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        內(nèi)蒙古準(zhǔn)嘎順金礦地質(zhì)特征及礦床成因分析

        2023-02-02 03:51:50王啟運(yùn)李豹龍賈鵬飛
        科技與創(chuàng)新 2023年2期

        王啟運(yùn),王 軍,李豹龍,趙 霏,賈鵬飛,邵 帥

        (核工業(yè)二〇八大隊(duì)地質(zhì)調(diào)查院,內(nèi)蒙古 包頭 014010)

        準(zhǔn)嘎順金礦位于華北板塊與西伯利亞板塊2大板塊碰撞后形成的北東向結(jié)合帶,因其兩側(cè)分布有大量多金屬礦床成為內(nèi)蒙古北西部重要的成礦帶。本文充分收集礦區(qū)資料,結(jié)合大量野外地質(zhì)勘查工作及巖相學(xué)觀察工作進(jìn)行規(guī)律總結(jié),對(duì)該礦床地質(zhì)特征、礦石特征進(jìn)行總結(jié),對(duì)成礦規(guī)律和成因進(jìn)行探討。

        1 區(qū)域地質(zhì)背景

        準(zhǔn)嘎順金礦位于華北板塊北緣寶音圖-錫林浩特火山型被動(dòng)陸緣帶西端寶音圖隆起核心部位[1]。地層出露由老至新從下元古界、中元古界、中生界、新生界均有出露。受西伯利亞板塊與華北板塊相互作用,多期次的褶皺構(gòu)造線以北東向?yàn)橹?,斷裂?gòu)造主要以加里東期與華里西期形成的北東向、北西向?yàn)橹?。區(qū)域內(nèi)出露的花崗巖主要以中酸性巖漿巖為主,其中早志留世蝕變花崗閃長(zhǎng)巖(S1γδ)和早志留世中粗粒斜長(zhǎng)花崗巖(S1γο)為主要巖體,沿寶音圖隆起方向向北東展布。

        2 礦區(qū)地質(zhì)背景

        2.1 地層

        準(zhǔn)嘎順地區(qū)位于寶音圖隆起中部偏南東,礦區(qū)出露地層僅有新生代第四系。

        2.2 構(gòu)造

        在華里西中晚期區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力下,礦區(qū)產(chǎn)生了大量斷裂構(gòu)造,該類構(gòu)造裂隙多數(shù)呈相互平行產(chǎn)出,傾向一致。以北東向數(shù)量最多,發(fā)育最廣,傾向南東;北西向與東西次之。延伸長(zhǎng)度多數(shù)不超過100 m,寬度為1~2 m。

        2.3 巖漿巖

        礦區(qū)內(nèi)巖漿巖為早志留世斜長(zhǎng)花崗巖(S1γο)、早志留世蝕變花崗閃長(zhǎng)巖(S1γδ)。早志留世斜長(zhǎng)花崗巖(S1γο)主要分布于礦區(qū)北東部,呈北東—南西向、正南北向展布,分布面積為0.18 km2,與外圍蝕變花崗閃長(zhǎng)巖為侵入接觸,呈巖株產(chǎn)出;早志留世蝕變花崗閃長(zhǎng)巖(S1γδ)在礦區(qū)內(nèi)大面積分布,為礦區(qū)內(nèi)的主要圍巖,分布面積為2.84 km2,呈巖基產(chǎn)出[2]。

        2.4 脈體

        在礦區(qū)內(nèi),共發(fā)現(xiàn)69條石英脈。按照走向、規(guī)模統(tǒng)計(jì),礦區(qū)內(nèi)以北東向石英脈最為發(fā)育,次為北西向,石英脈發(fā)育規(guī)模較小,寬度一般小于2 m,長(zhǎng)度多小于100 m,長(zhǎng)度大于200 m的石英脈僅有4條。賦存于早志留世蝕變花崗閃長(zhǎng)巖的含金石英脈經(jīng)多次構(gòu)造作用和熱液改造后呈碎裂狀,是金的主要載體,含金量在0.26~17.26 g/t。

        3 礦床地質(zhì)特征

        3.1 礦(化)體特征

        準(zhǔn)嘎順金礦礦區(qū)的金礦化類型為含金石英脈型,在礦區(qū)范圍內(nèi)地表可見的石英脈有69條,礦區(qū)圈定礦(化)體有4條,25號(hào)為礦體,300號(hào)、Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)為礦化體。其中25號(hào)礦體單脈長(zhǎng)約218 m,寬1.0~2.0 m。賦礦標(biāo)高1 263~1 106 m,礦體最大垂深147 m。石英脈連續(xù)性較好,局部地段存在夾石,但達(dá)不到可剔除厚度。從總體來看,礦體由淺到深,產(chǎn)狀變緩;從石英脈體中端往兩側(cè),礦體品位和厚度有逐步降低趨勢(shì)。

        3.2 礦石特征

        3.2.1 礦石與脈石的物質(zhì)成分

        根據(jù)巖礦鑒定,并結(jié)合選礦實(shí)驗(yàn)報(bào)告,礦石中的礦石礦物組合有自然金、黃鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、黃銅礦,其次為方鉛礦、閃鋅礦等。脈石礦物組合主要為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、碳酸鹽、絹云母、角閃石、綠泥石、高嶺土等。準(zhǔn)嘎順金礦礦石礦物與脈石 礦物的特征與分布如表1所示。

        表1 準(zhǔn)嘎順金礦礦石礦物與脈石礦物的特征與分布

        3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

        礦石結(jié)構(gòu)以半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)為主,少量為包含結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu),極少量為它形細(xì)粒-微粒結(jié)構(gòu)和它形不等粒結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要以脈狀、浸染狀為主。

        3.2.3 礦物特征

        礦區(qū)金礦物以自然金為主,呈現(xiàn)金黃色,呈它形粒狀、片狀,均質(zhì),最大粒度為0.58 mm,最小粒度為0.001 mm,正交鏡下見閃光現(xiàn)象,嵌布于石英裂隙中,載金礦物主要為黃鐵礦、針鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等共生礦物,呈粒狀、片狀、星點(diǎn)狀分布于石英脈中[3],少數(shù)產(chǎn)于黃鐵礦邊緣或裂隙中的褐鐵礦中,個(gè)別片狀分布在石英氧化面上。因產(chǎn)出空間環(huán)境不同自然金形態(tài)也各有不同,裂隙中的自然金形態(tài)不規(guī)則,呈絲狀、交叉狀,產(chǎn)出于包體礦物的自然金為乳滴狀、圓粒狀。因Au(金)以類質(zhì)同象替換Fe(鐵)、混入物或吸附狀態(tài)超分散賦存其中,故其成礦過程與伴生元素鐵、銅、鉛的硫化物礦物關(guān)系密切。

        3.3 圍巖蝕變特征

        3.3.1 硅化

        硅化是靠近石英脈體最常見的蝕變現(xiàn)象之一,實(shí)驗(yàn)表明,Au與SiO2(二氧化硅)之間可以發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),隨著SiO2含量的增高,Au的溶解度也隨之增大。在成礦前期隨著溫度的下降,硅質(zhì)熱液中的SiO2開始析出,Au也隨之沉淀。

        3.3.2 鉀長(zhǎng)石化

        通常在含金石英脈下側(cè)有大量鉀長(zhǎng)石化發(fā)育。鉀長(zhǎng)石化為前期熱液活動(dòng)產(chǎn)物,后期蝕變?yōu)樵颇浮b涢L(zhǎng)石化-絹云母化和金成礦作用密切相關(guān),是重要的金礦化標(biāo)志,K+作為補(bǔ)償離子隨含金熱液共同遷移。在pH較低的情況下,鉀長(zhǎng)石進(jìn)一步蝕變?yōu)樵颇?、高嶺土,這一過程消耗H+導(dǎo)致pH升高,使絡(luò)合物不穩(wěn)定,導(dǎo)致Au發(fā)生沉淀。

        3.3.3 碳酸鹽化

        碳酸鹽化通常充填于裂隙,通常為熱液溫度降低的成礦后期,富CO2流體組結(jié)晶為方解石充填于裂隙,形成碳酸鹽礦物。與之同期的熱液成礦元素含量降低,礦物組分單一,礦化一般不發(fā)育。

        3.3.4 蝕變分帶

        準(zhǔn)嘎順金礦的圍巖蝕變是含有Au、SiO2、K2O等組分的熱液流體與圍巖交代后產(chǎn)生新的蝕變巖石和蝕變礦物。從而在石英脈兩側(cè)形成交代作用暈,其中黃鐵礦化帶更靠近礦體,鉀長(zhǎng)石化帶多分布于礦體外圍。

        水平分帶:礦脈兩側(cè)由內(nèi)向外對(duì)稱分布黃鐵礦化帶、綠泥石化帶、碳酸鹽化帶、硅化帶、鉀化帶。

        垂直分帶:大致為上部硅化帶、中部綠泥石帶和黃鐵礦化帶、下部鉀長(zhǎng)石化帶。

        4 礦床成因分析

        4.1 成礦物質(zhì)來源

        準(zhǔn)嘎順金礦礦體賦存于寶音圖隆起核心部位,侵入巖發(fā)育且金豐度均很高。早志留世蝕變花崗閃長(zhǎng)巖(S1γδ)金的背景值為2×10-9~30×10-9,是地殼豐度的0.38~6.00倍,斜長(zhǎng)花崗巖(S1γο)金的背景值為1×10-9~20×10-9,是地殼豐度的0.2~4.0倍。這2種巖性都是礦區(qū)出露的主要巖體,也是含金石英脈的賦存巖體。因此礦區(qū)內(nèi)的2種巖體是準(zhǔn)嘎順地區(qū)金礦的含金載體,同時(shí)礦區(qū)內(nèi)頻繁的巖漿活動(dòng)也為熱液活動(dòng)提供熱源與物源。

        4.2 成礦構(gòu)造因素

        受區(qū)域構(gòu)造影響,區(qū)域上產(chǎn)生了以北東向?yàn)橹鞯囊患?jí)斷裂構(gòu)造,以北西、北東向?yàn)橹鞯拇我患?jí)斷裂,礦區(qū)表現(xiàn)為以北東向?yàn)橹鞯男⌒蛿嗔褬?gòu)造。構(gòu)造對(duì)礦床的形成具有重要意義,如斷裂帶為含金熱液運(yùn)移和沉淀提供了空間;構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的剪切熱液對(duì)巖體成礦元素起到活化并轉(zhuǎn)移的作用;小型斷裂構(gòu)造為后期被巖漿熱液所充填并形成含礦石英脈,控制了石英脈的產(chǎn)狀,總體走向呈北東—南西向,傾向南東,傾角為43°~85°,與礦區(qū)北部一組F20、F21的次級(jí)斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀類似,可能為其上一級(jí)的斷裂構(gòu)造,控制礦體的分布。

        4.3 礦石特征與圍巖蝕變

        礦石的礦物組合主要為自然金、黃鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、黃銅礦。脈石礦物主要有石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、碳酸鹽、絹云母、角閃石、綠泥石、高嶺土等。圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、碳酸鹽化和黃鐵礦化、褐鐵礦化。以上反映了中低溫?zé)嵋何g變的普遍存在,表明礦床具有中低溫?zé)嵋撼傻V特征[4]。

        4.4 礦床成因機(jī)制探討

        準(zhǔn)嘎順金礦位于中亞造山帶核心區(qū)域,古生代以來經(jīng)歷了洋殼俯沖、弧-陸碰撞及最終的陸-陸碰撞等一系列構(gòu)造事件,區(qū)域構(gòu)造環(huán)境在后期由擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)換為拉張環(huán)境,為巖漿上涌提供了牽引力及通道。同時(shí)受該時(shí)期巖漿活動(dòng)影響,成礦物質(zhì)在巖漿活動(dòng)晚期隨著巖漿熱液經(jīng)斷裂構(gòu)造上升并與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換,金元素被熱液從圍巖中置換而出,形成的含金熱液繼續(xù)上移。在上移的過程中,因溫度、壓力、滲透率、流體組分、活度的變化,最終熱液狀態(tài)失穩(wěn)再一次發(fā)生性質(zhì)改變,在淺部容礦構(gòu)造中結(jié)晶凝為脈體,形成了準(zhǔn)嘎順金礦,如圖1所示。

        圖1 準(zhǔn)嘎順地區(qū)金礦成礦模式圖

        5 結(jié)論

        通過對(duì)礦體與礦石類型研究,準(zhǔn)嘎順礦床為構(gòu)造-巖漿熱液型石英脈金礦,受構(gòu)造控制,產(chǎn)出于礦區(qū)小型斷裂構(gòu)造中。礦體兩側(cè)圍巖在熱液活動(dòng)浸染下蝕變極為發(fā)育。從礦化蝕變中發(fā)現(xiàn),金屬硫化物礦物中黃鐵礦是主要的含金礦物,在金屬硫化物中結(jié)晶小且呈半自形狀-它形粒狀,且石英結(jié)晶較差的部位金的品位越高。

        綜上所述,準(zhǔn)嘎順金礦床的成因類型為構(gòu)造-巖漿熱液型石英脈金礦床。

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