四川若尔盖阿西金矿床地质特征及成因浅析

2013-04-12 09:25李良辞吕和建张才森敬晓晏张云米
吉林地质 2013年1期
关键词:阿西闪长岩热液

李良辞,吕和建,张才森,敬晓晏,张云米

1.四川本分矿业公司,四川 成都 610041;2.四川里伍铜业公司,四川 九龙 626201

四川若尔盖阿西金矿床地质特征及成因浅析

李良辞1,吕和建2,张才森2,敬晓晏2,张云米2

1.四川本分矿业公司,四川 成都 610041;2.四川里伍铜业公司,四川 九龙 626201

通过对阿西金矿床地质特征、成矿条件和矿床成因的研究,认为阿西金矿床产于中三叠统扎尕山组第三、四段的碎屑岩和碳酸盐岩中,赋存于闪长岩体的内、外接触带,受NW向断裂带控制。金矿(化)带的形成与闪长岩体有密切关系,产于岩体外接触带围岩构造破碎带中的金矿体是阿西金矿最重要的矿体。矿体形态为脉状、似层状及透镜状,矿体厚度及品位变化不大,矿化相对均匀。金矿化与硅化、碳酸盐化、黄铜矿化、黄铁矿化关系密切。中酸性岩浆活动与断裂构造是矿床形成的先决条件。其矿床成因为岩浆及(期后)热液改造型矿床。

阿西金矿床;地质特征;矿床成因

阿西金矿床位于四川省阿坝州若尔盖县县城NE35°方向约20 km处,属草地阿西乡管辖。中国黄金集团公司2007年1月收购四川通用投资有限公司阿西金矿后,为了减少矿山开发风险,同时考虑今后矿山发展的需要,决定继续对矿区开展地质详查,本文是其部分研究成果。本文重点阐述阿西金矿床的地质特征,对矿床成因进行了探讨,这对该地区今后矿产开发、地质找矿以及成矿预测等工作的深入开展具有重要的指示意义。

1 区域地质背景

阿西金矿区位于扬子、印度、华北三大板块会聚所形成的独特的“倒三角形”构造区域内,系巴颜喀拉推覆造山带与南秦岭推覆造山带的复合部位[1]。区域内出露地层较全,包括震旦系至新近系。其中寒武系太阳顶群、下志留统硅泥岩建造、下泥盆统、上石炭统和三叠系下统的白云岩为主要的金矿源层和主要赋矿层位。

区域自印支期以来,由于扬子板块向北往华北板块下俯冲、向西往羌塘—昌都陆块下俯冲,造就了规模宏伟的松潘—甘孜造山带和秦岭造山带,并随由北往南的滑脱—推覆造山作用,形成了南秦岭纬向推覆造山带叠置于巴颜喀拉推覆造山带之上的区域地质构造格局。喜山早期拉张,形成陆内断陷盆地沉积,晚期转变为挤压性质,并由西往东推覆。

晚近期则为正向剥离滑脱,其西侧岩块下降演化为大型陆内断陷盆地。主要褶皱构造为降扎复背斜,主要断裂构造为玛曲—略阳断裂带和阿西—龙日坝(哲波)断裂。

印支期和燕山期中酸性岩浆活动频繁,不仅提供了热源,而且提供了部分成矿物质来源。伴随中酸性岩浆活动的构造-岩浆热液运移过程中不断吸取或萃取地层内成矿物质,使地层中金活化迁移,在断裂破碎带、岩体内外接触带、蚀变带等有利部位富集成矿[2]。

2 矿区地质特征

矿区出露的地层除第四系外,皆为三叠系中统扎尕山组浊流相碎屑岩及碳酸盐岩建造。区内仅出露第三到第六的4个岩性段:扎尕山组第三段(T2zg3)、扎尕山组第四段(T2zg4)扎尕山组第五段(T2zg5)、扎尕山组第六段(T2zg6)(见图1),赋矿地层主要为中三叠统扎尕山组第三、四段(T2zg4)。第三段(T2zg3)岩性以灰色、灰绿色薄至中厚层变质中至细粒石英杂砂岩、钙质石英砂岩、泥质石英粉砂岩为主夹少量长石石英砂岩、粉砂质板岩、绢云板岩和粉晶白云质灰岩;第四段(T2zg4)岩性以薄板状泥晶灰岩与板岩及砂质粉砂岩的韵律互层为特征,夹少量中至厚层状粉晶灰岩、砾屑灰岩;第五段(T2zg5)岩性为黄灰色、绿灰色薄至中厚层变质中至细粒(钙质)石英砂岩、石英杂砂岩、岩屑石英砂岩与钙质粉砂岩及粉砂质板岩不等厚韵律互层,夹少量灰色薄层含粉砂微晶至粉晶灰岩;第六段岩性(T2zg6)为灰色、黄灰色薄层泥晶灰岩与灰至深灰色绢云板岩互层,夹少量浅灰色、黄灰色薄层粉砂岩,偶见砾屑灰岩、鲕粒灰岩。

图1 阿西金矿区地质略图Fig. 1 Geological sketch map of Axi gold mining area

矿区内的褶皱构造为达果构造-岩浆带和萨纳隆断褶带的组成部分,主要有科隆破背斜、求让破向斜和热尔木复背斜。科隆破背斜卷入地层为扎尕山组第三段(T2zg3),轴面倾向NW、NNW,倾角8°~15°;求让破向斜卷入地层为扎尕山组第三至五段地层,轴面近于直立;热尔木复背斜卷入地层为扎尕山组第三至五段地层,轴面近于直立。矿区断裂构造最发育的有北西向和北东向两组:北西向断裂见有断层角砾岩、碳化断层泥、节理破碎带、牵引褶皱,被北东向断裂切割、破坏,具多期活动特点,逆断层,为成矿前期或成矿期断裂;北东向断裂断层走向NE,倾向NW,倾角30°,宽3~10 m,见断层角砾岩、脉石英透镜体,节理发育,岩石破碎,切割岩体、矿体,具右行走滑特征,为成矿后断裂(见图2)。

矿区内岩浆岩较发育,主要为晚印支—燕山期的中酸性岩体,以浅成相岩株状及超浅成相岩脉产出。规模较大的有达果岩体和求让岩体。它们的共同点是:岩体受NW向断裂控制,长轴方向为NW向,岩体侵位于中三叠统扎尕山地层,呈大致顺层或微斜交地层的侵入接触关系,岩体划分为石英闪长岩和黑云母闪长岩两个期次,岩体与围岩均经不同程度的蚀变作用。岩石微量元素分析表明,矿区总体具高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。浓集值一般1.03~4.42,而As、Sb、Bi元素浓集值更高达35~60。预示矿区闪长岩与金矿化关系密切。

矿区变质作用主要表现为区域变质作用、动力变质作用以及接触变质作用。区内广泛出露的三叠系地层均经历区域变质作用,形成了低温低压区域变质岩。主要的区域变质岩包括变质砂岩、结晶灰岩及绢云母板岩等。动力变质作用比较局限,为断裂的脆性剪切应力作用形成的构造角砾岩、碎裂岩及断层泥。区内接触变质作用包括由岩浆侵位围岩产生热液蚀变形成的角岩和接触交代产生的矽卡岩两种。热接触变质岩在各脉岩接触边界普遍见及,新生变质矿物主要为黑云母及绢云母,岩石类型基本上为一套黑云母角岩,当脉岩与富钙岩石接触时即形成黑云母角岩,与砂岩接触时即形成黑云母石英角岩,与泥质岩接触时即形成黑云绢云角岩。接触交代变质岩在本区见于求让岩体边缘,且多与黑云母角岩相伴出现。主要岩石类型有透辉石矽卡岩和钙铝榴石矽卡岩。

3 矿床地质特证

3.1 矿体特征

阿西金矿(化)带和金矿体赋存于求让闪长岩体的内、外接触带,受NW向断裂带控制。目前已圈出金矿化带3条,规模大小不等的金矿体6个(其中盲矿体1个)。

Ⅰ号金矿(化)带位于矿区北西部,靠少量探槽及土壤金次生晕圈定。矿带在地表断续分布长600 m左右,宽2~10 m,沿求让岩体北东侧呈NW向展布,伴有Cu、Fe矿化体。带内仅圈出金矿体2个,出露长148~289 m,平均厚0.63~1.31 m,平均品位(2.03~2.70)×10-6。

Ⅱ号金矿化带大致平行于Ⅰ号矿化带,出露于求让岩体南西侧,为矿区主要金矿带。矿带断续延长960余米,宽10~100 m,带内或地表共圈出金矿体2个,钻孔控制延深大于400 m,矿区主矿体及主要工业储量均分布于该带中。该类金矿体按在岩体与围岩中的产出部位,可分为产于岩体外及接触带中二类。

(1)产于岩体外接触带围岩构造破碎带中的金矿体,主要Ⅱ1矿体。矿体呈脉状产出,长约930 m,总体走向310°,倾向SW,倾角50°~75°,矿体延伸约300 m,矿体向深部变陡至80°以上近于直立,并局部出现反倾。矿体深部形态为似层豆荚状,沿走向膨缩变化较显著,并具分支复合现象。矿体最大厚度8.86 m,最小厚度0.93 m,平均2.48 m,平均品位12.78×10-6。含矿岩石主要为硅化强烈的变石英砂岩及交代(硅化)石英岩,有块状、条带状和角砾状三种基本类型。由于矿体产于构造破碎带中,因此矿石总体较破碎,地表矿石氧化主要沿赋矿岩石的裂隙而进行,褐铁矿化非常明显。矿体顶底板为变石英砂岩或大理岩,距岩体仅几十厘米或直接作为其底板。

(2)产于岩体与围岩接触带中的金矿体,主要Ⅱ5矿体。矿体形态受岩体侵入界面凹凸弯曲程度及围岩产状的双重控制,多呈不规则囊状、透镜状产出,长约870 m,总体走向310°,倾向SW,倾角60°~80°。矿体延伸约320 m,矿体向深部变陡至80°以上近于直立,并局部出现反倾。矿体深部形态为似层豆荚状,沿走向膨缩变化较显著,并具分支复合现象。矿体最大厚度9.12 m,最小厚度0.81 m,平均2.49 m,平均品位4.46× 10-6。属厚度稳定、品位均匀矿体类型。该类型金矿体的岩石类型复杂,地表以角砾状交代石英岩和石英闪长岩的混合型矿石为主,深部则以矽卡岩型复成分角砾岩矿石为主。

Ⅲ号金矿(化)带位于矿区南东部,在Ⅱ号矿带东南延伸方向上,其间发育有F4左旋平移断层,并有无矿地段相分隔。该带由地表槽探和深部钻探工程控制,地表圈出金矿体1个,深部发现盲矿体1个,地表矿体出露长180 m,厚0.81~1.94 m,金品位(1.47~1.86)×10-6。深部盲矿体受钻孔控制,倾向延伸210 m,厚3.21~4.08 m,金品位(1.20~5.30)×10-6。

3.2 矿石特征

矿石中矿物成分简单,金属矿物主要为毒砂、黄铁矿和辉锑矿3种,其金属矿物质量分数很少,如闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、白铁矿、辉钼矿及雄黄等。 脉石矿物主要为石英和方解石,次为绢云母、帘石、石榴石、电气石、锆石、长石、重晶石,偶见磷灰石、榍石、白钨矿等。金矿物主要为自然金、含银自然金。

矿石中金矿物的粒度细小,其中微粒金质量分数61.74%,细粒金质量分数21.69%,中粒金质量分数14.29%,粗粒金质量分数2.28%。

金矿物的赋存状态以包裹金和粒间金为主,质量分数分别为45.40%、35.85%。(其中脉石包裹质量分数16.84%,金属矿物包裹占28.56%;脉石粒间15.85%,金属矿物粒间8.76%,金属矿物与脉石粒间11.24%),裂隙金质量分数18.75%。

矿石结构主要有自形晶结构、包含结构、连生结构、他形晶结构、浸染状他形粒状结构、镶嵌粒状结构、压碎结构、胶状结构、假像结构等。矿石构造主要有浸染状构造、不规则浸染状构造、细脉构造、网脉状构造、蜂窝状构造、角砾状构造。

3.3 围岩蚀变特征

由于岩浆期后的气—热液作用,在内外接触带产生与金矿关系较密切的蚀变作用及蚀变岩石。内接触带中的闪长岩或黑云母闪长岩普遍发生绿帘石化、绿泥石化、高岭土化及褐铁矿化等。外接触带中的围岩被富硅热液产生交代作用形成强烈的硅化、碳酸盐化蚀变,形成硅化、碳酸盐化蚀变岩,如硅化灰岩、硅化石英角岩、蚀变石英闪长岩等,其它还有绢云母化、黄铜矿化、黄铁矿化蚀变岩等。这些蚀变岩中常伴有黄铁矿、赤铁矿、黄铜矿及自然金等金属矿化。

3.4 成矿期与成矿阶段

阿西金矿的成矿具有多期迭加的特点,可分为热液期和表生期2期,以热液期为主。

热液期:据石英包裹体均一法测定结果,热液期成矿温度在133~239 ℃,属中偏低温热液。因此,金矿物多混入于黄铁矿、毒砂、辉锑矿等矿物中,呈次显微金。本期可进一步划分为两个阶段,但无明显的多金属矿化阶段出现。

(1)金-毒砂-黄铁矿-石英阶段:以形成Fe-As-S系列和Au-Ag系列矿石为主,金粒一般细小。

(2)金-辉锑矿-方解石阶段:以形成金、辉锑矿、方解石为主,金多为次显微金,方解石大量出现,标志热液期结束。

表生期:矿床氧化带的氧化矿石中含有明金,可能是上述载金矿物经表生改造,金聚积成较大颗粒的结果。

4 矿床成因浅析

4.1 矿床形成条件

已知金矿体主要就位于侵入岩体接触带及其附近围岩中,受迭加在岩体内外接触带的断裂与裂隙构造破碎带控制,赋存于有金属硫化物所表征的受热液作用的各种岩石中。金矿(化)体与中酸性岩体空间分布上总是表现为宏观同域、形影相伴的依存关系,说明岩浆活动与金矿化有着不可分割的内在联系,是本区金矿成矿的先决条件。

阿西金矿区出露地层主要为中三叠统扎尕山组一套区域浅变质岩系,其中第三、四岩性段为主要赋矿层位,受岩浆热液作用影响,形成一套以矽卡岩、石英岩、长英角岩、大理岩为主的接触交代变质岩。

金矿化带分布于NW向主干断裂所夹持的断块内,本组断裂具导矿、配矿的控制作用;已知矿体呈NW带状展布,次级北西向断裂和与之大致平行的层间破碎带为主要容矿构造,控制了矿体的形态、产状及规模,表明断裂构造是本区成矿的先决条件。已知的金矿体产于印支晚—燕山早期浅成相中酸性岩浆侵入岩接触带及附近围岩中,二者表现为形影相随的依存关系。岩浆侵位活动不但为金矿提供了热源及矿源,而且控制了矿床的空间产出部位。

4.2 成矿物质来源

金矿现有研究程度不高,尚缺乏矿床形成机理方面的各类测试数据,有关金源问题有如下初步看法∶

(1)初始金源。主要指沉积成岩期由陆源碎屑带入的矿质。本区在中—晚三叠世的特提期海槽演化阶段,由秦岭古陆及摩天岭古陆为海槽提供大陆金源,以浊流形式搬运到次深海盆形成初始(衍生)矿源层。经测试,矿区出露地层含金丰度(6.46~7.00)×10-9。

(2)岩浆金源。若尔盖地块是从扬子地台西部解离出来的一个刚性地块,其基底岩系与周边出露的白依沟群、碧口群相似。由于泛扬子型前(寒武)震旦纪基底岩系普通含幔源物质的基性、中基性火山岩、细碧角斑岩而显示含金丰度高被视为原始矿源层。印支—燕山期的岩浆活动,一方面除可从地壳深处携带部分金源外,并将原始矿源层中的金通过重熔、交代、同化混染作用形成富金侵入体,矿区范围内闪长岩含金丰度平均6.57×10-9(14件样品)的事实已得到佐证[3]。另一方面是成岩期后的含金热水溶液与地下热水渗透和循环过程中,通过溶淋,渗滤亦大量摄取衍生矿源层中的金而形成含矿热水溶液,并在有利构造部位聚集成矿。

4.3 金矿床成因类型

矿床中上部以岩浆期后热液形成的硅化石英岩金矿化为主,叠加改造早期形成的矽卡型铜金矿化之上,构成了阿西金矿区特殊的矿床类型。其成矿作用经历了晚岩浆期、晚岩浆—热液过渡期、岩浆期后热液期等不同成矿期或成矿阶段。由于金矿成矿作用的多期性和复杂性,故不排除由地下热(卤水)改造促成金矿工业富集的可能性。

因此阿西金矿成因类型为岩浆及(期后)热液改造型矿床。

5 结 论

综上所述,阿西金矿床的矿体主要赋存于三叠系碎屑岩、碳酸盐岩建造中近NW向断裂破碎带与求让闪长岩体两侧0~10 m范围的接触-交代变质岩中,少数产在岩体内接触带及捕虏体中。矿体空间产出与岩体宏观同域一致,矿体受闪长岩外接触带蚀变岩石与NW向断裂双重控制。矿体形态为脉状、似层状及透镜状,矿体厚度及品位变化不大,矿化相对均匀。金矿化与硅化、碳酸盐化、黄铜矿化、黄铁矿化关系密切。矿化岩石主要为石英岩和硅化石英砂岩,次为矽卡岩化大理岩和石英闪长岩。中酸性岩浆侵位活动不但为金矿提供了热源及矿源,而且控制了矿床的空间产出部位,NW向断裂提供了导矿、配矿以及容矿构造。岩浆期后热液叠加改造早期形成的矽卡型铜金矿化,构成了阿西金矿区特殊的矿床类型-岩浆及(期后)热液改造型矿床。

[1] 何 虹,文锦明. 四川若尔盖阿西金矿岩石学及岩石地球化学特征[J]. 沉积与特提斯地质,2002,22(2):80-90.

[2]张 均,张晓军,廖群安. 川西北地区金成矿的构造—岩浆控制[J]. 黄金,2006,21(6):1-5.

[3]白富正,石永尧,岳平安,等. 四川省若尔盖县阿西金矿区详查地质报告[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

李良辞(1968—),男,四川隆昌人,四川本分矿业公司工程师.

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