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摘要:通过野外地质调查和室内对比研究与综合分析,本文主要对抱伦金矿矿石矿物学特点及其成因意义进行了初步研究。通过对矿石的结构、构造的观察,以及各主要矿石矿物的礦物学特征研究发现:①成矿物质主要来源于岩浆作用,但应还有其它的成矿物质来源;②成矿物质与硫化物、二氧化硅等是一同向上运移的,当流体的物理化学条件(如温度、压力)发生变化时而沉积富集,石英的结晶稍早于硫化物矿物,而硫化物矿物与金矿物的结晶基本上是同时的;③矿床形成于较深部位。
关键词:矿体 矿石类型及特征 抱抡金矿成因
中图分类号 :P5781 1 1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)23-351-01
一:主要矿体、矿石类型及特征
矿体分布于Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr11、Tr13断裂破碎带中,矿体多呈脉状、似透镜状、透镜状。部分矿体呈膨缩尖灭再现或尖灭侧现的特点,尖灭再现之间距一般不大,约1米至几米,主要形成右斜列尖灭再现。局部见被小断层切穿破坏现象。矿体产状与含矿破碎带基本一致,走向一般为325~355°,倾向SWW,局部NEE,倾角一般65~85°,Tr13破碎带控制的V13-1矿体,走向为23~25°,倾向NWW,倾角65~83°。
含金石英脉型:脉石矿物主要是烟灰色、浅黑色石英,少量呈乳白色。石英总含量可达90~95%以上;少量绢云母、金红石和绿泥石;局部含有碳酸盐矿物,呈细脉状或在硫化物细脉的两侧呈镶边状。金属矿物含量较低,一般为1~5%,局部可达10~15%,主要是硫化物、铋化物和碲化物。
含金碳酸盐—石英脉型:脉石矿物主要有碳酸盐矿物可占20~35%,呈自形—半自形晶,白色到浅粉色,颗粒较粗大;石英含量60~74%,主要呈乳白色。金属矿物5%左右,局部可达15~20%,主要是黄铁矿、闪锌矿和方铅矿,少量黄铜矿、磁黄铁矿。
含金蚀变岩型:矿物以绢云母为主,次为石英,金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、自然金、毒砂等,具交代残留结构、鳞片变晶结构,似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。
(二)抱抡金矿成因初探
二、成矿因素探讨
1.成矿物质来源
成矿物质来源以变质岩为主,但是,具有明显的岩浆物质混入的特征。反映出成矿作用与中生代重熔型花岗岩的密切关系。需要指出的是,国内外大量金矿床与同熔型花岗岩有关,但是,本区与金矿床关系密切的花岗岩具有地壳重熔型花岗岩的稀土元素和岩石学特点,且具有比较强烈的结晶分异作用。这是否可以从另一个角度说明抱伦金矿床的金主要来自于地层变质岩。
2.矿质的活化、浸出和迁移
印支期尖峰岩体的侵入,进一步改造了豪岗岭背斜,使背斜更加紧闭,其岩浆期后含矿热液充填在构造破碎带内,为本区的主成矿期。一方面岩浆期后含Au、S、Cl、F、H2O、CO2等热液沿构造破碎带上升运移,另一方面岩浆热能又活化萃取了围岩中的Au、S、Fe等组分,与岩浆期后热液一起沿构造带向上运移,在断裂带的扩容空间地带,由于氧化-还原势的急剧变化,形成连续的大规模的矿化作用。陀烈组中段为含碳千枚岩,起着隔档层的作用,因而金矿体主要就位于陀烈组一段NNW向构造中。
3.控矿构造
NNE向豪岗岭断裂与其上盘的NNW向断裂破碎带组成矿区基本构造格架,豪岗岭断裂和NNW向断裂破碎带具有压扭性的力学性质,是重要的控矿构造。矿体定位于北北西向断裂破碎带内,北北西向断裂破碎带对矿体的空间分布、形态产状起控制作用。
4.成矿时代
a. 尖峰花岗岩形成时代:经锆石U-Pb和黑云母K-Ar测年,尖峰岩体形成年龄为209~232Ma。
b. 金矿成矿时代
陈柏林等通过抱伦金矿床成矿物质来源信息、成矿流体来源特点、金矿化同位素年龄测定和与成矿有关的花岗岩成岩年龄的分析结果,可以确定海南抱伦金矿床的矿床成矿时代为印支期,成矿年龄为210-230Ma。其与海南及整个华南地区地质构造演化特点是吻合的。
c. 地质事件探讨
由测试结果结合区域资料,将本区的地质构造热事件分以下几期:a) 志留纪接受碎屑岩—泥质岩石沉积,形成金的矿源层;b) 加里东运动,测区发生区域变质作用,形成豪岗岭背斜,地槽褶皱回返;c) 209~232Ma,大规模的尖峰超单元岩浆侵入活动;d) 205~221Ma,岩浆期后热液成矿;e) 燕山期,岩浆侵入及构造作用,充填另一期石英脉。
报伦金矿床的形成大致经历了以下主要过程:
(1)前印支期的构造运动及区域变质作用,形成了豪岗岭背斜,伴随着背斜的形成,在背斜转折端形成构造裂隙,变质分异热液沿裂隙贯入,形成贫金石英脉。
(2)印支期尖峰岩体的侵入,进一步改造了豪岗岭背斜,使背斜更加紧闭,区域应力场发生重大转换,主压应力从近东西向转向近南北向,原先NNW向裂隙的挤压环境突转为引张环境,其岩浆期后含矿热液充填在构造破碎带内,为本区的主成矿期。
成矿流体早期以原生岩浆水为主,中期有较大部分变质水的混入,中晚期大气降水的混入比率越来越大。流体演化过程中,随着温度、压力的降低,成矿流体由富SO42-、相对贫Cl-,向富Cl-、相对贫SO42-方向演化,Ca2+含量增加。由于大气降水混合作用的不断增强,流体包裹体均一温度呈现成矿早期的260℃~320℃,过渡到主成矿期的220℃~250℃和成矿晚期的210℃~170℃。相应的,流体中岩浆热液组分减少,而代表大气降水的组分增加。成矿早期以富CO2、K+-SO42--F-流体为特征,成矿晚期则演化为富H2O、Na+-Cl-为特征的流体。从流体压力来看,富二氧化碳三相包裹体均一压力为339.24~2331.56×105Pa,主要集中于500~1000×105Pa;而气液两相流体包裹体形成时的压力集中在两个范围3.48~119.52×105Pa。这可能与成矿过程中地震泵吸作用有关,深源流体在近地表与大气降水流体相汇合,当这种混合流体进入NNW向构造破碎带内之后,由于压力骤减,氧化-还原势急剧变化,含矿流体发生沸腾和不混容作用,围岩的热液蚀变作用也不断调整和改变流体的物理化学条件,使得其中以溶解状态运移的硅质和Au、Ag、Bi、Pb、Zn、Fe、Cu、Sb等元素的Cl、(HS) 络合物逐步分解,形成连续的大规模的矿化作用。因而含矿石英脉分阶段地充填于构造破碎带中,金矿体主要就位于陀烈组NNW向构造破碎带中。
结论:
(1)根据大量光、薄片和流体包裹体片观察研究及含金地质体的穿插或充填关系,抱伦及外围金矿成矿期可划分为:岩浆期后热液成矿期与表生期;其中岩浆期后热液成矿期可以划分为金—粗粒石英阶段、金—细粒石英阶段、金—铋化物—硫化物石英阶段和碳酸盐阶段四个阶段。其中,金的形成主要与前三个阶段关系密切。
(2)矿石中金以自然金形式产出,矿物颗粒大小在1~35μm之间。自然金颗粒呈岛屿状或其它的不规则状,充填于黄铁矿、石英颗粒的裂隙中、或者这些矿物颗粒的间隙,少量被包裹在硫化物矿物、石英颗粒之中,说明成矿物质与硫化物、二氧化硅等是一同向上运移的,当流体的物理化学条件(如温度、压力)发生变化时而沉淀富集,石英的结晶稍早于硫化物矿物,而硫化物矿物与金矿物的结晶基本上是同时的。
(3)自然金成色最低为942,最高为978,平均为964.5,说明该矿床形成于较深部位。黄铁矿中Co/Ni比值多数大于1,但也存在小于1的现象,说明成矿物质主要来源于岩浆作用,但应还有其它的成矿物质来源。
(4)矿床的Ag含量高,可说明其成因与岩浆活动有着密切的关系。
(5)矿床Bi元素的含量较高,此亦间接证明其形成温度也是较高的;且黄铁矿Co/Ni>1,富含Au、Bi和Ag等,说明其为中温条件下的产物。
关键词:矿体 矿石类型及特征 抱抡金矿成因
中图分类号 :P5781 1 1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)23-351-01
一:主要矿体、矿石类型及特征
矿体分布于Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr11、Tr13断裂破碎带中,矿体多呈脉状、似透镜状、透镜状。部分矿体呈膨缩尖灭再现或尖灭侧现的特点,尖灭再现之间距一般不大,约1米至几米,主要形成右斜列尖灭再现。局部见被小断层切穿破坏现象。矿体产状与含矿破碎带基本一致,走向一般为325~355°,倾向SWW,局部NEE,倾角一般65~85°,Tr13破碎带控制的V13-1矿体,走向为23~25°,倾向NWW,倾角65~83°。
含金石英脉型:脉石矿物主要是烟灰色、浅黑色石英,少量呈乳白色。石英总含量可达90~95%以上;少量绢云母、金红石和绿泥石;局部含有碳酸盐矿物,呈细脉状或在硫化物细脉的两侧呈镶边状。金属矿物含量较低,一般为1~5%,局部可达10~15%,主要是硫化物、铋化物和碲化物。
含金碳酸盐—石英脉型:脉石矿物主要有碳酸盐矿物可占20~35%,呈自形—半自形晶,白色到浅粉色,颗粒较粗大;石英含量60~74%,主要呈乳白色。金属矿物5%左右,局部可达15~20%,主要是黄铁矿、闪锌矿和方铅矿,少量黄铜矿、磁黄铁矿。
含金蚀变岩型:矿物以绢云母为主,次为石英,金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、自然金、毒砂等,具交代残留结构、鳞片变晶结构,似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。
(二)抱抡金矿成因初探
二、成矿因素探讨
1.成矿物质来源
成矿物质来源以变质岩为主,但是,具有明显的岩浆物质混入的特征。反映出成矿作用与中生代重熔型花岗岩的密切关系。需要指出的是,国内外大量金矿床与同熔型花岗岩有关,但是,本区与金矿床关系密切的花岗岩具有地壳重熔型花岗岩的稀土元素和岩石学特点,且具有比较强烈的结晶分异作用。这是否可以从另一个角度说明抱伦金矿床的金主要来自于地层变质岩。
2.矿质的活化、浸出和迁移
印支期尖峰岩体的侵入,进一步改造了豪岗岭背斜,使背斜更加紧闭,其岩浆期后含矿热液充填在构造破碎带内,为本区的主成矿期。一方面岩浆期后含Au、S、Cl、F、H2O、CO2等热液沿构造破碎带上升运移,另一方面岩浆热能又活化萃取了围岩中的Au、S、Fe等组分,与岩浆期后热液一起沿构造带向上运移,在断裂带的扩容空间地带,由于氧化-还原势的急剧变化,形成连续的大规模的矿化作用。陀烈组中段为含碳千枚岩,起着隔档层的作用,因而金矿体主要就位于陀烈组一段NNW向构造中。
3.控矿构造
NNE向豪岗岭断裂与其上盘的NNW向断裂破碎带组成矿区基本构造格架,豪岗岭断裂和NNW向断裂破碎带具有压扭性的力学性质,是重要的控矿构造。矿体定位于北北西向断裂破碎带内,北北西向断裂破碎带对矿体的空间分布、形态产状起控制作用。
4.成矿时代
a. 尖峰花岗岩形成时代:经锆石U-Pb和黑云母K-Ar测年,尖峰岩体形成年龄为209~232Ma。
b. 金矿成矿时代
陈柏林等通过抱伦金矿床成矿物质来源信息、成矿流体来源特点、金矿化同位素年龄测定和与成矿有关的花岗岩成岩年龄的分析结果,可以确定海南抱伦金矿床的矿床成矿时代为印支期,成矿年龄为210-230Ma。其与海南及整个华南地区地质构造演化特点是吻合的。
c. 地质事件探讨
由测试结果结合区域资料,将本区的地质构造热事件分以下几期:a) 志留纪接受碎屑岩—泥质岩石沉积,形成金的矿源层;b) 加里东运动,测区发生区域变质作用,形成豪岗岭背斜,地槽褶皱回返;c) 209~232Ma,大规模的尖峰超单元岩浆侵入活动;d) 205~221Ma,岩浆期后热液成矿;e) 燕山期,岩浆侵入及构造作用,充填另一期石英脉。
报伦金矿床的形成大致经历了以下主要过程:
(1)前印支期的构造运动及区域变质作用,形成了豪岗岭背斜,伴随着背斜的形成,在背斜转折端形成构造裂隙,变质分异热液沿裂隙贯入,形成贫金石英脉。
(2)印支期尖峰岩体的侵入,进一步改造了豪岗岭背斜,使背斜更加紧闭,区域应力场发生重大转换,主压应力从近东西向转向近南北向,原先NNW向裂隙的挤压环境突转为引张环境,其岩浆期后含矿热液充填在构造破碎带内,为本区的主成矿期。
成矿流体早期以原生岩浆水为主,中期有较大部分变质水的混入,中晚期大气降水的混入比率越来越大。流体演化过程中,随着温度、压力的降低,成矿流体由富SO42-、相对贫Cl-,向富Cl-、相对贫SO42-方向演化,Ca2+含量增加。由于大气降水混合作用的不断增强,流体包裹体均一温度呈现成矿早期的260℃~320℃,过渡到主成矿期的220℃~250℃和成矿晚期的210℃~170℃。相应的,流体中岩浆热液组分减少,而代表大气降水的组分增加。成矿早期以富CO2、K+-SO42--F-流体为特征,成矿晚期则演化为富H2O、Na+-Cl-为特征的流体。从流体压力来看,富二氧化碳三相包裹体均一压力为339.24~2331.56×105Pa,主要集中于500~1000×105Pa;而气液两相流体包裹体形成时的压力集中在两个范围3.48~119.52×105Pa。这可能与成矿过程中地震泵吸作用有关,深源流体在近地表与大气降水流体相汇合,当这种混合流体进入NNW向构造破碎带内之后,由于压力骤减,氧化-还原势急剧变化,含矿流体发生沸腾和不混容作用,围岩的热液蚀变作用也不断调整和改变流体的物理化学条件,使得其中以溶解状态运移的硅质和Au、Ag、Bi、Pb、Zn、Fe、Cu、Sb等元素的Cl、(HS) 络合物逐步分解,形成连续的大规模的矿化作用。因而含矿石英脉分阶段地充填于构造破碎带中,金矿体主要就位于陀烈组NNW向构造破碎带中。
结论:
(1)根据大量光、薄片和流体包裹体片观察研究及含金地质体的穿插或充填关系,抱伦及外围金矿成矿期可划分为:岩浆期后热液成矿期与表生期;其中岩浆期后热液成矿期可以划分为金—粗粒石英阶段、金—细粒石英阶段、金—铋化物—硫化物石英阶段和碳酸盐阶段四个阶段。其中,金的形成主要与前三个阶段关系密切。
(2)矿石中金以自然金形式产出,矿物颗粒大小在1~35μm之间。自然金颗粒呈岛屿状或其它的不规则状,充填于黄铁矿、石英颗粒的裂隙中、或者这些矿物颗粒的间隙,少量被包裹在硫化物矿物、石英颗粒之中,说明成矿物质与硫化物、二氧化硅等是一同向上运移的,当流体的物理化学条件(如温度、压力)发生变化时而沉淀富集,石英的结晶稍早于硫化物矿物,而硫化物矿物与金矿物的结晶基本上是同时的。
(3)自然金成色最低为942,最高为978,平均为964.5,说明该矿床形成于较深部位。黄铁矿中Co/Ni比值多数大于1,但也存在小于1的现象,说明成矿物质主要来源于岩浆作用,但应还有其它的成矿物质来源。
(4)矿床的Ag含量高,可说明其成因与岩浆活动有着密切的关系。
(5)矿床Bi元素的含量较高,此亦间接证明其形成温度也是较高的;且黄铁矿Co/Ni>1,富含Au、Bi和Ag等,说明其为中温条件下的产物。