湘東北萬(wàn)歷金礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

湘東北萬(wàn)歷金礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

1成巖構(gòu)造環(huán)境礦區(qū)構(gòu)造位于揚(yáng)子地塊長(zhǎng)江以南地軸中心，距窗簾褶皺帶和長(zhǎng)沙-平湖山斷裂帶。區(qū)域內(nèi)出露地層主要為中元古界冷家溪群和白堊系衡陽(yáng)群。冷家溪群作為本區(qū)礦源層,以陸源碎屑濁積巖為主。夾有火山碎屑巖,由一套區(qū)域變質(zhì)的板巖,粉砂質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)板巖及變質(zhì)砂巖等組成。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造形跡復(fù)雜,是歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所形成的。中元古代武陵運(yùn)動(dòng)使冷家溪群遭受強(qiáng)烈擠壓變形和韌性剪切構(gòu)成NW—SE向褶皺。后期的加里東、印支、燕山運(yùn)動(dòng)所造成強(qiáng)烈的東西向褶皺疊加及斷裂破壞作用使研究區(qū)基底地層冷家溪群表現(xiàn)為一系列向南倒轉(zhuǎn)的復(fù)式緊密褶皺。區(qū)域內(nèi)北東向深大斷裂為導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造,次一級(jí)北西、近東西向斷裂構(gòu)造裂隙與成礦作用密切關(guān)聯(lián)。區(qū)域內(nèi)巖漿巖僅在西南部較發(fā)育,金井巖體出露面積110km2,為燕山早期中深成侵入體。巖性為中粒斑狀白云母花崗巖,中—中細(xì)粒斑狀二云母二長(zhǎng)花崗巖。其次在西部有望湘花崗巖體和一些大小不一的花崗巖株出露。2礦區(qū)地質(zhì)特征2.1群坪原組的結(jié)構(gòu)礦區(qū)出露地層簡(jiǎn)單,僅有中元界冷家溪群坪原組(見(jiàn)圖1)。礦區(qū)內(nèi)可分為二、三段,礦床的賦礦圍巖為坪原組第二段,巖性主要為粉砂質(zhì)板巖、板巖。2.2南倒轉(zhuǎn)支撐構(gòu)造礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主,礦山地層表現(xiàn)為一單斜構(gòu)造,實(shí)際是由一系列向南倒轉(zhuǎn)復(fù)式緊密褶皺組成(見(jiàn)圖2)。區(qū)內(nèi)斷裂主要有北西(西)向和北東向兩組,均具多期活動(dòng)特征。2.2.1成礦期控礦構(gòu)造為礦區(qū)最為發(fā)育的一組構(gòu)造,總體走向與地層基本一致,但它們形成時(shí)間相差較遠(yuǎn),早期形成的均為導(dǎo)礦容礦構(gòu)造。據(jù)構(gòu)造形跡分析,區(qū)內(nèi)北西(西)向構(gòu)造至少經(jīng)歷了三次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。成礦前,在區(qū)域南北向壓應(yīng)力作用下,伴隨著基底地層區(qū)域北西西向復(fù)式褶皺的形成,產(chǎn)生一系列北西西向壓扭性斷裂;成礦期,由于局部應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生改變,由南北向擠壓變成南北向張拉,成礦熱液沿裂隙帶充填交代,形成金礦(化)體;成礦期后,多次的拉張一擠壓作用,對(duì)前期構(gòu)造及礦(化)體進(jìn)行破壞,使礦(化)體及其頂、底板巖石進(jìn)一步破碎并使成礦物質(zhì)進(jìn)一步遷移富集,導(dǎo)致礦體不均勻性和不連續(xù)性。礦區(qū)控礦構(gòu)造表現(xiàn)以下特征:⑴控礦構(gòu)造與區(qū)域地層走向大體一致,礦脈帶走向延伸較大。⑵含礦脈帶傾向北東或北北東,沿走向,傾向呈舒緩波狀,傾角中等,局部變陡。⑶礦體膨大縮小,分枝復(fù)合明顯。⑷斷裂破碎帶中角礫多呈棱角狀、次棱角狀、局部見(jiàn)圍巖團(tuán)塊,基質(zhì)較少,膠結(jié)一般較松散。2.2.2斷裂南緣地緣斷裂帶北東向斷裂為成礦期后構(gòu)造。自西至東有F1-F9共9條,長(zhǎng)度160～2200m不等,其中規(guī)模較大者為F2、F4、F6、F8。該組斷裂走向北東,傾向南東,沿走向及傾向多呈舒緩波狀,產(chǎn)狀變化較大,本組斷裂破碎帶寬0.4～10.2m,主要由構(gòu)造角礫巖,斷層泥組成。角礫成分以圍巖(粉砂質(zhì)板巖、板巖及變質(zhì)砂巖等)為主,含少量脈石英,角礫呈棱角狀,次棱角狀,角礫大小0.2～3.0cm居多,由泥質(zhì)及少量鐵硅質(zhì)膠結(jié),較松散,局部弱硅化,金礦化微弱,該組斷層錯(cuò)斷冷家溪群坪原組地層及含礦脈帶。2.2.3巖漿巖礦區(qū)南西約10km處有金井花崗巖基產(chǎn)出,為燕山早期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。3礦脈體的地質(zhì)特征3.1市“2、、、、、”、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、”、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2、2礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)礦脈13條,編號(hào)分別為Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ。受北西(西)向斷裂破碎帶控控制,主要賦存于坪原組第二段中,Ⅰ2、Ⅴ1、Ⅷ號(hào)脈地質(zhì)特征分述如下:3.1.1金石英礦化礦化分布于礦區(qū)西部桃樹(shù)洞一帶,礦脈長(zhǎng)4500m,總體走向290°,傾向5°～55°,傾角20°～55°,礦脈體厚0.46～9.41m,由含金石英脈,蝕變破碎板巖夾石英細(xì)脈及斷層泥組成,主要蝕變有硅化、絹云母化黃鐵礦化、毒砂化、褐鐵礦化等。礦體金品位3.18～20.23×10-6,平均8.93×10-6。3.1.2,積巖石化、亞甲礦化20分布于礦區(qū)北東部上八斗壟—金盆嶺一帶,全長(zhǎng)1216m,總體走向北西西,傾向340°～39°,傾角30°～87°,在走向與傾向上波狀起伏明顯,礦脈厚0.41～3.55m,由含金石英脈,構(gòu)造角礫巖及蝕變破碎板巖組成,主要蝕變?yōu)楣杌?、絹云母化、黃鐵礦化、毒砂化、褐鐵礦化、少量輝銻礦化。礦體金品位3.08～19.11×10-6。3.1.3金提升礦物特征分布于礦區(qū)東部大橋坳—江東水庫(kù)一帶,長(zhǎng)520m,西段被F8破壞,礦脈走向近東西,傾向300°～50°,傾角30°～85°,礦脈帶厚0.40～4.38m,主要由蝕變破碎板巖、構(gòu)造角礫巖、石英脈、斷層泥組成,以前二者為主,主要蝕變有硅化、黃鐵礦化、毒砂化、絹云母化、褐鐵礦化,少量輝銻礦化,局部退色作用明顯,礦體金品位3.25～13.30×10-6。3.2礦石特征3.2.10-6礦區(qū)內(nèi)金礦石類型按礦物組構(gòu)劃分主要有構(gòu)造角礫巖型、石英脈型和蝕變破碎板巖型三大類型。⑴構(gòu)造角礫巖型礦石是組成礦體的主要礦石類型,一般發(fā)育于礦體中部或與圍巖接觸帶附近。金礦化比較強(qiáng),金品位一般與硅化的強(qiáng)弱成正比,金品位1.36～65.40×10-6,一般為6×15×10-6。⑵石英脈型礦石:主要有二種產(chǎn)出形成,一種是似層狀,大透鏡體狀破碎石英脈,這類石英脈與圍巖產(chǎn)狀總體一致并可隨圍巖產(chǎn)狀變化而變化,石英脈出現(xiàn)的多少對(duì)礦石的金品位有較明顯的影響,當(dāng)石英細(xì)脈密集發(fā)育或呈條帶時(shí),礦石金品位則明顯增高;另一種是角礫狀石英脈,也呈層狀產(chǎn)出,常與破碎板巖構(gòu)成互層,兩者皆破碎強(qiáng)烈呈角礫狀,團(tuán)塊狀。金品位2.36～111.10-6,一般8～30×10-6,⑶蝕變破碎板巖型:該類礦石比較常見(jiàn),以及碎裂構(gòu)造,較強(qiáng)的硅化,褐鐵礦化同圍巖相區(qū)別,礦石中后期石英脈,褐鐵礦脈沿節(jié)理、劈理發(fā)育,這類礦石一般分布礦體的頂?shù)撞考暗V體的兩端,小規(guī)模礦體常以此類礦石為主,金品位1.05～9.17×10-6,一般低于5×10-6。3.2.2采礦結(jié)構(gòu)礦石的結(jié)構(gòu)主要有角礫狀結(jié)構(gòu),碎裂結(jié)構(gòu),鑲嵌結(jié)構(gòu)和顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為角礫狀構(gòu)造,塊狀構(gòu)造,板狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。3.3石英與蝕變破碎板巖型萬(wàn)古金礦床成礦組分雖然簡(jiǎn)單,但仍顯示出良好的分帶性,無(wú)論是礦石類型還是成礦元素均反映一定的分布規(guī)律。石英大脈代表強(qiáng)礦化,而蝕變破碎板巖代表著弱礦化。Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ、中部以石英脈型礦化為主,沿礦脈向兩端延伸逐漸變成以蝕變破碎板巖型礦化為主。成礦元素在空間上分布為礦化中心以金(砷)為主,向外側(cè),例于Ⅴ、Ⅷ、至Ⅹ、ⅩⅢ、礦脈帶中,銻為主要成礦元素之一,構(gòu)成了中心向外,金到金銻礦化的分帶性。4成礦物質(zhì)來(lái)源⑴冷家溪群地層其元素組合具富A、AS、SB、W、Hg的特點(diǎn),巖石中較高的黃鐵礦、毒砂含量,尤其是含同生黃鐵礦團(tuán)塊的層位的存在,顯示出冷家溪群中金易釋放的特點(diǎn),從而構(gòu)成了本區(qū)金礦的礦源層。⑵研究表明:萬(wàn)古金礦床成礦物質(zhì)具有多源性,硫同位素表明礦石中的硫是深源流與冷家溪群中硫混合作用的產(chǎn)物;氫氧同位素,證實(shí)成礦液體主要來(lái)自深部,黃鐵礦的Co、Ni比值小于1說(shuō)明成礦物質(zhì)多來(lái)自沉積地層。⑶區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,據(jù)物探和遙感地質(zhì)的解譯,礦區(qū)深部存在隱伏巖體。巖體的存在不僅成為所在地區(qū)的熱源,以致于形成一系列熱水循環(huán)的地?zé)嵯到y(tǒng),還引起深部含金流體上涌成礦。⑷冷家溪群中的金元素在構(gòu)造—熱液改造演化過(guò)程中,不斷活化,轉(zhuǎn)移、富集、金礦床是構(gòu)造應(yīng)力和熱液流體作用下含金巖石的演化產(chǎn)物。5礦化富集規(guī)律與礦前預(yù)測(cè)5.1金礦床含金賦礦的必要性通過(guò)對(duì)礦床分析總結(jié)發(fā)現(xiàn),礦體明顯受北西(西)向構(gòu)造的產(chǎn)狀,形態(tài)制約,表明金礦脈的定位空間受近東西向基底構(gòu)造控制。成礦作用具有多期性,研究表明其主要成礦時(shí)代為燕山中晚期,受到后期構(gòu)造改造,使得金礦體的延伸不穩(wěn)定,主要載金礦物黃鐵礦也存在多期的特征:呈細(xì)粒狀浸染狀產(chǎn)出,含金較高,表明主成礦期的形成;晶形較好,粒度較大者,含金低。北西(西)向剪切帶具有水平剪切和垂向推覆二種滑動(dòng)作用,這就決定了金礦脈在走向上和傾向上具有透鏡體的特點(diǎn)、富礦體都產(chǎn)出在構(gòu)造張性擴(kuò)容空間內(nèi),控礦層間破碎帶中不同類型構(gòu)造重疊部位是最有利的賦礦部位。金在熱液中主要以絡(luò)合物的形式遷移,作為成礦最直接標(biāo)志的熱液蝕變,是在同一空間上多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成含礦熱液多次充填、交代連續(xù)演化的結(jié)果,本區(qū)與金礦化有關(guān)的蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、毒砂化、蝕變的強(qiáng)弱與礦化的強(qiáng)度密切相關(guān)。礦體一般富集規(guī)律有:⑴礦脈帶走向變化地段及傾向上波伏起伏地段易形成富礦體;⑵在礦化破碎帶厚度變化地段,當(dāng)破碎帶厚度增大時(shí),礦化規(guī)模較大;⑶熱液石英脈體規(guī)模較大時(shí),往往形成富礦體或富礦塊段;⑷含金構(gòu)造角礫巖成分復(fù)雜,當(dāng)石英角礫含量越多時(shí),礦石品位越高;⑸礦脈帶中見(jiàn)硅化、黃鐵礦化及毒砂時(shí),一般就有金礦體存在,當(dāng)它們同時(shí)存在時(shí),金礦較強(qiáng);地表硅化礦石中,褐鐵礦化強(qiáng)者金品位較高;⑹黃鐵礦、毒砂是本區(qū)最為重要的載金礦物,黃鐵礦粒度小的,微裂隙發(fā)育的含金高,反之含金低;⑺礦脈帶邊緣巖石節(jié)理發(fā)育,并有石英—硫化物細(xì)脈充填時(shí),往往可以圈為礦體。5.2礦工預(yù)測(cè)5.2.1富金層位及金融資源江南古陸上的冷家溪群和板溪群富含金元素,金含量是地殼克拉克值的1～8倍,長(zhǎng)期以來(lái)稱之謂礦源層或含金建造。只有在金富集的地段才有可能接受改造,金活化聚集成礦。尋找和辨別富金層位也是江南古陸找礦的一種思路。不同巖性的金的富集能力也有所差異。本區(qū)松砂質(zhì)板巖中含金量明顯高于細(xì)砂質(zhì)板巖,變質(zhì)砂巖,這可能是由于前者含有較多的粘土物質(zhì)所致,自然界中的金常以帶負(fù)電荷膠體金形式存在,可與帶正電荷的粘土表面發(fā)生靜電吸附。另外,基底地層中的黃鐵礦結(jié)核往往富含金等元素,由于這些結(jié)核易于辯認(rèn),可作為尋找源層,甚至找礦的一種有效標(biāo)志。5.2.2北北東向斷裂組合控制江南古陸上構(gòu)造分析表明,雪峰期構(gòu)造以北西向?yàn)橹?加里東期構(gòu)造表現(xiàn)為北西西向或近東西向強(qiáng)烈擠壓褶皺和斷裂。而燕山期則形成大量北北東向平行深斷裂;同時(shí),由于近東西向的擠壓,原加里東期的逆斷層轉(zhuǎn)換成正斷層再次活動(dòng)。盡管目前所見(jiàn)江南古陸上的金礦體多賦存于東西向斷裂中,但成礦的通道是北北東向斷裂,402隊(duì)在萬(wàn)古礦區(qū)外圍已發(fā)現(xiàn)的十余個(gè)礦點(diǎn),包括金塘坳、大源洞、羊角灣、大洞無(wú)一不是受這種斷裂組合控制。由此可見(jiàn)認(rèn)為湘東地區(qū)的找礦重點(diǎn)