内蒙古小聚合物金矿地质特征及成因分析

内蒙古小聚合物金矿地质特征及成因分析

0矿物资源性与矿产资源丰富程度的关系吉林省白山市小石金矿床位于白山市南西约45公里处。它位于中国朝鲜的几乎同一个地台和辽东的背斜上。汉江-太子河位于老岭以北，向西倾斜，老岭底部高度靠近老岭，汉江-断裂带盆地（见图1）。该矿床发现于20世纪90年代末期,两条蚀变带均位于石英斑岩与大理岩的接触带上,并呈北东向分布。经过多年的矿产开发现有资源已近枯竭,加强找矿工作延长矿山寿命已显得迫在眉睫。目前,围饶该矿床下一步的找矿方向,尚存在争议。主要是对该矿床的成因,存在多种观点,主要有两种认识:一为岩浆热液成矿说,认为该矿床的形成与石英斑岩的入侵就位有关,主要依据是石英斑岩中Au的丰度值较高,已知矿体均分布于接触带附近;另一种认为该矿床同区域上荒沟山、板庙子金矿同为受北东向断裂构造控制的矿床,与岩浆岩关系不大,主要成矿机制为大气降水—深源热液循环体系,成矿热液以大气降水为主,主要依据为该矿床矿石类型同区域上上述矿床相同,也为紫红色贫硫化物强硅化蚀变岩型。造成分歧的原因,一是矿床本身的复杂性,二是该金矿处于长白山地区,植被极为发育,地表覆盖严重,给地质找矿工作带来一定困难。本文结合区域上荒沟山、板庙子等大中型矿床成矿规律,通过该矿床控矿因素和找矿标志、找矿信息的研究,进一步明确了该区的找矿方向,在其外围取得了找矿突破。1岩脉、构造环境小石人金矿在区域上处在吉南老岭贵金属、多金属成矿带的中段西侧,红土崖—大石棚金及多金属成矿带中段。本成矿带上主要金矿(床)点有大镜沟金矿、石棚沟金矿、天桥金矿等,区域上较具规模的金矿床有二道江—江源断裂带上的板庙子金矿床,小四平—南岔断裂带上的荒沟山金矿床等(见图1)。矿区地质情况较简单。出露地层主要为古元古界老岭群珍珠门组,主要岩石类型有硅质条带状白云石大理岩,角砾状白云石及厚层块状白云石大理岩等;侏罗系林子头组翠绿色火山凝灰岩零星分布;下白垩统榆木桥子组砂砾岩大面积分布,且厚薄不一,偶有珍珠门组大理岩构造天窗出露(见图2)。断裂构造发育,主要有北东、北西向断裂带。红土崖—大石棚断裂带纵贯全区,为区内主要的控岩、控矿断裂,受其影响,区内北东向次级断裂也很发育。北西向断裂,形成较晚,破坏了北东向断裂带。区内岩浆岩不发育。主要发育有燕山晚期石英斑岩,呈超浅成岩相沿北东向断裂构造侵入于大理岩中。岩脉主要发育有闪长玢岩,呈北东向展布。1/20万、1/5万水系沉积物异常发育,浓集中心明显。主要元素组合复杂,异常元素为Au、Ag、Bi、Hg、Cu、Pb、Zn、As、Sb,可分为Au、Ag、As、Hg、Sb及Cu、Pb、Zn、(Bi)2组,前者与区域上老岭成矿带的矿化特征相一致,后者表明多金属金矿是研究区中的主要矿床类型,总体上体现了成矿的多阶段性和复杂性。研究区小石人金矿床位于一重力梯度带上,而重力梯度带往往是大断裂带存在的部位(见图1),也是大型成矿带发育的部位。2矿带和矿带的特点2.1矿化蚀变带分布含金蚀变带呈北东向展布,与区域构造线方向基本一致。矿区内有2条矿带,出现在石英斑岩南北两侧,可称为南带和北带。北矿化蚀变带规模较大,控制长约270m,平均宽度约为11m,最大宽度可达17.1m,控制2条矿脉,均为SE倾向,倾角约37°。南矿化蚀变带规模较小,平均宽度约4m,最大宽度可达8m,控制4条矿脉,其中最南侧的矿脉倾向NW,其余2条矿脉均倾向SE,倾角变化在52°～35°。从已知的2条含金蚀变带形态来看,尽管它们位于石英斑岩与大理岩的接触带上,但产状并不与接触带一致,而是与北东向断裂构造一致。而从其控制的矿体产状来看,应为北东向断裂构造的次级派生断裂。2.2矿石以矿产为组成成分,其矿床产矿多以金属资源为核心矿石类型十分复杂,但依据硫化物含量,可以分为两类:一为紫红色贫硫化物强硅化蚀变岩型,其特点是以硅化石英为主,少量赤铁矿、褐铁矿、白云石、方解石,无硫化物,矿石品位一般为3～12.8g/t,最高为22.3g/t,是本矿区主要的矿石类型;另一种是在前者基础上产生金属硫化物叠加,主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂等,但硫化物总量不高,一般低于20%,该类矿石品位有所提高,一般为10～15g/t,最高大于100g/t。矿石结构主要为侵蚀结构、压碎结构。构造为网脉状构造、角砾状构造、块状构造。围岩蚀变以硅化为主,蛋白石是主要的蚀变矿物,另可见黄铁矿化、赤铁矿化、斑铜矿化、硅酸盐化、孔雀石化。金的品位变化与赤铁矿化、铜矿化有密切的关系,呈共消长。3挖掘方向和挖掘方法的选择3.1小矿石金矿床成矿作用在现有矿产资源已近枯竭的情况下,下一步的找矿方向显得尤其重要。而控矿地质条件的分析,则是决定找矿方向的基础。小石人金矿床具有和区域上已知大中型金矿床(荒沟山、板庙子等)相同的控矿地质条件,主要体现在:(1)地层条件。老岭群珍珠门组是成矿作用中重要的地层条件,一方面是其金的丰度值很高,据荒沟山金矿床研究资料,含Au(0.0016～0.0080)×10-6,富集地段达0.31×10-6,浓集系数为7.75;另一方面是其较活泼的化学性质使其中的金元素容易析出成矿。(2)构造条件。矿区内区域性的红土崖—大石棚断裂构造纵贯全区,使得矿区内北东向断裂构造十分发育。另外,大理岩脆性较强容易形成构造裂隙,加上其比较封密的孔隙度,因此其中的构造裂隙容易成为容矿空间。(3)岩浆岩条件。矿区内石英斑岩呈超浅成相侵入并占据北东向断裂构造,其本身金的丰度值也很高,说明其对成矿条件有利,并也可能带来部分成矿物质。此外,还有几点特征值得注意。矿区的矿石以紫红色贫硫化物强硅化蚀变岩型为主,并有少量后期金属硫化物的叠加,这一特点与荒沟山、板庙子金矿床相同。金的成色较高,一般大于900‰,具备来源于地层金的特点;金一般呈微细粒金分布于硅化石英中,而与金属硫化物关系不密切。这与荒沟山、板庙子金矿床也是相同的。矿区围岩蚀变强烈,主要是在石英斑岩与大理岩接触带上。但蚀变的特点不同:接触带上的蚀变主要为无色透明的高温型硅化,围饶接触带分带,分布范围广但不含金;而矿化蚀变主要为浅红色、乳白色的硅化,甚至出现低温的蛋白石,受北东向断裂构造控制,分布范围窄,含有一定金品位。说明成矿作用与成岩作用不是同时发生的,而成矿作用围岩蚀变的特点与区域上有关矿床也是相同的。综上所述,小石人金矿床为超细粒浅成低温热液型金矿床1,具有与区域上荒沟山、板庙子等大中型金矿床相同的矿床特征,成矿机制为大气降水-深源热液循环体系,为同一成矿事件不同位置的产物。结合区域上成矿规律可以认为,小石人金矿床外围找矿方向为其北东向断裂构造的两侧延伸方向。3.2构造原生晕法小石人金矿床研究程度较高,前人已经建立了地球化学找矿模型、地球物理探测模型以及综合找矿方法,在不同程度上为本矿区的地质找矿工作奠定了基础。但是在矿区北东、南西两方向上的外围,有大面积的早白垩纪榆木桥子组覆盖,极大地影响了常规物化探找矿方法的利用。构造原生晕法,是指在断裂构造上采取原生晕,进而寻找隐伏矿体的方法。近几十年来,在国内外的化探原生晕研究中有了很大的发展和提高。人们逐渐认识到,与成矿有关的原生晕不仅具有前缘、尾部、毗邻和侧面的分带性,而且由于含矿热液沿可渗透基岩或断裂带、剪切带、角砾岩化带、糜棱岩化带和裂隙等构造通道运移、沉淀,原生晕受构造裂隙控制,可以沿裂隙向上和两侧的围岩分布。根据不同的找矿目的,构造原生晕样品的采集可以沿控矿断裂构造的走向(在走向上追索矿体),也可以沿其倾向进行(在倾向上追索矿体,如受断裂控制的深部隐伏矿体),还可以在蚀变带断面上采集(以判断是否为矿化蚀变)。采集物主要是沿裂隙充填的物质,可以是硅化细脉、褐铁矿化物质、岩脉和断层泥等能够反映断裂带热液活动信息的介质。因此,在小石金矿床外围,可以尝试构造原生晕的方法,以寻找隐伏矿体。此外,在沟谷底部或断崖处,还可见少量大理岩露头,路线地质踏勘也是有效的找矿手段之上。4矿山效率4.1断层泥、断层角砾岩为了验证北东向断裂构造的含矿性,同时扩大矿床的资源量,在沿接触带施工了8个钻孔探矿无果的情况下,2008年度将找矿方向转向矿床的北东区。由于该区大面积为榆木桥子组砂砾岩覆盖,不具备土壤化探利用条件,故沿北东向断裂构造采取了构造原生晕。样品的采集严格沿断裂构造进行,采集介质主要为断裂面上的断层泥、断层角砾岩中的胶结物、硅质细脉、碎裂大理岩、碎裂砂砾岩等(见表1),主要是利用自然露头和以前的控矿工程(槽探等),部分地段动用了山地工程(浅井),在2.2km的长度上共采集了25个样品(见图3)。由表1、图3可知,在同一断层沿其走向不同位置采集的样品,各元素含量并不均匀,甚至差别很大,造成这种差别的原因可能很多,但有无含矿热液活动应该是主要原因之一。同时还不难发现,Au、Hg元素具有良好的相关性,而与As、Sb相关性相对较差,这与已知矿石中贫硫化物的特点相吻合,这也说明含矿热液的活动引起了各元素含量的不均匀。另外还有一点值得注意,YS-15号样品为碎裂石英斑岩,其Au元素含量并不高。对Au元素含量较高的YS-3、YS-4样品采集处一原有旧槽加深,在深达2.5m处未见矿体,但发现矿化蚀变有增强的现象,继续以浅井方式施工,深至4m处见一宽约2m的金矿体,品位10×10-6～15×10-6,严格受北东向断裂构造控制,证实了该高值点由下部矿体引起。4.2金矿体在北东向控矿构造南西延长方向上的路线调查中,距矿区南西方向20km报马川一带发现了金矿体1条,宽约3～5m,品位1.0×10-6～10.0×10-6,矿石类型为紫红色贫硫化物强硅化蚀变岩,矿体附近除一闪长玢岩外,没有发现其它岩浆岩,其前景正在勘查中。这一发现,亦证实了北东向断裂构造的含矿性。5下白垩统榆木桥子组从大理岩走向岩性的地