湘东北万历金矿地质特征及成矿规律

湘东北万历金矿地质特征及成矿规律

1成岩构造环境矿区构造位于扬子地块长江以南地轴中心，距窗帘褶皱带和长沙-平湖山断裂带。区域内出露地层主要为中元古界冷家溪群和白垩系衡阳群。冷家溪群作为本区矿源层,以陆源碎屑浊积岩为主。夹有火山碎屑岩,由一套区域变质的板岩,粉砂质板岩、砂质板岩、凝灰质板岩及变质砂岩等组成。区域内构造形迹复杂,是历经多次构造运动所形成的。中元古代武陵运动使冷家溪群遭受强烈挤压变形和韧性剪切构成NW—SE向褶皱。后期的加里东、印支、燕山运动所造成强烈的东西向褶皱叠加及断裂破坏作用使研究区基底地层冷家溪群表现为一系列向南倒转的复式紧密褶皱。区域内北东向深大断裂为导岩导矿构造,次一级北西、近东西向断裂构造裂隙与成矿作用密切关联。区域内岩浆岩仅在西南部较发育,金井岩体出露面积110km2,为燕山早期中深成侵入体。岩性为中粒斑状白云母花岗岩,中—中细粒斑状二云母二长花岗岩。其次在西部有望湘花岗岩体和一些大小不一的花岗岩株出露。2矿区地质特征2.1群坪原组的结构矿区出露地层简单,仅有中元界冷家溪群坪原组(见图1)。矿区内可分为二、三段,矿床的赋矿围岩为坪原组第二段,岩性主要为粉砂质板岩、板岩。2.2南倒转支撑构造矿区构造以断裂为主,矿山地层表现为一单斜构造,实际是由一系列向南倒转复式紧密褶皱组成(见图2)。区内断裂主要有北西(西)向和北东向两组,均具多期活动特征。2.2.1成矿期控矿构造为矿区最为发育的一组构造,总体走向与地层基本一致,但它们形成时间相差较远,早期形成的均为导矿容矿构造。据构造形迹分析,区内北西(西)向构造至少经历了三次构造运动。成矿前,在区域南北向压应力作用下,伴随着基底地层区域北西西向复式褶皱的形成,产生一系列北西西向压扭性断裂;成矿期,由于局部应力场发生改变,由南北向挤压变成南北向张拉,成矿热液沿裂隙带充填交代,形成金矿(化)体;成矿期后,多次的拉张一挤压作用,对前期构造及矿(化)体进行破坏,使矿(化)体及其顶、底板岩石进一步破碎并使成矿物质进一步迁移富集,导致矿体不均匀性和不连续性。矿区控矿构造表现以下特征:⑴控矿构造与区域地层走向大体一致,矿脉带走向延伸较大。⑵含矿脉带倾向北东或北北东,沿走向,倾向呈舒缓波状,倾角中等,局部变陡。⑶矿体膨大缩小,分枝复合明显。⑷断裂破碎带中角砾多呈棱角状、次棱角状、局部见围岩团块,基质较少,胶结一般较松散。2.2.2断裂南缘地缘断裂带北东向断裂为成矿期后构造。自西至东有F1-F9共9条,长度160～2200m不等,其中规模较大者为F2、F4、F6、F8。该组断裂走向北东,倾向南东,沿走向及倾向多呈舒缓波状,产状变化较大,本组断裂破碎带宽0.4～10.2m,主要由构造角砾岩,断层泥组成。角砾成分以围岩(粉砂质板岩、板岩及变质砂岩等)为主,含少量脉石英,角砾呈棱角状,次棱角状,角砾大小0.2～3.0cm居多,由泥质及少量铁硅质胶结,较松散,局部弱硅化,金矿化微弱,该组断层错断冷家溪群坪原组地层及含矿脉带。2.2.3岩浆岩矿区南西约10km处有金井花岗岩基产出,为燕山早期岩浆活动的产物。3矿脉体的地质特征3.1市“2、、、、、”、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、”、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2矿区已发现矿脉13条,编号分别为Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ。受北西(西)向断裂破碎带控控制,主要赋存于坪原组第二段中,Ⅰ2、Ⅴ1、Ⅷ号脉地质特征分述如下:3.1.1金石英矿化矿化分布于矿区西部桃树洞一带,矿脉长4500m,总体走向290°,倾向5°～55°,倾角20°～55°,矿脉体厚0.46～9.41m,由含金石英脉,蚀变破碎板岩夹石英细脉及断层泥组成,主要蚀变有硅化、绢云母化黄铁矿化、毒砂化、褐铁矿化等。矿体金品位3.18～20.23×10-6,平均8.93×10-6。3.1.2,积岩石化、亚甲矿化20分布于矿区北东部上八斗垄—金盆岭一带,全长1216m,总体走向北西西,倾向340°～39°,倾角30°～87°,在走向与倾向上波状起伏明显,矿脉厚0.41～3.55m,由含金石英脉,构造角砾岩及蚀变破碎板岩组成,主要蚀变为硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、褐铁矿化、少量辉锑矿化。矿体金品位3.08～19.11×10-6。3.1.3金提升矿物特征分布于矿区东部大桥坳—江东水库一带,长520m,西段被F8破坏,矿脉走向近东西,倾向300°～50°,倾角30°～85°,矿脉带厚0.40～4.38m,主要由蚀变破碎板岩、构造角砾岩、石英脉、断层泥组成,以前二者为主,主要蚀变有硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢云母化、褐铁矿化,少量辉锑矿化,局部退色作用明显,矿体金品位3.25～13.30×10-6。3.2矿石特征3.2.10-6矿区内金矿石类型按矿物组构划分主要有构造角砾岩型、石英脉型和蚀变破碎板岩型三大类型。⑴构造角砾岩型矿石是组成矿体的主要矿石类型,一般发育于矿体中部或与围岩接触带附近。金矿化比较强,金品位一般与硅化的强弱成正比,金品位1.36～65.40×10-6,一般为6×15×10-6。⑵石英脉型矿石:主要有二种产出形成,一种是似层状,大透镜体状破碎石英脉,这类石英脉与围岩产状总体一致并可随围岩产状变化而变化,石英脉出现的多少对矿石的金品位有较明显的影响,当石英细脉密集发育或呈条带时,矿石金品位则明显增高;另一种是角砾状石英脉,也呈层状产出,常与破碎板岩构成互层,两者皆破碎强烈呈角砾状,团块状。金品位2.36～111.10-6,一般8～30×10-6,⑶蚀变破碎板岩型:该类矿石比较常见,以及碎裂构造,较强的硅化,褐铁矿化同围岩相区别,矿石中后期石英脉,褐铁矿脉沿节理、劈理发育,这类矿石一般分布矿体的顶底部及矿体的两端,小规模矿体常以此类矿石为主,金品位1.05～9.17×10-6,一般低于5×10-6。3.2.2采矿结构矿石的结构主要有角砾状结构,碎裂结构,镶嵌结构和显微鳞片变晶结构。矿石构造主要为角砾状构造,块状构造,板状构造和条带状构造。3.3石英与蚀变破碎板岩型万古金矿床成矿组分虽然简单,但仍显示出良好的分带性,无论是矿石类型还是成矿元素均反映一定的分布规律。石英大脉代表强矿化,而蚀变破碎板岩代表着弱矿化。Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ、中部以石英脉型矿化为主,沿矿脉向两端延伸逐渐变成以蚀变破碎板岩型矿化为主。成矿元素在空间上分布为矿化中心以金(砷)为主,向外侧,例于Ⅴ、Ⅷ、至Ⅹ、ⅩⅢ、矿脉带中,锑为主要成矿元素之一,构成了中心向外,金到金锑矿化的分带性。4成矿物质来源⑴冷家溪群地层其元素组合具富A、AS、SB、W、Hg的特点,岩石中较高的黄铁矿、毒砂含量,尤其是含同生黄铁矿团块的层位的存在,显示出冷家溪群中金易释放的特点,从而构成了本区金矿的矿源层。⑵研究表明:万古金矿床成矿物质具有多源性,硫同位素表明矿石中的硫是深源流与冷家溪群中硫混合作用的产物;氢氧同位素,证实成矿液体主要来自深部,黄铁矿的Co、Ni比值小于1说明成矿物质多来自沉积地层。⑶区域岩浆活动强烈,据物探和遥感地质的解译,矿区深部存在隐伏岩体。岩体的存在不仅成为所在地区的热源,以致于形成一系列热水循环的地热系统,还引起深部含金流体上涌成矿。⑷冷家溪群中的金元素在构造—热液改造演化过程中,不断活化,转移、富集、金矿床是构造应力和热液流体作用下含金岩石的演化产物。5矿化富集规律与矿前预测5.1金矿床含金赋矿的必要性通过对矿床分析总结发现,矿体明显受北西(西)向构造的产状,形态制约,表明金矿脉的定位空间受近东西向基底构造控制。成矿作用具有多期性,研究表明其主要成矿时代为燕山中晚期,受到后期构造改造,使得金矿体的延伸不稳定,主要载金矿物黄铁矿也存在多期的特征:呈细粒状浸染状产出,含金较高,表明主成矿期的形成;晶形较好,粒度较大者,含金低。北西(西)向剪切带具有水平剪切和垂向推覆二种滑动作用,这就决定了金矿脉在走向上和倾向上具有透镜体的特点、富矿体都产出在构造张性扩容空间内,控矿层间破碎带中不同类型构造重叠部位是最有利的赋矿部位。金在热液中主要以络合物的形式迁移,作为成矿最直接标志的热液蚀变,是在同一空间上多次构造运动造成含矿热液多次充填、交代连续演化的结果,本区与金矿化有关的蚀变主要有硅化、黄铁矿化、毒砂化、蚀变的强弱与矿化的强度密切相关。矿体一般富集规律有:⑴矿脉带走向变化地段及倾向上波伏起伏地段易形成富矿体;⑵在矿化破碎带厚度变化地段,当破碎带厚度增大时,矿化规模较大;⑶热液石英脉体规模较大时,往往形成富矿体或富矿块段;⑷含金构造角砾岩成分复杂,当石英角砾含量越多时,矿石品位越高;⑸矿脉带中见硅化、黄铁矿化及毒砂时,一般就有金矿体存在,当它们同时存在时,金矿较强;地表硅化矿石中,褐铁矿化强者金品位较高;⑹黄铁矿、毒砂是本区最为重要的载金矿物,黄铁矿粒度小的,微裂隙发育的含金高,反之含金低;⑺矿脉带边缘岩石节理发育,并有石英—硫化物细脉充填时,往往可以圈为矿体。5.2矿工预测5.2.1富金层位及金融资源江南古陆上的冷家溪群和板溪群富含金元素,金含量是地壳克拉克值的1～8倍,长期以来称之谓矿源层或含金建造。只有在金富集的地段才有可能接受改造,金活化聚集成矿。寻找和辨别富金层位也是江南古陆找矿的一种思路。不同岩性的金的富集能力也有所差异。本区松砂质板岩中含金量明显高于细砂质板岩,变质砂岩,这可能是由于前者含有较多的粘土物质所致,自然界中的金常以带负电荷胶体金形式存在,可与带正电荷的粘土表面发生静电吸附。另外,基底地层中的黄铁矿结核往往富含金等元素,由于这些结核易于辩认,可作为寻找源层,甚至找矿的一种有效标志。5.2.2北北东向断裂组合控制江南古陆上构造分析表明,雪峰期构造以北西向为主,加里东期构造表现为北西西向或近东西向强烈挤压褶皱和断裂。而燕山期则形成大量北北东向平行深断裂;同时,由于近东西向的挤压,原加里东期的逆断层转换成正断层再次活动。尽管目前所见江南古陆上的金矿体多赋存于东西向断裂中,但成矿的通道是北北东向断裂,402队在万古矿区外围已发现的十余个矿点,包括金塘坳、大源洞、羊角湾、大洞无一不是受这种断裂组合控制。由此可见认为湘东地区的找矿重点