廣西龍頭山金礦地質特征及成礦探討＊

張詩啟,朱 超,闕紹娟,蔡明海

(廣西大學資源與冶金學院, 廣西南寧 530004)

廣西龍頭山金礦地質特征及成礦探討＊

張詩啟,朱 超,闕紹娟,蔡明海

(廣西大學資源與冶金學院, 廣西南寧 530004)

龍頭山金礦床為隱爆角礫巖型金礦,金礦體主要產于次火山巖體內部,次為產于巖筒外側接觸帶的斷裂破碎帶中,均受火山機構控制。金礦化主要與黃鐵礦化、硅化和電氣石化關系密切,金為自然金,主要分布于金屬硫化物或脈石礦物的間隙、裂隙中。在調查研究基礎上對構造、包裹體和同位素進行了分析,認為龍頭山金礦區內普遍發育的節理為運礦通道,張性斷裂、微節理和巖體中的氣孔為容礦構造,礦質主要來自巖漿,應為火山-次火山后期熱液成礦,屬于中低溫熱液礦床。

金礦床;構造;熱液礦床;龍頭山金礦

龍頭山金礦位于廣西貴港西北14km處,為隱爆角礫巖型金礦,前人對該礦床的地質特征、成礦規律、類型劃分、金礦化特征、成礦條件、物質來源和成礦年代進行了研究[1～10],認為龍頭山金礦具備有利的構造條件,寒武系的基底地層和火山巖漿活動提供了物質來源,為燕山晚期成礦。本次通過實地調查研究認為,龍頭山金礦成礦與區內構造具有密切關系,應為火山-次火山后期熱液成礦。

1 礦床地質特征

龍頭山金礦構造上位于華南褶皺系西南部大瑤山隆起的龍山鼻狀背斜南西傾伏端,該區經歷了加里東、華力西、印支、燕山和喜馬拉雅期構造運動,地質構造復雜,其中燕山期巖漿活動頻繁,為區內成礦時代,為典型的隱爆角礫巖型金礦床(見圖1)。

1.1 礦區地層

礦區出露地層為寒武系和泥盆系,二者呈角度不整合接觸。寒武系為黃洞口組,主要出露在龍頭山金礦的NW側,為一套輕變質的細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖夾碳質板巖;泥盆系為蓮花山組,出露于龍頭山火山-次火山巖體的四周,底部為底礫巖、含礫不等粒砂巖,下部為泥質粉砂巖夾石英砂巖、細砂巖,上部為紫紅色泥質粉砂巖夾泥巖。

1.2 礦床構造

礦區地質構造較為復雜,基底的寒武系是加里東構造層,為NEE向緊密線狀褶皺,蓋層的蓮花山組呈上疊式單斜展布,較為平緩,局部地段產生撓曲或小褶皺。

圖1 龍頭山金礦地質略圖(據康先濟等,1993修改)

區內有NE向憑祥-大黎斷裂穿過,并有EW向隱伏斷裂與之交匯。斷裂構造主要有NW、SN、NE和EW向4組,其中NW斷裂為張性斷裂,斷裂內總體巖石破碎程度較低,褐鐵礦化較強,規模相對較大,為區內的容控礦斷裂,該組斷裂在地層中以F4為代表,在巖體中則多表現為NW走向的節理發育;SN向斷裂為張性,多分布于巖體的東則,巖體的南西側次之,多由石英斑巖脈充填;NE和EW向斷裂亦多為張性斷裂,部分有石英斑巖脈充填,規模均較小。

1.3 次火山巖體特征

龍頭山次火山巖體是火山通道,頂部火山口物質已被剝蝕,現為殘留火山頸部分,主要巖石有花崗斑巖、角礫熔巖和流紋斑巖,其中花崗斑巖巖株分布于巖體中部,侵位于流紋斑巖中,呈不規則橢圓狀,東西長約320m,南北寬約70～100m,傾向北,往深部寬度逐漸增大。巖體平面上呈不規則的等軸狀,南北長約720m,東西寬約690m,面積約0.64km2,平面上自巖體中心至外圍巖相大致有:花崗斑巖-流紋斑巖-角礫熔巖-震碎巖序列,垂向上自頂至深部大致有:震碎巖-角礫熔巖-流紋斑巖-花崗斑巖序列。

花崗斑巖為斑狀結構,基質具顯微花崗結構的斑狀結構,主要由鈣長石25%～28%、鉀長石28%～31%、石英22%～26%、黑云母＜1%～10%及少量副礦物鋯石、磷灰石等組成,里特曼指數σ=2.08,屬鈣堿性系列巖石;流紋斑巖呈灰黑色、暗綠色,具流紋構造,多孔狀構造。斑晶具變余斑狀-自碎斑狀結構,基質具隱晶-微粒結構和變余微粒結構的變余斑狀結構,斑晶主要由石英、長石組成,含量約20%～40%,基質主要由微粒石英、微柱狀長石組成,粒徑一般0.01～0.03mm,里特曼指數σ=1.98,屬鈣堿性系列巖石;角礫熔巖呈灰～深灰色,角礫熔巖結構,塊狀構造,角礫成分主要為砂巖類,以及少量酸性熔巖角礫、凝灰質巖屑和長英質晶屑等,為流紋質熔漿物質膠結,角礫多具熔蝕邊,呈棱角或渾圓狀,里特曼指數σ=1.13,屬鈣堿性巖石。

1.4 礦體特征

金礦體產于巖筒外側接觸帶的斷裂破碎帶和次火山巖體內部,斷裂構造破碎帶中的礦體主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ等大小礦體8個,賦存于巖體外接觸帶蓮花山組內NW和SN向的斷裂破碎帶中,其中以Ⅰ號礦體規模最大,為本礦床主要礦體之一,礦體走向330°～345°,傾角80°～88°,礦體在標高540m以上厚度較穩定,約為2～5m,標高540～460m礦體厚度變大,約為10～20m,標高460～340m礦體呈馬尾狀尖滅,厚度為0.2～1m;次火山巖中的礦體主要有Ⅲ、Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ等大小13個礦體,賦存于流紋斑巖和角礫熔巖中,其中以Ⅸ號礦體規模最大,為本礦床最主要的礦體,該礦體主要賦存于流紋斑巖中,呈脈狀和透鏡狀,局部有膨脹、狹縮、分支、復合現象,并整體向南東側伏,礦體厚度為0.56～14.74m,平均厚度5.21m。

1.5 礦石礦物和蝕變

金屬礦物有自然金、黃鐵礦、白鐵礦、毒砂、黃銅礦、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦;次生氧化礦物有銅藍、孔雀石、褐鐵礦等;脈石礦物有石英、電氣石、絹云母和白云母等;微量礦物有鋯石、金紅石、獨居石、磷灰石等。

蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、電氣石化、高嶺土化、綠泥石化,鉀長石化等。其中硅化、黃鐵礦化和電氣石化與金礦化關系密切。

1.6 金的賦存狀態

金為自然金,主要分布于金屬硫化物或脈石礦物的間隙、裂隙或礦物中,呈晶隙金、裂隙金和少量包體金形式產出,以不規則粒狀為主,樹枝狀、線狀和片狀次之,載金礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、電氣石和石英等。

2 成礦特征

2.1 成礦溫度

根據龍頭山金礦石中的石英包裹體均一溫度測定,龍頭山金礦成礦溫度為177～286℃(見表1),屬于中低溫成礦,由巖漿上侵至定位固結,一般由高溫氣液-高溫熱液-中溫熱液-低溫熱液漸變,故此表明龍頭山金礦形成于后期含礦熱液。

表1 石英包裹體測溫結果[11]

2.2 物質來源

朱文鳳等(2005)通過研究黃鐵礦特征與金礦化的關系,認為龍頭山金礦為內生成因;阮思源等(2008)和朱桂田(2002)通過微量元素、稀土元素、同位素等方面研究認為成礦物質主要來自深部巖漿和部分基底地層;黃民智等(1999)認為重熔型花崗質巖漿是成礦物質的直接提供者;謝掄司(1993)認為成礦物質與流體主要來源于火山巖漿噴氣和熱液。礦床內黃鐵礦硫同位素測得δ34S為0.64‰～2.84‰,變化不大,近似于隕石硫;用全巖法測得角礫熔巖金礦石δD值為-111.6‰,低于正常巖漿水δD值(-50‰～-85‰),應為以巖漿水為主的混合水,δ18O值為+15.42‰,處在變質水δ18O值(+5～+25‰)范圍內,應為巖漿水-建造水-大氣水的混合溶液;礦床中所測黃鐵礦的鉛同位素組成比較穩定,且鉛同位素特征比值線性關系明顯,鉛的μ值為9.717～10.521,平均為10.042,與島弧源μ值9.58相接近,表明為火山來源,以上表明成礦物質主要來自深部巖漿,可能成礦過程中活化析取了部分地層物質。

2.3 運礦通道

朱文鳳等(2007)通過對龍頭山金礦床礦石顯微結構構造研究,以金的賦存狀態為依據認為,礦液是從微裂隙中運送上來的。龍頭山金礦床主要礦體賦存于流紋斑巖中,流紋斑巖根據蝕變可分為3種:電氣石化流紋斑巖、黃鐵礦化流紋斑巖和電氣石黃鐵礦化流紋斑巖。電氣石化流紋斑巖中含金品位普遍較低(0.05～0.5g/t),該類流紋斑巖中節理不發育;黃鐵礦化流紋斑巖和電氣石化流紋斑巖中節理較為發育,其中以NW向的節理占優,可見黃鐵礦沿裂隙面充填細脈,金品位相對較高(0.7～3.5g/t)。龍頭山金礦床的Ⅰ號礦體產于F4斷裂中,帶內破碎程度較低,發育NW向節理,沿節理面褐鐵礦化較強;Ⅸ號礦體多產于流紋斑巖中,節理密集分布,以NW向的節理占優,在該礦體中裂隙密度小處一般金品位較低。由上推測金成礦與節理的發育關系密切,節理應為含金熱液運移富集的通道。

2.4 容礦空間

龍頭山殘留火山頸周圍地層和次火山巖體中發育張性斷裂,構造破碎蝕變巖型金礦均產在這些張性斷裂中,在非礦體的次火山巖體的張性斷裂中金品位一般相對較高,礦體的次火山巖中在張性斷裂處金往往富集,品位多大于10g/t,在340中段8線的H18號樣品分析金品位為17.13g/t,該處發育NW向的張性小裂隙,故此推測礦床內的張性斷裂為容礦空間;賦存于流紋斑巖中的礦體多氣孔和節理發育,氣孔中多有黃鐵礦充填,電氣石充填孔洞相對較少,推測密集的微節理和巖體中的氣孔為巖體中金礦的容礦空間。

3 結 論

(1)龍頭山金礦的金礦體主要產于次火山巖體內部,次為巖筒外側接觸帶的斷裂破碎帶中,均受火山機構控制,應屬于中低溫熱液礦床。

(2)龍頭山金礦的礦體主要賦存于張性斷裂破碎帶中和流紋斑巖中,可能張性斷裂和多氣孔和節理發育的流紋斑巖中利于含礦熱液的運移富集,同時也可能表明成礦熱液應以火山-次火山后期熱液為主。

(3)結合前人的研究認識和本次的調查研究工作,依據硫同位素、氫氧同位素和鉛同位素特征,認為龍頭山金礦的成礦物質主要來自巖漿,可能部分來自基底的寒武系地層。

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危機礦山綜合研究項目資助(20089946-3).

2009-11-06)

張詩啟(1982-),男,河南泌陽人,碩士研究生,主要從事固體礦產資源勘查與研究,Email:zhangshiqi0396@163.com。