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赤峰南部石英脉型和蚀变岩型金矿综合信息找矿模型研究
摘 要:赤峰南部金矿位于大地构造位置上位于华北地台与内蒙地槽两个构造单元的结合部位,在空间上具有北东和东西等距分布的特点,构成了柴胡栏子-莲花山、安家营子、金厂沟梁、撰山子等多个矿集区或矿田。金矿化类型以石英脉型和蚀变岩型为主,其次为隐爆角砾岩型和斑岩型。通过对区内主要矿化类型开展系统研究和结合前人研究成果,总结综合信息找矿模型,认为区内太古代变质岩为金的成矿提供了最初的金矿源;中生代花岗质侵入岩,为金矿的形成提供了热源及热液;金矿脉均受多阶段活动的断裂构造控制,其中中生代隆断带与坳断带接触并靠近隆断带一侧内所产生的次级断裂是金矿体的较好的赋矿空间;黄铁矿化、硅化和绢云母化与金成矿关系最为密切,是重要的找矿标志。此外,地球化学以Au异常位于矿化为中心,W、Mo等异常位于矿化外围,是重要的找矿标志;地球物理等解译出的隐伏花岗质侵入体、隐爆角砾岩、线性构造等,也作为重要间接找矿标志。
关键词:赤峰南部;金矿床;矿化类型;综合信息找矿模型
赤峰南部金矿其东南与辽宁省朝阳市接壤,西南与河北省承德地区交界,地理坐标为:北纬41°20′—42°10′和东经118°00′—120°30′。该地区分布有一系列大中型-小型金多金属矿床(点)。其中,代表性大中型金矿床有柴胡栏子金矿、莲花山金矿、红花沟金矿、金厂沟梁金矿、安家营子金矿等,此外还分布有许多小型金矿床(点),典型矿床有东风金矿、热水金矿、索虎沟金矿以及奈林沟金矿等,是我国华北地台北缘重要的金产区之一,具有优越的金矿成矿条件与找矿潜力。
本文在详尽的野外地质调查基础上,结合近年国内科研成果,分析总结该地区的矿化类型,并建立相应的地质、矿产、物探、化探、遥感等综合信息找矿模型,以期为实现该地区找矿突破提供基础支撑。
1 区域地质
研究区在大地构造位置上位于华北地台与内蒙地槽两个构造单元的结合部位,以赤峰—开源断裂为分界线(雷万杉,2009)。由于其特殊的构造位置,自太古代以来,构造、岩浆活动频发,引起了研究区内多期次的金成矿作用。
区内太古界建平群地层主要分布在赤峰-开源断裂以南,岩性以斜长角闪岩、石墨片麻岩、云母石英片岩、云母片岩、变质砂岩、石英岩、变粒岩及大理岩为主,其铁、金、铜的含矿性较好,元素的丰度较高。上古生界石炭系—二叠系地层主要分布于赤峰开源断裂北部的撰山子和赤峰市北部,岩性以砂岩、板岩为主。中生界侏罗-白垩系地层广泛分布于燕山各中生代盆地内,由多层中酸性火山岩及多层砂砾岩组成。
区域岩浆活动受构造运动控制比较明显,具有多期次特征,在空间的分布上具有明显的与构造运动一致的分带性。以燕山期和华力西期的酸性和中酸性侵入岩为主,总体呈东西向和北东向分布。
区域主要呈现出近东西向、北东向的构造格局。近东西向的赤峰-开源深大断裂控制了断裂两侧东西向一系列的金矿床(点)的分布;北东—北北东向断裂构造形成时间大都晚于近东西向断裂构造,主要形成于中生代,但是对构造—岩浆带及成矿带起着明显的控制作用。此外,近东西和北东向构造将区域内中生代地块被切割成若干块体,形成了总体呈北东向延伸的隆断带和拗断带,并以堑垒相间的形式展布。自西向东依次为:铭山隆断带、锡伯河拗断带、马鞍山隆断带、老哈河坳断带、努鲁尔虎山隆断带(雷万杉,2009)。其中,隆断带与坳断带接触且靠近隆断带一侧所产生的次级断裂是较好的金矿赋矿位置,在空间上形成了北东和东西等距分布的金矿床(田),如铭山隆断带内自西南至北东依次为索虎沟金矿、柴胡栏子-莲花山矿田、解放营子-喇嘛山金矿。
2 区域地球化学特征
赤峰南部区域Au地球化学异常主要分布于红花沟-柴胡栏子金成矿区、安家营子金成矿区、撰山子金矿田、东风-热水金矿田等地。Ag的地球化学异常分布与Au具有较大的差别,Ag异常强度小于Au异常强度,已知金矿床分布区没有明显的Ag异常;Cu、Pb、Zn及W元素区域地球化学异常在该地区不发育,主要分布于赤峰市中部及北部,W异常在敖汉旗北部白土营子一带较为发育;Mo元素区域地球化学异常车户沟矿区、石人沟金矿区等地较为发育,其它地区异常不明显。
研究发现赤峰南部区域Au地球化学分布与太古界变质岩地层分布范围基本一致,柴胡栏子-红花沟矿田以北西向Au异常为主,外围以Cu、Ag、Mo组合异常为主;安家营子矿田和东风、热水均以Au组合异常为主,外围以W、Cu、Mo组合异常为主;撰山子金矿床以Au组合异常为主,外围以Cu、Ag、W、Mo组合异常为主。
3 区域矿化类型
根据区内金矿特征,区内金矿化类型可分为四类:石英脉型、蚀变岩型、隐爆角砾岩型及斑岩型,其中石英脉型和蚀变岩型为主要的矿化类型。
3.1 石英脉型
石英脉型金矿化是赤峰南部金矿床的主要类型之一,产于不同围岩(如片麻岩、花岗岩及火山岩)。受区域断裂的次级断裂控制,以NW向为主构造为主,并具有多阶段活动特点。矿脉主要呈脉状和透镜状产出;金属矿物组合主要为黄铁矿、黄铜矿等;围岩蚀变主 要为硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化,且具有明显带状分布,分布于矿脉两侧,蚀变带宽度一般小于2米。具有多期热液矿化蚀变,金矿化主要发生于金多金属硫化物阶段。
3.2 蚀变岩型
蚀变岩型金矿是赤峰南部地区金矿床的另一重要类型,主要产于新太古代建平群地层中。主要受NW、NE断裂构造控制,构造具有多期活动特点。矿脉主要呈脉状产出。金属矿物组合主要为黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿等;围岩蚀变为硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。常与石英脉型金矿化共生,具明显的多阶段成矿,金矿化主要发生于金多金属硫化物阶段。
3.3 隐爆角砾岩型
该类型区内少见,以陈家杖子金矿床为代表,其主要特征为:矿体均赋存于灰白色隐爆含角砾岩屑晶屑凝灰岩及隐爆角砾凝灰岩的构造裂隙中,硅化较强。矿体与围岩呈渐变关系,受裂隙控制。容矿裂隙具有多组、多方向特点,常有多组裂隙在同一地段出现,构成网状裂隙系统,以北东走向最多,倾角一般40°-60°,延长1-2米即自行尖灭。裂隙中常充填黄铁矿等构成的硫化物细脉。金属矿物主要为黄铁矿、毒砂、闪锌矿等。围岩蚀变类型以绢云母化-冰长石化为主,具有空间分带性,从隐爆角砾岩体中心向外依次为绢云母化+冰长石化和硅化带、绢云母化带+碳酸盐化带和弱硅化、青磐岩化,其中角砾岩体的中间部位金矿化最发育。
3.4 斑岩型
目前区内斑岩型金矿床只发现了峰水山金矿床(原毛头山),矿地质人员认为其为层控金矿床。根据地表采坑所展示的矿化与蚀变现象及其分布特点,初步认为其很可能为斑岩型矿床,具体表现为:矿脉产于含碳岩系-红柱石炭质板岩中,由网脉型矿石组成,具有典型的面状蚀变-硅化+泥化面状蚀变;矿体主要呈由石英-硫化物细脉、网脉状产出,具有低品位和分布不均匀的特征,同时整个矿化露头呈面状分布,还发育硅化、高岭土化、绢云母化等蚀变现象,从宏观来看与典型的斑岩型矿化具有相似的特点。
4 综合信息找矿模型
本文从地质、矿产、物探、化探、遥感等方面找矿标志共同构成了赤峰南部地区金矿综合找矿模型,作为模型中的预测要素。
4.1 地质标志
地层标志:新太古代变质岩是区内主要的含矿岩系,为成矿提供了最初的金矿源。华北地台北缘(开源断裂以南)有利的成矿地层以太古代变质岩地层为主导,其次是侏罗-白垩系的火山岩系(如陈家杖子、二道沟金矿床);内蒙地槽南缘(开源断裂以北)的有利成矿地层为二叠系(或三叠系)结晶灰岩地层为主(如撰山子金矿床)。
岩浆岩标志:研究区内岩浆岩发育,与成矿关系最为密切的主要为中生代花岗质侵入岩,其与新太古代变质岩内接触带、外接触带及围岩部分均有已发现金矿床(点),故中生代岩浆岩为金矿的形成提供了热源及热液。此外,岩体内部断裂及外接触带常发育金多金属矿化,是有利地段;石英脉亦是寻找金多金属矿的重要线索。
构造标志:金矿有利部位主要分布于中生代隆断带内,仅有少数分布在邻近隆断带的外围,如柴胡栏子-红花沟金矿田位于铭山隆断带,安家营子、陈家杖子、热水金矿田位于马鞍山隆断带,金厂沟梁-二道沟金矿田位于努鲁尔虎山隆断带。此外,区域性断裂派生的次级构造为容矿构造,矿化体常赋存于北东向、北西向、近南北向断裂或裂隙中。断裂面的产状变化部位,断裂交汇部位往往为Au富集的部位。
4.2 野外地质标志
围岩蚀变标志:黄铁矿化、硅化和绢云母化与金成矿关系最为密切,是重要的找矿标志。
矿点、矿化标志:已发现金矿床(点)是最直接的找矿标志,已知金矿外围及深部往往是找矿攻坚的重点部位,因此对于指导未知找矿具有明显指示意义。
露头标志:地表见到黄铁矿化、褐铁矿化、方铅矿、闪锌矿、孔雀石等金属矿化,是寻找多金属矿的最直接标志。其中,黄铁矿是研究区重要的载金矿物,其次为黄铜矿,闪锌矿、方铅矿等硫化物,因此矿石中金属矿物除了自然金,还应包括黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿,同时细粒或他形的黄铁矿成矿阶段是金的主要富集阶段。此外,灰白色的他形石英是石英脉型金矿重要载金矿物。
4.3 地球物理和化学标志
地球物理标志:通过重力、航磁、电法等解译出的隐伏花岗质侵入体、隐爆角砾岩、线性构造和异常梯度带、低异常中的中高异常、高异常中的低异常,也作为重要的找矿标志。此外,遥感影像解译图上显示环形构造、线性构造、铁染和羟基蚀变发育,为隐伏岩体、隐爆角砾岩、断裂构造、矿化蚀变等的反映,是找矿的间接标志。
地球化学标志:研究区已知金矿床(点)大多数与1/20万、1/5万等水系沉积物(土壤地球化学)中以Au、Ag、Cu、Pb等具Au浓集中心或Au、Ag、Cu、Hg等元素组合的化探异常吻合较好(外围为W、Mo),异常具有面积大、峰值高和分带明显特征,是重要的找矿标志。金重砂异常往往与相关的水系沉积物异常相伴出现,且金重砂异常周围多为铜铅金属量异常,是区内找矿的较好地段。
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