（地球化学专业论文）甘肃忠曲金矿区地物化综合信息寻找金矿应用研究.pdf

s u p e r v i s o r ：p i o x i 羽o n g l u o c o l l e g eo fc o m p u t e rs c i e n c e g u i l i nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y a p r i l ，2 0 0 8t of e b r u a 2 0lo l ， 0 9 2 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解( 学校) 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留 ， 并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借 阅。本人授权( 学校) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国 科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过 网络向社会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 本论文是否保密： 是 否， 如需保密，保密期限为： 学位论文作者签名：互杉形 签字日期：z 矽力年月日 桂林理工大学硕士学位论文 摘要 西倾山成矿带是西秦岭成矿区南亚带重要的金成矿带，忠曲、辛曲金矿区位于西倾山成 矿带内，与大型金矿格儿科金矿相邻。经过数年的不断开采利用，已探明资源量正不断的减 少，为了延长矿山使用寿命，在忠曲金矿深边部开展隐伏金矿预测- l 作已成为当前日益迫切 的任务。 研究区位于高寒草甸区内，覆盖率大于7 0 ，年均温度1 ，以化学风化作用为主， 元素表生地球化学作用较低，采用常规地质地球化学方法进行寻找隐伏金矿的难度大。本论 文收集成矿带内矿床地质资料，总结成矿规律，采用一套由可控生源大地地磁法( c s a l t ) 、 地球电化学法( c h i m ) 和土壤吸附相态汞测量法组成的综合找矿手段，重点在忠曲金矿区外 围开展了地球化学一地球物理找矿预测。取得了如下主要认识与成果： l 、矿床的形成受到n w w 向深人断裂控制，具多期成矿作用特点，主要集中于燕山晚期 和喜山期，成矿流体和物质来源与燕山期中酸性岩浆岩关系密切。 2 、c h i m 法、土壤吸附相态汞和c s a m t 法组合用于寻找深部盲矿体试验有效；通过分析 已知矿段物化信息与金矿体赋位置空间关系，结合西倾山成矿带矿床地质特征及成矿模型， 初步构建忠曲金矿区地物化综合信息找矿模式。 3 、采用直方图解法和趋势面分析方法对地球化学数据进行统计，对比分析统计结果， 认为趋势面分析方法选用以“x - t 。2 ”为噪音对随机误差进行剔除，在强化电化学异常及异常 展布趋势方面具有优势。 4 、在忠曲金矿外围开展地球物理勘探和地球化学勘探，发现2 个低阻体( m 1 、m 2 ) ，8 个地球电化学综合异常，预测有2 条n e n w w 向隐伏断裂。综合电性剖面特征、地球电化学 异常特征、土壤吸附相态汞特征及其推测断裂、矿区地质特征，建立地、物、化信息找矿预 测三维模型，为找矿预测提供更直观的评价依据。 5 、以找矿模式为指导，综合分析忠曲矿区地球电化学一地球物理异常特征及其与地质在 空间上的分布特点，共圈定8 个找矿靶区，其中i 类靶区2 个，i i 类靶区4 个，i 类靶区2 个。 关键词：隐伏金矿；地物化法：综合信息：找矿模式；甘肃忠曲 桂林理工大学硕士学位论文 a bs t r a c t x i q i n gm o u n t a i n sm e t a l l o g e n i cb e l ti sa ni m p o r t a n tg o l dm i n i n ga r e ai nt 1 1 es o u t ho ft h ew e s t e n l q i n l i n gm e t a l l o g e n i cr e 西o n z h o n g q u ，x i n q ug o l dd i g g i n g si sl o c a t e di nt l l ex i q i n gm o u n t a i n s m e t a l l o g e n i cb e l tn e a r b ym el a 略e s c a l eg o l dd 印o s i t ( g e e r k e ) a r e rs e v e r a ly e a r s c o n t i n u a l e x p l o i t a t i o n ，t h e 姗o u n to fo r ew i nb ed e c r e a s i n gi ns h o r to r d 瓯f o rm es a l ( eo fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to fm i n ee n t e r i s e ，i ti sn e c e s s a r yt of i n dn e wc o n c e a lo r eb o d ya sq u i c k l ya s p o s s i b l ea r o u n dt h ez h o n gq 吡g o l do i ef i e l d t h ep h y s i o g n o m yo fz h o n g q uo r ef i e l di sc o l da l p i n em e a d o wl a n d s c a p er e g i o n t h ep e r c e n t a g e o f m e a d o wc o v e ri so v e r7 0 a n dt h ea 加u a lm e a nt e l l l p e r a t l l r ew a sj u s t1d e g r e e t h es u p e r g e r l e p m c e s si sg e n e r a l l yl o w ；w h i l ec o n t e l l t so fm o s te l 锄e n t sa r ev e r yl o w ：i t 、o u l dn o tb eo f o b o u se f r e c tt od i s c o v e rt h ec o n c e a ld e p o s i tb yc o n m t i o n a lg e o l o 垂c a la n dg e o c h 锄i c a l m e m o d s t h i sd i s s e n a t i o nh a sc o l l e c t e dt h ei n f o m a t i o no ft h eg e o l o g i c a lc h a r a c t 秭s t i co fg o l d d e p o s i ti nx i q i n gm o u n t a i n sm e t a l l o g i cb e l t a n dm e t a l l o g e n i cr e g u l a t i 髓g e o e l e c t r i c c h 锄i c a le x 仃a c t i o nm e t h o d ，t h em e t h o do fm e a s 岫gt h ea d s o 击e dm 盯矾i d ri nt h e 跚r f a c es o i l 鲫dc o n 仃o l l e ds o u r c ea u d i o - 舶q u 吼c ym a 印e t o t e l l u r i ca r ec o m b i n e di nai n t e g m t i v em e t h o d t h i sm e m o dh a sb e u s e di i lz h o n g q uo r ef i e l d 斯p r o g n o s t i c a t i n gb u r i e dd 印o s i t t h e c o n c l u s i o ni sd m 、) l mu l t i l l l a t e l ya sf o l l o w s ： 1 m i l l e r o g e l l e s i sa 陀c o n 仃o l l e db ym en w w 缸翎d i n gd o 印f 孤l t i th 硒e x p 丽e i l c et l l e m u t i p e d o d i cm i n e r a l i z a t i o n ，m a i n l yo c c i l ri nm el a t ey a l l s h a n i 粗a n dh i m a l a y a np e r i o d t 1 l eo r e m a t 丽a la n dm i i l e r a l i z i n gf l u i da 船s o c i a t e dd o s e l y 谢mi n t e m e d i a t e - a c i dm a g m a t i cr o c l 【s i n 仇l d e di n 曲勰i a i l p e r i o d 2 c h i mm e t l l o d ，t h em e m o do fm 铋s u r i n gn l ea d s o 而e dm c r c 眦yi nt l l e 跚商量c es o i l 锄da r l d c s a m tm e m o dh 勰b 嘲l 懈e ds u c c e s s f l l l l y 锄de f f - e c t i v e l yf o r 麟p l o 血gm ec o n c lo r e b o d y n o u g h 觚a l y z i n g ) ，t h es p a t i a lr e l a t i o 璐l l i pb e 柳e a v a i l a b l e9 0 1 d e b o d ya i l dt l l e p h ) ，s i c a l - c h e m i c a li i l f o m a t i o n ，鹤w e l la sm ec h a m c t e r so fg o l dd 印o s i t sa n dm e t a l l o g e i l i cm o d e l i nx i q i n gm o l l l l t a i n sm e t a l l o g e i l i cb e l t ，n l eg e o l o 百c g e o p h y s i c s - g e o c h e m i c a lp r o s p e c t i n gm o d e l f o rf i n d i n gg o l dd e p o s i t si i lz h o n g q uh a sb e e ne s t a b l i s h e de l 锄e f l t 撕l y 3 u s i n gt h eh i s t o g r a ma n a l y s i sm e t l l o da n dt e n d e n c ya n a l y s i sm e t h o ds t a t i s t i c a l l ya n a l y z et h e g e o e l e c 廿0 曲锄i c a ld a t a ，t h e r ei sa 伊昀tc o n 仃a s tb e 铆e e nn l er e s u l to fh i s t o g r a ma n do n eo f t h d e i l c y t h em d o m 嗍s e ta s “x b i 2 2 、耗st a k e i li n t oa c c o u n ti n l ep r o c e s so ft e l l d e l l c y a n a l y s i s ni sv e r i 母m a tt i m 出m c ya n a 舾i sm e t h o di sm u c hd o m i i i 姐ti n8 喇n ga p a r tm e g e o e l e c 廿i ) c h 锄i c a ld b n o 咖a l i t i e sa i l ds 岫l g m e n i n gc o n t i l l u i t ) ，o fa _ b n o 衄a l i 戗 4 g e o p h y s i c a l 锄dg e o c h e i i l i c a le x p l o m t i o nh a sb e e nb r i d l l 蛳i n t o0 p e m t i o n 锄u n dt l l e i l i i i 桂林理工大学硕士学位论文 目录 要享i s t r a c t i i 录i l 章引言1 1 1 选题依据及前人工作成果1 1 1 1 论文选题依据1 1 1 2 前人工作简述3 1 1 3 论文工作方法及研究内容4 1 2 完成的工作量4 2 章区域地质概况6 2 1 区域地质6 2 1 1 区域地质构造演化6 2 1 2 南秦岭成矿带概况7 2 2 西倾山成矿带地质概况8 2 2 1 地质概况j 8 2 2 2 矿床成矿地质特征及成矿模型l l 2 3 本章小结1 3 3 章矿床地质特征1 5 3 1 忠曲金矿地质特征1 5 3 1 1 地质特征：1 5 3 1 2 矿体特征1 6 3 1 3 矿石特征1 6 3 1 4 围岩蚀变1 7 3 2 辛曲金矿地质特征1 7 3 2 1 地质特征1 7 3 2 2 矿体特征：。1 8 3 2 3 矿石特征1 8 3 2 4 围岩与蚀变1 9 3 3 本章小结1 9 第4 章物化方法可行性研究及构建找矿模式2 l 4 1 物化方法技术简介2 l 4 1 1c h i m 方法技术2 1 4 1 2 土壤吸附相态汞测量方法2 3 4 1 3c s a m t 方法技术、2 4 4 2 可行性研究2 6 4 2 2c h i m 法可行性研究结果2 8 l 桂林理工大学硕士学位论文 4 2 3 吸附相态汞测量法可行性研究结果2 9 4 3 物化方法应用效果及认识3 0 4 3 1 应用效果3 0 4 3 2 可行性研究认识3 0 4 4 找矿模式3 l 4 5 本章小结3 3 第5 章地球化学数据处理方法各论及对比研究3 4 5 1 直方图解法3 4 5 1 1 理论基础3 4 5 1 2 数据统计3 4 5 1 3 统计结果3 4 5 2 趋势面分析法j 3 5 5 2 1 理论基础3 5 5 2 2 数据统计3 6 5 2 3 趋势面分析方法探讨3 6 5 3 数据处理方法对比研究3 7 5 3 1 不同统计结果对比3 7 5 3 2 统计方法对比结论4 l 5 4 本章小结4 2 第6 章外围区找矿预测4 3 6 1 地球化学特征4 3 6 1 1 地电提取元素异常特征4 3 6 1 2 土壤吸附相态汞异常特征j 5 1 6 2 地球物理特征5 2 6 2 1 单剖面物性特征5 2 6 2 2 地质一地球物理三维特征5 7 6 3 1 物化综合异常区圈定6 0 6 3 2 找矿靶区分级6 3 第7 章结论、存在问题及建议6 7 7 1 结论成果6 7 7 1 1 理论成果6 7 7 1 2 方法技术成果6 7 7 1 3 应用成果6 7 7 2 存在的问题6 7 7 3 建议6 8 j 致谢6 9 参考文献7 0 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文：7 4 i i 桂林理工大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 选题依据及前人工作成果 1 1 1 论文选题依据 随着经济建设的快速持续发展，我国支柱性大宗矿产资源的短缺形势 日益凸现，目前第一找矿空间( 0 5 0 0 m 深度) 探明的矿产资源储量与目前 的需求严重失衡，据分析认为，第二找矿空间( 5 0 0 2 0 0 0 m 深度) 的成 矿潜力巨大，为了保障和促进我国经济社会的健康可持续发展，在第二找 矿空间以及覆盖区开展找矿工作已引起矿业部门和业内人士的高度关注 和重视【l 。2 】。我国找矿勘探对象主要针对浅表矿产资源，对寻找隐伏矿的 理论、方法及技术手段的发展相对缓慢。随着找矿目标由浅部矿、易识别 矿开始向隐伏矿、深部矿、难识别矿的转变，国内地学专家们曾提出“地 层一构造一岩浆岩 三位一体的成矿模式，发现一些成功找矿实例，由于 受传统技术水平所限现有的勘查技术手段对深部矿勘查的有效性比较有 限，同时地质找矿工作通常很难突破已有成矿、找矿模式的瓶颈，在第二 找矿空间寻找新型矿床的难度大，尤其是在覆盖区以及常规化探工作成果 不显著的地区，借助有效探矿技术组合找矿是非常必要的。近年来，我国 地学专家及地质工作者围绕深部矿体开展的一系列工作，取得了较好的成 果，总结出物、化探新方法技术在矿区深部及外围找盲矿或隐伏矿的效果 p 珥j ，国外矿业发达国家应对矿产资源短缺问题，提出“玻璃地球”等先 进勘查理念【5 】，矿床资源短缺问题已成为一个亟待解决的世界性问题。 西秦岭成矿区南亚带( 南秦岭成矿带) 系川甘陕“金三角”成矿带的 重要组成，西倾山金成矿带位于南秦岭成矿带内，系一个具大型资源前景 的金成矿带，现已发现大水、贡北、忠曲、辛曲、恰若等金矿床( 体) 。 忠曲、辛曲等矿区发现了10 余条不同规模的金矿( 化) 脉体，多数矿脉体为 地表工程揭露，少数主要矿脉体有稀疏钻孔及浅部短尺平硐工程验证。矿 山经过数年的开采，浅表矿己开采殆尽。因此，寻找矿山接替资源，延长 矿山使用寿命成为本论文研究的主要任务与目的。 忠曲金矿区位于甘南藏族自治州碌曲县境内( 图1 1 ) ，系青藏高原东 部边缘带，海拔在3 0 0 0 4 0 0 0 m ，地形为中高山，山脉沿n w s e 方向展 布，山势西高东低，山脊圆滑，坡谷陡峻，切割不深，属侵蚀构造高原山 地景观，半湿润高寒草原区，覆盖率在7 0 以上( 图1 2 ) ，基岩露头较少， 桂林理工大学硕士学位论文 进一步开展地质工作难度较大。区内风化作用以化学风化为主，元素表生 地球化学活性不强，a u 等元素含量普遍偏低【6 - 7 1 ，虽然部分弱异常经后期 工程揭露，发现不同规模的金矿脉【3 1 ，但在异常衬度不明显的地段，部分 由金矿体引起的弱异常容易被忽略。因此，在该地区开展进一步找矿工作， 有必要选择一套高效、可操作性强的探矿技术手段。 图1 1 忠曲矿区交通位置图 1 省界：2 县城：3 村镇：4 主峰：5 主干公路：6 主矿点及勘查区范围 图1 2 高寒草甸区( 忠曲矿区) 景观图 2 2 6 个，b e 异常7 个，b a 异常7 个。并对主要异常特征及其地质背景进行 了详细描述，分析了异常的成因，对异常做出了评价解释和分类，对大水、 忠曲、贡北、- 格尔托等4 个由工业矿体引起的金异常及各个元素在不同地 层中的背景值进行了对比分析。总结出：该区矿致异常与岩浆岩、构造裂 隙、蚀变矿化强度有关，矿致异常一般强度高、分带清晰、浓集中心明显， 与金相关的元素异常具有一定套合性，元素具水平分带性等规律。 1 9 8 9 年以来，甘肃省地质局第三地质队完成大水金矿及其外围一带 l ：1 万a u 元素土壤地球化学测量5 0 k m 2 。对1 ：2 0 万a u 异常及1 ：5 万 a u 异常进行了浓缩定位，并在异常检查中先后发现了大水、贡北、格尔 托等金矿床，取得了本区金矿找矿的重大突破。 自l9 9 0 年发现大水金矿以来，西倾山成矿带东段的金矿地质找矿取 得了重大突破，先后在该成矿带上发现了大水、格尔托、贡北、忠曲、辛 曲、恰若等金矿床( 点) ，并进行了普查评价。其中只有大水金矿部分区段 达详查程度，其它矿区工作程度较低。分别提交了甘肃省碌曲县忠曲金 矿普查地质报告甘肃省玛曲县贡北地区金矿普查地质报告 甘肃 省碌曲县辛曲地区金矿普查地质报告甘肃省碌曲县恰若及外围普查 常。 ( 3 ) 依据大地电磁法测量结果，了解预测区电性分布特征及其与地 层、构造、隐伏岩体的空间关系，为选定找矿靶区提供参考依据。 ( 4 ) 在深入了解忠曲金矿区成矿地质条件研究的基础上，结合金成 矿带内相似地质背景条件下典型矿床的地质特征，总结该区的地、物、化 找矿标志，建立地质地球物理勘探地球电化学综合信息找矿模型，并进 行地物化综合信息找矿预测，圈定找矿靶区。 1 2 完成的工作量 自论文开始以来，主要开展了以下几方面的工作，工作量详见表1 1 。 ( 1 ) 资料收集( 2 0 0 8 4 2 0 0 8 5 ) 从网上及图书馆中收集有关白龙江地区的期刊和书籍以及忠曲、辛曲 金矿区一些科研报告，尤其是位于西倾山金矿带的格尔柯金矿地质、成矿 研究。熟悉矿区的地质构造情况，为下一步的工作做准备。 ( 2 ) 资料处理( 2 0 0 8 5 2 0 0 8 6 ) 针对前面收集的资料，分析该地区的成矿、控矿地质条件；矢量化矿 4 桂林理工大学硕士学位论文 区地形图，进行不同比例尺图形之间的校正、配准，了解该地区成矿地质 特征。 ( 3 ) 野外工作( 2 0 0 8 6 2 0 0 8 7 ) 根据已有的认识在忠曲、辛曲金矿区进行针对性的、有目的性的地质 调查，在辛曲金矿区3 号矿体上方布置1 条7 0 0 m 长，点距为2 0 m 的勘探 线，在忠曲金矿区外围布置7 条n s 向勘探线，进行了地电提取与吸附相 态汞的野外样品收集工作；大地电磁法测量工作由北京科技大学与中科院 物理所共同完成。 ( 4 ) 野外样品的分析( 2 0 0 8 8 2 0 0 8 1 1 ) 将野外所得的地电提取样品送由桂林矿产地质测试中心进行分析。 ( 5 ) 论文编写( 2 0 0 9 4 2 0 1 0 2 ) 综合整理各类资料，绘制图形、表格，编写报告。 表1 1 工作毒详表 工作性质工作内容工作量 完成人 测线数 测点数 地电化学8 条 2 8 8 个 作者 野外工作土壤吸附相态汞8 条 2 8 8 个 作者 大地电磁测量8 条2 8 8 个 北京科技大学、中科院物理所 论文资料收集 4 0 天 一 作者 物探数据反演5 0 天北京科技大学、中科院物理所 室内工作 物探三维成图 1 5 天 作者 化探数据处理1 0 天作者 化探图件编制 5 0 天 作者 论文的编写 1 0 0 天作者 桂林理工大学硕士学位论文 2 1 区域地质 第2 章区域地质概况 西秦岭成矿区大地构造位置处于古亚洲、特提斯一喜马拉雅及滨太平 洋三大构造域交汇部位。印支期造山作用形成西秦岭成矿区n w 向基本构 造格架，燕山期浅层一超浅层中酸性岩浆侵位，沿区域断裂形成金矿化带， 喜山期南方地体向东移动，伴随大规模热水活动，使得该区金元素进一步 富集。据区域地质构造、成矿类型及生成时代等特征，西秦岭成矿区划分 成3 个成矿带：北秦岭成矿带、中秦岭成矿带、南秦岭成矿带1 9 j 。 2 1 1 区域地质构造演化 西秦岭地区处于多个构造单元复合地带( 图2 1 ) ，在漫长的地壳构造 演化过程中，经历了如下6 个阶段构造演化历程【1 0 m 】。 z 0 鳖瑟惑裟! 缀 靠吣羔塑羹 万怂 0 0 n | ：。、豁 蕊 x 3 。气 7 弋黪襟毒 融删尔。i 麟 01 0 2 0 0 1 0 2 3 0 1 0 3 。 ) 0 j 0 30 l o j0 0 。1 0 4 m + k 蛐m 口i 目2 团3 团4 圆5 圆6 困7 口l i 圃9 口l 囡1 l 图2 1 白龙江地区地质构造图( 据李亚东，1 9 9 2 ) 1 第三、第四系2 白垩系3 侏罗系4 三叠系5 石炭一二叠系6 泥盆系7 志留系 8 震旦一奥陶系9 花岗闪长岩1 0 泥盆一石炭系飞来峰1 1 逆冲断层 1 ) 早震旦纪志留纪：早震旦纪时，该区开始接受沉积；早古生代早期， 南北大陆拉张形成东西向古特提斯海域，寒武一奥陶纪为裂陷海槽、局限 性陆棚沉积环境，志留纪发生广泛海侵，早泥盆世为动荡海侵环境，陆源 物质主要来源于若尔盖古陆，形成一套吉特提斯海相复理石建造； 2 1 l 晚古生代中三叠世早期：为相对稳定的滨海浅海台地沉积环境， 形成一套以陆坪台地相碳酸盐岩建造； 3 ) 中三叠世晚期晚三叠世：台地活化，再次形成东西向裂陷槽，形成 6 桂林理工大学硕士学位论文 一套深海一半深海浊流复理石建造，厚度可达数万米； 4 ) 晚三叠纪( 印支运动) ：南北大陆俯冲碰撞造山作用，裂陷槽关闭并 褶皱隆起，伴随有岩浆活动和变质作用，沉积建造发生不同程度的区域变 质作用。印支造山作用奠定了西秦岭地区的基本构造格局；印支期末，在 北部地块边缘及其内部发生了褶皱造山隆起和一系列逆冲推覆构造，形成 了迭山一腊子口逆冲带、亚尔玛一舟曲叠瓦逆冲带、波海一白依一迭部一 武坪逆冲带、尕海一郎木寺等前陆边缘沉降带及其磨拉石建造。 5 ) 燕山期：构造活动增强，逆冲构造向南扩展，形成了玛曲一南坪逆 冲带、西倾山一武坪( 南) 中间推覆带，沿波海一白依一迭部逆冲带及玛 曲一南坪逆冲带发生超浅成火山岩及岩浆侵位，亚尔玛一舟曲逆冲带中发 生大规模的热卤水活动和成矿活动，形成了亚尔玛一舟曲金矿化带； 6 ) 喜山期：若尔盖地块向东运移对该区产生n w s e 向挤压，使逆冲 构造发生走向滑动及斜冲作用，形成尕海弧形构造、西倾山东段弧形构造， 尕海北向斜、波海北向斜侧向挤压褶曲。喜山早期：波海一白依一迭部一 武坪逆冲带发生了大规模热水溶液活动及成矿作用，形成了波海一拉尔玛 一白依金矿化带；喜山中晚期，玛曲一南坪逆冲带发生了大规模的热水溶 液成矿活动，形成了玛曲一南坪金矿化带，是西秦岭构造带上的重要成矿 带，展布方向与玛曲一略阳大断裂基本一致，金矿化主要集中在三叠统的 碳酸盐建造中，以微细粒浸染型金矿规模较大，密集成带，已知金矿床( 点) 及金矿化异常沿中酸性侵入体内外接触带以及主要断裂破碎带分布。 2 1 2 南秦岭成矿带概况 南秦岭成矿带，以宕昌一合作断裂为北界，青川一平武一黑水一阿坝 断裂为南界【9 】。主要赋矿地层为震旦系、寒武系、下志留统、中泥盆统下 吾那组、上石炭统、三叠系、中下侏罗统，均为重要的含a u 岩系，晚印 支一早燕山期构造岩浆活动提供热动力，形成了丰富的岩金矿。按成因可 分为斑( 玢) 岩型、热水溶滤型、热水溶滤。热泉爆破角砾岩的复合型等【l 引， 该矿带含矿地层各矿区差异较大，沉积建造类型不尽相同。 1 ) 早古生代黑色岩系为包括a u 在内多元素矿源层，常与h g 、s b 伴生 外，常与u 伴生形成典型a u u 成矿带，矿石含有n i 、c u 、p t 族元素等 有益组分，以拉尔玛金矿为代表。 2 ) 中泥盆统下吾那组及上石炭统碳酸盐岩一碎屑岩，位于白龙江复背 斜北翼，围岩中a u 丰度高，经地下热水经渗滤作用而形成的低温金矿床， 与h g 、s b 伴生，产状与断裂破碎带基本一致，沿断裂带分段集结成群成 带呈串珠状分布，多为似层、透镜状，以青稞岩、坪定、九源、黑多寺金 7 桂林理工大学硕士学位论文 矿为代表。 3 ) 三叠纪地层有3 个含a u 层位，分别产于下三叠统上部马热松多组、 中三叠统光盖山组、上三叠统纳鲁组和卡车组。 a ) 下三叠统上部马热松多组：分布在西倾山隆起带南缘，受忠曲一大 水与玛曲一略阳大断裂控制，以大水大型金矿床为代表。金矿( 化) 赋存在 下三叠统马热松多组、中下侏罗统龙家沟组及燕山早期浅成一超浅成花岗 闪长斑岩及脉岩中，受次级e w 、n w 、s n 向弧形断裂破碎带控制，矿体 展布方向与断裂破碎带、脉体方向一致，形态较复杂。成矿作用主要热液 渗滤交代、构造裂隙和角砾岩孔隙空间的充填沉淀作用以及古构造岩溶堆 积作用。 b ) 中三叠统光盖山组：受构造n w w 向松柏一梨坪大断裂控制，以 联合村、石鸡坝等金矿为代表。金矿( 化) 主要中三叠统光盖山组地层内， 并与晚印支一燕山期浅成一超浅成中酸性岩脉广泛发育密切相关，多呈似 层状产于脉岩或内外接触带上，形成矿源层一构造一岩浆热液作用“三位 一体”的成矿模式。 c ) 上三叠统纳鲁组和卡车组：位于白龙江复背斜北侧，为岷县一成县 s b 、a u 成矿亚带的重要含矿层位，以鹿儿坝金矿床为代表。金矿( 化) 主要赋存在半深海一深海斜坡相一盆地相碳酸盐岩、陆源碎屑浊积岩建造 内。岩浆活动微弱，与锑矿关系密切，锑矿多位于构造带转弯地段或不同 方向断裂交汇处，而金矿多形成锑矿下盘破碎带围岩中。 2 2 西倾山成矿带地质概况 西倾山成矿带位于南秦岭成矿带白龙江推覆体内，为忠曲、大水、辛 曲等矿区主体构造，由于印支造山后期的应力松驰，地壳由收缩挤压状态 转为伸展拉张状态，北侧中部一带形成近东西向伸展的早白垩世尕海裂陷 盆地；南缘为大水弧形构造，忠曲、辛曲、大水等矿床( 点) 主要位于大水 弧形构造西翼中段；北缘为麦鲁塔弧形构造。西倾山成矿带内各矿床成因 具有相似性，成矿带内典型金矿床以大水金矿为代表，也是本区成因研究 程度最深入全面的金矿床，本节通过总结大水金矿地质情况、控矿因素及 成因等，初步建立成矿模式。 2 2 1 地质概况 2 2 1 1地层 区内第四系广布，覆盖面超过7 0 ，基岩零星出露，主要地层有泥盆 桂林理工大学硕士学位论文 系上统、石灰系、二叠系、三叠系及侏罗系、白垩系( 图2 2 ) 。 1 ) 泥盆系上统( d 3 ) ：底部为深灰色薄层鲕状细晶灰岩：下部为含生物 碎屑微晶灰岩，上部为含团粒中晶灰岩。主要分布在忠曲背斜的核部。 2 ) 石炭系( c ) ：下统为灰岩、砂质灰岩夹板岩；中统为灰岩、白云质灰 岩夹砂板岩；上统为灰岩、白云质灰岩及钙质砂岩，底部为砾岩。与二叠 系地层呈整合接触。主要分布在忠曲背斜的南翼。 3 ) 二叠系( p ) ：下统为青灰色中层块状含生物碎屑灰岩，是辛曲金矿 的主要赋矿层位。上统下岩组为薄层灰岩，上岩组为青灰色块状含生物碎 屑灰岩。与三叠系地层呈整合接触。 4 ) 三叠系( t ) ：下统为中厚层灰岩、白云质灰岩夹白云岩；中统为白云 岩、白云质灰岩；上部为砂岩，板岩夹不纯灰岩。 5 ) 侏罗系( j ) ：分布于忠格扎拉格尔托一带，中下统为安山岩、凝灰岩、 砾岩、砂岩夹煤层。与下伏地层呈角度不整合接触。 6 ) 白垩系( k ) ：岩性为砂岩、砾岩、砂质泥岩及粘土。与下伏地层呈角 度不整合接触。 图2 2 西倾山金成矿带( 大水一忠曲矿段) 地质图( 据李真善，2 0 0 2 ) 1 花岗闪长斑岩：2 花岗闪长岩脉；3 方解石脉；4 地质界限；5 地层产状； 6 断层；7 向斜：8 金矿脉；9 本次研究区 2 2 1 2 构造 区内断裂构造发育，断裂以e w 向( 或n w s e 向) 和s n n e 向断裂为主， 组成玛沁一略阳、多冬才一唐青括合、且加木一杂尔加卜盖等3 组断裂， 9 桂林理工大学硕士学位论文 其中，玛曲一略阳近e w 向逆冲断裂是控制西倾山金矿带的主断裂【1 4 】：n w 向断裂往往形成数十米宽的挤压破碎带，延伸几百米至几千米，并具多期 活动的特点，是矿区主要的导矿构造；与之相配套的次级近n s 向、n w 向、n e 向张扭及剪切走滑断裂及派生裂隙、节理等在矿区发育，多被闪 长岩脉、方解石脉等所充填，其规模一般延伸几米至数百米，宽度几米至 数十米，是区内主要的容矿构造，大部分金矿体赋存其内。 忠曲褶皱束是大水弧形构造西翼中段主体褶皱，东西长4 0 k m ，宽大 于12 k m ，由两个次级背斜和向斜褶皱相间平行排列组成，呈东西向展布， 褶皱束n e 侧为大片白垩系及第四系覆盖，背斜枢纽向西倾伏，褶皱较紧 闭，两翼对称，地层倾角7 0 0 左右，背斜倾伏端地层倾角较平缓，平均约 3 0 0 左右。 忠曲、辛曲金矿位于忠曲背斜南翼，矿区构造为向南或s w 倾斜的单 斜构造，地层走向2 9 0o 3 0 0o ，倾角4 0o 6 5o 。沿地层走向及倾向，见 有零星发育的挠曲及牵引，拖曳褶曲分布于断裂旁侧，使局部地层产状产 生差异。 2 2 1 3侵入岩 印支运动导致深源岩浆沿深大断裂上升至浅部环境就位，使深部矿源 场与浅部储矿场得以联通，促使深源成矿流体向浅部储矿空间迁移【l 引。区 内岩浆活动相对较弱，在空间上明显受近e w 向断裂带控制，以燕山早期 岩浆活动形成的岩浆岩为主，主要分布在忠曲一格尔柯断裂的北缘，有忠 格扎那、忠曲、3 9 8 3 m 高程点南以及格尔括合等岩体，侵入于石炭系、二 叠系和三叠系地层中，多呈岩株状、岩枝产出，以花岗闪长岩、花岗闪长 斑岩、闪长玢岩、正长斑岩为主，属浅一中等剥蚀程度的深源浅成相岩体。 其中，忠曲岩体出露于忠曲金矿东部，为黑云母闪长玢岩；忠格扎拉岩体 出露于忠曲金矿西北部，整体沿n w 向断裂分布，可分三个单元，二长花 岗岩、石英闪长岩、辉石闪长岩。 忠曲岩脉走向呈n n e 、北n n w 向展布；辛曲矿区岩脉呈n n e 向、 近n s 向，明显受次级张扭及剪切走滑断裂控制，亦显示出断裂构造多期 活动的迹象。脉岩产出于成岩期后，浅成、超浅成脉岩以闪长岩和花岗闪 长斑岩为主。 2 2 1 4变质作用 区内地层经受轻微变质作用，变质作用类型主要为接触变质作用和构 造动力变质作用。 1 ) 接触变质作用：主要发育在花岗闪长斑岩、花岗闪长岩与围岩接 1 0 桂林理工大学硕士学位论文 触带上，在岩体内接触带有轻微混染作用及碳酸盐化、绢云母化、高岭土 化：在外接触带具有大理岩化，局部灰岩重结晶作用明显，形成晶体粗大 的方解石。 2 ) 动力变质作用：区内挤压构造和扭动构造发育地段，变质作用和 变形现象较强烈，构造透镜体化、碎裂岩化发育，脉岩受构造作用碾磨成 断层泥。 2 2 1 5 围岩蚀变 围岩蚀变受断裂破碎带控制，以低温蚀变为特征，蚀变具多阶段性， 主要有硅化、赤铁矿化、方解石化、褐铁矿化、黄钾铁钒化等，而与金矿 化密切相关蚀变为硅化、赤铁矿化。蚀变越强烈，在地层构造岩浆岩构 架下，金矿化程度亦越高。 硅化：有两种形式，一种是隐晶质、显微晶质渗透交代围岩形成硅化 灰岩、似碧玉岩、硅化构造岩；二是以石英脉充填于岩石及构造裂隙、断 裂带内。 赤铁矿化：赤铁矿多以胶体状、隐晶质、显微晶质状，呈浸染状与硅 质混合胶结渗透交代围岩，亦见少量以微细粒细脉状充填于岩石微型裂隙 中，显示出紫色、赤红、血红等色。发生在构造碎裂岩带，并与硅化、成 矿期方解石化相伴生。， 方解石化：按成矿期可分为3 期，成矿期前多发生在前期断裂及其旁 侧裂隙内，由热液交代碳酸盐岩形成较规则的细粒方解石脉；成矿期多发 生在岩体边部或与闪长岩脉、石英脉、硅化岩石相伴生，形成不甚规则的 细粒方解石团块，属成矿期热液活动产物；成矿期后多发生在各次级断裂 带内，属后期热液交代碳酸盐岩形成较大规模的方解石脉、透镜体，多见 穿插、包裹前期方解石脉、闪长岩脉、金矿化现象。 2 2 。2 矿床成矿地质特征及成矿模型 。 2 2 2 1 矿床成矿地质特征 西倾山金成矿带主要金矿床( 点) 及矿体具有成群产出、分段集中分布 特点，根据前人对成矿带主要金矿床成矿机理研究成果，提出“三位一体 控矿模式，即成矿作用在有利的地层岩性、构造、岩浆岩条件下，含a u 成矿流体可通过断裂等导矿构造迁移至浅表，并与化学性质活泼的镁质碳 酸盐岩发生交代反应，a u 元素析出沉淀，在有利容矿构造形成经济价值 较高的金矿( 床) 体。据研究认为，成矿带内金矿床( 点) 成矿地质特征具 有相同( 似) 性【1 4 】【1 6 - 1 9 】( 表2 1 ) 。 桂林理工大学硕士学位论文 表2 1 西倾山成矿带金矿床成矿地质特征 地质条件金矿床成矿地质特征 大地构造位置处于古亚洲、特提斯一喜马拉雅及滨太平洋三大构造域交 构造背景 汇部位，南秦岭成矿带中，自龙江地区的逆冲推覆构造地质体内 含矿地层为二叠系一三叠系巨厚层碳酸盐岩建造，由厚层状含生物碎屑 赋矿地层 灰岩、含白云质灰岩夹透镜状灰岩组成。岩性控因表现碳酸盐岩成分不 岩性纯，岩石孑l 隙度高，岩石性脆而易产生断裂破碎，此外，灰岩尤其是白 云质灰岩化学性质活泼，有利于热液充填交代成矿 岩浆活动较强烈，燕山早期中酸性岩脉分布较广泛，成矿作用与岩浆岩 与岩浆岩在成因上具有直接联系。岩浆岩不仅为含矿热液的运移提供热源，也是 关系 形成金矿的主要矿质来源，甚至部分脉岩经过矿化蚀变后便是品位较好 矿体 断裂构造发育，控制了区域岩浆活动和矿产分布，在成矿作用过程中， 它作为导矿构造，起到了沟通上、下物质交换与含矿热液运移通道的作 用，其中，以n w 向断裂构造规模最大，长达几十千米，断层带宽几十 与构造关米；主要容矿构造是与n w 向断裂构造相配套的近s n 向、近n e n e e 系 向及n n w 次级构造，一般长几米至几百米，宽几米至十几米，已发现 矿体均产在其次级构造中。在不同方向断裂构造交汇部位，往往是矿体 集中产出或矿化富集地段，断裂破碎带严格控制了矿体的产状、规模及 形态 7 成矿物质来源与碱性一偏碱性岩浆活动密切相关，a u 元素主要来自深部 成矿物质含矿流体，以“岩浆后期热液携带”方式上升至地表，部分a u 元素来源 于区内碳酸盐岩地层 具有岩浆水特点、原生建造水及大气降水特点。认为矿床早期成矿流体 来自于岩浆水，晚期为经过交换的大气降水的混合水，成矿流体具有混 成矿流体 合成因的特征，主要为c a s 0 4 型，次为m g s 0 4 和n a 2 s 0 4 型，属地下热 卤水型，成矿流体盐度为2 9 9 1 主要集中于1 5 0 2 0 0 ，成矿压力为5 0 0 7 0 0 0 p a 。成矿作用主要发生 成矿温度在地球浅部，深度在地下1 k m 范围内，也有研究认为成矿深度介于1 4 0 与压力 3 5 5 k m 范围内，属于中浅层一近地表开放环境的中低温一超低温成矿作 用 成矿时代具多期性和阶段性，至少经历燕山期和喜山期两次成矿热事件作用 成矿方式 沿裂隙构造相对开放空间发生交代作用 2 2 2 2 成矿模式 忠曲、辛曲及大水金矿床( 大型) 位于南秦岭成矿带内更次一级成矿 带一西倾山金成矿带内，同时受到区内n w w 向的玛沁一略阳区域性深大断 1 2 桂林理工大学硕士学位论文 裂( f 1 ) 控制，矿床主要产于中下三叠系中一厚层镁质碳酸盐岩地层内， 矿体产于n w n w w ，n e 向次级或更次一级断裂中，与燕山期中酸性侵入岩 体有关。鉴于上述矿床成矿条件具有明显的相似性，本文参照大水金矿成 矿模式，初步建立西倾山金成矿带成矿模式( 图2 3 ) ： 西秦岭碰撞造山期，大水弧形构造顶部形成的张性断裂为成矿流体的 形成提供了初始空间，与碱质中酸性岩浆岩有关的成矿热液携带深部成矿 物质沿张性裂隙上升至浅表，并迅速向围岩微裂隙扩散，由于物化条件改 变，与碳酸盐岩发生交代作用，成矿物质从流体中析出沉淀，使得围岩发 生a u 元素的初步富