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    河北金廠峪金礦礦床地質(zhì)特征及成因研究

    2021-11-30 10:47:19劉敏鵬
    中國(guó)金屬通報(bào) 2021年22期
    關(guān)鍵詞:金廠角閃巖鈉長(zhǎng)石

    劉敏鵬

    (中冶一局城市安全與地下空間研究院有限公司,張家口 宣化 075100)

    1 區(qū)域地質(zhì)背景

    1.1 大地構(gòu)造位置

    金廠峪金礦位于冀東地區(qū),具體位于燕山褶皺帶東部的薊縣凹陷和山海關(guān)隆起的交接部位,冀東地區(qū)是其結(jié)晶基底,并且其是中晚元古界的碳酸鹽巖-碎屑巖覆蓋在太古宙區(qū)域變質(zhì)巖系之上,而整個(gè)區(qū)域內(nèi),晚太古宙和印支期花崗巖分布較為廣泛。且構(gòu)造格架較為復(fù)雜,主要構(gòu)造樣式有褶皺、斷陷和斷裂構(gòu)造,為銅-鐵-金等多金屬礦床的形成,提供了成礦流體運(yùn)移的空間通道和沉淀富集的部位,表明區(qū)域上具有良好的成礦條件和找礦潛力[1]。

    1.2 區(qū)域地層

    冀東地區(qū)地層較為齊全。研究區(qū)內(nèi)主要由遷西群、遵化巖群組成的結(jié)晶基底和上覆的中晚元古代沉積蓋層構(gòu)成,太古界遷西群是一套角閃巖相-麻粒巖相的變質(zhì)巖,其巖性主要由麻粒巖和斜長(zhǎng)角閃巖、片麻巖及磁鐵石英巖等組成,其次是碎屑巖、含鐵硅質(zhì)巖與半粘土質(zhì)巖等。太古界遵化群巖石的組成以斜長(zhǎng)角閃巖為主,夾有角閃斜長(zhǎng)片麻巖、可見(jiàn)有薄層狀磁鐵石英巖,云英閃長(zhǎng)巖化是遵化巖群變質(zhì)巖的主要特征。中元古界長(zhǎng)城系最底部的常州溝組和串嶺溝組、中間沉積的團(tuán)山子組、上部的大紅峪組、以及頂部的高于莊組。而新生界地層主要呈現(xiàn)為其巖性組合為未膠結(jié)或半膠結(jié)的砂礫層、細(xì)粉砂、砂土及粘土等第四系沉積物。

    1.3 區(qū)域構(gòu)造

    冀東地區(qū)的大地構(gòu)造位置處于華北地塊東北部,研究區(qū)域經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期多期的變質(zhì)變形作用,其主要構(gòu)造樣式有褶皺、斷裂構(gòu)造等。

    該研究區(qū)的蓋層構(gòu)造是一個(gè)主體為背斜軸向近東西向的馬蘭峪復(fù)背斜。區(qū)域內(nèi)的斷裂構(gòu)造相當(dāng)發(fā)育,其中規(guī)模較大的馬蘭峪剪切構(gòu)造帶和金廠峪韌性剪切構(gòu)造帶等。該斷裂面整體呈現(xiàn)陡傾趨勢(shì);控制著研究區(qū)的北北東向斷裂構(gòu)造分布于上營(yíng)-金廠峪一帶,該斷裂帶有綠片巖和片理化組成,有綠泥石化、硅化和碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象,斷裂帶擠壓片理化現(xiàn)象強(qiáng)烈,其中分布著大量的金礦點(diǎn)。

    1.4 區(qū)域巖漿巖

    研究區(qū)域內(nèi)的巖漿活動(dòng)較為頻繁,各個(gè)時(shí)代都有活動(dòng),巖漿巖較為發(fā)育,巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈分為兩個(gè)時(shí)期:太古宙時(shí)期和中生代時(shí)期;其次晚古生代,元古代和早古生代的巖漿活動(dòng)相對(duì)較弱。

    1.5 區(qū)域礦產(chǎn)

    區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富,典型的有金廠峪金礦、小寺溝銅鉬礦、峪耳崖金礦、華尖金礦、馬蘭峪鐵礦及水廠鐵礦等。其中金礦床的形成多與中生代巖漿活動(dòng)有關(guān),成因類(lèi)型多為巖漿熱液型,受區(qū)域北東-北北東向構(gòu)造控制[2]。

    2 礦床地質(zhì)特征

    2.1 礦區(qū)地層

    礦區(qū)內(nèi)出露的地層為太古宙遵化群,巖性以斜長(zhǎng)角閃巖為主,夾有斜長(zhǎng)角閃片麻巖、混合巖化斜長(zhǎng)角閃片麻巖淺粒巖等的角閃-高角閃巖相變質(zhì)巖石組成。巖層產(chǎn)狀的總體走向北東,傾角30°~60°,礦區(qū)內(nèi)巖石混合巖化普遍,韌性剪切作用形成的糜棱片巖在區(qū)內(nèi)分布較廣。斜長(zhǎng)角閃巖在礦區(qū)內(nèi)大量分布,可見(jiàn)角閃斜長(zhǎng)片麻巖和混合巖化斜長(zhǎng)角閃巖等,在北部地區(qū)出露有石英斑巖、少量的磁鐵石英巖;變粒巖、淺粒巖在礦區(qū)南東側(cè)分布較多。

    2.2 礦區(qū)構(gòu)造

    礦床位于金廠峪復(fù)向斜之中。礦區(qū)的構(gòu)造變形強(qiáng)烈,構(gòu)造變形從早期到晚期,構(gòu)造變形的類(lèi)型發(fā)生變化,變形的規(guī)模也從小到大;礦區(qū)進(jìn)入中晚期后,疊加有節(jié)理等破裂構(gòu)造,褶皺、剪切帶、斷裂構(gòu)造共同構(gòu)成研究區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造格局。

    礦區(qū)主要構(gòu)造是呈北北東向延伸的韌性剪切帶及后期多組脆性斷裂帶。北北東向的韌性剪切帶貫穿整個(gè)礦區(qū)。呈現(xiàn)出分支匯合的現(xiàn)象,向南撒開(kāi),上窄下寬的扇形分布的特點(diǎn),金廠峪礦區(qū)發(fā)育有一系列的脆性斷裂構(gòu)造。這些斷裂有兩類(lèi):一類(lèi)發(fā)育在韌性剪切帶內(nèi)部的糜棱巖系與斜長(zhǎng)角閃巖透鏡體之間,這種斷裂規(guī)模不大,常被鈉長(zhǎng)石脈或石英脈充填。另一類(lèi)斷裂的規(guī)模較大,穿切北北東向韌性剪切帶,其是在韌性剪切帶形成之后形成[3]。

    2.3 礦體特征

    2.3.1 礦脈產(chǎn)出形態(tài)

    金廠峪金礦劃分為最北部的黑石峪礦段、主采區(qū)的中部金廠峪礦段和南部桑家峪礦段三部分,金廠峪礦體在空間分布上具有規(guī)律性,由西向東劃分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ六個(gè)脈帶。其中,單個(gè)脈帶以Ⅱ、Ⅴ帶規(guī)模為最大,貫通全區(qū),Ⅰ、Ⅲ脈帶規(guī)模小,僅在金廠峪段出露,長(zhǎng)約500m~800m。各脈帶寬10m~300m不等。

    (1)0脈帶:呈脈狀和透鏡狀。走向北東或近南北,長(zhǎng)2500m左右,寬10m左右。傾向南東或東。地表露頭見(jiàn)有鈉長(zhǎng)石英脈和絹云母片巖,有零星礦體出露。

    (2)Ⅰ脈帶:長(zhǎng)約1000m,寬為10m~30m。Ⅰ號(hào)脈帶內(nèi)巖石巖性以石英巖為主,局部有絹云母片巖和鈉長(zhǎng)石英脈存在時(shí),礦化較好,脈帶整體呈北西傾向,走向北東,傾角為45°~60°。

    (3)Ⅱ脈帶:長(zhǎng)約1500m,寬為20m~85m,延深為370m。Ⅱ號(hào)脈帶巖性以絹云母片巖、石英巖脈、鈉長(zhǎng)石英巖脈為主。脈帶主體呈南東傾向,局部?jī)A向北西,走向20°~40°,產(chǎn)狀較陡,傾角在75°左右。

    (4)Ⅲ脈帶:長(zhǎng)為850m,寬為20m,延深為960m。脈體巖性以鈉長(zhǎng)石英脈和絹云母片巖為主。該脈帶走向30°~60°,傾角為70°~88°。向Ⅱ號(hào)礦帶相靠近復(fù)合。

    (5)Ⅳ脈帶:長(zhǎng)為700m左右,寬為10m~50m。該礦帶內(nèi)巖性以石英脈和絹云母片巖—鈉長(zhǎng)石英脈及絹云母片巖為主,礦化較好。該脈帶含礦性僅次于Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦帶。

    (6)Ⅴ脈帶:地表出露長(zhǎng)約為1300m,寬為20m~70m。在16線深部Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦帶復(fù)合于Ⅴ號(hào)礦帶。該帶呈現(xiàn)北西傾向,走向?yàn)?0°~40°,傾角為80°到近直立。厚度為1m~5m。

    2.3.2 主要工業(yè)礦脈

    主要礦體特征如下:

    Ⅲ-1-2礦體:由2個(gè)中段及6個(gè)坑內(nèi)鉆孔控制;礦體走向北東37°,傾向北西西,傾角78°~89°;走向長(zhǎng)316m,延深277m;

    Ⅳ-1礦體特征:淺部由3個(gè)中段控制,深部由14個(gè)鉆孔控制。礦體呈南東傾向,局部?jī)A向北西,走向北東30°,走向最大延長(zhǎng)285m,傾角為85°~90°,最大延深440m。有用組分分布較均勻,礦體厚度區(qū)間0.70m~9.80m,平均厚度2.79m。

    Ⅳ-2礦體:為Ⅳ-1礦體的平行礦體,淺部由3個(gè)中段控制,深部由7個(gè)鉆孔控制。礦體走向北東46°,走向最大延長(zhǎng)496m,傾向南東,傾角為80°~89°,最大延深385m。有用組分分布較均勻,礦體厚度區(qū)間0.70m~14.10m,平均厚度為4.10m。

    2.4 礦石特征

    金廠峪金礦的礦石類(lèi)型總體分為兩大類(lèi):其中一種為石英脈型較為發(fā)育;另一種類(lèi)型為鈉長(zhǎng)石脈型;除此兩類(lèi)之外,可見(jiàn)兩者相互穿插的復(fù)脈型礦石[4-6]。

    2.5 礦石礦物組成

    金廠峪金礦石整體成分相對(duì)簡(jiǎn)單,金屬礦物含量較少,礦物成分包括黃鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、自然金以及少量輝鉬礦、方鉛礦等;其中,95%以上的金屬礦物為黃鐵礦,是金的主要載體;自然金為礦區(qū)有用礦物,但一般礦石中肉眼很難觀察到。脈石礦物主要有石英、鈉長(zhǎng)石,同時(shí),在脈體中見(jiàn)有綠泥石、絹云母、綠簾石以及少量碳酸鹽類(lèi)礦物。礦區(qū)內(nèi)的次生礦物主要有褐鐵礦以及孔雀石等。

    2.6 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

    金廠峪礦區(qū)的礦石結(jié)構(gòu):自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形細(xì)粒、碎裂狀及粉末狀結(jié)構(gòu)。礦石主要的構(gòu)造:塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、團(tuán)斑狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。

    2.7 圍巖蝕變

    本區(qū)金礦床的圍巖蝕變特征明顯,具有較強(qiáng)的規(guī)律性。主要有綠泥石化、絹云母化和硅化等,也發(fā)育有黃鐵礦化、鉀化、鈉化、絹英巖化、碳酸鹽化等。

    3 成礦作用期次劃分

    根據(jù)礦脈間的穿插關(guān)系、礦化蝕變類(lèi)型以及礦物共生組合特征,將金廠峪金礦的成礦期次分為三個(gè)成礦時(shí)期,成礦主要為巖漿熱液成礦期。按照礦物共生組合特征,將熱液期劃分為四個(gè)階段:①早期石英-鈉長(zhǎng)石脈階段,礦化較弱。②鈉長(zhǎng)石英脈和石英脈階段,并伴有強(qiáng)烈絹云母化和綠泥石化。③硅化-石英脈階段:該階段主要為硅化交代圍巖。④石英-硫化物階段,熱液作用疊加,形成脈狀富礦石。⑤石英-碳酸鹽階段,含礦性較差。

    發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)的花崗斑巖與礦體關(guān)系密切,晚期與巖漿熱液有關(guān)的金礦的成礦作用可能為本區(qū)主成礦作用。表生期主要表現(xiàn)為黃鐵礦,黃銅礦等次生氧化為褐鐵礦、孔雀石等現(xiàn)象比較普遍,但強(qiáng)度分布不均,主要分布于地表-近地表氧化帶中,礦床深部較弱[7,8]。

    4 控礦因素分析

    礦床是在特定的地質(zhì)條件下形成的特殊地質(zhì)體,綜合分析其主要影響因素有三種,即巖性因素、巖漿因素、構(gòu)造因素。

    4.1 地層與成礦的關(guān)系

    金廠峪金礦出露的地層主要為斜長(zhǎng)角閃巖、石榴子石斜長(zhǎng)角閃巖、混合巖化斜長(zhǎng)角閃巖等,其是很好的儲(chǔ)礦巖層。在礦床形成的過(guò)程中,地層起著較為重要的作用。主要表現(xiàn)在,圍巖(地層)為成礦提供了部分物質(zhì)來(lái)源與礦化劑,為礦床成礦時(shí)所需的物理化學(xué)條件提供必要的邊界條件。金廠峪地區(qū)圍巖主要為斜長(zhǎng)角閃巖,本區(qū)的礦體主要賦存于石英脈及復(fù)脈帶中,在復(fù)脈帶中以絹云母-石英脈或絹云母-鈉長(zhǎng)石英脈含金品位高,且與含脈率成正比。其中片巖中絹云母片巖的含礦性較好,而圍巖斜長(zhǎng)角閃巖對(duì)礦化較為有利。

    4.2 巖漿巖與成礦的關(guān)系

    巖漿巖在侵入到地表的過(guò)程中,產(chǎn)生的大量熱液和能量,同時(shí),巖漿巖為礦床的形成提供了必要的成礦物質(zhì);巖漿活動(dòng)也在一定程度上影響了礦體在礦區(qū)的空間分布。

    礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖為花崗斑巖脈巖相巖石,正是其花崗斑巖脈侵入到礦區(qū),在中生代時(shí)期,巖漿活動(dòng)加劇,為金廠峪礦區(qū)金的礦化提供了成礦物質(zhì)及熱源[9]。

    4.3 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

    構(gòu)造是成礦作用中較為重要的組成部分之一,構(gòu)造在發(fā)育的過(guò)程中,為成礦物質(zhì)的運(yùn)移提供了通道。含金石英脈往往充填于平行逆斷層的次級(jí)斷裂或次級(jí)褶皺中,亦或充填于斷裂帶附近的脆、韌性剪切帶的強(qiáng)烈片理化巖石中,沿次級(jí)褶皺和次級(jí)斷裂充填的以石英細(xì)脈為主,成為含金石英脈群。在具金礦化的脆、韌性剪切帶和片理化帶疊加部位,金礦更為富集。

    金廠峪六個(gè)脈帶的空間展布,延深上均表現(xiàn)出幾個(gè)局部片巖體膨脹,交織成菱形網(wǎng)狀。總的來(lái)說(shuō),構(gòu)造對(duì)金廠峪金礦床的控制,在區(qū)域上表現(xiàn)以金廠峪復(fù)式褶皺和剪切帶的聯(lián)合控制為標(biāo)志。

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