新疆青东地区黄土梁金矿地质特征及开发利用

新疆青东地区黄土梁金矿地质特征及开发利用

2001年，第六地质大队在国土资源大调查项目中发现了金矿床，并在后期进行了草测试、槽钻和勘探，初步评估为小型金矿床。2004年至今,新疆天目矿业资源开发有限公司自筹资金依据边探边采的原则,对本矿床进行了开采。本矿床目前研究程度较低,投入工作量较少,对其形成时代、地质特征、成矿规律等认识不足,急需加强综合研究。1-上古生代构造区矿床位于准噶尔成矿域,觉罗塔格铜、镍、金、钼、铁、铅锌、稀有金属成矿带,康古尔—黄山铜、镍、金、钼成矿亚带。区域上康古尔深大断裂两侧的韧性剪切带(康古尔韧性剪切带)内,陆续发现了康古尔、石英滩、马头滩、红岭、老金硐、黑石梁等多处金矿床(点)。本区大地构造位于塔里木板块和准噶尔板块结合部位(图1),塔里木板块北缘(Ⅲ)小热泉子—梧桐窝子早石炭世弧内盆地(Ⅳ)内。以黄山—康古尔断裂为界,北侧为大南湖—头苏泉泥盆纪岛弧,南侧为苦水—干墩早石炭世裂隙带。黄山—康古尔断裂北主要出露梧桐窝子组一套深灰—灰绿色海相喷发岩;以南出露的地层为干墩组深灰—灰黑色浅变质的硅质岩、泥质岩及少量基性火山岩。区内金矿、铜镍矿主要分布于这两套地层之中。本区位于1∶20万重力布格异常康古尔—镜儿泉重力梯级带的东段,呈局部重力高异常。在1∶100万航磁异常图上,本区位于赤湖—梧桐窝子泉正磁异常区,呈强磁场区中的局部条带状弱正磁场异常。本区元素组合具有一定分布规律:在变质岩石中分布Au-Ag-As-Sb-Cd;在中基性—超基性岩体中为Cr-Ni-Co-Cu-V-Mn;与构造热液活动有关的为Pb-Zn-Mo-As;与某些断裂构造中酸性岩体侵入作用之热液活动有关的为Mo-Cu。本区寻找Au、Cu、Ni、Co、Mo矿等具有良好的地球化学前提。2矿床的地质特征2.1矿区地质特征2.1.1岩石成因类型及产出地质情况矿区内仅有第四系全新统冲—洪积相分布在沟谷、低凹地中,由松散砂土、亚砂土、碎石组成。矿区内出露岩石均为侵入岩,其中华力西中期侵入岩广泛分布,加里东期侵入岩仅有少量出露。加里东期侵入岩主要分布于矿区东南角,但在矿区以外呈岩基大面积出露,岩性为斜长花岗岩。由于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,主要为花岗质糜棱岩。华力西中期侵入岩在矿区广泛出露,岩性为石英闪长岩、花岗闪长岩和辉长岩。与加里东期侵入岩呈侵入接触,受区域构造及康古尔韧性剪切构造活动的影响,岩石普遍发生较强的变形变质作用,岩石片理化、糜棱岩化非常发育,特别是在石英脉出露部位多为糜棱岩,主要为糜棱岩化石英闪长岩、糜棱岩化花岗闪长岩。矿区脉岩非常发育,以灰黑色闪长岩脉最为突出,次为石英脉和花岗岩脉。航片影像资料显示在黑石梁地区灰黑色闪长岩脉多呈330°或150°方位几乎等间距平行密集产出,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。矿区内由东向西闪长岩脉的产出密度逐渐稀疏,规模逐渐变小。脉岩呈北北西向延伸,走向上呈舒缓波状,延伸可长达1~2km,脉宽1~20m不等,产状陡立。闪长岩脉被后期的石英脉、花岗岩脉切割,但无位移。黑石梁金矿地质图如图2所示。2.1.2地表内石英脉矿区内石英脉比较发育,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;少数北北东向;个别近南北向产出。其中只有北东向的少数石英脉具有金矿化,以规模较小的石英脉矿化较好,大脉矿化极不均匀。矿区内已发现多条北东向的石英脉具有金矿化现象,圈定出5条含金石英脉(金矿体)。含金石英脉具褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、金矿化、方铅矿化等蚀变,地表含金石英脉平均品位(1.96~4.63)×10-6。石英脉的两侧近脉围岩为石英闪长质糜棱岩。金矿脉近矿围岩除岩石蚀变及糜棱岩化强外,还具有一定的金矿化。2.1.3构造张裂隙发育的期次康古尔深大断裂从矿区北侧附近沿北东东向通过,区域性康古尔韧性剪切带从深大断裂以南沿北东东向较大宽度通过,矿区正处于宽度较大的韧性剪切带内,带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,强韧性剪切变形变质作用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。矿区东南角出露的斜长花岗岩已变形变质成为糜棱岩。密集产出的暗色闪长岩脉出露完整无错断的特征,证明矿区无规模较大断层构造通过。依据矿区内发育的暗色闪长岩脉和石英岩脉的产状和切割关系,矿区内存在两期构造张裂隙。第一期张裂隙由暗色闪长岩脉充填,走向北北西向,沿走向平行密集排列,蜿蜒舒缓曲形产出,由东向西逐渐稀疏,在稀疏发育区显示共轭剪切X型的特征。该期张裂隙规模大,裂深大,有深源基性岩浆上涌,这与矿区东南侧规模较大的黑石梁基性杂岩体是对应的。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,稀疏断续发育,一般规模较小,局部规模较大,该期裂隙切割早期的裂隙充填石英脉,但总体错动不明显。2.1.4碎斑—变质作用特征区内变质作用与深大断裂和韧性剪切活动有密切的关系,区域性动力变质作用在矿区内表现突出。以矿区西部出露的石英闪长质糜棱岩反映的韧性剪切变形变质特征为代表,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。韧性剪切构造活动带不仅是变形变质带,还是由不同来源的流体介质参与的热液蚀变带。西部Au1矿体的围岩反映的热液蚀变较强烈并具有代表性。热液蚀变作用主要有碳酸盐化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化,伴有不均匀的黄铁矿化、褐铁矿化、黄铜矿化及金矿化。2.2异常中心金含量值1∶20万地球化学测量显示,在红岭—兴隆一带分布Au9、Au10、Au11等金异常。平面上呈现比较规则的形态,大致呈北东东向串珠状排列,与区域构造线方向完全一致。异常中心金含量值为(2.5~15)×10-9,多具浓度分带。这些金异常多套合有Ag、Cu、Pb、As、B等元素的异常,金异常展布面积为8~45km2。其中在Au9异常中已发现黑石梁金矿,Au10、Au11异常中已发现红岭金矿和老金硐金矿点。金异常特征见表1。3矿床的地质特征3.1金矿体形态、产状及金提升黑石梁金矿产于康古尔深大断裂南侧强韧性剪切变形变质带中,以边界品位Au≥1.0×10-6、最小可采厚度0.8m为指标,共圈定金矿体5个。矿体成因类型和矿床特征大致类似,其总体特征如下:(1)形态特征:矿体以石英脉型金矿为主,个别为石英脉+蚀变岩型金矿,金矿体形态以脉状为主,个别呈透镜状。(2)矿体规模:Au4矿体为主矿体,矿体规模均较小,矿体一般长16~176m,厚0.27~4.33m,控制斜深24~248m,总体向深部矿体逐渐尖灭,局部矿体在深部膨大。(3)产状:矿体走向以北东向为主,6个矿体走向在38°~60°之间,次为近东西走向,仅Au3号1个矿体,走向93°;倾向南东或南,倾角62°~87°。(4)品位:矿体金平均品位(1.97~13.43)×10-6,品位较均匀。(5)赋矿岩石:金矿体大多为含金石英脉,仅Au5矿体局部为含金蚀变岩,岩石类型为绢云绿泥千糜岩、石英闪长质糜棱岩。(6)顶底板围岩:石英脉型金矿体顶底板围岩以糜棱岩化石英闪长岩、石英闪长质糜棱岩为主,另有蚀变糜棱岩、蚀变糜棱片岩等。蚀变岩+石英脉型金矿体顶底板围岩以石英闪长质糜棱岩为主、次为蚀变糜棱片岩。3.2原生金属石化矿石中矿石矿物有自然金、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、辉铜矿、氯铜矿、孔雀石等。自然金:多次生金,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蓝、假象褐铁矿边缘,次生金粒径0.001~0.003mm。原生金呈他形—半自形粒状存在,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。矿石中脉石矿物以石英为主,次为斜长石、绢云母、绿泥石、方解石、电气石等。石英:细粒粒状镶嵌变晶或具应变效应亚颗粒变晶,粒径0.03~0.3mm,亚颗粒变晶中有少量具定向和强波状消光的残留石英,残留体粒径0.5~3mm,不规则状。3.3伴生用组份ag、wo3、s含量对控制Au4矿体的TC1、TC0、TC2和ZK1-1等工程中的矿样进行了组合分析。从表2可见Au4号矿体矿石中伴生有用组份Ag平均含量22.66×10-6,WO3平均含量0.09×10-2,Co平均含量0.014×10-2,S平均含量2.31×10-2,已达综合回收利用最低工业指标要求;矿石中主要有害组份As平均品位5.4×10-6,超出最低工业指标要求。4关于床成因的研究4.1结构构造及矿物学特征根据现有成矿模式和理论,将产于大型韧性剪切带内的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。早期阶段:韧性剪切变形变质作用的发生和演化过程中,热液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的结晶作用。其间,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。该阶段的矿物组合为:绢云母+铁白云石+绿泥石+黄铁矿。中期阶段(主成矿阶段):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,形成一种利于俘获金的“微砂糖状石英”的矿物相,形成具有工业意义的金矿化。该期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。该阶段金矿化同时与多中矿物相伴生。该阶段矿物组合为:自然金+黄铁矿+黄铜矿+方铅矿+毒砂+黝铜矿+微砂糖状石英。晚期阶段:在拉伸构造机制的作用下,剪切带内发育一系列张性裂隙,使矿物相出现大量小晶洞,微砂糖状石英重结晶呈细粒石英,局部可见自然金呈数毫米大小的颗粒产出。该阶段基本无新的金矿化,只是前两个阶段的金矿化发生重新分配,局部出现块金效应。该阶段矿物组合为:自然金+银金矿+银黝铜矿+砂糖状石英。4.2剪切带内金流质的变化石炭纪末期准噶尔板块与塔里木板块开始碰撞,由于准噶尔洋壳板块向塔里木陆壳板块之下俯冲,使板块前缘不断活化,形成觉罗塔格岛弧带;在陆板一侧的加里东期侵入岩受区域性动力变质作用影响,开始发生构造变形变质,康古尔韧性剪切带萌发,并开始了长期复杂的演化历程。随着变形变质作用的进行,带内岩石被细粒化,剪切带中及其以外的多成因流体向着带内流动或渗透,萃取了韧性剪切带内及两侧受影响范围岩石中的金,形成含金流体。在韧性剪切变形变质作用向脆—韧性剪切转变过渡阶段,含金流体沿剪切变质带上升,在岩石的变形由韧性转向脆性的过渡环境中,含金流体与构造岩反应,使金沉淀下来产生金矿化蚀变。在金矿化的早期阶段,相当于韧性—半脆性变形发育阶段,构造变形变质岩石发生强烈的绿泥石化(绢云母化)、硅化、碳酸盐化蚀变,同时伴有含金磁黄铁矿沿糜棱片理面(叶理面)的结晶作用,金以固溶体的形式存在于硫化物的晶格中,不显示矿物特征,为暗金阶段。中期阶段,在剪切带内形成含硫化物的石英脉。石英脉被持续的剪切活动改造,形成能俘获金的“微砂糖状石英”,产生有工业意义的金矿化。金以一种矿物相出现,粒度细小,呈包裹形式存在于硫化物和“微砂糖状石英”中,或呈微粒云分布在硫化物晶体周围。晚期阶段仅使前两个阶段的矿化发生重新分配,出现块金效应,基本不再产生新的金矿化。在韧性剪切变形变质作用最强烈的核心部位形成糜棱岩、超糜棱岩等,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。综上,本金矿床应为破碎蚀变岩型—中酸性岩浆岩亚型金矿床。5采矿业5.1康古尔韧性剪切带对比本区域破碎蚀变岩中所产出的金矿床(表3)可知,本金矿床与区域金矿床控矿构造均为康古尔韧性剪切带,形成时代相近,也应具有极好的找矿前景。此外,康古尔韧性剪切带西段主要为火山岩、中酸性侵入岩,而东段还见有大量基性—超基性侵入岩,表明东段韧性剪切带影响深度应更大。金矿床形成时代差异也表明,康古尔韧性剪切带应自东向西发展。5.2金矿床成矿分析(1)以破碎蚀变岩型—中酸性岩浆岩亚型金矿为本金矿床主攻目标,以石英闪长质糜棱岩内走向北东向