江西港南紅土型金礦地質特征及成因探討*

段振元,潘應銘

(江西省地礦局贛西北地質大隊,江西九江332000)

江西港南紅土型金礦地質特征及成因探討*

段振元,潘應銘

(江西省地礦局贛西北地質大隊,江西九江332000)

江西省瑞昌市港南金礦是上世紀八十年代發現的小型金礦床,前人稱之為“鐵帽”型。本文通過對以往勘查資料的進一步分析和野外調查,發現礦體受F1硅化破碎帶及溶蝕侵蝕洼地控制,產于破碎帶之上的溶蝕侵蝕洼地粘土層中,頂板較平整,底板隨基巖侵蝕面的起伏而波動,初步認為屬殘積紅土型金礦,礦區及外圍具有進一步找礦的前景。

港南金礦;地質特征;成因探討;江西

1 成礦地質背景

港南金礦處于長江中下游平原的丘陵區,大地構造位置屬于揚子板塊(Ⅰ)、中下揚子坳陷帶(Ⅰ1)、九江坳陷(I11)[1]之次級構造界首—大橋背斜西段(圖1)。

區內出露的地層有奧陶系—三疊系,巖性為砂巖、粉砂質泥巖及灰巖;第四系較發育,厚度為十幾米至幾十米,巖性以紅色粘土、亞粘土為主,含不定量碎石,具網紋狀構造,亦統稱為“網紋狀紅土”。

區內褶皺構造、斷裂構造發育,斷裂構造以北東東向、北西向為主。其中北東東向斷裂構造為區域的主要控礦斷裂。區內巖漿活動強烈,而與成礦有關的則是印支晚期—燕山早期的中酸性巖。區內原生礦床較多,主要有與中酸性巖漿巖有關的銅、鉬、金及硫鐵礦,已探明的大型銅礦有城門山銅礦、武山銅礦;中型小型銅、金多金屬礦有洋雞山金礦、吳家金礦及丁家山銅礦、東雷灣銅礦等,礦點和礦化點較多。

2 礦床地質特征

2.1 地層、巖性

港南金礦區僅出露于奧陶系侖山組、志留系龍馬溪組和第四系(圖2)。奧陶系侖山組分布于F2斷層東部的背斜核部,以淺海相碳酸鹽巖為主,地層走向近東西,南部傾向南,傾角25～45°,北部傾向北,傾角陡達70°;志留系龍馬溪組為一套淺海相的泥砂質建造,分布于鄒家山F2斷層以西,地層呈北西走向,傾向南西,傾角25～70°。

圖1 研究區區域地質構造略圖Fig.1 Sketch map show ing regional geological structure of the studied area

第四系分布于礦區中部、西部及南部,可分為全新統及中更新統。第四系全新統(Q4)為含碎石亞粘土、粘土、亞砂土及淤泥,厚度1.0～5.0m。第四系中更新統(Q2),沿背斜近核部分布,是區內主要賦礦層位,粘土厚度大,巖性比較復雜,以棕紅色亞粘土、砂質粘土為主,該層平均厚15m,最厚35 m,大致可分下、中、上3個巖性層:(a)下部棕色、深灰色含碎石亞粘土、亞粘土層;(b)中部棕紅網紋狀粘土,局部地段為砂質粘土、夾雜褐鐵礦層;(c)上部巖塊、碎石層,厚1.0～5.0 m,巖塊、碎石主要巖性是硅化白云巖和硅質巖及硅化角礫巖,直徑一般為0.2～4.0 m,巖塊、碎石之間為砂土充填。巖塊、碎石層位于礦層頂蓋,可稱之為“硅帽”[2],是紅土金礦的找礦標志。

2.2 構造

礦區位于界首—大橋背斜西段,該背斜屬九江-瑞昌復式向斜中的次級構造,長24 km,寬5.5 km,背斜軸呈北東東-南西西向,中段拱起,核部出露侖山組下段地層;東西兩段出露湯山組地層。褶皺兩翼不對稱,軸面南傾。北翼地層傾角70°;南翼地層傾角25～45°。受F2斷裂影響,背斜產生右行扭動,斷距1 km。

斷裂構造主要有F1、F2斷層,F1斷層分布于背斜核部,呈東西向展布,長大于150 m,破碎帶寬6～8m,傾向南,傾角70～80°。破碎帶見構造角礫巖,角礫呈棱角至次棱角狀,大小自數毫米至10 cm以上,成份以硅化白云巖、硅質巖為主,鈣質、硅質膠結較緊密,顯示張性特征。ZK33014孔構造角礫巖,具硅化和細粒浸染狀、團塊狀的黃鐵礦化、星點狀黃銅礦化,金品位0.15～0.68 g/t。

圖2 港南礦區地質略圖Fig.2 Geological sketch map of Gangnan gold deposit area

F2斷層分布于礦區中部,總體呈北北西向延伸,傾向南西或西,傾角65°。北經鄒家山出圖延至豐山洞破碎帶,南至寶山村附近,全長10 km。礦區內長1.7 km,斷層將F1斷層及界首-大橋背斜斜切,產生右行平移,斷距1 km左右,斷裂帶中構造角礫巖呈擠壓狀態,形成扁豆體和構造透鏡體,顯示先張后扭特征。沿該斷層有花崗閃長斑巖脈充填。

2.3 巖漿巖

礦區出露花崗閃長斑巖,呈脈狀沿斷裂帶分布,巖脈長380m,寬10～15 m,走向北西,傾向南西,傾角75°。據區域資料,屬燕山早期第三階段第二次巖漿侵入的產物。巖石呈灰白色,斑狀結構,塊狀構造。斑晶以斜長石為主,次為石英、角閃石、黑云母。斜長石斑晶呈自形-半自形板狀,雙晶具環帶構造,含量25%～30%。石英斑晶呈雙錐狀、半渾園狀,易碎裂,含量5%～10%。黑云母斑晶呈假六方柱狀,含量3%～5%。角閃石斑晶呈柱狀,含量5%～15%?；|具隱晶質結構,主要由斜長石、鉀長石、石英組成。

2.4 礦體特征

2.4.1 礦體賦存特征

區內圈定1個礦體(ⅠA u),賦存于F1破碎帶之上的侵蝕洼地粘土層中,礦體頂部標高+52～+62.5 m,礦體底部標高+20.5～+50 m。剖面上含礦層自上而下可分為4層(見圖3),巖性及含礦性特征見表1。

圖3 港南金礦××線地質剖面圖Fig.3 No.××line geological profile of Gangnan gold deposit

表1 賦礦層位剖面巖性特征及含礦強度Table 1 L ithological characteristics andm ineralization intensity of ore-bearing horizon prof iles

2.4.2 礦體形態、產狀、規模

礦體呈大透鏡狀、似層狀,產于基巖侵蝕低洼處,無明顯的傾向,近水平狀產出,頂板平整,底板隨基巖侵蝕面的起伏而波動。礦體走向延長120m,礦體厚1.9～45m,平均8.20m,金品位1.66～5.54 g/t,平均2.95 g/t。礦體由土狀及塊狀褐鐵礦及砂質粘土及網紋狀粘土組成。褐鐵礦分布不均勻,局部富集呈團包狀。

2.4.3 礦石、礦物特征

礦石類型:粘土質金礦石,結構松散,礦石礦物主要為褐鐵礦、粘土礦物;碎塊質金礦石主要礦物為石英、方解石、白云石,平均體重值為2.29 t/m3。

褐鐵礦:黃褐、褐紅、黑褐、磚紅色等。常呈土狀、松散及塊狀等。主要由針鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦及粘土礦物等組成。伴生或被包裹的礦物有鐵錳礦、軟錳礦、硬錳礦、黃鐵礦、黃銅礦、銅藍、輝銅礦、孔雀石、膽礬、黃鉀鐵礬、自然金等。

礦石的化學成分:據礦石多項分析資料,本區粘土質金礦石的化學成分及含量見表2。

表2 港南粘土質金礦石化學成份表Table 2 Chem ical composition of clayey gold ore in Gangnan gold deposit

礦石結構構造:礦石結構主要為泥質結構、半自形—他形晶粒結構、膠狀結構及碎裂結構等;構造主要為土狀、松散狀、蜂窩狀、條帶狀及塊狀等。區內礦石主要有土狀、松散狀、塊狀三種,其中前兩者約占礦石總量的70%。

3 礦床成因探討

3.1 成礦物質來源

本礦床的成礦物質應來自奧陶系碳酸鹽巖硅化破碎帶,具金礦化的破碎帶為成礦的礦源層。

(1)金礦體分布與下伏F1破碎帶的范圍相對應,破碎帶圍巖(白云巖)A u品位(≤0.05～0.09)×10-6,沒有金礦化顯示,破碎中構造角礫巖具硅化和細粒浸染狀、團塊狀的黃鐵礦化、星點狀黃銅礦化,金品位(0.15～0.68)×10-6,具明顯的金礦化。

(2)礦體頂蓋中的硅化巖巖塊、礦體中塊狀礦石見有構造破碎和蝕變現象,有不均勻的褐鐵礦化。

(3)礦區西部上灣一帶的土壤化探資料顯示,破碎帶上部的紅土,A u含量11.1×10-9～60.7×10-9,正常巖層上部的紅土或亞粘土,A u含量1.5×10-9～8.3×10-9。

以上反映出港南紅土型金礦與原生礦化破碎帶之間存在著密切的關系。

3.2 成礦作用

港南金礦床是由原生金礦石或金礦化巖經風化殘積形成的,經歷了內生成礦作用和外生成礦作用。

內生成礦作用:巖漿期后中低溫含礦熱液沿硅化破碎帶入侵,在破碎帶與背斜核部交匯復合部位沉淀聚集形成金礦化體,成礦時代為燕山期。

外生成礦作用:包括物理風化作用及化學風化作用。物理風化作用使地表及淺部帶硅化破碎帶的構造巖破碎、崩塌、搬運、堆積;化學風化作用使堆積的礦化巖塊、碎石首先發生紅土化,形成紅色粘土。使土被染紅的過程也稱之為的紅土化作用,這時金從原巖中釋放出來,進入紅土[3]。后期已經活化的A u,隨著風化鐵質水溶液,沿網紋裂隙不斷向下滲透,停積于地下潛水面,次生富集于棕色粘土層上部,形成似層狀或透鏡狀礦體。因此化學風化作用是形成港南金礦的主要成礦作用。

3.3 成礦機制

印支運動的強烈作用在區域上形成一系列近東西向的復雜褶皺(如界首—大橋背斜)和斷裂構造(如礦區F1破碎帶)。燕山運動期,區域巖漿侵入活動強烈,巖漿期后中低溫含礦熱液沿硅化破碎帶入侵,在破碎帶與背斜核部交匯復合部位沉淀聚集形成金礦化體,形成了礦區初始礦源(層)巖。

礦區處于長江中下游平原的丘陵區,地表及淺部金礦化破碎帶經長期風化、侵蝕作用,原巖破碎、崩塌、堆積,在溶蝕侵蝕洼地堆積大量礦化構造角礫巖、硅化白云巖、硅質巖塊、碎石。溶蝕侵蝕洼地為成礦提供了有利的儲礦空間。

在中更新世間冰期,礦區處于高溫多雨的熱帶雨林氣候區域,洼地礦化巖塊、碎石長期遭受地表水的下滲淋濾作用,將大量的硅、較易溶金屬離子去除,提高相對不溶的鐵的百分含量,產生紅土化,上部不易風化巖塊、角礫相對富集,形成“硅帽”。后期隨著熱帶雨林的發展,氣候干、濕交替,氧化、還原交替,紅土中Fe、A l、SiO2相互分離,形成網紋狀紅土[4]。這時已經活化的A u,隨著風化鐵質水溶液,沿網紋裂隙不斷向下滲透,在地下潛水面附近大量堆積[3],次生富集于棕色粘土層上部,形成似層狀或透鏡狀礦體。

綜上所述,港南金礦屬殘積紅土型金礦[5],礦體受硅化破碎帶及侵蝕洼地控制,近水平狀產出。目前在礦區外圍上灣一帶發現紅土型金礦化體,礦區及外圍有進一步找礦前景。

本文成文過程中得到了王金火高級工程師和芮行健研究員的指導,筆者在此表示感謝!因筆者水平有限,文中不妥之處請批評指正。

參考文獻

[1] 楊明桂,王昆.江西省地質構造格架及地殼演化[J].江西地質,1994,8(4):241-250.

[2] 洪漢烈.湖北嘉魚蛇屋山金礦氧化帶地質特征研究[J].黃金,1995,16(3):2-8.

[3] 李松生.再論蛇屋山紅土型金礦的成因[J].礦床地質,1998,17(2):114-124.

[4] 徐馨.第四紀冰川與第四紀地質論文集(第一集)[M].北京:地質出版社,1983,104-112.

[5] 劉國平,汪東波,等.中國紅土型金礦類型、成因和找礦[J].地質與勘探,1999,35(3):14-18.

Geological characteristics and genesis of Gangnan lateritic gold deposit in Jiangxi Province

DUAN Zhen-yuan,PAN Ying-m ing
(N orthw est Geology Party of J iangx i P rovince,J iujiang,332000,China)

Located in Ruichang city,Jiangxi province,Gangnan gold deposit is a small-sized gold deposit found in the 1980’s and has been interpreted as a“gossans type”deposit by predecessors.The previous exploration data and field surveys show that the ore body, which occurred in the clay layer of corrosional and erosional depression above fractured zone,is mainly controlled by silicified fractured zone of F1 and corrosional and erosional depression.The roof of ore body is flat but the floor is fluctuated w ith the erosion surface of bed rock.Therefore,the deposit is regarded as a residual lateritic gold deposit and has a bright prospection of exploration in the deposit area and its peripheral areas.

Gangnangolddeposit;geological characteristics;genesis;Jiangxi province

book=202,ebook=120

P618.51

A

1671-4814(2010)03-202-07

2010-01-30

段振元(1964～),男,江西都昌人,高級工程師,主要從事地質找礦與研究工作。