天山-陰山地區(qū)紅柳金礦床地質(zhì)特征及礦化富集規(guī)律

天山-陰山地區(qū)紅柳金礦床地質(zhì)特征及礦化富集規(guī)律

根據(jù)數(shù)據(jù)[1、2和3]，紅柳金礦床位于中國重要的成礦帶。礦區(qū)條件好，采礦潛力大。礦床位于甘肅省玉門市北東側(cè),屬玉門市花海鄉(xiāng)管轄。該礦床處于原地質(zhì)部甘肅省地質(zhì)局區(qū)測隊1969年進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)測量時發(fā)現(xiàn)的金異常區(qū)內(nèi),包括兩個金礦點(diǎn)。2007、2008年湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊和核工業(yè)208大隊對該區(qū)開展了地質(zhì)物化探勘查工作,取得了一些新的資料。本文以最新的地質(zhì)資料(1)(2)為基礎(chǔ),總結(jié)了紅柳金礦床的基礎(chǔ)地質(zhì)特征,并對其控礦因素、礦化富集規(guī)律進(jìn)行了深入研究,希望對拓展紅柳金礦的找礦勘探領(lǐng)域有所啟示。1區(qū)域構(gòu)造、巖漿活動及礦產(chǎn)資源豐富紅柳金礦床大地構(gòu)造位置位于天山-陰山緯向構(gòu)造帶西部,出露地層有元古宇、古生界、中生界及新生界,但以新生界為主,占區(qū)域面積的1/3。區(qū)域構(gòu)造型式主要有褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造及不整合等,主構(gòu)造線呈近EW方向展布。區(qū)域斷裂構(gòu)造以逆沖斷層為主,走向近EW,主要有二道井-紅旗山大斷裂、舊井北-金廟井南逆斷層、格魯瑪井南-金廟井深斷裂、格魯瑪井-紅柳疙瘩北斷裂、駱駝泉-蘆草井深斷裂。區(qū)域褶皺構(gòu)造形成于加里東期和華力西期,呈EW方向分布,表現(xiàn)為一系列緊密線狀褶皺,局部褶皺發(fā)生倒轉(zhuǎn)。區(qū)域不整合構(gòu)造有喜馬拉雅山運(yùn)動期不整合面、燕山運(yùn)動期不整合面、華力西運(yùn)動期不整合面、加里東運(yùn)動期不整合面、阿森特運(yùn)動期不整合面。區(qū)域巖漿活動頻繁,具多期性,主要有加里東及華力西兩個大的侵入旋回。加里東期侵入巖分布在南部,包括早期基性巖體和中期中酸性巖體。華力西早期為基性或超基性侵入體,中、晚期以中酸性或酸性侵入體為主。區(qū)域內(nèi)發(fā)育有廣泛而復(fù)雜的圍巖蝕變,與成礦密切相關(guān)的蝕變有綠泥石化、硅化、絹云母化、云英巖化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等。區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富,發(fā)現(xiàn)金屬、非金屬礦產(chǎn)15種,礦產(chǎn)地40處,航磁異常點(diǎn)43個,圈定出重砂異常9處。紅柳金礦區(qū)處于區(qū)域南部的4號Au(金4)異常區(qū)內(nèi)(圖1)。2礦區(qū)地質(zhì)特征2.1含礦巖石及含金載體礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為奧陶-志留系下巖組((O-S)a),部分第四系分布(Q4)。各地層巖性特征自新至老分述如下:(1)第四系(Q4):巖性有卵石、礫石、砂及亞沙土等。(2)奧陶-志留系下巖組((O-S)a):巖性為各種片巖、斜長角閃巖、黑云角閃斜長片麻巖、花崗質(zhì)混合片麻巖及大理巖、碳酸鹽巖等。劃分為片巖、片麻巖、混合巖及碳酸鹽巖四個巖性段。(1)片巖巖性段((O-S)aSch):巖層呈北西向帶狀分布在整個礦區(qū),出露面積約8.5km2。主要巖性有黑云母石英片巖、黑云母片巖、石英片巖,其次見少量的黑云母角閃片巖等。片巖為鱗片變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造(圖2a),片巖呈帶狀分布,帶寬300～700m。地層產(chǎn)狀總體走向北西,傾向北東,傾角45～80°不等,局部產(chǎn)狀多變,淺表褶皺發(fā)育。片巖巖性段與混合巖巖性段接觸部位,地表零星見有一層厚度5～120m的斜長角閃巖,這是中、高級變質(zhì)分界的一種標(biāo)志層。片巖巖性段是礦區(qū)的主要賦礦巖性段,礦區(qū)的Ⅰ、Ⅲ礦帶產(chǎn)于該巖性段,其中與成礦關(guān)系較密切的巖石是黑云母石英片巖,片巖中的石英脈、石英細(xì)脈、石英微脈及經(jīng)硅化后的高硅質(zhì)礦物是主要含金載體。(2)片麻巖巖性段((O-S)aGr):在礦區(qū)東北角的混合巖帶中見有一條長800m、寬50～100m的黑云角閃斜長片麻巖帶,呈北西向條帶狀分布,出露面積僅0.04km2。巖石呈灰綠色,鱗片變晶結(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造(圖2b),局部與混合巖接觸部位見有1m左右的角閃片巖。(3)混合巖巖性段((O-S)ami):礦區(qū)內(nèi)F1斷裂帶的上盤,出露有兩條呈北西向分布的混合巖帶,帶寬200～800m,斜向貫穿整個礦區(qū),面積約4.5km2。主要巖性有眼球狀混合巖(圖2c)和條帶狀混合巖?；旌蠋r是礦區(qū)的含礦巖性之一,礦區(qū)Ⅱ礦化帶產(chǎn)于混合巖帶中,其礦化特征具有規(guī)模小、品位富的特征。發(fā)育在混合巖中的石英脈、石英細(xì)脈、石英微脈及經(jīng)硅化后的高硅質(zhì)礦物是金礦物的主要載體。(4)碳酸鹽巖巖性段((O-S)axc):巖層呈不規(guī)則帶狀分布在礦區(qū)的西部,出露面積約0.37km2。由一些淺變質(zhì)的巖石組成,巖性有灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、大理巖等。地層厚度5～150m不等。2.2上分層開采控礦斷裂特征礦區(qū)位于舊井加里東褶皺帶內(nèi)的二道井-紅旗山復(fù)背斜中的東端。礦區(qū)的主要構(gòu)造形式為褶皺和斷裂,此外層間破碎帶及片理構(gòu)造也較為發(fā)育,主構(gòu)造線呈NW方向。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的褶皺主要是二道井-紅旗山復(fù)背斜。背斜為一開闊褶皺,長約70km,寬12～16km,為一穹形隆起,呈似箱狀,軸向近EW,西起二道井,向東至四十里井南。核部由奧陶-志留系下巖組((O-S)a)的石榴石片巖、二云母石英片巖及條帶狀混合巖組成。兩翼由奧陶-志留系中巖組((O-S)b組成,巖層傾角60°左右,褶扇形褶曲發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育,按產(chǎn)狀可分為NW向、NE向逆斷層和近SN向平移正斷層三組。NW向斷裂規(guī)模較大,走向長在數(shù)千米以上;NE向斷裂規(guī)模較小,走向長數(shù)百米不等,NW與NE向斷裂為礦區(qū)的控礦斷裂。SN向斷裂的規(guī)模介于NW與NE向斷裂之間,對區(qū)內(nèi)的成礦作用起到了一定的破壞作用。區(qū)內(nèi)主要斷裂特征如表1。礦區(qū)的層間破碎帶與片理構(gòu)造在成因上具有一定的聯(lián)系,片理構(gòu)造為片巖中的早期層間構(gòu)造面,隨著后期構(gòu)造應(yīng)力作用的加強(qiáng),片巖中的部分片理構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)閷娱g破碎帶。層間破碎帶與張開度較大的片理構(gòu)造多被扁豆?fàn)畹氖⒓?xì)脈充填,并具綠泥石化、褐鐵礦化、硅化等蝕變,金礦化較強(qiáng),局部形成了金礦體。2.3-酸性巖體礦區(qū)巖漿活動頻繁,從基性-中酸性-酸性均有出現(xiàn),近外圍則以中酸性-酸性巖體為主。巖性有黑云母斜長花崗巖、黑云母鉀長花崗巖體等。區(qū)內(nèi)以基性-中酸性脈巖體為主,巖性有輝長巖、石英閃長玢巖、長英巖、黑云母花崗閃長巖及雜巖體等,其中雜巖體與礦化有關(guān),主要巖石特征如表2。2.4礦物基性標(biāo)志本區(qū)蝕變類型有綠泥石化、硅化、硫化、及石英巖化等。其中硅化、硫化與金礦化關(guān)系密切,硅化較強(qiáng)地段金礦化亦強(qiáng),金礦(化)脈大都產(chǎn)于硫化較強(qiáng)的圍巖中,因此硅化、硫化(地表次生氧化而成的褐鐵礦化(圖2d))可作為本區(qū)金的一種找礦標(biāo)志。3礦床的地質(zhì)特征3.1含金石英脈產(chǎn)業(yè)成礦的地質(zhì)意義礦床為石英脈型金礦床,礦體賦存于斷裂構(gòu)造帶、層間破碎帶及片理構(gòu)造帶中。綜合礦區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造及礦化特征初步劃分出2條金礦帶和2條金礦化帶,從南向北依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,其中Ⅰ、Ⅲ為礦帶,Ⅱ、Ⅳ為礦化帶(圖2)。Ⅰ礦帶:位于礦區(qū)西南部雜巖體與混合巖所夾的片巖中,礦帶呈NW-SE走向,長約4km,寬約500m。該帶石英脈發(fā)育,成群成組出現(xiàn),帶內(nèi)共圈定出石英脈20余條,其中走向延伸大于200m的15條。含金石英脈產(chǎn)于NW向?qū)娱g破碎帶及片理構(gòu)造帶中,圍巖為片巖,礦體產(chǎn)狀與地層基本一致。規(guī)模較大的有Ⅰ-1、Ⅰ-2號礦脈。Ⅱ礦化帶:位于F1斷裂帶的上盤長英巖脈、花崗閃長巖與混合巖所夾的片巖中,礦帶呈NW-SE走向,長約3.5km,寬約400m。該帶石英脈發(fā)育,成群成組出現(xiàn),帶內(nèi)共圈定出石英脈15條,其中走向延伸大于200m的11條。該帶目前未見工業(yè)礦體,但通過探槽揭露與地表取樣,發(fā)現(xiàn)部分石英脈中硅化作用強(qiáng)烈,有金礦化存在,含金石英脈產(chǎn)于NW向?qū)娱g破碎帶及片理構(gòu)造帶中。該帶西部TC19探槽中見到了較強(qiáng)的碳化現(xiàn)象,黑云母片巖及黑云母石英片巖等圍巖中含大量的碳質(zhì)物。已揭露Ⅱ-8號含金礦脈。Ⅲ礦帶:位于F1斷裂帶的下盤混合巖帶中,礦帶呈NW-SE走向,長約5km,寬約400m。含金石英脈產(chǎn)于NE向或NW向破碎帶內(nèi),礦體走向有NW和NE兩組方向,圍巖為混合巖。已揭露礦脈有:Ⅲ-3、Ⅲ-4、Ⅲ-6、Ⅲ-7號礦脈。Ⅳ礦化帶:位于F1斷裂帶下盤的混合巖、輝長巖所夾的片巖中,礦化帶呈NW-SE走向,長約3.5km,寬約400m。帶內(nèi)石英脈較發(fā)育,共圈定出石英脈9條。該帶目前未見工業(yè)礦體,但通過探槽揭露與地表取樣,發(fā)現(xiàn)部分石英脈中有金礦化存在,特別是礦化帶兩側(cè)靠近混合巖、輝長巖的接觸帶部位,金礦化較強(qiáng),含金石英脈產(chǎn)于NW向?qū)娱g破碎帶、片理構(gòu)造帶及接觸帶中。主要含金礦化體為:Ⅳ-3、Ⅳ-4、Ⅳ-5、Ⅳ-6號含金礦脈。以上各礦(化)帶中礦體和含金礦化體特征如表3。3.2混合巖巖性段金礦體礦體圍巖:產(chǎn)于片巖巖性段中的金礦體,圍巖有黑云母片巖、石英片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖等;產(chǎn)于混合巖巖性段中的金礦體,圍巖主要是混合巖。礦體夾石:產(chǎn)于片巖巖性段中金礦體的夾石成分較多,主要有礦脈間的圍巖,如黑云母片巖、石英片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖等,不含礦的或達(dá)不到品位要求的構(gòu)造角礫巖及石英脈;產(chǎn)于混合巖巖性段中的金礦體夾石成分主要是無品位或低品位蝕變混合巖及石英脈。3.3金礦物賦存狀態(tài)礦石礦物組成包括金屬礦物和脈石礦物,金屬礦物主要有自然金,自然銀、少量方鉛礦和黃鐵礦,自然金顆粒細(xì)小,肉眼難于識別,其賦存狀態(tài)以裂隙金為主、包裹金次之(金礦物賦存狀態(tài)統(tǒng)計結(jié)果見表4);脈石礦物主要為石英、長石、及泥質(zhì)礦物等。礦石結(jié)構(gòu)主要是顯微粒狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為脈狀和塊狀。礦石自然類型有自然金和自然銀兩種。礦區(qū)Ⅲ-4礦體通過濕汞法選礦,回收率達(dá)70%左右,選礦后的汞金經(jīng)火法冶煉,金塊成色達(dá)90以上。4控制因素和礦化開采規(guī)律4.1層產(chǎn)狀總體情況本區(qū)金礦床產(chǎn)在某一特定含礦建造中,礦床(點(diǎn))密集分布,成群成帶產(chǎn)出,其延伸與地層產(chǎn)狀總體是一致的。中、高級變質(zhì)的巖石是礦區(qū)的主要賦礦層位,具有黃鐵礦化、硅化、云英巖化、方鉛礦化等多種蝕變的石英脈,集中控制了多金屬硫化物和金礦化的形成和分布,多金屬硫化物中黃鐵礦(其氧化物褐鐵礦)、方鉛礦及石英脈本身則是金的主要載體。4.2層間破碎帶、片理構(gòu)造帶本區(qū)主要的控礦構(gòu)造是斷裂帶、層間破碎帶、片理構(gòu)造帶,其中NW向和NE向斷裂帶、層間破碎帶、片理構(gòu)造帶既為礦液流動提供良好的構(gòu)造通道,使含礦熱液能從深部運(yùn)移上來,又為礦體提供就位的空間,使部分礦物元素沉淀、富集成礦。SN向斷裂對區(qū)內(nèi)的成礦作用起到了一定的破壞作用。4.3巖漿巖地表徑流(1)巖漿活動為金礦化提供了熱源和有利的物化環(huán)境,促使金在熱液中活化遷移。(2)巖漿巖由深部推覆至地表,形成了深部物質(zhì)與地表之間的“導(dǎo)流”通道,有利于礦液上升。(3)巖漿巖中富含金等成礦元素,為成礦提供了部分物質(zhì)來源,熱液作用使金沿巖體及邊緣的斷裂帶上升,進(jìn)入成礦熱液。4.4金礦體混合巖化體(1)金礦(化)體總體分布在中、高級變質(zhì)帶內(nèi)及中、高級變質(zhì)帶接觸部位,礦脈多呈扁豆?fàn)?具分枝復(fù)合現(xiàn)象,品位、厚度變化較大。(2)分布在中級變質(zhì)巖