澳大利亞Mt.Wills 金礦床地質(zhì)特征與找礦預(yù)測*

潘振興，劉樟樂

(西北有色地質(zhì)勘查局，陜西 西安710054)

0 引 言

Mt.Wills 金礦床位于澳大利亞維多利亞州東北部，Omeo 鎮(zhèn)以北50 km 處，地處拉克倫褶皺帶東北部的Omeo 構(gòu)造帶金、銀、錫、銅、鎢、鉬多金屬成礦區(qū)。目前該礦床累計(jì)探獲333 以上金資源量超過15 t，是維多利亞州最重要的金礦之一。

Mt.Wills 金礦發(fā)現(xiàn)于1890 年，隨后，在該區(qū)掀起一場采金熱。截止1965 年，從該礦區(qū)共生產(chǎn)黃金7.84 t［1］。從上世紀(jì)中期開始，Vale 礦業(yè)集團(tuán)，Copperfield Gold N. L.，C. K Prowse and Associates公司和協(xié)利金屬礦業(yè)公司等多家公司在礦區(qū)進(jìn)行輪番評價，在礦區(qū)投入大量人力、物力，累計(jì)施工坑道3 000 多m，各類探礦鉆孔264 個，總進(jìn)尺約46 000 m［2］。但由于對礦床地質(zhì)特征和控礦因素缺乏正確的認(rèn)識，勘查工程主要以就礦找礦為指導(dǎo)思路，布置在已知礦化露頭周邊［3-7］，找礦效果較差。

從上世紀(jì)四十年代開始，澳大利亞多位地質(zhì)學(xué)家從不同方面對該礦床進(jìn)行了研究。Kenny 在1941 和1946 年分別總結(jié)了Mt. Wills 礦床南礦區(qū)和北礦區(qū)的地質(zhì)特征。Edwards(1958)和Birch(1981，1992)對Mt.Wills 金礦床的礦石礦物，重點(diǎn)是硫酸鹽礦物進(jìn)行了系統(tǒng)研究。Hackbarth(1984)在前人工作的基礎(chǔ)上，探討了礦床成因。Hart(1994)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室選礦實(shí)驗(yàn)，研究了礦石的選冶性能。Terry Potter 在南礦段5 中段坑道內(nèi)，詳細(xì)描述了礦體的地質(zhì)特征，并對礦區(qū)的控礦因素和找礦潛力提出了新看法。Mcknight(1997)在鉆孔巖芯中采集樣品，用SEM 掃描電子顯微鏡方法系統(tǒng)研究了該礦床巖、礦石特征。Roger Marjoribanks(1997)通過野外地質(zhì)調(diào)研，深入探討了礦區(qū)的構(gòu)造特征及演化歷史，著重研究了成礦期構(gòu)造變形特征及對礦體的控制。Terry Potter(2009)通過研究礦區(qū)礦化、圍巖蝕變特征，預(yù)測了礦區(qū)的找礦潛力。Crohn(2009)再次系統(tǒng)地調(diào)查了礦區(qū)的構(gòu)造，根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，對斷層演化及控礦特征提出什么新的認(rèn)識。Mt. Wills 金礦近幾年的資源量估算報(bào)告中也簡單描述了該礦床的地質(zhì)特征與控礦因素。該礦山現(xiàn)在擁有完整的鉆探和坑道數(shù)據(jù)庫，地質(zhì)編錄資料基本齊全。

2011 年，西北有色地質(zhì)勘查局通過增資擴(kuò)股控制了協(xié)利金屬礦業(yè)公司，主導(dǎo)了進(jìn)一步的勘查工作。急需系統(tǒng)梳理礦區(qū)已有地質(zhì)資料，總結(jié)礦床地質(zhì)特征和控礦因素，指導(dǎo)下一步勘查工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

格林威爾斯(Mt. Wills)項(xiàng)目區(qū)在區(qū)域上位于拉克倫褶皺帶東北部的Omeo 構(gòu)造帶High Plain 次帶中，區(qū)域上出露的地層主要是下奧陶統(tǒng)Omeo 變質(zhì)雜巖和上志留統(tǒng)的Mitta Mitta 火山巖等。Omeo變質(zhì)雜巖，在該區(qū)分布最廣，原巖主要為濁積沉積的中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖，在志留紀(jì)經(jīng)歷了中-高程度的區(qū)域變質(zhì)，變質(zhì)程度從東北到西南，逐漸提高?，F(xiàn)已變質(zhì)成片巖、片麻巖和混合巖。Mitta Mitta 火山巖:形成于志留紀(jì)，主要巖性是英安巖、流紋英安巖和流紋巖，區(qū)域上巖漿巖發(fā)育，主要為Benambran(早志留世)-Tabberabberan(中泥盆世)造山期的酸性巖體。其中Boebuck 石英二長巖體(晚志留世)、Bannimboola 石英閃長巖體(晚泥盆世)、Anglers Rest 花崗巖體(晚泥盆世)、Koetong 花崗閃長巖體(晚志留世)、Lockhart石英二長巖體(晚志留世)等分布面積較大，Mt.Wills 礦床位于Wills 山花崗巖體(晚志留世)與Omeo 變質(zhì)雜巖的接觸帶上。

區(qū)域斷層的走向主要為北北西和北東向。區(qū)內(nèi)巖石在早志留世經(jīng)歷了Benambran(早志留世)造山期的強(qiáng)烈變形和變質(zhì)作用，緊閉褶皺、區(qū)域變質(zhì)發(fā)育，并伴隨有S 型花崗巖的侵入。之后，在Tabberabberan(中泥盆世)造山活動中，形成了大量的滑動劈理、曲折褶皺和脆性變形，也活化了之前存在的斷層。

2 Mt.Wills 金礦成礦地質(zhì)條件

Mt.Wills 金礦位于Wills 山花崗巖體的東南邊緣與Omeo 變質(zhì)雜巖的接觸帶上。

礦區(qū)出露的地層是Omeo 變質(zhì)雜巖。原巖為一套深海濁積巖，巖性多為粉砂巖-中砂巖，局部泥質(zhì)成分含量較高。經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用后，現(xiàn)已變質(zhì)成片巖、片麻巖等，盡管變質(zhì)變形強(qiáng)烈，但是一些原來的沉積特征仍然保留下來。如粒序?qū)永怼⒔诲e層理、波痕和底痕等。在礦區(qū)，片理產(chǎn)狀與層理產(chǎn)狀一致，走向北西，北東或南西陡傾。

圖1 Mt.Wills 礦床大地構(gòu)造位置圖［6］Fig.1 Tectonic location of Mt.Wills［6］

2.1 巖漿巖

Wills 山花崗巖體為晚志留世的侵入巖體，出露于礦區(qū)的西北部，呈條帶狀北西展布，長約13 km，寬約3 km.Mt.Wills 礦床就位于該巖體的東南邊緣。Wills(威爾斯)山花崗巖體的主要巖性是含電氣石的中粒的二云母花崗巖，巖體的邊緣相有細(xì)晶巖、偉晶巖和文象花崗巖等。在巖體與沉積地層的接觸帶附近形成成分復(fù)雜的混合物。巖體的東南邊緣上，巖體長石的絹云母化明顯。在礦區(qū)的南部還發(fā)現(xiàn)多條寬0.1 ～1.0 m 的云斜煌斑巖脈。

2.2 構(gòu)造

Mt.Wills 礦區(qū)位于同一個韌-脆性剪切帶中，斷裂構(gòu)造特別發(fā)育，大致可以分為南北、北北東、北東東和北西向四組。斷層膨縮變化明顯，在物性差異明顯的砂巖和泥巖(原巖)接觸帶中，是斷層的膨大部位，而在同一巖性中，特別是厚層狀砂巖中，斷層變窄［8-9］。

圖2 Mt.Wills 礦床區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖［7］Fig.2 Geological and mineral sketch of Mt.Wills region［7］

圖3 Mt.Wills 金礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.3 Geological sketch of Mt.Wills deposit

圖4 48 線剖面示意圖Fig.4 Diagrammatic cross-section of line 48

3 礦床地質(zhì)特征

Mt.Wills 礦床是硫化物石英脈型礦床，礦體形態(tài)比較簡單，受脆-韌性斷層控制，與圍巖界限比較清楚［13］。在物性差異較大的巖性接觸帶上，控礦構(gòu)造的產(chǎn)狀常發(fā)生改變，易形成富礦段。

3.1 礦體特征

礦區(qū)共圈定出3 條礦體，分別為Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ號礦體。

3.1.1 Ⅰ號礦體

該礦體位于南礦區(qū)，主要受北北東向的Maude斷層控制，上部產(chǎn)于Omeo 變質(zhì)雜巖中，下部產(chǎn)于Wills 山花崗巖體中。富礦體主要出現(xiàn)在二者的接觸帶上(550 ～650 m 標(biāo)高)，礦體主要由黃鐵礦化、毒砂化的石英脈體組成，局部為強(qiáng)硅化的構(gòu)造角礫巖或石英網(wǎng)脈狀礦石。

礦體整體呈板狀產(chǎn)出，已控制長約1 200 m，厚約2.0 m.沿傾向控制礦體延深600 m，礦體最大標(biāo)高1 100 m，工程控制礦體最低標(biāo)高500 m.礦體整體走向10° ～30°，傾向東南，傾角70° ～85°，局部近于垂直，甚至反轉(zhuǎn)。礦體連續(xù)性較好，但沿走向和傾向都具有膨縮變化的特征。在31 線附近，礦體被近東西向的斷層錯斷，錯距約80 m.

3.1.2 Ⅱ號礦體

Ⅱ號礦體位于北礦區(qū)，Wills 山花崗巖體與Omeo 變質(zhì)雜巖的接觸部位，受南北向斷層控制。礦體圍巖主要是Omeo 變質(zhì)雜巖，其中侵入有大量的花崗偉晶巖脈(Wills 山巖體的邊緣相)，巖脈寬幾十厘米至十幾米不等。礦體主要由黃鐵礦化、毒砂化的石英脈體組成。

Ⅱ號礦體呈板狀產(chǎn)出，已控制長約900 m，平均厚1.0 m.沿傾向控制礦體延深300 m，礦體最大標(biāo)高1 250 m，工程控制礦體最低標(biāo)高950 m.礦體走向穩(wěn)定，在350° ～10°之間，傾向以東為主，礦體近直立，傾角均大于80°，局部反轉(zhuǎn)。礦體厚度較穩(wěn)定，膨縮變化不明顯。

3.1.3 Ⅲ號礦體

Ⅲ號礦體位于Ⅱ號礦體以東200 m，受另一條南北向斷層控制。礦體圍巖主要為Omeo 變質(zhì)雜巖，該礦體控制程度較低，從已有資料來看，礦石特征、礦體產(chǎn)狀等與Ⅱ號礦體近似。

3.2 礦石特征

礦石中的脈石礦物除了石英之外，還有少量的白云石、綠泥石等。礦石礦物種類較多，主要有黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝銻礦、自然金和自然銀。其中，自由金是金的主要存在形式，呈淺黃色，顆粒細(xì)小，形狀不規(guī)則，肉眼難以辨認(rèn)，另外還有約10%的金以固溶體或亞微細(xì)粒的形式存在于毒砂和黃鐵礦中(Hart，1940 年)。礦石中還伴生了多種其它金屬元素，主要有銀、銻、鉛、鋅、銅和砷，含量分別為銀:0.8 ～34.5 ppm，銻:186 ～2 000 ppm，鉛:28 ～224 ppm，鋅:10 ～124 ppm，銅:10 ～179 ppm，砷:21 ～5 179 ppm.礦石中銀品位達(dá)到工業(yè)綜合利用的要求，是該礦床主要的有益組分，而砷的存在影響金的回收利用，是主要的有害組分。

4 礦床成因與找礦標(biāo)志

Mt.Wills 礦床形成于泥盆紀(jì)Tabberabbera 造山末期，區(qū)域變質(zhì)作用形成的變質(zhì)水和威爾斯山巖體就位時形成的巖漿熱液萃取地層中成礦物質(zhì)形成含礦熱液流體。含礦熱液流體在Omeo 變質(zhì)雜巖和Wills 山巖體接觸帶上的剪切帶中就位，形成了Mt. Wills 金礦。該礦床主要有以下找礦標(biāo)志。

1)接觸帶標(biāo)志:Omeo 變質(zhì)雜巖和Wills 山花崗巖體的接觸帶，是礦體賦存的有利部位。

2)構(gòu)造標(biāo)志:礦體整體位于同一個剪切帶中，在該剪切帶中，南北向和北北東向斷層是主要的控礦構(gòu)造。

3)圍巖蝕變標(biāo)志:絹云母、硅化等中低溫?zé)嵋何g變和毒砂、黃鐵礦等金屬礦物的出現(xiàn)是找礦的圍巖蝕變標(biāo)志。在礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的含毒砂、黃鐵礦等金屬礦物的石英脈體為Mt.Wills 金多金屬礦床的富礦體。

5 結(jié) 論

Mt.Wills 金礦區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，有進(jìn)一步尋找高品位石英脈型金礦的潛力，優(yōu)選的找礦靶區(qū)有

1)Centre Country 是有利的找礦靶區(qū)，值得進(jìn)一步工作和鉆探驗(yàn)證。Centre Country 位于I 號礦體向北走向延伸和Ⅱ號礦體向南走向延伸的開放帶上，該帶南北-北北東向斷層連續(xù);在地表露頭發(fā)現(xiàn)的多條北北東向的多金屬硫化物石英細(xì)脈，金品位高達(dá)24 g/t;該區(qū)尚未投入探礦工程，找礦潛力巨大。

2)控礦構(gòu)造傾角發(fā)生變化部位，是尋找富礦體的有利靶區(qū)。如在32 ～48 線之間，600 ～650 m標(biāo)高處，Ⅰ號礦體礦體的傾角從70°急劇變化到80°，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，存在富礦段。

3)其它南北-北北東走向斷層或張性裂隙，是礦體就位的有利部位。如Ⅱ號礦體以西約200 m 處，在一條與Ⅱ號礦體近于平行的張性裂隙中發(fā)現(xiàn)一條含金石英脈，斷續(xù)長約800 m. 經(jīng)少量采樣分析驗(yàn)證，金品位達(dá)42.89 ～140.26 g/t.

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