理找矿标志 ( 1) 物性特征: 与矿床具有空间伴生关系的龟山 岩组的白云斜长石英片岩、 斜长角闪片岩密度较低; 矿区岩性的磁性属中低等; 矿石中含有以黄铁矿为主 的硫化物, 其极化率高于无矿围岩的3倍以上。 ( 2) 磁场、 重力场特征: 矿区分布白云斜长石英片 岩、 斜长角闪片岩引起的 T正磁异常带上, 场值一 般在1 0 0n T; g 表现为重力梯度带。 ( 3) 矿区地球物理异常特征: 矿脉(含金银硫化 物富集带)上方呈现较高 s异常与低缓地磁异常套 合, Z在1 0 02 0 0 n T。 参考文献: 1 陈加伟.河南省光山县薄刀岭银金矿控矿条件及成矿模式浅析 J.四川地质学报,2 0 1 0,3 0(1) :2 8 - 3 0. 2 潘和平.井中激发极化法在矿产资源勘探中的作用J.物探与 化探,2 0 1 3, 3 7(4) ;6 2 0 - 6 2 6. 3 傅良魁.激发极化法M.北京: 地质出版社,1 9 8 2. G e o p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n dc l u e s f o rp r o s p e c t i n g i nB o d a o l i n gA g - A ud e p o s i t Z HANGX u e - z h o n g,L IL i a n - t a o,L I U K u i - s o n g,YANG M a - l i n, L IH a i - y a n (N o. 3G e o - e x p l o r a t i o nI n s t i t u t e,H e n a nP r o v i n c i a lB u r e a uo fG e o - e x p l o r a t i o n a n dM i n e r a lD e v e l o p m e n t,X i n y a n g,H e n a n4 6 4 0 0 0,C h i n a) A b s t r a c t:B o d a o l i n gA g - A ud e p o s i t i sat y p i c a lm i d d l e - s i z e dd u c t i l e - b r i t t l es h e a rz o n ed e p o s i t .T h ep h y s i c a l p r o p e r t yd i f f e r e n c e sa m o n go r e b o d y,o r e - c o n t r o l l i n gs t r u c t u r e,m a g m a t i cr o c k,o r e - b e a r i n gh o r i z o na n dp e - r i p h e r a lg e o l o g i c a lb o d yr e s u l ti no b v i o u sg e o p h y s i c a la n o m a