李良辭,呂和建,張才森,敬曉晏,張云米
1.四川本分礦業公司,四川 成都 610041;2.四川里伍銅業公司,四川 九龍 626201
四川若爾蓋阿西金礦床地質特征及成因淺析
李良辭1,呂和建2,張才森2,敬曉晏2,張云米2
1.四川本分礦業公司,四川 成都 610041;2.四川里伍銅業公司,四川 九龍 626201
通過對阿西金礦床地質特征、成礦條件和礦床成因的研究,認為阿西金礦床產于中三疊統扎尕山組第三、四段的碎屑巖和碳酸鹽巖中,賦存于閃長巖體的內、外接觸帶,受NW向斷裂帶控制。金礦(化)帶的形成與閃長巖體有密切關系,產于巖體外接觸帶圍巖構造破碎帶中的金礦體是阿西金礦最重要的礦體。礦體形態為脈狀、似層狀及透鏡狀,礦體厚度及品位變化不大,礦化相對均勻。金礦化與硅化、碳酸鹽化、黃銅礦化、黃鐵礦化關系密切。中酸性巖漿活動與斷裂構造是礦床形成的先決條件。其礦床成因為巖漿及(期后)熱液改造型礦床。
阿西金礦床;地質特征;礦床成因
阿西金礦床位于四川省阿壩州若爾蓋縣縣城NE35°方向約20 km處,屬草地阿西鄉管轄。中國黃金集團公司2007年1月收購四川通用投資有限公司阿西金礦后,為了減少礦山開發風險,同時考慮今后礦山發展的需要,決定繼續對礦區開展地質詳查,本文是其部分研究成果。本文重點闡述阿西金礦床的地質特征,對礦床成因進行了探討,這對該地區今后礦產開發、地質找礦以及成礦預測等工作的深入開展具有重要的指示意義。
阿西金礦區位于揚子、印度、華北三大板塊會聚所形成的獨特的“倒三角形”構造區域內,系巴顏喀拉推覆造山帶與南秦嶺推覆造山帶的復合部位[1]。區域內出露地層較全,包括震旦系至新近系。其中寒武系太陽頂群、下志留統硅泥巖建造、下泥盆統、上石炭統和三疊系下統的白云巖為主要的金礦源層和主要賦礦層位。
區域自印支期以來,由于揚子板塊向北往華北板塊下俯沖、向西往羌塘—昌都陸塊下俯沖,造就了規模宏偉的松潘—甘孜造山帶和秦嶺造山帶,并隨由北往南的滑脫—推覆造山作用,形成了南秦嶺緯向推覆造山帶疊置于巴顏喀拉推覆造山帶之上的區域地質構造格局。喜山早期拉張,形成陸內斷陷盆地沉積,晚期轉變為擠壓性質,并由西往東推覆。
晚近期則為正向剝離滑脫,其西側巖塊下降演化為大型陸內斷陷盆地。主要褶皺構造為降扎復背斜,主要斷裂構造為瑪曲—略陽斷裂帶和阿西—龍日壩(哲波)斷裂。
印支期和燕山期中酸性巖漿活動頻繁,不僅提供了熱源,而且提供了部分成礦物質來源。伴隨中酸性巖漿活動的構造-巖漿熱液運移過程中不斷吸取或萃取地層內成礦物質,使地層中金活化遷移,在斷裂破碎帶、巖體內外接觸帶、蝕變帶等有利部位富集成礦[2]。
礦區出露的地層除第四系外,皆為三疊系中統扎尕山組濁流相碎屑巖及碳酸鹽巖建造。區內僅出露第三到第六的4個巖性段:扎尕山組第三段(T2zg3)、扎尕山組第四段(T2zg4)扎尕山組第五段(T2zg5)、扎尕山組第六段(T2zg6)(見圖1),賦礦地層主要為中三疊統扎尕山組第三、四段(T2zg4)。第三段(T2zg3)巖性以灰色、灰綠色薄至中厚層變質中至細粒石英雜砂巖、鈣質石英砂巖、泥質石英粉砂巖為主夾少量長石石英砂巖、粉砂質板巖、絹云板巖和粉晶白云質灰巖;第四段(T2zg4)巖性以薄板狀泥晶灰巖與板巖及砂質粉砂巖的韻律互層為特征,夾少量中至厚層狀粉晶灰巖、礫屑灰巖;第五段(T2zg5)巖性為黃灰色、綠灰色薄至中厚層變質中至細粒(鈣質)石英砂巖、石英雜砂巖、巖屑石英砂巖與鈣質粉砂巖及粉砂質板巖不等厚韻律互層,夾少量灰色薄層含粉砂微晶至粉晶灰巖;第六段巖性(T2zg6)為灰色、黃灰色薄層泥晶灰巖與灰至深灰色絹云板巖互層,夾少量淺灰色、黃灰色薄層粉砂巖,偶見礫屑灰巖、鮞粒灰巖。

圖1 阿西金礦區地質略圖Fig. 1 Geological sketch map of Axi gold mining area
礦區內的褶皺構造為達果構造-巖漿帶和薩納隆斷褶帶的組成部分,主要有科隆破背斜、求讓破向斜和熱爾木復背斜。科隆破背斜卷入地層為扎尕山組第三段(T2zg3),軸面傾向NW、NNW,傾角8°~15°;求讓破向斜卷入地層為扎尕山組第三至五段地層,軸面近于直立;熱爾木復背斜卷入地層為扎尕山組第三至五段地層,軸面近于直立。礦區斷裂構造最發育的有北西向和北東向兩組:北西向斷裂見有斷層角礫巖、碳化斷層泥、節理破碎帶、牽引褶皺,被北東向斷裂切割、破壞,具多期活動特點,逆斷層,為成礦前期或成礦期斷裂;北東向斷裂斷層走向NE,傾向NW,傾角30°,寬3~10 m,見斷層角礫巖、脈石英透鏡體,節理發育,巖石破碎,切割巖體、礦體,具右行走滑特征,為成礦后斷裂(見圖2)。
礦區內巖漿巖較發育,主要為晚印支—燕山期的中酸性巖體,以淺成相巖株狀及超淺成相巖脈產出。規模較大的有達果巖體和求讓巖體。它們的共同點是:巖體受NW向斷裂控制,長軸方向為NW向,巖體侵位于中三疊統扎尕山地層,呈大致順層或微斜交地層的侵入接觸關系,巖體劃分為石英閃長巖和黑云母閃長巖兩個期次,巖體與圍巖均經不同程度的蝕變作用。巖石微量元素分析表明,礦區總體具高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。濃集值一般1.03~4.42,而As、Sb、Bi元素濃集值更高達35~60。預示礦區閃長巖與金礦化關系密切。
礦區變質作用主要表現為區域變質作用、動力變質作用以及接觸變質作用。區內廣泛出露的三疊系地層均經歷區域變質作用,形成了低溫低壓區域變質巖。主要的區域變質巖包括變質砂巖、結晶灰巖及絹云母板巖等。動力變質作用比較局限,為斷裂的脆性剪切應力作用形成的構造角礫巖、碎裂巖及斷層泥。區內接觸變質作用包括由巖漿侵位圍巖產生熱液蝕變形成的角巖和接觸交代產生的矽卡巖兩種。熱接觸變質巖在各脈巖接觸邊界普遍見及,新生變質礦物主要為黑云母及絹云母,巖石類型基本上為一套黑云母角巖,當脈巖與富鈣巖石接觸時即形成黑云母角巖,與砂巖接觸時即形成黑云母石英角巖,與泥質巖接觸時即形成黑云絹云角巖。接觸交代變質巖在本區見于求讓巖體邊緣,且多與黑云母角巖相伴出現。主要巖石類型有透輝石矽卡巖和鈣鋁榴石矽卡巖。
3.1 礦體特征
阿西金礦(化)帶和金礦體賦存于求讓閃長巖體的內、外接觸帶,受NW向斷裂帶控制。目前已圈出金礦化帶3條,規模大小不等的金礦體6個(其中盲礦體1個)。
Ⅰ號金礦(化)帶位于礦區北西部,靠少量探槽及土壤金次生暈圈定。礦帶在地表斷續分布長600 m左右,寬2~10 m,沿求讓巖體北東側呈NW向展布,伴有Cu、Fe礦化體。帶內僅圈出金礦體2個,出露長148~289 m,平均厚0.63~1.31 m,平均品位(2.03~2.70)×10-6。
Ⅱ號金礦化帶大致平行于Ⅰ號礦化帶,出露于求讓巖體南西側,為礦區主要金礦帶。礦帶斷續延長960余米,寬10~100 m,帶內或地表共圈出金礦體2個,鉆孔控制延深大于400 m,礦區主礦體及主要工業儲量均分布于該帶中。該類金礦體按在巖體與圍巖中的產出部位,可分為產于巖體外及接觸帶中二類。
(1)產于巖體外接觸帶圍巖構造破碎帶中的金礦體,主要Ⅱ1礦體。礦體呈脈狀產出,長約930 m,總體走向310°,傾向SW,傾角50°~75°,礦體延伸約300 m,礦體向深部變陡至80°以上近于直立,并局部出現反傾。礦體深部形態為似層豆莢狀,沿走向膨縮變化較顯著,并具分支復合現象。礦體最大厚度8.86 m,最小厚度0.93 m,平均2.48 m,平均品位12.78×10-6。含礦巖石主要為硅化強烈的變石英砂巖及交代(硅化)石英巖,有塊狀、條帶狀和角礫狀三種基本類型。由于礦體產于構造破碎帶中,因此礦石總體較破碎,地表礦石氧化主要沿賦礦巖石的裂隙而進行,褐鐵礦化非常明顯。礦體頂底板為變石英砂巖或大理巖,距巖體僅幾十厘米或直接作為其底板。
(2)產于巖體與圍巖接觸帶中的金礦體,主要Ⅱ5礦體。礦體形態受巖體侵入界面凹凸彎曲程度及圍巖產狀的雙重控制,多呈不規則囊狀、透鏡狀產出,長約870 m,總體走向310°,傾向SW,傾角60°~80°。礦體延伸約320 m,礦體向深部變陡至80°以上近于直立,并局部出現反傾。礦體深部形態為似層豆莢狀,沿走向膨縮變化較顯著,并具分支復合現象。礦體最大厚度9.12 m,最小厚度0.81 m,平均2.49 m,平均品位4.46× 10-6。屬厚度穩定、品位均勻礦體類型。該類型金礦體的巖石類型復雜,地表以角礫狀交代石英巖和石英閃長巖的混合型礦石為主,深部則以矽卡巖型復成分角礫巖礦石為主。
Ⅲ號金礦(化)帶位于礦區南東部,在Ⅱ號礦帶東南延伸方向上,其間發育有F4左旋平移斷層,并有無礦地段相分隔。該帶由地表槽探和深部鉆探工程控制,地表圈出金礦體1個,深部發現盲礦體1個,地表礦體出露長180 m,厚0.81~1.94 m,金品位(1.47~1.86)×10-6。深部盲礦體受鉆孔控制,傾向延伸210 m,厚3.21~4.08 m,金品位(1.20~5.30)×10-6。
3.2 礦石特征
礦石中礦物成分簡單,金屬礦物主要為毒砂、黃鐵礦和輝銻礦3種,其金屬礦物質量分數很少,如閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、白鐵礦、輝鉬礦及雄黃等。 脈石礦物主要為石英和方解石,次為絹云母、簾石、石榴石、電氣石、鋯石、長石、重晶石,偶見磷灰石、榍石、白鎢礦等。金礦物主要為自然金、含銀自然金。
礦石中金礦物的粒度細小,其中微粒金質量分數61.74%,細粒金質量分數21.69%,中粒金質量分數14.29%,粗粒金質量分數2.28%。
金礦物的賦存狀態以包裹金和粒間金為主,質量分數分別為45.40%、35.85%。(其中脈石包裹質量分數16.84%,金屬礦物包裹占28.56%;脈石粒間15.85%,金屬礦物粒間8.76%,金屬礦物與脈石粒間11.24%),裂隙金質量分數18.75%。
礦石結構主要有自形晶結構、包含結構、連生結構、他形晶結構、浸染狀他形粒狀結構、鑲嵌粒狀結構、壓碎結構、膠狀結構、假像結構等。礦石構造主要有浸染狀構造、不規則浸染狀構造、細脈構造、網脈狀構造、蜂窩狀構造、角礫狀構造。
3.3 圍巖蝕變特征
由于巖漿期后的氣—熱液作用,在內外接觸帶產生與金礦關系較密切的蝕變作用及蝕變巖石。內接觸帶中的閃長巖或黑云母閃長巖普遍發生綠簾石化、綠泥石化、高嶺土化及褐鐵礦化等。外接觸帶中的圍巖被富硅熱液產生交代作用形成強烈的硅化、碳酸鹽化蝕變,形成硅化、碳酸鹽化蝕變巖,如硅化灰巖、硅化石英角巖、蝕變石英閃長巖等,其它還有絹云母化、黃銅礦化、黃鐵礦化蝕變巖等。這些蝕變巖中常伴有黃鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦及自然金等金屬礦化。
3.4 成礦期與成礦階段
阿西金礦的成礦具有多期迭加的特點,可分為熱液期和表生期2期,以熱液期為主。
熱液期:據石英包裹體均一法測定結果,熱液期成礦溫度在133~239 ℃,屬中偏低溫熱液。因此,金礦物多混入于黃鐵礦、毒砂、輝銻礦等礦物中,呈次顯微金。本期可進一步劃分為兩個階段,但無明顯的多金屬礦化階段出現。
(1)金-毒砂-黃鐵礦-石英階段:以形成Fe-As-S系列和Au-Ag系列礦石為主,金粒一般細小。
(2)金-輝銻礦-方解石階段:以形成金、輝銻礦、方解石為主,金多為次顯微金,方解石大量出現,標志熱液期結束。
表生期:礦床氧化帶的氧化礦石中含有明金,可能是上述載金礦物經表生改造,金聚積成較大顆粒的結果。
4.1 礦床形成條件
已知金礦體主要就位于侵入巖體接觸帶及其附近圍巖中,受迭加在巖體內外接觸帶的斷裂與裂隙構造破碎帶控制,賦存于有金屬硫化物所表征的受熱液作用的各種巖石中。金礦(化)體與中酸性巖體空間分布上總是表現為宏觀同域、形影相伴的依存關系,說明巖漿活動與金礦化有著不可分割的內在聯系,是本區金礦成礦的先決條件。
阿西金礦區出露地層主要為中三疊統扎尕山組一套區域淺變質巖系,其中第三、四巖性段為主要賦礦層位,受巖漿熱液作用影響,形成一套以矽卡巖、石英巖、長英角巖、大理巖為主的接觸交代變質巖。
金礦化帶分布于NW向主干斷裂所夾持的斷塊內,本組斷裂具導礦、配礦的控制作用;已知礦體呈NW帶狀展布,次級北西向斷裂和與之大致平行的層間破碎帶為主要容礦構造,控制了礦體的形態、產狀及規模,表明斷裂構造是本區成礦的先決條件。已知的金礦體產于印支晚—燕山早期淺成相中酸性巖漿侵入巖接觸帶及附近圍巖中,二者表現為形影相隨的依存關系。巖漿侵位活動不但為金礦提供了熱源及礦源,而且控制了礦床的空間產出部位。
4.2 成礦物質來源
金礦現有研究程度不高,尚缺乏礦床形成機理方面的各類測試數據,有關金源問題有如下初步看法∶
(1)初始金源。主要指沉積成巖期由陸源碎屑帶入的礦質。本區在中—晚三疊世的特提期海槽演化階段,由秦嶺古陸及摩天嶺古陸為海槽提供大陸金源,以濁流形式搬運到次深海盆形成初始(衍生)礦源層。經測試,礦區出露地層含金豐度(6.46~7.00)×10-9。
(2)巖漿金源。若爾蓋地塊是從揚子地臺西部解離出來的一個剛性地塊,其基底巖系與周邊出露的白依溝群、碧口群相似。由于泛揚子型前(寒武)震旦紀基底巖系普通含幔源物質的基性、中基性火山巖、細碧角斑巖而顯示含金豐度高被視為原始礦源層。印支—燕山期的巖漿活動,一方面除可從地殼深處攜帶部分金源外,并將原始礦源層中的金通過重熔、交代、同化混染作用形成富金侵入體,礦區范圍內閃長巖含金豐度平均6.57×10-9(14件樣品)的事實已得到佐證[3]。另一方面是成巖期后的含金熱水溶液與地下熱水滲透和循環過程中,通過溶淋,滲濾亦大量攝取衍生礦源層中的金而形成含礦熱水溶液,并在有利構造部位聚集成礦。
4.3 金礦床成因類型
礦床中上部以巖漿期后熱液形成的硅化石英巖金礦化為主,疊加改造早期形成的矽卡型銅金礦化之上,構成了阿西金礦區特殊的礦床類型。其成礦作用經歷了晚巖漿期、晚巖漿—熱液過渡期、巖漿期后熱液期等不同成礦期或成礦階段。由于金礦成礦作用的多期性和復雜性,故不排除由地下熱(鹵水)改造促成金礦工業富集的可能性。
因此阿西金礦成因類型為巖漿及(期后)熱液改造型礦床。
綜上所述,阿西金礦床的礦體主要賦存于三疊系碎屑巖、碳酸鹽巖建造中近NW向斷裂破碎帶與求讓閃長巖體兩側0~10 m范圍的接觸-交代變質巖中,少數產在巖體內接觸帶及捕虜體中。礦體空間產出與巖體宏觀同域一致,礦體受閃長巖外接觸帶蝕變巖石與NW向斷裂雙重控制。礦體形態為脈狀、似層狀及透鏡狀,礦體厚度及品位變化不大,礦化相對均勻。金礦化與硅化、碳酸鹽化、黃銅礦化、黃鐵礦化關系密切。礦化巖石主要為石英巖和硅化石英砂巖,次為矽卡巖化大理巖和石英閃長巖。中酸性巖漿侵位活動不但為金礦提供了熱源及礦源,而且控制了礦床的空間產出部位,NW向斷裂提供了導礦、配礦以及容礦構造。巖漿期后熱液疊加改造早期形成的矽卡型銅金礦化,構成了阿西金礦區特殊的礦床類型-巖漿及(期后)熱液改造型礦床。
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[2]張 均,張曉軍,廖群安. 川西北地區金成礦的構造—巖漿控制[J]. 黃金,2006,21(6):1-5.
[3]白富正,石永堯,岳平安,等. 四川省若爾蓋縣阿西金礦區詳查地質報告[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
李良辭(1968—),男,四川隆昌人,四川本分礦業公司工程師.