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摘 要:金厂沟梁金矿区位于华北地台北缘内蒙地轴东段的一个Ⅲ级隆起-努鲁儿虎隆起上,为含金蚀变岩和多金属硫化物石英脉两种矿化类型,且以前者为主,文章阐述了该矿床的地质特征、成矿规律及找矿方向。
关键词:金矿床;矿床地质特征;成矿规律;找矿方向
1矿山概况
金厂沟梁金矿位于内蒙古自治区赤峰市敖汉旗金厂沟梁镇,地理坐标为:东经120°16′19″—120°17′04",北纬41°58′10”—41°59′00"。矿区西北距赤峰市158千米,距敖汉旗首府所在地新惠镇75千米,交通较方便。
金厂沟梁金矿采矿历史最早始于1836年,继后有断续民采活动。1957~1990年地质部门在金厂沟梁金矿西矿区共探获C+D级矿石量217.78万吨,金金属量28005.45千克。1989~1993年金厂沟梁金矿开始自主探矿,提交勘探报告四份,累计查明C+D级矿石量27.94万吨,金金属量3763千克。
2区域地质背景
金厂沟梁金矿区位于华北地台北缘内蒙地轴东段的一个Ⅲ级隆起-努鲁儿虎隆起上。努鲁儿虎隆起总体上为一由背斜组成的基底隆起构造断块,南北分别受赤峰~开源(F1)和北票~承德(F2)深大断裂带的控制,向西被受控于新华夏断裂(F3)的老哈河凹陷所隔断。背斜的两翼分布有中太古界变质片麻岩为主的地层,沿其轴部为以海西~燕山期的一系列中~酸性侵入杂岩体为主所组成的构造岩浆带。该隆起带分布的主要矿产有金、铁、铜、铅、锌,在其两翼各自形成了相互对称的两个金矿带,金厂沟梁金矿床即是分布于北翼金矿带上的一个大型金矿床。
3矿区地质
金厂沟梁金矿为位于金厂沟梁一二道沟矿田西北部的一个大型金矿床。在矿区7平方公里范围内主要分布为中太古界建平群小塔子沟组角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、混合岩化角闪斜长片麻岩及角闪岩等深变质岩系,构成隆起的基底。中生代上侏罗系--下白垩系火山熔岩、火山碎屑岩形成断陷盆地,叠置于基底岩层之上。第四系冲积、洪积物分布于河床、沟谷及阶地之上,最大厚度达20余米。本区片麻岩为一单斜层,局部可见小型紧闭褶曲,岩层节理裂隙发育。片麻理走向近东西,南倾为主,倾角60~90°。地层含金丰度值3~50ppb,平均9.29ppb;鋯石等时线年龄25.4亿年。
矿田南部有西台子印支期斑状中粗粒花岗岩,为郝杖子金矿床的含矿围岩,黑云母K-Ar法年龄187. 8Ma,错石U-Tn-Ph法年龄196.23Ma。金厂沟梁矿区南侧见片麻状二长花岗岩东西向展布,K-Ar法年龄127. 9Ma,岩体北部边缘及接触带见铜矿化;矿区东南对面沟复式岩体外部相为中细粒花岗闪长岩,钾长石K-At法年龄126. 3Ma,错石U-Tn-Pb法年龄125.51Ma;内部相为花岗闪长斑岩,全岩K -AY法年龄121. 5Ma,属于燕山晚期产物。该岩体与金厂沟梁金矿形成于一个统一的空间内,金厂沟梁金矿田内的一系列矿化及矿脉以该复式岩体为中心分布,距离不超过3公里,并构成明显的水平分带,岩体内及外边缘为细脉浸染状铜矿化,并在岩体北侧片麻岩接触带上矿化增强局部形成铜矿体。岩体之外0~3公里是放射状分布的脉状金矿组成的外环带,这种空间上的规律性分布形式是岩体与成矿相互联系的最直观反映。
4矿床地质特征
在金厂沟梁矿区总面积7平方公里范围内,已发现70余条金矿脉,以北东向头道沟正断层为界将矿区分割为东、西两个矿区。断层西侧称金厂沟梁金矿西矿区,面积3.26平方千米,已发现矿脉37条,为金厂沟梁矿区的主体部分;东侧称东矿区,面积3.74平方公里,已发现矿脉33条,地质勘查程度和开发程度相对滞后一步。
西矿区工业矿脉最为密集,以集群型式密集分布,经探明具有工业价值的矿脉37条,累计查明资源储量(金属量)36907公斤,达到了大型矿床规模。矿区内的主要工业矿脉有15、35、26、15-4、15-3、57-1、36、39、56、8号脉10条,总资源储量为26711公斤,占累计查明资源储量的72%。单脉一般长300~600米,平均厚度0.24~0.64米,延深400~700米不等。
矿脉严格受北西向和南北向断裂或裂隙控制,具有走向上稳定和向下延深较大的特点。多数为形态简单、薄而陡的脉状,贯通构造的矿脉为富硫化物的绿泥石化、绢云母化蚀变岩和断续分布的石英脉,矿脉与围岩有清楚的分界。随构造的变化经常出现分枝复合、膨胀收缩、舒缓波状弯曲,尖灭再现、尖灭侧现等形态变化。而矿脉分枝复合是金富集最佳位置。按矿脉的组合形式分分支脉型、单脉型及复合脉型三种:分支型矿脉 以26号脉为典型,主脉延长千米,其两侧有若干条支脉,支脉与主脉夹角10—30度,一般长数十至数百米,并能构成独立的工业矿体。
单脉型矿脉有15、35等矿脉,一般属形态简单的脉状矿体,沿走向、倾向均呈舒缓波状,连续性较好,规模较大。
复合型矿脉以56、57号脉带为代表,一般在主脉上下盘有间距不等、近于平行的多条矿脉或矿化蚀变带组成复脉群。
由于容矿构造为长期地质作用下的产物,因此造成了该矿区矿脉产状多变并相互交叉切割的特点,按矿脉的走向方位分组可分为南北向、北西向和北东向三组矿脉。其中北西向走向方位垮度较大,290~340°之间。南北向矿脉走向340~20°之间。矿脉以向东或向北东方向倾斜为主,局部地段反倾,倾角均在70°以上,属陡立矿脉。其中南北向产状较陡,北西向产状较缓。
5成矿规律及找矿方向
矿床主要控矿因素有三个方面:
第一,与成矿关系密切的构造是燕山晚期岩浆重叠侵位产生的弯状构造和放射状、环状裂隙系统。控制矿脉的构造一般为低序次的断裂,总体呈一向北西散开、向东南收敛的扇形,具多次活动的压扭性特征.规模较大的开放性构造带(如北西向金厂沟隐伏断层、北东向头道沟断层、东西向小东沟断层)多属于导矿构造,后期又多被成矿后脉岩充填。
第二,对面沟复式花岗闪长岩为金矿化提供了物源和热源,成岩与成矿具有时间上的连续性,成矿岩体形成于121.5-126.Ma,矿脉赋存在岩体边部及其外侧的各类岩石或地层中,后期被下白坐系火山岩覆盖,并被其派生脉岩黑云粗安岩、石英斑岩(石英斑岩测年资料为72. Na)所截断,有理由认为成矿作用属于燕山晚期岩浆演化晚阶段的产物。金矿脉的分布以复式岩体为中心,岩体之外1-3公里呈放射状分布,空间上的分带性直观反映了成矿作用与岩体的联系。岩体与矿石的物质成分具有明显的亲缘性,燕山晚期中细粒花岗闪长岩中微金含量为9-25ppb,比其它岩类明显偏高;稀土总量、轻重稀土均呈递减趋势,具有相似的配分曲线。
第三,建平群变质岩富铁镁质,微金含量相对较高,平均为24. 6ppb,最高达120ppb,在矿液运移过程活化萃取了围岩中高丰度值的矿质元素,使之进一步富集成矿。该矿田中金厂沟梁金矿床赋矿围岩为片麻岩,探明矿床规模达大型;二道沟金矿床赋矿围岩为侏罗系火山岩,探明矿床规模为中型;郝杖子金矿床赋矿围岩为印度期斑状花岗岩,探明矿床规模为小型,显出了不同围岩条件矿床规模存在的差异。
金矿化的富集规律在本矿田也较明显,以成矿岩体为轴心由内向外形成了Cu、 Mo、Au→Au、Cu、Pb、Zn、Ag→Au、Ag、Pb、Zn的元素分带趋向,金元素集中于岩体外1-3公里范围内,再向外矿化逐渐消失。垂直方向上矿脉自下而上有Cu、Ni、Co→Au、Cu、Pb、Zn→As、Hg、Bi、Ag、Sb的元素分带变化,表现为由尾晕的高温至头晕的低温组合变化。矿脉延伸可划分为“深延型”和“浅延型”两类,主要矿脉(多数为南北向)具一定延深,最大延深500~800米,属“深延型”矿脉;次要矿脉及分支矿脉一般延深小于300米,属“浅延型”矿脉。金矿化总的变化趋势是浅部(标高600米以上)相对较贫;中部(标高600~300米)为金的富集矿段,这个区段内集中了矿区的主要矿量;深部(标高300米以下)金矿化明显锐减或矿脉变薄乃至尖灭。
从成矿物化条件分析,成矿温度140℃~400℃之间,平均温度为1700℃~3000℃间,显示了中温偏高的特征。成矿压力P=786×10-5Pa,成矿深度约2.6公里。成矿液体的盐度较低,为3.8Wt%NaCl当量,流体密度为0.77g/cm3,溶液的Ph值为5.49~6.19, Eh值为-0. 56~0. 63ev,氧逸度(f02)为10-34~10-38。稳定同位素组成:石英的δ18O为+12.4~14.3‰.,均值为+13.2‰,代表了成矿流体早期和主成矿期的同位素组成;方解石的δ18O为+7.33~9. 27‰,均值为+8.02‰,代表了流体晚阶段的同位素组成。直接测定石英色厚体中水的氢同位素(δD)值为一54~101.96‰,基本为岩浆水范围,但比一般岩浆水贫氖。矿脉中方解石碳同位素δ13C为-3.18~+4.18‰,均值为-3.8‰。32件黄铁矿的硫同位素δ34S值为-5.0~+1.1‰;对方铅矿、黄铁矿测定铅同位素组成:206Pb/204Pb为16.84~27.395,207Pb/204Pb为15.272~15.681,208Pb/204Pb为36.768~37.428,在铅的构造演化模式图上大部分位于上地慢演化曲线附近,表明铅来源深:少部分位于上地壳和造山带演化曲线附近,表明铅来源浅。矿床成因类型为热液脉状矿床,主成矿期K-Ar法年龄为141.7~135.36Ma,晚期金-锑矿脉K-Ar法年龄121.5~72.7Ma。
从深部勘查成果分析,金厂沟梁金矿西矿区主要矿脉的控矿构造裂隙向深部延伸稳定,厚度变化不大,但矿化急剧变贫,在标高+200米~-200米区段南北向矿脉(15、35、36、39号等)平均品位仅4.77 g/t,北西向矿脉(15-4、15-9、 26、56、57-1、8号等)平均品位仅6.77g/t,分别为+200米以上矿段平均品位的30%或50%:在一200米以下区段矿化更弱,多数钻孔见矿不够工业要求,仅少数矿脉(如39、56号)向深部仍有一定延续,且矿脉向南东向收敛端又被沿头道沟断层侵入的黑云粗安岩截断,因此进一步开展深部找矿存在很大的局限性。金厂沟梁金矿东矿区因断层抬升遭受一定剥蚀,但并未被剥蚀殆尽,目前矿山勘查、开采的深度在标高+500米以上,其成矿地质条件和矿化特征基本与西矿区相似,据大比例尺综合信息成矿预测,仍具有良好的找矿前景。东矿区处于对面沟侵入杂岩体上盘的平缓港湾处,于港湾边缘密集分布着17条矿脉,这些矿脉所处位置与西矿区规模较大的15、35号矿脉相似,可以认为金厂沟梁金矿东矿区进行深部找矿具有较好的前景。
参考文献:
【1】中国矿床发现史(内蒙古卷),北京,地质出版社,1996年.
【2】邵和明、张履桥等,内蒙古自治区主要成矿区(带)和成矿系列,内蒙古地质矿产勘查开发局,2002年.
【3】王建平、刘永山、董法先等,内蒙古金厂沟梁金矿构造控矿分析,北京,地质出版社,1992年12月.
关键词:金矿床;矿床地质特征;成矿规律;找矿方向
1矿山概况
金厂沟梁金矿位于内蒙古自治区赤峰市敖汉旗金厂沟梁镇,地理坐标为:东经120°16′19″—120°17′04",北纬41°58′10”—41°59′00"。矿区西北距赤峰市158千米,距敖汉旗首府所在地新惠镇75千米,交通较方便。
金厂沟梁金矿采矿历史最早始于1836年,继后有断续民采活动。1957~1990年地质部门在金厂沟梁金矿西矿区共探获C+D级矿石量217.78万吨,金金属量28005.45千克。1989~1993年金厂沟梁金矿开始自主探矿,提交勘探报告四份,累计查明C+D级矿石量27.94万吨,金金属量3763千克。
2区域地质背景
金厂沟梁金矿区位于华北地台北缘内蒙地轴东段的一个Ⅲ级隆起-努鲁儿虎隆起上。努鲁儿虎隆起总体上为一由背斜组成的基底隆起构造断块,南北分别受赤峰~开源(F1)和北票~承德(F2)深大断裂带的控制,向西被受控于新华夏断裂(F3)的老哈河凹陷所隔断。背斜的两翼分布有中太古界变质片麻岩为主的地层,沿其轴部为以海西~燕山期的一系列中~酸性侵入杂岩体为主所组成的构造岩浆带。该隆起带分布的主要矿产有金、铁、铜、铅、锌,在其两翼各自形成了相互对称的两个金矿带,金厂沟梁金矿床即是分布于北翼金矿带上的一个大型金矿床。
3矿区地质
金厂沟梁金矿为位于金厂沟梁一二道沟矿田西北部的一个大型金矿床。在矿区7平方公里范围内主要分布为中太古界建平群小塔子沟组角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、混合岩化角闪斜长片麻岩及角闪岩等深变质岩系,构成隆起的基底。中生代上侏罗系--下白垩系火山熔岩、火山碎屑岩形成断陷盆地,叠置于基底岩层之上。第四系冲积、洪积物分布于河床、沟谷及阶地之上,最大厚度达20余米。本区片麻岩为一单斜层,局部可见小型紧闭褶曲,岩层节理裂隙发育。片麻理走向近东西,南倾为主,倾角60~90°。地层含金丰度值3~50ppb,平均9.29ppb;鋯石等时线年龄25.4亿年。
矿田南部有西台子印支期斑状中粗粒花岗岩,为郝杖子金矿床的含矿围岩,黑云母K-Ar法年龄187. 8Ma,错石U-Tn-Ph法年龄196.23Ma。金厂沟梁矿区南侧见片麻状二长花岗岩东西向展布,K-Ar法年龄127. 9Ma,岩体北部边缘及接触带见铜矿化;矿区东南对面沟复式岩体外部相为中细粒花岗闪长岩,钾长石K-At法年龄126. 3Ma,错石U-Tn-Pb法年龄125.51Ma;内部相为花岗闪长斑岩,全岩K -AY法年龄121. 5Ma,属于燕山晚期产物。该岩体与金厂沟梁金矿形成于一个统一的空间内,金厂沟梁金矿田内的一系列矿化及矿脉以该复式岩体为中心分布,距离不超过3公里,并构成明显的水平分带,岩体内及外边缘为细脉浸染状铜矿化,并在岩体北侧片麻岩接触带上矿化增强局部形成铜矿体。岩体之外0~3公里是放射状分布的脉状金矿组成的外环带,这种空间上的规律性分布形式是岩体与成矿相互联系的最直观反映。
4矿床地质特征
在金厂沟梁矿区总面积7平方公里范围内,已发现70余条金矿脉,以北东向头道沟正断层为界将矿区分割为东、西两个矿区。断层西侧称金厂沟梁金矿西矿区,面积3.26平方千米,已发现矿脉37条,为金厂沟梁矿区的主体部分;东侧称东矿区,面积3.74平方公里,已发现矿脉33条,地质勘查程度和开发程度相对滞后一步。
西矿区工业矿脉最为密集,以集群型式密集分布,经探明具有工业价值的矿脉37条,累计查明资源储量(金属量)36907公斤,达到了大型矿床规模。矿区内的主要工业矿脉有15、35、26、15-4、15-3、57-1、36、39、56、8号脉10条,总资源储量为26711公斤,占累计查明资源储量的72%。单脉一般长300~600米,平均厚度0.24~0.64米,延深400~700米不等。
矿脉严格受北西向和南北向断裂或裂隙控制,具有走向上稳定和向下延深较大的特点。多数为形态简单、薄而陡的脉状,贯通构造的矿脉为富硫化物的绿泥石化、绢云母化蚀变岩和断续分布的石英脉,矿脉与围岩有清楚的分界。随构造的变化经常出现分枝复合、膨胀收缩、舒缓波状弯曲,尖灭再现、尖灭侧现等形态变化。而矿脉分枝复合是金富集最佳位置。按矿脉的组合形式分分支脉型、单脉型及复合脉型三种:分支型矿脉 以26号脉为典型,主脉延长千米,其两侧有若干条支脉,支脉与主脉夹角10—30度,一般长数十至数百米,并能构成独立的工业矿体。
单脉型矿脉有15、35等矿脉,一般属形态简单的脉状矿体,沿走向、倾向均呈舒缓波状,连续性较好,规模较大。
复合型矿脉以56、57号脉带为代表,一般在主脉上下盘有间距不等、近于平行的多条矿脉或矿化蚀变带组成复脉群。
由于容矿构造为长期地质作用下的产物,因此造成了该矿区矿脉产状多变并相互交叉切割的特点,按矿脉的走向方位分组可分为南北向、北西向和北东向三组矿脉。其中北西向走向方位垮度较大,290~340°之间。南北向矿脉走向340~20°之间。矿脉以向东或向北东方向倾斜为主,局部地段反倾,倾角均在70°以上,属陡立矿脉。其中南北向产状较陡,北西向产状较缓。
5成矿规律及找矿方向
矿床主要控矿因素有三个方面:
第一,与成矿关系密切的构造是燕山晚期岩浆重叠侵位产生的弯状构造和放射状、环状裂隙系统。控制矿脉的构造一般为低序次的断裂,总体呈一向北西散开、向东南收敛的扇形,具多次活动的压扭性特征.规模较大的开放性构造带(如北西向金厂沟隐伏断层、北东向头道沟断层、东西向小东沟断层)多属于导矿构造,后期又多被成矿后脉岩充填。
第二,对面沟复式花岗闪长岩为金矿化提供了物源和热源,成岩与成矿具有时间上的连续性,成矿岩体形成于121.5-126.Ma,矿脉赋存在岩体边部及其外侧的各类岩石或地层中,后期被下白坐系火山岩覆盖,并被其派生脉岩黑云粗安岩、石英斑岩(石英斑岩测年资料为72. Na)所截断,有理由认为成矿作用属于燕山晚期岩浆演化晚阶段的产物。金矿脉的分布以复式岩体为中心,岩体之外1-3公里呈放射状分布,空间上的分带性直观反映了成矿作用与岩体的联系。岩体与矿石的物质成分具有明显的亲缘性,燕山晚期中细粒花岗闪长岩中微金含量为9-25ppb,比其它岩类明显偏高;稀土总量、轻重稀土均呈递减趋势,具有相似的配分曲线。
第三,建平群变质岩富铁镁质,微金含量相对较高,平均为24. 6ppb,最高达120ppb,在矿液运移过程活化萃取了围岩中高丰度值的矿质元素,使之进一步富集成矿。该矿田中金厂沟梁金矿床赋矿围岩为片麻岩,探明矿床规模达大型;二道沟金矿床赋矿围岩为侏罗系火山岩,探明矿床规模为中型;郝杖子金矿床赋矿围岩为印度期斑状花岗岩,探明矿床规模为小型,显出了不同围岩条件矿床规模存在的差异。
金矿化的富集规律在本矿田也较明显,以成矿岩体为轴心由内向外形成了Cu、 Mo、Au→Au、Cu、Pb、Zn、Ag→Au、Ag、Pb、Zn的元素分带趋向,金元素集中于岩体外1-3公里范围内,再向外矿化逐渐消失。垂直方向上矿脉自下而上有Cu、Ni、Co→Au、Cu、Pb、Zn→As、Hg、Bi、Ag、Sb的元素分带变化,表现为由尾晕的高温至头晕的低温组合变化。矿脉延伸可划分为“深延型”和“浅延型”两类,主要矿脉(多数为南北向)具一定延深,最大延深500~800米,属“深延型”矿脉;次要矿脉及分支矿脉一般延深小于300米,属“浅延型”矿脉。金矿化总的变化趋势是浅部(标高600米以上)相对较贫;中部(标高600~300米)为金的富集矿段,这个区段内集中了矿区的主要矿量;深部(标高300米以下)金矿化明显锐减或矿脉变薄乃至尖灭。
从成矿物化条件分析,成矿温度140℃~400℃之间,平均温度为1700℃~3000℃间,显示了中温偏高的特征。成矿压力P=786×10-5Pa,成矿深度约2.6公里。成矿液体的盐度较低,为3.8Wt%NaCl当量,流体密度为0.77g/cm3,溶液的Ph值为5.49~6.19, Eh值为-0. 56~0. 63ev,氧逸度(f02)为10-34~10-38。稳定同位素组成:石英的δ18O为+12.4~14.3‰.,均值为+13.2‰,代表了成矿流体早期和主成矿期的同位素组成;方解石的δ18O为+7.33~9. 27‰,均值为+8.02‰,代表了流体晚阶段的同位素组成。直接测定石英色厚体中水的氢同位素(δD)值为一54~101.96‰,基本为岩浆水范围,但比一般岩浆水贫氖。矿脉中方解石碳同位素δ13C为-3.18~+4.18‰,均值为-3.8‰。32件黄铁矿的硫同位素δ34S值为-5.0~+1.1‰;对方铅矿、黄铁矿测定铅同位素组成:206Pb/204Pb为16.84~27.395,207Pb/204Pb为15.272~15.681,208Pb/204Pb为36.768~37.428,在铅的构造演化模式图上大部分位于上地慢演化曲线附近,表明铅来源深:少部分位于上地壳和造山带演化曲线附近,表明铅来源浅。矿床成因类型为热液脉状矿床,主成矿期K-Ar法年龄为141.7~135.36Ma,晚期金-锑矿脉K-Ar法年龄121.5~72.7Ma。
从深部勘查成果分析,金厂沟梁金矿西矿区主要矿脉的控矿构造裂隙向深部延伸稳定,厚度变化不大,但矿化急剧变贫,在标高+200米~-200米区段南北向矿脉(15、35、36、39号等)平均品位仅4.77 g/t,北西向矿脉(15-4、15-9、 26、56、57-1、8号等)平均品位仅6.77g/t,分别为+200米以上矿段平均品位的30%或50%:在一200米以下区段矿化更弱,多数钻孔见矿不够工业要求,仅少数矿脉(如39、56号)向深部仍有一定延续,且矿脉向南东向收敛端又被沿头道沟断层侵入的黑云粗安岩截断,因此进一步开展深部找矿存在很大的局限性。金厂沟梁金矿东矿区因断层抬升遭受一定剥蚀,但并未被剥蚀殆尽,目前矿山勘查、开采的深度在标高+500米以上,其成矿地质条件和矿化特征基本与西矿区相似,据大比例尺综合信息成矿预测,仍具有良好的找矿前景。东矿区处于对面沟侵入杂岩体上盘的平缓港湾处,于港湾边缘密集分布着17条矿脉,这些矿脉所处位置与西矿区规模较大的15、35号矿脉相似,可以认为金厂沟梁金矿东矿区进行深部找矿具有较好的前景。
参考文献:
【1】中国矿床发现史(内蒙古卷),北京,地质出版社,1996年.
【2】邵和明、张履桥等,内蒙古自治区主要成矿区(带)和成矿系列,内蒙古地质矿产勘查开发局,2002年.
【3】王建平、刘永山、董法先等,内蒙古金厂沟梁金矿构造控矿分析,北京,地质出版社,1992年12月.