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控礦地質條件及控礦地質模型

6.4.1 巖漿巖特征及其控礦規律

6.4.1.1 巖石學特征

礦區花崗巖巖體可分為2種巖性,即紅色二長花崗巖和白色二長花崗巖,簡稱為紅色花崗巖和白色花崗巖。白色花崗巖先侵入高於莊地層中,紅色花崗巖再呈株狀形式侵入到白色花崗巖或高於莊地層中。巖體與圍巖呈交錯齒狀,接觸界線清楚,頂垂體、捕虜體、分離巖枝發育,在地表花崗巖體中保留大範圍的圍巖頂垂體,說明巖體剝蝕程度較小(圖6.4)。

白色花崗巖巖性為正長花崗巖,巖石呈白色,多為中粒結構、似斑狀結構,塊狀構造。礦物組成為石英(30%),堿性長石(45%),斜長石(20%),少量黑雲母(5%)、輝石;副礦物磷輝石、磁鐵礦、黃鐵礦、石榴子石、獨居石、鈦鐵礦、金紅石、鋯石、電氣石等。黑雲母含5%左右,顏色深,其多色性為深棕褐-褐-淺褐色。堿性長石多為條紋長石,在似斑狀結構中鉀長石和條紋長石顆粒粗大,呈斑晶。條紋長石為正條紋長石。鈉長石嵌晶具聚片雙晶,均呈壹定方向。凈化邊結構發育,是鈉長石沿鉀長石邊緣或顆粒間進行交代形成。

紅色花崗巖巖性主要為堿長花崗巖,巖石呈紅色,粗粒結構,塊狀構造。礦物組成為石英(30%)、堿性長石(50%)、斜長石(20%),少量黑雲母(3%),角閃石;副礦物磷輝石、磁鐵礦、黃鐵礦、石榴子石、獨居石、鈦鐵礦、金紅石、鋯石、電氣石等。黑雲母含量較少,約3%,且顏色較淺,其多色性為綠褐-黃綠-淺黃綠色。條紋長石、斜長石均很發育。斜長石具凈化邊結構。

此外,還有部分過渡類型巖石,外觀顏色為淺紅色,成分為正長-堿長花崗巖類。

對比發現,兩類巖石成分接近,只是紅色花崗巖堿性長石含量相對較多,而白色花崗巖暗色礦物含量相對較多,說明後者比前者略偏基性。

6.4.1.2 巖體空間分布特征

峪耳崖花崗巖體地表主體分布在41~32線,13~2線間為膨大部位,長軸沿NE方向展布。前期部分研究成果認為巖體剖面上呈上大下小的漏鬥狀,所以巖體深部不存在較大的成礦前景。現已有工程證實巖體在1000m處未尖滅,反而有變大的趨勢,總體呈上小下大的不規則狀(圖6.3)。花崗巖體空間的變化比較復雜,主礦體分布位置41~14線不同標高巖體的面積統計如下:595m標高,巖體出露面積0.53km2;500m標高,巖體出露面積0.52km2;400m標高,巖體出露面積0.57km2;325m標高,巖體出露面積0.63km2;205m標高,巖體出露面積0.60km2。

總體上白色花崗巖多分布在巖體的頂部、邊部,面積較大,而紅色花崗巖多分布在巖體的中部或深部,面積較小(圖6.5)。

6.4.1.3 巖石化學特征

礦區含礦巖體主要類型巖石化學成分、CIPW礦物組成及巖石化學特征值見表6.1至表6.3;稀土元素含量及特征值見表6.4、表6.5;巖體微量元素含量見表6.6。

利用巖石化學成分進行分類,在DeLaRache(1980)提出的R1-R2火成巖分類圖解中,主體位於正長花崗巖區,只是紅色花崗巖投點靠近堿性花崗巖(圖6.6)。在深成巖的Q-A-P分類圖解中,位於正長花崗巖(紅色花崗巖)和二長花崗巖區(白色花崗巖)內(圖6.7),反映兩者在堿性、基性程度方面的略微差異。

紅、白色花崗巖化學成分相比,成分基本壹致。只是紅色花崗巖略富矽、富鉀,而白色花崗巖富鈣、鎂。巖石的堿度(K2O+Na2O)高,含量大於8.5%,K2O和Na2O含量基本相同。含礦花崗巖類巖石裏特曼指數在2.25~2.89,賴特(Wright,1969)堿度率AR變化在3.44~4.23,均屬於亞堿性鈣堿性系列。巖石A/CNK比值變化在0.99~1.05,位於偏I型花崗巖範疇;巖石分異指數(DI)較大,多大於93;固結指數(SI)較小,多小於2,反映巖石分異程度好。CIPW標準礦物計算結果表示,該類巖石含剛玉、螢石以及方解石等。巖石屬於鋁過飽和-SiO2過飽和巖石化學類型。

圖6.4 峪耳崖金礦區25號勘探線剖面圖(據礦山資料修編,2006)

在ACF圖解中,礦區巖體巖石化學表現為I型花崗巖特征(圖6.8)。在P.Bowden等(1985)提出的I,S、A型花崗巖區分圖解中,區內含礦花崗閃長斑巖-二長花崗斑巖體位於A型花崗巖的範疇(圖6.9)。在R1-R2圖解中,數據投影點位於5區和6區之間(圖6.9),指示巖體為深熔堿性-偏堿性花崗巖,形成的大地構造環境可能為同造山期深部熱點引起的深部物質熔融演化形成的花崗巖。

圖6.5 紅、白色花崗巖立體關系圖(據礦山資料,2003,修編)

表6.1 峪耳崖巖體巖石化學成分wB/%

在巖體Q-Ab-Or圖解中,所有樣品多落入低溫槽內及其附近,指示巖體為深熔巖漿成因花崗巖(圖6.10)。

表6.2 峪耳崖巖體巖石化學CIPW礦物組成wB/%

表6.3 峪耳崖巖體巖石化學主要參數

表6.4 峪耳崖巖體巖石稀土元素組成wB/10-6

表6.5 峪耳崖巖體巖石稀土元素特征參數

表6.6 峪耳崖巖體微量元素組成wB/10-6

圖 6. 6 深成巖 R1-R2分類命名圖解( 底圖參照 Rache,1980)

圖 6. 7 深成巖 Q-A-P 分類命名及巖類判別圖解( 底圖參照 Bowden 等,1985; Streckeisen,1973; Maitre,1989)

圖 6. 8 S 和 I 型花崗巖判別 ACF 圖解( 底圖參照中田節也,1991)

圖 6. 9 花崗巖與板塊構造關系( 底圖參照 Batchelor 等,1985)

6.4.1.4 元素地球化學特征

兩類花崗巖類巖石元素含量大致相當,富含大離子親石元素(LILE)K,Ba、U、Th等,其含量與上地殼元素豐度(Taylor等,1985)相當或偏高;Sr含量明顯偏低,比上地殼含量還低;高場強元素(HFS)中Zr、Hf、Y、Nb、Ta含量界於上下地殼豐度之間;過渡組元素V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn含量顯著低,與上地殼豐度相比也低,而Mo含量則顯著偏高。元素地球化學豐度指示峪耳崖花崗巖類巖石來源於上、下地殼結合部位(過渡帶),或來源於上地殼。元素蛛網圖顯示(圖6.11),各類巖石相似的元素曲線分布型式和廣泛的重合關系同樣反映了它們之間的同源演化關系。

圖6.10 花崗質巖漿成因分析圖解(底圖參照Tuttle,1958)

巖體不同巖性巖石的稀土總量基本相近,含量中等,變化在80.5×10-6~190.75×10-6;巖石中等到比較強烈的Eu負異常,δEu變化在0.3~0.62;Ce基本無異常,δCe值變化在0.94~1.0。侵入巖石均為比較明顯的輕稀土富集型,LR/HR比值變化在6.83~10.03,輕重稀土分餾明顯。反映稀土分餾程度的La/Yb比值壹致,以及反映重稀土、輕稀土分餾的參數也基本壹致,反映雜巖體整體成因的壹致性(圖6.12)。只是相對比而言,白色花崗巖δEu值相對較大,負異常特征相對弱壹些,也就是說,紅色花崗巖演化更徹底壹些。

礦區巖體稀土元素比值對照西藏花崗巖,指示巖體為深部物質部分熔融的產物(圖6.13)。此外,La/Yb比值隨著La的增加而增加,顯示相對比較陡的演化趨勢,也反映了巖體形成的部分熔融模式。

巖體Sr、Y、Yb含量以及Sr/Y(<10),La/Yb(<20)比值較低,與埃達克巖不壹致,與正常島弧-火山弧花崗巖類巖石基本類似。利用Pearce等(1984)提出的“NAP”圖解和不同類型花崗巖的Rb-(Y+Nb)和Rb-(Yb+Ta)圖來研究成巖成礦環境。礦區侵入巖主體位於火山弧花崗巖區內,其形成的大地構造環境為島弧或活動大陸邊緣(圖6.14),為同碰撞造山期深部基性物質深熔產物。

6.4.1.5 巖漿作用與金礦化關系

紅、白色花崗巖產出於同壹空間,為同源不同期次巖漿作用的產物(趙海玲等,1998;康顯桂等,1998)。礦床屬於與殼源深熔花崗巖有關的金礦床。

圖6.11 峪耳崖花崗巖洋脊花崗巖標準化模式圖樣品數字代號同表6.6

紅色花崗巖的ISr為0.7062,白色花崗巖ISr為0.7069。紅、白色花崗巖的ISr均小於0.708,說明峪耳崖花崗巖體是由基性火成巖為源區熔融形成的I型花崗巖。且紅、白色花崗巖的ISr值比較接近,說明紅、白色花崗巖應為同源。

白色花崗巖δ18O為10.70‰,紅色花崗巖δ18O為10.60‰和10.49‰。利用黃鐵礦進行S同位素測定,白色花崗巖δ34S為0.25‰,紅色花崗巖δ34S為4.5‰,石英脈中黃鐵礦δ34S為2.69‰。δ34S的變化範圍較小,均壹化程度較高,具深源硫的特征。可以看出其S同位素值與磁鐵礦系列或I型花崗巖的硫同位素相近。紅、白色花崗巖的鉛同位素組成相似。

前人研究表明峪耳崖花崗巖體與金礦床的形成關系十分密切。關於峪耳崖花崗巖的形成時代,據任啟江(1994)等研究,其K-Ar法年齡為白花崗巖175.4Ma,紅花崗巖194Ma,花崗巖中鉀長石、斜長石及全巖的單礦物全巖Rb-Sr等時線年齡為紅色花崗巖167.27Ma,白色花崗巖152.12Ma;吳珍漢(1991)測定了絹雲母Rb-Sr等時線年齡,確定的花崗巖的蝕變年齡為176.8Ma左右。最近苗來成(2000)對峪耳崖白色和紅色花崗巖中選取單顆粒鋯石,用SHRIMPU-Pb法獲得侵位年齡分別為(175±1)Ma和(174±3)Ma。由此可見,峪耳崖金礦的形成時代(花崗巖蝕變時代)與花崗巖形成的時代較接近,同屬燕山早期。

統計資料表明,礦區90%以上的礦體位於白色花崗巖體內,尤其是紅、白色花崗巖接觸部位附近。紅色花崗巖中壹般僅存在少量低品位礦化,並且多在紅色花崗巖中延伸不遠。金礦化與峪耳崖容礦花崗巖類具有密切的時間、空間和成因聯系。

6.4.1.6 巖體控礦規律分析

巖體為礦區金礦成礦地質體,金礦體空間上分布在白色花崗巖中及其附近,位於紅色花崗巖的外接觸帶。花崗巖體與圍巖接觸帶呈多種形式,如鋸齒狀、港灣狀、楔入及反楔入狀等,構成有利的成礦空間,並能形成多種礦化形式。

圖6.12 峪耳崖花崗巖稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖圖中樣品代號同表6.4

圖6.13 花崗巖的部分熔融和分離結晶作用

圖 6. 14 不同構造環境的花崗巖微量元素判別圖( 底圖參照 Pearce,1984)

巖體北緣5線以西在400m水平以上傾向SE,400m水平以下轉為NW向;5線以東接觸帶較陡,外接觸帶、接觸帶礦化程度不高,但巖體內發育多種礦化類型的礦體;巖體於27~35線間外傾(北西傾),可能與北側隱伏巖體有關。

巖體南緣在400m水平以上傾向SE,深部傾角變陡,在淺部接觸帶下形成細脈浸染型礦化,如新Ⅰ、新Ⅱ礦體。

巖體西部地表寬度125m,在深部205m水平處變寬為780m,南部有壹個平行展布的小花崗巖分枝。東北部地表巖體較窄,深部變寬並在東南側側下方(250m以下)發育較大的隱伏巖體(圖6.15)。巖體由窄變寬時,在寬大隱伏巖體部位形成礦體群,如Au23、Au109脈體群。中部巖體膨大部位巖枝十分發育,並向SE側伏,接觸帶的產狀變化較大導致形成多種類型的礦體,如盲5、盲9、盲10、盲10-3、新Ⅲ等礦體。

圖6.15 峪耳崖金礦花崗斑巖體立體形態圖(據礦山資料修編,2006)

6.4.2 巖脈及其控礦規律

礦區內與成礦關系密切的閃長巖脈走向50°~70°,傾向NNW,傾角20°~47°;有的閃長巖脈受構造運動碎裂後,成為含金熱液運移、沈積的通道、空間,形成礦體,如北帶的4號脈;有的閃長巖脈與含金石英脈呈層狀,時上時下平行產出,如盲21礦體,這類礦體規模較大,品位較高。

6.4.3 圍巖地層及其控礦規律

高於莊組灰質白雲巖、含錳灰質白雲巖構成了巖體的圍巖,這種化學活動性強的碳酸鹽巖是有利礦化巖石,易與成礦溶液發生作用促成含金配合物的分解、沈澱。因此,礦體在巖體接觸帶附近大量產出。

礦區巖體與圍巖地層接觸帶並未形成大量矽卡巖帶,礦體在圍巖地層中延伸不遠,地層對礦體控制另壹個表現是灰質白雲巖本身的物理化學性質,使其礦液在向上運移的過程中起了屏蔽作用,也使礦液向花崗巖的斷裂等低壓帶轉移。

巖體接觸帶構造與斷裂裂隙構造疊加對成礦有利,小型花崗巖巖枝貫入灰質白雲巖體中易形成浸染型礦體,伸入花崗巖體中的灰質白雲巖舌底部也易形成浸染型礦體。

另外,花崗巖體中深部發育的圍巖捕虜體改變了花崗巖體侵入過程中的物理化學條件,促進了礦體的形成。當巖體中的斷裂構造與巖體內灰質白雲巖捕虜體(巖塊)連通時,礦化在灰質白雲巖破碎帶中富集形成富礦體。巖體內灰質白雲巖捕虜體底部易形成浸染型礦化或單脈型礦體,如29線109號礦脈群。

6.4.4 斷裂構造系統特征及其控礦規律

6.4.4.1 斷裂特征

礦區礦體位於斷裂構造或其上下盤裂隙構造中,斷裂以及節理構造系統是礦區礦體分布最重要的控制因素之壹。礦區主要斷裂構造包括以下方向組:

NNE向斷裂:走向10°~30°,傾向NW,傾角37°~66°;控制長75~230m,寬0.30~1.00m。該組斷裂呈左行斜列,是與NE向斷裂***軛的壹組壓性逆斷層,在巖體北東部兩者構成區內獨特的菱形格子狀構造,並控制了礦脈分布與產出。

NE向斷裂:走向30°~50°,傾向NW,傾角壹般較緩,為30°~45°,北部較陡為60°~75°。延長或延深規模較大,壹般長350~650m,最長970m,寬0.30~2.00m。該組斷裂直接控制著各種類型礦脈(體)的形態及產狀。斷裂北部多出露地表,南部多為隱伏,自北向南有逐漸加深的趨勢,往深部產狀由陡變緩,力學性質為壓性逆斷層。

NEE向斷裂:走向50°~70°,傾向NW,傾角25°~45°,壹般規模較小,多為金礦脈充填。

NW向斷裂:走向280°~330°,傾向NE,傾角50°~80°,以F3規模較大,長660余米,寬0.80~2.50m。該組斷裂為多期繼承性活動斷裂,對巖體形態和礦體群的分布有影響。此組斷層如與礦體斜交多錯斷礦體,性質為正斷層,具右型斜列特征,斷距3~25m。此外,少量NW向斷裂也含礦,但含礦的NW向斷裂的傾角較緩,傾角10°~25°。

6.4.4.2 斷裂構造控礦規律

礦區斷裂構造呈現彼此平行排列,協調彎曲、等距分布的特點,它們***同控制了區內金礦脈的形態、分布、規模。主斷裂往往形成石英脈型礦體,當頂底板次級構造發育時,往往在花崗巖體內形成細脈(密脈)浸染型礦化。在主礦脈的上、下盤常發育平行脈。

礦區容礦斷裂在南東端或接近地表處發育充填於小斷層(節理)中的細脈,易形成浸染型礦體;向深部逐漸密集歸並,形成大脈型礦體,造成本礦區細脈狀礦體發育於淺部,而深部多發育單脈型礦體。

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