符海明,羅小洪
(1.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,江西 南昌 330000;2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,江西 南昌 330000)
新生代火山島弧型多金屬礦床是環(huán)太平洋成礦帶中一個重要的礦床類型,環(huán)太平洋成礦帶也是世界上最大的全球性構(gòu)造成礦帶,環(huán)太平洋成礦帶的產(chǎn)金量約占世界金總產(chǎn)量的35%,主要有銅、鉛、鋅、金、銀等多金屬成礦。
崔敏利等[5]對“一帶一路”大型超大型金礦床地質(zhì)背景與成礦作用作出了研究,其中就包括了環(huán)太平洋成礦帶印尼的Grasberg和BatuHijau礦床,為與斑巖有關(guān)的礦床類型。
萬天豐[4]對亞洲大型礦床進行總結(jié)時也對環(huán)太平洋成礦帶的礦床類型進行了綜述。
徐增裕[2]對吉布吉斯礦床成因做出了分析,認(rèn)為成礦與火山-次火山作用有關(guān),是否能形成斑巖型礦床值得探討。
近來隨著中國與印度尼西亞國際合作日益緊密,在印度尼西亞進行礦業(yè)投資、開發(fā)的華人企業(yè)已不在少數(shù),已有許多先行者對印尼的地質(zhì)及礦產(chǎn)情況作出研究,本文介紹的吉布吉斯(Cibugis)多金屬礦位于印度尼西亞西爪哇島西部,博哥縣(Bogor)北西方向,直距約28km,有公路經(jīng)盧偉良鎮(zhèn)(Leuwiliang)直達礦區(qū),屬吉古德鎮(zhèn)(Cigudeg)管轄,交通十分方便,博哥經(jīng)高速公路至雅加達約60km。系華人在印尼已經(jīng)開采的礦床之一,筆者自2010年起斷續(xù)對在印度尼西亞從事礦產(chǎn)工作,本礦山即從預(yù)查到投產(chǎn)經(jīng)歷了數(shù)年時間,但由于礦山總體地質(zhì)工作較低,以邊采邊探的形式運營,很多地質(zhì)問題沒有得到解決。
礦區(qū)位于太平洋板塊東南部印度尼西亞西爪哇中—新生代火山島弧帶西端,屬西爪哇近東西向博哥至吉古德漸新世—全新世火山鏈多金屬礦帶的一部分,吉布吉斯礦區(qū)正位于蘇丹馬尼(Sudamanik)火山機構(gòu)的南緣。
主要地層為漸新統(tǒng)—更新統(tǒng)陸相火山巖。巖性有中酸性,中性、基性陸相火山沉積巖、次火山巖及海相沉積巖。破火山口直徑約12km,中心由斑狀安山巖、英安玢巖組成,外圍主要由英安質(zhì)凝灰?guī)r、火山角礫巖、沉凝灰?guī)r等組成。
斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要有環(huán)火山弧形斷裂、近南北向張性、張扭性斷裂,北西向、北東向壓扭性斷裂。區(qū)域控礦斷裂構(gòu)造大多為近南北向斷裂,為區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂構(gòu)造,其長度可達幾~十幾千米。形成自北向南分布的巨扎墨(Cizamat)—吉布吉斯(Cibugis)—克拉瑪(Kramai)—巴都山(Batu)多金屬礦(Au、Ag、Pb、Zn、Cu等)成礦帶。
西爪哇區(qū)域成礦帶目前發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源豐富,主要有鉛、鋅、金、銀,其次是銅、鐵、粘土礦等,其中著名礦山有:古羅坦(Cirotan)金礦、邦科(Pongkor)金礦、國家金礦、辛加汗魯(Cikaharuan)銅鉛鋅礦床等。(圖1)
礦區(qū)出露地層有漸新統(tǒng)海相沉積巖,主要為深灰色沉凝灰?guī)r,風(fēng)化呈灰白色,水平層理清晰,常見大型瓣鰓類化石,為礦區(qū)時代最老的地層單元,分布于礦區(qū)最南部,海拔高度約300m,產(chǎn)狀平緩,傾向SE、傾角10°左右。
圖1 西爪哇地區(qū)地質(zhì)略圖
更新統(tǒng)—上新統(tǒng)為中酸性火山角礫巖。主要分布于礦區(qū)中部、Ⅰ號礦體底板附近,呈扁豆?fàn)?、透鏡狀分布,長幾米~十幾米,厚度1m~3m。
火山角礫呈棱角狀、次棱角狀,角礫大小一般為幾毫米~十幾厘米,角礫成分絕大多數(shù)為中酸性凝灰?guī)r,膠結(jié)物為細粒碎斑狀英安質(zhì)凝灰?guī)r。
礦區(qū)大面積分布陸相火山成因的斑狀安山巖及英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r類,英安質(zhì)巖石呈淺灰,淺灰綠色,風(fēng)化后呈淺黃褐色、深黃褐色、淺紫紅色、淺猩紅色、灰白色、黑色(被錳質(zhì)污染)等,局部有球狀~扁球狀風(fēng)化特征。
斑狀安山巖呈淺~深灰綠色,斑晶為斜長石,斑晶大小幾毫米~1厘米。巖石結(jié)構(gòu)呈似斑狀,碎斑成分多為長石,晶體大小0.1cm~1cm。膠結(jié)物為凝灰質(zhì)。
礦區(qū)位于蘇丹馬尼火山機構(gòu)的南部邊緣,發(fā)育一組近南北向,長達十幾千米,寬幾千米的以張性為主的近南北向平行排列的斷裂帶,形成一條巨大的多金屬成礦帶。礦區(qū)正處于上述成礦帶的中段,礦區(qū)西部基本由大小3條近南北向斷裂組成(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦脈),走向北西350°~北東10°,傾角65°~85°,分別為12m~20m、2m~4m、1m~3m。礦區(qū)東面為3條北東向張扭性斷裂(Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ)號礦脈,走向北東45°左右,傾角70°~80°,礦區(qū)南部邊緣為近東西走向的Ⅳ號礦脈,規(guī)模較小。上述7條斷裂成為礦區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂,其中以Ⅰ號礦脈規(guī)模最大,長度超過1500m。
礦區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)侵入巖體和巖脈。礦區(qū)深部是否存在次火山或淺成超淺成侵入巖脈、巖株或斑巖體,有待今后工作證實。
(1)礦體規(guī)模及產(chǎn)狀
Ⅰ號礦體:走向NNW~NNE,傾向NE~SE,傾角65°~85°,探礦區(qū)礦體總長1680m,已控制長度1100m,厚度9m~23m,平均延伸150m~300余米。氧化層深度50m~100m,上部氧化的是金、銀礦體及硅、錳帽,下部為原生鉛鋅銀銅金礦體。
Ⅱ號礦體:為礦區(qū)首采,見礦長約400m,已沿脈采礦長200余米,見礦厚度1.6m~4.0m,平均2.0m,采礦垂直高20m,約3萬噸,走向350°,傾向NE,傾角70°~85°左右,厚度1.6m~2.5m(表1)。
(2)礦體形態(tài)特征
目前從已知(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ號)礦體觀察,其特征與印尼爪哇同類的火山熱液脈狀礦床極為相似,其容礦構(gòu)造大多屬火山機構(gòu)塌陷下沉及火山地震所產(chǎn)生的張性斷裂和張扭性斷裂。
從區(qū)域上看,礦區(qū)控礦構(gòu)造處于蘇丹馬尼環(huán)形火山機構(gòu)的西南邊緣,其規(guī)模較大,特別是Ⅰ號礦體,總長度斷續(xù)延長達3km以上(包括相鄰礦區(qū))。
本礦區(qū)發(fā)現(xiàn)不同方向、不同規(guī)模的礦脈7條,總體走向近南北,并向NNW和NNE方向擺動。后期被NE向切割和錯動,分割成數(shù)個礦區(qū)或礦段。礦區(qū)正處在整個成礦構(gòu)造帶的中段,張裂規(guī)模最寬,延伸相對最穩(wěn)定的地段形成了較厚大的多金屬礦體。
(3)礦體礦石成分及變化特點
礦石礦物成分:主要金屬礦物有:方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、少量黃銅礦、含銀方鉛礦、銀金礦及自然金等。脈石礦物有石英、綠泥石、含錳方解石、少見綠簾石。氧化帶中礦物主要為石英、玉髓、褐鐵礦、軟錳礦、粘土礦物等。
礦石品位變化:隨著礦體賦存的圍巖巖性的改變,礦石中的有用元素也隨之發(fā)生改變,所以每一礦體或同一礦體的不同地段的礦石鉛、鋅、金、銀、銅含量也不同。
Ⅲ號礦體:整個礦體屬以鉛、鋅為主,以金、銀為次的多金屬脈狀礦體。在地表及淺部水平方向上礦脈中部礦體鋅、銀含量較高。由礦體向南,礦石的含金量也有增高的趨勢。一般金含量高的地段,常出現(xiàn)在礦體的兩側(cè)及礦體頂、底板附近,特別是礦體上部氧化帶的次生富集地段。在1號~7號勘探線的Ⅰ號礦體底板,可單獨圈出金品位大于3克/噸的金礦體。
鉛鋅礦化在礦體中部富集,常集中于厚大礦體的中心張裂處,與成礦期的強硅化關(guān)系密切,往往靠近礦體的中上部出現(xiàn)大量致密塊狀粗晶方鉛礦(可達3×3×3cm),但礦體地表幾乎全被氧化,僅在見有0.5×0.5×0.5m3的風(fēng)化殘留的富銀鉛鋅礦石(Ag含量大于200克/噸)。在深100m以下,粗大結(jié)晶的鉛鋅礦體含Ag一般大于300克/噸。
Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號礦體是以金為主的礦體,淺部全部為氧化礦,氧化深度大(>100m),目前投入的探礦實物工作量較少,已知的,(圖2)。
(4)伴生元素
氧化帶經(jīng)過地表水的淋濾作用,硫化物、鉛鋅礦物大量氧化流失,礦體有用元素以金和銀為主,局部為錳、鎘等稀有元素。原生礦體是以銀為主,鉛、鋅、銅、金為伴生有益元素。
(5)礦化圍巖蝕變
原生多金屬礦脈狀礦體近脈蝕變,主要為強硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、少見弱綠簾石化及成礦晚期的硅化、方解石化及高嶺土化。一般來說,礦脈兩側(cè)一般有2m~3m厚的星散狀的黃鐵礦化帶,坑道探礦時見到這種強硅化、黃鐵礦化現(xiàn)象,就指示已靠近鉛鋅銀金礦體。其中硅化有兩個階段:早期硅化和晚期硅化,其中早期硅化對成礦更為重要,同時微細粒及條帶狀分布的黃鐵礦化對金的富集也起了重要作用。
圖2 礦體形態(tài)示意圖
(6)成礦元素富集基本規(guī)律
①氧化帶金主要富集于Ⅰ號礦體的頂?shù)装?金富集于Ⅰ號礦體的風(fēng)化淋濾帶中下部30m~60m的次生富集帶內(nèi),富集于礦體壓扭性構(gòu)造空間、強硅化、黃鐵礦化蝕變巖中,呈微粒狀。自然金賦存于礦體裂隙中。礦石具條帶狀構(gòu)造。金在原生鉛鋅礦體中大多以少量銀金礦出現(xiàn),其含量與鉛鋅銅含量高低無關(guān)。而與銀豐度關(guān)系明顯。②銀含量一般與金關(guān)系密切,這是因為存在銀金礦的緣故,特別在Ⅰ號礦體的氧化帶和石英脈型金礦體(Ⅱ號礦體)得到體現(xiàn)。此外,在Ⅲ號礦體中與銅成正相關(guān)。③銅在礦區(qū)中目前所見含量較少,特別是Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號礦脈,僅在Ⅲ號礦脈中含量較高,基本達到銅的最低經(jīng)濟品位,有的礦段可達到平均1%的品位,可作為銅礦體開采,初步分析,這一現(xiàn)象銅的富集與安山玢巖強綠泥石化、硅化、黃鐵礦化有關(guān)。相反,當(dāng)銅品位增高時,礦體中的鉛鋅品位明顯降低,它們之間成明顯的反消長關(guān)系。④礦區(qū)地表及淺部(80m~100m左右)幾乎全部被氧化,變成“鉛黑土或錳土”流失。但在厚大的Ⅰ號礦體60m~120m深度,鉛鋅礦物在封閉條件較佳時,在赤道附近的熱帶雨林中,含腐質(zhì)酸和硅酸的地表及地下水也不能滲入其中,從而保存了大量的鉛鋅礦體。這點已在多條勘探線Ⅰ號礦體的氧化帶中見到的殘余鉛鋅富礦石而得到證明,它們在風(fēng)化的粘土或致密的硅化巖中,保存完好。⑤成礦元素的分帶性,水平分帶性:從目前所掌握的資料看,Ⅰ號礦體雖然主要以北北東方向的脈狀展布為主,但是礦體中心以鉛鋅銀為主,礦體外側(cè)(南、北端)以金為主,顯示出礦區(qū)中心部位深部可能存在與次火山侵入體有關(guān)的斑巖礦體的跡象。垂直分帶:從PD2和PD3號平洞I號礦體氧化帶—半氧化帶—原生帶,金、銀、錳含量逐漸遞減,鉛、鋅、銅含量逐漸遞增,同事出現(xiàn)細脈狀的黃鐵、黃銅礦化,顯示出深部有可能出現(xiàn)斑巖型礦體。
吉布吉斯多金屬礦礦床具備幾個主要特征,即:火山構(gòu)造控礦、成礦規(guī)模大,一般為中—大型礦床居多,成礦元素以Pb、Zn、Cu、Au、Ag為主、礦體氧化深度大,形成氧化錳礦,其采礦難度較大、選礦流程技術(shù)復(fù)雜。礦床特征綜述如下:
(1)礦床受獨立新第三紀(jì)火山機構(gòu)邊緣斷裂控制,容礦構(gòu)造巨大,本文闡述的礦床Ⅰ號主礦化帶長度大于3000m,走向近SN,傾向偏NE或SE,傾角75°~85°。地表厚度3m~25m,延伸大于500m。成礦元素復(fù)雜,以Pb、Zn、Cu、Ag、Au、Mn為主,礦體水平分帶不大明顯,主要以Pb、Zn、Cu為主體,伴生Ag、Au。礦體垂直分帶十分明顯,上部為極深的風(fēng)化淋濾而形成的氧化帶,以Mn、Ag、Au為主,氧化帶深度變化大,隨地形、巖石結(jié)構(gòu)、成分及地下水活動強度而改變,一般由幾米~120m。由氧化帶~原生帶沒有明顯的界限,均呈交錯狀態(tài),迅速改變。礦體中心多出現(xiàn)Pb、Zn、Ag、Au礦化,是受張性構(gòu)造空間控制,邊緣Au礦化多受到壓扭性構(gòu)造、硅化蝕變、黃鐵礦化制約。
(2)Ⅰ號礦體氧化錳的出現(xiàn),原生錳應(yīng)該是與該礦有關(guān)的熱液錳,由于錳元素的活潑性,獨立的熱液錳礦床在自然界很少存在,這似乎也預(yù)示著,該礦床目前剝蝕程度非常低,目前地表及淺部發(fā)現(xiàn)的礦體,應(yīng)該是礦床的“頭發(fā)”,預(yù)示著深部還有較大的找礦潛力,是否深部存在隱伏斑巖體值得思考。