青海南溝金礦床地質特征及找礦標志研究

劉 峰,王 偉,張虎軍,華文慶

(青海世安礦業勘查開發有限公司,青海 西寧 810000)

0 引 言

南溝金礦地處青海省中西部,距離格爾木市南約95 km,區內的礦產地質工作主要于二十世紀90年代以后開展,主要開展了地質、物化探、探礦工程等工作,取得了較好的找礦成果,金礦規模達到中型。本次通過對礦區地質特征、礦體特征、控礦因素及礦床成因等進行分析研究,為該區后續找礦工作提供可靠依據。

1 成礦地質背景

南溝金礦位于東昆侖成礦帶,該帶介于昆中、昆南兩深大斷裂之間[1-3]。區域構造帶以大面積分布前寒武紀基底變質巖系和各時代侵入雜巖為特征,區內出露地層較老,主要有古元古代金水口巖群、中新元古代萬寶溝群、奧陶—志留紀納赤臺群、泥盆紀牦牛山組及第四紀地層。賦礦地層為奧陶—志留紀納赤臺群[4-5],礦區北西—北西西或近東西向大型剪切帶和斷裂構造十分發育,斷裂構造大部分呈近東西向展布,韌性剪切帶規模大,帶內變形強烈,附近巖層長期遭受擠壓,形成數千米寬的片理化帶、糜棱巖帶。區域上巖漿活動劇烈、頻繁,從華力西、印支—燕山期,不同程度地保留了其活動的印記,侵入巖主要分布在東昆侖南坡的俯沖增生雜巖帶中。

2 礦區地質特征

2.1 地 層

礦區內奧陶—志留系納赤臺群哈拉巴依溝組(OSh)為主要含礦地層,該巖組根據巖石組合特征、變質變形特征及與區域對比,可細分為3個巖性段:鈣質千枚巖夾石英片巖段(第一巖性段OSh1);炭質千枚巖段(第二巖性段OSh2);綠泥絹云石英片巖、變巖屑長石砂巖夾石英鈉長巖段(第三巖性段OSh3)。地層在走向、傾向上經后期擠壓變形變化較大,總體走向呈近東西向,傾向南傾,局部地段北傾,其中賦礦層位炭質千枚巖段(第二巖性段OSh2)及綠泥絹云石英片巖、變巖屑長石砂巖夾石英鈉長巖段(第三巖性段OSh3),各巖性段均斷層接觸。

2.2 構 造

礦區內構造較復雜,斷裂、褶皺構造均發育。斷裂構造主要表現為脆性斷裂和韌性斷裂兩種形式。脆性斷裂主要為近東西向展布,區內共計10余條,與成礦關系較密切的有F6、F7、F8、F9 4條(見圖1),長度約4.7 km左右,寬一般10～20 m,沿斷裂巖石破碎,巖石變形強烈,斷層兩側巖性不同,帶中可見有小揉皺、褶曲現象,斷層泥發育,巖石可見明顯的擠壓現象,性質均為逆斷層;韌性斷裂主要表現為韌性剪切帶,是主要的控礦構造,區內規模較大,出露礦區中部,以F6斷裂破碎帶為北界,以F9斷裂破碎帶為南界。走向呈近東西向,巖石可見有明顯的擠壓現象,韌性剪切帶內巖石以初糜棱巖、糜棱巖為主,見有揉皺、褶曲,主要的構造巖為碎屑質糜棱巖、長英質糜棱巖、絹云長英質糜棱巖等,結合薄片資料,巖石呈糜棱結構、眼球狀構造,碎斑由石英、鉀長石、斜長石組成,粒度0.2～2 mm大小,石英呈眼球狀、帶狀消光,周圍被碎基礦物集合體包繞定向分布,斜長石、鉀長石呈眼球狀、不規則狀定向排列,斜長石退變為絹云母化、鉀長石為高嶺土化、碳酸鹽化,發育“δ”碎斑構造。碎基含量占巖石成分的85%左右,粒度一般0.006～0.1 mm,由石英、斜長石、鉀長石、絹云母、綠泥石等組成,經重結晶成微粒變晶集合體,呈條紋、條帶狀分布,圍著碎斑定向分布。方解石呈壓扁拉長的粒狀晶體零星定向排列,與碎斑構成S-C組構。新生的變質礦物為絹云母、綠泥石、白云石、方解石、微粒石英等。

圖1 南溝金礦地質礦產圖

礦區內褶皺構造主要表現為層間小褶曲、小揉皺等,另外在韌性剪切帶及其附近地層中見有小褶曲發育。

2.3 巖漿巖

礦區內巖漿活動較弱,僅有少量的火山巖夾層,分布于納赤臺群哈拉巴依溝組(OSh)地層區內。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

區內礦體嚴格受斷裂構造控制。目前,依據巖石破碎程度、變形強度、礦化蝕變強度及金礦體空間分布規律,在礦區內共圈定含礦構造破碎帶13條(見圖1),礦帶與韌性剪切帶展布形態基本一致,長85～1 351 m,寬4～23 m,賦礦巖性為褐鐵礦化糜棱巖、構造角礫巖、變巖屑長石砂巖及碎裂巖。礦化蝕變主要為黃鐵礦化、褐鐵礦化、絹云母化、硅化、黃鉀鐵釩化等。在含礦構造破碎帶中進一步圈出64條金礦體(地表43條,隱伏21條)。礦體總體上形態較簡單,多呈層狀—似層狀,礦體長40～550 m,最長840 m,平均真厚度0.80～2.12 m,最大真厚度3.45 m,傾向延伸40～160 m,最大延伸440 m,平均品位0.88～13.84 g/t。礦體在走向、傾向上不連續,斷續分布,在厚度、品位及產出等方面變化較大,受構造影響礦體傾角總體較陡。沿走向和傾向上具有扭曲、膨脹縮小特征。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物組成

金屬礦物主要有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、自然金、褐鐵礦、磁鐵礦等,個別處見銅藍;脈石礦物主要有石英、絹云母、綠泥石、方解石以及粘土礦物等(見圖2)。

圖2 金屬礦物、脈石礦物顯微照片

3.2.2 礦石結構構造

礦石結構主要為自形晶粒結構、半自形—他形粒狀結構及交代殘余結構;礦石構造以浸染狀構造、角礫狀構造為主。

3.2.3 金的賦存狀態

礦石中金的賦存狀態較為簡單,金元素在礦石中的賦存狀態主要有4種(見表1):金主要以裸露與半裸露金為主,占比65.02%;其次為硫化物包裹金,占比18.81%;碳酸鹽包裹金占比4.62%,褐鐵礦、硅酸鹽包裹金占比11.55%。

表1 礦石中金元素賦存狀態 %

3.2.4 礦石類型

金礦石按結構劃分為碎裂交代金礦石、交代殘余金礦石;按構造劃分為浸染狀金礦石、角礫狀金礦石;按含礦巖性劃分主要為構造角礫巖型金礦石,其次為糜棱巖型金礦石、石英脈型金礦石。

4 礦床成因

4.1 控礦因素

礦區發現的金礦體賦存于疊加在韌性剪切帶之上的次級脆性斷裂帶中,當含礦熱液運移過程中,在壓力和熱力的驅動下,當深部內壓大于外壓的時候產生壓力差,引起含礦熱液自深處向上運動,剪切帶內脆性斷裂為深部成礦熱液運移重要通道,在壓力下降、溫度降低,含礦熱液沿脆性斷裂構造帶灌入,有利于含礦熱液成礦,深源巖漿活動為金礦的形成提供了重要的物源和熱液。

4.2 成礦地質條件

4.2.1 地層與金成礦的關系

礦區各類巖石中微量元素含量特征統計分析結果顯示:奧陶—志留紀納赤臺群中構造角礫巖、糜棱巖及石英脈,Au平均品位在(20.6～278.90)×10-9,最高值為20 146×10-9,平均品位為地殼豐度的4.79～64.86倍;Ag平均品位為(77.9～428.7)×10-9,最高值為23 000×10-9,平均品位為地殼豐度的1.11～6.12倍。表明Au、Ag成礦元素在這4類巖石中得到較好的富集,為礦區金礦的形成提供了物質基礎。尤其是炭質千枚巖與變巖屑砂巖接觸部位附近是金礦體富集的主要部位。

4.2.2 構造與金成礦的關系

構造對礦區內的成礦控制作用十分顯著,從宏觀上,地處昆中斷裂和昆南斷裂構造復雜帶中。受昆中、昆南斷裂構造的影響,礦區內脆性斷裂和韌性剪切帶都比較發育,形成一系列近東西向的斷裂帶,這些斷裂帶為本區含金熱液的運移提供了通道,是本區的導礦構造[6-8]。隨著斷裂構造的持續活動,形成了大量密集分布,大致平行的次級斷裂破碎帶,這些次級斷裂帶作為本區的容礦構造,伴隨著含礦熱液的灌入和物理化學條件的改變,與圍巖發生強烈的礦化蝕變作用,致使金元素沉淀、富集成礦。

4.2.3 礦化蝕變與金成礦的關系

從礦區內目前所發現的金礦體中,Au與As具有正相關性及密切的伴生關系。金成礦與礦化蝕變關系密切,金富集表現出相應的熱液蝕變現象,區內巖石蝕變沿斷裂構造帶呈線型分布,蝕變集中、強度高的地段往往易形成礦。從礦化蝕變類型看,主要有黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化及少量毒砂礦化等。當金成礦物質隨著含有一定量的金屬硫化物熱液沿斷裂通道上升運移到沉淀,在這一過程中熱液對斷裂構造帶內及附近巖石進行了交代改造,形成蝕變巖石。其中礦化主要為黃鐵礦化、毒砂礦化,它與金成礦物質具有同源同期的共生關系,特別是粒徑細小、形態不規則、細脈浸染狀黃鐵礦與金成礦關系十分密切;蝕變主要為硅化,多位于斷裂構造帶內,呈細脈狀、網脈狀分布于蝕變巖石中。

4.3 礦床成因

根據礦區地層、構造、礦體圍巖蝕變分布等特征,結合青海東昆侖成礦特征及控礦因素等[9-13],建立了南溝金礦床成礦理想模式示意圖(見圖3)。從圖3看出:受區域構造的影響下,以F6、F9兩條主斷裂(壓扭性)為界面斷裂,發生韌性變形后形成韌性剪切帶后,在F7～F8脆性斷裂之間發生強烈的構造破碎,為深部成礦熱液運移的重要通道,富含成礦元素的硅質熱液沿脆性斷裂構造帶貫入,萃取圍巖中的成礦元素進一步活化、遷移及富集,形成礦(化)體。韌性剪切帶強變形部位(背形構造核部及附近)疊加形成的次級脆性斷裂破碎帶為主要的控礦構造。從蝕變類型也反映出熱液蝕變特點。因此,初步認為金礦床成因屬中低溫熱液成因的破碎帶蝕變巖型金礦床。

圖3 南溝金礦理想成礦模式示意圖

5 找礦標志

(1)地層標志:奧陶—志留紀納赤臺群哈拉巴依溝組地層碎裂巖化變巖屑長石砂巖、黃鐵礦化石英鈉長巖以及脈石英發育的地段,是尋找金礦體的重要標志。

(2)地球化學異常標志:1∶5 000及1∶2 000巖石地化剖面Au、Cu、As、Sb元素高值段,是找金的重要異常標志。

(3)礦化及圍巖蝕變標志:黃鐵礦化、硅化、毒砂礦化、褐鐵礦化與成礦關系密切,往往黃鐵礦含量越高、硅化越強越容易成礦,是區內直接的找礦標志。

(4)構造標志:后期疊加在韌性剪切帶上脆性斷裂帶是本區尋找金礦體的重要標志。

6 結 論

分析了南溝金礦床礦體地質特征,討論了礦床成因,礦體嚴格受構造控制,賦存于疊加在韌性剪切帶之上的次級脆性斷裂破碎帶中,共圈定13條含礦構造破碎帶,在含礦構造破碎帶中進一步圈出64條金礦體,礦體總體上形態較簡單,多呈層狀—似層狀,奧陶—志留紀納赤臺群哈拉巴依溝組地層含金背景值高,為金礦形成提供了主要的礦質來源,認為金礦床成因屬中低溫熱液成因的破碎帶蝕變巖型金礦床,礦區找礦前景較好,加大勘查力度有望找到大型規模礦床。