内蒙古板庙子金矿区金板庙子金矿区成矿阶段划分

内蒙古板庙子金矿区金板庙子金矿区成矿阶段划分

吉林省桦甸市板庙子金矿区位于中国北方地台北缘东段，大九子-甲沟nw向拱形构造带西部中部。成矿地质条件较好,矿床(点)众多,自西向东依次分布着大庙子、板庙子、援朝沟和菜抢子等金矿床(图1)。前人对该矿区的成矿地质特征进行了较多的研究,将成矿阶段划分为5个:早期黄铁矿—石英阶段(Ⅰ)、晚期黄铁矿—石英阶段(Ⅱ)、金—多金属阶段(Ⅲ)、碳酸盐—黄铁矿阶段(Ⅳ)、表生氧化阶段(Ⅴ),并认为Ⅱ为弱含金阶段,Ⅲ为金主要形成阶段。本文利用地质和数学方法对矿区中的两种主要矿石(含金黄铁矿型、含金多金属型)进行了研究,结果表明本矿区还存在金—黄铁矿阶段,该阶段位于晚期黄铁矿—石英阶段(Ⅱ)之后,金—多金属阶段(Ⅲ)之前。1矿区岩浆岩充填岩带矿区内地层不发育,主要为太古宙表壳岩残片夹皮沟岩群三道沟岩组斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩等组成。区内断裂构造发育,并有多期活动的特点。大砬子—夹皮沟弧形断裂带纵贯全区,其两侧分布有多条次级断裂构造,控制了本区矿化带和脉岩的分布。矿区内岩浆岩主要出露有新太古代锦山村二长花岗岩、花岗闪长岩等。脉岩有辉绿岩、闪长玢岩、煌斑岩等,其形成时代为100～190Ma。2矿体特征2.1多金属型矿床矿石类型主要为石英脉型,按硫化物类型可分为两种:含金黄铁矿型、含金多金属型。前者主要由黄铁矿和自然金组成;后者主要由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及方铅矿、自然金等组成。两种类型的矿石或呈单独的矿体,或在一条矿体中同时出现,此时含金黄铁矿型矿石一般在矿体中上部,而含金多金属型矿石在矿体中下部,二者呈渐变过渡关系。矿石品位几十至几百克/吨,当含有少量黄铜矿等多金属矿物时,品位较高;黄铜矿等矿物较多时,矿石品位一般<10×10-6。2.2矿物资源量、粒间金、黄铁矿等矿物之间的关系野外及室内镜下观察表明,金主要呈包体金、裂隙金、粒间金出现,约85%与黄铁矿有关,15%与黄铜矿等其他矿物有关(表1)。单矿物分析结果表明,黄铁矿中金品位平均为240.10×10-6。2.3成矿期与矿化蚀变带内水体的成分脉岩种类繁多且具有多期次活动的特点按脉岩与矿体形成时间的先后可分为成矿前脉岩、成矿期脉岩、成矿后脉岩。成矿前脉岩主要起容矿围岩的作用,成矿后脉岩则多穿切矿体,起着破坏矿体的作用。成矿期脉岩则多与矿体相互平行,相互伴生,并不同程度地具有矿化蚀变现象。矿体类型不同,其相伴的脉岩有所不同,在矿化蚀变带内,常见的矿体与脉岩的组合有:含金黄铁矿矿体+辉绿岩。含金黄铁矿矿体+辉绿岩+花岗斑岩。含金黄铁矿矿体+煌斑岩+花岗斑岩。含金多金属型矿体+辉绿岩+二长花岗斑岩。含金多金属型矿体+闪长玢岩+二长花岗斑岩等。上述组合进一步明确了脉岩与矿体之间的空间关系,显示出不同种类脉岩的成矿特点。3cu元素含量的变化本次工作共采集矿石样品39件(含金黄铁矿型20件,含金多金属型19件),煌斑岩5件,辉绿岩12件,花岗斑岩8件,闪长玢岩9件,二长花岗斑岩11件,共分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Bi、Rb、Sr、Ba11个元素。各元素在两种类型矿石中的含量并没有明显差异。其中Cu元素的平均含量为1861×10-6,与地壳丰度相比,丰度系数为29.50,具有一定程度的富集。在矿石类型由含金黄铁矿型到含金多金属型的变化中Cu元素的含量是逐渐提高的,与二种类型矿石呈渐变过渡的地质现象吻合。矿石中Au、Bi元素的平均含量分别为33.11×10-6、90.622×10-6,丰度系数分别为8278.55、22655.59,说明二者的富集程度较高。随着Cu元素含量的逐渐增高,Au、Bi元素的含量在两种类型的矿石中均呈跳跃式随机变化,与Cu的相关系数分别为0.0385、-0.0445,相关性差。Ag元素平均含量为9.30×10-6,丰度系数为116.27;Pb元素的平均含量为30.51×10-6,丰度系数为2.54;Zn元素的平均含量为48.36×10-6,丰度系数为0.51;Co元素的平均含量为68.74×10-6,丰度系数为2.75;Ni元素平均含量为67.15×10-6,丰度系数为0.75。Ag、Pb、Co元素有不同程度的富集。随着Cu元素含量的逐渐增高,Ag、Pb、Zn、Co、Ni各元素的含量总的变化趋势是逐渐升高的,与Cu的相关系数分别为0.8534、0.6477、0.9289、0.8378、0.5668,呈较强的正相关性。与同类岩石维氏值相比,煌斑岩、辉绿岩、花岗斑岩明显富含Au、Bi元素,而样品闪长玢岩、二长花岗斑岩则富含Ag、Pb、Zn等元素。Co/Ni含金多金属型矿石、二长花岗斑岩介于4.49～4.90;辉绿岩、煌斑岩、含金黄铁矿型矿石介于1.97～2.96。表明含金多金属矿石和二长花岗斑岩同含金黄铁矿矿石、辉绿岩、煌斑岩具有一定程度的亲源关系。4成矿过程的组成元素R型聚类分析是一种多元统计方法,其原理是以变量之间的相似程度为基础,将变量分成不同级别的类或点群。首先将矿石中微量元素的原始数据标准化,并分别计算各元素间的相关系数,反复计算合并变量最后分别得到以相关系数为依据的分类表表和分类谱系图图从表2、图2中可以看出,若以相关系数r=0为标准,则矿石中微量元素分为Au+Bi+Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni和Rb+Sr+Ba两组,若以相关系数r=0.5为标准,则微量元素分为Au+Bi、Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni、Rb+Sr+Ba三组。若将矿石中微量元素分为两个大的群体,则分别为Ⅰ(Au+Bi+Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni)和Ⅱ(Rb+Sr+Ba)。很显然,群体Ⅰ中的Au元素是本矿床中的主要成矿元素,能构成有工业意义的矿体;Ag、Zn、Cu、Pb为次要成矿元素,没有构成较具规模的有工业意义的独立矿体,但这些元素能形成良好的地球化学晕;Bi元素为伴生元素,虽然没有独立矿物被发现,但其形成了具有一定规模的形态完整的地球化学晕;尽管这些元素的来源可能是不同的,但它们却都发生了相对的迁移、富集作用,而它们的相关性则是这种成矿作用的结果和具体体现。群体Ⅱ中的三个元素在各岩石中普遍存在,反映了围岩的成分,在成矿过程中虽然可能发生一定程度的活化,但特征性是不明显的,因此可以认为它们是成矿过程中的惰性组分。群体Ⅰ又可分为Au+Bi、Ag+Zn+Cu+Co+Pb+Ni两亚群,说明这些元素虽然都是在成矿作用中发生了相对富集和运移,但它们沉淀时的物化条件和生成先后是有差别的。Bi、Au是相对中高温热液环境的组成元素,Ag、Zn、Cu、Pb是相对中低温热液环境的组成元素。亲铁元素Co、Ni可能反映了黄铁矿的存在,但、可能反映了黄铁矿的存在,但野外观察表明本矿区内黄铁矿化是非常普遍的,所以其作用还有待于进一步研究。通过上述对微量元素分析认为,不同水平的元素,尤其是Au、Bi元素和Ag、Zn、Cu、Pb等两组元素的关系表明,它们不是同一成矿阶段的产物,反映本矿区多阶段成矿的特点。5含金多金属型矿体成矿作用Q型聚类分析也是以变量之间的相似程度为基础,按适当原则将对象分成不同级别的类或点群。以Au、Ag、Cu等成矿(件生)元素为变量,对7种样品(矿石及脉岩)进行Q型聚类分析。在对原始数据标准化基础上,计算得到初始相关关系矩阵,由初始相关关系矩阵通过合并变量返复计算各样品之间的相关关系,则可获得样品之间的相关关系分类表(表3)和相关关系谱系图(图3)。从表3、图3中可以看出,7个样品明显分为两群,群体Ⅰ(样2、3、6、7)和群体Ⅱ(样1、4、5)。群体Ⅰ包括含金黄铁矿型矿体、煌斑岩、花岗斑岩、辉绿岩,且它们之间的相关系数很高,说明辉绿岩、煌斑岩、花岗斑岩这三种岩脉对含金黄铁矿型矿体的形成起重要作用。但在Co、Ni元素特征上,花岗斑岩与辉绿岩、煌斑岩却明显不同,花岗斑岩Co/Ni高达7.46,远高于辉绿岩、煌斑岩,也高于矿体,说明尽管这三种脉岩对成矿作用都起重要作用,但起的作用不同:辉绿岩、煌斑岩的Co/Ni较低,与矿体相近,说明这二种脉岩对成矿所起的作用主要是以提供黄铁矿等金属硫化物和成矿元素为主;而花岗斑岩对成矿所起的作用主要是以提供硅质气水热液为主。实际地质调查证实,尽管常见含金黄铁矿型矿体+辉绿岩(煌斑岩)+花岗斑岩组合,但亦可见含金黄铁矿型矿体+辉绿岩(煌斑岩)组合(此种组合常形成不含石英脉的块状硫化物型矿石,俗称“晶体块”),并未见有含金黄铁矿型矿体+花岗斑岩组合。另外与辉绿岩相比,尽管偏碱性的煌斑岩可能更有利于成矿,但在本矿区无论是在规模、数量上,远没有辉绿岩发育,所以对成矿起主要作用的是辉绿岩脉。群体Ⅱ包括含金多金属型矿体、二长花岗斑岩、闪长玢岩,它们之间的相关系数表明,含金多金属型矿体与二长花岗斑岩脉之间关系最为密切,且在、元素特征上,/二者也相近,说明二长花岗斑岩脉对含金多金属型矿体的成矿起重要作用,由于该类型矿体为含金黄铁矿型矿体叠加多金属矿化形成,因此与辉绿岩、煌斑岩的相关系数也很高。实际地质调查证实,含金黄铁矿型矿体与含金多金属型矿体往往呈连续过渡的关系。至于闪长玢岩与含金黄铁矿型矿体的相关系数也较高,野外地质调查也见有含金多金属型矿体+闪长玢岩组合,说明闪长玢岩对含金多金属型矿体的形成也有一定的作用,但在Co、Ni元素特征上,Co/Ni与二长花岗斑岩、含金多金属型矿体相差较大,且在规模与数量上,闪长玢岩都远逊于二长花岗斑岩,所以其成矿作用还有待于进一步研究。由此可见本矿区随着岩浆由中基性向酸性演化,成矿作用有由贵金属向多金属转化的趋势,并在空间上矿化产生叠加。6金型矿体成矿作用(1)R型