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中图分类号:TU895 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)16-0287-02
1 前言
辽宁清原地区采金历史悠久,但真正找金工作始于上个世纪80年代末,大都以寻找石英脉型和蚀变岩型为主。对于韧性剪切带型金矿的普查找矿工作,从2000年开始一直没较有好的效果,从上甸子地区近两年来找矿初步成果看,笔者认为其成因类型为韧性剪切带型金矿,意在引起广大地质同行们的注意。
2 区域地质
2.1 区域地质背景
上甸子地区位于辽宁省东部山区,由清原县城经草市镇至工作区为40km。本区大地构造位置属中朝准地台(I),胶辽台隆(Ⅱ),铁岭靖宇台拱(Ⅲ),李家台断凸(Ⅳ)中部槽台边缘带上。
2.2 区域地层
区域地层主要以太古界为主,此外出露有少量的古-中元古界、中生界、新生界。
2.3 区域构造
本区构造活动频繁强烈,自太古宙以来,历经多期构造—岩浆活动,全区发育了不同时期形成的褶皱、断裂及韧性剪切带。主要形成了东西向、北北东向和北西向三组主要构造体系。
2.4 区域岩浆岩
区内岩浆活动强烈、频繁。岩石类型多,延续时间长,分布面积广,主要以深成侵入岩为主。尤其是新太古代、二叠纪、侏罗纪岩浆活动最为强烈,形成了大面积的花岗岩岩基。此外,还出露有新太古代、古元古代、奥陶纪、中二叠世、中侏罗世,白垩纪铁镁—超铁镁质岩石,以岩脉、岩墙形式产出。
2.5 变质作用
主要表区域变质作用,其次为动力变质作用及接触变质作用。
2.6 区域矿产
该区主要金属矿产有铜、金、银、钼、铅、锌、铁、镍和稀有金属锂、铍、铌钽等矿产。金矿床(矿点)沿浑河断裂两侧分布,主要有二伙洛、王家大沟、下大堡金矿床及朱家沟、线金厂、西井家沟金矿床;亮金沟、二道岭子金矿点及金鸡背、拐磨沟、绢厂沟等金矿点。
3 矿区地质特征
3.1 地层及岩石
矿区地层以新太古界表壳岩系-红透山组(Ar3h)为主,其岩性主要为:
1、斜长角闪岩:分布在矿区中南部,为灰绿色,粒状变晶结构,块状构造,矿物成份主要由角闪石和斜长石组成,角闪石呈柱粒状变晶,棕色,绿色。斜长角闪岩受韧性剪切作用发生动力变质作用形成绿泥石片岩和绢云母片岩,是金矿赋矿层位,矿化蚀变带、矿(化)体均产于此岩段中。
2、斜长角闪片麻岩
分布在矿区北东部,呈灰绿色,粒状变晶结构,鳞片状变晶结构。片麻状构造,主要由粒状矿物斜长石、石英及暗色矿物黑云母、角闪石等组成,有时可见少量石榴石。
3、角闪变粒岩
分布在矿区西南部,呈灰白色,粒状变晶结构,块状构造,主要由粒状矿物斜长石、石英及暗色矿物角闪石等组成。
3.2 岩浆岩
矿区内广泛分布太古宙变质深成侵入岩,主要为大边沟变质二长花岗岩(Ar3ηγ)为I型花岗岩。早期以斜长花岗岩为主,晚期为钾长花岗岩。破坏并熔融了大部的表壳含矿岩系,但也造成了部分金属矿物的富集。形成金、磁铁矿矿床(点)。燕山期岩浆活动多在矿区内形成较小的正长斑岩、煌斑岩,闪长岩,辉绿岩脉,
3.3 韧性剪切带及构造特征
区内地质构造复杂,主要表现早期的韧性剪切带被晚期脆性断裂破坏、叠加。
1、韧性剪切带
矿区位于华北板块北缘及其陆缘活动带上, 晚古生代-早三叠世,南北两大构造单元的碰撞拼贴挤压,形成夹草沟-草市(Ⅲ)北西向韧性剪切带,南侧以浑河断裂、北侧以清河断裂为界,长约30Km,宽约2~3Km,该韧性剪切带由围绕大小不一的斜长角闪岩透镜体的小型韧性剪切带组成。带内及两侧与其平行的次级断裂也较发育,有利于含金流体(动力变质热液)的贯入。韧性剪切带是矿区的重要控矿、成矿构造。
2、断裂构造
除了韧性剪切带外,在矿区还发育有一系列的脆性断裂构造,这些断裂有两类,一类发育在韧性剪切带内部的糜棱岩系与斜长角闪岩透镜体之间。其产状与韧性剪切带一致,这些断裂规模不大,常被岩脉所充填,后期又有活动,有时发育碎裂岩和断层泥。另一类断裂规模较大,如北东向浑河深大断裂,是区内最大的岩石圈断裂断裂,具继承性与多期性;其余方向构造多在中生代以后发展较多。如清河断裂、嵩山堡-王小堡-王家油房断裂、猴石-长山堡断裂等。其交汇处的小三角区中铜、金矿床十分密集,是矿区的重要断裂。
4 矿体地质特征
4.1 矿体分布特征
矿区圈出两条金矿化蚀变带(韧性剪切带)。两矿带总体走向近东西,向北倾。Ⅰ号矿带产状较缓,45°~76°,Ⅱ号矿带产状较相对较陡,倾角65°~79°。目前控制Ⅰ号韧性剪切带(矿化带)长约195m、矿化带宽49.87m,钻孔控制深度208.8m,内见3条金矿体(即Au1、Au2、Au3)、4条金矿化体。控制矿体长度50m、宽度1~5m、深度125m,钻孔控制矿(化)体穿厚0.3~5m,深度125.5m;Ⅱ号韧性剪切带(矿化带)长约400m、矿化带宽11.6~21.2m,钻孔控制深度269m。内见3条金矿体、4条金矿化体,矿(化)体长度50~300m、宽度1~5m,钻孔控制深度246.2m。
4.2 金矿石的结构构造和矿物组成
1、矿石结构:矿区内金矿石主要为含金石英脉和石英脉的绿泥石片岩、绢云母片岩三种,根据矿石中金属矿物的相互关系可分为以下几类:
a.细粒-粉末状结构:黄铁矿多为它形粒状,粒经<0.5mm,肉眼看为粉末状集合体,在显微镜下,可见部分黄铁矿半自形,有的镜下也为它形,主要分布在石英脉内,黄铁矿常呈集合体状,分布不均匀,此种矿石品位最高。 b.碎裂结构:黄铁矿颗粒严重碎裂呈棱角状碎块。
c.交代溶蚀结构:此种结构很发育,最多的是黄铁矿被其它矿物交代,其中被褐铁矿交代最常见。
d.包含结构:自然金常以各种形态被包含在黄铁矿、铁白云石等矿物中。
2、矿石构造:黄铁矿是矿石中最主要的金属矿物,也是最主要的载金矿物,按其产出形态,可把矿石的构造分成以下几种:
a.块状构造:当黄铁矿呈较粗脉(>5mm)状时便出现块状构造,由纯致密黄铁矿组成,肉眼所见黄铁矿为粉末状,颜色较暗
b.脉状构造:黄铁矿呈较细脉(<4mm)状沿石英脉的裂隙或边界分布,有的与石英脉一起变形、弯曲。黄铁矿的晶形变化较大,有粉末状他形,有自形-半自形,有时黄铁矿细脉成网状。
c.浸染状构造:此种构造很普遍,由黄铁矿散布在绢云母片岩、绿泥石片岩和石英脉等岩石中构成。黄铁矿往往自形,有时晶粒比较粗,颜色纯正,一般分布较均匀;有时也集中成团窝状,含金量比较低。
d.团块状构造:当黄铁矿在某些裂隙的交汇处或褶皱的顶端集中分布时可构成团块状构造,与块状构造的区别是形状不规则。
3、金矿石的矿物组成:矿石的矿物组成比较简单,金属矿物主要是黄铁矿、磁黄铁矿少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿、微量的自然金,碲金矿、斑铜矿等。非金属矿物以石英为主,其次为绿泥石、绢云母钠长石、方解石、白云石等。
矿物生成顺序:石英→方解石+绢云母→金属矿物。
4.3 金矿床围岩蚀变
矿床发育在太古代斜长角闪岩中,受控于韧性剪切带。近矿围岩为斜长角闪岩绿泥石片岩、绢云母片岩等。围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化为主,其次为绿帘石化、角闪石化、高岭土化等,矿化地表氧化带为褐铁矿化,深部主要为黄铁矿化、磁黄铁矿化,偶见黄铜矿化、方铅矿化等,金矿化强弱与蚀变强度成正相关。
5.金矿床的成因及找矿标志
5.1 矿床成因
上甸子金矿床发育在太古代绿岩(斜长角闪岩)中,而且完全受控于韧性剪切带。斜长角闪岩是金的矿源层,韧性剪切带是控矿构造,而决定上甸子金矿形成的主要因素,一是矿源层,二是韧性剪切带。因此,上甸子金矿是“太古代斜长角闪岩中的韧性剪切带型金矿床”。
5.2 找矿标志和方向
1、矿源层标志:太古代的斜长角闪岩是金矿形成重要赋矿围岩与矿源层。本区太古代鞍山群红透山组斜长角闪岩是基性火山岩经变质作用而形成的,其中的金是该类型金矿床的主要来源(矿源层)。此外,该套岩石经历长期变质变形构造作用,在变质作用下易蚀变为绿泥石和绢云母,同时也为金的活化、迁移和沉淀提供了必要条件。
2、构造标志:该地区形成的规模较大的区域性北东向断裂带及其配套的次级断裂构造是金的控矿和容矿构造。
3、韧性剪切带片理化、糜棱岩化标志:韧性剪切带中岩石的变形机制具有脆-韧性转换变形特征。韧性剪切带内岩石片理化、糜棱岩化特征明显,经退变质作用发育绿泥石、绢云母化、钠长石化及硅酸盐化,同时伴有黄铁矿化。矿石中所含黄铁矿在地表氧化条件下被氧化,形成褐铁矿,所以蚀变岩、石英脉发育及氧化带是寻找该矿床的直观标志。
3、土壤地球化学金及金多元素异常部位往往是找金矿间接指示标志。
4、物探激电异常部位是金属硫化物集中部位也是找金矿间接指示标志,特别是物化探异常吻合较好部位,更有利于寻找和发现金矿体。
6 结论
1、辽宁省清原上甸子地区韧性剪切带型金矿床的发现,目前对矿体的控制程度不够,矿床规模还没有查清,但此类型金矿在辽宁清原地区还属初次发现。研究此类型矿床成因,意在引起广大地质同行们的注意,笔者认为,有关成矿时代、构造与成矿的关系、成矿元素迁移与富集规律等基础地质研究工作还需进一步工作,本区找金资源潜力较大。
2、从大的方面看,辽北主要金矿化集中区分浑南矿化集中区和浑北线金厂矿化集中区,多年来在本区以寻找岩浆热液石英脉型及蚀变岩型金矿为主。而在我省太古代绿岩带较发育的清原地区,经过了高级变质的太古宙绿岩建造,韧性变形过程中造成的动力退变质作用将成为该条件下金矿成矿的重要契机。而辽宁省太古代变质杂岩中韧性剪切带的普遍发育及其区域规模,预测与韧性剪切带有关的动力变质热液金矿床将成为未来辽宁省金矿重点找矿突破区。
3、本区地质构造演化主要经历了地台基底形成、盖层沉积、地台活化三个阶段,由于经历了慢长的时空演化,成矿地质条件复杂。在找矿工作中,对成矿地质条件的研究必须一丝不苟,准确地判别出什么是第一位的控矿因素。一个正确的认识可以指导有效的找矿;相反,一个错误的结论往往也导致不应有的失败。
1 前言
辽宁清原地区采金历史悠久,但真正找金工作始于上个世纪80年代末,大都以寻找石英脉型和蚀变岩型为主。对于韧性剪切带型金矿的普查找矿工作,从2000年开始一直没较有好的效果,从上甸子地区近两年来找矿初步成果看,笔者认为其成因类型为韧性剪切带型金矿,意在引起广大地质同行们的注意。
2 区域地质
2.1 区域地质背景
上甸子地区位于辽宁省东部山区,由清原县城经草市镇至工作区为40km。本区大地构造位置属中朝准地台(I),胶辽台隆(Ⅱ),铁岭靖宇台拱(Ⅲ),李家台断凸(Ⅳ)中部槽台边缘带上。
2.2 区域地层
区域地层主要以太古界为主,此外出露有少量的古-中元古界、中生界、新生界。
2.3 区域构造
本区构造活动频繁强烈,自太古宙以来,历经多期构造—岩浆活动,全区发育了不同时期形成的褶皱、断裂及韧性剪切带。主要形成了东西向、北北东向和北西向三组主要构造体系。
2.4 区域岩浆岩
区内岩浆活动强烈、频繁。岩石类型多,延续时间长,分布面积广,主要以深成侵入岩为主。尤其是新太古代、二叠纪、侏罗纪岩浆活动最为强烈,形成了大面积的花岗岩岩基。此外,还出露有新太古代、古元古代、奥陶纪、中二叠世、中侏罗世,白垩纪铁镁—超铁镁质岩石,以岩脉、岩墙形式产出。
2.5 变质作用
主要表区域变质作用,其次为动力变质作用及接触变质作用。
2.6 区域矿产
该区主要金属矿产有铜、金、银、钼、铅、锌、铁、镍和稀有金属锂、铍、铌钽等矿产。金矿床(矿点)沿浑河断裂两侧分布,主要有二伙洛、王家大沟、下大堡金矿床及朱家沟、线金厂、西井家沟金矿床;亮金沟、二道岭子金矿点及金鸡背、拐磨沟、绢厂沟等金矿点。
3 矿区地质特征
3.1 地层及岩石
矿区地层以新太古界表壳岩系-红透山组(Ar3h)为主,其岩性主要为:
1、斜长角闪岩:分布在矿区中南部,为灰绿色,粒状变晶结构,块状构造,矿物成份主要由角闪石和斜长石组成,角闪石呈柱粒状变晶,棕色,绿色。斜长角闪岩受韧性剪切作用发生动力变质作用形成绿泥石片岩和绢云母片岩,是金矿赋矿层位,矿化蚀变带、矿(化)体均产于此岩段中。
2、斜长角闪片麻岩
分布在矿区北东部,呈灰绿色,粒状变晶结构,鳞片状变晶结构。片麻状构造,主要由粒状矿物斜长石、石英及暗色矿物黑云母、角闪石等组成,有时可见少量石榴石。
3、角闪变粒岩
分布在矿区西南部,呈灰白色,粒状变晶结构,块状构造,主要由粒状矿物斜长石、石英及暗色矿物角闪石等组成。
3.2 岩浆岩
矿区内广泛分布太古宙变质深成侵入岩,主要为大边沟变质二长花岗岩(Ar3ηγ)为I型花岗岩。早期以斜长花岗岩为主,晚期为钾长花岗岩。破坏并熔融了大部的表壳含矿岩系,但也造成了部分金属矿物的富集。形成金、磁铁矿矿床(点)。燕山期岩浆活动多在矿区内形成较小的正长斑岩、煌斑岩,闪长岩,辉绿岩脉,
3.3 韧性剪切带及构造特征
区内地质构造复杂,主要表现早期的韧性剪切带被晚期脆性断裂破坏、叠加。
1、韧性剪切带
矿区位于华北板块北缘及其陆缘活动带上, 晚古生代-早三叠世,南北两大构造单元的碰撞拼贴挤压,形成夹草沟-草市(Ⅲ)北西向韧性剪切带,南侧以浑河断裂、北侧以清河断裂为界,长约30Km,宽约2~3Km,该韧性剪切带由围绕大小不一的斜长角闪岩透镜体的小型韧性剪切带组成。带内及两侧与其平行的次级断裂也较发育,有利于含金流体(动力变质热液)的贯入。韧性剪切带是矿区的重要控矿、成矿构造。
2、断裂构造
除了韧性剪切带外,在矿区还发育有一系列的脆性断裂构造,这些断裂有两类,一类发育在韧性剪切带内部的糜棱岩系与斜长角闪岩透镜体之间。其产状与韧性剪切带一致,这些断裂规模不大,常被岩脉所充填,后期又有活动,有时发育碎裂岩和断层泥。另一类断裂规模较大,如北东向浑河深大断裂,是区内最大的岩石圈断裂断裂,具继承性与多期性;其余方向构造多在中生代以后发展较多。如清河断裂、嵩山堡-王小堡-王家油房断裂、猴石-长山堡断裂等。其交汇处的小三角区中铜、金矿床十分密集,是矿区的重要断裂。
4 矿体地质特征
4.1 矿体分布特征
矿区圈出两条金矿化蚀变带(韧性剪切带)。两矿带总体走向近东西,向北倾。Ⅰ号矿带产状较缓,45°~76°,Ⅱ号矿带产状较相对较陡,倾角65°~79°。目前控制Ⅰ号韧性剪切带(矿化带)长约195m、矿化带宽49.87m,钻孔控制深度208.8m,内见3条金矿体(即Au1、Au2、Au3)、4条金矿化体。控制矿体长度50m、宽度1~5m、深度125m,钻孔控制矿(化)体穿厚0.3~5m,深度125.5m;Ⅱ号韧性剪切带(矿化带)长约400m、矿化带宽11.6~21.2m,钻孔控制深度269m。内见3条金矿体、4条金矿化体,矿(化)体长度50~300m、宽度1~5m,钻孔控制深度246.2m。
4.2 金矿石的结构构造和矿物组成
1、矿石结构:矿区内金矿石主要为含金石英脉和石英脉的绿泥石片岩、绢云母片岩三种,根据矿石中金属矿物的相互关系可分为以下几类:
a.细粒-粉末状结构:黄铁矿多为它形粒状,粒经<0.5mm,肉眼看为粉末状集合体,在显微镜下,可见部分黄铁矿半自形,有的镜下也为它形,主要分布在石英脉内,黄铁矿常呈集合体状,分布不均匀,此种矿石品位最高。 b.碎裂结构:黄铁矿颗粒严重碎裂呈棱角状碎块。
c.交代溶蚀结构:此种结构很发育,最多的是黄铁矿被其它矿物交代,其中被褐铁矿交代最常见。
d.包含结构:自然金常以各种形态被包含在黄铁矿、铁白云石等矿物中。
2、矿石构造:黄铁矿是矿石中最主要的金属矿物,也是最主要的载金矿物,按其产出形态,可把矿石的构造分成以下几种:
a.块状构造:当黄铁矿呈较粗脉(>5mm)状时便出现块状构造,由纯致密黄铁矿组成,肉眼所见黄铁矿为粉末状,颜色较暗
b.脉状构造:黄铁矿呈较细脉(<4mm)状沿石英脉的裂隙或边界分布,有的与石英脉一起变形、弯曲。黄铁矿的晶形变化较大,有粉末状他形,有自形-半自形,有时黄铁矿细脉成网状。
c.浸染状构造:此种构造很普遍,由黄铁矿散布在绢云母片岩、绿泥石片岩和石英脉等岩石中构成。黄铁矿往往自形,有时晶粒比较粗,颜色纯正,一般分布较均匀;有时也集中成团窝状,含金量比较低。
d.团块状构造:当黄铁矿在某些裂隙的交汇处或褶皱的顶端集中分布时可构成团块状构造,与块状构造的区别是形状不规则。
3、金矿石的矿物组成:矿石的矿物组成比较简单,金属矿物主要是黄铁矿、磁黄铁矿少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿、微量的自然金,碲金矿、斑铜矿等。非金属矿物以石英为主,其次为绿泥石、绢云母钠长石、方解石、白云石等。
矿物生成顺序:石英→方解石+绢云母→金属矿物。
4.3 金矿床围岩蚀变
矿床发育在太古代斜长角闪岩中,受控于韧性剪切带。近矿围岩为斜长角闪岩绿泥石片岩、绢云母片岩等。围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化为主,其次为绿帘石化、角闪石化、高岭土化等,矿化地表氧化带为褐铁矿化,深部主要为黄铁矿化、磁黄铁矿化,偶见黄铜矿化、方铅矿化等,金矿化强弱与蚀变强度成正相关。
5.金矿床的成因及找矿标志
5.1 矿床成因
上甸子金矿床发育在太古代绿岩(斜长角闪岩)中,而且完全受控于韧性剪切带。斜长角闪岩是金的矿源层,韧性剪切带是控矿构造,而决定上甸子金矿形成的主要因素,一是矿源层,二是韧性剪切带。因此,上甸子金矿是“太古代斜长角闪岩中的韧性剪切带型金矿床”。
5.2 找矿标志和方向
1、矿源层标志:太古代的斜长角闪岩是金矿形成重要赋矿围岩与矿源层。本区太古代鞍山群红透山组斜长角闪岩是基性火山岩经变质作用而形成的,其中的金是该类型金矿床的主要来源(矿源层)。此外,该套岩石经历长期变质变形构造作用,在变质作用下易蚀变为绿泥石和绢云母,同时也为金的活化、迁移和沉淀提供了必要条件。
2、构造标志:该地区形成的规模较大的区域性北东向断裂带及其配套的次级断裂构造是金的控矿和容矿构造。
3、韧性剪切带片理化、糜棱岩化标志:韧性剪切带中岩石的变形机制具有脆-韧性转换变形特征。韧性剪切带内岩石片理化、糜棱岩化特征明显,经退变质作用发育绿泥石、绢云母化、钠长石化及硅酸盐化,同时伴有黄铁矿化。矿石中所含黄铁矿在地表氧化条件下被氧化,形成褐铁矿,所以蚀变岩、石英脉发育及氧化带是寻找该矿床的直观标志。
3、土壤地球化学金及金多元素异常部位往往是找金矿间接指示标志。
4、物探激电异常部位是金属硫化物集中部位也是找金矿间接指示标志,特别是物化探异常吻合较好部位,更有利于寻找和发现金矿体。
6 结论
1、辽宁省清原上甸子地区韧性剪切带型金矿床的发现,目前对矿体的控制程度不够,矿床规模还没有查清,但此类型金矿在辽宁清原地区还属初次发现。研究此类型矿床成因,意在引起广大地质同行们的注意,笔者认为,有关成矿时代、构造与成矿的关系、成矿元素迁移与富集规律等基础地质研究工作还需进一步工作,本区找金资源潜力较大。
2、从大的方面看,辽北主要金矿化集中区分浑南矿化集中区和浑北线金厂矿化集中区,多年来在本区以寻找岩浆热液石英脉型及蚀变岩型金矿为主。而在我省太古代绿岩带较发育的清原地区,经过了高级变质的太古宙绿岩建造,韧性变形过程中造成的动力退变质作用将成为该条件下金矿成矿的重要契机。而辽宁省太古代变质杂岩中韧性剪切带的普遍发育及其区域规模,预测与韧性剪切带有关的动力变质热液金矿床将成为未来辽宁省金矿重点找矿突破区。
3、本区地质构造演化主要经历了地台基底形成、盖层沉积、地台活化三个阶段,由于经历了慢长的时空演化,成矿地质条件复杂。在找矿工作中,对成矿地质条件的研究必须一丝不苟,准确地判别出什么是第一位的控矿因素。一个正确的认识可以指导有效的找矿;相反,一个错误的结论往往也导致不应有的失败。