柴胡栏子金矿床地质特征及成因探讨

柴胡栏子金矿床地质特征及成因探讨

1号矿脉为主要矿柴胡岭子金矿区位于著名的朝阳金矿区西端，位于赤峰以西40公里的初头浪市。在大地构造位置上,位于华北地台北缘东段燕北隆起区内,即以往所称的内蒙地轴东段,矿区附近还有红花沟、莲花山和索虎沟等金矿,对其区域地质背景和地质特征,前人已作过大量研究工作并有详细报道。矿区大部被黄土覆盖,出露地层主要是晚太古界建平群变质岩系,已发生角闪岩相和麻粒岩相变质,后又发生了强烈的混合岩化作用并形成混合花岗岩。矿区北部为中生代陆相火山—沉积岩,侵入岩分布于北部,有燕山期的花岗质侵入岩、印支期辉长闪长岩和脉岩。矿体产于建平群大营子组变质岩中发育的北西向构造蚀变带内,矿区内2条矿脉中以Ⅰ号矿脉为主要金矿体(见图1),Ⅱ号矿脉位于Ⅰ号脉东约200m(无工业开采价值),Ⅰ号矿脉是矿山开采的主要矿体。在开采过程中,又陆续发现一些新的小矿体,均沿Ⅰ号矿脉的两侧分布,且与之大致平行。Ⅰ号主矿脉形态产状严格受北西向构造蚀变带控制,总体沿走向方向自北西向南东、沿延深方向自地表向下矿体厚度逐渐变薄,呈上宽下窄的楔形。矿体向下延深80～170m,平均斜深111m,从北西向南东矿体的延深加大,有向南东侧伏趋势。走向NW310°～315°,延长近800m,倾向南西,倾角40°～72°,蚀变岩矿体平均厚8m。含金石英脉形态不甚规则,成团块状、不规则扁豆状分布于控矿构造带中,一般厚0.5～2m,最厚可达6m。矿体由蚀变岩型矿石和石英脉型矿石组成,以蚀变岩型为主。Ⅲ号和Ⅳ号仅仅是局部产生矿化的弱蚀变带,分布在Ⅰ、Ⅱ号矿脉的东侧且走向基本一致。要金(无目前Ⅰ号矿体已采至五中段,深入地下200多m,矿体地质特征和矿物成分与浅部比较有一定变化,本次重点研究深部四、五(770m,730m)2个中段的矿化特征及金属矿物微量元素特征。2深度矿化特征2.1蚀变岩石学特征矿床属于中温热液蚀变岩型金矿,蚀变岩分布广泛,蚀变作用强烈,围岩主要沿构造破碎带发育,碎裂岩蚀变最强,其次是矿脉两侧的闪长岩脉。围岩是变质的含石墨绢云母片岩、混合花岗岩、片麻岩以及斜长角闪岩等,种类多,不同类型的蚀变岩在空间上相互叠加(见图2),主要蚀变岩石有含石墨绢云母化蚀变岩和蚀变大理岩,沿控矿构造带呈线状分布。蚀变类型按蚀变矿物种类可以分为矽卡岩化、硅化、绢云母化、黄铁矿化及晚期的碳酸盐化、高岭土化。其中以硅化、绢云母化和黄铁矿化与金矿化的关系密切。形成的矿物主要为石英和绢云母,其次为石墨、黑云母、绿泥石、黄铁矿、自然金等,是金矿成矿的主要时期。同时有大量小规模的含金石英脉与大量闪长玢岩脉在空间上相互伴生,并显示出同化闪长玢岩的现象。矿体与围岩为渐变过渡,依化验结果圈定矿体边界。2.2蚀变岩型矿石石英脉型矿石和蚀变岩型矿石的金属矿物成分相似,脉石矿物成分差别较大。金属矿物的矿化主要为黄铁矿,其次为黄铜矿、自然金、磁黄铁矿等,金属矿物总体含量不高,一般在1%～15%。石英脉型矿石中脉石矿物以石英占绝大多数,含少量方解石、绢云母等矿物(见表1)。蚀变岩型矿石的脉石矿物成分较复杂,主要有绢云母、石英、石榴石、长石、绿泥石、绿帘石、透辉石、方解石、石墨等,其中以绢云母和石英含量最多。黄铁矿是矿石中的主要金属矿物,呈半自形晶粒状、自形晶粒状和不规则粒状等浸染状分布于蚀变岩中或呈细脉状充填于石英脉裂隙中,局部呈团块状。总体上说黄铁矿含量越高的岩矿石,金品位也越高。石英也是矿石中常见的载金矿物之一,呈脉状产出,或以细脉状及角砾状充填在蚀变岩裂隙中,或不规则状胶结蚀变闪长玢岩,在金属硫化物边缘的石英裂隙中有金矿物赋存。方铅矿也是常见的金属硫化物,常呈细脉状、浸染状产于黄铁矿或脉石矿物中,有时交代黄铁矿,但是较少见方铅矿与金银矿物共生。2.3成矿阶段及矿化阶段矿石中的常见结构有自形、半自形、它形粒状结构、交代结构和压碎结构,其次为包含结构、骸晶结构等。主要矿石构造为浸染状、细脉状、细脉浸染状构造,其次为角砾状构造。根据矿石结构、构造以及矿物共生组合、围岩蚀变等地质特征,将本区热液作用期化分为以下4个阶段:石英-绢云母阶段(Ⅰ):发生在热液作用的早期,以蚀变交代为主,广泛发育绢云母化和硅化蚀变,形成矿物主要为绢云母、石英和石墨,分布最广,但金矿化微弱。石英-黄铁矿阶段(Ⅱ):该阶段的成矿作用主要沿构造破碎带发育,表现为交代作用和充填作用均很发育,形成矿物以石英为主,含少量黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿等其它硫化物,是金的主要矿化阶段。乳白色石英阶段(Ⅲ):主要形成石英脉,穿插于早期蚀变岩的裂隙中,含硫化物少,金矿化差。黄铁矿-碳酸盐阶段(Ⅳ):形成矿物主要为方解石、黄铁矿,为热液作用晚期阶段产物,在矿体外围和蚀变大理岩中最发育,金矿化差。据前人研究,金的主要成矿阶段石英-黄铁矿(硫化物)阶段的平均均一温度有2个峰值,分别为295℃、250℃,说明金主要形成于中温热液阶段。晚期乳白色石英的均一温度在150℃～245℃,平均为190℃,碳酸盐阶段为125℃,金主要与第Ⅱ成矿阶段的石英、黄铁矿共生,其温度范围在190℃～330℃,该温度段利于金的沉淀富集。3金矿床及金矿物通过使用岩矿鉴定、电子探针等分析方法,较准确地查明了深部矿石中金银矿物的赋存状态和化学成分。反光镜下金银矿物分别为浓黄色、金黄色、黄白色,形态有脉状、枝杈状、浑圆状等,赋存于黄铁矿及周围脉石中,主要以裂隙金形式存在。电子探针测试结果表明颜色越黄越亮其成色就越高,黄白色的金银矿物成色相对较低。综合研究表明,金银矿物主要有4种:自然金、银金矿、金银矿和碲银矿,在深部极少发现自然金和碲银矿。矿物中金银总含量都达到97%以上,除Au、Ag外,还有Bi、Te、S、Co、Te、Ni等多种微量杂质(见表2)。金银矿物主要呈裂隙金的形式产在黄铁矿和石英等矿物之中,分布零散且不均匀,形态不规则,粒径一般小于0.01mm。与金银矿物连生的矿物主要为石英,其次为黄铁矿,二者为主要载金矿物。电子探针分析结果表明,金矿物均不是自然金,以银金矿和金银矿为主且金成色不高,变化范围在623‰～775‰,平均值为708‰,这与矿床的中温成矿相吻合。从表2数据可知,赋存在黄铁矿裂隙中的金矿物成色最低为623‰,最高为724‰,平均值是670‰;从表3中数据可知赋存在脉石英中的裂隙金成色最低为740‰,最高为775‰,均值为761‰;这明显地反映出脉石中金矿物的成色要比黄铁矿中的高,且脉石英中金矿物的成色分布相对比较均匀,跳跃性小。这可能反映了成矿物理化学条件在不同的成矿阶段有一定的差别,从而导致了金银比值的差异。根据以往研究,浅部中段金的成色较高,变化范围918‰～941‰,主要为自然金,这就清楚地表明随着矿体产出深度的增加其成色显著降低。4黄铁矿金属元素及地球化学黄铁矿是矿石中的主要金属矿物,大多呈浅黄色,自形晶粒状和半自形晶粒状、不规则粒状,呈稀疏或稠密浸染状分布于脉石中或呈脉状充填于蚀变岩裂隙中。少数呈团块状而致密坚硬,黄铁矿脉宽度由不足1.0mm到12cm不等,且里面常含有石英等脉石矿物而形成脉状集合体。黄铁矿的粒度0.01～2mm,富含黄铁矿的地方,黄铁矿裂纹发育越多,金品位就越高,稀疏浸染状粒状黄铁矿中金含量明显要低。电子探针分析结果表明(见表3),黄铁矿中的S、Fe含量比较稳定,S平均含量为53.166%,Fe平均含量为45.886%,微量元素有Au、Co、Ni、Cu、Pb等。黄铁矿中含有微量的金,最高含金量为0.22%,平均含量为0.13%,这反映了Fe、S与金的成矿作用密切;也反映了当时的成矿物理、化学条件,黄铁矿中的金在不同的物理化学条件下以不同的状态赋存在黄铁矿中,以金矿物微小包体的形态或以原子聚集状态分别赋存;也可能是黄铁矿晶格中或极小的微金颗粒在某一个特定的阶段富集于黄铁矿中,这与各成矿阶段的物理化学条件有密切的关系。同时,黄铁矿中金的含量如此高,说明金主要不是以晶格金的形式存在,而是以显微金的形式存在