内蒙古东部某紫色土型金矿床地质特征及成因分析

内蒙古东部某紫色土型金矿床地质特征及成因分析

黑石梁金矿是在21世纪初从秋格明塔什-黄山做出的另一个石英脉金矿床发现的。这条带是东部天山觉罗塔格地区的金矿床分布区。目前，已经发现30多个金矿床（点），估计潜在资源为400-103kg。前人已对该带及以康古尔金矿为代表的该带西部金矿床开展了详细的矿床特征、成矿作用、成因机制、成岩成矿时代、流体来源及原生晕特征等方面的研究工作[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19],主要矿床均位于该带的中西部,东部虽有较多含金石英脉存在,但成型的矿床较少,黑石梁金矿是目前在秋格明塔什—黄山韧性剪切带东部发现的少量成型矿床之一。本文通过对该矿床地质特征的研究,总结了成矿地质条件及成矿规律,为在秋格明塔什—黄山韧性剪切带东段寻找此类矿床提供了依据。1秋格明塔什—区域成矿条件该区位于东天山觉罗塔格晚古生代沟弧带内的干墩-苦水早石炭世裂陷槽边缘相带(图1),成矿单元属康古尔—土屋—黄山-Cu-Ni-Au-Ag-Mo-PbZn-RM-钠硝石—硅灰石—煤矿带,是新疆铜、镍、金、银主要矿带之一。区内出露地层主要为下泥盆统大南湖组、上石炭统梧桐窝子组,属觉罗塔格地层分区。秋格明塔什—黄山韧性剪切带位于觉罗塔格地区的中部,是北部的吐哈地块与南部的中天山地块发生强烈挤压右型剪切变形作用的产物。该剪切带自小热泉子以西,向东经康古尔塔格、库姆塔格沙垄、黄山、镜儿泉,一直延伸到甘肃北部,进入蒙古,长达500km以上,呈近EW向延伸,是东疆地区一条极为明显的巨型韧性剪切带。区内岩浆岩发育,以中酸性岩类最多,其次为基性、超基性岩类。侵入岩体多呈东西、北西西和北东东向长轴状产出,而岩体群则做明显的带状展布,并受深断裂控制,岩浆活动时期主要为加里东期和华力西期。2矿区地质特征2.1爆发—地层区内出露地层主要为古生界、新生界。下泥盆统大南湖组,为一套浅海相中—基性爆发—喷溢相火山岩石组合,夹少量的正常沉积岩薄层,与上覆梧桐窝子组为断层接触;上石炭统梧桐窝子组,为一套海底喷溢相的基性熔岩;渐新统—中新统桃树园组,为干旱气候条件下内陆盆地形成的河流—湖泊相红色沉积;全新统为冲洪积物。2.2糜棱岩化作用矿区位于秋格明塔什—黄山韧性剪切带中,康古尔深大断裂从矿区北侧呈北东东向通过,受其影响区内岩石普遍发生较强的糜棱岩化作用,变形变质特征十分明显,糜棱条带状构造、眼球透镜体状构造普遍存在,糜棱线理、糜棱片理在岩石中较为发育。矿区内沿北东东走向发生的糜棱岩化作用的强弱在垂直走向上表现为不均匀,普遍表现为中等强度的糜棱岩化作用,而强韧性剪切变形变质作用影响的宽度较小,多集中在石英脉较发育的部位,由北向南有逐渐增强的趋势。矿区内存在2期构造张裂隙,第一期为共轭剪切X型,由闪长岩脉充填,走向北北西向,沿走向平行密集排列,蜿蜒舒缓曲形产出,该期张裂隙规模大,裂深大,有深源基性岩浆上涌。第二期张裂隙由石英脉填充,走向北东向,与区域构造方向一致,一般规模较小,局部规模较大,该期裂隙切割早期的裂隙,但错动不明显(图2)。2.3组织分布及特征区内岩浆岩较发育,主要为华力西中期侵入岩,另见有少量加里东期侵入岩分布。华力西中期侵入岩:分布于矿区大部,岩性主要为花岗闪长岩、石英闪长岩。岩石具初糜棱结构,条带状构造、似片麻状构造,长英质矿物具挤压、拉伸的变形特征。后生蚀变矿物叶绿泥石、黑云母、绢云母多沿裂隙交代存在。加里东期侵入岩:分布于矿区东南角,岩性主要为花岗岩,糜棱结构,眼球—平行条带状构造。受区域构造及康古尔韧性剪切构造活动影响,岩石均发生强烈变形变质作用,多以糜棱岩的形式存在,岩石中拉伸线理、定向构造明显。脉岩:区内脉岩非常发育,以闪长岩脉最为突出,次为石英脉和花岗岩脉。闪长岩脉:呈北西西走向近乎等间距平行密集分布,与区域构造线方向和侵入岩体展布方向近乎垂直,切穿区内不同期次的侵入岩体,其被后期的石英脉、花岗岩脉切割,但无位移;石英脉:与成矿关系密切,区内较为发育,脉体大小规模不一。规模小的脉体长10~100m,宽0.1~1m,多沿北东向断续产出;规模较大的脉状体长100~600m,宽0.5~5m,石英脉走向多为北东向,倾向南东,倾角多在70°以上,少数具有金矿化,规模较小的矿化较好,大脉矿化极不均匀;花岗岩脉:分布较少,走向北东向或近东西向,脉长100~500m,脉宽1~3m,沿晚期张裂隙分布,与石英脉为同期产物。2.4蚀变的聚合物岩区内变质作用与深大断裂和韧性剪切活动有密切的关系,主要为动力变质作用,表现为韧性剪切变形变质特征,岩石中存在着普遍的变余糜棱结构和初糜棱结构,碎斑—眼球状构造和糜棱条带状构造。矿物组份特征也反映为动力变质的特性,斜长石普遍碎粒化并具有绢云母化蚀变;石英具亚颗粒化,并呈粒状变晶镶嵌集合体状存在,内部残留石英具强波状消光。立方体黄铁矿呈压扁状,形成压力影。新生矿物主要为绢云母、绿泥石、纤闪石、白云母等,为低绿片岩相的变质矿物组合。3矿床的地质特征3.1矿体地质特征矿区内共圈出7个金矿体(编号1、2、3、4、5-1、5-2、5-3),赋存于康古尔深大断裂南侧强韧性剪切变形变质带内的石英脉中,矿体形态以脉状为主,个别呈透镜状,长16~176m,厚0.27~4.33m,沿倾向控制延深24~248m,向深部矿体逐渐尖灭,走向以北东向为主(38°~60°),次为近东西走向(93°),倾向南东或南,倾角62°~87°。矿体平均品位1.97~13.43g/t,品位变化均匀。矿体顶底板围岩为糜棱岩化石英闪长岩、石英闪长质糜棱岩为主,4号矿体为主矿体。4号矿体:矿体产于韧性剪切强糜棱岩化带中的北东向张裂隙中,赋矿岩石为石英脉。总体形态呈向西侧伏的上陡、下缓、呈舒缓波状延伸的脉状体(图3、图4),矿体走向55°,倾向南东,倾角45°~88°,平均74°。矿体地表长115m,深部长176m,目前控制矿体斜深248m,矿体厚0.27~3.89m,平均厚1.13m,厚度变化系数76.7%,变化较稳定。矿体Au平均品位1.53~21.21g/t,Au平均品位4.12g/t,品位变化系数88.2%,有用组分分布均匀。矿体品位由北东段向南西段、由浅部向深部逐渐降低。3.2原生金属矿物矿石呈他形—半自形粒状结构,不均匀斑状构造、细脉条带状构造、星散浸染状构造。矿石中金属矿物有自然金、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、辉铜矿、铜兰、氯铜矿、孔雀石等;非金属矿物以石英为主,次为斜长石、方解石、电气石等。自然金多为次生金,见有少量原生金。次生金呈微细粒他形浸染状、集合体状存在于粉末—胶状假象褐铁矿中和存在于铜兰、假象褐铁矿边缘,粒径0.001~0.003mm;原生金呈他形—半自形粒状,粒径大于0.01mm,以包裹金和裂隙金存在于石英脉石中,原生金还存在于黄铁矿的裂隙中。3.3含金剪切带的蚀变过程根据地质构造、矿体及矿石特征,结合显微镜下光、薄片观察结果,黑石梁金矿的成矿演化划分为含暗金的早期阶段、含细粒金的中期阶段和含块金的晚期阶段(表1)(博那梅宗1988)。早期阶段:韧性剪切变形变质作用的发生和演化过程中,岩浆热液流体、变质热液流体及天水循环流体从矿源层中将金萃取出来,形成含金的流体。在剪切带由韧性变形演进至韧—脆性变形的过渡阶段,含金流体沿剪切变质带向上运移沉淀,形成金矿化蚀变,以强烈的绿泥石化(绢云母化)和硅化、碳酸盐化蚀变作用为特征,同时伴有含金磁黄铁矿沿叶里面的结晶作用。早期阶段,金通过置换铁呈固溶体的形式存在于磁黄铁矿或黄铁矿中,为无矿物显现的暗金阶段。中期阶段:在剪切带内形成的剪切裂隙中充填含有不同数量硫化物的块状石英脉,随着剪切带的继续活动,已充填在断裂内的块状石英脉被改造,形成一种能俘获金的“微砂糖状石英”的矿物相,产生具有工业意义的金矿化。该期金矿化是早期金矿化的延续,金以一种矿物相出现,金颗粒细小,呈包裹体形式赋存于硫化物和“微砂糖状石英”中,或呈浸染状微粒分布于硫化物晶体周围。该阶段金矿化不显示与矿物有任何优选伴生关系,可同时与多个矿物相伴生。晚期阶段:在挤压构造机制的作用下,含金剪切带内发育一系列张性裂隙,使矿物相(如石英)出现大量小晶洞,微砂糖状石英重结晶呈细粒自形石英。有时金呈数毫米大小的颗粒产出。该阶段不再有新的金矿化,只是前2个阶段的矿化发生重新分配,出现强烈的块金效应。4剪切裂隙构造韧性剪切构造带:黑石梁金矿床处在秋格明塔什—黄山韧性剪切带中。金矿体大多产于韧性剪切带的强变形变质糜棱岩、糜棱片岩、超糜棱岩带中。无疑这些产出位置上的金矿受大型韧性剪切构造带演化发展的控制。剪切裂隙构造:金矿体大多产于韧性剪切强应变和变质部位的剪切裂隙中,容矿裂隙主要为与剪切带平行或大致平行的剪切裂隙。剪切带旁侧的次级构造裂隙也是有利的容矿裂隙。构造—绿片岩相:在韧性剪切变形变质作用最强烈的核心部位形成糜棱岩、超糜棱岩、糜棱片岩等,并进而最终变质形成绿片岩相变质岩石。矿化热液蚀变选择这些部位的岩石和裂隙进行交代和就位形成金矿体。构造—岩浆活动:沿秋格明塔什—黄山韧性剪切带,加里东期和华力西期岩浆活动十分强烈,岩