范志勇
[關鍵詞]金礦;地質特征;礦床成因;找礦前景;Sara Kreek
Sara Kreek工作區(qū)位于南美洲蘇里南共和國中東部布羅科蓬多湖南,區(qū)內淘金始于1879年,據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2014年,已開采出金金屬量近30 t,目前仍在大量開采中。Sara Kreek工作區(qū)位于南美洲圭亞拉地盾中段北緣綠巖帶中。組成巖石主要為遭受低級區(qū)域變質的中性火山巖和火山碎屑巖。是北蘇里南韌性剪切帶(NSSZ)的組成部分。迄今已發(fā)現(xiàn)的巖金礦(化)體及幾乎全部砂金和紅土型金礦淘金點均產(chǎn)出于該韌性剪切帶內。由于該礦區(qū)前期是為了采礦而不是找礦,所以思路不明確,對已有地質資料研究不夠全面,對成礦規(guī)律認識不夠深入等問題,本文總結了前人研究成果的基礎上結合野外觀察, 對該礦床的地質特征, 探討礦床成因類型, 提出了今后的找礦方向。
1. 區(qū)域地質概況
Sara Kreek工作區(qū)的大地構造位置處于南美洲圭亞拉地盾中段北緣,委內瑞拉-圭亞拉-蘇里南-法屬圭亞拉中央剪切帶(CGSZ)與由其派生的北蘇里南(次級)剪切帶(NSSZ)之間,且更靠近后者。中央剪切帶(CGSZ)呈NWW向延伸,北蘇里南(次級)剪切帶(NSSZ)自西向東由NWW 向轉為NNW 向【1-3】,SaraKreek礦區(qū)則正處于近轉折部位(圖1)。
2. 礦區(qū)地質特征
2.1 礦區(qū)地層
礦區(qū)地層為早元古代綠巖帶【4】,屬于亞馬遜造山旋回第一階段形成的中低變質火山巖系,以綠片巖相為主,部分為角閃巖相。主要有變質玄武巖、變質安山巖、變質輝長巖(蘇長巖)、超鎂鐵質雜巖、角閃巖;局部出現(xiàn)千枚巖、硅質巖、硅化灰?guī)r與石英巖。基本呈北-北西走向。
Sara Kreek礦區(qū)西南部為一套變質程度較高的混合巖化片麻巖及角閃巖,這套巖石以東是代表綠巖帶的Marowijne超群,主要屬于Paramaka組,是礦區(qū)出露面積最大的巖石地層。其西部更具鎂鐵質組分,為變玄武巖;向東轉變?yōu)橹行曰鹕綆r和長英質火山碎屑巖,表現(xiàn)為安山巖、變石英巖和千枚巖。且這套Para?maka組地層的年齡由西向東逐漸變年輕。
這些地層普遍含金,為砂金礦和巖金礦的形成奠定了基礎。這套綠巖層序復雜,在蘇里南、圭亞那和法屬圭亞那均發(fā)現(xiàn)了大型和特大型金礦。
2.2 礦區(qū)構造
礦區(qū)最重要的構造主要表現(xiàn)為一條大型韌性剪切帶,呈北北西向(345°±)斜貫全區(qū),是北蘇里南韌性剪切帶(NSSZ)的組成部分,區(qū)內寬5~6 km,兩側邊界均為斷裂。野外觀察,該帶組成巖石主要為安山巖類巖石-(變)安山巖、變安山質凝灰?guī)r,少量英安質凝灰?guī)r。目前已發(fā)現(xiàn)的巖金礦(化)均產(chǎn)于該帶內。
區(qū)內線性構造發(fā)育,主要有北北西向至北西向、近南北向、北東-北東東向及近東西向四組。
北北西向至北西向主要有F1、F2、F3、F4,其中F1、F2分別構成韌性剪切帶(東、西兩側界線),斜貫整個礦區(qū)。F1系由多條斷裂組成的一個斷裂帶,F(xiàn)1、F2、F4主要表現(xiàn)為高角度的壓扭性斷裂,且被輝綠巖墻充填。這些斷裂有的破碎蝕變強,形成破碎帶蝕變巖型金礦;有的則充填含金石英脈,形成石英脈型金礦床,故這些斷裂成為區(qū)內金礦的導礦與儲礦構造F1線性構造帶:該線性構造規(guī)模巨大,它呈北北西向縱貫全區(qū),是一條線性構造密集分布的斷裂帶,該斷裂帶可能為本區(qū)區(qū)域性的深大斷裂帶,結合其中的環(huán)狀構造分布來看是對金礦成礦極為有利的斷裂構造。
F2線性構造位于F1線性構造帶的西側,與F1線性構造平行,兩個斷裂構造為韌性剪切帶兩側斷裂,與礦區(qū)地質特征十分穩(wěn)合。
F3為F1斷裂帶的次級構造,F(xiàn)3斷裂性質不詳。
F4線性構造帶位于F1斷裂帶的東側,也與F1大致呈平行關系,與F1斷裂帶相類似,也是由一系列線性構造組成的線性構造帶,也是規(guī)模相對較大的斷裂帶。
除上述線性構造外,本區(qū)環(huán)狀構造極為發(fā)育,主要分布于F1斷裂帶上,F(xiàn)2斷裂也有一些環(huán)狀構造分布,特別是F1斷裂帶、F2斷裂與近東西向斷裂的交匯部位,環(huán)狀構造密集展布,特別是F1斷裂帶上,環(huán)狀構造呈串珠狀沿斷裂帶分布,說明這些環(huán)狀構造極大可能與沿斷裂帶上的火山-次火山活動有關。
2.3 礦區(qū)巖漿巖亞馬遜造山旋回的第二階段,導致中酸性巖漿以及各類脈巖大量侵入,主要發(fā)育有云英閃長巖體、長英質斑巖體、閃長巖脈、輝綠巖脈粗玄巖墻及石英脈等。本區(qū)侵入巖不太發(fā)育,已知一個英云閃長巖體(γδο)。
英云閃長巖體(γδο)出露于礦區(qū)東北角,在區(qū)域上呈大面積出露,礦區(qū)內出露面積為6 km2左右。巖石為灰綠色,中-粗粒斑狀結構,塊狀構造。主要礦物成分為斜長石(50%~70%)、角閃石(15%~25%)、石英(8%~20%),副礦物見有磁鐵礦、榍石等。巖石蝕變強烈,具綠泥石化、綠簾石化、硅化等。巖體侵入到綠巖帶中,在與綠巖的接觸帶中,使金活化、遷移、富集,與金礦床的形成關系密切。
2.4 圍巖蝕變
區(qū)內圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、次閃石化、黑云母化、鉀長石化、碳酸鹽化和黃鐵礦化。以硅化、黃鐵礦化蝕變最強,分布最廣,與成礦關系最密切。近地表褐鐵礦化廣泛發(fā)育,局部形成鐵帽。
硅化有兩種表現(xiàn)形式,一是呈脈狀充填于各類巖石中。單脈脈幅差別懸殊,脈寬0.1至數(shù)米,此類細脈往往以網(wǎng)脈狀形式出現(xiàn)而構成不同規(guī)模的脈帶。同時也有寬數(shù)厘米至數(shù)十厘米的石英脈,多以單脈出現(xiàn)(局部也可形成網(wǎng)脈),常見分支復合現(xiàn)象。脈幅較寬者,其延長一般也較大,最長可達100 m。硅化的另一種表現(xiàn)形式是圍巖硅質增加,巖石變硬,呈帶狀或團塊狀分布,硅化范圍0.5~5 m。硅化常伴有金屬硫化物產(chǎn)出,特別是硅質細脈密集發(fā)育時,金品位往往變高。因此,硅化與金礦化關系最密切。
黃鐵礦化:也有兩種形式:一是呈細狀、網(wǎng)脈或浸染狀分布;二是呈單晶(五角十二面體)或膠狀產(chǎn)出,伴有白鐵礦、磁黃鐵礦生成。黃鐵礦化具有多階段性,礦石中一般含黃鐵礦為5%~10%,少量脈體中含量更高。
2.5 地球物理異常特征
2.5.1 航磁異常特征
航磁測量成果將本區(qū)的宏觀地質特征和構造格架明顯地表現(xiàn)了出來(圖2)。高、中磁區(qū)大致與中基性火山巖(角閃巖、變玄武巖、變安山巖)對應,低磁異常(帶)基本與大的斷裂帶對應,尤其是(圖2)中的F1斷裂帶表現(xiàn)得最為清楚,礦區(qū)西部兩條基性巖脈帶也顯示得十分清楚,負磁區(qū)可能主要為中酸性巖體的反映。
2.5.2 重力異常特征
重力異常與航磁異常一樣,將本區(qū)的主體構造格架及大致界線表現(xiàn)得十分清楚,特別是3個脈巖帶和韌性剪切帶的大致范圍。在韌性剪切帶中,重力高和重力低多呈條帶狀相間出現(xiàn),條帶方向主要為北東向和北西向,少量近東西向,這與本區(qū)的次級斷裂的展布特征相一致。
3. 礦體地質
3.1 礦體特征
工作區(qū)內的礦體呈單脈、網(wǎng)脈、復脈狀,賦存在綠巖內的強擠壓和剪切片理化帶(糜棱巖帶)中,多金屬硫化物發(fā)育,以褐鐵礦化、黃鐵礦化為主,較黃銅礦化閃鋅礦化、方鉛礦化等次之;蝕變較發(fā)育,主要有硅化、鉀長石化、綠泥石化、絹云母化以及碳酸鹽化等。工作區(qū)內共圈出—條礦體,其中②號、⑧號、⑨號、⑩號礦體為區(qū)內主要礦體。具體敘述如下:
②號礦體:由7、0勘探線ZK704、ZK003、ZK004、ZK005、ZK006五個鉆孔控制,呈層狀板狀產(chǎn)出,礦體長300 m,厚度0.71~6.04 m,平均厚度1.09 m,Au品位1.09~7.29 g/t,礦體平均品位Au4.82 g/t,礦體傾向245°,傾角27°~65°,礦體控制最大延深230 m,礦體呈單脈、網(wǎng)脈、復脈形式產(chǎn)于綠巖內的強擠壓和剪切片理化帶(糜棱巖帶)中。
⑧號礦體:由4、3、0 三條勘探線上的ZK402、ZK304、ZK005、ZK006 四個鉆孔控制,呈層狀透鏡狀產(chǎn)出,礦體長300 m ,厚度0.79~4.83 m,平均厚度2.29 m, Au 品位1.02~3.42 g/t,礦體平均品位Au1.46 g/t,礦體傾向245°,傾角31°~35°,礦體控制最大延深163 m。礦體呈單脈、網(wǎng)脈、復脈形式產(chǎn)于綠巖內的強擠壓和剪切片理化帶(糜棱巖帶)中。
⑨號礦體:由本區(qū)3、0、8三條勘探線上的ZK305、ZK006、ZK007、ZK803、ZK804五個鉆孔控制,呈層狀透鏡狀產(chǎn)出,礦體長400 m ,厚度0.70~4.80 m,平均厚度2.07 m,Au 品位1.02~5.14 g/t,礦體平均品位Au2.95 g/t,礦體傾向245°,傾角29°~37°,礦體控制最大延深158.50 m,礦體呈單脈、網(wǎng)脈、復脈形式產(chǎn)于綠巖內的強擠壓和剪切片理化帶(糜棱巖帶)中,蝕變較發(fā)育,主要有硅化、鉀長石化、綠泥石化、絹云母化以及碳酸鹽化等。
⑩號礦體:由本區(qū)3、0、8三條勘探線上的ZK305、ZK006、ZK007、ZK008、ZK803、ZK804六個鉆孔控制,呈層狀透鏡狀產(chǎn)出,礦體長400 m ,厚度1.00~7.44 m,平均厚度2.66 m,Au品位1.40~3.14 g/t,礦體平均品位Au2.19 g/t,礦體傾向248°,傾角27°~37°,礦體控制最大延深271.00 m。礦體呈單脈、網(wǎng)脈、復脈形式產(chǎn)于綠巖內的強擠壓和剪切片理化帶(糜棱巖帶)中。
3.2 礦石質量
巖金礦礦石中,礦石礦物主要為自然金和銀金礦。其他金屬礦物主要有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦、輝鉬礦以及碲化物。脈石礦物主要為石英和碳酸鹽礦物,以及少量的綠泥石、綠簾石、鈉長石、白云母。碳酸鹽礦物為鐵白云石、方解石和菱鐵礦。工作區(qū)內金的存在形式主要是裂隙金,少量為包體金。礦石中黃鐵礦含量較高,一般在5%~10%。礦石結構以碎裂結構、粒狀結構、糜棱結構為主,少量為交代結構;礦石構造以脈狀構造、浸染狀構造、片理化構造為主,角礫狀構造、塊狀構造次之。
3.3 礦床成因
礦區(qū)金礦床主要為綠巖帶經(jīng)韌性剪切作用形成的,金礦體受斷裂構造和剪切帶控制,與硅質脈、多金屬硫化物脈關系十分密切。韌性剪切帶本身并沒有強烈礦化,含金礦脈多與其近垂直相交。即礦化產(chǎn)生于與剪切帶共軛的一組次級張性脈中【5-6】。在變形更強烈的地區(qū),褶皺翼和轉折端可能是金礦富集的潛力區(qū)。金礦化與各類巖體和脈巖也有一定關系(提供熱改造條件使金產(chǎn)生預富集),礦化礦脈主要為石英-碳酸鹽脈或網(wǎng)脈,產(chǎn)于變質沉積-火山綠巖帶,沿主要地殼斷裂有英云閃長巖巖體、巖株和閃長巖脈侵入。金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦和其他硫化物。故研究認為,本礦區(qū)礦床成因類型為變質-沉積綠巖型金礦。
3.4 找礦前景分析
結合礦床成因及以往地物工作,分析礦區(qū)的找礦前景:
(1)成礦地質背景有利。Sara Kreek礦區(qū)位于蘇里南中部,在工作區(qū)北部現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了羅色貝爾(Rosebel)、拿哨(Nassau)等一批特大型金礦【7】,中小型金礦則遍布花崗-綠巖區(qū),從區(qū)域成礦環(huán)境看,一、要有金源(層體),Sara Kreek礦區(qū)巖性為一套變質程度較高的混合巖化片麻巖及角閃巖,主要代表綠巖帶的Marowijne 超群。變質沉積-火山巖金含量較高;二、英云閃長巖體(γδο)侵入到綠巖帶中,在其與綠巖的接觸帶中,使金活化、遷移、富集,與金礦床的形成關系密切。故推斷本礦區(qū)具有較好的找礦前景。
(2)遙感解譯成果對礦體指導作用明顯。通過遙感解譯出的線形影像密集帶與區(qū)內兩條密集的金礦化帶吻合,線環(huán)構造交匯部位有金礦脈產(chǎn)出,為有利的控礦部位。其中F1、F2分別構成韌性剪切帶,東、西兩側界線,斜貫整個礦區(qū),F(xiàn)1斷裂帶、F2斷裂與近東西向斷裂的交匯部位,環(huán)狀構造密集展布,特別是F1斷裂帶上,環(huán)狀構造呈串珠狀沿斷裂帶分布,形成破碎帶蝕變巖型金礦;有的則充填含金石英脈,形成石英脈型金礦床,故這些斷裂成為區(qū)內金礦的導礦與儲礦構造。