广东大顶金矿床金矿体地质特征及成因分析

广东大顶金矿床金矿体地质特征及成因分析

0成矿物质来源广西鼎金矿床位于耀山成矿带西部。经过多年的地质和综合研究，假设该矿区不存在斑岩金矿床，但矿区的花岗斑岩是金矿床的主要材料来源。在岩石构造破坏带中发现了具有工业价值的金矿床。显示了良好的前景。1成矿地质背景[1]1.1成矿区域地质特征本区域的大地构造位置为南岭东西构造带南亚带加里东隆起区的大瑶山成矿带西段。由于强烈的不均衡的南北向挤压作用,使寒武系地层形成轴面呈弧形弯曲的紧密线状复式褶断带。成矿区域位于大瑶山复式背斜的东部,发育的一系列背、向斜构造为大瑶山复式背斜中的次级背斜和向斜,主要有高山顶-大水岭倒转复式背斜、古袍-恩孟复向斜、大垌复背斜、超林-崩山复向斜、良风圩复向斜。其褶皱紧闭,岩层倾角陡,大多在50°以上,部分直立以至倒转。故形成一倒转的复式背斜,轴面倾向北西,倾角约60~70°。次级褶皱、小断层、劈理和节理很发育。常伴有花岗斑岩岩株及岩脉侵入,含金石英脉特别发育,是广西桂东南中较大的金矿成矿区带。有桃花、陈塘、古袍、湾岛、陈盛等丰富的金矿床。1.2区域内断裂构造该区域的矿带多形成于加里东期、印支期,少部分在燕山期仍有活动。主要为北西向、南北向、北东向和北北东向。断裂构造是区域内金矿带形成的主要成矿和控矿因素。现将其断裂特征简述如下:1.2.1断裂系和岩性影象(1)富裕-隆盛断裂压扭性断裂破碎带。北起富裕以北,南延天秀以南,长约56km,总体与桂江大致平行,隆盛以北,航片影象清晰,负地形明显,隆盛以南呈线性影象,表现为隐伏状态,断裂带内岩石破碎,地层产状紊乱,断层面见多组方向的擦痕,北东段被后期的北北东向断裂切割并切割北东向断裂。该断裂带控制了本区域内破碎带型金矿床的产出。(2)唐山-仁德断裂富裕断裂平行,间距5~10km,向南延伸与必石-三阳北西向断裂相接,从仁德-长田-大峒线状分布,延伸至南部沙子街一带,线性影象明显,可见断层岩,沿断裂带有花岗岩体分布,在南部有众多的金矿点分布。倾向南西,断距垂直100~150m,构造角砾岩、硅化滑动面发育。1.2.2南北断层1.2.3北东-北东向东北的断层2矿区地质特征2.1矿区地表及地层大王顶金矿区位于古袍-思孟复式向斜南东翼的次级褶皱向斜(德超向斜)核部一带,向斜轴向为北西-南东向,核部地层为寒武系中上统黄洞口组第五段,两翼依次为寒武系中上统黄洞口组第四段、第三段、第二段及第一段,两翼地层因次级褶皱及小断裂发育,局部发生倒转。矿区出露的地层主要为寒武系下中统小内冲组、寒武系中上统黄洞口组、第四系。寒武系在矿区内西南角、西北角、东部及中部均有分布。地层岩性主要为黄绿色、灰绿色、青灰色等的块状砂岩、泥质粉砂岩、长石石英砂岩、粉砂质页岩与砂质页岩、页岩互层,局部夹碳质页岩。顶部为硅质岩。其中灰绿色泥质粉砂岩占多数,岩相在横向常变为细砂岩或泥岩,在垂直方向上与细粒泥质砂岩及板岩(特别是变质程度浅的页岩)是渐变关系。表层第四系为砂质粘土及细砾砂土层,厚0~15m。靠近花岗斑岩体冲沟中的第四系堆积物中局部含有砂金(图1)。2.2古景之斜-超德复向斜断裂矿区的主体褶皱构造为古袍-思孟复式向斜,次为近北西走向断裂构造带。古袍-思孟复式向斜:轴向80°左右向西倾伏。褶皱的北翼较为舒展开阔,而南翼则较为紧闭。轴部地层为黄洞组第五段,两翼地层为小内冲组、黄洞口组第二-四段。在向斜的核部、北东翼发育有次一级的背、向斜构造。复向斜向西逐渐扬起,局部由于向斜槽部隆起而出现黄洞口组第三、四段。在向斜东部地层有局部倒转现象。由于区内断裂构造十分发育,导致岩层产状较为凌乱而没有规律可寻,甚至许多局部地方很难判定岩层的产状,因此这种倒转存在一定的假象。古袍-思孟复式向斜派生了几个次级褶皱,主要有志隆向斜和超德复向斜。详查区位于超德复向斜的南侧,超德复向斜由一系列的次级褶曲组成,多呈短轴状。北西向断裂构造与花岗斑岩体同部位产出,沿矿区主体褶皱构造古袍-思孟复式向斜的中部出露,其中常有密集的含金石英脉充填,或有花岗斑岩体侵入。因此可以推断此组断裂是在斑岩体侵入前或侵入时形成的,是本区主要的控岩控矿构造。该组断裂破坏花岗斑岩体,常形成含金破碎蚀变带。总体来看,区内的北西向构造破碎带为一组平行产出的系列构造破碎带,总体走向110~130°,倾向南西,倾角30~50°。该断裂带在花岗斑岩体内成平行的系列产出,其数量在10~20条左右。该组裂隙带在后期构造应力作用下,产生剪切的压扭作用而形成压性剪切带,花岗斑岩蚀变强烈,主要为绢云母化、绿泥石化、硅化及黄铁矿化,常形成串珠状、囊状、带状产出的石英团块或黄铁绢英岩;构造蚀变强烈地段岩石呈现糜棱岩化。受热液的叠加影响,充填有石英细脉和黄铁矿细脉,可形成金矿(化)体。这些构造破碎带的产状在岩体内随岩体的产状变化而同步变化,在岩体产状变化与构造相叠加部位,一般可形成富矿包。在岩体上部的砂岩内,由于近东西向岩体的侵入及构造叠加作用,形成了一系列北西西向的断裂带,呈长短不一的雁行状排列,长度在50~300m左右,其中部分充填有含金石英脉,形成金矿体。2.3岩石及斑晶区内岩浆岩主要分布在一山岭-大王冲一带,以岩墙形态产出,为加里东晚期形成的花岗斑岩;岩石成分为石英、更长石等,斑晶主要为石英,粒度2~5mm,基质为更长石、石英,暗色矿物一般少见,岩石属更长花岗斑岩。岩石蚀变以硅化、绿泥石化、绢云母化为主,在构造破碎带及接触破碎带附近斑岩多已被绿泥石化而变为黄绿色,其次为黄铁矿化,白云母化等。3矿石特征3.1充填材料细脉构造变形矿石的颜色主要以灰色、灰白色、灰黑色为主,偶见紫红色、黑褐色、褐绿色。矿石主要结构有:基质具有细粒花岗、变余花岗的变余斑状结构、斑晶具有显微鳞片变晶结构、自形及半自形粒状变晶结构、他形粒状变晶结构、碎裂结构。矿石主要构造有块状构造、星散浸染状构造、网格状细脉构造,极少数矿石由于碎裂呈现糜棱岩。(1)块状构造:块状构造主要是硅化花岗斑岩矿体以块状产出,其中的黄铁矿与石英脉也含有,只是较前两种矿石类型含量少。(2)星散浸染状构造:主要金属矿物黄铁矿、毒砂等,呈星散状不均匀散布于硅化、绢云母化的花岗斑岩体中。黄铁矿和毒砂以他形粒状或半自形粒状为主,黄铁矿粒径一般为0.05~0.5mm,毒砂粒径一般为0.05~0.2mm。(3)网格状细脉构造:石英以细小网格状不规则地分布于硅化、绿泥石化蚀变的花岗斑岩之中,石英脉在0.5~3mm之间,少部分大于1cm,在石英网脉壁,星散地分布有黄铁矿、毒砂颗粒或细脉,局部甚至演变为单纯的含金较高的主要为黄铁矿组成的硫化物细脉或硫化物线,此种矿石为古袍矿区大王顶矿段较常见的金矿石。3.2矿石的地震地质特征矿石化学成分简单,有用组分主要为金,其含量在1.00×10-6~840×10-6,矿床平均含Au量在3.39×10-6。其中花岗斑岩体内部的破碎蚀变岩型金矿体平均含Au含量为2.92×10-6。花岗斑岩体外部石英脉型金矿体平均平均含Au含量为6.26×10-6。就矿石类型而言,石英脉型金矿石的化学组分变化无规律可循,黄铁绢英岩型金矿石的有用组分的变化与岩体的的形态变化和破碎蚀变程度有比较明显的相关性。矿区中部以东,主要金矿体的矿石平均Au品位在2×10-6左右,几乎无高品位出现;矿区中部以西,主要金矿体的矿石Au品位呈现跳动性的变化,出现了大量的Au品位高于30×10-6的样品,样品平均Au品位达到9×10-6左右。3.3金矿石的成分、成分及矿物组成大王顶矿区的金矿石类型主要有2种:石英脉型金矿石、黄铁绢英岩型金矿石。古袍矿区的金矿石有一个共同的特点,在金矿石中均含有大量的硫化物(主要为黄铁矿),局部变为黄铁矿组成的硫化物细脉或硫化物线,这也是昭平县古袍矿区大王顶矿段内一种特有的金矿石类型。(1)石英脉型金矿石矿石为乳白色-烟灰色,隐晶质结构,脉状、块状构造,一般受黄铁矿、黄铜矿等硫化物不同程度的浸染。此类矿石中Au品位变化较大,最高可达840×10-6(ZK3108孔),一般为1×10-6~20×10-6。主要矿石矿物为黄铁矿,次为磁黄铁矿、黄铜矿和少量的闪锌矿、褐铁矿等氧化矿物;脉石矿物主要为石英、长石、绢云母和少量绿泥石及白云母等。(2)黄铁绢英岩型金矿石矿石为灰白-绿色、黄绿色,局部呈黑色。含较多的黄铁矿、黄铜矿等矿物,受较强的硅化和绿泥石化蚀变。此类矿石的金Au品位稍低,在1.7×10-6~41.0×10-6之间,最高达184×10-6。主要矿石矿物为黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿、毒砂、辉锑矿及自然金等,脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、长石、白云石和方解石等。金的赋存状态主要为裂隙金,次为晶隙金和包裹金,自然金的粒度较粗,肉眼可见明金,粒度为1~100μm。4岩石学和矿化金矿体主要赋存于花岗斑岩体内构造破碎带中,其次赋存在岩体外接触带的构造破碎带中。大王顶矿床的金矿体主要产于花岗闪长斑岩体内、斑岩体顶底部外接带内。产于花岗闪长斑岩体内的金矿体有12个,岩体顶、底部外接触带中的矿体12个,24个矿体占矿区总资源量的90.30%;远离斑岩体及其顶底部外接触带的矿体只有8个,除7号矿体规模较大,其它均为单工程控矿。因此,金矿体的形成与斑岩体的关系十分密切。金矿体中的花岗斑岩灰白、灰绿、深灰绿色。具有斑状结构、似斑状结构或变余斑状结构。基质为他形粒状结构或交代假象结构、交代残余结构。斑晶主要为石英、更长石、钾长石、黑云母,大小一般在0.5~4.5mm之间,含量10~15%。石英斑晶为半自形-他形粒状,受溶蚀,常见波状消光。长石斑晶受交代成绢云母,自形程度低,常常呈其假象。黑云母斑晶半自形-片状,常见假六方形晶体,一般含量小于5%。基质成分与斑晶成分基本一致,主要是酸性长石、碱性长石、石英、黑云母等。付矿物主要有磷灰石、榍石、锆石、金红石等,极少量的黄铜矿、辉锑矿、辉钼矿、闪锌矿等。矿石至少经历了两次以上的破碎、蚀变和矿化作用。主要蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化(白云石化)、钾长石化,最常见的是前三种。以上蚀变多相互迭加。与这些蚀变有关的矿化有黄铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化。在强烈的蚀变部位可见黄铁绢英岩化。据镜下分析,硅化明显的可见两期,早期硅化石英呈团块状,具有压碎结构,明显可见两组近于垂直的裂隙,裂隙为细粒石英充填;后期碎裂石英具有波状消光。同时在蚀变的花岗斑岩内,长石及黑云母等多被绢云母、绿泥石、碳酸盐等矿物及硅化石英交代,黑云母又多被绿泥石所取代,析出铁质及金红石。石英晶粒具有压碎裂纹等。这些都表明岩石热液蚀变强,并且晚期比早期强烈,伴随着强烈的热液矿化活动。矿石矿物主要有黄铁矿,次为黄铜矿、自然金;脉石矿物有石英、长石、白云石、方解石、高岭土等;围岩蚀变以硅化、黄铁矿化为主,次为绿泥石化、绢云母化等;矿体形状以脉状为主,似层状为次;矿体规模为中型,远景规模大-特大型;Au品位一般在1×10-6~10×10-6;矿床伴生组分局部有Ag、Cu,S可以综合回收。根据上述矿体的产出空间位置(图2)、矿体的各种特征,本矿床的工业类型为斑岩型。总观矿区存在二类金矿,各自产出不同类型的矿石。4.1花岗斑岩体及矿体厚度产于花岗斑岩体内上部破碎带中,离接触面的距离在0~35m。矿体在剖面上呈脉状、透镜状,在平面上,形态较复杂,未见分枝复合现象,矿体产状与花岗斑岩岩体上部内接触带的产状基本一致,总体走向300~320°,倾向南西,倾角一般为30~45°左右。矿体的倾角局部变陡或变缓。矿体厚度为0.67~4.13m之间,平均真厚度1.67m,厚度变化系数为64.41%。属厚度稳定的矿体。矿体Au品位在1.01×10-6~41.13×10-6间,单样最高Au品位41.13×10-6,多数样品Au品位为1×10-6~3×10-6,平均Au品位3.32×10-6。Au品位变化系数为96.48%,属有用组分分布均匀的矿体。所属花岗斑岩矿体占总矿体的51.74%。矿体Au品位变化的总体趋势为金矿化相对集中,矿石相对较富,其他各线则相对较贫。在倾斜方向上,具有地表及中部贫、深部稍富的一般变化规律。在同一标高上,Au品位与矿体厚度的大小相关关系不明显。矿体形态、Au品位变化、厚度变化均受花岗斑岩体内接触带的产状变化控制。花岗斑岩体上部内接触带产状变陡,矿体厚度变薄、形态相对比较复杂、Au品位变贫;反之,花岗斑岩体上部内接触带产状变缓,矿体厚度大、Au品位富,形态也比较规整。这也说明花岗斑岩体内接触带是控制矿体的主要因素。矿石类型为黄铁绢英岩型金矿石。4.2矿体地质特征产于花岗斑岩体上部外接带浅变质砂岩地层中。矿体剖面上呈脉状、透镜状,平面形态似一个纸鸽,偶见分枝复合现象,未见有天窗。矿体产状与该地段的花岗斑岩体的产状基本一致,总体走向300~320°,倾向南西,倾角一般为35~60°左右。矿体的倾角局部变陡。矿体厚度为0.47~5.65m,平均真厚度2.07m。厚度变化系数为78.54%。属厚度稳定型矿体。占总矿体的33.28%。矿石类型为石英脉型金矿石。剩余的其余矿种,大部分为单工程控矿,规模都很小,故不一一说明。4.3变余中粒花岗斑状结构本区的矿石类型有黄铁绢英岩型、石英脉型两种,两种矿石的围岩是完全不同的。黄铁绢英岩型金矿石的围岩:主要为花岗斑岩,局部为捕虏体砂岩。花岗斑岩呈灰白色、斑杂色,变余(中粒)花岗斑状结构,块状构造。主要矿物成分为石英、长石、绢云母等,由斑晶与基质组成。原岩坚硬,性脆,局部有较强的黄铁矿化、硅化、绢云母化、高岭土化等蚀变;风化岩石呈黄褐色,局部紫红色,一般风化成粘土、高岭土等,很难辩认原岩,较松散。石英脉型金矿石的围岩:主要为轻度变质的细砂岩,局部为泥质粉砂岩。细砂岩呈灰色、灰绿色、灰褐色,中粒砂状结构,中厚层状构造,主要矿物成分为石英、绿泥石、绢云母等。原岩坚硬,性脆,轻度变质,局部有较强的绿泥石化、硅化、黄铁矿化等蚀变。5采矿类型与成矿阶段5.1成构造破碎蚀变带本区的金矿体主要产于花岗斑岩体内、或是斑岩体顶、底部外接触带中;花岗斑岩的活动具有长期性和多期性,在侵入、冷凝过程中,在岩体、围岩中形成构造破碎蚀变带,成为本区的主要容矿、控矿构造;岩浆热液长期作用于构造破碎带和岩体接触带,使得金和其他矿物成分能够在构造破碎带和接触带中富集成矿;围岩蚀变主要有绢云母化、绿泥石化、硅化及黄铁矿化,特别是硅化和黄铁矿化与成矿关系密切;主要的矿石矿物为黄铁矿,其次为自然金、辉钼矿、黄铜矿,少量方铅矿、闪锌矿、毒砂等,矿物建造为硫化物—金建造。故本区矿床成因类型应属岩浆热液金矿床大类中的重熔岩浆热液金矿床。5.2岩相储产出部位大王顶矿区花岗斑岩体细小裂隙发育,多充填石英细脉和网脉,细脉和网脉相互交切,其方向有东西向、北西向、北东向和南北向四组,其中前三组局部地段见金矿化,自然金沿裂隙充填与石英脉、黄铁矿及其他硫化物共生,局部可见黄铁矿细脉充填在节理裂隙中;金矿化不连续,金矿(化)体的Au品位贫富悬殊。金矿体的厚度变化较大,金矿(化)体呈透镜体状、囊状不连续分布,走向和倾向均有尖灭再现、膨胀收缩现象,多组裂隙的交会部位是富的金矿包产出部位,由于岩体与蚀变矿化体的关系,根据表1可以看出【3】,岩体中Au、As、Mo较富集,Cu、Pb、Zn、Mn较分散;在砂岩中Au、As、Pb、Mo较富集,Cu、Zn、Mn相对同类岩石较富集,相对克拉克值较分散。在相对富集的元素中,As、Mo在岩体和砂岩中的富集程度最高。在岩体中,As的背景值是同类花岗岩的平均值的21倍,是克拉克值的17.6倍;Mo的背景值是同类花岗岩的平均值的7.9倍,是克拉克值的5.3倍;在砂岩中,As的背景值是同类砂岩的平均值的36倍,是克拉克值的20倍;Mo的背景值是同类砂岩的平均值的35.4倍,是克拉克值的4.7倍。从对比表中还可以看出,Au在该地区也是高度富集,在岩体中,Au的背景值是同类花岗岩的平均值的7倍,是克拉克值的8倍;在砂岩中,Au的背景值是同类砂岩的平均值的数倍,是克拉克值的3倍多。在岩体中Au的背景值是砂岩的平均值的2倍多,可见花岗斑岩体是矿区背景和同类花岗岩的高异常地质体。同时由于Au、As异常总体走向近东西向,且多位于岩体的北侧,与矿区的岩体大致展布方向一致,推测该异常与花岗斑岩及金矿化有相当紧密的联系。Au、As异常基本套合,但As异常在分布范围上大于Au异常,且浓度中心不重合,由此说明Au、As两元素的相关性高,但As相对于Au更加活泼。而Au-As呈高度正相关,Au-Pb基本呈正相关,Au-Mn基本呈负相关,Au-Cu、Au-Zn、Au-Mo无相关性。5.3成矿期与金矿床根据矿石中的金属矿物和非金属矿物的相互穿插关系【4】,本区金矿化分为热液期和风化期,五个主要成矿阶段。热液期分为早期石英-硫化物和晚期石英碳酸盐岩阶段,早期石英硫化物阶段又分为早世和晚世,一般早世的金属硫化物晶形不规则,晚世的金属硫化矿物的晶形稍完整。金矿主要与中、晚期硫化物阶段有密切的关系,这一成矿期,热液温度相对较低,有利于含矿热液的流动,因而对金的富集十分有利。主要形成浸染状含金矿石,矿石中金主要与黄铁矿及毒砂矿石共生,可以认为金以自然金的形式赋存于黄铁矿等硫化物中。风化期是成矿后期在地表及构造和接触破碎带内进行,使得破碎带内金Au品位富集程度增高,在有利地表形成金矿体。6成矿控制因素与勘探指标的论述6.1金矿体及控岩构造本区金矿体主要产于花岗斑岩体内,岩体内金矿体的资源量占总资源量的66%以上,因此主要讨论岩体金矿体的控矿因素:(1)岩浆岩控制金矿体的分布本矿区产于花岗斑岩体内的金矿体有12个,岩体顶、底部外接触带中规模较大的有