李輝(天津華北地質(zhì)勘查總院 天津300170)
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河北省寬城縣白廟北山金礦地質(zhì)特征及成礦作用
李輝
(天津華北地質(zhì)勘查總院天津300170)
摘要白廟北山金礦處在冀東金礦集中區(qū),礦體主要產(chǎn)出于太古宇地層和都山雜巖體接觸帶附近的拆離破碎帶內(nèi),礦床規(guī)模達(dá)到中型。文章敘述了白廟北山金礦的地質(zhì)背景和地質(zhì)特征,分析了金礦成礦控制因素。
關(guān)鍵詞冀東金礦集中區(qū)拆離構(gòu)造控礦因素
冀東金礦集中區(qū)是我國重要的金礦產(chǎn)區(qū)之一,區(qū)內(nèi)大、中、小型金礦床和金礦點(diǎn)廣泛分布。傳統(tǒng)礦床學(xué)認(rèn)為,冀東主要金礦類型分別為產(chǎn)出于角閃質(zhì)變質(zhì)巖中的金廠峪型和產(chǎn)出于中小酸性巖體中的峪耳崖型,個別金礦點(diǎn)產(chǎn)出于蝕變斑巖或礫巖中[1]。通過總結(jié)區(qū)內(nèi)金礦研究成果[2],絕大多數(shù)金礦受控于太古界地層、斷裂構(gòu)造及巖漿巖,穩(wěn)定同位素等地球化學(xué)特征也極為相似,表明具有相同的物質(zhì)來源和相似的成礦條件,故冀東地區(qū)不同類型金礦床屬于同一成礦系列。
白廟北山金礦位于河北省寬城縣湯道河鎮(zhèn),大地構(gòu)造位置處在華北地臺北緣燕山臺褶帶馬蘭峪復(fù)式背斜寬城凹褶束東北部,都山雜巖體北東側(cè),屬馬蘭峪-金廠峪-峪耳崖-三家冀東金礦帶范疇(圖1)。該金礦控制的和推斷的金資源量已達(dá)中型規(guī)模,具大型規(guī)模前景。
本文在研究勘查工作和以往工作資料基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域內(nèi)鄰區(qū)成果,總結(jié)了白廟北山金礦的地質(zhì)特征、礦床成因和控礦因素。
白廟北山金礦位于冀東金成礦帶峪耳崖-金廠峪-華尖-柏杖子礦集區(qū)。大地構(gòu)造位置處于華北地塊(Ⅰ級)北緣燕山臺褶帶(Ⅱ級)馬蘭峪復(fù)式背斜(Ⅲ級)寬城凹褶束(Ⅳ級)東北部都山雜巖體北側(cè)。
區(qū)域內(nèi)地層劃分為4個基本構(gòu)造層,太古宇由遷西群麻粒巖相、角閃巖相中-深變質(zhì)巖組成;中上元古界分為長城系、薊縣系、青白口系,巖性以巨厚的未變質(zhì)-輕微變質(zhì)海相富鎂碳酸鹽巖和碎屑巖為主;古生界僅出露少量海相碳酸鹽巖和陸相碎屑巖;中生界為陸相火山碎屑巖。
圖1 冀東金礦聚集區(qū)區(qū)域地質(zhì)及礦床分布簡圖
都山雜巖體核部由太古宇中、深變質(zhì)巖組成,具印支-燕山期的中酸性、酸性巖為主的巖體侵入。頂部發(fā)育以糜棱巖、糜棱片麻巖為特征的韌性剪切滑脫帶,并被拆離斷層切割和后期多期次構(gòu)造巖漿活動所破壞,從而開成核巖巖內(nèi)韌、脆性剪切帶和蓋層內(nèi)拆離構(gòu)造帶多種樣式。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育,在密云-喜峰口古老的東西向基底構(gòu)造基礎(chǔ)上疊加了都山變質(zhì)核雜巖構(gòu)造體系及北東-北北東向構(gòu)造,形成了喜峰口-湯道河北東向反“S”形構(gòu)造帶。都山雜巖體北側(cè)蓋層中發(fā)育4條較大規(guī)模的拆離構(gòu)造帶:山灣子-大黃土坡拆離構(gòu)造帶、尖寶山-毛家店拆離構(gòu)造帶、新甸子-大冰溝拆離構(gòu)造帶、蘑菇峪-楊村溝門拆離構(gòu)造帶。拆離構(gòu)造帶是區(qū)內(nèi)最重要的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造,直接或間接控制了區(qū)內(nèi)主要金礦床(點(diǎn))的定位,并與北東-北北東向構(gòu)造疊加控制著區(qū)域礦產(chǎn)分布。白廟北山金礦賦存在F1構(gòu)造帶中,同時受到喜峰口至凌源北東向斷裂帶的控制。
區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈,主要有呂梁期雜巖體和燕山期中酸性巖體的廣泛侵入,以都山雜巖體為代表的多期次巖漿活動為本區(qū)金銀多金屬成礦提供了豐富的熱源和成礦物質(zhì)。
白廟北山金礦位于都山雜巖體北側(cè)、山灣子-湯道河斷裂由東西向北東的轉(zhuǎn)折部位,也是區(qū)域上普遍認(rèn)識的成礦有利位置。
2.1地層
礦區(qū)地層主要為太古宇遷西群三屯營組變質(zhì)巖及中上元古界長城系常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組、高于莊組蓋層。
遷西群三屯營組分布于本區(qū)中南部,巖性為角閃斜長片麻巖。
元古界常州溝組不整合于三屯營組之上,巖性主要為石英砂巖、砂礫巖以及石英巖狀砂巖。串嶺溝-團(tuán)山子組、大紅峪組及高于莊組,巖性主要為含碳質(zhì)、鐵質(zhì)及泥質(zhì)白云巖和頁巖、粉砂巖、砂質(zhì)白云巖和白云巖。
2.2構(gòu)造
礦區(qū)構(gòu)造主要為褶皺和斷裂。在印支期由于受南北方向的擠壓,在礦區(qū)中部形成東西向向斜褶皺,沿該向斜軸部有F2斷裂通過;而在燕山期,受來自北西-南東方向的擠壓作用,在礦區(qū)中南部形成近南北向的向斜褶皺,二者相互疊加,形成長3 km、寬3 km的構(gòu)造盆地,控制和改造了白廟北山金礦體,先期褶皺控制了礦脈的分布,后期褶皺改造了礦體,使金礦趨于富化。
礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要有兩組:以近東西向的F1、F2、F3、F4、F10為礦區(qū)的主干斷裂,是礦區(qū)的導(dǎo)礦容礦構(gòu)造。以北東向F5斷層組為次級斷裂,為成礦后構(gòu)造,切割礦體。這兩組斷裂構(gòu)成了礦區(qū)構(gòu)造的基本格架,決定了地層的分布和產(chǎn)狀。
2.3巖漿巖
礦區(qū)巖漿巖發(fā)育,南部分布有印支-燕山期都山雜巖體。區(qū)內(nèi)中酸性脈巖多見,主要類型有閃長玢巖、云煌巖、二長斑巖、石英閃長巖等,順層產(chǎn)出或沿?cái)嗔殉涮?,這些巖漿活動為該區(qū)金礦的形成提供了豐富的物源和熱源。
3.1礦(化)體地質(zhì)特征
白廟北山礦區(qū)內(nèi)金礦化類型為破碎蝕變巖型,礦化帶明顯受拆離斷層帶控制,礦體則產(chǎn)于與拆離斷層有關(guān)的次級構(gòu)造中,主要有4條金礦化帶。
Ⅰ號礦化帶:受控于F1斷層,東西長>2 000 m,寬30~100 m,F(xiàn)1下盤為太古界片麻巖,蝕變以鉀長石化、硅化、綠泥石化、糜棱巖化為主;上盤為常州溝組含礫石英砂巖,普遍發(fā)育硅化、黃鐵礦化。目前根據(jù)地表工程和坑道控制,圈定出數(shù)條礦體,礦體長200~1 400 m,厚0.3~2.5 m,礦石含金品位較高,品位0.5×10-6~48.3×10-6。礦體呈脈狀、似層狀、扁豆?fàn)詈屯哥R狀,存在尖滅再現(xiàn)、膨脹收縮等賦存規(guī)律,單個礦體的延深普遍大于延長。礦脈與圍巖界線清楚,順層產(chǎn)出,礦體產(chǎn)狀30°~40°∠10°~25°,礦石的礦物成分比較簡單,金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦及自然金。圍巖蝕變發(fā)育,有硅化、綠泥石化、絹云母化及碳酸鹽化等。
Ⅱ號礦化帶:受主拆離斷層上盤層間破碎帶控制,東西長約2 000 m,寬10~40 m,蝕變帶產(chǎn)狀330° ∠30°,巖石破碎蝕變強(qiáng)烈,有硅化、綠泥石化、絹云母化。石英脈發(fā)育。圈出5條礦體,呈串珠狀斷續(xù)分布。較具規(guī)模的Ⅱ-1和Ⅱ-2礦體形態(tài)呈脈狀,為石英脈+破碎蝕變巖型礦化,Ⅱ-1礦體厚0.90 m,金品位1.12×10-6;Ⅱ-2礦體厚1.54 m,金品位3.53×10-6,產(chǎn)狀為345°∠24~30°。
Ⅲ號礦化帶:受控于F3斷層,長度逾1 000 m,寬10~50 m,產(chǎn)狀180°∠75°,帶內(nèi)巖石破碎,發(fā)育斷層泥,蝕變較強(qiáng),有硅化、綠泥石化等,見有褐鐵礦流失孔及方鉛礦細(xì)脈,品位在2.14×10-6~6.8×10-6之間。
Ⅳ號礦化帶:受控于F2斷層,長2 000 m,寬10~30 m,產(chǎn)狀180°∠55°。沿?cái)嗔褞卤P見一條石英閃長巖脈。巖石破碎強(qiáng)烈,角礫成分有白云巖、石英閃長巖以及石英砂巖,蝕變有高嶺土化、碳酸鹽化等。在帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)1條礦體,礦體長>80 m,厚2 m,金平均品位3.9×10-6。
3.2礦石特征
礦石中金屬礦物主要由黃鐵礦、黃銅礦和自然金組成,黃鐵礦含量約15%,呈半自形粒狀,由于應(yīng)力作用,大部分呈碎裂狀;黃銅礦含量約4%,呈它形不規(guī)則粒狀。金屬礦物生成順序:黃鐵礦→黃銅礦。脈石礦物主要由石英、綠泥石和少量長石組成,細(xì)脈狀構(gòu)造,半自形粒狀和它形粒狀結(jié)構(gòu),碎裂結(jié)構(gòu)。
3.3蝕變特征
礦區(qū)內(nèi)未見大面積圍巖蝕變。礦區(qū)蝕變主要分布于斷裂破碎帶中及其兩側(cè),如F1構(gòu)造帶由南往北依次出現(xiàn)鉀長石化、綠泥石化、糜棱巖化、硅化;除脆性破裂變形外,巖石明顯具有韌性變形的特征,鏡下看巖石中的石英有發(fā)生塑性變形現(xiàn)象,石英顆粒產(chǎn)生細(xì)?;⒍ㄏ蚶L且重結(jié)晶,說明巖石經(jīng)歷了韌性和塑性兩次變形??偟膩碚f,礦區(qū)蝕變常見硅化、綠泥石化、絹云母化、高嶺土化及碳酸鹽化,其中金礦化與硅化關(guān)系最為密切,可作為該區(qū)金礦找礦標(biāo)志。礦區(qū)硅化具多期次,主要為線型硅化,早期伴隨較強(qiáng)的多金屬礦化,開成富硫化合物的含金石英脈,晚期礦化不明顯。
白廟北山金礦位于多級構(gòu)造單元的接攘部位,為華北地塊北緣金銀多金屬成礦帶冀東金礦密集區(qū)的一部分[3]。與區(qū)域上其它金礦相同,白廟北山金礦成礦明顯受地層、巖漿巖和構(gòu)造控制。
區(qū)內(nèi)太古宇地層金豐度為5.06×10-9,其中角閃質(zhì)巖石為12.06×10-9,其原巖為含金基性火山巖,為金礦形成儲備了足夠的物質(zhì),為重要的初始礦源層。老地層經(jīng)區(qū)域變質(zhì)、混合巖化,金元素初步富集,金豐度與早期形成的黃鐵礦含量呈正相關(guān)。
都山雜巖體內(nèi)斑狀花崗巖金含量平均為4.55×10-9,說明白廟北山金礦成礦具多源性,金主要來源于圍巖地層,巖漿巖也是金成礦的重要物質(zhì)來源。
都山變質(zhì)核雜巖及其拆離構(gòu)造體系的形成和發(fā)展為金的活化、遷移、富集和沉淀提供了熱源、物源和構(gòu)造空間。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4條大規(guī)模的構(gòu)造蝕變帶,受拆離斷層、鏟式斷層及反向高角度斷層的控制,控制和改造了金礦體的形成。
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收稿:2014-12-24
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DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.02.015