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【摘要】:为了查明阿拉善左旗朱拉扎嘎金矿的成因,分析了研究区构造特征及赋矿地层特征,测试了356块样品的Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Cu、Pb、Zn、W等十个元素,分析了各元素之间的相关性并探讨了不同裂隙物元素含量变化关系,同时对含金矿物的赋存状态及容矿岩石与围岩做了研究。研究结论:金矿物多数为晶隙金和裂隙金,金矿床与海西期花岗岩浆热液活动有密切的内在联系,主体成因类型应属岩浆热液蚀变岩型矿床。
【关键词】:朱拉扎嘎 金矿 阿古鲁沟组 热液
1、 矿区地质特征
1.1 构造特征
研究区为一南东倾的单斜构造形迹,地层倾向120°~170°,倾角30°~50°,从北到南地层趋于变缓。断裂构造极其发育,可分为近EW向、NNE向、NNW向、NE向、NW向等,根据断裂产出特征及相互切割关系,断裂活动可大致分为三期:第1期为近EW向的逆冲断层活动,为后期金矿的形成提供了部分赋矿空间;第2期为纵贯研究区的NNW向平移逆断层,可能是形成金矿的导矿构造它切穿了第一期的近EW向构造,并在其两侧形成了派生的次级NE—NNE及近SN向断裂构造,其中NE向构造对金矿的形成具有重要控制作用;第3期为第2期主、次级构造再次活化,使侵入其中的脉岩破碎,并又派生了一系列NNE—NE向次级构造,该期构造对矿体有一定的破坏作用[2]。
1.2 赋矿地层特征
矿脉主要赋存在研究区中元古界渣尔泰山群的阿古鲁沟组,该组分布于研究区中部、南部,是研究区出露的主要地层,占研究区面积的70%左右。根据岩性组合特征,该组可划分为两个岩段八个亚段(表1),两岩段之间为整合接触,其上被第四系冲积物覆盖[3]。
阿古鲁沟组一岩段下部为灰色绢云母板岩、变质钙质粉砂岩、含叠层石细晶白云巖;中部为灰褐色变质钙质砂岩、粉砂质绢云母板岩;上部为浅灰色、灰绿色变质(阳起)钙质石英粉砂岩,粉砂质阳起石岩。阿古鲁沟组二岩段按岩性组合划分三个亚段。一亚段为浅灰色中晶—微晶白云岩、砂砾屑白云岩,其次为含水镁透闪微晶白云质大理岩,局部夹条带状石英岩、透闪石岩等,该段下部与一岩段五亚层为相变接触关系,界线呈齿状交叉;二亚段为灰绿色条带状石英岩、绿帘阳起石岩与深灰色结晶灰岩、粉晶白云岩互层,局部夹含金矿化变质中细砾岩透镜体;三亚段在研究区未见顶,岩性组合为深灰色、灰白色中细晶灰岩、砂质灰岩、细晶大理岩夹灰色变质砂岩。
2 、地球化学特征
2.1 主要元素含量
研究区共采样品356件,分析了Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Cu、Pb、Zn、W等十个元素,其结果统计值见表2所示。从表中可以看出金矿化比较普遍,356件样品中,金含量大于0.5g/t的样品109件,其中大于10g/t的16件,大于5g/t的34件,大于1g/t的74件。裂隙充填物中金的平均品位达1.6g/t。同时该值远远地大于其中值(131.5×10-9),说明在这一组数据中,金的分布总体呈明显的负偏,金含量值低的样品多,而高含量的样品金品位又特别的高,最大达40.48g/t,造成了该元素较大的标准差(4370),为研究区区内金强烈富集的显著地球化学标志,是寻找工业矿床有利的地化前题。
2.2元素间的相互关系
研究区内金与其它元素的相关性均较差,其中与Bi的相关系数最高,为0.332,其次为与As和Cu,分别为0.162和0.180呈弱的正相关。区内Cu元素和Ag、As、Sb元素相关性较好,分别为0.628,0.525和0.528,为明显的正相关。金及其主要指示元素间的上述相关特征,一方面表明金与主要指示元素间存在着一定的正相关关系,另一方面反映出在热液成矿作用过程中导致不同组合的成带分布。值得一提的是铜元素既与金存在较明显的正相关关系,又与Ag、As、Sb等前缘元素存在显著的正相关,因此,区内的Cu+Ag+As+Sb组合异常对深部找矿具有重要的指导意义。
2.3不同裂隙物元素含量变化关系
裂隙充填物主要有含褐铁矿的石英脉、褐铁矿化碳酸岩、和蚀变岩体三种。在单位距离内不同裂隙充填物的发育程度与有关元素的平均含量均有显著差异。其中以石英脉最发育,其As、Ag、Sb、Cu、Pb、Zn、Bi含量最高,尤其是As、Ag、Sb、Bi等前缘指示元素含量高,表明石英脉与金矿化关系密切,碳酸岩脉次之,金及其主要指示元素含量均较低,可能是矿化后期的产物,蚀变岩脉发育程度最差,但应为金矿化作用的直接产物,其Au含量最高,并伴有较高含量的As、Ag、Cu、Bi。
3、 矿体地质特征
3.1 矿石类型
按矿石自然类型可分为氧化矿石和原生矿石,矿石工业类型属中等硫化物金矿石。
3.1.1氧化矿石特征
氧化矿石主要由黄钾铁矾、褐铁矿及绿帘石、石英、方解石、石膏组成。根据钻孔统计,氧化深度30~70m,后期断裂、裂隙发育地段氧化深度增加。
氧化矿石易与原生矿石分辩,多呈褐红色、褐黄色、白黄色、灰褐色、绿褐色等杂色,呈它形粒状结构、交代结构。条带状、蜂窝状构造为主,板状或块状构造次之。氧化矿石主要为一套褐铁矿化变质粉砂岩,次为富含电气石火山碎屑岩、黄钾铁矾化、粘土化变质杂砂岩。脉石矿物成份以石英为主,金属矿物成份以褐铁矿为主,另有少量的黄铁矿(交代残留结构)及自然金。自然金晶形以它形粒状为主,个别为叶片状、条状等,粒度细。
3.1.2 原生矿石特征
原生矿石为矽卡岩、绢英岩,其矿化主要为磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、硅化、碳酸岩化,其中磁黄铁矿含量较高,最高可达50﹪以上,且与Au品位关系密切。原生矿石按结构构造分为微细浸染状金矿石和脉状—网脉状金矿石,前者受地层控制特征明显,后者受构造控制。 3.2 含金矿物赋存状态
矿石中的金主要以独立矿物形式产出,硫化物含少量金,纯脉石矿物几乎不含金。金矿物约占矿石中金总量的85%以上,金矿物在矿石中多呈不规则片状、他形粒状,偶尔也见四六面体或八面体半自形晶,粒径变化在0.004~0.03mm,多数小于0.02mm。金矿物多数为晶隙金和裂隙金分布于脉石矿物之间或裂隙中,少数分布于磁黄铁矿等金属硫化物矿物边部。
金矿物可分成两类,一类是自然金,Ag含量<20%,另一类是银金矿,Ag含量20—50%。目前在各类型矿石中基本都能见到这两种矿物,但总体看早期形成的矿石中自然金的数量相对较多,晚期形成的矿石中,金矿物中的Ag含量趋于增加。
金矿物在朱拉扎嘎矿床中的晶出时间较长,但大量的是在岩浆热液蚀变成矿作用中—晚期晶出,石英脉型矿石的产生标志着金内生成矿作用的结束,而表生氧化作用使金有较明显的次生富集作用。
4 、矿床成因分析
矿床主要赋存于中元古界蓟县系阿古鲁沟组一岩段变质钙质砂岩、粉砂岩和变质火山岩中。受地层层位和岩性控制明显,矿体多呈似层状、透镜状顺层分布。断裂构造成矿期后亦有活动,对矿体具破坏作用。围岩矿化蚀变微弱,容礦岩石中见阳起石化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化等蚀变,常见的矿化有磁黄铁矿化、黄铁矿化和黄铜矿化,局部见方铅矿化、闪锌矿化等。
在朱拉扎嘎矿床中,最显著的一个特点是热液活动极其强烈,所以热液活动在该矿床的形成中起到了极其重要的作用,不仅活化了中元古界蓟县系阿古鲁沟组地层中原生沉积的凝灰质岩屑中丰富的Au,也同时将深部带来的成矿物质随着热液对岩石的蚀变产生了金的重要的成矿作用[4-5]。在热液的作用下,相对松散多孔亦发生交代作用的钙质砂岩、粉砂岩和火山碎屑岩有利于交代和矿化的形成,从而形成了受地层岩性控制的浸染状金矿层,一般规模大,品位低。
中国地质科学院矿产资源研究所通过交代岩型矿石的Rb-Sr等时线年代学研究表明,所测的5个样品在Sr87 /Sr86 —Rb87/Sr86相关图上线性关系甚好,相关系数为0.9998,年龄为275±6Ma。花岗斑岩中新鲜黑云母的K—Ar年龄为291.48±4.2Ma,这说明花岗斑岩岩浆的侵入和矿床中的热液蚀变和成矿作用的发生在时间上基本吻合。
朱拉扎嘎金矿床中最主要的成矿作用与海西期花岗岩浆热液活动有密切的内在联系,且具有多期次、多成因、多种物质来源,受地层岩性控制,矿体顺层产出为主的特点。因此,从该矿床的主体看,其成因类型为岩浆热液蚀变岩型矿床。
5、 结论
阿古鲁沟组一岩段为研究区主要赋矿层位,含金矿石自然类型可分为氧化矿石和原生矿石,金矿物多数为分布于脉石矿物之间或裂隙中的晶隙金和裂隙金;金矿床形成与海西期花岗岩浆热液活动有密切的内在联系,且具有多期次、多成因、多种物质来源,受地层、岩性控制矿体有顺层产出的特点,矿体产状与地层产状基本一致;矿床的主体成因类型应属岩浆热液蚀变岩型矿床。
参考文献
[1] 江思宏,杨岳清,聂凤军,等.内蒙古朱拉扎嘎金矿矿床地质特征[J].矿床地质,2001,20(3):234-241.
[2] 李俊建,骆辉,周红英,等.内蒙古阿拉善地区朱拉扎嘎金矿的成矿时代[J].地球化学,2004,33(6):663-669.
[3] 沈存利,王守光,苏新旭,等. 内蒙古中元古界渣尔泰山群区域成矿特征研究[J]. 地学前缘,2004,11(1):280-286.
[4] [曹秀兰.华北陆块西段中元古代与裂谷作用有关的铁、稀土、多金属矿床特征及成因[J].前寒武纪研究进展,2002.25(3-4):246—255.
[5] 胡鸿飞,戴霜,唐玉虎,等. 华北板块北缘西段裂谷系金矿床成矿特征及成因探讨[J].地质与勘探,2008,44(1):9-13.
【关键词】:朱拉扎嘎 金矿 阿古鲁沟组 热液
1、 矿区地质特征
1.1 构造特征
研究区为一南东倾的单斜构造形迹,地层倾向120°~170°,倾角30°~50°,从北到南地层趋于变缓。断裂构造极其发育,可分为近EW向、NNE向、NNW向、NE向、NW向等,根据断裂产出特征及相互切割关系,断裂活动可大致分为三期:第1期为近EW向的逆冲断层活动,为后期金矿的形成提供了部分赋矿空间;第2期为纵贯研究区的NNW向平移逆断层,可能是形成金矿的导矿构造它切穿了第一期的近EW向构造,并在其两侧形成了派生的次级NE—NNE及近SN向断裂构造,其中NE向构造对金矿的形成具有重要控制作用;第3期为第2期主、次级构造再次活化,使侵入其中的脉岩破碎,并又派生了一系列NNE—NE向次级构造,该期构造对矿体有一定的破坏作用[2]。
1.2 赋矿地层特征
矿脉主要赋存在研究区中元古界渣尔泰山群的阿古鲁沟组,该组分布于研究区中部、南部,是研究区出露的主要地层,占研究区面积的70%左右。根据岩性组合特征,该组可划分为两个岩段八个亚段(表1),两岩段之间为整合接触,其上被第四系冲积物覆盖[3]。
阿古鲁沟组一岩段下部为灰色绢云母板岩、变质钙质粉砂岩、含叠层石细晶白云巖;中部为灰褐色变质钙质砂岩、粉砂质绢云母板岩;上部为浅灰色、灰绿色变质(阳起)钙质石英粉砂岩,粉砂质阳起石岩。阿古鲁沟组二岩段按岩性组合划分三个亚段。一亚段为浅灰色中晶—微晶白云岩、砂砾屑白云岩,其次为含水镁透闪微晶白云质大理岩,局部夹条带状石英岩、透闪石岩等,该段下部与一岩段五亚层为相变接触关系,界线呈齿状交叉;二亚段为灰绿色条带状石英岩、绿帘阳起石岩与深灰色结晶灰岩、粉晶白云岩互层,局部夹含金矿化变质中细砾岩透镜体;三亚段在研究区未见顶,岩性组合为深灰色、灰白色中细晶灰岩、砂质灰岩、细晶大理岩夹灰色变质砂岩。
2 、地球化学特征
2.1 主要元素含量
研究区共采样品356件,分析了Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Cu、Pb、Zn、W等十个元素,其结果统计值见表2所示。从表中可以看出金矿化比较普遍,356件样品中,金含量大于0.5g/t的样品109件,其中大于10g/t的16件,大于5g/t的34件,大于1g/t的74件。裂隙充填物中金的平均品位达1.6g/t。同时该值远远地大于其中值(131.5×10-9),说明在这一组数据中,金的分布总体呈明显的负偏,金含量值低的样品多,而高含量的样品金品位又特别的高,最大达40.48g/t,造成了该元素较大的标准差(4370),为研究区区内金强烈富集的显著地球化学标志,是寻找工业矿床有利的地化前题。
2.2元素间的相互关系
研究区内金与其它元素的相关性均较差,其中与Bi的相关系数最高,为0.332,其次为与As和Cu,分别为0.162和0.180呈弱的正相关。区内Cu元素和Ag、As、Sb元素相关性较好,分别为0.628,0.525和0.528,为明显的正相关。金及其主要指示元素间的上述相关特征,一方面表明金与主要指示元素间存在着一定的正相关关系,另一方面反映出在热液成矿作用过程中导致不同组合的成带分布。值得一提的是铜元素既与金存在较明显的正相关关系,又与Ag、As、Sb等前缘元素存在显著的正相关,因此,区内的Cu+Ag+As+Sb组合异常对深部找矿具有重要的指导意义。
2.3不同裂隙物元素含量变化关系
裂隙充填物主要有含褐铁矿的石英脉、褐铁矿化碳酸岩、和蚀变岩体三种。在单位距离内不同裂隙充填物的发育程度与有关元素的平均含量均有显著差异。其中以石英脉最发育,其As、Ag、Sb、Cu、Pb、Zn、Bi含量最高,尤其是As、Ag、Sb、Bi等前缘指示元素含量高,表明石英脉与金矿化关系密切,碳酸岩脉次之,金及其主要指示元素含量均较低,可能是矿化后期的产物,蚀变岩脉发育程度最差,但应为金矿化作用的直接产物,其Au含量最高,并伴有较高含量的As、Ag、Cu、Bi。
3、 矿体地质特征
3.1 矿石类型
按矿石自然类型可分为氧化矿石和原生矿石,矿石工业类型属中等硫化物金矿石。
3.1.1氧化矿石特征
氧化矿石主要由黄钾铁矾、褐铁矿及绿帘石、石英、方解石、石膏组成。根据钻孔统计,氧化深度30~70m,后期断裂、裂隙发育地段氧化深度增加。
氧化矿石易与原生矿石分辩,多呈褐红色、褐黄色、白黄色、灰褐色、绿褐色等杂色,呈它形粒状结构、交代结构。条带状、蜂窝状构造为主,板状或块状构造次之。氧化矿石主要为一套褐铁矿化变质粉砂岩,次为富含电气石火山碎屑岩、黄钾铁矾化、粘土化变质杂砂岩。脉石矿物成份以石英为主,金属矿物成份以褐铁矿为主,另有少量的黄铁矿(交代残留结构)及自然金。自然金晶形以它形粒状为主,个别为叶片状、条状等,粒度细。
3.1.2 原生矿石特征
原生矿石为矽卡岩、绢英岩,其矿化主要为磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、硅化、碳酸岩化,其中磁黄铁矿含量较高,最高可达50﹪以上,且与Au品位关系密切。原生矿石按结构构造分为微细浸染状金矿石和脉状—网脉状金矿石,前者受地层控制特征明显,后者受构造控制。 3.2 含金矿物赋存状态
矿石中的金主要以独立矿物形式产出,硫化物含少量金,纯脉石矿物几乎不含金。金矿物约占矿石中金总量的85%以上,金矿物在矿石中多呈不规则片状、他形粒状,偶尔也见四六面体或八面体半自形晶,粒径变化在0.004~0.03mm,多数小于0.02mm。金矿物多数为晶隙金和裂隙金分布于脉石矿物之间或裂隙中,少数分布于磁黄铁矿等金属硫化物矿物边部。
金矿物可分成两类,一类是自然金,Ag含量<20%,另一类是银金矿,Ag含量20—50%。目前在各类型矿石中基本都能见到这两种矿物,但总体看早期形成的矿石中自然金的数量相对较多,晚期形成的矿石中,金矿物中的Ag含量趋于增加。
金矿物在朱拉扎嘎矿床中的晶出时间较长,但大量的是在岩浆热液蚀变成矿作用中—晚期晶出,石英脉型矿石的产生标志着金内生成矿作用的结束,而表生氧化作用使金有较明显的次生富集作用。
4 、矿床成因分析
矿床主要赋存于中元古界蓟县系阿古鲁沟组一岩段变质钙质砂岩、粉砂岩和变质火山岩中。受地层层位和岩性控制明显,矿体多呈似层状、透镜状顺层分布。断裂构造成矿期后亦有活动,对矿体具破坏作用。围岩矿化蚀变微弱,容礦岩石中见阳起石化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化等蚀变,常见的矿化有磁黄铁矿化、黄铁矿化和黄铜矿化,局部见方铅矿化、闪锌矿化等。
在朱拉扎嘎矿床中,最显著的一个特点是热液活动极其强烈,所以热液活动在该矿床的形成中起到了极其重要的作用,不仅活化了中元古界蓟县系阿古鲁沟组地层中原生沉积的凝灰质岩屑中丰富的Au,也同时将深部带来的成矿物质随着热液对岩石的蚀变产生了金的重要的成矿作用[4-5]。在热液的作用下,相对松散多孔亦发生交代作用的钙质砂岩、粉砂岩和火山碎屑岩有利于交代和矿化的形成,从而形成了受地层岩性控制的浸染状金矿层,一般规模大,品位低。
中国地质科学院矿产资源研究所通过交代岩型矿石的Rb-Sr等时线年代学研究表明,所测的5个样品在Sr87 /Sr86 —Rb87/Sr86相关图上线性关系甚好,相关系数为0.9998,年龄为275±6Ma。花岗斑岩中新鲜黑云母的K—Ar年龄为291.48±4.2Ma,这说明花岗斑岩岩浆的侵入和矿床中的热液蚀变和成矿作用的发生在时间上基本吻合。
朱拉扎嘎金矿床中最主要的成矿作用与海西期花岗岩浆热液活动有密切的内在联系,且具有多期次、多成因、多种物质来源,受地层岩性控制,矿体顺层产出为主的特点。因此,从该矿床的主体看,其成因类型为岩浆热液蚀变岩型矿床。
5、 结论
阿古鲁沟组一岩段为研究区主要赋矿层位,含金矿石自然类型可分为氧化矿石和原生矿石,金矿物多数为分布于脉石矿物之间或裂隙中的晶隙金和裂隙金;金矿床形成与海西期花岗岩浆热液活动有密切的内在联系,且具有多期次、多成因、多种物质来源,受地层、岩性控制矿体有顺层产出的特点,矿体产状与地层产状基本一致;矿床的主体成因类型应属岩浆热液蚀变岩型矿床。
参考文献
[1] 江思宏,杨岳清,聂凤军,等.内蒙古朱拉扎嘎金矿矿床地质特征[J].矿床地质,2001,20(3):234-241.
[2] 李俊建,骆辉,周红英,等.内蒙古阿拉善地区朱拉扎嘎金矿的成矿时代[J].地球化学,2004,33(6):663-669.
[3] 沈存利,王守光,苏新旭,等. 内蒙古中元古界渣尔泰山群区域成矿特征研究[J]. 地学前缘,2004,11(1):280-286.
[4] [曹秀兰.华北陆块西段中元古代与裂谷作用有关的铁、稀土、多金属矿床特征及成因[J].前寒武纪研究进展,2002.25(3-4):246—255.
[5] 胡鸿飞,戴霜,唐玉虎,等. 华北板块北缘西段裂谷系金矿床成矿特征及成因探讨[J].地质与勘探,2008,44(1):9-13.