大西沟金矿成矿规律及找矿方向.pdf

第6 l 卷第3 期 2O O9 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V o L6 1 ．N o ．3 A u g ． 2 0O9 大西沟金矿成矿规律及找矿方向 王明燕1 ，祁小军2 1 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 ；2 ．中国地质大学，北京1 0 0 0 8 3 摘 要大西沟金矿是一个典型的中浅成中低温岩浆热液型金矿床。以发现的矿化信息为依托，通过野外观测和室内研究， 确定大西沟金矿床严格受N E E 向断裂破碎带的控制，查明了区内的主要控矿因素和矿化富集规律，在总结本区找矿标志的基础 上，指出了深部及外围找矿方向。 关键词矿山工程；大西沟金矿；控矿因素；矿化富集规律；找矿方向 中图分类号P 6 1 2 ；P 6 1 8 ．5 1文献标识码A文章编号1 0 0 l 0 2 1 1 2 0 0 9 0 3 一0 1 2 6 一0 4 河北丰宁大西沟金矿处于华北板块北缘冀北． 辽西成矿区，华北地台之内蒙地轴东段北缘的围场 拱断束 Ⅲ级 ，上黄旗岩浆岩亚带 Ⅳ级 ，板块构 造归大陆板块的三级构造单元华北地块上的东 西向阴山断块北缘。区域地层较为简单，主要为下 元古界红旗营子群变质岩，中生界侏罗系上统白旗 组、张家口组的中酸性岩，以及白垩系碎屑沉积夹基 性火山岩建造。燕山期强烈运动的上黄旗．乌龙沟 深断裂长期控制区内地质发展。 1矿区地质特征 矿区位于小坝子火山口东北部，四岔口火山盆 地的东南侧，区内地层较为简单，主要为上侏罗系白 旗组和张家口组，缺失寒武系至三叠系地层。 本区主要出露元古界斑状混合花岗岩，其次为 灰绿色安山岩。斑状花岗岩推测为元古界红旗营子 群上部岩层，经原地混合岩化、花岗岩化作用形成。 本区矿床分布受深大断裂带和基底隆起带控 制，燕山期断裂构造为区内最主要的断裂构造，走向 为ⅣE 向。中侏罗世晚期，断裂和岩浆活动强烈而 频繁，在元古界斑状花岗岩基底上叠加了中晚侏罗 世诸多火山建造，两者呈角度不整合接触。 2 断裂构造特征 大西沟金矿区构造发育，尤以断裂构造最为明 显，与成矿作用关系密切的断裂主要有ⅣE 向、Ⅳ形 向和近．s Ⅳ向三组较具规模的断裂带，由十余条断 收稿日期2 0 0 8 一0 9 ．_ 2 8 作者简介王明燕 1 9 8 3 一 ，女，广西临桂县人，助理工程师，硕士 主要从事工艺矿物学等方面的研究。 裂组成，见图1 ，推测为燕山运动的产物。从图l 可 以发现，矿脉均处于ⅣE 向破碎蚀变带中。 图l 矿区断裂构造 F i g ．1 S c h e m eo ff a u l ts t n l c t u r ei nD a x i g o 矗g o l da r e a 2 ．1 ⅣE 向断裂 1 F 1 断裂。位于矿区中部，推测长约1 ．8 k m ， 大体走向为』v E 拍0 。，局部上走向表现为ⅣE 3 0 0 ，倾 向南东，倾角3 0 ～6 0 0 ，它严格控制着金矿体的规 模、产状和形态。F ，破碎带属于上黄旗．乌龙沟深大 断裂的组成部分，并且与大西沟金矿床具有密切时 空分布关系，主要控制着金山1 号和3 号矿体的发 育。断面呈舒缓波状，有时断面能见明显的擦痕，在 F ．断裂附近发育很多次级小断裂。断裂带内发育 有含矿石英脉、黄色断层泥．、糜棱岩和碎屑角砾岩。 F 。破碎带中岩石强破碎，具有挤压透镜体碎裂岩， 断层角砾通常为2 ～3 c m ，局部片理化，发育有硅化、 绿泥石化蚀变。碎屑角砾岩的磨圆度很好，反映了 该期构造性质属于压扭性断裂。 金山1 号矿体赋存在F ，断裂带的西南部，破碎 带在井下一中段 高程1 2 9 3 m 沿最长穿脉揭露为 1 3 0 m 长，矿体基本沿构造裂隙分布，在该矿段可测 得典型矿体产状大致为1 5 0 。￡5 0 。，呈ⅣE E 向分 布，与区域内断层、裂隙等构造走向基本相同。 2 F 2 和F ，断裂。它们属于同一断裂带，推测 万方数据 第3 期王明燕等大西沟金矿成矿规律及找矿方向 1 2 7 总长约9 6 0 m ，被太阳沟错断，断距约为1 0 0 m 。总体 走向3 0 ～7 0 。，南倾，倾角3 0 ～6 0 。。 F ，处于太阳沟西北部，延伸为2 8 0 m 长，控制着 金山4 号矿体的分布。 F ，分布在川新店，主要控制金山5 号矿体的形 态特征。F 破碎蚀变带呈一型展布，出露长约为 5 5 0 m ，平均走向N E 4 5 。，倾向s E ，平均倾角4 0 。，厚 为5 ～2 0 m 。蚀变带受断层控制，矿化由中心向两侧 的一般顺序为断层泥或石英碎裂岩、绢英岩化花岗 岩、钾化花岗岩、斑状花岗岩。破碎蚀变带中广泛发 育有断层泥、安山岩脉。根据金山5 号矿体的1 0 5 个节理面产状测定结果绘制了F 倾向倾角玫瑰花 图，如图2 所示。 1 8 0 ．图2金山5 号控矿断裂F 倾向倾角玫瑰花图 F i g ．2 R o s em a po fd i pd i r e c t i o na n dd i pa n g l eo f o r e c o n t r o l l e df a u l tF 2i nJ i n s h a n №5d e 如s i t 3 F ，和F 6 断裂。F ，和F 6 断裂分别是根据大 西沟井下Ⅲ号脉、Ⅳ号脉的产状所推断出来，该脉体 的产状为1 2 0 。￡5 0 ～7 8 。，F ，和F 6 延长约6 7 0 m ，宽 约1 5 m ，其中F 。控矿断裂为F ，推测断裂所错断，所 错断的南部延长约3 0 0 m 。 4 F 。，F 。和F 。断裂。F 。断裂是根据地表安山 岩脉划分，而F 。和F 。断裂是根据硅钾化带和地表 出露的石英脉所推测。在矿体附近发育安山玢岩岩 脉，延长约3 0 0 ～4 0 0 m ，宽1 ～5 m 不等，断裂带内的 安山岩脉产状大致为1 4 5 。￡7 8 。。与矿体密切伴 生，矿体与岩脉之间具有明显的成因关系。岩脉上 下盘矿化与蚀变增强，下盘矿的品位不高，上盘品位 相对较好，特别是发现有弱绿泥石化、强钾化，黄铁 矿化的地段，其品位更高。 F 。和F 。的产状相一致，其总体走向大致为 5 0 0 ，阳倾，倾角约为6 0 。。断裂中发育有硅钾化带 和石英脉，硅钾化带的出露宽约1 0 m ，走向4 8 。，倾 角几乎直立，出露石英脉走向4 3 。，为烟灰色，油脂 光泽，与其接触的斑状花岗岩发育有褐铁矿化现象， 还可见褐铁矿流失孑L 。沿着断裂往北走，石英脉变 宽，且褐铁矿化现象愈加强烈。 2 ．2 ⅣW 向断裂 属于成矿期后的断裂构造，往往对矿体有破坏作 用，如将矿体破碎或错动。本地区的断矿断裂主要为 Ⅳ肜向，在矿区的中部和西部见得最多，在金山1 号矿 体处表现得最明显。次级断裂主要为F 和F ∽其中 F 的断矿作用在井下表现得最明显，依据地表推测 的F 。断层的井下巷道研究工作尚未开展。 1 F 断裂。产出在金山1 号附近，在井下出露 明显，擦痕清晰可见，初步判断为逆断层，其地表出露 长约7 5 0 m ，宽约2 m ，产状约为1 0 5 。厶3 5 ～5 0 。，走向大 致为Ⅳ耽5 。，一般为下陡上缓。该断层带表现为中间 宽两头窄，断层带内发育有糜棱岩化现象，一般为灰绿 色，也见有断层角砾，其物质组成为斑状花岗岩，粗粒 结构，角砾大小约为3 c m 5 c m ，大者可达3 0 c m ，其中， 钾长石颗粒粗大，粒径约2 c m 3 c m ，在J 1 0 9 控制点的 顶部可见钾化与绿泥石化的分界。同时可见灰色断层 泥，最厚达3 0 c m 。 2 F ，断裂。推测为断矿断裂，位于金山3 号 金矿体西南部约3 0 0 m 处，出露长约6 0 0 m ，走向大 致为Ⅳ形1 5 。。 3 F 。。，F ∽F 。。，F 。，和F ，。断层。分布在金山5 号矿体附近，其总体走向大致为2 8 0 。，产状为1 9 0 。 厶7 5 。，局部有舰向和s Ⅳ向小安山岩脉出现，出露 长约3 0 0 m ，最宽能见到2 ．5 m 左右。在金山5 号矿 三水平3 0 3 采场，能清楚地看到安山岩脉切穿含矿 石英脉，同时被石英脉所错开，错断距离约1 5 c m 。 该含矿石英脉宽约1 m ，产状为7 5o ￡5 6 。，安山岩脉 宽2 0 3 0 c m ，走向为2 6 0 。，倾角近直立，推测为F 1 4 断裂带内控制的安山岩脉。 2 ．3 S Ⅳ向断裂 F ，为矿区典型的．s Ⅳ向断裂，依据地表硅钾化 带的产状所划分，其风化面为黄褐色，新鲜面为灰白 色。前人曾在该断裂带布置了5 个不规则探槽，其 中可见多条烟灰色石英细脉，呈油脂光泽。 3成矿规律 3 ．1 控矿因素 3 ．1 ．1 地层与成矿的关系。从区域上看，冀北地区 的贵金属矿床对基底地层具强烈的继承性，以尚义。 赤城一丰宁一隆化深大断裂为界，断裂以北地层分布最 广的是红旗营子群j 。大西沟金矿床与大营子金矿、 牛圈银金矿一样，均与红旗营子群变质岩有关。 万方数据 1 2 8 有色金属第6 1 卷 矿区内硫同位素组成多以一6 ‰～一1 0 ％。的幅度 出现，贫”S ，反映了成矿物质是在一定的地质环境和条 件下逐渐演化而来，成矿物质并非直接源于幔源，间接 说明部分硫源来自于红旗营子群变质岩。红旗营子群 变质岩系的岩性为黑云变粒岩、含榴黑云镁橄斜长变 粒岩夹大理岩及含石墨片岩等，其原岩为基性火山岩， 含金量高口- ，推测为大西沟矿区金成矿的“矿源”之一。 矿源层中的金经历热液蚀变作用会使金活化、迁移，并 在各种地质因素联合作用下富集成矿。 3 ．1 ．2 岩浆岩与成矿的关系。在本区1 8 ．4 5 k m 2 范 围内侵入岩十分发育，出露面积达7 0 ％以上。矿区 中与矿体密切相关的岩石主要有元古界斑状花岗岩 和侏罗系火山岩，赋矿围岩为元古界斑状花岗岩。 岩浆岩与成矿的关系密切。一方面为成矿提供 热动力和矿化剂，岩浆的侵入带来了大量的热和挥 发组分，当矿液沿导矿断裂运移至深部，被岩浆加 热，在热动力驱使下，使矿液不断向上运移，为成矿 流体反复循环提供了动力，挥发组分则加入含矿流 体中，不断从矿源层中萃取成矿物质参与成矿作用。 另一方面为成矿提供了部分成矿物质，c ，s 同位素 分析表明，岩浆为矿床提供了成矿物质。矿体石英 中流体包裹体的8 ”C P D B 值为一6 ．9 ‰一一4 ．6 ％。， 平均为一5 ．7 ％。、3o ，与热液中来源于岩浆源或深源 的碳 8 玎c 一一7 ‰ 很接近，表明流体中的碳质来自 岩浆碳或深源碳。 据李建平”o 统计，元古界斑状花岗岩中，金的 平均含量为2 ．1 1 1 0 。2 ，稍高于上地壳平均值1 ．5 1 0 。2 ，可能为矿体提供了成矿物质；在火山岩中， 金含量为 1 3 ～8 8 1 0 “2 ，明显高于上地壳克拉克 值1 ．5x1 0 。1 2 和花岗岩维氏值4 ．5 1 0 。1 2 许多倍， 因此火山岩可能也提供了部分成矿物质。 3 ．1 ．3 构造与成矿的关系。构造与成矿的关系表 现为促使成矿物质活化转移、为成矿提供赋存空间、 为矿液循环提供通道。 构造对金矿化的多级控制表现在上黄旗．乌龙沟 深断裂控制岩浆成矿带，它使部分金从矿源层分溢出 来，致使各个岩性层中均有矿化现象，提高了金的地 球化学背景，产生第一阶段金的富集。该断裂全长 4 5 0 k m ，宽数十米至2 k m ，总体走向2 5 。，J s E 倾，形成于 晚太古代，强烈活动于燕山期o 。燕山运动 地洼活 动期 表现为一系列花岗岩基 株 呈串珠状分布，最 宽处可形成数公里的破碎带。该构造岩浆岩带内发 育一系列次级J 7 、7 E 。M 忧向陆相火山盆地和火山机构， 是主要的银金多金属矿成矿部位。其次，含金热液沿 区域性断裂贯入二级断裂F ．等中，进行金的第二阶 段的富集，经过此阶段后，金的品位进一步提高，规模 扩大，形成工业矿体。随后，次级断裂F ．控制矿体的 空间位置，它与上黄旗一乌龙沟剪切带近于平行产出， 主要走向为ⅣE 6 0 。，局部走向为砸3 0 。，倾向S E ，倾角 约为5 0 。。它既是导矿构造也是容矿构造，严格控制 着金矿脉的规模、产状和形态。 后期的Ⅳ形向断裂构造对矿体进行了改造和破 坏，并对金的富集有一定影响，在有后期构造叠加的 部位，金品位往往较高。 从已知金矿点的产出特征不难看出，大西沟金 矿的矿化带明显受凇E 向压扭性破碎带F 。的控 制。矿化与构造关系极为密切，金矿体无一例外地 受构造制约，破碎蚀变带不仅为含矿热液提供了运 移通道和淀积场所，同时还为矿体的形成准备了一 定的物质条件。 3 ．1 ．4 脉岩与成矿的关系。区内脉岩极为发育，它 不仅在构造压泌作用下聚集了来自围岩中的金，而 且也给后期含矿热水溶液中金元素的沉淀提供了良 好的淀积场所。 1 脉岩的特点是受断裂控制明显，凡断裂、裂 隙发育的地区，脉岩亦发育，其方向与断裂方向一 致，多星Ⅳ形向和Ⅳ目向1 。其中，Ⅳ形向脉岩大多 切穿矿体，显示出其年代晚于成矿年代。 2 空间分布上多与同期侵入岩关系更为密 切，一般情况下，凡有侵入岩分布地区，脉岩则相对 较发育。如矿区东北部地区较西南部火山岩分布区 的脉岩发育得多。 3 在矿床和矿点分布区岩脉十分发育且规模较 大，宽1 ～5 m 不等，与矿体密切伴生，矿体与安山玢岩 岩脉之间具有明显的成因关系，矿脉出现在岩脉的上 下盘，部分岩脉中见金矿化。在安山玢岩岩脉上下盘 矿化与蚀变增强。在其脉岩下盘矿石品位不高，上盘 品位相对较好，特别是有弱绿泥石化、强钾化，黄铁矿 化时，品位相当高，工程揭露向深部构造破碎明显变 宽，而且碎裂岩化和糜棱岩化、钾化明显加强。 3 ．2 矿化富集规律 大西沟金矿为区域主要金矿化期和A u ，A g ，C u ， P b ，z n 多金属硫化物成矿作用两期成矿作用叠加的产 物。金矿化与斑状花岗岩和中生代燕山晚期中酸性脉 岩关系密切，矿化带严格受N E E 向破碎蚀变带构造系 统控制，各个矿体呈雁行式排列 右行斜列式 。 1 通过镜下观察，单一的绿泥石蚀变与矿化 关系并不密切，当热液蚀变叠加形成绿泥石 黄铁 矿 石英共生组合时，含金品位显著增高。 2 石英脉型矿体，金品位较高。石英脉密集 分布区是各种热液活动集中的产物，是金的重要载 体，烟灰色碎裂状的石英脉含金性好。 万方数据 第3 期 王明燕等大西沟金矿成矿规律及找矿方向 1 2 9 3 黄铁矿与金的关系极为密切，为金的主要 载体矿物，尤以细粒浸染状黄铁矿的含金最佳，这种 黄铁矿的存在是金富集的重要条件。 4 硫化矿物中，黄铁矿、黄铜矿等呈团块状或 脉状在矿石中分布时，含金品位较低，当呈规则粒状 在矿石中均匀分布时，含金品位较高。 4找矿目标 4 ．1 找矿标志 1 构造标志， 忸向破碎蚀变带。靠近构造破 碎带岩体的含金丰度就高，偏离构造破碎带含金丰 度就逐渐减弱。 2 岩浆岩标志，各种岩脉发育地段，特别是断 裂带附近的岩脉分布区。 3 围岩蚀变标志，金矿化与硅化、黄铁矿化蚀 变有关。金属硫化物主要为黄铁矿，且黄铁矿为金 的主要载体矿物，因此黄铁矿化可作为一种找矿标 志。黄铁矿化的强弱、形状与裂隙的发育程度、宽度 有一定关系。当裂隙不发育、裂隙窄小，构成蚀变岩 的岩石角砾、矿物颗粒大时，黄铁矿多呈细脉状、透 镜状、不规则粒状，金矿化弱，一般不成矿。当裂隙 密集、裂隙宽度大时，构成蚀变岩石的岩石碎屑、矿 物颗粒细小 即热液交代蚀变充分 时，黄铁矿矿化 普遍较强，一般可形成金矿体。因此黄铁矿形态特 征和多寡，是判断金矿体的直接标志。 参考文献 4 石英脉标志。从钻孔地质编录资料看，金 矿体与石英脉密切相关，金矿化最好的部位主要分 布在石英脉中，以及石英脉与围岩接触带上，如 z K 9 一l 号孔，1 2 3 ．5 2 1 2 6 ．0 2 m ，石英脉，斜厚度 0 ．5 0 m ，A u 品位4 ．4 7 9 ／t 。z K 9 ．2 号孑L ，4 1 6 ．9 3 ～ 4 1 8 ．7 5 m ，4 1 8 ．0 0 ～4 1 8 ．3 0 m ，石英脉，斜厚度 0 ．3 0 m ，A u 品位2 9 ．4 0 9 ／t 。由此可见，石英脉是间 接的找矿标志。 4 ．2 找矿方向 1 深部找矿。由于深部有利于地下热液富 集，冷却较慢，与围岩相互交代时间相对较长，工程 揭露向深部构造破碎明显变宽，而且碎裂岩化和糜 棱岩化、钾化明显加强，不仅说明构造作用向深部有 加强之势，而且反映出多期构造作用和多阶段热液 迭加形成矿化富集区，推断破碎蚀变岩带深部有利 于金矿体的形成，故确定将深部探矿工作作为重点。 2 外围找矿。矿区南延和北延均具有较好的 金成矿地质条件，良好的成矿远景。大西沟金矿体 赋存于接坝区大断裂带上，其舢方向的小乌拉海 沟、老虎沟、哈拉海湾金矿化点均分布在此带的延伸 方向，同样都在火山口的外围，总体呈Ⅳ层E 6 0 ～7 0 。 展布，综合分析该区带成矿远景的黄金金属储量不 低于2 0 t 。因此确定凇向的小雾拉海沟、老虎沟等 地为新的找矿、探矿靶区。 [ 1 ] 魏晓英．河北丰宁营房一牛圈银矿床构造控矿特征和成因探讨[ J ] ．地质找矿论丛，2 0 0 0 ，1 5 3 2 6 l 一2 6 6 ． [ 2 ] 姚玉增，梁俊红，金成洙，等．大营子金矿床成矿物理化学条件研究[ J ] ．地质找矿论丛，2 0 0 1 ，1 6 1 3 2 5 7 ． [ 3 ] 李建平．河北省丰宁县大西沟金矿地质地球化学特征及矿床成因探讨[ D ] ．北京中国地质大学 北京 ，2 0 0 6 4 4 4 6 ． [ 4 ] 河北省地质矿产局．太阳店、窟窿山、邓家栅子幅1 5 万区域地质调查报告[ K ] ．保地点省市县河北省地质矿产局， 1 9 8 8 1 3 3 1 6 6 ． [ 5 ] 杨仕道．冀北银矿控矿因素探讨[ J ] ．有色金属矿产与勘查，1 9 9 9 ，8 6 5 5 6 ～5 6 1 ． [ 6 ] 杨仕道，胡祥昭．冀北银多金属矿成矿规律研究[ J ] ．矿产与地质，1 9 9 9 ，1 3 4 2 1 7 2 2 1 ． [ 7 ] 傅朝义，高百林．河北丰宁牛圈银金矿床构造地质特征[ J ] ．华北地质矿产杂志，1 9 9 8 ，1 3 3 2 5 8 2 6 3 ． M i n e r a l i z a t i o nL a wa n dP r o s p e c t i n gD i r e c t i o no fD a x i g o uG o l dD e p o s i t w ，A ⅣG 肘i ，l g 一，，Ⅱn 1 ，Q ，x i Ⅱ0 0 “n 。 1 ．B e 幻i n gG e n e r 口tR e s e Ⅱr c h | R s t i ￡u ￡e Mz n i n go n dM e c 8 z z u r g y ，B e 母t n g1 0 0 0 4 4 ，C h t n 珏； 2 ．c i n 。u n i 口e ，苫i ‘y 矿I ％o s c i e n c e s ，曰e 0 西曙10 0 0 8 3 ，c 讯o A b s t r a c t D a x i g o ug o l dd e p o s i ti s at y p i c a lm e s o e p i t h e r m a lm a g m a t i cg o l dd e p o s i t ． B a s e do nt h ef 0 珊a t i o n so ff b u n d m i n e r a l i z a t i o n ， c o m b i n e dw i t hf i e l do b s e r V a t i o na n di n d o o rr e s e a r c h ，i ti sc o n f i r m e dt h a tD a x i g o ug o l dd e p o s i ti s s t r i c t l yc o n t r o l l e db yN E Es t r i k i n gf a u l tf } a c t u r e z o n e s ．A n dt h em a i no r e ．c o n t r o l l e df a c t o r sa n dt h el a w so f c o n c e n t r a t e dm j n e r a l i z a t i o no fI a x j g o ug o l da r e aa r ef b u n do u t ． A c c o r d i n gt ot h ep r o s p e c t i n gc r i t e r i ai nt h ea r e a ， t h ep r o s p e c t i n gd i r e c t i o ni nt h ed e e pa n dp e r i p h e r a ld e p o s i ti sp o i n t e do u t ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；D a x i g o ug o l dd e p o s i t ； o r e c o n t r o l l e df a c t o r s ；l a w so fc o n c e n t r a t e d m i n e r a l i z a t i o n ；p r o s p e c t i n gd i r e c t i o n 万方数据