浙江兴和县台金矿床地质特征及成因分析

浙江兴和县台金矿床地质特征及成因分析

0矿床成矿条件及控矿特征台地金矿床位于栖霞市以西约14公里处。这是一种与刚性切割有关的中等侵蚀岩金矿床。矿区的成矿条件和控矿特点不同于该区含金石英脉的金矿床。1982年以来,长春地院、山东省地矿局区调队、山东省地矿局地质六队等单位先后在本区开展过工作,1995年栖霞县黄金集团公司提交了《山东省栖霞县台前金矿床详查地质报告》。1区域地质背景台前金矿位于华北地台鲁东地盾之胶北隆起的北部,区内地层较简单,断裂构造发育,岩浆岩广泛分布(图1)。1.1岩石学和微量元素区内主要分布着新太古代胶东岩群、古元古代荆山群和粉子山群、新元古代蓬莱群变质岩系,以黑云变粒岩、斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩为主;中生代莱阳群、青山群主要为黄褐色砂砾岩、紫红色厚层状橄榄玄武岩;新生代临朐群分布在大、小方山和唐山棚地区,呈被状或帽状覆盖于山顶,岩性为灰黑-紫灰色橄榄霞石岩,底部有一层砂砾岩;第四纪的各种混合砂砾层沿现代河流展布。1.2断裂构造与特征区内构造以断裂发育为其突出特征,主要以NE向、NNE向断裂最为发育,也是重要的金矿控矿构造,自西向东发育有北横沟断裂带、西林—陡崖断裂带、栖霞断裂带。西林—陡崖断裂带为区内主要断裂,该断裂在区内出露长36km,控制宽度50～200m,总体走向45°,倾向SE,倾角20°～40°,局部变为55°～80°,断裂带切割蓬莱群、栖霞超单元、郭家店超单元、郭家岭超单元,并沿伟德山超单元与白垩纪盆地的边缘展布;断裂沿走向呈舒缓波状,膨胀收缩、分支复合特征明显,主裂面可见厚1～10cm的灰白色断层泥,局部为糜棱岩。断裂主要由碎裂岩、角砾岩、糜棱岩类构成,带内挤压片理、透镜体发育,破碎带内绢云母化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、黄铜矿化发育,局部见方铅矿化和闪锌矿化。1.3超单元分布区内岩浆岩广泛分布,以燕山期郭家店超单元、郭家岭超单元和伟德山超单元为主,栖霞超单元分布于区域的中部和东部,玲珑超单元、双顶超单元和马连庄超单元零星分布。2成矿的地质条件2.1岩群斜长角闪岩金矿床新太古代胶东岩群和栖霞超单元岩石(原胶东群蓬夼组)为金的高背景区。新太古代胶东岩群斜长角闪岩中w(Au)=22.24×10-9～38.39×10-9,被认为胶东地区金矿的初始矿源层,矿源层中的金经区域变质、动力变质作用后活化、迁移、富集,最终形成矿体。2.2热液流体迁移作用区内新太古代栖霞超单元(原胶东群蓬夼组)发生了强烈的韧性剪切作用,形成规模大、变形强的NE-NNE向韧性剪切带,为含金流体的生成提供动力条件,又提高了使其迁移的压力条件,从而驱使含金热液在岩石孔隙内流动;同时可使岩石产生强烈的变形(包括岩石、矿物颗粒的解体、剪切扭断、细粒化、塑性活动及动态重结晶作用),岩石、矿物的细粒化过程有利于金从矿物中解脱,动力变质所形成的流体促进化学作用(包括压熔作用、扩散作用、变质分异作用)的进行,促使含金流体迁移。因此,韧性剪切作用对金质的富集与迁移具有明显的控制作用。区内NE-NNE向断裂带是导矿容矿的主体构造,并为含矿热液提供了适宜的沉淀聚积物理化学条件和空间条件。西林—陡崖断裂带控制着台前金矿床的产出。断裂及附近出现的绢英岩化、黄铁矿化等蚀变岩石是矿体形成的有利围岩。2.3能耗热作用栖霞超单元在成岩过程中,大量熔融了古老的胶东岩群岩石,使原岩中的成矿物质活化、迁移,并向岩体边缘聚集,岩体中金的丰度值出现了有规律的变化,边缘相中w(Au)=15×10-9、内部相w(Au)=4×10-9。燕山期各侵入单元在活动过程中,对先成的变质变形岩体中的成矿物质进行了再一次的活化,并从深部带来部分成矿物质。强烈的岩浆活动形成大量的热能,促进了含矿流体沿区域性断裂进行循环和运移,并在适宜的构造环境内富集成矿。尽管台前金矿区内未发现有燕山期岩体,但区域燕山期岩浆活动对金矿的控制作用是不应忽视的。3金矿床的地质特征3.1控矿构造及矿化特征台前金矿产于NNE向燕山期黄铁绢英质剪切蚀变带与NWW向前中生代绢英岩化变粒岩剪切带的横接复合部位。赋矿断裂为西林—陡崖断裂台前段,走向约30°,倾向SE,倾角32°;断裂具多期活动特点,经历了压扭、张扭等不同性质的活动,早期以韧性剪切为主,晚期有脆性叠加,糜棱岩、角砾岩、碎裂岩、碎斑岩等极为发育。受中生代“N”字型剪切蚀变构造岩相控制,赋矿岩石为受剪切的栖霞超单元黑云变粒岩,矿床严格受韧性剪切带控制,矿体产在剪切破碎带中,矿体主要发育于台前主断裂下盘的碎裂蚀变黑云变粒岩中,呈10～15m宽的带状产出,破碎带宏观上由不同尺度的构造透镜体组成,微观上是强片理化、糜棱岩化的岩石。破碎带内蚀变矿化较为强烈;远离主断裂,矿化蚀变逐渐减弱,其中1号矿体规模最大,约占矿石总量的90%以上,2号和3号矿体较小。1号矿体发育于蚀变破碎带内,总体呈NE向展布,走向20°～40°,倾角30°左右,其由多个小矿体组合而成,沿走向和倾向均有膨胀、狭缩变化,但总体较为稳定,矿化品位不太均匀,矿体与围岩界线不清晰,呈渐变过渡关系。2号和3号矿体位于1号矿体的下盘,距1号矿体大约40m,产状与其相同,但规模、品位较1号矿体要差(表1)。3.2其他伴生微量元素矿石主要由黄铁矿、石英和绢云母组成,银金矿为主要的载金矿物,矿石化学组分比较简单,除了Au,Ag外,其他伴生微量元素还有Li,Sr,V,Ni,Pb,As,Mo,Mn等,其中V,Ni含量明显偏高,这显然与流体的来源有关,而S含量相对较低,为低硫型矿石。金矿物形态以粒状、枝叉状为主,以细粒金和微粒金为主,金矿物赋存状态均为晶隙金,主要赋存于石英中,另外与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿有关。3.3采矿组结构常见矿石组构有半自形-他形粒状结构,其次为压碎结构和乳滴状结构;矿石以细脉浸染状构造为主,其次为斑杂状、细脉状、团块状构造。3.4蚀变带的生长台前金矿韧性剪切带蚀变较为发育,蚀变作用主发育在富钠的黑云变粒岩中。蚀变带长900m,宽60～140m,走向20°～40°,倾向SE,倾角24°～36°,蚀变带也有膨胀、狭缩变化,其中在南部厚度较大。由于蚀变的不均一性,蚀变矿化具有明显的不对称分带性,从围岩到矿体依次为黑云变粒岩→绢英岩化变粒岩质碎裂岩→绢英质碎裂岩→黄铁绢英岩(图2)。(1)黑云岩质区位于剪切蚀变带的两侧,平行带状分布,主要由黑云变粒岩、角闪变粒岩及黑云片岩组成,由于距离剪切中心位置较远,因而岩石破碎不强烈,蚀变不发育。(2)低熔点裂裂相该带主要位于I号矿体的下盘,其外侧与正常的黑云变粒岩呈渐变过渡关系,内侧为绢英岩化碎裂岩带。连续带状延伸,带宽30～40m,主要由绢英岩化的变粒岩质碎裂岩组成,岩石具碎裂结构、糜棱结构及不等粒变晶结构,块状及斑杂状构造,岩石先后经历了韧性变形和脆性碎裂。带内蚀变以绢英岩化为主,伴有黄铁矿化,碳酸盐化和微弱的绿泥石化,蚀变破碎强度从上向下逐渐减弱。(3)接触关系岩石多位于I号矿体上盘,不规则带状分布,沿走向及倾向有狭缩变化,与外侧黑云母变粒岩呈渐变(局部呈突变)接触关系,主要为绢英岩化碎裂岩。岩石具不等粒变晶结构、变余花岗结构,块状构造;岩石具绢英岩化、黄铁矿化、绿泥石化蚀变,石英变形强烈,黄铁矿呈星点状散布,有时亦呈细脉状产出。蚀变破碎强度由上而下逐渐增强,近主裂面处有一层不太连续的糜棱岩带。带内矿化微弱,金属硫化物不发育,在局部地段形成小的工业矿体。(4)岩石变形及蚀变产于矿体部位及其附近,主要由黄铁绢英岩组成,岩石变形及蚀变均较为强烈。近主裂面处黄铁矿化较强,伴有黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化等金属硫化物出现,并形成本矿区的1号矿体。3.5断裂带的地球化学特征(1)蚀变带岩石微量元素的特征根据蚀变带岩石和黑云变粒岩的岩石化学对比,从破碎蚀变带边部到中心断面附近,绢云母化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化逐渐增强,蚀变岩石中的H2O和CO2有明显地增高,Ca2+,Fe2+,Mg2+,Na+,K+含量有所降低,而Al3+和Si4+的变化相对稳定,说明蚀变作用是一个水化、去钠、去钾的过程,成矿环境相对较为封闭。破碎蚀变带岩石的多元素分析表明,微量元素主要由Cu,Pb,Zn,Ag,As,Bi,Hg,Sn,S,Fe,Co,Ni,Mn,Ti,Cl,P等组成。这些元素与金矿化的关系可分为两类:一类呈正相关,主要为亲硫元素,如Cu,Pb,Zn,Ag,Fe,As,Sb,Bi,其含量随着破碎蚀变作用的增强而增高,为矿化有利的指示元素组合;另一类则与矿化关系不大,元素与金的相关性较差,主要有Co,Ni,Mn,Ti,V等。破碎蚀变带中Au的质量分数为原岩的40倍左右,表明部分成矿物质可能来自围岩。(2)蚀变带与原岩台前金矿床矿石和围岩蚀变的全岩稀土分析,表明它们具有相似的稀土配分模式,在稀土元素组成上,蚀变带岩石和矿石均继承了原岩的特性,即轻稀土富集、Eu异常不明显,而且从原岩→蚀变带→矿脉带(矿石)有轻稀土增加、重稀土下降的趋势,这种差异同时可能与其所处的构造部位及物化条件有关。4成矿预测4.1蚀变带与化带从区域上看,黄铁绢英岩化碎裂岩中矿化较富,主蚀变带和矿化带均较宽,蚀变带与矿化带有正消长关系。台前矿区的金矿化集中分布在黄铁绢英岩带中,在断层交汇部位、节理倾角变缓处(即蚀变最强地段)和蚀变带膨大部位金矿化较好(图2)。4.2构造标志标志(1)栖霞超单元(原胶东群蓬夼组)为金的高背景区,是成矿的矿源岩标志。(2)区域NE-NNE向韧性剪切+脆性碎裂叠加型断裂是矿床定位的构造标志。(3)沿破碎带形成的绢英岩化带是矿体赋存的围岩蚀变标志。(4)以黄铁矿为主的石英多金属硫化物的富集是金矿床的矿物标志。(5)视极化率异常是指示金属矿体存在的地球物理标志。(6)壤中气的汞含量异常是指示金属矿体存在的地球化学标志。4.3定向开采方向研究认为,台前金矿在生产矿区深部及外围开展地质找矿是大有前景的。(1)成矿条件分析目前台前金矿床