李良辭,呂和建,張才森,敬曉晏,張?jiān)泼?/p>
1.四川本分礦業(yè)公司,四川 成都 610041;2.四川里伍銅業(yè)公司,四川 九龍 626201
四川若爾蓋阿西金礦床地質(zhì)特征及成因淺析
李良辭1,呂和建2,張才森2,敬曉晏2,張?jiān)泼?
1.四川本分礦業(yè)公司,四川 成都 610041;2.四川里伍銅業(yè)公司,四川 九龍 626201
通過對阿西金礦床地質(zhì)特征、成礦條件和礦床成因的研究,認(rèn)為阿西金礦床產(chǎn)于中三疊統(tǒng)扎尕山組第三、四段的碎屑巖和碳酸鹽巖中,賦存于閃長巖體的內(nèi)、外接觸帶,受NW向斷裂帶控制。金礦(化)帶的形成與閃長巖體有密切關(guān)系,產(chǎn)于巖體外接觸帶圍巖構(gòu)造破碎帶中的金礦體是阿西金礦最重要的礦體。礦體形態(tài)為脈狀、似層狀及透鏡狀,礦體厚度及品位變化不大,礦化相對均勻。金礦化與硅化、碳酸鹽化、黃銅礦化、黃鐵礦化關(guān)系密切。中酸性巖漿活動(dòng)與斷裂構(gòu)造是礦床形成的先決條件。其礦床成因?yàn)閹r漿及(期后)熱液改造型礦床。
阿西金礦床;地質(zhì)特征;礦床成因
阿西金礦床位于四川省阿壩州若爾蓋縣縣城NE35°方向約20 km處,屬草地阿西鄉(xiāng)管轄。中國黃金集團(tuán)公司2007年1月收購四川通用投資有限公司阿西金礦后,為了減少礦山開發(fā)風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)考慮今后礦山發(fā)展的需要,決定繼續(xù)對礦區(qū)開展地質(zhì)詳查,本文是其部分研究成果。本文重點(diǎn)闡述阿西金礦床的地質(zhì)特征,對礦床成因進(jìn)行了探討,這對該地區(qū)今后礦產(chǎn)開發(fā)、地質(zhì)找礦以及成礦預(yù)測等工作的深入開展具有重要的指示意義。
阿西金礦區(qū)位于揚(yáng)子、印度、華北三大板塊會聚所形成的獨(dú)特的“倒三角形”構(gòu)造區(qū)域內(nèi),系巴顏喀拉推覆造山帶與南秦嶺推覆造山帶的復(fù)合部位[1]。區(qū)域內(nèi)出露地層較全,包括震旦系至新近系。其中寒武系太陽頂群、下志留統(tǒng)硅泥巖建造、下泥盆統(tǒng)、上石炭統(tǒng)和三疊系下統(tǒng)的白云巖為主要的金礦源層和主要賦礦層位。
區(qū)域自印支期以來,由于揚(yáng)子板塊向北往華北板塊下俯沖、向西往羌塘—昌都陸塊下俯沖,造就了規(guī)模宏偉的松潘—甘孜造山帶和秦嶺造山帶,并隨由北往南的滑脫—推覆造山作用,形成了南秦嶺緯向推覆造山帶疊置于巴顏喀拉推覆造山帶之上的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格局。喜山早期拉張,形成陸內(nèi)斷陷盆地沉積,晚期轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓性質(zhì),并由西往東推覆。
晚近期則為正向剝離滑脫,其西側(cè)巖塊下降演化為大型陸內(nèi)斷陷盆地。主要褶皺構(gòu)造為降扎復(fù)背斜,主要斷裂構(gòu)造為瑪曲—略陽斷裂帶和阿西—龍日壩(哲波)斷裂。
印支期和燕山期中酸性巖漿活動(dòng)頻繁,不僅提供了熱源,而且提供了部分成礦物質(zhì)來源。伴隨中酸性巖漿活動(dòng)的構(gòu)造-巖漿熱液運(yùn)移過程中不斷吸取或萃取地層內(nèi)成礦物質(zhì),使地層中金活化遷移,在斷裂破碎帶、巖體內(nèi)外接觸帶、蝕變帶等有利部位富集成礦[2]。
礦區(qū)出露的地層除第四系外,皆為三疊系中統(tǒng)扎尕山組濁流相碎屑巖及碳酸鹽巖建造。區(qū)內(nèi)僅出露第三到第六的4個(gè)巖性段:扎尕山組第三段(T2zg3)、扎尕山組第四段(T2zg4)扎尕山組第五段(T2zg5)、扎尕山組第六段(T2zg6)(見圖1),賦礦地層主要為中三疊統(tǒng)扎尕山組第三、四段(T2zg4)。第三段(T2zg3)巖性以灰色、灰綠色薄至中厚層變質(zhì)中至細(xì)粒石英雜砂巖、鈣質(zhì)石英砂巖、泥質(zhì)石英粉砂巖為主夾少量長石石英砂巖、粉砂質(zhì)板巖、絹云板巖和粉晶白云質(zhì)灰?guī)r;第四段(T2zg4)巖性以薄板狀泥晶灰?guī)r與板巖及砂質(zhì)粉砂巖的韻律互層為特征,夾少量中至厚層狀粉晶灰?guī)r、礫屑灰?guī)r;第五段(T2zg5)巖性為黃灰色、綠灰色薄至中厚層變質(zhì)中至細(xì)粒(鈣質(zhì))石英砂巖、石英雜砂巖、巖屑石英砂巖與鈣質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)板巖不等厚韻律互層,夾少量灰色薄層含粉砂微晶至粉晶灰?guī)r;第六段巖性(T2zg6)為灰色、黃灰色薄層泥晶灰?guī)r與灰至深灰色絹云板巖互層,夾少量淺灰色、黃灰色薄層粉砂巖,偶見礫屑灰?guī)r、鮞?;?guī)r。
圖1 阿西金礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig. 1 Geological sketch map of Axi gold mining area
礦區(qū)內(nèi)的褶皺構(gòu)造為達(dá)果構(gòu)造-巖漿帶和薩納隆斷褶帶的組成部分,主要有科隆破背斜、求讓破向斜和熱爾木復(fù)背斜??坡∑票承本砣氲貙訛樵厣浇M第三段(T2zg3),軸面傾向NW、NNW,傾角8°~15°;求讓破向斜卷入地層為扎尕山組第三至五段地層,軸面近于直立;熱爾木復(fù)背斜卷入地層為扎尕山組第三至五段地層,軸面近于直立。礦區(qū)斷裂構(gòu)造最發(fā)育的有北西向和北東向兩組:北西向斷裂見有斷層角礫巖、碳化斷層泥、節(jié)理破碎帶、牽引褶皺,被北東向斷裂切割、破壞,具多期活動(dòng)特點(diǎn),逆斷層,為成礦前期或成礦期斷裂;北東向斷裂斷層走向NE,傾向NW,傾角30°,寬3~10 m,見斷層角礫巖、脈石英透鏡體,節(jié)理發(fā)育,巖石破碎,切割巖體、礦體,具右行走滑特征,為成礦后斷裂(見圖2)。
礦區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育,主要為晚印支—燕山期的中酸性巖體,以淺成相巖株?duì)罴俺瑴\成相巖脈產(chǎn)出。規(guī)模較大的有達(dá)果巖體和求讓巖體。它們的共同點(diǎn)是:巖體受NW向斷裂控制,長軸方向?yàn)镹W向,巖體侵位于中三疊統(tǒng)扎尕山地層,呈大致順層或微斜交地層的侵入接觸關(guān)系,巖體劃分為石英閃長巖和黑云母閃長巖兩個(gè)期次,巖體與圍巖均經(jīng)不同程度的蝕變作用。巖石微量元素分析表明,礦區(qū)總體具高Au、As、Sb、Bi、Ag、Cu、Pb、Hg、Ba、B、W、Sn、Be、Co,低Sr、Mn、Mo、Cr、Ni、Nb、Ti、Zr之特征。濃集值一般1.03~4.42,而As、Sb、Bi元素濃集值更高達(dá)35~60。預(yù)示礦區(qū)閃長巖與金礦化關(guān)系密切。
礦區(qū)變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用以及接觸變質(zhì)作用。區(qū)內(nèi)廣泛出露的三疊系地層均經(jīng)歷區(qū)域變質(zhì)作用,形成了低溫低壓區(qū)域變質(zhì)巖。主要的區(qū)域變質(zhì)巖包括變質(zhì)砂巖、結(jié)晶灰?guī)r及絹云母板巖等。動(dòng)力變質(zhì)作用比較局限,為斷裂的脆性剪切應(yīng)力作用形成的構(gòu)造角礫巖、碎裂巖及斷層泥。區(qū)內(nèi)接觸變質(zhì)作用包括由巖漿侵位圍巖產(chǎn)生熱液蝕變形成的角巖和接觸交代產(chǎn)生的矽卡巖兩種。熱接觸變質(zhì)巖在各脈巖接觸邊界普遍見及,新生變質(zhì)礦物主要為黑云母及絹云母,巖石類型基本上為一套黑云母角巖,當(dāng)脈巖與富鈣巖石接觸時(shí)即形成黑云母角巖,與砂巖接觸時(shí)即形成黑云母石英角巖,與泥質(zhì)巖接觸時(shí)即形成黑云絹云角巖。接觸交代變質(zhì)巖在本區(qū)見于求讓巖體邊緣,且多與黑云母角巖相伴出現(xiàn)。主要巖石類型有透輝石矽卡巖和鈣鋁榴石矽卡巖。
3.1 礦體特征
阿西金礦(化)帶和金礦體賦存于求讓閃長巖體的內(nèi)、外接觸帶,受NW向斷裂帶控制。目前已圈出金礦化帶3條,規(guī)模大小不等的金礦體6個(gè)(其中盲礦體1個(gè))。
Ⅰ號金礦(化)帶位于礦區(qū)北西部,靠少量探槽及土壤金次生暈圈定。礦帶在地表斷續(xù)分布長600 m左右,寬2~10 m,沿求讓巖體北東側(cè)呈NW向展布,伴有Cu、Fe礦化體。帶內(nèi)僅圈出金礦體2個(gè),出露長148~289 m,平均厚0.63~1.31 m,平均品位(2.03~2.70)×10-6。
Ⅱ號金礦化帶大致平行于Ⅰ號礦化帶,出露于求讓巖體南西側(cè),為礦區(qū)主要金礦帶。礦帶斷續(xù)延長960余米,寬10~100 m,帶內(nèi)或地表共圈出金礦體2個(gè),鉆孔控制延深大于400 m,礦區(qū)主礦體及主要工業(yè)儲量均分布于該帶中。該類金礦體按在巖體與圍巖中的產(chǎn)出部位,可分為產(chǎn)于巖體外及接觸帶中二類。
(1)產(chǎn)于巖體外接觸帶圍巖構(gòu)造破碎帶中的金礦體,主要Ⅱ1礦體。礦體呈脈狀產(chǎn)出,長約930 m,總體走向310°,傾向SW,傾角50°~75°,礦體延伸約300 m,礦體向深部變陡至80°以上近于直立,并局部出現(xiàn)反傾。礦體深部形態(tài)為似層豆莢狀,沿走向膨縮變化較顯著,并具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體最大厚度8.86 m,最小厚度0.93 m,平均2.48 m,平均品位12.78×10-6。含礦巖石主要為硅化強(qiáng)烈的變石英砂巖及交代(硅化)石英巖,有塊狀、條帶狀和角礫狀三種基本類型。由于礦體產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中,因此礦石總體較破碎,地表礦石氧化主要沿賦礦巖石的裂隙而進(jìn)行,褐鐵礦化非常明顯。礦體頂?shù)装鍨樽兪⑸皫r或大理巖,距巖體僅幾十厘米或直接作為其底板。
(2)產(chǎn)于巖體與圍巖接觸帶中的金礦體,主要Ⅱ5礦體。礦體形態(tài)受巖體侵入界面凹凸彎曲程度及圍巖產(chǎn)狀的雙重控制,多呈不規(guī)則囊狀、透鏡狀產(chǎn)出,長約870 m,總體走向310°,傾向SW,傾角60°~80°。礦體延伸約320 m,礦體向深部變陡至80°以上近于直立,并局部出現(xiàn)反傾。礦體深部形態(tài)為似層豆莢狀,沿走向膨縮變化較顯著,并具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體最大厚度9.12 m,最小厚度0.81 m,平均2.49 m,平均品位4.46× 10-6。屬厚度穩(wěn)定、品位均勻礦體類型。該類型金礦體的巖石類型復(fù)雜,地表以角礫狀交代石英巖和石英閃長巖的混合型礦石為主,深部則以矽卡巖型復(fù)成分角礫巖礦石為主。
Ⅲ號金礦(化)帶位于礦區(qū)南東部,在Ⅱ號礦帶東南延伸方向上,其間發(fā)育有F4左旋平移斷層,并有無礦地段相分隔。該帶由地表槽探和深部鉆探工程控制,地表圈出金礦體1個(gè),深部發(fā)現(xiàn)盲礦體1個(gè),地表礦體出露長180 m,厚0.81~1.94 m,金品位(1.47~1.86)×10-6。深部盲礦體受鉆孔控制,傾向延伸210 m,厚3.21~4.08 m,金品位(1.20~5.30)×10-6。
3.2 礦石特征
礦石中礦物成分簡單,金屬礦物主要為毒砂、黃鐵礦和輝銻礦3種,其金屬礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)很少,如閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、白鐵礦、輝鉬礦及雄黃等。 脈石礦物主要為石英和方解石,次為絹云母、簾石、石榴石、電氣石、鋯石、長石、重晶石,偶見磷灰石、榍石、白鎢礦等。金礦物主要為自然金、含銀自然金。
礦石中金礦物的粒度細(xì)小,其中微粒金質(zhì)量分?jǐn)?shù)61.74%,細(xì)粒金質(zhì)量分?jǐn)?shù)21.69%,中粒金質(zhì)量分?jǐn)?shù)14.29%,粗粒金質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.28%。
金礦物的賦存狀態(tài)以包裹金和粒間金為主,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為45.40%、35.85%。(其中脈石包裹質(zhì)量分?jǐn)?shù)16.84%,金屬礦物包裹占28.56%;脈石粒間15.85%,金屬礦物粒間8.76%,金屬礦物與脈石粒間11.24%),裂隙金質(zhì)量分?jǐn)?shù)18.75%。
礦石結(jié)構(gòu)主要有自形晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、連生結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、浸染狀他形粒狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌粒狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、假像結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、不規(guī)則浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。
3.3 圍巖蝕變特征
由于巖漿期后的氣—熱液作用,在內(nèi)外接觸帶產(chǎn)生與金礦關(guān)系較密切的蝕變作用及蝕變巖石。內(nèi)接觸帶中的閃長巖或黑云母閃長巖普遍發(fā)生綠簾石化、綠泥石化、高嶺土化及褐鐵礦化等。外接觸帶中的圍巖被富硅熱液產(chǎn)生交代作用形成強(qiáng)烈的硅化、碳酸鹽化蝕變,形成硅化、碳酸鹽化蝕變巖,如硅化灰?guī)r、硅化石英角巖、蝕變石英閃長巖等,其它還有絹云母化、黃銅礦化、黃鐵礦化蝕變巖等。這些蝕變巖中常伴有黃鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦及自然金等金屬礦化。
3.4 成礦期與成礦階段
阿西金礦的成礦具有多期迭加的特點(diǎn),可分為熱液期和表生期2期,以熱液期為主。
熱液期:據(jù)石英包裹體均一法測定結(jié)果,熱液期成礦溫度在133~239 ℃,屬中偏低溫?zé)嵋?。因此,金礦物多混入于黃鐵礦、毒砂、輝銻礦等礦物中,呈次顯微金。本期可進(jìn)一步劃分為兩個(gè)階段,但無明顯的多金屬礦化階段出現(xiàn)。
(1)金-毒砂-黃鐵礦-石英階段:以形成Fe-As-S系列和Au-Ag系列礦石為主,金粒一般細(xì)小。
(2)金-輝銻礦-方解石階段:以形成金、輝銻礦、方解石為主,金多為次顯微金,方解石大量出現(xiàn),標(biāo)志熱液期結(jié)束。
表生期:礦床氧化帶的氧化礦石中含有明金,可能是上述載金礦物經(jīng)表生改造,金聚積成較大顆粒的結(jié)果。
4.1 礦床形成條件
已知金礦體主要就位于侵入巖體接觸帶及其附近圍巖中,受迭加在巖體內(nèi)外接觸帶的斷裂與裂隙構(gòu)造破碎帶控制,賦存于有金屬硫化物所表征的受熱液作用的各種巖石中。金礦(化)體與中酸性巖體空間分布上總是表現(xiàn)為宏觀同域、形影相伴的依存關(guān)系,說明巖漿活動(dòng)與金礦化有著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系,是本區(qū)金礦成礦的先決條件。
阿西金礦區(qū)出露地層主要為中三疊統(tǒng)扎尕山組一套區(qū)域淺變質(zhì)巖系,其中第三、四巖性段為主要賦礦層位,受巖漿熱液作用影響,形成一套以矽卡巖、石英巖、長英角巖、大理巖為主的接觸交代變質(zhì)巖。
金礦化帶分布于NW向主干斷裂所夾持的斷塊內(nèi),本組斷裂具導(dǎo)礦、配礦的控制作用;已知礦體呈NW帶狀展布,次級北西向斷裂和與之大致平行的層間破碎帶為主要容礦構(gòu)造,控制了礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模,表明斷裂構(gòu)造是本區(qū)成礦的先決條件。已知的金礦體產(chǎn)于印支晚—燕山早期淺成相中酸性巖漿侵入巖接觸帶及附近圍巖中,二者表現(xiàn)為形影相隨的依存關(guān)系。巖漿侵位活動(dòng)不但為金礦提供了熱源及礦源,而且控制了礦床的空間產(chǎn)出部位。
4.2 成礦物質(zhì)來源
金礦現(xiàn)有研究程度不高,尚缺乏礦床形成機(jī)理方面的各類測試數(shù)據(jù),有關(guān)金源問題有如下初步看法∶
(1)初始金源。主要指沉積成巖期由陸源碎屑帶入的礦質(zhì)。本區(qū)在中—晚三疊世的特提期海槽演化階段,由秦嶺古陸及摩天嶺古陸為海槽提供大陸金源,以濁流形式搬運(yùn)到次深海盆形成初始(衍生)礦源層。經(jīng)測試,礦區(qū)出露地層含金豐度(6.46~7.00)×10-9。
(2)巖漿金源。若爾蓋地塊是從揚(yáng)子地臺西部解離出來的一個(gè)剛性地塊,其基底巖系與周邊出露的白依溝群、碧口群相似。由于泛揚(yáng)子型前(寒武)震旦紀(jì)基底巖系普通含幔源物質(zhì)的基性、中基性火山巖、細(xì)碧角斑巖而顯示含金豐度高被視為原始礦源層。印支—燕山期的巖漿活動(dòng),一方面除可從地殼深處攜帶部分金源外,并將原始礦源層中的金通過重熔、交代、同化混染作用形成富金侵入體,礦區(qū)范圍內(nèi)閃長巖含金豐度平均6.57×10-9(14件樣品)的事實(shí)已得到佐證[3]。另一方面是成巖期后的含金熱水溶液與地下熱水滲透和循環(huán)過程中,通過溶淋,滲濾亦大量攝取衍生礦源層中的金而形成含礦熱水溶液,并在有利構(gòu)造部位聚集成礦。
4.3 金礦床成因類型
礦床中上部以巖漿期后熱液形成的硅化石英巖金礦化為主,疊加改造早期形成的矽卡型銅金礦化之上,構(gòu)成了阿西金礦區(qū)特殊的礦床類型。其成礦作用經(jīng)歷了晚巖漿期、晚巖漿—熱液過渡期、巖漿期后熱液期等不同成礦期或成礦階段。由于金礦成礦作用的多期性和復(fù)雜性,故不排除由地下熱(鹵水)改造促成金礦工業(yè)富集的可能性。
因此阿西金礦成因類型為巖漿及(期后)熱液改造型礦床。
綜上所述,阿西金礦床的礦體主要賦存于三疊系碎屑巖、碳酸鹽巖建造中近NW向斷裂破碎帶與求讓閃長巖體兩側(cè)0~10 m范圍的接觸-交代變質(zhì)巖中,少數(shù)產(chǎn)在巖體內(nèi)接觸帶及捕虜體中。礦體空間產(chǎn)出與巖體宏觀同域一致,礦體受閃長巖外接觸帶蝕變巖石與NW向斷裂雙重控制。礦體形態(tài)為脈狀、似層狀及透鏡狀,礦體厚度及品位變化不大,礦化相對均勻。金礦化與硅化、碳酸鹽化、黃銅礦化、黃鐵礦化關(guān)系密切。礦化巖石主要為石英巖和硅化石英砂巖,次為矽卡巖化大理巖和石英閃長巖。中酸性巖漿侵位活動(dòng)不但為金礦提供了熱源及礦源,而且控制了礦床的空間產(chǎn)出部位,NW向斷裂提供了導(dǎo)礦、配礦以及容礦構(gòu)造。巖漿期后熱液疊加改造早期形成的矽卡型銅金礦化,構(gòu)成了阿西金礦區(qū)特殊的礦床類型-巖漿及(期后)熱液改造型礦床。
[1] 何 虹,文錦明. 四川若爾蓋阿西金礦巖石學(xué)及巖石地球化學(xué)特征[J]. 沉積與特提斯地質(zhì),2002,22(2):80-90.
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[3]白富正,石永堯,岳平安,等. 四川省若爾蓋縣阿西金礦區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告[R]. 2008.
Primary study on geological features and genesis of Axi gold deposit in
Ruoergai, Sichuan Province
LI Liang-ci1,LV He-jian2, ZHANG Cai-sen2, JING Xiao-yan2, ZHANG Yun-mi2
1. Benfen mining company of Sichuan Province, Chengdu 610041 Sichuan, China;
2. Liwu copper mining company of Sichuan Province, Jiulong 626201, Sichuan, China
based on study of Axi gold deposit geological features, ore-forming conditions and genesis, it is considered that the gold deposit occur in carbonate rock and fragmental rock of member No.3 and member No.4 Zhaga formation, middle Triassic series, namely∶ endocontact and exocontact of diorite body , which is controlled by NW strike fracture zone. Gold deposit mineralization belts have close relations with the diorite body, Axi gold ore body occur in the structural fracture zone of diorite body exocontact mainly. Orebody shape are veined, stratoid and phacoidal. Thickness and grade of ore body change little and mineralization is relatively homogeneous. Gold mineralization has relations with silicif cation, carbonation, chalcopyrite mineralization and pyritization Intermediate-acid magmatic activity and the fracture structure are the precondition of ore deposit formation. Genesis of deposit is magma and (post-igneous) hydrothermal replacement deposit.
Axi gold deposit; geological features; genesis of deposit
P618.51
:A
1001—2427(2013)01 - 26 -6
2012-12-22;
2013-02-25
李良辭(1968—),男,四川隆昌人,四川本分礦業(yè)公司工程師.