西藏索虎金矿地质特征及成因分析

西藏索虎金矿地质特征及成因分析

1化德—地质背景该区域位于中国北方地台北缘内蒙古中部地槽褶皱系华力西末褶皱带的交汇处，位于华力西下一段附近，位于化德-赤峰深断裂的南侧。中生代大兴安岭火山岩带南缘。位于华北地台北缘金银铜钼铁多金属成矿带东段铭山金矿带,柴胡栏子、红花沟金矿田与朝阳湾金矿床之间(见图1)。1.1磁石英岩、大理岩、混合岩从老到新主要有太古界建平群斜长角闪片麻岩和黑云母角闪斜长片麻岩,夹透镜状磁铁石英岩、大理岩等,局部已经混合岩化。上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组,由酸性—中酸性火山岩及火山沉积岩组成,分布零星。第三系始新统汉诺坝组橄榄玄武岩,产状平缓,受新构造运动的抬升构成玄武岩台地。1.2铭山岩岩组岩区域大面积分布的侵入岩为铭山花岗岩体,呈不规则岩基状产出,面积约520km2,侵入于上侏罗统地层中。矿区侵入岩为铭山花岗岩(r52(3))体的一小部分,出露面积约15km2,与上侏罗统玛尼吐组呈构造接触关系,接触面走向北东40°～60°,倾向北西,倾角50°左右,且极不平整,围岩具硅化、绿泥石化、绢云母化及同化混染现象明显,蚀变带宽一般20m～130m。最宽处150m,岩体边部脉岩发育,内部常见太古界建平群片麻岩残留体。铭山花岗岩体岩性复杂,主要有花岗闪长岩、黑云母花岗闪长岩、黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、似斑状二长花岗岩,矿物成分主要有钾长石、石英、斜长石,其次为黑云母、角闪石,副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石、磁铁矿、榍石等;化学成分为SiO269.86%,Al2O313.29%,TiO20.38%,Fe2O33.19%,FeO0.17%,MgO0.66%,CaO2.63%,Na2O3.87%,K2O4.21%,K2O+Na2O=8.08%,Na2O/K2O=0.92,δ=2.43,A/CNK=0.85,Fe2O3/FeO=1.68。岩体含金、铁、铜、铅、锌等丰度较高,是本区金成矿的主要母岩,同时也是有利的赋矿围岩。脉岩主要有煌斑岩、闪长玢岩、闪长岩等。1.3断裂发育特征区域断裂构造、接触带构造、火山构造发育。东西向舍路嘎河大断裂和北东向南台子—大营子大断裂交汇部位的锐角区间控制了双尖山火山机构的形成,分散流金异常和金矿床、矿点主要分布在铭山—红花沟一带的舍路嘎河大断裂两侧与双尖山火山机构西缘的梨树沟—石人沟—大西沟一带,索虎沟金矿床产于铭山隆起边缘次级北东向接触断裂复合构造带内,矿区构造主要有北东向、北西向断裂,北东向断裂主要展布方向为40°～65°,表现为构造蚀变带或硅化带,规模大,长几百米到几千米,宽度几十米到150m,如索虎沟、黑沟断裂等,平面上呈舒缓波状,构造面光滑平直,断层两侧岩石普遍具压碎现象,形成碎裂岩、碎斑岩,断裂沿走向膨胀收缩现象明显。说明构造在形成过程中,性质有所变化,表现为复合构造特征,此组断裂与金成矿关系密切,是区内的主要控矿容矿构造,此组断裂常被北西向构造错断。北西向断裂在矿区内较发育,主要呈280°～300°、320°～330°方向分布,其规模相对较小,长一般为几百米,最长可达2000m。2矿床的地质特征2.1金矿体带含金构造蚀变带产于黑云母二长花岗岩(η52(3))和上侏罗统玛尼吐组地层的断裂接触带中,金矿体赋存于含金构造蚀变带内。其走向北东52°～60°,倾向北西,倾角43°～50°,目前控制长度大于1800m,宽度一般为20m～130m,有膨缩现象。构造蚀变带由石英化蚀变岩(硅盖)、含金黄铁绢英岩、硅化绢云母化碎裂花岗岩等三个带组成。这三个带都位于断裂下盘,金矿体主要赋存于黄铁绢英岩带中,长度300m～490m,单工程矿体厚度0.80m～20.40m,平均厚度2.63m～3.70m,形态呈不规则脉状,透镜状,平均品位2.0～5.04×10-6。其他两个蚀变带均有金矿化,按0.5-1.5×10-6能圈出低品位金矿体(见图2)。2.2石材成分、结构、石材类型2.2.1矿石溶液2.2.1.脉石金的矿物特征金属矿物主要有黄铁矿、磁铁矿,其次有赤铁矿、白铁矿、褐铁矿、自然金、方铅矿、雄黄、少量的有黄铜矿、毒砂、闪锌矿、银金矿、总第240期内蒙古科技与经济辰砂;脉石矿物有石英、玉髓、长石、绢云母、绿泥石、方解石等。金矿物特征:矿石中的金矿物以自然金形式存在,表面清洁,呈金黄色和亮黄色,自然金粒度相对较细,以微粒金和细粒金为主,粒度小于0.037mm的细粒金和微粒金占62.77%,粒度在0.074mm～0.037mm之间的种粒金占32.37%。自然金形态复杂,以枝叉状为主,尖角粒状次之,少数为浑圆桩、针线状、板片状。自然金主要赋存于黄铁矿中,其次赋存于脉石矿物中。矿石中自然金的赋存状态有三种:裂隙金、粒间金、包裹金。其中裂隙金占63.22%,粒间金占21.84%,包裹金占14.96%。据单矿物电子探针分析,自然金除银外,尚有铁、铜等元素,金银比14.54/1,金的成色较高,为920-945。2.2.1.矿石中au含量根据矿石硅酸盐全分析结果和矿石选项分析结果(表1、表2),矿石中的主要有用组分是Au,Ag达综合利用含量,矿石中Au含量与S\Ag\Cu\Pb成正消长关系。2.2.2结构体系内各结构矿石结构主要有晶粒结构、包含结构、自形—半自形粒状结构、碎裂结构,其次有填隙结构及环带结构。矿石构造有浸染状、团块状、网脉状构造等。2.2.3类型根据矿石物质成份,结构构造的特点,将矿石划分呈两种主要类型,金—黄铁矿—石英—绢云母矿石;金—黄铁矿—磁铁矿—石英矿石。2.3围岩侵蚀和成矿阶段2.3.1成矿地质特征围岩蚀变主要发育于断层下盘,主要蚀变有硅化、黄铁矿化、绢云母化,其次为绿泥石化及晚期碳酸盐化,前三者组成黄铁绢英岩。硅化:分三期,矿前期硅化为灰白色粗粒自形——半自形石英;矿期硅化为灰黑色细粒胶结角砾岩或呈细脉状与黄铁矿、绢云母共生;矿后期硅化呈细石英脉穿插早期矿物。黄铁矿化:主要为黄铁矿,少量白铁矿,在分布上与硅化基本重叠。分三期,矿前期黄铁矿呈自形晶,分布于石英颗粒间,含金1.25-1.70×10-6;矿期黄铁矿化,与矿期硅化同时出现,多呈胶状、细脉状产出,此期黄铁矿是主要的载金矿物,含金量达85.3-127.54×10-6,此期Au、As、Cu、Bi、Mo、Pb等元素较矿前期明显增高;晚期黄铁矿呈星点状与晚期石英、碳酸盐脉共生。绢云母化:矿前期为长石分解的小鳞片状绢云母;成矿期绢云母与黄铁矿、石英等组成黄铁绢英岩,呈团块状、细脉状产出。近矿围岩蚀变在空间上具有明显的水平分带性,自矿体至围岩依次为强黄铁绢英岩带——弱黄铁绢英岩带——蚀变碎裂花岗岩带;同时垂向上分带也很明显,自地表向下依次为石英化蚀变岩带(即硅盖)——黄铁绢英岩带-蚀变碎裂花岗岩带。蚀变岩呈不对称分布,黄铁绢英岩上盘以断层和安山岩接触,不具分带性(见图3)。石英化蚀变岩:为矿前期形成,粗晶石英,呈乳白色,构成硅盖,含有自形晶黄铁矿,黄铁矿呈星散状,细脉状分布。金品位一般小于1.2×10-6,矿期起屏蔽作用,成矿后对金起保护作用。黄铁绢英岩:位于矿化中心,是金成矿的主要蚀变岩,鳞片变晶结构、碎裂结构、霏细结构,块状构造,致密坚硬。石英具波状消光,黄铁矿呈细脉状、浸徐发,等·内蒙古索虎沟金矿床地质特征及成因分析与找矿标志2011年第14期染状分布。蚀变碎裂花岗岩:花岗碎裂结构,强烈蚀变,主要矿物成分为斜长石、石英,岩石强烈破碎,石英具波状消光,压碎现象,黄铁矿呈星点状和细脉状分布,绢云母沿长石节理及岩石裂隙发育。金品位一般为0.3-1.5×10-6,形成低品位金矿体。2.3.2成矿处理阶段根据构造活动,矿物共生组合和生成顺序可将成矿作用划分为四个阶段。2.3.2.石英化蚀变岩此阶段为早期成矿阶段,索虎沟断裂为含矿热液上升通道和沉淀空间。由于此期成矿热液温度较高,与围岩发生交代作用,形成以硅质为主的石英化蚀变岩,金属矿物主要为黄铁矿大部分呈脉状充填于岩石裂隙中,部分呈星点状分布,此阶段仅有微弱金矿化。2.3.2.构造继承性复垦期此阶段面积大,为金的预富集阶段。早期成矿阶段结束后,由于构造继承性复活,发生了强烈挤压,使早期成矿阶段形成的矿物破碎,同时又使两边的围岩造成大面积破碎,而且沿主断面形成一层断层泥,对矿液起到屏蔽作用,阻止矿液进入安山岩。2.3.2.成矿阶段构造活动后,由于受北北东—南南西向引张力作用,形成减压空间,此时矿液再度进入,由于岩石破碎、裂隙率高,化学反应强烈,石英和绢云母交代长石形成绢英岩,同时热液中的HS-、S2-与围岩中带出的Fe离子发生反应,生成大量黄铁矿,呈细脉状、浸染状分布于绢英岩中,形成黄铁绢英岩,由于温度、压力、酸碱度等物理化学条件的变化,金的络合物稳定性下降,络合物分解,金充填于黄铁矿及脉石的裂隙中、颗粒间,此阶段为金的主要成矿阶段。2.3.2.4.沉积后，石英-碳酸盐阶段成矿作用进入尾声阶段,形成石英-碳酸盐矿物组合,这个阶段不具金矿化。3采矿业的成因分析3.1铭山火山岩u-10-9、k索虎沟金矿床产于铭山花岗岩的内接触带,铭山花岗岩体中有大量太古代斜长角闪片麻岩残留体和捕虏体花岗岩,Na2O/K2O为0.92-0.97,A/CNK为0.85<1,所以铭山花岗岩是地慢热柱上升同熔太古界建平群演化而来的,属于过渡性地壳同熔型花岗岩类。太古界建平群是由一套中基性火山岩经区域变质形成的,在变质过程中使原岩中的金活化、运移,形成含金丰度高的背景区,含金丰度平均为48.2×10-9(表1),比地壳丰度高出一个数量级,是丰富的矿源层。铭山花岗岩体金丰度最高达70×10-9,平均为13.9×10-9,是金的次生矿源体。因此,成矿物质具有多来源性,金来自地幔和矿源层及矿源体。3.2岩浆热液来源地表1根据黄铁矿同位素测定结果,δ34S变化范围在2.4%～4.53%之间(表4),变化范围窄,说明岩浆热液主要来源于地幔。因样品少,故也不排除其他方面的热液加入。3.3矿石矿物共生组合根据黄铁矿包裹体爆裂法测温结果,成矿温度有两个峰值:一个为142℃～170℃(表5),另一个峰值为280℃。矿石矿物共生组合为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、雄黄、毒砂,辰砂等中低温矿物组合。成矿温度属中——低温热液矿床。3.4成矿作用及矿物组合索虎沟金矿的成矿时代晚于侏罗世玛尼吐组,在燕山期铭山花岗岩浆期后成矿,根据区域金厂沟梁资料,晚侏罗世火山岩的平均年龄为156.7±5百万年;成矿前期花岗闪长岩的年龄为125.5百万年,斑状花岗闪长岩年龄为141.7百万年,切穿金矿体的石英斑岩钾氩年龄为72.7百万年,因此推断区内金的主要成矿作用在100百万年左右。矿体呈不规则脉状、透镜状,有膨缩现象,矿体严格受断裂构造控制,成矿作用以交代作用为主,矿物组合为石英、绢云母、黄铁矿、磁铁矿、方铅矿、雄黄、辰砂、金。综上所述,索虎沟金矿成因为交代——重熔岩浆热液型金矿床,工业类型为破碎带蚀变岩型,成矿时代为燕山晚期。4矿区内的地球化学异常①古隆起与中生代火山岩盆地边缘,靠近古隆起一侧;②花岗岩体与老地层接触带,次级复合断