內(nèi)蒙古興蒙造山帶英城金礦床地質(zhì)特征及成因分析

內(nèi)蒙古興蒙造山帶英城金礦床地質(zhì)特征及成因分析

黑龍江省英子金礦區(qū)（圖1）位于黑龍江省寧安市。這是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的金礦床。據(jù)預(yù)測(cè)，金屬礦的資源總量為15噸，規(guī)模達(dá)到中等型。現(xiàn)在，根據(jù)現(xiàn)有的年齡數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)，對(duì)英子金屬礦的成礦作用進(jìn)行了初步探討?？紤]到英子金礦床發(fā)現(xiàn)時(shí)間短，以及該區(qū)域、礦區(qū)和礦床地質(zhì)特征的研究有限。本工作通過(guò)詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)綜合研究，深入研究了礦床形成的地質(zhì)背景和礦場(chǎng)地質(zhì)特征，結(jié)合成礦流的性質(zhì)，科學(xué)評(píng)價(jià)了礦場(chǎng)的成因類(lèi)型。1區(qū)域地質(zhì)背景英城子金礦床大地構(gòu)造位置位于佳木斯地塊、松嫩地塊、華北板塊之間的興蒙造山帶的東緣,小興安嶺-張廣才嶺巖漿褶皺帶的東南端敦密斷裂的西側(cè).區(qū)內(nèi)發(fā)育的主要地層是中元古界蘆葦河巖組,泥盆系黑臺(tái)組、老禿頂子巖組,侏羅系帽兒山組,白堊系海浪組以及新近系富錦組、船底山組,并廣泛發(fā)育著古生代和中生代花崗雜巖(圖1).區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育,加里東期、海西期、印支期、燕山期花崗巖都有所發(fā)育.研究區(qū)以中生代燕山期火山活動(dòng)較為強(qiáng)烈,使得燕山期的花崗巖最為發(fā)育,分布最為廣泛.研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)比較發(fā)育,在研究區(qū)的北部有伊沭斷裂,東部分布有近南北向的牡丹江斷裂.敦密斷裂斜穿整個(gè)區(qū)域,將研究區(qū)分為南北兩大區(qū)域,分屬?gòu)垙V才嶺隆起帶和太平嶺隆起帶的一部分.2海西期北、北、期二長(zhǎng)巖.礦區(qū)內(nèi)出露的地層有泥盆系上統(tǒng)老禿頂子巖組和白堊系上統(tǒng)海浪組.礦區(qū)巖漿巖發(fā)育,分布有海西期張家窯中粗粒花崗閃長(zhǎng)巖、燕山期二長(zhǎng)花崗巖.燕山期二長(zhǎng)花崗巖分別是東葦塘細(xì)、中粗粒二長(zhǎng)花崗巖,英城子中粗粒二長(zhǎng)花崗巖.另外,還有中性、酸性脈巖等.主要構(gòu)造是近東西向的韌脆性剪切帶和疊加之上的北西和東西向的脆性斷裂(圖2).3金礦體及金礦體特征英城子金礦體賦存在近東西向韌性脆性剪切帶(靡棱巖帶)內(nèi),礦體沿韌性變形帶呈透鏡狀、似層狀和脈狀產(chǎn)出.目前按照金、銀礦體最低邊界品位共圈出礦體18個(gè),其中達(dá)工業(yè)礦體指標(biāo)的表內(nèi)礦體有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅺ、ⅩⅦ等9個(gè),Ⅸ、Ⅺ為金礦體,其他均為金銀共生、伴生礦體(圖3).經(jīng)勘查,礦區(qū)內(nèi)9條礦體的總厚度為29.79m,品位變化較大,礦體金平均品位最低1.08×10-6,最高18.3×10-6.銀礦作為伴生有益資源出現(xiàn),但有時(shí)還可成為獨(dú)立的銀礦體.在空間上,9條礦體集中分布于勘查區(qū)北部7條糜棱巖帶內(nèi).以Ⅰ、Ⅱ、和Ⅺ號(hào)礦體為例,分述礦體特征.I號(hào)礦體:呈近東西向或稍偏北,地表控制長(zhǎng)度240m,平均厚度2.11m,似層狀,總體傾向北西(330~342°),傾角47~66°,平均55°.礦體最大傾斜延伸193m,最小62m.礦體最大厚度6.39m,最小厚度0.34m.礦體單樣金最高品位10000×10-6,平均品位18.3×10-6.銀最高品位1536×10-6.Ⅱ號(hào)礦體:呈近東西向,地表控制長(zhǎng)度90m,平均厚度2.13m,透鏡狀,總體傾向北(5°),傾角55~58°,平均56°.礦體最大厚度3.05m,最小厚度1.21m.礦體單樣金最高品位11.32×10-6,平均品位4.69×10-6.Ⅺ號(hào)礦體:僅由地表一處探槽和一個(gè)淺孔控制.走向近東西偏北,似層狀,控制長(zhǎng)度235m,平均厚度2.42m,總體傾向北(340~10°),傾角55~65°.礦體賦存于388m標(biāo)高,控制傾斜沿伸70m.礦體金平均品位3.19×10-6.4礦石特征4.1a.石英ce英城子金礦床的礦石礦物以黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦為主,毒砂、方鉛礦次之,還可見(jiàn)少量的磁鐵礦和磁黃鐵礦,偶見(jiàn)自然金.黃鐵礦以?xún)煞N方式出現(xiàn).一種晶形極其不好,分布在石英脈中.這部分黃鐵礦形成時(shí)間較早,以至于被后期熱液強(qiáng)烈交代.這部分所占比例不大(圖4a).另一種晶形較好,呈規(guī)則四邊形自形晶分布在石英脈中.這種形式的黃鐵礦所占比例較大,為主要的礦石礦物,也是金的主要載體(圖4b).黃銅礦以3種方式出現(xiàn).一種是以乳滴狀分布于石英中(圖4c);第二種呈他形粒狀分布于石英等透明礦物中(圖4e);第三種還是以乳滴狀出現(xiàn),分布于閃鋅礦中(圖4d).其中兩種黃銅礦占主要地位.閃鋅礦呈他形粒狀分布于石英、方解石等透明礦物中(圖4f).毒砂主要呈規(guī)則四邊形自形晶分布于石英中(圖4g).方鉛礦含量極少,呈他形晶集合體分布于礦物中(圖4h).礦石的脈石礦物以石英和方解石為主.石英主要以?xún)煞N方式出現(xiàn):一種是呈乳白色他形不規(guī)則狀大面積分布,這種石英與成礦作用不大;另外一種為脈狀,這種石英與成礦作用密切相關(guān).方解石主要以脈狀出現(xiàn),為成礦后期作用的產(chǎn)物(圖4i).4.2乳滴狀結(jié)構(gòu)主要礦石結(jié)構(gòu)有:交代侵蝕結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為早期形成的方鉛礦為后期的閃鋅礦所交代(圖4h);乳滴狀結(jié)構(gòu),黃銅礦呈乳滴狀分布在閃鋅礦和石英中(圖4e);半自形—他形結(jié)構(gòu),黃鐵礦、黃銅礦、毒砂呈半自形—他形產(chǎn)出(圖4a、g).此外礦石還偶見(jiàn)骸晶結(jié)構(gòu).礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造,帶狀、條紋狀構(gòu)造等次之.4.3棱巖金、銀、銀礦按礦石的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征,可將英城子金礦區(qū)礦石的自然類(lèi)型劃分為蝕變巖型和石英脈型兩大類(lèi).蝕變巖型為主要的礦石類(lèi)型,礦石品位高低不等,具體又可分為含金花崗質(zhì)糜棱巖和含金糜棱巖化花崗巖兩個(gè)亞類(lèi).礦區(qū)內(nèi)80%的礦體均由含金花崗質(zhì)糜棱巖構(gòu)成,金、銀多以自然礦物出現(xiàn),脈石礦物主要為長(zhǎng)石、石英,以眼球狀、透鏡狀殘斑為主,占礦石的30%~40%,基質(zhì)為絹云母、細(xì)粒化石英或重結(jié)晶石英及綠泥石等,含很少的細(xì)粒黃鐵礦及次生褐鐵礦;含金糜棱巖化花崗巖與含金花崗質(zhì)糜棱巖特征基本相同,僅是殘斑含量增多,一般占30%~50%,變余花崗結(jié)構(gòu)明顯.此類(lèi)礦石品位低,一般Au1×10-6~3×10-6之間.石英脈型礦石分布較少,但礦石品位較高,又可分硫化物石英脈型和含金硫化物石英脈型.硫化物石英脈型,呈灰—灰白色,主要金屬礦物有方鉛礦、閃鋅礦,金品位變化較大,巖石以灰色為主,大脈則為灰白色塊狀構(gòu)造;含金硫化物石英脈型礦石呈暗灰色,局部為黑灰色,呈透鏡狀或扁豆?fàn)蠲}體,塊狀構(gòu)造,微糖粒狀結(jié)構(gòu).該類(lèi)礦石是礦區(qū)內(nèi)富礦石,最高品位Au達(dá)227×10-6.4.4金礦物賦存狀態(tài).根據(jù)對(duì)含礦巖心的系統(tǒng)光片鑒定,礦床中的金礦物主要是自然金和少量的銀金礦.金礦物的粒度在0.01~0.074mm之間,形狀以微小粒狀、角礫狀最為常見(jiàn),少量為片狀、樹(shù)枝狀.根據(jù)金礦物與載金礦物的相互關(guān)系,金礦物的賦存狀態(tài)呈包裹金(載金礦物為石英和黃鐵礦)、粒間金、裂隙金(孔洞金)3種狀態(tài)存在.其中粒間金占大多數(shù),為51.32%;次為隙裂金,占37.53%;少量包裹金,僅占11.11%.5蝕變帶與礦產(chǎn)化的關(guān)系英城子金礦床發(fā)育有較強(qiáng)的圍巖蝕變暈,呈帶狀分布.蝕變的種類(lèi)有綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化、蛇紋石化等.硅化和黃鐵礦化分布范圍較小,展布方向與糜棱巖帶展布方向一致,蝕變礦物主要為新生石英和他形細(xì)粒黃鐵礦,少量黑云母等.硅化和黃鐵礦化與金礦化關(guān)系密切,金礦品位與他形細(xì)粒黃鐵礦含量和硅化程度呈正相關(guān)關(guān)系(圖5a、b).鉀長(zhǎng)石化主要的蝕變礦物是透長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石,與金礦化關(guān)系不大(圖5c).綠泥石化分布較廣,蝕變礦物以綠泥石為主,次為沿糜棱面理分布的綠簾石化.綠泥石化程度,在韌性剪切帶中呈由邊部向中心逐漸增強(qiáng)趨勢(shì).蝕變帶規(guī)模不等,與金礦化關(guān)系較為密切(圖5d).絹云母化重疊于面型綠泥石化蝕變帶的中部,展布方向與綠泥石化蝕變帶一樣,與糜棱巖帶展布方向一致,蝕變礦物主要為絹云母(圖5e、f).蛇紋石化在礦區(qū)有一定的分布,主要蝕變礦物為蛇紋石,沿糜棱面理分布.蛇紋石化程度,在韌性剪切帶中呈由邊部向中心逐漸增強(qiáng)趨勢(shì).蝕變帶規(guī)模不等,與金礦化關(guān)系較為密切.6礦化階段特征據(jù)英城子金礦床形成的地質(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件、產(chǎn)狀特征、典型的礦物共生組合、礦石構(gòu)造等特點(diǎn)可以將該金礦床劃分為兩個(gè)成礦期,5個(gè)成礦階段(見(jiàn)表1).1)氣水-熱液期該期是主要的礦化期,可分為4個(gè)礦化階段,分別是:石英-毒砂-黃鐵礦階段;石英-黃鐵礦階段;石英-多金屬硫化階段和石英-方解石階段.其中石英-多金屬硫化階段是最主要的礦化階段.以交代作用為主,間或?yàn)榻淮涮畹倪^(guò)渡形式.石英-毒砂-黃鐵礦階段:是最早的礦化階段,由早期的含礦熱液沿糜棱巖帶交代圍巖形成,溫度比較高,礦物組合以毒砂等高溫礦物為主.石英主要呈脈狀產(chǎn)出,毒砂成比較規(guī)則的四邊形自形晶分布于石英脈中.在這一階段里還可以見(jiàn)到少量的黃鐵礦.石英-黃鐵礦階段:是一個(gè)比較重要的成礦階段.石英呈不規(guī)則脈狀沿裂隙侵入,黃銅礦、黃鐵礦被強(qiáng)烈地交代侵蝕,晶形極其不好.上述兩種礦物主要分布在石英脈中.石英-多金屬硫化物階段:為最重要的成礦階段,此階段生成的礦物主要有閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦,此外還有少量的方鉛礦、磁鐵礦和磁黃鐵礦.該階段的黃鐵礦晶形較好,呈規(guī)則的四邊形自行晶分布于石英脈中.黃銅礦以乳滴狀、他形粒狀分布于石英等透明礦物中,同時(shí)還以乳滴狀分布于閃鋅礦中.在礦化階段還可見(jiàn)極少量的自然金顆粒.石英-方解石階段:最主要的特征是可見(jiàn)石英-方解石脈穿插整個(gè)礦石,脈中幾乎不含有金屬礦物,是在成礦后期所形成的.2)表生期主要形成藍(lán)銅礦,還可見(jiàn)少量的孔雀石等氧化礦物.藍(lán)銅礦主要分布在黃銅礦的周?chē)?是黃銅礦在氧化條件下的產(chǎn)物.7液相包裹體形態(tài)關(guān)于英城子金礦床流體包裹體特征、顯微測(cè)溫和成分分析,陳雷(2008)曾做過(guò)詳細(xì)介紹,本文只提及其中結(jié)論.流體包裹體的分析測(cè)試均在吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院流體包裹體實(shí)驗(yàn)室和南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成.依據(jù)室溫下原生流體包裹體的物理相態(tài)和化學(xué)組成,可將其分為:(1)氣液兩相包裹體,大小不一,粒徑在2~12μm之間,多數(shù)集中在4~10μm,形態(tài)主要為渾圓狀和長(zhǎng)條狀,偶爾也可見(jiàn)橢圓狀(圖6a);(2)純液相包裹體,數(shù)量較多,大小不一,粒徑在2~6μm之間,多數(shù)集中在6μm左右,形態(tài)不規(guī)則,有長(zhǎng)條形、梯形、矩形、近圓形、近三角形(圖6b);(3)含子晶三相包裹體,大小多集中在6μm左右,子晶大多數(shù)為無(wú)色透明,大小在4~6μm,多數(shù)為6μm,形態(tài)有方形、渾圓形、長(zhǎng)條形(圖6c).測(cè)溫結(jié)果顯示,英城子金礦床流體包裹體的均一溫度在100~450℃之間.其中石英-毒砂-黃鐵礦階段的成礦溫度為350~450℃;石英-黃鐵礦階段的成礦溫度為250~320℃;石英-多金屬硫化物階段的成礦溫度為150~220℃;石英-方解石階段的成礦溫度為100~150℃.包裹體的鹽度(NaCl當(dāng)量)變化范圍為2%~8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)).根據(jù)流體包裹體的均一溫度和鹽度,求得相應(yīng)包裹體的流體壓力變化范圍較大,為0.6~10MPa,主要集中在3.5~7.5MPa之間.密度值在0.6~1.1g/cm3之間.利用經(jīng)驗(yàn)公式并結(jié)合實(shí)際開(kāi)采情況,認(rèn)為成礦作用主要發(fā)生的深度應(yīng)為0.11~0.65km.激光拉曼分析表明,英城子金礦流體包裹體成分以CO2、CO、H2O為主,并含有少量的CH4、C2H6等有機(jī)物,此外還可見(jiàn)到極少量的H2S.成礦流體系統(tǒng)為中溫、中低鹽度、低密度的CO2-CH4-H2O體系,可含有少量的有機(jī)物.推測(cè)成礦流體有后期的大氣降水混入,英城子金礦床的成礦流體具有深部流體的特征.8成造山型金礦成礦特點(diǎn)及成因類(lèi)型造山型金礦床是指那些在時(shí)空上與造山作用有關(guān)的主要受構(gòu)造控制的金礦床.這類(lèi)礦床形成于地表向地下2~20km的不同深度,Groves等(1998)根據(jù)Lindgren(1933)的淺成、中成和深成的深度分類(lèi)方案,將造山型金礦劃分為淺成(<6km),中成(6~12km)和深成(>12km)3個(gè)亞型.造山型金礦床是最重要的金礦床類(lèi)型之一,在全球占有重要的地位,全球超大型金礦中,已有23個(gè)儲(chǔ)量大于500t的金礦床屬于此類(lèi)型.造山型金礦因其獨(dú)特的地位,在成礦環(huán)境、礦床、成礦特點(diǎn)、形成時(shí)代、成礦流體及成因機(jī)制方面已被廣泛地研究.造山型金礦主要地質(zhì)特點(diǎn)是:礦脈側(cè)向蝕變分帶明顯,礦石主要呈脈狀,網(wǎng)脈定向分布,礦物組合簡(jiǎn)單,成礦主要發(fā)生在賦礦地質(zhì)峰期變質(zhì)之后,成礦深度變化范圍大,成礦流體為低鹽度(NaCl當(dāng)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%),低密度,富CO2(5%~30%)的變質(zhì)流體.在地質(zhì)特征上,英城子金礦與造山型金礦特征基本一致.英城子金礦床賦存在近東西向韌性脆性剪切帶(糜棱巖帶)內(nèi),金礦化糜棱巖帶自邊部向中心呈綠簾石化、綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、硅化等有規(guī)律的分布.其中黃鐵礦化、硅化帶是金礦化蝕變糜棱巖帶的核心,是金礦賦存的主要部位,礦石組合較為簡(jiǎn)單,金屬礦物以黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦為主,毒砂、方鉛礦次之,還可見(jiàn)少量的磁鐵礦和磁黃鐵礦,偶見(jiàn)自然金,脈石礦物以石英、和方解石占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),礦石結(jié)構(gòu)主要為交代侵蝕結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)和半自形—他形結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造,帶狀、條紋狀構(gòu)造等次之.流體包裹體研究表明,英城子金礦床原生流體包裹體主要分為氣液兩相包裹體、純液相包裹體和含子晶三相包裹體.主成礦階段流體特征為:中溫(主成礦均一溫度為150~220℃),低鹽度(2%~8%),低密度(0.6~1.1g/cm3).成礦壓力主要為3.5~7.5MPa,主成礦深度為0.11~0.65km.包裹體氣相成分以CO2、H2O和CH4為主,總體屬于CO2-CH4-H2O體系,具有深源的特征.這些特征與造山型金礦流體的特征相似.與國(guó)內(nèi)外典型的造山型金礦對(duì)比,英城子金礦床在成礦特點(diǎn)、礦床典型特征方面有許