江苏哈马迪金矿床地质特征及成因

江苏哈马迪金矿床地质特征及成因

1、哈马迪金矿和其金矿的勘探和勘探工作哈马迪（hamadi）金矿位于苏丹共和国北部的尼罗河地区。努尼沙带（nubian）和北亚达（bayuda）的结合部位位于北亚达沙漠带北部的瓦迪西格尔盆地和尼罗河西岸。距首都喀土穆(Khartoum)约460km,距州府重镇阿特巴拉(Atbara)市约130公里。哈马迪金矿最初是当地居民开采河道和残留于山坡的沙金发现的。1976年~1978年,苏丹与德国合作对拜亚达沙漠40000km2内开展了1/250000区域地质填图和地球化学测量,但这次地球化学测量未对金元素做分析(1)。1999年苏丹地质局(GRAS)对瓦迪·辛格尔盆地区进行野外地质踏勘,首次开展了金矿勘查(2)。2000年4月~2002年4月,法国科米罗(Cominor)公司分3个阶段对区域内6800平方公里开展了预查~局部详查,实施了面积性的分散流地球化学测量和局部地区的槽、钻探等找矿手段,圈出了一些金找矿远景区,在哈马迪区获取了远景金资源量约2吨(3)。2006年~2008年,天津华勘有限公司对区域内6000平方公里开展了勘查工作。实施了遥感地质解译、化探金异常查证、地质填图、老硐调查、槽探和钻探等手段,在哈马迪和克罗(Kero)重点区段针对浅部金矿体钻孔控制深度达到80米,获得推断和控制的查明金资源量18吨,其中哈马迪区域获得金资源量13吨(4)。2、新生代岩浆活动哈马迪金矿位于新元古代泛非造山运动时期地壳增长形成的阿拉伯-努比亚地盾的西南端,苏丹东北部矿集区。区内金属矿产及非金属矿产十分丰富,尤其金矿床(点)星罗棋布,金矿化露头及金化探异常非常发育(5)。区域内广泛出露下元古界~中元古界变质地层,岩性主要为粗晶浅色花岗质片麻岩,新元古界由沉积变质岩和火成变质岩互层状组成,岩石经变形、混合变质作用达到石榴石角闪岩相。此外,还有大面积的新生代玄武岩出露。主要构造活动有3期:新元古代泛非造山运动使早中元古代地层发生强烈褶皱和中深程度的区域变质,产生紧闭、倒转褶皱;古生代~中生代,以强烈的中酸性岩浆侵入隆起和喷出活动为特征,形成拜亚达变质核杂岩,表现为大面积元古界变质基底分布区出露的西部、南部规模较大的岩浆杂岩体穹隆和北东~北东东、北西~北北西向断裂,以及自北向南的3个构造盆地和广泛发育的环状、放射状断裂及脉岩;新生代的东非裂谷运动在区内表现为一系列近南北向张性断裂和基性、超基性的深源岩浆喷出活动。岩浆活动主要有四期:早元古代的大量中酸性岩浆侵入活动,新元古代的中酸性及超基性岩浆侵入活动,古生代~中生代的大量中酸性岩浆侵入和喷出活动,以及新生代的玄武质岩浆喷出活动。其中前三期岩浆活动引发的构造-热事件可能与区域内金成矿作用有间接关联。3、矿区地质3.1不等规模石英脉区内主要出露新元古界地层,岩性为各种片麻岩如斜长角闪片麻岩、角闪片麻岩、云母斜长片麻岩和各种片岩如石榴石黑云钠长石片岩、石榴石钠长石英片岩、石榴石石英云母片岩、云母片岩、石英云母片岩等。区内还见少量大理岩呈厚脉状产出。其次常见不等规模石英脉沿片(麻)理或构造裂隙出露。区内地层由于受构造影响,在西部和北部的片(麻)岩的片(麻)理总体呈北东东~北东向展布,倾向北西,倾角20°~50°。在东部和南部的片(麻)岩的片(麻)理方向近南北、倾向南西西~北西西,倾角40°~60°。这些岩石局部受小型断裂带作用,片(麻)理发生扭曲、揉皱,但各不同变质岩界限与片理方向基本一致。石英云母片岩、斜长角闪片麻岩为区内主要的矿化围岩。产于这些岩石片麻理内的石英脉与金矿(化)体关系密切。由于石英抗风化能力强,区内大部份地区残积有薄层的石英沙砾石层。有些较厚的石英脉下盘片岩或蚀变岩遭受风化剥蚀作用流失,石英脉在重力作用下在地表显现为缓倾斜,破碎严重的地方形成一定厚度的石英砾石残积层,是为重要的找矿标志。3.2中央缘断裂带或恶石矿化矿区位于瓦迪·辛格尔盆地北部边缘北东向的推覆断裂下盘(南东盘)的一复式褶皱核部的剪切带内。受新元古代泛非造山远动和古生代~中生代岩浆侵入隆起作用影响,区内褶皱、断裂构造都较发育。褶皱主要为一复式褶皱。轴向北东-南西,轴面倾向北西;两翼均以云母片岩、石英云母片岩及石英脉透镜体为主;核部岩石剪切作用强烈,褪色蚀变发育,主要蚀变为绢英岩化、云英岩化、高岭土化,伴生石英(细)脉及弱褐铁矿化,为金矿体主要产出部位。局部还可见受断裂作用产生的揉皱和拖曳构造。断裂发育,主要有北东(北北东、北东东)向、近南北向、北西西或近东西向3组断裂。北东(北北东、北东东)向断裂,主要分布在区内西、中、北部,规模较大,为瓦迪·辛格尔盆地北部边缘推覆断裂的次级断裂,断层性质为逆推右行平移断层;断裂带内岩石一般强烈云英岩、黄铁绢英岩化,常表现为云英岩化片理化带,多伴有褐铁矿化,局部见高岭土化。近南北向断裂,主要分布在区内东、南部,该组断裂规模大,与片理方向协调,形成区内南北向矿化蚀变片理化带,局部可见到石香肠构造、鞘褶皱等韧性剪切带的岩石特征。北西西断裂或少量近东西向断裂,形成多条冲沟,断裂带内未见矿化,对矿体有切割破坏作用。这些断裂与北东向和近南北向蚀变片理化带叠加形成局部金矿化富集。3.3片理构造本身特征区内岩浆岩不发育。区内出露的岩浆岩仅有闪长玢岩脉,多顺片理产出,少数斜穿片理。在不同部位可见到斜长角闪岩,呈脉状或椭球状产出,普遍遭受弱变质,具有不明显的片理构造。还能见少量片理化的角闪岩。3.4矿石的性质矿体围岩蚀变主要类型为绢英岩化,其次有绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化及高岭土化,肉眼可见金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿、自然金,局部见孔雀石、毒砂等;钻孔岩心中还见到毒砂、辰砂等硫化物与硅化伴生。黄铁绢英岩化、高岭土化为近矿围岩蚀变。绢英岩化结合褐铁矿化,可作为区内金矿可靠的找矿标志。在一些中基性岩石的片理面局部可见到团块状铜、铅矿化,主要金属矿物有孔雀石、蓝铜矿、方铅矿;在其与围岩接触带部位及围岩中,还可见孔雀石化及褐铁矿化,未见明显金矿化。4、金矿体矿化区内根据矿体产状和集中分布的区域哈马迪金矿分为3条矿带,7个矿段,构成一个三角形的矿化集中区,面积约15平方公里。金矿体赋存于各类片岩或片麻岩内剪切带中,矿体多出现于剪切应变强烈或后期构造所形成的二级膨胀带(片理化带)内。矿化类型主要是蚀变岩内的复脉带型金矿化。矿体呈现出蚀变岩型、大脉型、细脉型、网脉型等类型。4.1矿物地质特征受北东向约10公里长,100米~300米宽剪切带控制,其内分布有哈马迪主矿段、赛的瑞特矿段、科威特矿段、乌蒙萨拉哈北矿段和乌蒙萨拉哈南矿段。北东向矿带内主要金矿体为蚀变带型,局部呈细脉浸染型。矿体主要产于石英云母片岩内,岩石蚀变强烈。剪切带内糜棱岩、构造透镜体发育,岩石重结晶、眼球状构造、鞘褶皱和石香肠构造现象非常普遍。矿体呈层状、似层状、透镜状产出。矿体产状与片理化带的产状基本一致。以哈马迪主矿段为例。根据22个探槽、浅坑和6个钻孔资料圈定一条主要的金矿体,长500m,宽2.5~7m;总体走向约NE30°,倾向NW,倾角43°~49°;沿走向厚度、品位变化较大,中部、南端矿体厚大,中部矿体较富,地表矿体水平厚度约3.87米,平均品位2.3g/t,地表最高品位9.79g/t;钻孔穿矿厚度4.72米,平均品位3.88g/t,最高品位20.58g/t。矿体向深部有明显变富趋势,如在某个探槽取样见到4.5米4.64~9.79g/tg/t的矿体,在5米以下,采掘发现了矿体品位在0.73~65.54克/吨之间,加权平均品位达到8.43克/吨。4.2局部基细脉染色型受南北向约3公里长、200米~500米宽的剪切带控制。其内分布有哈马迪中矿段。近南北向矿带内主要金矿体呈石英复脉带型,表现为石英大脉型和细脉型。石英大脉和细脉的两侧蚀变都较强烈,细脉密集带形成蚀变岩型。局部也可见到细脉浸染型。矿体呈层状、似层状、透镜状。石英大脉、细脉多沿片理产出,产状与片理产状一致。哈马迪中矿段通过少量地表和钻探工程控制,初步圈定复脉带集中区9个。复脉带内石英大脉一般厚度0.3米~1米,大脉变化极大,金呈颗粒金出现,品位变化也极大。细脉带厚度一般小于10厘米,平行产出,在1米范围内可见到3~10多条。细脉两侧蚀变强烈,矿化也极不均匀。复脉带矿体总体走向近南北,局部受构造影响,使走向呈NEE向。倾向NW,倾角45°~53°。已控制的各复脉带区长度100米-400米,厚3~8米,局部达到15~20米。地表平均品位2g/t左右,地表最高达到92g/t,钻孔中最高28g/t。4.3复脉带矿体受一条至少长1000米,宽100余米近东西(北东东)向的剪切带控制,位于北东向剪切带和南北向剪切带之间,又受两者双重影响和控制。哈马迪南矿段分布其中。哈马迪南矿段在北东向的各类绿片岩中的剪切带内存在一条北东东向蚀变岩型矿体。目前控制长度达到400多米,宽度5~23米。在某个探槽内取样具有代表性,控制宽度22.85米,圈出2个平行的矿体,中间间隔5.7米,其中一个矿体水平宽8.65米,平均品位19.08g/t;另一个矿体水平宽9.5米,平均品位1.19g/t。矿体产状走向北东,倾向北西,倾角50°。在哈马迪南矿段也存在南北向复脉带矿体。复脉带矿体包括石英大脉、细脉均未穿过上述北东东向构造带。这些矿体赋存在北东东走向剪切带下盘的各类绿片岩中,形成了3个较为集中的长度100~300多米,宽度达20~60多米的矿化集中地段。石英大脉厚0.5~2米,矿化强烈,可见到颗粒金。石英细脉厚度一般小于10厘米,平行产出,在1米范围内可见到3~10多条。石英大脉、细脉带呈南北走向,西倾,倾角在42°~44°。岩石蚀变强烈处,呈现石英脉与蚀变岩矿体交替出现的特征。如在该区某采坑一剖面采样分析:由下至上依次连续刻槽取样(上下未封样),总真厚度3.4米,加权平均品位6.70g/t。其中,含石英微细脉蚀变岩,厚0.6米,含金21.75g/t;褐铁矿化石英脉,厚0.5米,金3.25g/t;含石英微细脉蚀变岩,厚0.6米,金2.63g/t;褐铁矿化石英脉,厚0.2米,金0.75g/t;含石英微细脉蚀变岩厚0.5米,金4.25g/t;含石英微细脉蚀变岩,厚0.5米,金2.88g/t;含石英微细脉蚀变岩,厚0.5米,金5.63g/t。5、金矿物组成:金据分析结果显示,矿石中硫含量普遍较低,属贫硫金矿石。矿石结构主要有晶粒状结构、交代结构、充填结构。矿石构造主要有块状构造、浸染状构造、网脉状构造等。矿石中除金之外,未见其他有害组分,利于工业选、冶利用。根据矿山堆浸后一次冶炼结果检测,金成色达到950。矿石矿物成分较简单,金属矿物以黄铁矿、白铁矿为主,其次有少量磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。表生矿物有褐铁矿。非金属矿物以石英、石榴石、钠长石、绢云母、角闪石为主,其次为斜长石、方解石、绿泥石等。含金矿物主要是自然金,金矿物粒度以微粒金和细粒金为主,偶见大颗粒金。可见金颗粒大小多在0.01~0.40mm,最大可达3mm,主要呈片状、小颗粒状、包裹状等赋存于石英脉及其它矿物中,其中尤以石英、黄铁矿、白铁矿中金含量较高。金主要呈裂隙金和包裹金2种形式存在。包裹金主要分布于黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿等硫化物中,有时见于石英或胶状褐铁矿中。裂隙金主要分布于石英、黄铁矿、磁黄铁矿等显微裂隙中。黄铁矿、石英和磁黄铁矿是金的主要载体矿物。金偶见于黄钾铁矾或绢云母集合体间。6、基本成矿条件好,可资源量根据哈马迪金矿的地质特质,与非洲其他地方太古代和元古代绿岩带内金矿类型以及中国太古代绿岩带内金矿、元古代浊积岩内金矿对比,参考世界其他地区产于剪切带内的金矿的成矿特征及矿床类型,哈马迪金矿应属于受新元古届绿岩带内剪切带控制的复脉型金矿。哈马迪金矿成矿带巨大,且形成的矿化集中区受多组构造控制,矿体成群成带分布。已发现的矿化带内的矿体规模大,许多地段的还没有探矿工程控制,而且目前的探矿工程控制程度和深度都较低,仅在部分地段施工了探槽和钻孔,且钻孔控制的最大深度不超过100米,多在