某金礦成礦機制分析范文

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摘要：皖南某金礦產于江南深斷裂北側一次級NE向斷陷盆地中，處于江南深斷裂和周王深斷裂夾持部位。礦區地質特征具明顯分區性，為多階段地質作用演化形成。礦區礦種主要為硫鐵礦和金礦，并伴生有少量銀及多金屬礦產，其中硫鐵礦礦床為與早期花崗閃長巖侵入相關的中低溫熱液型礦床，礦體呈NE展布于黃龍組灰巖內部斷裂帶及其與泥盆系五通組之間的層間破碎帶內，并為后期NW向構造錯斷；而金礦床與后期火山、次火山作用相關，為中高溫火山熱液型礦床，并有后期淺部氧化作用形成的風化殼型(鐵帽型)出現。兩類型礦床的形成受地層、構造、巖漿巖等共同控制，主要分布于區內主要NW向斷裂與巖體交接部位，蝕變作用較為強烈。

關鍵詞：金礦床；巖漿活動；斷裂作用；成礦機制；找礦標志

1區域地質背景

查區大地構造位置屬下揚子陸塊大相之下揚子被動陸緣，區域上位于被動陸緣北部的石臺復背斜北東端黃柏嶺復背斜的東南冀，處于北東向江南深斷裂與東西向周王深斷裂的夾持部位。查區地層屬揚子地層區之下揚子地層分區，廣泛出露古生代及中新生代地層。區域褶皺構造主要為中部的黃柏嶺復背斜之北貢背斜與云嶺—昌橋向斜以及南部的太平復向斜之水東—翟村向斜、茂林—龍門背斜；區域北部為燕山晚期以來形成的宣南坳陷。區域斷裂構造除北東向江南深斷裂及近東西向周王深斷裂外，還發育了大量的次級斷裂。區域巖漿活動頻繁，出露巖漿巖有燕山期中酸性侵入巖和噴出巖及少量淺成相巖脈。區內金屬礦產主要有Fe、Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag等，非金屬礦產主要有大理石、方解石、白云巖、石灰巖、煤、硫鐵礦、鋁土礦等。

2礦區地質特征

2.1地質概況

礦區位于云嶺—昌橋向斜的北西冀，出露地層主要有志留系高加邊組(S1g)、墳頭組(S2f)、茅山組(S3m)，泥盆系上統五通組(D3w)，石炭系中統黃龍組(C2h)，二疊系下統棲霞組(P1q)，侏羅系上統中分村組(J3z)，白堊系上統宣南組(K2x)，礦區北部、東南部及山溝內側多為第四系覆蓋。地層總體呈北東向展布，由于后期巖漿活動及斷裂構造作用使地層層序及厚度發生異常，導致區內石炭系、二疊系、三疊系地層缺失明顯。礦區位于黃柏嶺復背斜的次級北貢向斜與云嶺—昌橋向斜的交接部位，區內地層總體呈單斜構造產出。斷裂構造主要有NE向和NW向2組，其中NE向斷裂為江南深斷裂的次級斷裂，共3條，貫穿全區，與地層走向一致，傾角較緩，多為層間斷裂破碎帶；NW向斷裂構造走向基本垂直地層走向，傾角較陡，多屬平移壓扭性斷裂構造，往往切割早期NE向斷層；NW向斷裂多數分布于礦區東北部，西南部僅見有幾條規模較大的NW向斷裂。礦區巖漿巖較發育，主要為南部的深成侵入花崗閃長巖體——云嶺巖體，北部見有少量侏羅系中酸性火山巖分布。云嶺巖體呈NNE向階梯狀分布，向北逐步抬升，強度、規模均呈減弱趨勢。侏羅系火山巖巖性為灰黑色、淺棕色安山質熔凝灰巖。另外，在管嶺金及硫鐵礦礦點的深部見有NW向閃長玢巖脈與花崗斑巖脈分布。區內礦產早期以硫鐵礦為主，后期則以金礦為主、兼顧硫鐵礦，另在礦區西南發現有小型褐鐵礦脈。

2.2地質特征分區性

2.3礦床分區分布特征

礦區現已探明礦床主要分布于南、北兩區內(圖2），其中以北區成礦條件較好、礦床規模較大，為礦區主要找礦靶區。北區:硫鐵礦體大多賦存于石炭系黃龍組灰巖與志留系砂巖接觸的斷裂破碎帶內，在灰巖內部的NE向斷裂破碎帶內也有高品位硫鐵礦體賦存。礦區北部金礦體主要有2種賦存方式，一種是賦存于地表褐鐵礦中的“鐵帽型”金礦體，另一種是賦存于石炭系黃龍組灰巖上部與上覆泥盆系五通組之間的高嶺土層中；另外，在灰巖與下部茅山組砂巖接觸破碎帶內深部也有Au礦化分布。南區:硫鐵礦見于巖體外接觸帶外圍黃龍組灰巖與五通組砂泥巖交界的層間破碎帶內及其下部的五通組內部層間破碎帶內，厚度、品位均低于北部礦體。南區金礦主要見于NW斷裂帶附近灰巖內部斷裂破碎帶上部的紅化粘土層及巖體破碎帶內，以粘土型礦化為主。在礦區西南角的泥盆系五通組石英砂巖層內見有一透鏡狀褐鐵礦體，厚度、延深均不大，可能為同沉積鐵礦體氧化所致。

3礦區地質構造演化

礦區位于下揚子陸塊大相之被動陸緣的北部，下揚子被動陸緣在經歷了晉寧期基底形成、澄江—加里東期蓋層沉積兩階段后，由于受到西太平洋板塊與歐亞板塊相互俯沖碰撞的影響，在海西—印支期形成了一系列NE向褶皺坳陷盆地，在其中沉積了泥盆系下統、石炭系、二疊系、三疊系下統等地層；印支期末，兩板塊進一步碰撞導致江南深斷裂以北地區地殼持續抬升，沉積層遭受了大范圍風化剝蝕，在江南深斷裂南側則以擠壓褶皺作用為主。礦區即位于抬升區與擠壓褶皺交接地段的云嶺—昌橋坳陷內，其北側地層抬升明顯，有北貢背斜構造產出，背斜軸部有奧陶系、寒武系甚至震旦系地層出露，而其南側則以志留系地層為主。中生代燕山期下揚子陸緣構造、巖漿活動頻繁，不僅使早期NE向斷裂活動進一步加強，而且后期還形成了較多NW向橫向平移斷層；期間巖漿活動也與兩期斷裂構造的活動有關，早期的埃達克質巖漿沿NE向褶皺軸部底劈上侵，形成花崗閃長巖、二長花崗巖深成侵入巖體；中期由于江南深斷裂北部地層的進一步抬升，加之東南板塊碰撞作用的持續進行，致使沿江一帶地層由塑性的擠壓變形升級為剛性的斷塊升降，形成一系列NW向平移斷層；晚期借助NW向斷裂的空間有大量酸性巖漿巖(包括火山巖和深、淺成相侵入巖)發育。礦區位于云嶺花崗閃長巖體的北側接觸內，區內地層層序的紊亂與該區巖體的侵入關系密切，黃龍組、棲霞組灰巖地層鍥入泥盆系石英砂巖地層即與花崗閃長巖體上侵時對圍巖產生的擠壓作用有關；而礦區大量分布的NW向橫向平移斷層及與之相對應的火山作用和淺成相侵入作用則與燕山晚期板塊俯沖碰撞加強有關；后期在構造巖漿作用形成的斷陷盆地中沉積了厚層的陸緣碎屑巖，以砂巖、含礫砂巖為主，并含有大量的火山碎屑。綜上所述，礦區中生代地質構造演化可以分為以下5個階段：①NE向坳陷的形成及兩側地層相對抬升階段；②花崗閃長巖體侵入及對圍巖擠壓階段；③NW向斷裂形成及地層、巖體的錯移階段；④火山巖及淺成相侵入巖沿NW向斷裂的噴發侵入階段；⑤火山斷陷盆地形成及沉積物堆積階段。與礦區金及硫鐵礦成礦作用密切相關的為②、③、④等3個階段，其中②、③階段以提供貯礦空間為主，④階段為主要成礦階段。

4礦區礦床形成機制及成礦模式

區內礦種以硫鐵礦為主，次為金礦，有益伴生元素有Ag及少量Cu、Pb、Zn等。金礦及伴生銀礦雖與硫鐵礦的分布有一定的相關性，但并不是所有地段的硫鐵礦都伴生有Au、Ag礦產，只是在北區火山巖、淺成侵入巖分布地段及南區鹽官斷裂附近才同時存在，局部地段Au含量可以達到工業品位要求；礦區北部灰巖與砂巖交界部位及鍥狀灰巖層上的褐鐵礦化粘土層中有鐵帽型和火山熱液型金礦體產出，其中前者金含量較高而后者規模較大。由此可以認為礦區硫鐵礦與Au、Ag礦產并不是同期巖漿活動的產物，其中以硫鐵礦形成較早，可能與花崗閃長巖侵入作用形成的期后熱液成礦作用有關，在黃龍組灰巖與五通組接觸的構造破碎帶廣泛發育的硅化、絹云母化、綠泥石化、綠石化及灰巖上部的厚層高嶺土化等酸性蝕變為其同期產物；而Au、Ag礦化則可能與后期沿NW向斷裂帶進行的火山活動有關，是火山活動后期高溫酸性含金氯絡合物熱液沿鍥狀石灰巖層尖端部位的構造破碎帶遷移時因外部條件變化引起的，其在礦區硫鐵礦較發育地段運移時逐漸轉化為低溫含金硫絡合物，分布于鹽官斷裂帶南端的泉水中含有大量的鹽鹵水即是最好的證明，泉水點周邊巖石中也有明顯的金異常帶分布，局部可達工業利用要求。根據上述硫鐵礦及金、銀礦形成的時間和成礦作用的不同，結合現有的探礦成果資料，本次對二類礦種的成礦機制進行了初步分析。分析認為，在早期花崗閃長巖體底劈上侵后期的熱液中含有大量的Fe2+、S-離子，隨著熱液遷移的同時其溫度壓力快速下降，離子溶解度明顯降低，并在碳酸鹽巖的中和作用下，導致硫鐵礦沉淀析出于巖體附近的碳酸鹽巖層內部或周圍砂泥質石破碎帶內，形成2種類型產出的硫鐵礦體。隨后形成的NW向斷裂不僅將硫鐵礦體錯開成數段，并使前期較為貫通的NE向層間破碎帶不連貫，導致后期含金火山熱液的運移受阻，形成2個方向上的熱液運移路徑，其中一路沿著鍥形灰巖上部及尖端部位破碎帶運移，活動空間相對較大，運移距離較遠，由于其屬于氧化環境，當溶液與碳酸鹽巖中和時，溶液中的金幾乎全部與反應沉淀物〔氫氧化鐵絮凝物〕產生共沉淀，溶液中絕大部分或全部的金進入膠體(吸附作用)，一部分膠體沿上部硅質巖裂隙上移形成鐵帽型金礦，一部分膠體為早期形成的高嶺土吸附，形成層間破碎帶型金礦；另外一路熱液沿灰巖與砂巖界面運移，在氧化帶下部通過吸附或還原作用使金沉淀下來，同時也沉淀其它金屬硫化物，形成黃鐵礦化圍巖蝕變。礦區金物質主要來源于火山—次火山作用對其基底含金建造中金的活化汲取，而查區區域含金基底可能為青白口系西冷巖組(Qbx)。該巖組金豐度較高，巖性主要為火山碎屑巖和火山熔巖，巖石經多期變質變形，形成面理化程度不同的千枚、千糜狀片巖，局部出現藍閃石片巖。根據上述對礦區硫鐵礦、金礦的成礦機制分析，結合礦區地層、構造、巖漿巖分布特征資料，對礦區各礦種的形成過程提出相應的模式(見圖3)。早期NE向斷裂為花崗閃長巖體侵入和期后熱液活動提供了較好路徑，形成以黃鐵礦為主的多金屬硫化物礦產，而后期NW向平移斷裂為火山活動和熱液遷移的主要通道，與Au、Ag等貴金屬礦產密切相關。

5結論

（1）區域地質和礦區地質特征明顯受中生代板塊構造運動的控制，無論是地層的交錯、構造系統的形成和巖漿巖系列的分布等都與之有關，并對區域成礦過程具較強的控制作用。（2）礦區具明顯地質特征分區性，分區現象的形成與板塊碰撞作用引起的構造運動(褶皺、斷裂作用)、巖漿活動(侵入、噴發)密切相關，同時也導致不同區間內成礦作用的強弱不均和礦種分布的不均一。（3）根據礦區地層穿插、構造錯動及巖漿活動期次等特征，將礦區中生代地質演化過程分為5個階段，即蓋層擠壓褶皺及不均衡升降階段、埃達克質巖漿侵入階段、斷塊作用及橫向平移階段、火山及次火山作用階段、白堊系砂礫巖沉積階段等。（4）礦區成礦作用與巖漿活動密切相關，硫鐵礦、金礦的形成具有明顯不同期性，其中前者與早期花崗閃長巖體的侵入作用有關，而后者與晚期火山、次火山作用有成因上的聯系，故可將二者的成因類型確定為中低溫熱液型和中高溫火山熱液型；同時，金成礦作用也與后期淺部的氧化—還原作用有關。

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作者：何金華；趙永利 單位：安徽省核工業勘查技術總院