遼寧小骼家堡子金礦床地質(zhì)特征及成因分析

遼寧小骼家堡子金礦床地質(zhì)特征及成因分析

小遵家寶礦區(qū)位于鳳城市青城子礦區(qū)附近。這是20世紀(jì)90年代初由調(diào)查和發(fā)現(xiàn)的大型金礦床。研究其成礦地質(zhì)特征及成礦機(jī)理,對于開展青城子地區(qū)以及遼吉東部遼河群分布區(qū)金礦普查有著重要的指導(dǎo)意義。1礦床成因類型礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于遼東裂谷中段近裂谷軸部,位于青城子鉛鋅礦床東側(cè)(圖1)。區(qū)內(nèi)出露元古宙遼河群變質(zhì)巖系,自下而上由浪子山組、大石橋組和蓋縣組組成。浪子山組巖性為黑云變粒巖、淺粒巖和角閃片巖;大石橋組由透閃石大理巖、黑云變粒巖、白云石大理巖和矽線云母片巖組成;蓋縣組以各類片巖為主夾薄層大理巖和硅質(zhì)巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜。中元古代,即遼東裂谷回返上隆初期,區(qū)內(nèi)形成近東西向平緩開闊褶皺,由北至南有:新嶺背斜、四棵楊樹向斜、北砬子-榛子溝背斜和南山向斜。晚元古代,礦區(qū)發(fā)生北東東至南西西方向的推覆作用,致使巖層倒轉(zhuǎn),基底混合巖和混合花崗巖推覆到遼河群之上,產(chǎn)生近南北走向的韌脆性疊瓦式推覆構(gòu)造。印支中晚期-燕山期,伴隨太平洋板塊活動(dòng)陸緣的不斷消減,礦區(qū)出現(xiàn)北東、北西向兩組斷裂,同時(shí)還發(fā)育一組北東向平緩開闊褶皺,并與早期基底褶皺交匯疊加,形成橫跨式的“穹隆”和“凹地”構(gòu)造。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈。遼河期(早中元古代)大頂子、石家?guī)X和尖山子斜長花崗巖體出露于礦區(qū)南部,呈巖株?duì)钋秩脒|河群內(nèi)。印支期雙頂溝和新嶺二長花崗巖體分別呈巖基和巖株?duì)町a(chǎn)出,分布于礦區(qū)的南西和北西方向。燕山期侵入巖體主要是酸性和中基性巖脈,成群成帶出現(xiàn)在新嶺巖體的周邊部。2礦床的地質(zhì)特征2.1礦物理性空間控制礦床賦存的空間位置與構(gòu)造類型及其與印支-燕山期侵入巖體的距離存在明顯的制約關(guān)系。兩組背斜交匯橫跨形成的“穹狀”虛脫空間控制整個(gè)礦區(qū)的金礦化范圍。背斜軸部和褶皺轉(zhuǎn)折端脆、塑性巖層之間產(chǎn)生的滑脫面(層間斷裂)、兩組斷裂復(fù)合地段或主斷裂與羽狀裂隙交接處形成的構(gòu)造空間,控制礦床的定位及礦體的規(guī)模和形態(tài)。此外,已知金礦體多分布在距離印支-燕山期侵入巖體1km范圍之內(nèi),超出此范圍,即使存在構(gòu)造空間,一般亦無金礦體產(chǎn)出。2.2采礦期、采礦期和成礦期1前4類賦礦圍巖礦床產(chǎn)于遼河群大石橋組頂部薄層大理巖與上覆蓋縣組片巖的“互層帶”中。賦礦圍巖有5種類型:含金硅質(zhì)巖、含金硅化大理巖、含金硅化變粒巖、含金矽線黑云片巖和含金蝕變煌斑巖。前4類賦礦圍巖通常呈似層狀或扁豆?fàn)町a(chǎn)于特定的巖相帶內(nèi)。礦體規(guī)模變化較大,長幾十～400m,厚1～20m(互層產(chǎn)出,具原始沉積和變質(zhì)富集的成礦特征,圖2)。含金蝕變煌斑巖呈脈狀產(chǎn)出,僅見于礦區(qū)西部姜家溝地段。含金脈體規(guī)模小,礦化分布不均,局部出現(xiàn)富集現(xiàn)象,常侵入蓋縣組片巖內(nèi),空間產(chǎn)出不受某一特定地層層位的控制。2金礦床金礦石礦石多元素分析查明,硅質(zhì)巖型礦石金品位變化較大,為(0.n～64.9)×10-6,平均值分別為(6～11)×10-6;硅化大理巖型礦石金平均品位4.24×10-6;硅化變粒巖型礦石金品位(1～12)×10-6,平均值分別為(6～10)×10-6;矽線云母片巖型礦石金品位(0.n～8)×10-6,蝕變煌斑巖型礦石金品位集中在(0.n～8.0)×10-6,最高者達(dá)25×10-6。各類金礦石中主要礦物均為黃鐵礦和石英,其次為毒砂、方鉛礦、自然金和銀金礦。據(jù)電子探針分析測定,黃鐵礦和石英均可分出早、晚兩個(gè)世代。早世代黃鐵礦和石英不含金或含金甚少,晚世代黃鐵礦和石英含金較高,是金的主要載體礦物,尤其是黃鐵礦,金含量最高可達(dá)0.155%。按賦礦圍巖巖性特點(diǎn)劃分,礦石類型可以分為硅質(zhì)巖型、硅化大理巖型、硅化變粒巖型、片巖型和蝕變煌斑巖型;按礦石產(chǎn)出狀態(tài)的自然類型劃分,礦石類型可以分為氧化礦石和原生硫化物礦石。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形-它形粒狀、半自形-自形粒狀、交代殘余、固溶體分離結(jié)構(gòu),其次還有包含結(jié)構(gòu)、浸蝕結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有稀疏浸染狀、塊狀、角礫狀、晶洞狀、條帶狀和細(xì)脈浸染狀等。3成礦環(huán)境及成礦時(shí)代根據(jù)礦石物質(zhì)成分查定結(jié)果和包體測溫資料,可將礦化過程大致分為3個(gè)主成礦時(shí)期:①多金屬硫化物時(shí)期。成礦溫度130℃～150℃,相當(dāng)于沉積-火山活動(dòng)作用形成初始“礦源層”時(shí)期,大量發(fā)育金屬硫化物。蝕變以硅化、黃鐵礦化為主。金屬硫化物多呈浸染狀、細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出。礦物共生組合為黃鐵礦-方鉛礦-閃鋅礦-金礦物。主要礦物有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、石英;次要礦物有黃銅礦、毒砂、銀黝銅礦、銀金礦、自然金、白云石等。②石英-毒砂-金時(shí)期。成礦溫度210℃～230℃,與遼東裂谷回返上隆、火山噴硫、變質(zhì)熱液疊加改造及“礦源層”金多金屬硫化物富集成礦時(shí)期密切相關(guān)。蝕變以硅化、黃鐵礦化、絹云母化為主。金屬硫化物呈星散狀、浸染狀、團(tuán)塊狀和稠密浸染狀、條帶狀產(chǎn)出。礦物共生組合為石英-毒砂-金礦物。主要礦物有毒砂、黃鐵礦、石英;次要礦物有白鐵礦、白云石、方解石、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、絹云母等。③石英-白云石-金礦物時(shí)期。成礦溫度300℃～400℃,屬于印支-燕山期巖漿熱液改造成礦時(shí)期。蝕變有黃鐵礦化、方鉛礦化、絹云母化、綠泥石化。金屬硫化物一般呈星散浸染狀、脈狀、晶洞狀、角礫狀產(chǎn)出。礦物共生組合為石英-白云石-金礦物。主要礦物有銀金礦、深紅銀礦、自然金、石英;次要礦物有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、脆銀礦、白云石等。2.3黃鐵礦的平均金構(gòu)成經(jīng)電子探針查定,礦石中金礦物以自然金為主,銀金礦次之。自然金和銀金礦呈渾圓狀、片狀、勾狀、串珠狀等分布于石英裂隙和它形粒狀黃鐵礦中。自然金粒徑1～5mm,最大可達(dá)10mm。金的成色為984.354～992.371。自然金在含金硅質(zhì)巖和含金硅化大理巖中屬于裂隙金或包裹金,在含金硅化變粒巖、含金矽線云母片巖和含金蝕變煌斑巖中,或以粒狀、串珠狀呈晶體金賦存于石英晶體裂隙和黃鐵礦裂隙中,或以粒狀、片狀形態(tài)呈裂隙金賦存于斜長石、矽線石、黑云母、絹云母、高嶺石的顆粒之間。3鉆床材料3.1貧ca2400-礦物包裹體富含CO2、CH4氣體和Na+、K+、Cl-、SO2?442-,貧Ca2+、Mg2+者屬富CO2、CH4的Na-K-Cl型流體,富含CH4和有機(jī)質(zhì)者反映出以成巖期層間流體為主,并有少量巖漿期后熱液疊加混合的特征(表1)。3.2金礦體及賦礦圍巖稀土地球化學(xué)特征1)圍巖與巖體比較,多數(shù)地層圍巖稀土總量(REE)低于巖體。不同地層圍巖之間,泥質(zhì)巖石稀土總量普遍高于碳酸鹽巖石。地層由老至新稀土總量呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(表2)。2)地層、巖體和礦石輕重稀土比值均為正值,在稀土配分模式圖上,曲線左高右低緩傾斜,屬輕稀土富集型(圖3、4)。δEu異常0.53～1.90,屬弱負(fù)異常到正常型。值得注意的是,金礦體及其賦礦圍巖δEu<1,Eu顯弱虧損。相反,遠(yuǎn)離金礦體的圍巖和巖體則顯示Eu正異常,反映出礦體和賦礦圍巖與相鄰地層和巖體的稀土元素演化模式及物質(zhì)來源存在很大的差異,表明賦礦層位具有一定的專屬性。3)金礦體稀土總量與賦礦圍巖相近,其稀土配分曲線與賦礦圍巖尤其與角礫狀大理巖、硅質(zhì)巖曲線十分相似,揭示出層狀、似層狀金礦體與圍巖之間有著相似的沉積成巖和變質(zhì)改造作用過程,成因關(guān)系密切。但是,金礦體與巖體稀土配分曲線彌合程度較低,缺少相似之處,而印支期巖體和燕山期花崗斑巖、煌斑巖、閃長玢巖的稀土元素演化特點(diǎn)卻有著明顯的相似性和連續(xù)性。這些表明,印支-燕山期巖漿熱液及其成礦作用有著與沉積變質(zhì)成礦過程截然不同的地質(zhì)、地球化學(xué)環(huán)境和成礦條件。3.3成礦的來源1兩組上部層位au、ag含量比較由表3可知,蓋縣組底部層位Au的豐度值高于地殼平均豐度一個(gè)數(shù)量級(jí),大石橋組上部層位Au的豐度值與地殼平均值相當(dāng),Pb、Ag含量分別高于地殼平均豐度4和6個(gè)數(shù)量級(jí)。據(jù)此,可以認(rèn)為,大石橋組和蓋縣組之間由薄層大理巖、硅質(zhì)巖、片巖及變粒巖組成的“互層帶”不僅是金的賦礦層位,同時(shí)還是金的“礦源層”。2印支期巖漿熱液參與成礦物質(zhì)的數(shù)量根據(jù)印支期侵入巖體主成礦元素含量分析結(jié)果,雙頂溝和新嶺似斑狀二長花崗巖體Au接近或略高于維氏值,Pb高于維氏值2.5個(gè)數(shù)量級(jí),Zn高于維氏值2個(gè)數(shù)量級(jí),說明印支期巖漿熱液可以分異出部分成礦物質(zhì)而參與成礦。燕山期侵入巖體未做主成礦元素含量測試,但是,花崗斑巖脈和煌斑巖脈往往直接作為金礦體產(chǎn)出的地質(zhì)事實(shí),說明燕山期巖漿熱液也是成礦物質(zhì)的重要來源之一。3.4晚元古生-新生代成礦改造早中元古代,遼東裂谷拉張下陷,區(qū)內(nèi)接受碳酸鹽巖沉積,并伴有酸性火山物質(zhì)加入,發(fā)育形成大石橋組中、下部鉛、鋅、銀、金共生的初始“礦源層”。中元古代以后,裂谷回返上隆,同時(shí)發(fā)生區(qū)域變質(zhì)和混合巖化作用。由于受到裂谷上隆產(chǎn)生的收縮擠壓作用的影響,在垂直裂谷軸方向產(chǎn)生一組張裂隙,并沿張裂隙發(fā)生海底火山氣液噴溢活動(dòng),出現(xiàn)硅質(zhì)巖沉積和金多金屬富集,初步形成大石橋組上部和蓋縣組底部的金(銀)“礦源層”。至晚元古代,裂谷收縮消亡,在基底褶皺之上形成北北西-近南北走向的韌脆性疊瓦式推覆構(gòu)造,使沉積變質(zhì)“礦源層”受到強(qiáng)烈改造,一部分礦(化)體產(chǎn)生遷移并重新就位,成為切層礦(化)體,一部分轉(zhuǎn)化為層狀礦(化)體和切層礦(化)體共存的復(fù)合型礦(化)體。晚古生代至中生代,印支-燕山期中酸性侵入巖體沿區(qū)內(nèi)兩組褶皺交匯形成的“穹隆”和幾組主斷裂大規(guī)模侵位?；◢弾r漿上升侵入及熱水溶液的循環(huán)運(yùn)動(dòng),促使“礦源層”中的成礦物質(zhì)再度活化富集并在適宜的構(gòu)造空間沉淀成礦。同時(shí),一些富含礦質(zhì)的花崗巖漿重熔改造和萃取了“礦源層”中的部分成礦物質(zhì)而直接作為脈狀金礦體產(chǎn)出。總之,金的地球化學(xué)背景值較高的地層層位、適宜的構(gòu)造條件以及印支-燕山期巖漿熱液活動(dòng),三位一體,同時(shí)并存,是小佟