南秦岭中上志留统金矿化带展布的成因分析

南秦岭中上志留统金矿化带展布的成因分析

南秦岭中段是中国著名的陕西省、甘肃省和四川省黄金目的地的重要组成部分，具有良好的勘探前景。目前,南秦岭印支褶皱带中段金矿勘查的主要层位是泥盆系,在其中,已发现双王、二台子、庞家河等重要金矿床;而对该区中、上志留统的含金性研究程度较低,重视程度不够。在此,以前人及笔者在南秦岭印支褶皱带中段的中、上志留统分布区开展金矿勘查取得的成果和认识为基础,对该套地层金矿化特征及控制因素作简单剖析,旨在引起更多的地质同仁对该区金矿化规律的研究。1老至新金矿化区南秦岭印支褶皱带是秦岭地槽重要的二级构造单元之一,其中段由北至南主要由泥盆系类复理石建造、三叠系复理石建造和中、上志留统变质含炭(硅)质细碎屑岩—碳酸盐岩建造组成。其中,中、上志留统由老至新可分为磨坝组(S2-3m)、中川组(S2-3z)、二沟组(S2-3r)和大河店组(S2-3d)。区内发育近EW向大河店—长坪—留坝区域性断裂带。青泥河—留坝复背斜呈近EW向展布,其核部地层为中、上志留统,两翼主要由泥盆系组成。沿其核部,印支期中酸性岩体呈近EW向产出(图1)。通过在闻家楼地区和常家河地区开展金矿勘查,发现南秦岭中段中、上志留统二沟组和大河店组分布区存在一条近EW向展布的金矿化带,有东、西两个金矿(化)点集中区,西部有闻家楼金矿化点和老爷庙、黑火石金矿点;东部有南沟、二沟金矿化点和常家河、丁家梁、响水、东河寺金矿点。2金矿区的地质特征2.1金矿区地质构造2.1.1闻家楼—赋矿地层特征中、上志留统二沟组和大河店组是南秦岭中段除泥盆系之外的又一套含金地层。二沟组主要为砂质板岩、粉砂质板岩、泥质(含泥)粉砂质板岩、含炭质砂质板岩、炭质板岩和含炭质泥质板岩,夹少量微粒灰岩、变质砂岩和火山凝灰岩。该套地层是闻家楼和二沟金矿化点、老爷庙和常家河金矿点的赋矿层位。中、上志留统大河店组由6个沉积旋回组成,区内出露不全。各旋回下部为砂质板岩、粉砂质板岩、泥质板岩、泥质(含泥)粉砂质板岩、含炭质泥质板岩、炭质板岩,夹变质砂岩、炭硅质板岩和少量火山凝灰岩;上部为灰岩、硅质灰岩、硅质岩。该组地层中有南沟金矿化点和黑火石、丁家梁、响水、东河寺金矿点产出。以上两组地层各类岩石普遍含炭质和自形程度很高的立方体状黄铁矿,对金成矿有利的岩性是砂质板岩、粉砂质板岩、泥质(含泥)粉砂质板岩和火山凝灰岩。西部闻家楼—黑火石一带地层多呈NW向展布,中部及东部上马石—常家河一带多呈近EW向产出。两组地层呈整合接触。2.1.2池院—控矿构造特征中、上志留统二沟组和大河店组分布区主应力表现为近SN向挤压作用,并受近EW向应力的叠加作用,形成近EW向的主构造形迹,同时产生SN向的次级构造。本区西部有松坪子背斜,东部发育佛爷坝—常家河扇形倒转复式背斜和金池院—毛坝背斜,这些背斜的核部地层均为二沟组,两翼均为大河店组。闻家楼金矿化点和老爷庙金矿点产于松坪子背斜核部,黑火石金矿点则位于其北翼;佛爷坝—常家河扇形倒转复式背斜核部有常家河金矿点,南沟金矿化点和丁家梁、响水、东河寺金矿点则呈NEE向沿其北翼地层展布;金池院—毛坝背斜核部有二沟金矿化点产出。区内西部断裂构造较东部发育,西部主断裂构造线呈NWW向展布,东部则呈近EW向发育。两个方向断裂构造的次级层间挤压破碎带分布广泛,一般产于紧闭次级褶曲的轴部或近轴两翼,它们是金矿(化)体直接的赋存空间。此外,区内尚有NE向和近SN向断裂构造产出,其中,近SN向构造在东部部分金矿点表现出破矿构造的特征,但对金矿体的破坏作用较小。2.1.3矿化带与敦煌斑岩脉在金矿化带以南4～6km外,有多个呈近EW向排列的印支期中酸性岩体,金矿化带分布区内以出露基性、中性和酸性岩脉为特征。矿化带西部出露煌斑岩脉、斑状花岗岩脉及少量伟晶岩脉,东部则产出煌斑岩脉、闪长岩脉和(蚀变)斜长玢岩脉。区内与金矿化关系密切的是煌斑岩类脉岩,据闻家楼—黑火石地区和东河地区岩矿鉴定资料,煌斑岩脉为钙碱系列斜闪煌斑岩。煌斑岩脉产状与围岩产状基本一致,多呈顺层状产出,个别呈微切层状产出。该区火山活动表现为少量火山凝灰岩的沉积。2.1.4近地表部分毒砂为褐铁矿,但仍保持毒砂原有晶形。经毒砂与黄铁矿的关系金矿化带热液蚀变较弱,多沿断裂构造破碎带产出,与金矿化关系密切的热液蚀变主要有毒砂化、硅化、黄铁矿化、褐铁矿化和由退色作用形成的“退色化”,其次为绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变。其中,比较典型的蚀变有毒砂化、硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、“退色化”。毒砂化一般发育于矿体内部,矿体近地表部分的毒砂已氧化成为褐铁矿,但仍保持毒砂原有晶形。毒砂化与矿化关系最为密切,一般情况下,毒砂的有无,是区分矿与非矿的标志;同类矿石中毒砂的密集程度直接指示着金矿石品位的高低。硅化表现为矿体及其上、下盘围岩中微细石英脉和石英网脉的广泛发育以及由重结晶作用形成的微晶石英的产出,矿体上盘围岩硅化作用较下盘强烈。黄铁矿化可分为两期,其一表现为晶形完好的立方体状黄铁矿,系原岩在变质过程中形成的;另一期黄铁矿呈细粒浸染状分布于围岩中,或呈团块状分布于围岩裂隙中。褐铁矿化有两种类型,一类是因黄铁矿发生交代蚀变形成的,构成黄铁矿的蚀变边,呈致密状,多与石英细脉共生;另一类是由毒砂和黄铁矿地表风化作用形成的松散状褐铁矿,多数褐铁矿仍保持毒砂针状、放射状和黄铁矿立方体晶形假象。“退色化”多发生在矿体或煌斑岩脉上盘,是由于围岩受热液作用而使铁、镁组分减少形成的,退色后的岩石多呈灰白色,是良好的找矿标志。2.2矿化带东部金矿化点金矿体金矿体赋存于层间挤压破碎带中,宏观上呈似层状产出,由走向上和倾向上均呈串珠状展布的多个透镜体组成。矿化带西部金矿(化)点矿体走向NW,倾向一般为200°～260°,部分矿体倾角为40°～62°,另一部分为25°～40°;矿化带东部金矿(化)点的金矿体产状为160°～195°∠30°～40°。金矿体连续性较差,在走向上和倾向上都具有尖灭再现和膨胀收缩现象。矿体走向长度一般为80～150m,个别矿体可达200～300m,组成矿体的单个透镜体走向长度一般为40m左右。矿体厚度一般为0.n×1～n×1m,平均厚度为1～2m,矿体平均品位一般为n×10-6,个别矿体品位较高。矿体品位与矿体厚度具有一定的正相关性,一般情况下,就同一条矿体而言,透镜体的最厚部位金品位最富。据深部勘查资料,原生矿体一般较氧化矿体品位低。2.3矿床矿物成分、流变学和微量元素特征区内有微细浸染型、石英脉型和蚀变煌斑岩脉型三种矿石类型。其中,以微细浸染型金矿石最为普遍,各矿点、矿化点均有产出;其余两种类型矿石较少出现,石英脉型金矿石见于矿化带东部丁家梁和响水金矿点;蚀变煌斑岩脉型金矿石仅见于西部黑火石金矿点。微细浸染型金矿石矿物成份较为简单,属金—毒砂—黄铁矿建造。岩矿鉴定结果表明,常家河金矿点金矿石原岩为熔结凝灰岩(核工业西北第二化学研究所,1995),响水金矿点向家湾矿体矿石原岩为晶屑凝灰岩(陕西省汉中地质大队实验室,1999)。矿石的脉石矿物主要是石英、绢云母、绿泥石、斜长石等。原生矿石矿物主要为贵金属矿物、毒砂、黄铁矿,光片中可见少量黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、斑铜矿。氧化矿石矿物主要为贵金属矿物和褐铁矿,属易浸矿石,适于堆浸法提金。原生矿石中的毒砂呈锡白色,晶形完好,呈针状或放射状集合体,单个毒砂晶体长轴长度一般为0.n×1～5mm。矿石氧化后,毒砂氧化成为褐铁矿,呈褐红色,仍保持毒砂原有晶形。原生矿石中黄铁矿呈淡黄色,多呈自形程度极高的立方体状和细粒浸染状。氧化后呈黄色,立方体状黄铁矿仍保留其原有晶形,细粒浸染状黄铁矿氧化成为星点状褐铁矿。贵金属矿物有碲金矿、自然金、银金矿、自然银等,除碲金矿包裹在由塑性玻屑重结晶形成的长英质矿物中之外,其他金银矿物则主要赋存于绢云母与长英质粒间,金粒度一般为0.07～0.08mm。金矿石具变余砂状结构、变余熔集凝灰结构、变余晶屑凝灰结构,呈浸染状构造。响水金矿点向家湾金矿体具变余砂状结构的矿石品位较低,而具变余晶屑凝灰结构的矿石品位则相对较高,是变余砂状结构矿石的n×1～20倍。3金融化控制因素分析3.1河滨河河国港地区,河港中、金矿点目前,在南秦岭中段中、上志留统二沟组和大河店组中,发现金矿点6处、金矿化点3处,其中,二沟组中有金矿点2处、金矿化点2处,大河店组中有金矿点4处、金矿化点1处。大多数金矿点分布于大河店组中,而且产于大河店组中的金矿点一般较二沟组中的金矿点规模大、品位高,说明大河店组与金成矿的关系更为密切。金矿化带东部的南沟金矿化点和丁家梁、响水和东河寺3个金矿点位于二沟组与大河店组接触部位大河店组第一旋回中,呈NEE向线状分布,表现出受层位控制的特点。3.2壳重质板岩金矿床据统计,中、上志留统二沟组和大河店组的w(Au)背景值分别为3.30×10-9(574个样品)和1.29×10-9(155个样品),均低于地壳克拉克值4×10-9(黎彤,1976),具有低背景值的特点。由表1可以看出,部分岩性对金有一定的预富集作用,其中,以泥质(含泥)粉砂质板岩、含炭泥质粉砂质板岩、砂质、粉砂质板岩含金性最好,它们也是本区金矿点的矿化主岩,表现出金矿化对岩性有一定的选择性。据常家河和响水两矿点的矿石岩矿鉴定结果(其它矿点矿石未作鉴定),其原岩为火山凝灰岩,表明火山凝灰岩对金矿化有一定的控制作用,火山凝灰岩可能为金成矿提供了部分物质来源。3.3敦煌斑岩脉与金矿体的关系金矿化带分布区的煌斑岩脉分布广泛,已发现的金矿(化)点中,以黑火石和丁家梁两个金矿点的金矿体与煌斑岩脉空间关系最为密切,两矿点的矿体多产在煌斑岩上、下盘的层间构造破碎带中,或产于两条煌斑岩脉之间,煌斑岩脉与金矿体的这种空间关系,反映了容矿构造与深大断裂的贯通性。资料表明(表2),本区煌斑岩脉是含金的,含金性随构造作用和热液蚀变的增强而增高,黑火石金矿点部分蚀变煌斑岩脉可达到工业矿体要求,煌斑岩脉可能为金成矿提供了部分物质来源,同时,煌斑岩脉可能是金成矿的热动力条件之一。常家河和响水两金矿点矿石原岩为火山凝灰岩,表明火山活动对金矿化有一定的控制作用。3.4ew向斜地层控矿原理宏观上,近EW向的青泥河—留坝复式背斜和大河店—长坪—留坝区域性断裂带控制着金矿化带的展布,松坪子背斜和佛爷坝—常家河复式倒转背斜则分别控制着金矿化带西部和东部的主要金矿点和金矿化点。区内近EW向顺层发育的层间构造破碎蚀变带制约着似层状金矿体的展布,而矿层中呈串珠状分布的透镜体则受地层中次级褶曲的控制。控制矿层中透镜体的次级褶曲有两组,这两组褶曲的轴向分别为75°左右和150°左右,分别与区域上地层的走向和倾向大致相当,在两组褶曲的叠加部位是透镜状矿体厚度膨大部位和品位富集部位。3.5地表露高国矿金矿化带东部南沟金矿化点和丁家梁、响水、东河寺3个金矿点的主要矿体在地表的出露标高范围为1730～1780m,分布于该标高范围的金矿体一般规模相对较大,品位相对较高;分布于该标高范围以外的多为零星金矿化,达不到工业利用要求。3.6氧化作用可能会对金矿化的衍生富集作用黑火石、常家河、响水金矿点深部探矿工程中,同一条矿体原生矿石的金品位普遍较近地表的氧化矿石要低,氧化作用可能对金矿化有一定次生富集作用。综上所述,本区只有在一定层位的岩性有利地段,具备一定的热动力条件的前提下,在适当的构造部位和标高位置,在成矿作用和氧化作用的联合作用下,才能够形成一定规模的金矿体。因此,本区金矿化受层位、岩性、煌斑岩脉、火山活动、褶皱、层间破碎带、标高及氧化带等因素的联合控制。4矿床地质特征(1)区域地球化学资料显示,南秦岭中段中、上志留统二沟组和大河店组分布区是一条近EW向水系沉积物金异常带,该异常带由10片金异常组成(图1范围内8片,图区以东2片),其中,面积大于80km2的有闻家楼、常家河和二沟3片异常。这些异常形态比较规则,异常规模大,浓集中心明显,异常分带齐全,具备矿致异常的特征。(2)本区存在一条近EW向展布的金矿化带,形成东、西两个金矿点集中区,共发现金矿点、金矿化点9个,个别矿点规模较大,金品位较富,就现有控制程度,远景储量已达到小型矿床规模,有望取得实质性突破。(3)本区地层中部分岩性含金性好,褶皱构造、断裂构造发育,煌斑岩脉广泛分布,成矿地质条件优越。(4)目前本区找矿工作力度不够,工作程度较低。以往工作发现的闻家楼和常家河水系沉积物金异常区,金矿勘查工作仅限于地表工作,深部找矿工作十分薄弱。二沟异常区虽然开展过少量检查工作,但其它面积较小的异常尚未开