粤西金矿区域成矿规律研究

粤西金矿区域成矿规律研究

罗定盆地是一个东西向的中生代沉降盆地，位于吴川-四会断裂带、广宁-罗定断裂带和贵子-罗镜拱构造带的三边形构造带中。这是地质构造活动非常强烈的地区之一。盆地周边各级断裂构造发育,岩浆活动强烈,金矿床(点)众多,是粤西重要的产金地之一。这里所说的吴川-四会断裂带中段,是指在吴川-四会断裂带上,从罗定盆地北东侧至清远新洲一带的区域。在该区域内金矿床(点)多,规模大,是广东最重要的产金地区。本文是在“广东省矿产资源潜力评价”工作中,以前人勘探、研究成果为基础,对该区域内金矿成矿规律进行的初步总结,以期能为本区今后找矿工作部署提供参考。1广宁-罗定断裂带本区位于华南褶皱系云开加里东隆起带东北部。区内主要出露中-新元古代的一套海相含火山岩类复理石建造、类复理石建造,次为寒武纪-石炭纪海相、海陆交互相砂岩、砂页岩及碳酸盐岩建造(图1)。罗定盆地在早白垩世沉积了一套陆相红层。加里东运动末期,区域上经历了强烈的褶皱、隆起和区域变质、混合岩化、花岗岩化作用。区域上酸性岩浆岩分布广泛,从加里东、海西、印支到燕山期都有酸性岩浆侵入。海西期以来,沿广宁-罗定断裂带和吴川-四会断裂带发生了强烈的断裂变质-超变质作用以及韧性剪切作用。印支-燕山期,在新洲地区还发生了一系列以NW走向为主的逆冲推覆作用。区域上河台、罗定一带分布的金矿床(点)与混合岩化、花岗岩化及岩浆作用和脆-韧(脆)性构造作用密切相关,新洲一带则与逆冲推覆作用密切相关。2床型及其特点区内主要有四种不同类型的金矿:蚀变糜棱岩型金矿、破碎带蚀变岩型金矿、石英脉型金矿和砂金矿。以下仅对前三类进行讨论。2.1剪切带和赋矿围岩主要分布于河台地区及罗定盆地西缘。矿体赋存于NE-NEE向糜棱岩中。糜棱岩产状较陡,在河台一带,一般倾向NW;在罗定盆地西缘有时倾向NW,有时倾向SE。本区韧性剪切带糜棱岩带一般长数百米至一千米以上,宽几米至十几米,倾向延伸几十米至几百米。原岩多为各类片岩、混合岩。矿体一般位于较大规模糜棱岩带中上部,强韧性变形带中。赋矿围岩多为超糜岩-糜片岩-糜棱岩。矿体走向、倾向与糜棱岩基本一致。但矿体产状不稳定,有明显的尖灭再现、分支复合现象。矿石矿物主要为金属硫化物黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和自然金,有少量闪锌矿、方铅矿、菱铁矿、毒砂和金银矿。2.2矿岩地层及断裂带矿体产于韧-脆性、脆性断裂带蚀变岩中。蚀变类型以硅化为主,次为绢云母化、绿泥石化。在新洲大沟谷金矿,还有钠化和钾化,且以钠化为主,形成钠长石岩带。赋矿围岩为晚白垩世前形成的地层及各类岩体。矿体走向、倾向与断裂带产状一致。矿体呈脉状,有分支复合现象。矿石矿物组成与蚀变糜棱岩型相似。2.3脉金脉石英矿体赋存于韧-脆性、脆性断裂带中,含金石英脉产状与断裂带产状一致。矿体形态简单,产状较稳定。围岩为晚白垩世前形成的地层及各类岩体。3控制因素3.1金矿床成矿强化研究本区含金建造,前人称为震旦纪b组和c组。本次矿产资源潜力评价,在《广东省岩石地层》清理的基础上,结合近年地质工作所获得的新资料,重新对这套地层进行了系统清理,将罗定盆地西南缘的这套地层厘定为中-新元古代云开群、河台一带厘定为南华纪大绀山组和震旦纪坝里组、新洲一带厘定为震旦纪坝里组和老虎塘组。中-新元古代云开群,为一套类复理石变质岩类夹变质基性火山岩建造。由黑云石英片岩、黑云片岩、云母石英片岩、石英云母片岩、千枚岩、黑云斜长变粒岩组成,夹石英岩、磁铁石英岩及少量微晶灰岩。由于受区域变质、动力变质作用影响,普遍发生混合岩化。南华纪大绀山组,为浅海相类复理石碎屑岩建造。由砂岩、砂砾岩、长石石英砂岩及砂页岩互层组成,大部分已变质为云母石英片岩、石英云母片岩、变粒岩或片麻岩、长石石英岩、石英岩等,并强烈混合岩化,形成条带状混合岩、条痕状混合岩和条痕-阴影混合岩、眼球状混合岩等。震旦纪坝里组和老虎塘组,为一套以区域变质作用为主,叠加有动力、接触变质的复杂岩性组合。主要由二云母石英岩、二云母石英片岩、二云母钠长石英岩、钠长石英岩、石英岩、变质砂岩、变质粉砂岩等组成,局部夹少量碳酸盐岩。研究表明,在这些含金建造中,金含量普遍较高。据陆建军对古水-四会一线出露的变质较浅的云开群上亚群研究,地层中硅质岩Au平均21×10-9,砂岩、粉砂岩、页岩Au平均9.6×10-9。认为这些岩石中的金可代表地层原始金含量。另据潘家永资料,粤西地区,这套地层中金含量明显高于地壳克拉克值。另外,从金在地层中的分布型式来看,在上述含金建造中,金往往呈双峰或多峰分布。区内其他地层金含量较低(多低于克拉克值),且呈单峰正态分布。金绝大部分以裂隙金、显微金、超显微金、吸附金或自然金形式存在,矿物结构中的金含量可能很低。因此,岩石中金主要为易活化金,在热液作用下易发生迁移。从上述分析可知,本区含金建造可为成矿提供足够的金,可视为金的矿源层。区内经历了复杂的构造、变质、混合岩化、花岗岩化及岩浆作用,伴随这些作用的发生,金不断地被迁移出来。据戴爱华研究,粤西地区从浅变质砂页岩到中深变质的片岩,金含量从20.3×10-9→11.9×10-9→8.2×10-9不断降低;从片岩、混合岩化片岩→混合岩→混合花岗岩,金含量从7.8×10-9→5.8×10-9→(4.7～4)×10-9。另据杨开渠在新洲地区的研究,从金矿的主要围岩→云母石英片岩→近矿糜棱岩→矿石,金含量从0.081×10-6→0.37×10-6→0.78×10-6→118.65×10-6而不断富集,则反映被淋滤出来的金向构造应力集中区段迁移,并最终富集成矿。3.2构造-沉积型金的形成时代及物质来源断裂构造是本区金矿最主要和最直接的控矿因素,不仅提供了矿液活动的通道和储矿空间,而且,对于某些同构造成矿的金矿床来说,断裂活动即是一种成矿作用。本区金矿与断裂构造关系密切。按矿床地质特征、产出的地理位置和相对集中程度,可大致划分出三个矿田,即河台金矿田、新洲金矿田和罗定金矿田。三个矿田均位于NE向断裂与近E-W向断裂交汇区,平面上呈近等距分布。河台金矿田位于吴川-四会断裂带与近东西向高要-惠来断裂交汇区、广宁-罗定断裂与吴川-四会断裂带归并的区域。由于早期处于较深构造层次,形成了一系列韧性剪切带,控制了矿体的分布。但是,韧性剪切带对金矿体的控制作用可能主要体现在构造作用产生的巨大应力对金的迁移富集的影响。因为在河台金矿区,矿体的厚度与含矿糜棱岩带的厚度变化在空间上不同步,表明主成矿期发生在糜棱岩形成之后。矿体厚度与糜棱岩带形成之后的脆性变形有关。另外,由于矿田位于吴川-四会断裂与广宁-罗定断裂归并区域,断裂规模大,切割深,断裂活动不但可使深部岩石中的易熔组分重熔,形成岩浆上涌,而且可以将地壳深部乃至上地幔的成矿物质导入。所以,河台金矿田,金的物质来源,除来自矿源层外,可能还有少量下地壳乃至上地幔的金。前人的一些研究成果也证明了这一点。新洲金矿田位于吴川-四会断裂带与近东西向佛岗-丰良构造岩浆岩带交汇区的北缘。与其他地区相比,该区是吴川-四会断裂带上北东向断裂作用相对微弱的区域,但印支-燕山期逆冲推覆构造发育。逆冲推覆构造早期以韧性变形为主,控制了糜棱岩型金矿的分布;晚期以脆性或韧-脆性变形为主,形成一系列次级逆冲推覆断裂,控制了破碎带蚀变岩型和石英脉型金矿的分布。罗定金矿田位于广宁-罗定断裂与总体呈近东西向的贵子-罗镜弧形构造带交汇区内侧。与吴川-四会断裂带相比,构造变形的强度和切割深度均要小,在构造活动中断裂变质作用对金的迁移富集的影响也相对较小。形成的矿床规模小,多为小型矿床和矿点、矿化点。3.3成矿作用的构造制约区内区域变质、混合岩化、花岗岩化和岩浆作用强烈,区域变质作用发生在加里东期,混合岩化、花岗岩化作用主要发生在加里东-海西期,岩浆作用从加里东-燕山期均有发生。变质作用、岩浆作用产生大量的热液,对本区金矿成矿产生了重要影响。不同地区变质作用、岩浆作用时间和强度不同,对成矿作用的影响也不同。在河台地区,加里东-海西期,在区域变质作用的基础上,经断裂变质作用形成混合岩、混合花岗岩和重熔花岗岩,产生的热液使金活化转移,向断裂变质带集中。海西晚期-印支期,断裂作用形成多组多条糜棱岩带,形成的含金热液向糜棱岩带迁移,成为重要的成金作用时期。燕山期,由于处于较浅层次构造环境,含金糜棱岩、变质岩叠加了脆性变形,与燕山期重熔花岗岩浆侵入伴随的富含硫化物的含金热液充填在碎裂后的含金糜棱岩、断裂带内。由于后期脆性变形主要叠加在含金糜棱岩之上,形成的金矿以“蚀变糜棱岩型”金矿为主。新洲地区,岩浆作用发生在矿田东南外围,时代较新。从区域成矿演化来看,金矿的成矿作用主要受构造作用制约。罗定地区,加里东期、海西-印支期发生混合岩化作用,它们对金矿成矿的影响主要表现在促进金的早期迁移、富集,对后期成矿作用有一定影响。4成矿发展演化阶段在区域地质演化研究的基础上,通过对区内不同区段矿床成矿特征的研究,从整体上分析、考察区内金矿床的成矿发展演化历史,大体可将本区金矿成矿划分为以下三个阶段,如图2。4.1金等成矿物质的初始富集为中-新元古代沉积作用、火山-沉积作用造成金等成矿物质的初始富集。本阶段形成的地层金含量普遍较高,且主要为易活化金,为金矿的形成奠定了物质基础。4.2金矿床的预富集加里东期的区域变质作用及加里东期、海西-印支期的混合岩化、花岗岩化、岩浆侵入和动力变质作用等一系列热事件构成了金矿床形成的预富集阶段。这些区域性的地质热事件为矿源层中的金的大量活化、迁移提供了良好的热动力条件。上述作用总体上构成了一个递进的累积预富集过程,是本区金矿成矿必不可少的地质前提。4.3成矿作用阶段受含矿热液和控矿构造联合制约。前者提供成矿物质,后者提供热动力条件和成矿空间,并决定矿化的空间展布格局及形态产状。上述三个阶段构成了一个完整的区域地质-成矿演化系统。不同矿田,由于地质作用特征有差异,成矿演化结构也有所不同。5空间分布规律5.1含矿建造-逆冲推覆构造格架的性质具体表现为金矿床(点)在空间上成群产出。在区域范围内,按矿床地质特征、产出的地理位置和相对集中程度,从北向南可依次划分为新洲、河台和罗定三个矿田,而且三矿田间大致呈近等距分布。金矿化的这种丛聚性分布的原因,可能与含矿建造的分布及引起金迁移富集的因素有关。如河台矿田,除了有含金建造外,也是混合岩化、花岗岩化、岩浆作用和动力变质作用强烈的区域,因此在这一区域,金易迁移、富集,并最终成矿。在新洲地区,金矿化主要受印支-燕山期逆冲推覆构造控制,金矿床(点)主要集中分布在逆冲推覆构造带中带和前缘。这与该逆冲推覆构造发育方式为前展型扩展,金早期从推覆体后缘迁出,晚期在前缘富集有关。至于金矿田的近等距分布,则可能与北东向构造与近东西向构造的交汇有关。但从目前资料来看,佛岗-丰良东西向构造带和高要-惠来东西向断裂带与金矿的关系尚不清楚。5.2岩浆化和岩浆作用本区金矿床(点)多分布于花岗岩与围岩接触带附近和混合岩、混合花岗岩与围岩的过渡带。之所以出现这种情况,一方面可能与混合岩化、花岗岩化及岩浆作用对金矿的预富集有关;另一方面,不同地质体的接触带,本身为一构造薄弱带,在区域应力作用下,易沿其发育一系列规模较大的压扭性断裂,并为低温、低压、低位能扩容区,对赋存于含矿热液中的金有一定的聚集功能。另外,不同地质体的接触带还是有利矿质沉淀富集的成矿地球化学障。该部位由于成矿物理化学条件差异较大,常造成成矿物理化学条件和成矿热液系统的不稳定而有利于矿质沉淀富集。5.3预富集过程金融资金糜棱岩型金矿产于糜棱岩带内。尽管糜棱岩的形成时期不是主成矿期,但糜棱岩的形成过程本身就是金的预富集过程,积累了大量的金。在主成矿期,虽然糜棱岩内局部有金的调整,但是,由于后期脆性构造叠加在糜棱岩内形成大量脆性裂隙,为含矿热液携带的金提供了沉淀空间。破碎带蚀变岩型和石英脉型金矿均产于韧-脆性、脆性断裂内。5.4大谷金矿硅化本区金矿化富集与热液蚀变作用密切相关,尤其是与硅化关系密切。不论是河台地区,还是新洲地区和罗定地区,在硅化过程中金沉淀富集成矿体。在硅化的同时有黄铁矿、毒砂晶出,在硅化带的两侧有强烈的绢云母化和绿泥石化。在新洲地区大沟谷金矿,除了硅化和绿泥石化,还有钠化和钾化,且主要是钠化形成的钠长石带。金矿体就赋存在钠长石岩带中。6罗定金矿田的成矿作用综合前人的研究成果,罗定地区和河台地区,虽然所处构造位置不同,但成矿作用却有许多相似特征。凌井生等在对河台金矿成矿时空演化和成矿主要机制研究的基础上,建立了河台金矿的成矿模式,如图3。该模式不但较好地反映了河台金矿田的成矿作用特征,同时也反映了罗定金矿田的成矿作用特征。新洲金矿田,以目前的资料,未发现有加里东-海西期混合岩、混合花岗岩及重熔花岗岩,加里东-海西期的区域变质、断裂变质作用可能有金的迁移富集,但成矿作用主要与印支-燕山期逆冲推覆构造有关。据彭少梅研究,逆冲推覆构造早期断层岩为韧性,晚期断层岩为韧-脆性至脆性。早期成矿作用发生在印支晚期,在Ⅰ级推覆断层带的石英碳酸盐糜棱岩区段形成糜棱岩型金矿;中期成矿作用发生在燕山早期,在Ⅱ级推覆断层带形成破碎带蚀变岩(钠长石岩)型金矿;晚期成矿作用发生在燕山中晚期,在Ⅲ、Ⅳ级推覆断层带形成石英脉型金矿。结合彭少梅的研究成果和新洲地区地质构造特征,建立了新洲地区构造控矿模式,如图4所示。7矿物控矿因素(1)中-新元古代云开群、南华纪大绀山组、震旦纪坝里组和老虎塘组为金的矿源层,在复杂的构造、变质、混合岩化、花岗岩化及岩浆作用中,金不断地被迁移出来,向构造应力集中区段迁移,并最终富集成矿。(