石為江,劉春迎,魏永滿
(1.甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730046;2.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 天水 741020)
甘肅省徽縣聞家樓礦區(qū)位于陜甘邊界處,徽縣虞關(guān)鄉(xiāng)管轄。地處西秦嶺南帶印支期近東西向褶皺帶與北東向斷裂帶的復(fù)合部位,大地構(gòu)造位置特殊,區(qū)劃屬甘肅瑪曲-陜西略陽區(qū)域成礦帶內(nèi)拉爾瑪-舟曲金銅鐵錳磷成礦亞帶。自1970年至2012年,省地礦局一勘院在該區(qū)開展了大量工作,在該區(qū)發(fā)現(xiàn)金礦(化)體1條;鐵礦體12條。
礦區(qū)主要出露地層為志留系卓烏闊組、白堊系、第四系(詳見圖1)。
圖1 徽縣聞家樓礦區(qū)地質(zhì)簡圖
其中志留系卓烏闊組(Szw):分布于中南部,可劃分為4個巖性段,由南到北、由老到新依次為,第一巖性段(Szw1):深灰色含黃鐵礦炭質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖。該巖性段是本區(qū)金礦體賦存巖性層。第二巖性段(Szw2):中厚層結(jié)晶灰?guī)r夾硅質(zhì)條帶結(jié)晶灰?guī)r夾灰黑色臭灰?guī)r,為鐵礦含礦層(詳見下圖)。第三巖性段(Szw3):砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖夾硅質(zhì)巖。第四巖性段(Szw4):灰色中厚層結(jié)晶灰?guī)r夾炭質(zhì)板巖。白堊系(K):出露于礦區(qū)西北部嘉陵江北、何家寨、穆家坪一帶。不整合于老地層之上,為河湖相沉積的粗碎屑巖建造,產(chǎn)狀平緩。巖性以紫紅色礫巖、砂礫巖、砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖、粉砂巖。第四系(Q4):分布于嘉陵江兩岸河床及山麓地帶,為沖洪積礫石、砂土。
區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)5條大斷裂,F(xiàn)1總體構(gòu)造線近北東東向,規(guī)模較大、形成早,為區(qū)內(nèi)主斷裂,長約3500m,寬度約1m~50m,為逆斷層。被北北東向斷裂F2、F3、F4斷裂切割,因此F1斷裂是前期形成,F(xiàn)2、F3、F4斷裂均為后期形成,F(xiàn)2斷裂為正斷層,規(guī)模較大,長約3300m,寬約5m~10m;F3、F4斷裂規(guī)模較小,長度約1000m~2000m。但寬度較大約20m~90m不等,分別為逆斷層及逆沖壓扭型斷裂。
區(qū)內(nèi)巖脈不發(fā)育,僅在該區(qū)中部志留系卓吾闊組地層中見到花崗巖脈三條,巖脈長200m~600m,寬20m~50m,巖脈順層侵入,其中一條呈北北東向分布。區(qū)域變質(zhì)作用表現(xiàn)在志留系卓吾闊組為低綠片巖相淺變質(zhì)巖;動力及熱液蝕變表現(xiàn)在斷裂帶及侵入巖體接觸帶外圍0.5公里范圍內(nèi),并與成礦緊密相關(guān)。
斷層破碎帶中見褐鐵礦化、赤鐵礦化(在地表極為發(fā)育)、黃鐵礦化、黃銅礦化、硅化、褪色化、碳酸鹽化等蝕變特征。
圖2 礦體與圍巖界線
礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦體1條,鐵礦體12條,礦帶受層間斷裂巖相控制,圍巖以結(jié)晶灰?guī)r和粉砂質(zhì)板巖為主。
金礦體Au-Ⅰ明顯受南北向斷裂F4控制,帶內(nèi)有紫紅色斷層角礫巖,具褐鐵礦化、硅化、黃鐵礦化等。頂?shù)装鍘r性均為灰色細(xì)砂巖。礦體產(chǎn)狀:260°∠60°,礦體長80m,見礦厚度1.01m,品位1.80×10-6。礦石工業(yè)類型為破碎帶蝕變巖型。
礦石礦物有黃鐵礦、毒砂、金銀礦,脈石礦物為石英,其次為方解石等。礦石的結(jié)構(gòu)為碎裂結(jié)構(gòu)、粉粒結(jié)構(gòu)。構(gòu)造主要為板狀構(gòu)造、松散土狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、斑點(diǎn)構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。
鐵礦體FeⅠ-1至Ⅰ-12號礦體嚴(yán)格受北東向溶洞裂隙控制,頂?shù)装鍑鷰r均為灰色灰?guī)r。礦體長度約200m~454m,平均寬度約2m~4.48m,產(chǎn)狀280°~60°∠40°~58°,平 均 品 位30.15%~52.38%,其 中FeⅠ-7;FeⅠ-9、FeⅠ-10號礦體品位較高,均在50%以上。鐵礦石自然類型簡單,主要為褐紅色褐鐵礦型鐵礦石,褐鐵礦呈團(tuán)塊、帶狀分布。
巖石經(jīng)風(fēng)化淋濾產(chǎn)生多處的空洞、裂隙及紋層理,其空隙間有為粉狀的鐵質(zhì)、砂質(zhì)物的填充(詳見下圖)。橙紅色赤鐵礦為土膠狀、粒狀,呈帶狀、塊狀充填膠結(jié)于巖石角礫斑塊間及裂隙處。
圖3 礦石特征(拍攝于平硐PD1)
與志留系巖石中元素的平均含量相比Mn、Co、Ni、Fe、Cu、Pb、Zn等元素,卓烏闊組中明顯富集,濃集系數(shù)均在1.5以上。其中富集元素種類最多的是硅質(zhì)巖,所分析的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Mn、As、Bi、Hg等元素在其中均有富集。
從單元素的主要富集巖石分析,Au的主要富集巖石為板巖,濃集系數(shù)大于3.51;Ag的主要富集巖石為變粉砂巖,濃集系數(shù)為3.7;Cu的主要富集巖石是含炭粉砂質(zhì)板巖,濃集系數(shù)為12.29;Pb、Zn主要在千枚狀板巖中富集,濃集系數(shù)分別為11.68和4.33。以上說明主要元素及伴生元素在沉積成巖過程中的富集作用是明顯的,并且為成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
經(jīng)R型聚類分析,測區(qū)10個元素在0.5相關(guān)水平線上可分為四組。第一組包括Ni、Zn、Co、Mn、Cu五個元素,從元素組合上看,主要為鐵族元素組合,屬中-高溫礦化期。第二組Au、As、Sb三個元素,為中低溫元素組合,Au元素在As、Sb礦化蝕變時(shí),有Au的組分參與。第三組和第四組為單一的Ag與Pb,表明Ag與Sb在礦化后期階段熱液蝕變時(shí)略有濃集(詳見圖2)。區(qū)內(nèi)元素起伏變化大,分布是不均勻的,這種分布的不均勻性,與區(qū)內(nèi)的建造、構(gòu)造及地質(zhì)演化密切相關(guān)。
圖4 R型聚類分析圖
礦區(qū)土壤測量共圈出金元素異常9個,銀元素異常7個,砷元素異常8個,銻元素異常10個,銅元素異常11個,鉛元素異常6個,鋅元素異常7個,鎳元素異常8個,錳元素異常7個,通過各單元素的異常的分布范圍共圈出綜合異常7個,其中與礦化有關(guān)異常4個。
根據(jù)礦體產(chǎn)出部位、分布特征和所處地質(zhì)環(huán)境,控制因素主要有構(gòu)造因素和地層因素。
(1)構(gòu)造因素:金礦體產(chǎn)于斷裂破碎帶附近,其形態(tài)產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷層控制。鐵礦體主要受溶洞控制。
(2)地層因素:礦體賦存于志留系卓烏闊組(Szw)地層中,礦體呈似層狀產(chǎn)出,與頂?shù)装鍘r石呈整合接觸關(guān)系,均受地層控制,與志留系其他巖石相比,志留系卓烏闊組(Szw)地層中,鐵元素明顯富集,濃集系數(shù)均在1.5以上,巖層內(nèi)的高背景值為鐵的富集提供了豐富的物質(zhì)來源。
結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)特征及控礦因素,初步對礦區(qū)內(nèi)的金礦和鐵礦的礦床成因進(jìn)行了歸納總結(jié),本文初步認(rèn)為:
(1)金礦床:斷裂構(gòu)造中的斷層角礫巖構(gòu)成礦體,金礦體受斷裂控制,斷裂構(gòu)造控制著礦體的分布和定位,熱液蝕變促進(jìn)了金的富集,該礦的成因類型為構(gòu)造蝕變巖型。
(2)鐵礦床:根據(jù)礦體賦存部位、礦體特征等綜合分析研究,初步認(rèn)為該礦床成因類型為淋積改造沉積型鐵礦床。據(jù)對聞家樓鐵礦成因的分析,其成礦模式見下圖。
圖5 淋積改造沉積型礦床成礦模式示意圖
陜甘交界處的西秦嶺南部地區(qū),是甘肅瑪曲-略陽地區(qū)的內(nèi)拉爾瑪-舟曲-銅-鐵-錳-磷成礦帶。本區(qū)以志留系的卓烏闊組、白堊系和第四系為主,含金礦床1條,礦床12條。該礦區(qū)主要由一系列不連續(xù)的斷裂巖相所支配,主要是晶體灰?guī)r和粉砂石板。
綜上所述,本文研究區(qū)域礦床深部,還有一定的找礦前景,礦區(qū)值得進(jìn)一步研究