廣西龍頭山金礦地質(zhì)特征及成礦探討＊

張詩啟,朱 超,闕紹娟,蔡明海

(廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院, 廣西南寧 530004)

廣西龍頭山金礦地質(zhì)特征及成礦探討＊

張詩啟,朱 超,闕紹娟,蔡明海

(廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院, 廣西南寧 530004)

龍頭山金礦床為隱爆角礫巖型金礦,金礦體主要產(chǎn)于次火山巖體內(nèi)部,次為產(chǎn)于巖筒外側(cè)接觸帶的斷裂破碎帶中,均受火山機構(gòu)控制。金礦化主要與黃鐵礦化、硅化和電氣石化關(guān)系密切,金為自然金,主要分布于金屬硫化物或脈石礦物的間隙、裂隙中。在調(diào)查研究基礎(chǔ)上對構(gòu)造、包裹體和同位素進行了分析,認為龍頭山金礦區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育的節(jié)理為運礦通道,張性斷裂、微節(jié)理和巖體中的氣孔為容礦構(gòu)造,礦質(zhì)主要來自巖漿,應(yīng)為火山-次火山后期熱液成礦,屬于中低溫?zé)嵋旱V床。

金礦床;構(gòu)造;熱液礦床;龍頭山金礦

龍頭山金礦位于廣西貴港西北14km處,為隱爆角礫巖型金礦,前人對該礦床的地質(zhì)特征、成礦規(guī)律、類型劃分、金礦化特征、成礦條件、物質(zhì)來源和成礦年代進行了研究[1～10],認為龍頭山金礦具備有利的構(gòu)造條件,寒武系的基底地層和火山巖漿活動提供了物質(zhì)來源,為燕山晚期成礦。本次通過實地調(diào)查研究認為,龍頭山金礦成礦與區(qū)內(nèi)構(gòu)造具有密切關(guān)系,應(yīng)為火山-次火山后期熱液成礦。

1 礦床地質(zhì)特征

龍頭山金礦構(gòu)造上位于華南褶皺系西南部大瑤山隆起的龍山鼻狀背斜南西傾伏端,該區(qū)經(jīng)歷了加里東、華力西、印支、燕山和喜馬拉雅期構(gòu)造運動,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,其中燕山期巖漿活動頻繁,為區(qū)內(nèi)成礦時代,為典型的隱爆角礫巖型金礦床(見圖1)。

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層為寒武系和泥盆系,二者呈角度不整合接觸。寒武系為黃洞口組,主要出露在龍頭山金礦的NW側(cè),為一套輕變質(zhì)的細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾碳質(zhì)板巖;泥盆系為蓮花山組,出露于龍頭山火山-次火山巖體的四周,底部為底礫巖、含礫不等粒砂巖,下部為泥質(zhì)粉砂巖夾石英砂巖、細砂巖,上部為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖。

1.2 礦床構(gòu)造

礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜,基底的寒武系是加里東構(gòu)造層,為NEE向緊密線狀褶皺,蓋層的蓮花山組呈上疊式單斜展布,較為平緩,局部地段產(chǎn)生撓曲或小褶皺。

圖1 龍頭山金礦地質(zhì)略圖(據(jù)康先濟等,1993修改)

區(qū)內(nèi)有NE向憑祥-大黎斷裂穿過,并有EW向隱伏斷裂與之交匯。斷裂構(gòu)造主要有NW、SN、NE和EW向4組,其中NW斷裂為張性斷裂,斷裂內(nèi)總體巖石破碎程度較低,褐鐵礦化較強,規(guī)模相對較大,為區(qū)內(nèi)的容控礦斷裂,該組斷裂在地層中以F4為代表,在巖體中則多表現(xiàn)為NW走向的節(jié)理發(fā)育;SN向斷裂為張性,多分布于巖體的東則,巖體的南西側(cè)次之,多由石英斑巖脈充填;NE和EW向斷裂亦多為張性斷裂,部分有石英斑巖脈充填,規(guī)模均較小。

1.3 次火山巖體特征

龍頭山次火山巖體是火山通道,頂部火山口物質(zhì)已被剝蝕,現(xiàn)為殘留火山頸部分,主要巖石有花崗斑巖、角礫熔巖和流紋斑巖,其中花崗斑巖巖株分布于巖體中部,侵位于流紋斑巖中,呈不規(guī)則橢圓狀,東西長約320m,南北寬約70～100m,傾向北,往深部寬度逐漸增大。巖體平面上呈不規(guī)則的等軸狀,南北長約720m,東西寬約690m,面積約0.64km2,平面上自巖體中心至外圍巖相大致有:花崗斑巖-流紋斑巖-角礫熔巖-震碎巖序列,垂向上自頂至深部大致有:震碎巖-角礫熔巖-流紋斑巖-花崗斑巖序列。

花崗斑巖為斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)具顯微花崗結(jié)構(gòu)的斑狀結(jié)構(gòu),主要由鈣長石25%～28%、鉀長石28%～31%、石英22%～26%、黑云母＜1%～10%及少量副礦物鋯石、磷灰石等組成,里特曼指數(shù)σ=2.08,屬鈣堿性系列巖石;流紋斑巖呈灰黑色、暗綠色,具流紋構(gòu)造,多孔狀構(gòu)造。斑晶具變余斑狀-自碎斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)具隱晶-微粒結(jié)構(gòu)和變余微粒結(jié)構(gòu)的變余斑狀結(jié)構(gòu),斑晶主要由石英、長石組成,含量約20%～40%,基質(zhì)主要由微粒石英、微柱狀長石組成,粒徑一般0.01～0.03mm,里特曼指數(shù)σ=1.98,屬鈣堿性系列巖石;角礫熔巖呈灰～深灰色,角礫熔巖結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,角礫成分主要為砂巖類,以及少量酸性熔巖角礫、凝灰質(zhì)巖屑和長英質(zhì)晶屑等,為流紋質(zhì)熔漿物質(zhì)膠結(jié),角礫多具熔蝕邊,呈棱角或渾圓狀,里特曼指數(shù)σ=1.13,屬鈣堿性巖石。

1.4 礦體特征

金礦體產(chǎn)于巖筒外側(cè)接觸帶的斷裂破碎帶和次火山巖體內(nèi)部,斷裂構(gòu)造破碎帶中的礦體主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ等大小礦體8個,賦存于巖體外接觸帶蓮花山組內(nèi)NW和SN向的斷裂破碎帶中,其中以Ⅰ號礦體規(guī)模最大,為本礦床主要礦體之一,礦體走向330°～345°,傾角80°～88°,礦體在標(biāo)高540m以上厚度較穩(wěn)定,約為2～5m,標(biāo)高540～460m礦體厚度變大,約為10～20m,標(biāo)高460～340m礦體呈馬尾狀尖滅,厚度為0.2～1m;次火山巖中的礦體主要有Ⅲ、Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ等大小13個礦體,賦存于流紋斑巖和角礫熔巖中,其中以Ⅸ號礦體規(guī)模最大,為本礦床最主要的礦體,該礦體主要賦存于流紋斑巖中,呈脈狀和透鏡狀,局部有膨脹、狹縮、分支、復(fù)合現(xiàn)象,并整體向南東側(cè)伏,礦體厚度為0.56～14.74m,平均厚度5.21m。

1.5 礦石礦物和蝕變

金屬礦物有自然金、黃鐵礦、白鐵礦、毒砂、黃銅礦、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦;次生氧化礦物有銅藍、孔雀石、褐鐵礦等;脈石礦物有石英、電氣石、絹云母和白云母等;微量礦物有鋯石、金紅石、獨居石、磷灰石等。

蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、電氣石化、高嶺土化、綠泥石化,鉀長石化等。其中硅化、黃鐵礦化和電氣石化與金礦化關(guān)系密切。

1.6 金的賦存狀態(tài)

金為自然金,主要分布于金屬硫化物或脈石礦物的間隙、裂隙或礦物中,呈晶隙金、裂隙金和少量包體金形式產(chǎn)出,以不規(guī)則粒狀為主,樹枝狀、線狀和片狀次之,載金礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、電氣石和石英等。

2 成礦特征

2.1 成礦溫度

根據(jù)龍頭山金礦石中的石英包裹體均一溫度測定,龍頭山金礦成礦溫度為177～286℃(見表1),屬于中低溫成礦,由巖漿上侵至定位固結(jié),一般由高溫氣液-高溫?zé)嵋?中溫?zé)嵋?低溫?zé)嵋簼u變,故此表明龍頭山金礦形成于后期含礦熱液。

表1 石英包裹體測溫結(jié)果[11]

2.2 物質(zhì)來源

朱文鳳等(2005)通過研究黃鐵礦特征與金礦化的關(guān)系,認為龍頭山金礦為內(nèi)生成因;阮思源等(2008)和朱桂田(2002)通過微量元素、稀土元素、同位素等方面研究認為成礦物質(zhì)主要來自深部巖漿和部分基底地層;黃民智等(1999)認為重熔型花崗質(zhì)巖漿是成礦物質(zhì)的直接提供者;謝掄司(1993)認為成礦物質(zhì)與流體主要來源于火山巖漿噴氣和熱液。礦床內(nèi)黃鐵礦硫同位素測得δ34S為0.64‰～2.84‰,變化不大,近似于隕石硫;用全巖法測得角礫熔巖金礦石δD值為-111.6‰,低于正常巖漿水δD值(-50‰～-85‰),應(yīng)為以巖漿水為主的混合水,δ18O值為+15.42‰,處在變質(zhì)水δ18O值(+5～+25‰)范圍內(nèi),應(yīng)為巖漿水-建造水-大氣水的混合溶液;礦床中所測黃鐵礦的鉛同位素組成比較穩(wěn)定,且鉛同位素特征比值線性關(guān)系明顯,鉛的μ值為9.717～10.521,平均為10.042,與島弧源μ值9.58相接近,表明為火山來源,以上表明成礦物質(zhì)主要來自深部巖漿,可能成礦過程中活化析取了部分地層物質(zhì)。

2.3 運礦通道

朱文鳳等(2007)通過對龍頭山金礦床礦石顯微結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究,以金的賦存狀態(tài)為依據(jù)認為,礦液是從微裂隙中運送上來的。龍頭山金礦床主要礦體賦存于流紋斑巖中,流紋斑巖根據(jù)蝕變可分為3種:電氣石化流紋斑巖、黃鐵礦化流紋斑巖和電氣石黃鐵礦化流紋斑巖。電氣石化流紋斑巖中含金品位普遍較低(0.05～0.5g/t),該類流紋斑巖中節(jié)理不發(fā)育;黃鐵礦化流紋斑巖和電氣石化流紋斑巖中節(jié)理較為發(fā)育,其中以NW向的節(jié)理占優(yōu),可見黃鐵礦沿裂隙面充填細脈,金品位相對較高(0.7～3.5g/t)。龍頭山金礦床的Ⅰ號礦體產(chǎn)于F4斷裂中,帶內(nèi)破碎程度較低,發(fā)育NW向節(jié)理,沿節(jié)理面褐鐵礦化較強;Ⅸ號礦體多產(chǎn)于流紋斑巖中,節(jié)理密集分布,以NW向的節(jié)理占優(yōu),在該礦體中裂隙密度小處一般金品位較低。由上推測金成礦與節(jié)理的發(fā)育關(guān)系密切,節(jié)理應(yīng)為含金熱液運移富集的通道。

2.4 容礦空間

龍頭山殘留火山頸周圍地層和次火山巖體中發(fā)育張性斷裂,構(gòu)造破碎蝕變巖型金礦均產(chǎn)在這些張性斷裂中,在非礦體的次火山巖體的張性斷裂中金品位一般相對較高,礦體的次火山巖中在張性斷裂處金往往富集,品位多大于10g/t,在340中段8線的H18號樣品分析金品位為17.13g/t,該處發(fā)育NW向的張性小裂隙,故此推測礦床內(nèi)的張性斷裂為容礦空間;賦存于流紋斑巖中的礦體多氣孔和節(jié)理發(fā)育,氣孔中多有黃鐵礦充填,電氣石充填孔洞相對較少,推測密集的微節(jié)理和巖體中的氣孔為巖體中金礦的容礦空間。

3 結(jié) 論

(1)龍頭山金礦的金礦體主要產(chǎn)于次火山巖體內(nèi)部,次為巖筒外側(cè)接觸帶的斷裂破碎帶中,均受火山機構(gòu)控制,應(yīng)屬于中低溫?zé)嵋旱V床。

(2)龍頭山金礦的礦體主要賦存于張性斷裂破碎帶中和流紋斑巖中,可能張性斷裂和多氣孔和節(jié)理發(fā)育的流紋斑巖中利于含礦熱液的運移富集,同時也可能表明成礦熱液應(yīng)以火山-次火山后期熱液為主。

(3)結(jié)合前人的研究認識和本次的調(diào)查研究工作,依據(jù)硫同位素、氫氧同位素和鉛同位素特征,認為龍頭山金礦的成礦物質(zhì)主要來自巖漿,可能部分來自基底的寒武系地層。

[1]陳業(yè)清.廣西龍頭山次火山熱液型金礦地質(zhì)特征及成礦條件探討[J].貴金屬地質(zhì),1992,(2):153～157.

[2]謝掄司,孫邦東.廣西貴港市龍頭山火山-次火山巖型金礦床地質(zhì)特征[J].廣西地質(zhì),1993,6(4):27～42.

[3]李蔚錚,許仿實,李先粵.廣西龍頭山-鎮(zhèn)龍山地區(qū)金(銀)銅鉛鋅礦成礦規(guī)律和成礦預(yù)測[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),1998,(4):34～46.

[4]黃民智,陳偉十,李蔚錚,等.廣西龍頭山次火山-隱爆角礫巖型金礦床[J].地球?qū)W報,1999,20(1):39～46.

[5]朱文鳳,朱桂田.廣西龍頭山金礦床黃鐵礦特征與金礦化的關(guān)系[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2005,2(19):155～158.

[6]朱文鳳,楊國高,張 芳.廣西龍頭山金礦床礦石顯微結(jié)構(gòu)構(gòu)造和金礦物成分特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2007,21(2):192～195.

[7]楊國高,朱文鳳,張 芳.廣西龍頭山金礦床多期次成礦及金銀元素的分布特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2008,22(5):437～440.

[8]朱桂田,朱文鳳.廣西大瑤山古里腦和龍頭山金礦巖漿期后斷裂成礦作用及找礦意義[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2006,20(3):214～218.

[9]阮思源,陳冬梅.廣西龍頭山金礦床成礦物質(zhì)來源[J].南方國土資源,2008,(1):25～27.

[10]陳富文,李華芹,梅玉萍.廣西龍頭山斑巖型金礦成巖成礦鋯石SHRIMPU-Pb年代學(xué)研究[J].地質(zhì)學(xué)報,2008,82(7):921～926.

[11]謝掄司,馬容山,袁修文,等.廣西貴港市龍頭山金礦床地質(zhì)特征及找礦方向[R].南寧:廣西壯族自治區(qū)第六地質(zhì)隊,1990.

危機礦山綜合研究項目資助(20089946-3).

2009-11-06)

張詩啟(1982-),男,河南泌陽人,碩士研究生,主要從事固體礦產(chǎn)資源勘查與研究,Email:zhangshiqi0396@163.com。