陳柏林, 鄧元良, 陳建林, 張延林, 王 永, 張 昊, 王 銅, 韓 玉

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青海五龍溝金礦田兩種控礦構造識別及其找礦意義

陳柏林1, 鄧元良2, 陳建林2, 張延林2, 王 永1, 張 昊1, 王 銅1, 韓 玉2

(1.中國地質科學院 地質力學研究所, 北京 100081; 2.青海省第一地質礦產(chǎn)勘查院, 青海 平安 810600)

五龍溝金礦田位于東昆侖造山帶中段, 區(qū)內金礦床主要受巖金溝、螢石溝-紅旗溝、三道梁-苦水泉三條含金構造破碎帶控制。本文對這三條含礦構造帶不同區(qū)段, 通過對比斷裂構造在幾何特征、賦存地層巖石、主要蝕變類型、蝕變礦物組合、蝕變黃鐵礦粒度等方面的差異, 結合金礦化富集程度, 識別出兩種不同的控礦構造系統(tǒng): 一是以線性斷裂構造帶為特征的金礦控礦構造系統(tǒng); 二是與富含浸染狀黃鐵礦花崗雜巖體侵位有關、以多方向裂隙為特征的多金屬礦床控礦構造系統(tǒng)。根據(jù)兩種不同的控礦構造系統(tǒng)在礦田內的展布, 結合相關蝕變特點, 提出金礦田范圍內金礦的進一步找礦方向是巖金溝帶中段和南東段、螢石溝-紅旗溝帶水閘西溝-黃鐵礦溝一線以東、三道梁-苦水泉帶中西段; 而巖金溝帶北西段、螢石溝-紅旗溝帶水閘西溝-黃鐵礦溝一線及其以西、三道梁-苦水泉帶東段則是尋找多金屬礦的有利部分, 而不會形成有規(guī)模的金礦化。該找礦新思路在龍?zhí)稖弦粠?014年度找礦實踐中得到初步驗證。

兩種控礦構造系統(tǒng); 金礦化; 多金屬礦化; 金礦找礦方向; 五龍溝金礦田

0 引 言

五龍溝金礦田位于青海省西南部的東昆侖山地區(qū), 在區(qū)域構造上位于NWW向(近EW向)昆北斷裂帶南側, 北接柴達木盆地東南緣(青海省地質礦產(chǎn)局, 1991)。該區(qū)自20世紀90年代初異常查證發(fā)現(xiàn)了五龍溝金礦以來, 經(jīng)過20多年勘查已認定為大型金礦床。對五龍溝金礦田及鄰區(qū), 在區(qū)域成礦構造環(huán)境、花崗巖時代、礦床成因、成礦時代、主要控礦因素、礦床地球化學、金礦礦物學、金礦化遙感蝕變特征等方面均開展了比較深入的研究, 并取得了重要的認識(錢壯志等, 1997; 石金友, 1997; 袁萬明等, 2000; 李厚民等, 2001a, 2001b; 張德全等, 2001; 豐成友等, 2004; 黨興彥等, 2006; 張延斌等, 2009; 寇林林等, 2010, 2015; 張延林, 2011; 張金陽等, 2012;李希等, 2014)。同時, 對金礦床的控礦構造也開展了初步研究, 認為其屬于韌性剪切帶型金礦床或受韌性剪切帶控制的金礦床(錢壯志等, 1997; 張德全等, 2007; 陸露, 2011)。但是對于五龍溝金礦田的構造控礦作用, 特別是不同構造-熱液蝕變系統(tǒng)與金礦化的關系尚不明晰, 并已經(jīng)影響了礦田范圍的進一步找礦進展。本文從構造–蝕變–礦化類型的相關性研究入手, 通過詳細野外地質調查, 提出礦田范圍內兩種控礦構造系統(tǒng)的識別標志, 研究了這兩種控礦構造系統(tǒng)在五龍溝金礦田各礦帶的展布特征, 進而分析了兩種控礦構造系統(tǒng)的成因、相互關系及其對找礦方向的約束, 強調了后期多金屬成礦作用及其對早期金成礦作用的改造與破壞, 認為金礦床的找礦應該在第一種控礦構造系統(tǒng)發(fā)育區(qū)段, 即巖金溝礦帶中段和南東段, 螢石溝–紅旗溝礦帶在水閘西溝–黃鐵礦溝一線以東, 三道梁–苦水泉帶的中西段,為礦田內的金礦找礦預測提出了新思路, 并被最新勘查結果所驗證。

1 區(qū)域地質背景

五龍溝金礦位于青藏高原北緣, 青海省柴達木盆地南緣, 東昆侖山中段北緣。在大地構造上位于我國中央造山帶秦(北秦嶺)–祁(祁連)–昆(東昆侖)晚加里東造山系(Ⅰ級構造單元)之東昆侖造山帶(Ⅱ級構造單元)的伯喀里克–香日德元古宙古陸塊體(Ⅲ級構造單元), 北以昆北斷裂帶與柴達木晚中生代–新生代斷陷盆地(Ⅲ級構造單元)為鄰, 南以昆中斷裂帶與雪山峰–布爾汗布達造山亞帶(Ⅲ級構造單元)分開(尹安, 2001; 陸露等, 2013)。按照地體觀點, 研究區(qū)屬于青藏高原北部早古生代復合地體(包括東昆侖山、柴達木和祁連山)偏南部的東昆侖北地體, 北側為柴達木地體,南側為東昆侖南地體(圖1)(徐志琴等, 2007)。在礦產(chǎn)區(qū)劃上屬于昆北成礦帶內的南部, 其南側依次是昆南成礦帶、巴顏喀拉成礦帶。

東昆侖是一個具有復雜演化歷史的多旋回復合造山帶, 具有多洋島、軟碰撞和多旋回造山等特征。在漫長的地質演化過程中, 區(qū)域經(jīng)歷了前寒武紀古陸形成、早古生代(加里東期)裂解及造山、晚古生代–早中生代(華力西–印支期)裂解及造山和中新生代(晚燕山期–喜馬拉雅期)疊復造山 4個旋回。其中早古生代、晚古生代–早中生代是重要的構造演化時期,也是五龍溝乃至東昆侖、藏北地區(qū)最重要成礦作用時期, 特別是晚古生代板塊的擴張、俯沖和早中生代板塊的碰撞閉合及其相伴的巖漿活動和構造變形是東昆侖地區(qū)金礦成礦的最主要控制因素(青海省地質礦產(chǎn)局, 1991; 胡正國等, 1998; 豐成友等, 2004;黨興彥等, 2006; 范麗琨等, 2009; 李希等, 2014)。

圖1 青藏高原地質構造略圖(據(jù)許志琴等, 2007)Fig.1 Geological sketch map of the Tibetan plateau

2 礦田地質概況

2.1 地層巖石特征

礦田內地層為新元古界金水口群、長城系小廟組和青白口系丘吉東溝組, 零星出露奧陶系祁漫塔格群(圖2)。金水口群以含堇青石黑云斜長片麻巖為主, 次為含堇青石黑云斜長片巖、石英片巖、二長片麻巖和斜長角閃巖夾大理巖。小廟組主要為黑云斜長片麻巖、黑云石英片巖夾少量大理巖, 是經(jīng)歷了低角閃巖相變質的一套火山–沉積巖系, 碎屑鋯石年代學證實其形成時代為 1683～1554 Ma(炘陳有等, 2011)。丘吉東溝組下部為片巖、礫巖段, 主要由片理化變質礫巖、砂巖、千枚巖夾大理巖組成, 與下伏小廟組呈角度不整合接觸關系; 上部為變火山巖段, 由片理化凝灰質、硅質板巖, 變火山碎屑巖等組成。丘吉東溝組具豐富的疊層石和微古植物組合,形成時代為新元古代中–晚期, 屬淺海相沉積(張延林等, 2011)。

礦區(qū)巖漿巖以侵入巖為主, 形成時代有新元古代、早古生代、晚古生代和早中生代(圖 2)。早古生代侵入巖構成區(qū)內侵入巖的主體, 主要包括磚紅色–肉紅色粗粒正長花崗巖、灰白色中粒正長花崗巖和少量閃長巖, LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡介于450～ 410 Ma 之間, 部分A型花崗巖年齡為390 Ma左右(陸露, 2011; 張金陽等, 2012; 劉彬等, 2013)。早中生代侵入巖主要為淺成巖體, 主要巖石類型為灰白色花崗閃長斑巖和灰綠色–淺色閃長玢巖脈, LAICP-MS 鋯石U-Pb年齡為～220 Ma(陸露, 2011)。

2.2 構造特征

五龍溝金礦田處于東昆侖中部構造帶, 構造變形強烈, 礦田內構造線呈 NW(NWW) 向, 地層走向、侵入巖帶、褶皺軸向及主要斷裂均沿此方向展布, 主體由3 條NW (NWW)向近平行展布的斷裂構造帶和4個軸向呈NW 向延伸的褶皺構成, 它們奠定了礦田內基本構造格架, 其中3 條NW(NWW)向近平行展布的斷裂構造帶是礦田內的主要控礦構造(錢壯志等, 1997, 1998; 張延林等, 2011)。

(1) 褶皺構造

礦田內地層經(jīng)多期變形褶皺廣泛發(fā)育, 大型褶皺軸向為NW(NWW), 以復背斜、復向斜為主。層間褶皺極為發(fā)育, 褶皺樣式多種, 發(fā)育大量緊閉褶皺、腸狀褶皺、鉤狀褶皺、流褶皺、不協(xié)調褶皺等。大型褶皺自北而南有黑石山復向斜、螢石溝–紅旗溝倒轉復向斜、猴頭山復背斜和打柴溝–三道梁復向斜。

黑石山復向斜分布于礦區(qū)北部, 由新元古界金水口群構成, 軸部位于黑石山一帶, 軸向 NWW(近 EW)向, 延伸長度＞3000 m, 長寬比＞10∶1, 兩翼產(chǎn)狀內傾, 傾角50°～80°, 兩翼及其核部均遭受黑石山石英閃長巖體侵入吞蝕, 地層不連續(xù), 核部為山脊或山峰地貌。

螢石溝–紅旗溝倒轉復向斜分布于研究區(qū)中北部的螢石溝、紅旗溝、石灰溝一帶, 軸向NW(NWW),核部由古元古界丘吉東溝組組成, 西南翼為斷續(xù)出露的中元古界長城系小廟組, 巖層片理傾向NE, 為正常翼; 東北翼為新元古界小廟組, 巖層片理傾向NE, 為倒轉翼。兩翼產(chǎn)狀大體一致, 傾角40°～70°。復向斜核部及翼部次級同斜褶皺及層間褶皺非常發(fā)育。復向斜軸面傾向NE, 樞紐向NW仰起, 向SE傾伏。

1. 第四系; 2. 奧陶系祁漫塔格群變質火山巖組; 3. 青白口系丘吉東溝組變質砂礫巖、千枚巖夾結晶灰?guī)r、大理巖; 4. 長城系小廟組上段蛇紋透閃大理巖、斜長變粒巖、黑云石英片巖加大理巖、斜長角閃片巖; 5. 長城系小廟組下段角閃斜長片麻巖; 6. 新元古界金水口群黑云斜長片麻巖; 7. 印支期鉀長花崗巖; 8. 印支期二長花崗巖; 9. 印支期斜長花崗巖; 10. 華力西晚期石英閃長巖; 11. 華力西晚期二長花崗巖; 12. 華力西早期角閃輝長巖; 13. 華力西早期輝石橄欖巖; 14. 興凱期二長花崗巖; 15. 興凱期似斑狀花崗閃長巖; 16. 興凱期含暗色包體花崗閃長巖; 17. 興凱期花崗巖; 18. 基性巖脈; 19. 花崗巖脈; 20. 閃長巖脈; 21. 地質界線; 22. 角度不整合界線; 23. 斷層; 24. 金礦化蝕變帶; 25. 中型金礦床; 26. 小型金礦床(點); 27. 中型多金屬礦床/小型多金屬礦床(點); 28. 小型鉛鋅礦床(點); 29. 多金屬礦控礦構造系統(tǒng)分布區(qū); 30. 金礦控礦構造系統(tǒng)分布區(qū)。

猴頭山復背斜分布于研究區(qū)中部、三色溝–猴頭山一帶, 螢石溝–紅旗溝斷裂(北界)和三道梁–苦水泉斷裂(南界)之間, 軸向NW, 長～24 km, 寬3～4 km。北翼為螢石溝–紅旗溝倒轉復向斜之南翼, 由小廟組及丘吉東溝組組成, 巖層片理NE傾, 傾角40°～70°。南翼由片理傾向SW的小廟組組成, 傾角50°～75°。

打柴溝–三道梁復向斜分布于研究區(qū)西南、三道梁–苦水泉斷裂以南地區(qū)。核部地層由小廟組上部(Chxb)大理巖、變粒巖、石英片巖組成, 兩翼地層為小廟組下部巖組(Chxa), 軸向 NW, 兩翼片理向內傾斜, 傾角50°～75°, 核部及兩翼次級背斜、向斜發(fā)育。

(2) 斷裂構造

五龍溝金礦田內斷裂構造十分發(fā)育, 具一定規(guī)模的有59條, 按斷層走向可劃分為6組: NWW向、NW向、NNW向、SN向、NE向和近EW向(圖2)。其中NWW向斷層組主要分布于巖金溝、紅旗溝、苦水泉一帶, 分別集中成帶, 構成巖金溝、螢石溝–紅旗溝、三道梁–苦水泉三條斷裂破碎帶。NWW斷裂近于平行展布, 規(guī)模大, 縱貫全區(qū), 單條斷裂出露長度達 6～20 km, 是區(qū)域上最早形成的主干斷裂構造, 也是區(qū)內最重要的導礦、容(儲)礦構造帶。

①巖金溝斷裂破碎帶: 位于研究區(qū)東北部, 是礦田內的二級斷裂破碎帶之一, 由NWW向的F2、F6、F9、F10和NW向F12、F13、F14、F15斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成, 自北西向南東出露于八路溝、巖金溝北溝、巖金溝, 至黑風口一帶, 整體呈 NWW 向帶狀展布, 長度>10 km, 寬0.5～1 km, 傾向NE, 傾角40°～65°。

②螢石溝–紅旗溝斷裂破碎帶: 位于研究區(qū)中部, 是礦田內的一級斷裂破碎帶, 由 F23、F24、F25斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成,自北西向南東出露于螢石溝、斷層溝、石澗溝、龍?zhí)稖稀⑺l西溝、水閘東溝、黃龍溝、深水潭, 至百噸溝一帶, 整體呈 NWW 向帶狀展布, 南東段為NNW向; 長度>20 km, 寬1～2 km, 傾向NE, 傾角50°～85°。

③三道梁–苦水泉斷裂破碎帶: 位于研究區(qū)南部, 是礦田內的二級斷裂破碎帶, 由F45等斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成, 出露于打柴溝、三道梁、中支溝, 至苦水泉一帶, 整體呈 NWW向帶狀展布, 長度>10 km, 寬0.5～1 km, 傾向SW, 傾角70°～65°。

2.3 礦帶特征與礦化類型分布

五龍溝金礦田主要由 3條礦帶組成, 自北向南依次是巖金溝礦帶、螢石溝–紅旗溝礦帶和三道梁–苦水泉礦帶。3條礦帶受上述相應的三條斷裂破碎帶控制。

(1) 巖金溝礦帶

巖金溝礦帶位于礦田北部, 是五龍溝地區(qū)發(fā)現(xiàn)最早的金礦帶, 于20世紀 90年代初發(fā)現(xiàn)并斷續(xù)開發(fā)至今。由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號礦化帶組成,其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號帶規(guī)模較大, 受F15、F12斷裂帶控制。長度>5 km, 寬0.5～1 km; 整體走向NW, 傾向NE, 傾角35°～75°。各次級礦化帶有向南東收斂、向北西撒開的似帚狀構造形態(tài)。圍巖以黑云斜長片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖為主, 少量為黑云母片巖、花崗質細晶片巖。礦化受巖金溝斷裂破碎帶控制。主要蝕變有黃鐵礦化(褐鐵礦化)、低溫硅化、絹云母化、毒砂化、輝銻礦化及黏土化, 北西段發(fā)育明顯黃鉀鐵礬化。

該礦帶南東段為黑風口金礦點, 中段為巖金溝中型金礦床及其他多個金礦點, 北西段為黑石山中型多金屬礦床及多個金和多金屬礦點(圖2)。其中巖金溝金礦床是礦田內發(fā)現(xiàn)最早、開發(fā)時間最長的金礦床。

(2) 螢石溝–紅旗溝礦帶

螢石溝–紅旗溝礦帶位于礦田中部, 是目前五龍溝地區(qū)金礦化最好的礦帶, 也是目前最主要的勘查區(qū)帶和開發(fā)產(chǎn)金區(qū)段。由Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ號礦化蝕變帶組成, 受 F15、F12等斷裂控制。長度>20 km, 寬1～2 km; 整體走向NWW(其中中段和北西段走向為290°～300°, 南東段為 330°～340°), 傾向 NE, 傾角55°～85°。圍巖比較多樣, 有花崗巖類、花崗片麻巖類、沉積巖及其淺變質沉積巖類(礫巖、砂巖、泥巖–板巖、灰?guī)r–大理巖)、火山巖類和基性–超基性侵入巖等。礦化受螢石溝–紅旗溝斷裂破碎帶控制。主要蝕變有黃鐵礦化(褐鐵礦化)、低溫硅化、絹云母化、毒砂化及黏土化, 在黃鐵礦溝、水閘西溝、龍?zhí)稖?、螢石溝發(fā)育明顯黃鉀鐵礬化。

該礦帶南東段為哈西洼金礦、百噸溝金礦, 中段為紅旗溝中型金礦床、淡水溝金礦、深水潭金礦、黃龍溝金礦、水閘東溝金礦、黃鐵礦溝金礦點, 北西段為龍?zhí)稖辖鸲嘟饘俚V點、螢石溝多金屬礦點等(圖2)。其中紅旗溝中型金礦床、淡水溝金礦、深水潭金礦、黃龍溝金礦、水閘東溝金礦構成礦田內最大的金礦集中區(qū), 也是目前探明金儲量最大區(qū)段。

(3) 三道梁–苦水泉礦帶

三道梁–苦水泉礦帶位于礦田南部, 由Ⅻ、ⅩⅣ號礦化蝕變帶為主組成。長度>10 km, 寬0.5～1 km;整體走向 NW(300°), 東段傾向 NE, 西段傾向 SW,傾角45°～70°。圍巖為黑云母花崗閃長巖、黑云母花崗巖、片巖、大理巖; 礦化受三道梁–苦水泉斷裂破碎帶控制。主要蝕變有黃鐵礦化(褐鐵礦化)、低溫硅化、絹云母化、黏土化, 東段苦水泉一帶發(fā)育明顯黃鉀鐵礬化。

該礦帶南東段為中支溝金礦點, 中段斷壕溝、猴頭溝一帶有多個金礦點, 北西段為三道梁金礦點(圖2)。本礦帶金礦點比較分散, 規(guī)模不大。

3 控礦構造性質和兩種控礦構造系統(tǒng)識別標志

3.1 控礦構造性質

自發(fā)現(xiàn)巖金溝金礦床以來, 對五龍溝金礦田的控礦構造也開展了相關研究(錢壯志等, 1997; 張德全等, 2007; 陸露, 2011), 但相對于找礦進展、礦床成因和礦田內巖漿巖年代學研究, 礦田內的構造解析顯得非常薄弱。自錢壯志等(1997)提出 NWW 走向韌性剪切帶控礦之后, 該認識一直延續(xù)下來(張德全等, 2007; 寇林林等, 2010, 2015; 陸露, 2011)。然而最近幾年以來, 沿 NWW走向韌性剪切帶的找礦工作卻遇到了困難。筆者最近研究認為, 在五龍溝金礦田范圍內韌性剪切帶發(fā)育非常有限, 只有在螢石溝–紅旗溝斷裂破碎帶內的局部見及比較典型的韌性剪切帶或韌脆性剪切帶, 在該帶約20 km范圍內, 僅僅在龍?zhí)稖蠔|山梁、水閘西溝、水閘東溝和百噸溝等地可見長英質糜棱巖, 出露長度不到5 km,而且在構造帶剖面上也僅僅出露于北側, 寬度也只有幾米, 屬于早期韌性剪切帶的部分殘留。而巖金溝、紅旗溝斷裂破碎帶內, 主要是沿礦體兩側發(fā)育有限變形, 具體表現(xiàn)是花崗質巖石發(fā)生蝕變(圖 3a),長石蝕變?yōu)榻佋颇?白云母), 該蝕變成因絹云母(白云母)定向排列, 而石英未發(fā)生強烈韌性變形(圖3b),而且離開礦體不遠這種變形迅速減弱。

作者認為這是由于礦化過程中成礦流體作用引起的局部韌脆性變形, 而不是區(qū)域性韌性剪切變形。首先成礦流體是熱流體, 作用于構造破碎帶中, 對兩側有限范圍內巖石起到加熱作用, 增加了巖石的韌性程度, 使石英在較淺層次條件發(fā)生弱韌脆性變形; 其次, 典型韌性剪切帶變形過程中, 長石表現(xiàn)為殘碎斑晶, 僅邊部發(fā)育少量絹云母, 長石殘斑與動態(tài)重結晶石英細顆粒一起構成核幔構造; 第三, 礦帶內長石幾乎全部絹云母化, 并定向排列, 代表了流體和定向擠壓的共同作用, 因為絹云母是含水礦物, 只有存在流體作用, 長石才會形成絹云母。因此, 五龍溝金礦田內金礦化是受脆性斷裂破碎帶控制, 而不是區(qū)域性韌性剪切帶控制。

3.2 兩種控礦構造系統(tǒng)的識別標志

綜合研究巖金溝、螢石溝–紅旗溝、三道梁–苦水泉三條斷裂破碎帶不同區(qū)段的控礦構造、蝕變類型及其與礦化富集的關系, 總結五龍溝金礦田兩種控礦構造系統(tǒng)的識別標志如下:

(1) 金礦化控礦構造系統(tǒng)為線性斷裂破碎帶(圖2); 多金屬礦化控礦構造系統(tǒng)不是線性延伸的主斷裂, 而是多方向的次級裂隙甚至是面狀的, 只有少數(shù)部分穿插到控制金礦化的線性控礦構造系統(tǒng)中。

圖3 紅旗溝Ⅸ號含金構造帶宏觀變形與微觀變形特點Fig.3 Photos showing the macro- and micro-structural deformation of the No.Ⅸ mineralization belt in Hongqigou

(2) 金礦化控礦構造系統(tǒng)的巖石為片麻巖、片麻狀花崗巖等, 巖石多數(shù)發(fā)生了構造變形(包括前述的成礦流體作用引起的局部韌脆性變形); 而多金屬礦化控礦構造系統(tǒng)的巖石為含較多浸染狀黃鐵礦的花崗巖或花崗閃長巖(二長閃長巖), 沒有發(fā)生構造變形。

(3) 多金屬礦化控礦構造系統(tǒng)中發(fā)生蝕變的含黃鐵礦的花崗雜巖體往往與金礦化控礦構造系統(tǒng)中的發(fā)生過構造變形的巖石具有明顯的侵入接觸關系。

(4) 在蝕變類型上, 金礦化控礦構造系統(tǒng)中以交代形式發(fā)育絹云母化、硅化為主, 而多金屬礦化控礦構造系統(tǒng)中主要以充填形式發(fā)育大量粗晶黃鐵礦化(風化后為大量褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化)。

(5) 在蝕變礦物粒度上, 金礦化控礦構造系統(tǒng)中的蝕變礦物粒度細小, 一般1 mm以下, 而多金屬礦化控礦構造系統(tǒng)中的蝕變礦物粒度大, 特別是黃鐵礦顆粒一般2～3 mm, 個別可達5 mm以上。

(6) 在礦化蝕變方式上, 金礦化控礦構造系統(tǒng)發(fā)生的蝕變以交代蝕變?yōu)橹? 而多金屬礦化控礦構造系統(tǒng)主要發(fā)生的以充填為主的礦化蝕變。

4 兩種控礦構造系統(tǒng)的空間展布

4.1 巖金溝礦帶兩種控礦系統(tǒng)展布

巖金溝礦帶是五龍溝地區(qū)三大礦帶中發(fā)現(xiàn)最早的金礦帶, 由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號礦化帶組成, 其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號帶規(guī)模較大。以金礦化最好的、受F12控制的Ⅲ號帶(達到中型規(guī)模的巖金溝金礦床)為代表, 分析兩套控礦構造系統(tǒng)的展布。

Ⅲ號金礦帶圍巖以黑云斜長片麻巖為主, 少量為黑云母片巖、花崗質細晶片巖。Ⅲ號金礦帶按空間展布可分為三段, 東西向的東支溝北側為北西段、溝南側至山梁為中段、山梁南側為南東段。中段金礦化最好, 蝕變分帶清楚, 從兩側向中心依次是黑云斜長片麻巖、黃鐵礦化(地表氧化為褐鐵礦化)黑云斜長片麻巖、白云母化高嶺土化黃鐵礦化強蝕變片麻巖、強硅化黃鐵礦化毒砂化蝕變巖或者含黃鐵礦毒砂石英脈(高品位金礦石)(圖4)。最主要的高品位金礦石是含細晶黃鐵礦和微晶針狀毒砂的石英脈型(單樣最高達 110 g/t), 或者由含細晶黃鐵礦和微晶針狀毒砂的石英質膠結蝕變片麻巖角礫形成的角礫巖型(圖 4b)。高品位金礦石出現(xiàn)于礦化蝕變帶中心, 兩側為低品位金礦石(蝕變巖型)。

南東段北部金礦化較好, 蝕變分帶清楚(圖4c、d), 以 PD3600附近為代表, 發(fā)育強蝕變巖, 向南金礦化逐漸變貧。

而從巖金溝帶北西段起, 出現(xiàn)多金屬礦化, 以黑石山矽卡巖型鉛鋅多金屬礦床為典型。在巖金溝下游北側八路溝和沙丘溝一帶, 除了矽卡巖型多金屬礦床, 還發(fā)育石英方解石脈型多金屬礦床。在多金屬礦化區(qū)段, 蝕變帶方向性不明顯。在控礦構造上, 多金屬礦化蝕變一部分沿控制金礦帶的線性構造帶發(fā)育, 另一部分則沿其他方向的斷裂裂隙發(fā)育(圖5)。

所以巖金溝礦帶南東段和中段為金礦控礦構造系統(tǒng), 北西段主要為多金屬礦控礦構造系統(tǒng)。

4.2 螢石溝–紅旗溝構造帶兩種控礦系統(tǒng)展布

螢石溝–紅旗溝礦化蝕變帶是目前五龍溝金礦田內最好的礦帶, 由Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ號礦化帶組成,其中Ⅺ號金礦帶是本礦化蝕變帶的主礦帶, 具有規(guī)模大、延伸長的特點, 是本帶乃至整個五龍溝金礦田的最大礦帶, 該帶總體呈NW走向(南東段哈西洼-百噸溝一帶為330°～340°、中西段290°～310°)。Ⅶ、Ⅸ號礦帶平行延伸, 在紅旗溝一帶金礦化良好, 也是目前主要勘查和開發(fā)的金礦帶。以Ⅶ、Ⅸ和Ⅺ號礦化帶為例, 分析兩套控礦構造系統(tǒng)的展布。

(1) Ⅶ號和Ⅸ號金礦帶不同區(qū)段兩種控礦構造系統(tǒng)展布

Ⅶ號和Ⅸ號金礦帶出露于紅旗溝、黑石溝、淡水溝、過石灰溝, 經(jīng)黃鐵礦溝, 向西過五龍溝主溝,與Ⅸ號金礦帶漸近并平行, 沿龍?zhí)稖?、石澗溝、斷層? 到螢石溝延伸。以黃鐵礦溝東山梁為界東西兩段礦化存在明顯差異。Ⅶ號和Ⅸ號金礦帶圍巖以黑云斜長片麻巖和片麻狀花崗巖為主, 西段出現(xiàn)少量大理巖、板巖等。

Ⅶ號和Ⅸ號金礦帶石灰溝以東的東段金礦化較好, 民采坑洞較多。在紅旗溝Ⅸ號金礦帶表現(xiàn)為沿線性斷裂構造發(fā)育的褐鐵礦化和少量黃鉀鐵礬化(圖 6a), 局部發(fā)育石英脈, 而且石英脈產(chǎn)狀傾角緩于構造變形的面理, 反映成礦期構造變形為逆沖的運動學特點。同樣在淡水溝Ⅸ號金礦帶仍然具有明顯的沿線性斷裂發(fā)育的礦化蝕變分帶, 地表金礦體多數(shù)已被采空(圖6b), 目前深部仍在開采中。

Ⅶ號和Ⅸ號金礦帶黃鐵礦溝東山梁以西的西段,金礦化明顯變弱, 以黃鐵礦溝為典型。在黃鐵礦溝東西兩側山坡上, 雖然控制Ⅶ號金礦帶的斷裂構造還有出露, 并且具有線性延伸特點, 但是出露了另一套沿多個方向的次級裂隙為特點的多金屬控礦構造系統(tǒng)、發(fā)育面狀褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化蝕變(圖7a)。由于該類褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化蝕變沿多個方向發(fā)育, 顯得非常繁亂, 導致勘查工程部署出現(xiàn)困難,出現(xiàn)“門”字形探槽(圖7b)。

圖4 巖金溝Ⅲ號礦帶南段構造蝕變分帶宏觀特征Fig.4 Photos showing the macro-structure and alteration of the southern part of the No.Ⅲ mineralization belt in Yanjin’gou

圖5 巖金溝Ⅲ號礦化帶北西段構造蝕變分帶宏觀特征Fig.5 Photos showing the macro-structure and alteration of the north-western part of the No.Ⅲ mineralization belt in Yanjin’gou

圖6 Ⅸ號含金構造帶東段構造蝕變宏觀特征Fig.6 Photos showing the macro-structure and alteration of the eastern part of No.Ⅸ Au-bearing mineralization belt

圖7 黃鐵礦溝Ⅶ號礦化帶旁側構造蝕變特征Fig.7 Photos showing the macro-structure and alteration nearby No.Ⅶ mineralization belt in Huangtiekuanggou

結合地表地質調查發(fā)現(xiàn), 在黃鐵礦溝東坡Ⅶ號礦帶出露位置及其北側, 出露一套富含黃鐵礦的花崗閃長巖雜巖體, 由石英閃長巖、二長閃長巖、花崗閃長巖等組成, 其最主要的特點是含有較多的浸染狀黃鐵礦, 在 W154點及其北側有比較多的出露(圖 7c、d)。一般黃鐵礦含量為 1%左右, 個別可達2%～3%, 據(jù) PD3200平硐揭露, 極個別花崗閃長巖黃鐵礦含量高可達5%?，F(xiàn)有勘查資料顯示, 黃鐵礦溝金礦化比較弱, 基本沒有成型的金礦體, PD3200平硐揭露到的Ⅶ號帶也僅有0.6 g/t的金品位, 而鉛鋅礦物有零星發(fā)育。

(2) Ⅺ號金礦帶兩種控礦構造系統(tǒng)展布

Ⅺ號金礦帶南東起于百噸溝, 經(jīng)哈西洼、石灰溝腦、小泉溝、三窩水溝、紅旗溝南段、黑石溝口、黃龍溝、水閘東溝, 過五龍溝主溝, 沿水閘西溝、龍?zhí)稖稀⑹瘽緶?、斷層? 到螢石溝。以水閘西溝與龍?zhí)稖蠔|側山脊為界, 礦化存在明顯差異。

與Ⅲ號、Ⅶ號和Ⅸ號金礦帶完全不同, Ⅺ號金礦帶圍巖非常復雜, 除了黑云斜長片麻巖和片麻狀花崗巖外, 還有花崗質糜棱巖、炭質板巖、凝灰質板巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r、礫巖、含礫砂巖、超基性巖及安山質火山巖等。

Ⅺ號金礦帶在水閘東溝東段和黃龍溝一帶具有最好的金礦化, 是目前金輝礦業(yè)的主采區(qū), 向東黑石溝段金礦化也較好, 南段百噸溝和哈西洼一帶也有不錯的金礦化顯示。向西在水閘東溝的西段金礦化逐漸變弱, 在水閘西溝口金礦化較弱。而龍?zhí)稖蟿t是青海地礦局 2014年的重點工作區(qū)之一(圖 8a),螢石溝為2013年的重點工作區(qū)。

圖8 龍?zhí)稖熄C斷層溝一帶Ⅺ號礦化帶構造蝕變宏觀特征Fig.8 Photos showing the macro-structure and alteration of No.Ⅺ mineralization belt in Longtangou-Duancenggou

在龍?zhí)稖弦粠Б柦鸬V帶出露位置及其北側附近, 出露富含黃鐵礦的花崗雜巖體, 其最主要的特點是含有較多的浸染狀黃鐵礦, 風化后形成大面積褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化蝕變, 部分沿控制Ⅺ號金礦帶的斷裂構造發(fā)育, 更多的是沿其他方向的次級裂隙發(fā)育, 因而地表形成較大范圍的褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化蝕變(圖8b、c、d)。

野外地質調查顯示, 在龍?zhí)稖蠔|西兩叉溝之間的小山梁上(W165點及其南側)可以發(fā)現(xiàn)兩期特點明顯不同的花崗巖, 在 165點位出露早期花崗巖,該花崗巖已經(jīng)發(fā)生了明顯的韌脆性構造變形, 形成片麻狀和糜棱狀構造, 糜棱巖面理產(chǎn)狀為298°/SW84°。向南依次出露大理巖夾泥巖、泥灰?guī)r, 距W165點約50 m處, 出露褐鐵礦化花崗巖, 該花崗巖沒有發(fā)生構造變形, 而且具有明顯后期侵入接觸關系。

在龍?zhí)稖衔鞑鏈霞皵鄬訙弦粠? 沿控制Ⅺ號金礦帶的主斷裂及其北側的次級裂隙發(fā)育較多的褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化, 野外觀察發(fā)現(xiàn)這些蝕變是由沒有發(fā)生構造變形的含黃鐵礦花崗巖風化形成的(圖8d)。另據(jù)青海地礦局2013年勘查資料, 螢石溝一帶金礦化微弱, 而普遍可見鉛鋅多金屬礦化。

所以, 在螢石溝–紅旗溝帶, Ⅶ號和Ⅸ號礦帶在紅旗溝、黑石溝、淡水溝及石灰溝一帶為金礦床控礦構造系統(tǒng), 黃鐵礦溝及其以西為多金屬礦控礦構造系統(tǒng); Ⅺ號礦帶在百噸溝、哈西洼、石灰溝腦、小泉溝、三窩水溝、紅旗溝南段、黑石溝口、黃龍溝、水閘東溝及水閘西溝為金礦床控礦構造系統(tǒng), 龍?zhí)稖?、石澗溝、斷層溝及螢石溝一帶主要為多金屬礦控礦構造系統(tǒng)。

4.3 三道梁–苦水泉帶東段兩種控礦構造系統(tǒng)展布

圖9 中支溝Ⅻ號礦化帶構造蝕變宏觀特征Fig.9 Photos showing the macro-structure and alteration of No.Ⅻ mineralization belt in Zhongzhigou

三道梁–苦水泉礦化蝕變帶在中支溝口和五龍溝主溝西側的斷壕溝口一帶有比較好的金礦化(圖2、9a)。然而在中支溝苦水泉溝的Ⅻ號帶, 西部礦業(yè)公司在2011～2012年投入大量資金進行勘查, 雖然發(fā)育廣泛的褐鐵礦化和黃鉀鐵礬化蝕變, 但是沒有明顯的金礦化。野外調查可見主要出露富含黃鐵礦中粗粒花崗巖(花崗閃長巖), 而且蝕變不僅僅沿主斷裂發(fā)育, 也沿其他方向次級裂隙及全巖面狀發(fā)育, 或者不規(guī)則狀發(fā)育(圖9b、c、d)。

所以三道梁–苦水泉帶東段, 中支溝口和五龍溝主溝西側的斷壕溝口一帶為金礦床控礦構造系統(tǒng), 中支溝及中支溝北叉溝(苦水泉)一帶為多金屬礦控礦構造系統(tǒng)。

事實上, 從圖 2中可以比較清楚的發(fā)現(xiàn), 在巖金溝北西段的八路溝、沙丘溝一帶, 已經(jīng)發(fā)育了多個多金屬礦點(礦化點), 在螢石溝一帶也一樣, 可見多個多金屬礦點。已有礦床(點)的類型和分布反映了兩種控礦構造系統(tǒng)的展布及其他們之間的相關性。

5 討 論

5.1 兩種控礦構造系統(tǒng)成因

控制金礦床的線性斷裂破碎帶是區(qū)域北西向斷裂構造的次級構造, 受區(qū)域性斷裂構造控制。在礦田范圍內有三個集中帶組成, 自北向南為巖金溝斷裂破碎帶、螢石溝-紅旗溝斷裂破碎帶和三道梁–苦水泉斷裂破碎帶。每條帶又由更次級的斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成: 如巖金溝斷裂破碎帶由 F15、F12斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成; 螢石溝–紅旗溝斷裂破碎帶由F23、F24、F25斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成; 三道梁-苦水泉斷裂破碎帶由 F45等斷裂及斷裂之間的透鏡體狀巖塊、破碎帶等組成。根據(jù)斷裂構造特征, 結合金礦床成因與成礦作用時代(胡正國等, 1998; 袁萬明等, 2000; 張德全等, 2001;陸露, 2011)可以判斷, 五龍溝金礦田范圍內控制金礦床的控礦構造系統(tǒng)形成于印支早期, 與該時期東昆侖山地區(qū)板塊聚合碰撞及NE向擠壓應力場有關,稍早時期發(fā)生過一定的韌性變形, 之后轉變?yōu)槠嘈詷嬙炱扑閹АＫ宰呦騈WW、傾向NE的斷裂破碎帶在成礦作用發(fā)生時具有左行逆沖的運動學特點。

控制多金屬礦的構造系統(tǒng), 其斷裂裂隙帶, 不具有區(qū)域性質, 大多數(shù)是花崗巖類侵入巖內部的原生構造(如原生節(jié)理)、巖體接觸帶及周邊圍巖中的各種裂隙(次生節(jié)理), 少部分利用了控制金礦床的線性斷裂破碎帶(如Ⅶ號帶黃鐵礦溝一部分、Ⅺ號帶龍?zhí)稖稀⑽炇瘻弦粠б徊糠??？刂贫嘟饘俚V的構造系統(tǒng)的發(fā)育與否與富含黃鐵礦的中酸性侵入巖的規(guī)模、形態(tài)、侵位部位(是否在控制金礦床的線性斷裂破碎帶附近)、巖體原生構造(節(jié)理)發(fā)育與否等有關。當富含黃鐵礦的中酸性侵入巖侵位在控制金礦床的線性斷裂破碎帶附近時, 其中一部分會沿線性斷裂破碎帶侵位(如龍?zhí)稖弦粠? 圖 8b、c), 形成帶狀富含黃鐵礦巖體, 并發(fā)育寬度明顯大于金礦化帶、以黃鉀鐵礬化為特征的蝕變帶; 當富含黃鐵礦巖體規(guī)模較大時, 往往沿巖體內部原生節(jié)理構造比較發(fā)育的部位形成多方向的、規(guī)模不大的控礦裂隙, 并發(fā)生多金屬礦化蝕變(如黃鐵礦溝一帶, 圖7)。

所以, 控制金礦的構造系統(tǒng)的形成機制是區(qū)域性斷裂構造, 而控制多金屬礦的構造系統(tǒng)的形成機制是巖漿侵入構造和巖體構造。

5.2 兩種控礦構造系統(tǒng)的相互關系

從形成機制來看, 兩種控礦構造系統(tǒng)受控于不同的區(qū)域構造系統(tǒng), 因此在時間和空間上兩者之間形成比較復雜的關系。

在時間上, 很明顯控制金礦的構造系統(tǒng)形成比較早, 是在東昆侖地區(qū)晚古生代末–印支早期板塊碰撞聚合過程(許志琴等, 2007; 范麗琨等, 2009)受北東向擠壓應力場作用形成的, 并且具有從韌脆性向脆性演化的構造變形序列, 偏脆性控礦斷裂破碎帶邊部往往存在少量韌脆性變形殘留。而控制多金屬礦的構造系統(tǒng)形成相對晚一些, 是板塊碰撞聚合及稍后的中酸性巖漿侵入活動和巖體侵位冷卻過程中形成的, 僅有脆性裂隙發(fā)育。其表現(xiàn)是巖體沒有發(fā)生構造變形,對控制金礦床的構造系統(tǒng)具有侵入接觸關系。

在空間上, 控制金礦的構造系統(tǒng)具有明顯的帶狀分布規(guī)律, 具有比較確定的延伸方向(即走向為北西西或北西向), 延伸性和穿透性非常好, 其穿切不同的地層巖石, 單體規(guī)模大, 長度可達數(shù)公里至十幾、二十公里, 局部對控制多金屬礦的構造系統(tǒng)存在一定限制作用?？刂贫嘟饘俚V的構造系統(tǒng)沒有明顯帶狀分布特點, 而是與富含黃鐵礦巖體的分布有關,沒有方向性或者方向性不明顯, 而且往往穿切破壞控制金礦的線性構造系統(tǒng), 單體規(guī)模小(延伸<1 km), 一部分被控制金礦的構造系統(tǒng)所限制。

5.3 兩種控礦構造系統(tǒng)對區(qū)內找礦方向的約束

兩種控礦構造系統(tǒng)對區(qū)內找礦方向具有重要的約束作用, 具有線性特征的金礦控礦構造系統(tǒng)控制金礦田內各金礦床的產(chǎn)出, 因此金礦找礦方向是巖金溝礦帶中段和南東段, 螢石溝–紅旗溝礦帶的水閘西溝–黃鐵礦溝一線以東, 三道梁–苦水泉礦帶的中西段。而多金屬礦的找礦方向是巖金溝礦帶的北西段(黑石山及其北西側一帶), 螢石溝–紅旗溝礦帶的龍?zhí)稖熄C螢石溝一帶、三道梁–苦水泉礦帶的東段(苦水泉溝)。

5.4 找礦預測效果

基于本區(qū)存在兩種控礦構造系統(tǒng)的認識, 結合地表蝕變特點, 作者研究團隊在2014年第一次野外工作結束之際(2014年7月11日), 與青海第一地質礦產(chǎn)勘查院五龍溝野外分隊進行了交流, 并提出正在進行勘查工程的龍?zhí)稖弦粠Б枎г诳氐V構造系統(tǒng)方面屬于多金屬礦控礦構造系統(tǒng), 與黃鐵礦溝Ⅻ號帶、中支溝北叉溝(苦水泉)Ⅻ號帶及八路溝和沙丘溝一帶具有相似性, 也存在富含浸染狀黃鐵礦花崗雜巖體以及相類似的蝕變特點, 因此不會有太好的金礦化。在第二次野外工作時(2014年10月22日), 從野外分隊獲悉, 龍?zhí)稖弦粠Б枎?014年普查工作已經(jīng)結束, 勘查工程見及少量多金屬礦化, 但是金礦化微弱, 作者 7月份的預測得到了驗證。另外在本文校改之際獲悉，2015年度打柴溝口的金礦勘查工作進一步驗證了兩種控礦構造系統(tǒng)的存在。

五龍溝金礦田兩種控礦構造系統(tǒng)的識別對該區(qū)金礦的進一步找礦具有重要指導意義。金礦找礦方向是沿線性斷裂構造帶, 而且沒有多方向裂隙穿插,特別是沒有富含黃鐵礦未變形花崗巖出露的部位,才有可能具有金礦化。要是早幾年認識到這個問題,可以節(jié)約像中支溝(苦水泉)、黃鐵礦溝及龍?zhí)稖?螢石溝等地金礦勘查基金, 用于更有利的金礦找礦區(qū)段, 取得更大的金礦找礦成效。

6 結 論

五龍溝金礦田位于東昆侖造山帶中段, 區(qū)內金礦床主要受巖金溝、螢石溝–紅旗溝、三道梁–苦水泉三條含金構造帶破碎帶控制。研究表明, 礦田內存在兩種控礦構造系統(tǒng), 其一是以線性斷裂構造帶為特征的金礦控礦構造系統(tǒng), 其二是與富含浸染狀黃鐵礦花崗雜巖體侵位有關、以多方向裂隙為特征的多金屬礦床控礦構造系統(tǒng)。前者具有與片麻巖和片麻狀花崗巖共生、發(fā)育交代形式的絹云母化和硅化及微細黃鐵礦化蝕變?yōu)樘攸c, 后者以發(fā)育于富含黃鐵礦的花崗質雜巖中、發(fā)育充填形式粗晶黃鐵礦化和黃鉀鐵礬化蝕變?yōu)樘攸c。五龍溝金礦田范圍內金礦的進一步找礦方向是沿線性斷裂構造破碎帶、沒有多方向裂隙穿插、沒有富含黃鐵礦未變形花崗雜巖體出露的部位, 也就是巖金溝帶的中段和南東段、螢石溝–紅旗溝帶的水閘西溝–黃鐵礦溝一線以東、三道梁–苦水泉帶的中西段; 相反存在多方向裂隙穿插、發(fā)育富含黃鐵礦未變形花崗雜巖體的部位, 如巖金溝帶的北西段、螢石溝–紅旗溝帶的水閘西溝–黃鐵礦溝一線及其以西、三道梁–苦水泉帶的東段是尋找多金屬礦的有利部分, 而不會形成有規(guī)模的金礦化。

致謝： 兩位匿名審稿人認真閱讀全文并提出了建設性修改建議, 在此深表感謝。

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Two Ore-controlling Structure Systems in Wulonggou Gold Orefield, Qinghai Province and its Expecting Significance

CHEN Bailin1, DENG Yuanliang2, CHEN Jianlin2, ZHANG Yanlin2, WANG Yong1, ZHANG Hao1, WANG Tong1and HAN Yu2
(1. Institute of Geomechanics, CAGS, Beijing 100081, China; 2. Qinghai No.1 Academy of Geology and Mineral Exploration, Ping’an 810600, Qinghai, China)

The Wulonggou gold orefield is located in the middle part of the eastern Kunlun orogenic belt. Gold deposits in the area are controlled by three gold-bearing structural fracture zones (Yanjin’gou zone, Yinshigou-Hongqigou zone and Sandaoliang-Kushuiquan zone). Two kinds of ore-controlling structure system in the gold orefield are recognized on the basis of detailed investigation of ore-controlling fault structure, particularly comparison of the geometrical features, host rocks, alteration type, assemblage of altered mineral and grain size of altered pyrite, as well as the enrichment of gold in different parts of the three gold-bearing structural fracture zones. One of the ore-controlling structure system of gold deposit is featureed as linear fault structure zone. The other is featured as multi-trend fracture and disseminated pyrite-rich granitic complex. According to the distribution of the two kinds of ore-controlling structure system and the characteristics of mineralization-alteration, the further prospecting for gold deposit in the area is promising in the middle and southeastern part of the Yanjin’gou zone, the east of the line from Shuizhaxigou to Huangtiekuanggou in the Yinshigou-Hongqigou zone, and the middle and western part of the Sandaoliang-Kushuiquan zone. Nevertheless, no large gold deposit except some polymetallic ore deposit can be prospected in the northwestern part of the Yanjin’gou zone, to the west of the line from Shuizhaxigou to Huangtiekuanggou in the Yinshigou-Hongqigou zone, and the eastern part of the Sandaoliang-Kushuiquan zone. This point is supported by the preliminary ore-prospect practice around the Longtanggou area in 2014.

two kinds of ore-controlling structural system; gold mineralization; polymetallic mineralization; further prospecting for gold; Wulonggou gold ore-field

P613

A

1001-1552(2016)02-0224-013

10.16539/j.ddgzyckx.2016.02.004

2015-05-16; 改回日期: 2016-02-14

項目資助: 中國地質調查局地質礦產(chǎn)調查專項(12120113096000)資助。

陳柏林(1962–), 男, 研究員, 主要從事區(qū)域構造、礦田構造和成礦預測研究工作。Email: cblh6299@263.net