為什麼要探明礦體地質特徵
1. 礦脈和礦體地質特徵
1.礦脈
氂牛坪礦段為由多組不同類型,大小不等,相互貫通、穿插、交織成大脈、平行脈帶及網狀脈帶的稀土礦(化)脈,以及與其穿插的正長岩、碳酸岩和少量流紋岩等圍岩共同構成的綜合地質體,由100多條規模不一的礦脈組成(圖5-4、5-5)。袁忠信等(1995)將礦脈厚度大於30cm以上者稱大脈,30cm以下者稱細脈。礦段內部主體部位為走向北北東—北東的平行細脈帶及大礦脈,東西兩側是以北北東—北東走向礦脈為骨乾的多組礦脈相互貫通、交織的細網脈帶。袁忠信等(1995)根據礦物成分及結構構造將組成氂牛坪礦段的礦脈分為五類:
圖5-4氂牛坪礦段地質略圖
(轉引自袁忠信等,1995)
1—泥盆系中統;2—流紋岩;3—紫紅色花崗岩;4—淺灰色花崗岩;5—文象花崗岩;6—正長岩;7—鹼性花崗岩;8—礦體及編號
圖5-5氂牛坪礦段勘探線剖面
(轉引自袁忠信等,1995)
A—31號勘探線;B—33號勘探線;1—第四系;2—礦體及編號;3—流紋岩;4—淺灰色花崗岩;5—正長岩;6—氟碳鈰礦霓輝石—螢石—重晶石脈;7氟碳鈰礦—螢石—重晶石—方解石脈;
8—鹼性花崗斑岩;9—鑽孔編號
(1)偉晶狀氟碳鈰礦—霓輝石—螢石—重晶石大脈。礦段分布最廣,礦化也最好。脈體長數米到550m,一般數十米到270m;傾向延伸數米到330m,一般數十米到200m;脈厚0.3~50m,一般1~10m;產狀以走向北北東為主,傾向290°~330°,傾角65°~80°;氟碳鈰礦含量約3%~5%。
(2)偉晶狀氟碳鈰礦—螢石—重晶石—方解石大脈。主要見於光頭山地段。脈長數十米到710m,傾斜延伸大於150m,厚數米到90m;傾向北西,傾角700~80°;礦脈含氟碳鈰礦0.5%~5%,部分脈體屬表外礦體或非礦體,局部塊段含較多方鉛礦等硫化物。
(3)偉晶狀含氟碳鈰礦霓輝石—微斜長石大脈。主要分布在光頭山東南側。脈長數十米到400m,厚0.5~40m,傾斜延伸250m;該礦脈稀土礦化弱,氟碳鈰礦偶見,而短柱狀硅鈦鈰礦自形晶顆粒較常見;本礦脈全為表外礦石。
(4)細—粗粒氟碳鈰礦—霓輝石—螢石—重晶石細網脈。分布於偉晶狀氟碳鈰礦—霓輝石—螢石—重晶石大脈旁側圍岩中,與大脈相連,與大脈的比例約為1:5;細脈有的呈平行展布,有的呈菱形網格狀展布;脈長數十厘米至數米,厚0.01~0.3m;產狀與大脈相似;氟碳鈰礦含量約1%~4%。
(5)細—粗粒氟碳鈰礦—螢石—重晶石—方解石細網脈。分布於偉晶狀氟碳鈰礦—螢石—重晶石—方解石大脈旁側圍岩中,與大脈相連,與大脈的比例約為1:10;細脈多呈平行展布;脈長數十厘米至數米,厚0.01~0.3m;產狀與大脈相似;氟碳鈰礦含量約0.5%~3%。
2.礦體
氂牛坪礦段礦體的邊界是按稀土氧化物評價指標圈定的,不等於礦脈邊界,但有時可與某一礦脈邊界重合。有些礦體可由一條礦脈構成,有些礦體可由數條脈及細網脈構成,還有些礦體(如1-2和2-3號礦體)甚至包括前述各類礦脈及脈旁的礦化正長岩。礦段正式編號圈定的礦體有71個,這些礦體呈「多」字形密集排列(圖5-4)。1—1、1—2、1—3、17和18號等主要礦體均沿哈哈斷裂帶主體分布,眾多規模較小的礦體主要分布於斷裂帶的東、西兩側。
礦體規模大小不一,長數十到1168m,一般為50~700m;厚1~33m,一般2~25m;沿傾斜延伸10~400m,一般40~360m。主要礦體走向北北東,傾向北西,傾角65°~80°。礦體形態多種多樣,以分枝的脈狀、帶狀及似層狀為主,其次為不規則透鏡狀、囊狀、樹枝狀,常具分枝復合,尖滅再現等特徵(圖5-5)。
各個礦體的平均品位變化較大,∑REO主要在1.04%~9.05%之間,以輕稀土為主,∑Ce2O3/∑Y2O3一般大於95%。單個礦體內部稀土礦化程度變化更大,如17號礦體的單樣最高品位∑REO達51.68%,最低僅1.00%。圖5-6為袁忠信等(1995)對本區917件表內礦石∑REO品位統計直方圖,∑REO含量在2%~4%區段內的樣品佔60.85%、4%~6%的樣品佔17.01%、6%~8%的樣品佔8.18%、8%以上的特富礦只佔13.96%。
圖5-6礦區表內礦REO品位分布頻率面
(轉引自袁忠信等,1995)
2. 關兜礦區礦體地質特徵
根據《關兜鉛鋅礦床普查地質報告》對關兜礦區地質特徵的描述,其主要包括了4個 主要礦體,集中於3-14線間,總體呈南北走向,邊界形態呈反S形。總計厚度在4.87~35.73m 間,由東向西編號分別為Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號礦體,只有Ⅰ號礦體有少量露頭。
(1) Ⅰ號礦體特徵
呈現北北西325°~330° 向展布,0線北東部有探槽控制,長約150m,延深約95m,傾向北東55°~60°,傾角較緩20°~30°,主要分布在0-4線間。
礦體位於Z1L3地層頂部,呈似層狀,最大厚度可達5.5m,富礦厚度在2.5m左右。 Pb、Zn平均品位分別為1.14%和1.97%,Ag含量一般在50g/t以上,礦石構造為浸染狀夾 條帶狀,該礦體延長和延深均較小,品位也較低,因而儲量有限。
(2) Ⅱ號礦體特徵
因地形切割,礦體已被分成兩段。第一段在3線附近向0線延伸,有2個鑽孔控 制,礦體傾向北東45°左右,傾角較緩17°~20°,走向延長短,50m左右,厚度小,平均 0.90m,品位低(Pb+Zn≤2%);第二段主要分布在4-14線間,有4個鑽孔控制,走向長 度為400m左右,呈似層狀,平均厚度6.36m,兩端較薄,在8線附近膨大,視厚度可達 14.06m。礦體較緩19°~30°,傾角由4線附近的北東60°向14線變為東至南東105°,同時 礦體沿走向向南西抬高,平均標高由124~167~192m。礦體中原生礦石鉛鋅礦化較均勻,品位變化較小(Pb=0.2%~0.36%、Zn=3.70%~4.70%),局部鋅品位較高,可達17.57%。 在8線附近,近地表部分礦石已氧化成鐵錳帽,鉛、鋅部分流失而品位降低。礦石構造以 浸染狀為主,局部夾有塊狀。
(3) Ⅲ號礦體特徵
位於Ⅱ號礦體之下,有9個鑽孔控制,礦體走向延長約550m,延深在60~230m之間,傾向在3-4線間為45°~65° ,從4線向14線逐漸轉變為向東至南東105°左右。傾角為 17°~30°。礦體位於Z1L3地層中下部,呈似層狀,平均厚度4.08m。在3-8線間厚度變化 較小,向14線變薄為0.87m,同時延深長度在3-4線附近均為220m左右,向14線逐漸 表小為60m左右。礦體鉛鋅礦化連續,平均品位較高(Pb=0.23%、Zn=3.05%),同時該礦 床的高品位礦石主要集中在此礦體的0線及8線附近,Zn含量最高可達14.04%。礦石構 造以浸染狀為主,夾條帶狀和團塊狀,8線附近,上部位塊狀構造,下部為浸染狀構造。 礦體沿走向起伏較小,各剖面平均標高在110~135m間,除0線外,與Ⅱ號礦體得垂直距 離在15~60m間,並由北向南逐漸增大。礦體在3線及4線附近出現兩個分枝。
(4)Ⅳ號礦體
位於Ⅲ號礦體之下,有9個鑽孔控制,走向長約550m,延深在60~280m之間,傾角 一般為17°~25° ,局部可達36° ,傾向與Ⅲ號礦體相近,與Ⅲ號礦體的垂直距離從3-8 線均在10~20m間,有8線向14線逐漸增加達48m。該礦體位於Z1L3地層底部,與Z1L2 接觸界線附近,呈似層狀-層狀。0~8線間礦體厚度均在4m以上,其中0線平均厚度可 達10.89m,向兩端稍變薄。同時礦體延深業較前三個為大,因而此礦體中集中了該礦床近 一半的礦石儲量。但礦體品味偏低(平均Pb=0.66%、Zn=1.83%),僅在0線附近局部稍富,但Pb+Zn最高也僅達7.15%。礦石構造以浸染狀為主,夾條帶狀和團塊狀。
3. 礦體特徵
會理大岩子鉑礦床之礦體主要產於橄欖輝石岩與震旦系燈影組白雲岩內外接觸破碎帶中,可圈出4個工業礦體(表5-4)。
表5-4 四川大岩子不同類型中礦石的PGE含量及比值
1.Ⅰ號礦體
Ⅰ礦體賦存於F3斷裂破碎帶中,其中南段的頂板為碎裂硅質白雲岩;北部及深部頂板為輝石岩,底板為硅質白雲岩。含礦構造破碎帶內岩石蝕變破碎,碎裂岩化、糜棱岩化後岩石面目全非,呈黃褐、藍灰等色。礦體形態為大脈狀,走向近SN;礦體長430m,厚0.78~3.18m,平均2.29m;礦體傾向由地表的80。變為深部305°,傾角由地表的50°~60°,向深部變為80°。工程品位:Pt+Pd 0.71~6.46g/t,礦體平均3.98g/t,Cu 0.10%~1.17%,平均0.55%;Ni 0.12%~0.83%,平均0.33%;Au 0.07~1.73g/t,平均0.48g/t。
2.Ⅱ號礦體
Ⅱ礦體分布於礦區中部,產於F5斷裂破碎帶中,頂、底板皆為碎裂條帶狀白雲岩。礦體呈透鏡狀,走向NW,傾向50°,傾角65°;礦體長80m,厚0.62m;Pt+Pd 2.15g/t,Cu 0.22%,Ni 0.15g/t。
3.Ⅲ號礦體
Ⅲ礦體分布於礦區西部,礦體沿F6斷裂分布,賦存於淺紅色白雲岩破碎帶中,頂板為碎裂白雲岩,底板為淺紅色泥質白雲岩。礦體呈透鏡狀,走向NNE,傾向105°,傾角49°;礦體長120m,厚68m。礦體含Pt+Pd1.40g/t,;Cu 0.05%;Ni 0.01%;Au 0.05g/t。
4.Ⅳ號礦體
ⅣV號礦體為殘坡積-堆積礦體,分布於Ⅰ號礦體之東。主要由前人采礦時遺棄的荒渣及殘坡積物等組成,其成分為白雲岩、輝石岩、含礦白雲岩、含礦輝石岩等的礫石及泥、砂等。礦體形態為不規則餅狀,礦體分布范圍長420m,寬200m,面積為2.35萬m2。礦體厚1.30~3.90m,平均2.40m。礦體含Pt+Pd為0.43~2.22g/t,平均1.46g/t;Cu 0.14%~0.66%,平均0.37%;Ni 0.16%~0.39%,平均0.23%;Au 0.07~0.11g/t,平均0.90g/t;Ag1.40~2.60g/t,平均2.00g/t。
礦區岩漿岩主要是岩床狀的輝綠輝長岩、輝長岩及分異的輝長岩-輝石岩-橄輝岩,侵入於震旦系、寒武系白雲質大理岩中,長數十至數百米,厚10~20m。礦體(化)主要出現於具分異的輝長岩-輝石岩-橄輝岩床中,它們在岩群中所佔比例約10%。會理大岩子銅、鎳及鉑族元素礦床主要產於分異岩床下部超基性岩內、外接觸帶的白雲岩中,受構造破碎帶控制。產於蝕變破碎輝石岩中的礦體厚度為0.3~0.5m、Pt+Pd含量為14.42~5.11g/t,Pt/Pd比值為1.9~3.5,礦物成分有黃銅礦、輝銅礦、孔雀石、藍銅礦、黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、鉑鈀礦等,金屬礦物呈星染狀分布;產於外接觸帶蝕變破碎白雲岩中的礦體,厚1.7~3.5m,長430m,已控制垂深達100m,礦體品位Pt+Pd為0.34~16.39g/t,平均4.84g/t;Cu 0.14%~4.14%,平均0.815%;Ni 0.012%~0.61%,平均0.235%;,Au 0.07~1.73g/t,平均4.48g/t;Ag 0.45~15.4g/t。
礦石以氧化礦為主,原生硫化物礦呈殘留態出現。有用礦物主要是孔雀石、藍銅礦、輝銅礦、黃鐵礦,次為自然銅、黃銅礦、磁鐵礦、褐鐵礦及斑銅礦、銅藍、藍輝銅礦、自然銀、鉑鈀礦等。脈石礦物有白雲石、方解石、石英、絹雲母、透閃石等。鉑鈀礦呈角礫狀、次圓狀分布於白雲石中,粒徑0.008~0.015mm,具環帶構造,其核心由亮白色自然鉑構成,同心環帶由白色、奶黃色的自然鈀構成。
根據礦床地質特徵,尤其是礦體主要賦存於硅質條帶狀白雲岩中的特點及鉑族礦物組合,初步認為大岩子鉑(鈀、銅)礦床的成因類型應為岩漿熔離-熱液疊加型,與俄羅斯諾里爾斯克型礦床類比,背景相似,但主體礦化在圍岩中而具較大的差異,暫稱「大岩子式」。
4. 為什麼要學習構造地質學
你好
我碩士專業是構造地質學
我認為構造地質學有以下幾點比較重要
1、現專實意義
(1)構造地質對於找礦具屬有重要的指導意義,搞清楚了礦床的構造地質特徵也就搞清楚了礦體的賦存位置,這樣才可以對隱伏礦床進行開采
(2) 構造地質對於預防地質災害具有重要意義,比如大型工程(如大樓、隧道,高鐵等)都不能建在斷裂(斷層)發育的地方
(3)通過構造地質的研究,可以很好的發現地震的活動規律,對一些地區進行地震預報(但不能准確預報地震的時間)
2、理論意義
(1)構造地質學是地質學的重要分支,是認識地球的演化形成、地貌成因等重要未知領域的一個階梯
(2) 構造地質學學科的形成,是人類對所居住地球表面及其內部認識的一個深化過程,是科學發展到一定階段的產物
(3) 構造地質學學科為地質學的發展注入了新的活力,使地質學有靜態向動態發展、有局部真正融入到全球構造的整體發展軌道上來
5. 上含礦層中的礦體地質特徵
魯春鋅-銅-鉛(銀)多金屬礦床上含礦層中的礦體產於上三疊統人支雪山組二段上亞段的一套強綠泥石化、絹雲母化、硅化的淺變質火山-沉積岩系中,礦體呈層狀、層帶狀、透鏡狀產出,礦體產狀與地層完全一致,礦體傾向東70°~120°,傾角為25°~60°,並嚴格受地層層位的控制。礦體與圍岩之間無明顯的界線,呈漸變過渡關系,由於地表剝蝕及第四系覆蓋,礦體近南北向斷續出露,可分為南、中、北、南延四個礦段,共圈出8個礦體(圖3-17)。
1.北礦段(P11-P3勘探線)
北礦段出露礦體2個(KTⅦ、KTⅧ),礦體呈南北向展布,出露北高南低,北端出露最高標高4230m,南端出露最低標高3950m(圖3-6)。
KTⅦ礦體:礦體出露於北礦段西側,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾80°~120°,傾角25°~60°(北端緩為25°~40°,南端陡為50°~60°),含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度為1~3m,最厚達5.43m,平均厚2.66m。礦體品位w(Cu)為0.32%~2.88%,平均為1.10%;w(Pb)為0.14%~13.42%,平均為8.35%;w(Zn)為0.09%~20.64%,平均為10.84%。
KTⅧ礦體:礦體出露於KTⅦ礦體東側,距KTⅦ礦體平距約10~25m,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾70°~120°,傾角25°~60°(北端緩25°~40°,南端陡50°~60°),含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度為1~6m,最厚達16.35m,平均厚為5.79m。礦體品位w(Cu)為0.46%~2.35%,平均為1.05%;w(Pb)為0.12%~6.72%,平均為2.80%,w(Zn)為0.11%~12.94%,平均為5.00%。
2.中礦段(P3-P4勘探線)
礦體絕大部分被植被、冰積物、坡積物等覆蓋,只在P0-P2勘探線之間有部分露頭,經高精度磁法探測及磁異常的解析延拓結果表明,地表出露的礦體表現為一滑坡體,原始的礦體位置應在其滑坡體的東側,地形標高要高(約3700m)(圖4-8,圖4-9)。地表出露礦體2個(KTⅤ,KTⅥ),礦體呈南北向展布,礦體出露標高3550m。
KTⅤ礦體:出露於中礦段西側,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾,傾角25°~35°,含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度為1.5~2.5m,最厚達2.95m,平均厚為2.11m。礦體品位w(Cu)為0.30%~3.88%,平均為0.77%;w(Pb)為0.05%~4.34%,平均為1.78%;w(Zn)為0.32%~8.66%,平均為3.10%。
KTⅥ礦體:出露於KTⅤ礦體東側,距KTⅤ礦體平距約10m,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾,傾角25°~40°,含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度1.06m;礦體品位w(Cu)為0.40%~3.85%,平均為1.81%;w(Pb)為0.30%~0.82%,平均為0.34%;w(Zn)為0.17%~1.76%,平均為0.70%。
3.南礦段(P4-P12)勘探線
礦段出露礦體4個(KTⅠ、KTⅡ、KTⅢ、KTⅣ),礦體呈南北向展布,出露北高南低,出露標高3500~3700m(圖3-5)。
KTⅠ礦體:出露於南礦段西側,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾80°~110°,傾角25°~35°,含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度為1~5m,最厚達6.72m,平均厚為4.15m。礦體品位w(Cu)為0.31%~1.45%,平均為0.66%;w(Pb)為0.59%~3.15%,平均為1.42%;w(Zn)為1.57%~7.00%,平均為3.82%。
KTⅡ礦體:出露於KTⅠ礦體東側,距KTI礦體平距約15~30m,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾80°~110°,傾角為25°~40°,含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度為1~6.93m,最厚為10.51m,平均厚為4.03m。礦體以銅為主,伴生鉛、鋅礦,礦體品位w(Cu)為0.31%~5.70%,平均為1.39%。
KTⅢ礦體:出露於KTⅡ礦體東側,距KTⅡ礦體平距約20~40m,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾80°~110°,傾角為25°~40°,含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度為1~3m,最厚為6.83m,平均厚為2.97m。礦體以銅為主,伴生鉛、鋅礦,礦體品位w(Cu)為0.30%~2.00%,平均為0.74%。
KTⅣ礦體:出露於KTⅢ礦體東側,距KTⅢ礦體平距約20m,近南北向層狀、層帶狀產出。礦體東傾80°~110°,傾角為30°~40°,含礦岩石為絹雲綠泥板岩、綠泥板岩間夾薄層泥質條帶灰岩(透鏡體)。礦體厚度1~2m,最厚2.61m,平均厚為2.36m。礦體以銅為主,伴生鉛、鋅礦,礦體w(Cu)平均為0.87%。
4.南延礦段(P12-P24勘探線)
為礦體的外延地段,未見任何露頭,皆被植被和坡積物覆蓋,經高精度磁法探測及磁異常的解析延拓和瞬變電磁法(TEM)探測顯示,在覆蓋層下100~250m處有礦(化)體存在,且走向上向北接南礦段礦(化)體,向南一直可延續至中甸-德欽斷裂。礦(化)體呈南北向展布,礦(化)體出露標高3560m±(圖3-1)。
6. 礦床地質特徵
楊柳坪鉑鎳礦床的鉑鎳礦體主要分布於區內鐵質超基性雜岩的蛇紋岩及滑石岩類岩石中,這些超基性雜岩均有不同程度的礦化。
1.礦體特徵
楊柳坪礦區的礦體按含礦岩體的空間分布,可分為楊柳坪、檯子坪、協作坪、打槍岩窩、正子岩窩礦(段)體。其中正子岩窩達到大型規模,楊柳坪、協作坪為中型規模,檯子坪及打槍岩窩為小型規模。按出露海拔高程(圖4-20),自上而下為:協作坪(3720m)→正子岩窩(3650m)→楊柳坪(3305m)→打槍岩窩(低於3000m);按侵位地層層位自上而下依次為:協作坪(Dwg3)→正子岩窩(Dwg2)→檯子坪(Dwg2)→楊柳坪→打槍岩窩(Dwg2)。
礦區內已探明的礦體一般呈似層狀、脈狀或透鏡狀產於岩體中、下部,礦體產出層位穩定,產狀與岩體基本一致,沿傾向傾角平緩,均小於30°;受後期構造影響,礦體具褶皺及透鏡化現象。大部分含鉑鎳銅礦體均已出露地表,礦體厚度變化較大,由小於1m至數十米不等,礦體沿走向延伸長度一般大於100m,最大延長可達1600m以上;向深部延伸規模均有不同程度增大,沿傾向延深一般為100~200m,最大延深可達300m以上。勘探結果表明礦體在地表分布斷續,向深部則較為連續(圖4-23)。
圖4-23 楊柳坪礦區A-A′剖面示意圖
(據四川地質礦產局)
2.礦石類型
按礦石成因、結構構造,可分成如下礦石類型:
(1)熔離型鉑鎳礦石
此類型礦石包括浸染狀、海綿隕鐵狀和緻密塊狀礦石,產於超基性岩相中,其中蛇紋岩相62%、滑石岩相20%、次閃石岩相12%。緻密塊狀礦具礦漿貫入性質。
浸染狀礦石:該類礦石主要分布於礦體中上部,為主要的礦石類型之一,金屬硫化物含量由小於5% 至50%±,主要礦物由磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦組成,另含少量黃鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、紫硫鎳礦、馬基諾礦及微量鉑族礦物等。該類礦石按硫化物含量多少可進一步分為稠密浸染狀、稀疏浸染狀及星點狀等不同的礦石類型。礦石中Cu含量一般為0.4%~0.13%;Ni含量0.1%~1%,PGE含量(0.1~0.55)×10-6;Au含量小於0.2×10-6;Ag含量小於5×10-6。
熔離型緻密狀礦石:該類礦石金屬硫化物含量在75%~80%以上,主要由磁黃鐵礦(約占總量58%)、紫硫鎳礦(約10%)、鎳黃鐵礦(約3%)、黃銅礦(約2.3%)、黃鐵礦(約0.3%)等組成,少量但常見的有輝砷鎳礦輝砷鈷礦及含Ag黃鐵礦和含銀礦物系列;鉑族礦物計有等軸碲銻鈀礦、砷鉑礦、六方碲鈀鎳礦等。礦石中Cu含量0.5%士,Ni含量0.6%~2.0%、個別高達5.28%,PGE含量1~2.38g/t、個別高達5~10g/t,Au 0.023~0.035g/t,Ag>5g/t,個別高達139~233g/t。
(2)熱液型細脈浸染狀礦石
該類礦石主要分布於礦體下部及圍岩接觸帶中,沿礦石或岩石裂隙貫入分布,已知范圍及規模局限。金屬硫化物含量從5%~15%不等。主要金屬礦物由黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦組成,次有紫硫鎳礦、硫鈷礦、針鎳礦、少量鉑族礦物,方鉛礦及閃鋅礦較為普遍,局部含量占優。Cu含量變化較大,一般為0.24%~1%;Ni含量0.15%~1%,個別可達2.48%;PGE含量一般為(1~2.7)×10-6,局部達4.7×10-6;Au含量較低,一般小於0.1×10-6;Ag含量小於10×10-6。
(3)接觸交代型斑雜狀礦石
斑雜狀礦石分布比較局限、一般分布在浸染狀與塊狀礦石之間。金屬硫化物含量約為30%~50%;主要由黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦組成,次有黃鐵礦及微量鉑族礦物等;Cu含量為0.2%士,Ni含量0.5%士,個別達1%;PGE含量(0.5~1)×10-6,個別達2×10-6;Au含量小於0.1×10-6;Ag含量小於5×10-6。
浸染狀礦石主要為岩漿熔離成因,與岩體造岩礦物漸變、均勻或不均勻分布。斑雜狀礦石具兩種成因,一為岩漿熔離成因,與浸染狀礦石過渡;二為接觸交代成因,一般產於礦體底部或外接觸帶,受裂隙控制,形態不規則。塊狀礦石為岩漿熔離或貫入成因,與岩體或圍岩界線清楚或漸變過渡。細脈浸染狀礦石為熱液成因,一般沿岩體底部及外部接觸帶圍岩之裂隙呈網脈狀產出。塊狀礦石已控制的規模較小,但品位高於浸染狀礦石約10倍(王登紅等,2003)。
3.礦石結構
礦石結構類型比較多,按成礦作用可分為如下幾大類:
1)岩漿結晶作用形成的礦石結構。此類結構主要有自形晶結構、半自形晶結構、他形晶結構及共邊結構等。輝砷鎳礦及黃鐵礦、磁鐵礦可呈自形晶結構;銻等軸碲鉍鈀礦可見半自形晶結構;鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦連生呈他形晶結構常見;磁黃鐵礦集合體中,礦物粒間為共邊結構。
2)固熔體分離作用形成的礦石結構。此類結構為區內比較主要的礦石結構類型,主要有結狀結構,火焰狀結構及葉片狀結構。上述3種結構只限於磁黃鐵礦鎳黃鐵礦連生體,如鎳黃鐵礦沿磁黃鐵礦周圍可形成結狀結構;鎳黃鐵礦在磁黃鐵礦可呈火焰狀結構及葉片狀結構等。
3)交代、溶蝕作用形成的礦石結構。此類結構較常見,由於礦物之間相互交代,蠶蝕作用比較普遍,故常形成交代-溶濁結構。如銀鎳黃鐵礦被黃銅礦交代呈殘余結構;方鉛礦強烈交代閃鋅礦形成溶蝕結構;紫硫鎳礦具鎳黃鐵礦的假象而呈假象結構;熱液期形成的黃鐵礦呈細網脈狀結構等。
4)晶粒內部結構組。此類結構是礦物晶體中較為特有的一種內部結構。如鎳黃鐵礦的內部裂理及解理結構,方鉛礦內部的三組解理結構,紫硫鎳礦內不規則的裂紋結構及紫硫鎳礦內部的晶疇結構等。
4.礦石構造
1)塊狀構造。金屬礦物呈緻密塊狀,金屬礦物含量在75%以上,主要見於礦體下部富礦體中。
2)浸染狀構造。此類構造最為常見,根據金屬礦物的含量不同可區分出稠密浸染狀構造、稀疏浸染狀構造和星散狀-星點狀構造。金屬礦物在礦石中的含量變化較大,從5%至50%不等。主要產於礦體中上部,在其他礦石類型中也可出現。
3)斑染狀構造。此類構造中金屬礦物分布不均勻,含量30%~50%,呈不均勻斑染狀產出。
4)脈狀網脈狀構造。此類構造見於礦體下部及外接觸帶礦石中,金屬礦物沿礦石或岩石裂隙分布。
5.礦石物質組分
據統計,礦區內已發現金屬和鉑族金屬礦物達40餘種;主要礦物電子探針分析結果見表4-13。
表4-13 楊柳坪礦床主要金屬礦物電子探針分析結果表(wB/%)
(1)含鎳礦物
鎳黃鐵礦(Fe,Ni)9S8:其呈不規則的聚粒狀、火焰狀、網脈狀比較均勻地分布於磁黃鐵礦粒間或邊緣,且大部分被紫硫鎳礦所交代,礦物粒度一般為0.04~0.1mm,反射色淺黃色,均質體,解理、裂紋發育。該礦物是區內主要含鎳礦物之一,電子探針分析S為33.14%~33.90%,Fe為28.75%~29.58%,Ni為35.64%~36.50%;含少量Cu、Te、Co、Pb、Bi等。
輝砷鎳礦(Ni,Co,Fe)As S:其在礦石內較少見,常呈較規則的八面體、菱形十二面體或梯形截面狀產於磁黃鐵礦粒間或邊緣,並可包含較早結晶的磁黃鐵礦、黃銅礦。礦物粒徑較小,數十微米者居多,最大可達0.34mm。反射色白色,電子探針分析S為16.59%~16.86%,Ni為16.76%~18.66%,As為46.58%~47.86%,Co為8.96%~9.30%,Fe為6.50%~6.87%;含少量Sb、Pb、Ag、Cu、Pt、Pd等。
紫硫鎳礦(Ni,Fe)3S4:其分布比較廣泛,為主要含Ni礦物之一。常呈不規則他形粒狀或集合體產於鎳黃鐵礦外緣、解理及裂隙之間;粒度細小,反射色呈淺紫色調,均質體。電子探針分析S為39.88%~42.42%,Ni為33.22%~44.30%,Fe為12.77%~26.00%;含少量Cu、Bi、Te、Co、Sb、Pb、Ag。
其他礦物如鉛碲鉍礦、銀鎳黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等礦物的化學成分見表4-14。
表4-14 楊柳坪礦床中鉑族礦物的電子探針分析結果(wB/%)
(2)鉑族礦物
據現有資料(胡曉強等,2001),礦區內已發現鉑族礦物十幾種,其中包括碲化物、碲鉍化物、碲銻化物、銻化物、砷化物及自然元素六大類。礦物種類主要有,等軸碲鉍鈀礦(Pb,Ni)Bi Te,銻等軸碲鉍鈀礦(Pd,Pt)(Bi,Sb)Te,鉍等軸碲銻鈀礦(Pd,Ni)(Sb,Bi)Te,銻碲鈀礦(Pd,Ni)2(Sb,Bi)Te,碲鎳鉑鈀礦(Pd,Pt,Ni)Te2,鈀碲鎳礦(Ni,Pd)Te2,含鈀碲鎳礦Ni Te2(Pd),鈀碲銻鎳礦(Ni,Pd)2Sb Te2,黃鉍碲鈀礦Pd(Te,Bi),鉍碲銻鈀礦Pd Sb2(Te,Bi)2,六方銻鈀礦Pd Sb,一銻二鈀礦Pd2Sb,砷鉑礦Pt As2,峨眉礦Os As2,鉍銠砷鋨銥礦(Os,Ir,Ru)3(As,Bi),自然鈀(Pd)及自然鉑(Pt)。各礦物的電子探針分析結果見表4-14,主要礦物的特徵見表4-15。
表4-15 楊柳坪礦床中鉑族礦物特徵表
(3)鉑族礦物共生系列
礦床內鉑族礦物種類較多,可歸屬於以下共生組合系列:
1)Te-Bi-Pd系列。該系列以等軸碲鉍鈀礦Pd Bi Te黃鉍碲鈀礦Pd(Te,Bi)共生為主。該組合在礦石中非常普遍,是楊柳坪礦床內最為常見的鉑族礦物。
2)Te-Sb-Pd系列。該系列以銻碲鈀礦Pd2Sb Te-鉍等軸碲銻鈀礦(Pd,Ni)(Sb,Bi)Te共生為主,較常見。
上述兩個系列的鉑族礦物,成分通常不純,Sb常替代Bi,或Bi替代Sb,因而形成一些介於兩者之間的礦物,如銻等軸碲鉍鈀礦(Pd,Pt)(Bi,Sb)Te、鉍等軸碲銻鈀礦(Pd,Ni)(Sb,Bi)Te等。前者可認為是由於等軸碲鉍鈀礦中Bi被Sb部分替代的結果,形成的銻等軸碲鉍鈀礦這一變種礦物應屬於Te Bi-Pd系列;而後者鉍等軸碲銻鈀礦亦可認為是等軸碲銻鈀礦中的Sb被Bi部分替代的結果,從而形成鉍等軸碲銻鈀礦變種礦物,理應屬於Te-Sb-Pd系列礦物之一。此外,由於鉑族礦物主要產出於銅鎳硫化物礦床中,Ni含量極為豐富;所以才有Ni多少不等地替代Pd的情況出現,從而使礦物組分較為多變和復雜化。
3)Te Ni-Pd系列。礦石中已發現有碲鎳鈀礦(Pb,Ni)(Te,Bi)-鈀碲鎳礦(Ni,Pd)Te2-含鈀碲鎳礦Ni Te2(Pd)的共生組合。這一系列礦物中,新礦物不少,多未被人們發現和公開承認,但在本礦床確有其存在,專題研究暫擬定名如表4-14,還有待進一步確認和深化。圖4-24照片中的亮白色礦物是其中的一個代表,見於楊柳坪YLP-15號光薄片,其成分是:S 7.17%,Sc2.13%,Fe 7.12%.Ni 23.23%,Pd 10.57%.Te 43.73%,Bi 6.44%。
圖4-24 楊柳坪YLP-15號光薄片中的Te-Ni-Pd化合物
(王登紅采樣,陳振宇照相)
4)Sb-Pd系列。本礦床中Sb-Pd系列礦物已有發現,為六方銻鈀礦Pd Sb-銻二鈀礦Pd2Sb共生。六方銻鈀礦Pd Sb是早已發現並公認的一種礦物,其Pd:Sb為1:1;而本礦床中首次出現的一銻二鈀礦Pd2Sb的Pd:Sb為2:1,因而暫名為一銻二鈀礦。由於一銻二鈀礦的出現,可以有依據地肯定Sb-Pd系列礦物的存在,而以往文獻中只有六方銻鈀礦Pd Sb,還無理由認為它有共生系列礦物的存在。六方銻鈀礦Pd Sb-一銻二鈀礦Pd2Sb的共生,剛好滿足Pd-Sb二元素應有兩個礦物存在的理論要求,從而使之達到礦物的相平衡。
5)砷鉑礦Pt As2。礦區有此礦物產出,但未發現另一個不同比值的礦物出現,尚無依據說明有As-Pt系列礦物存在。砷鉑礦As:Pt值為2:1,因而不能否認As:Pt其他比值的礦物存在。
6)峨眉礦Os As2及鉍銠砷鋨銥礦(Os,Ir,Ru)3(As,Bi)。峨眉礦的情況大致同砷鉑礦,而鉍銠砷鋨銥礦的成分極其復雜,尚無充分證據判別它是否屬As-Os-Ir系列礦物。
7)自然元素礦物。在反光鏡下見有自然鉑(Pt)和自然鈀(Pd)在礦石中存在。由於顆粒極細小,未能分析其成分,亦不便討論其共生系列特徵。
由於礦物共生系列雖然客觀存在,但由於鉑族礦物在顯微鏡下既罕見又細小,對其成分的鑒定主要依賴於電子探針的分析結果,在礦物定名和分析其共生組合關系時還存在很大的不確定性,需要今後深入研究。
6.成礦期次
研究表明,楊柳坪礦床的成礦作用經歷了較長的演化過程,據礦石結構、構造、礦物組分、類型及相互關系,可以識別出3個成礦期、4個成礦階段。
(1)岩漿熔離成礦期
岩漿熔離成礦期可分為兩個階段。
早期氧化物階段。為岩漿貫入侵位的早期結晶階段,本階段首先析出的主要是造岩礦物,最早結晶的主要是橄欖石、輝石、角閃石類硅酸鹽礦物,其次是磁鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦等金屬氧化物。它們是在高溫氧化條件下形成的。該階段可能有少量的鎳、鈷、銅硫化物及鉑族礦物產出,但富集程度不高。
硫化物鉑族元素礦化階段。在岩漿作用的中晚期,由於造岩礦物晶出、溫度緩慢下降,大量富含金屬硫化物及鉑族元素的礦漿從硅酸鹽熔漿中析離出來,導致S離子濃度的不斷增高。由於Ni及PGE的親硫和親鐵性,並有相似的離子半徑,因而形成了鉑族元素及含銅鎳等金屬硫化物、銻及碲銻等的化合物和自然合金。在溫度緩慢下降、重力及結晶分異作用的制約下,熔離出來的礦漿慢慢向底部沉降,在岩體的中部→下部→底部逐漸形成浸染狀→稠密浸染狀→似層狀、板狀或塊狀礦石,呈現規律的分帶性。該階段有大量的金屬硫化物和鉑族礦物形成,是重要的成礦階段,並以中高溫還原環境為特點。
(2)岩漿後期殘余氣液成礦期
在岩漿熔離成礦之後,飽含揮發分的殘余氣液仍富含硫化物和部分PGE,藉助於其較強的活動性和流動性,易向岩體邊部、早期形成礦石的裂隙或近礦圍岩的裂隙等相對薄弱的部位遷移、充填、交代,從而形成不規則的細網脈及小透鏡狀的貫入型礦體(石),並對早期形成的鉑鎳礦體起疊加富集作用。當殘余氣液貫入到化學性質相對活潑的碳酸鹽岩地層或與之接觸時,則發生接觸交代作用,形成矽卡岩型(斑染狀)鉑鎳礦石或礦體。
此階段雖屬次要的成礦階段,但可形成高品位礦石。成礦環境為中高溫-中溫還原環境。礦物組合以黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、紫硫鎳礦組合為主,尚有少量方鉛礦、閃鋅礦。礦石內普遍見鎳黃鐵礦被紫硫鎳礦交代等現象。
(3)表生成礦期
原生礦體在近地表環境的低溫條件下,通過演化作用改造原生礦體,形成針鐵礦、纖鐵礦及銅藍等表生礦物。PGE可能發生活化轉移。
7. 礦體地質特徵
礦床勘探范圍內共圈出礦體5個,其中①號礦體又分為6個支礦體,①-1號礦體規模最大;②號礦體次之,其餘礦體規模較小。
一、①號礦體地質特徵
①號礦體為礦床內主要礦體,其儲量占總儲量的91%。賦存於主裂面之下0~35m范圍內黃鐵絹英岩化碎裂岩帶中的6個礦體編為①號,其編號由北向南、自上而下編為①-1~6。
1.①-1號礦體
為礦床內主礦體,其儲量占礦床總儲量的90%。由85個見礦工程(穿脈47條、鑽孔37個、豎井1個)控制。
礦體大部分緊靠主裂面分布,展布於71~20線之間、-30~-710m標高范圍內,沿走向最大長度1145m,沿傾斜最大長度900m,沿傾斜已基本尖滅,沿走向其北東側基本尖滅,南西側尚未封閉。礦體不同位置走向長度與傾斜長度見表5-3、圖5-16、17。
表5-3①-1礦體不同位置走向、傾斜長度統計表
礦體總體走向62°,傾向南東,傾角33°~670,多在40°~50°之間變化,平均46。,由北向南傾角有逐漸變陡趨勢。
礦體形態整體呈大脈狀,局部呈似層狀和透鏡狀。沿走、傾向呈舒緩波狀展布變化程度沿走向較傾向大。礦體具膨脹夾縮、分支復合現象,在43~27線之間-250~400m標高處圈出無礦天窗一個。
礦體厚0.48~28.96m,平均7.42m,厚度分極頻率以2~10m居多,佔22%;14~16m佔10%;8~10m佔9%(圖5-18),厚度變化系數78.27%,屬厚度較穩定礦體。從厚度變化等值線圖(圖5—19)可以看出,厚度大於2m的等值線域基本可分為兩個大的域區,上部(或東部)域區從55線-200m標高以上向東延至24線-400m標高以上地段,基本呈一大的囊狀體展布;下部(或西部)域區位於63~31線之間-250~-700m標高范圍內,呈不規則圓狀體展布。厚度大於10m的等值線域大致可分三個域區,一是分布於53~35線之間-200m標高以上范圍內;二是分布於27~20線之間-125~-400m標高范圍內,呈長舌狀以20°角向北東傾斜;三是分布於63~37線之間-260~-580m標高范圍內,呈一不規則橢圓體展布。厚度大於20m的等值線域區1處,呈橢圓狀分布於57~5l線之間-310~-430m標高范圍內。
礦體單工程品位1.52~12.53g/t,平均3.26g/t,品位分級頻率以2~4g/t居多,佔60%(圖5-18)。品位變化系數156.09%,屬有用組分分布不均勻礦體。從品位等值線圖(圖5-20)可以看出;大於1.50g/t等值線域以連續穩定的域區展布於63~24線-680m以上標高范圍內。大於3g/t等值線域,在13線以西呈9介孤島狀域區展布;13~20線-100~-380m標高范圍內呈一較大的囊狀體展布,並以30°角向北東傾斜。大於6g/t等值線域可分四個域區,一是在47線淺部呈不規則圓狀展布;二是在23線淺部呈不規則圓狀展布;三是位於15線-200ms標高,呈一個較小規模的圓狀展布。
從礦體厚度、品位等值線圖及品位厚度變化曲線圖上(圖5-19、20、21)可以看出,品位與厚度總體變化趨勢是一致的,局部相反(39線以西、-300m標高以下地段),但品位較厚度變化更大;在31~39線無礦天窗附近或上下,存在著一個較大的品位、厚度低值區,可明顯地將①-1號礦體分隔為上下(或東西)兩個礦體。從礦體品位、厚度高值區和低值區分布特徵還可以看出,礦體似有向北東方向側伏的趨勢。
礦體受成礦前和成礦中構造控制,礦化強度與蝕變岩的破碎程度成礦裂隙發育程度密切相關,品位較高部位及礦體厚大部位,均是成礦裂隙發育,岩石破碎強烈地段。①-1號礦體即分布於緊靠主要裂面之下的蝕變岩破碎強烈、成礦裂隙發育的黃鐵絹英岩化碎裂岩帶內。從礦體中的特高品位樣品大部分布於厚大礦體內、且多位於成礦體裂隙發育的礦體中心(厚度方向)部位這一現象看,說明了礦體的上述特徵。
礦體的復雜程度,除礦體厚度變化系數外,還與其含礦率(KP)、邊界模數(μK)及礦體形態復雜程度綜合指標(Φ)有密切關系,其計算結果分別為:KP=0.98;μK=0.65;Φ=122.87,其結果表明,該礦體工業礦化的連續性具微間斷特徵,礦體邊界形態較規則,礦體形態復雜程度綜合指標偏大,但總體看,仍屬形態完整礦體。
2.①-2號礦體
礦體儲量占礦床總儲量的0.6%,由0線的3個鑽孔控制。分布於①-1號之下,3~4線-210~-420m標高范圍內,沿走向長100m,沿傾斜長310m。礦體走向52°,傾向南東,傾角440,呈脈狀展布。
礦體厚0.87~2.31m,平均1.25m。單工程品位2.53~4.56g/t,平均3.27g/t。
圖5-16新立金礦床聯合剖面圖
圖5-17新立金礦床聯合中段圖
1—變輝長岩;2—二長花崗岩;3—黃鐵絹英岩化花崗岩;4—黃鐵絹英岩化花崗質碎裂岩;5—黃鐵絹英岩化碎裂岩;6—實測及推測斷裂;7—實測及推測地質界線;8—礦體及編號
圖5-18①-1號礦體品位、厚度頻率變化曲線圖
圖5-19新立金礦體①-1號礦體厚度等值線圖(單位:m)
圖5-20新立金礦床①-1號礦體品位等值線圖(單位:g/t)
圖5-21-135m中段①-1號礦體走向品位、厚度變化曲線圖
3.①-3號礦體
礦體儲量占礦床總儲量的0.06%,由5個穿脈工程式控制制。分布於①-1號之下,27~17線-100~-180m標高范圍內,沿走向長120m,沿傾斜長110m礦體走向71°,傾向南東,傾角470,呈脈狀展布。
礦體厚度0.67~2.09m,平均0.98m。單工程品位1.77~3.84g/t,平均2.56g/t。
4.①-4號礦體
由39ZK602一個工程式控制制。分布於①-1號之下,43~35線-473~-532m標高范圍內,沿走向長100m,沿傾斜長88m。礦體走向80°,傾向南東,傾角450,呈脈狀展布。
礦體厚度0.70m,品位1.87g/t。
5.①-5號礦體
由3個工程式控制制。分布於①-1號之下,49~35線-267~-438m標高范圍內,沿走向長190m,沿傾斜長220m。礦體走向78°,傾向南東,傾角50°,呈脈狀展布。
礦體厚0.70~5.13m,平均2.20m。單工程品位1.80~2.48g/t,平均2.36g/t。
6.①-6號礦體
礦體儲量占礦床總儲量的0.06%。由47ZK604一個工程式控制制。分布於①-1號之下,45~41線-575~-660m標高范圍內,沿走向長100m,沿傾斜長100m。礦體走向76°,傾向南東,傾角52°,呈脈狀展布。
二、其他礦體地質特徵
1.②號礦體地質特徵
②礦體規模僅次於①-1號,其儲量占礦床總儲量的9%,由13個工程式控制制,其中穿脈2條,鑽孔11個。
礦體賦存於①號礦體之下的黃鐵絹英岩化花崗質碎裂岩帶內。展布於19~28線-140~-500m標高范圍內,沿走向長600m,沿傾斜長560m,礦體走向56°,傾向南東,傾角39°~54°,平均42°,呈脈狀展布。
礦體厚0.63~6.76m,平均3.43m。單工程品位1.86~13.96g/t,平均3.74g/t。
2.③號礦體地質特徵
由63ZK635一個工程式控制制,礦體賦於①號礦體之下的黃鐵絹英岩化花崗質碎裂岩帶內,分布於67~59線-320~-398m標高范圍內,沿走向長100m,沿傾斜長100m。礦體走向80°,傾向南東,傾角40°,呈脈狀展布,礦體厚0.84m,品位2.16g/t。
3.④號礦體地質特徵
由16ZK644一個工程式控制制,礦體賦存於蝕變帶下盤外帶(黃鐵絹英岩化花崗岩帶)內,分布於10~18線-323~-383m標高范圍內,沿走向長100m,沿傾斜長100m。礦體走向52°,傾向南東,傾角38°,呈脈狀展布,礦體厚0.78m,品位1.79g/t。
4.⑤號礦體地質特徵
礦體儲量占礦床總儲量的0.06%,由15ZK120和15ZK620兩個工程式控制制。礦體賦存於蝕變帶下盤外帶(黃鐵絹英岩化崗岩帶)內。分布於19~11線-85~-280m標高范圍內,沿走向長100m,沿傾斜長287m。礦體走向690,傾向南東,傾角450。呈脈狀展布。
礦體厚1.19~1.73m,平均1.46m。單工程品位2.37~2.54g/t,平均2.47g/t。
8. 東桐峪礦區主要礦脈、礦體的地質特徵
4.3.1 主礦脈判別標志
斷裂(礦脈)的規模與金礦體的規模是正相關的。通過對小秦嶺多個礦區(礦脈集中區)的勘探資料研究表明,各礦區已探明的儲量90%集中在1~2條主脈上,因此,主脈的判定是本區石英脈(構造帶)含礦評價的關鍵第一步。
所謂的「主礦脈」是指單脈金儲量>5t(有的高達數十噸)的礦脈,探明的儲量占礦區的絕大部分,形成各自所在礦區的「主礦脈」;如秦嶺金礦60(30t)、9號脈;東闖礦區的507(>50t)、505、554號脈;文峪礦區的505號脈,以及東桐峪礦區的8、12號脈。
「主礦脈」應該是礦脈評價和深部找礦的主要對象;「主礦脈」識別標志綜合總結如下:
1)容礦脆性斷裂疊加在韌-脆性剪切帶上,不是簡單的脆性剪切面,識別這類斷裂的宏觀標志是發育有一定規模且連續延伸的糜棱岩、初糜棱岩等韌性變形構造岩帶(長度多大於1000m以上);
表4.3 東桐峪金礦南區斷裂構造特徵表
續表
續表
續表
注:1.4E表示4號勘探線E側;2.Q12.4-3表示Q12號脈4-3號勘探線;3.帶「*」號的為地表未出露構造。據冶勘三院二分院統計資料,2002。
表4.4 開采礦脈主要特徵
(據冶勘三院二分院統計資料,2002)
2)斷裂產狀變化大(無論走向,還是傾向),斷裂面波狀起伏特徵明顯(傾角變化大);
3)分支斷裂發育,盲分支脈也十分發育,上盤分支比下盤發育;
4)斷裂一般規模大,切割深;但不能以斷裂的長短,而應以韌性變形帶的寬度來評價斷裂的規模,進而評價其含礦性;
5)部分容礦斷裂有早期的岩脈充填,以輝綠岩為主,部分為閃長岩;
6)以NWW—EW向斷裂為主,其次是NE向。
4.3.2 東桐峪礦區礦脈特徵
礦區開採的7條礦脈,分別為Q8(Q8~3、Q8~4合稱為Q8號脈)、Q14、Q8501(Q10)、Q12、Q121、Q971、Q904號脈,其中前3者均為近EW向,後4者為NE走向。
Q8、Q14、Q8501總體產狀170°~200°∠35°~50°,無論在平面和剖面上三者均近於平行分布,相隔間距均為200~300m(圖4.4)。Q12、Q121、Q971、Q904,在平面上近於平行分布,Q12傾向SE,傾角60°~73°;後3者傾向NW,總體產狀305°~325°∠20°~40°,剖面上近平行分布,相隔間距40~60m。
礦區重點開采礦脈及主要礦體特徵見表4.4、表4.5。
東桐峪金礦區南區近EW向(NWW向)、S傾組(以Q8號脈為代表)最有價值,其次是NE(NNE)向、SE傾組(以Q12號脈為代表)礦脈,SN向礦脈相對較薄,變化性較大。
本區礦石主要類型為含金石英脈型,其次為構造蝕變岩型。
礦床成礦期分為熱液期和表生期,熱液期分為4個主要成礦階段,而金成礦階段有3個。具多階段疊加成礦特點:
1)早期粗粒黃鐵礦-(金)-脈石英階段(Ⅰ):為金礦的早期成礦階段,金礦化較弱,形成貧金的石英脈主體。
2)細粒黃鐵礦-金-脈石英階段(Ⅱ):為金礦的早期主要成礦階段,金礦化較強,從空間上看,多疊加在第Ⅰ成礦階段主要石英脈破碎地段。
3)金-多金屬硫化物-脈石英階段(Ⅲ):為金礦化的重要成礦階段,金礦化強烈,多獨立形成多金屬硫化物脈或疊加在前期破碎石英脈中。
4)石英-黃鐵礦-碳酸鹽階段(Ⅳ):含金甚微。
東桐峪礦區礦化各階段發育不均,以第Ⅰ、第Ⅲ階段最為發育,而第Ⅱ階段石英-細粒黃鐵礦階段發育較局限。東桐峪礦區礦化特徵與東闖507號脈類似,而與楊砦峪60號脈不同,後者以第Ⅰ、第Ⅱ階段發育為特徵。
4.3.3 Q8號脈特徵
4.3.3.1 礦脈特徵
Q8號脈容礦構造帶為壓扭性構造,全長4430m,礦區長1900m,厚0.05~4.15m,平均1.31m,總體產狀150°~200°∠40°~60°,分布在大月坪組內,構造由構造片岩、石英脈、糜棱岩、千枚岩組成,具黃鐵礦化(褐鐵礦化)、方鉛礦化、閃鋅礦化。該構造帶分支明顯,為一系列平行的構造帶組成。構造帶石英脈分布於中部,單體長7~280m,累計長1495.5m,厚0.13~2.08m,平均0.68m,無脈間距4~135m,產狀與構造帶一致。
表4.5 開采礦體特徵
(據冶勘三院二分院總結資料,2002)
4.3.3.2 礦體特徵
已探明主要金礦體集中在西部,長1686m(3~31線間),標高1200~600m,水平投影寬206~652m。1號礦體分布在7~11線間1016m標高以上,長360m,延深106~280m,厚0.13~2.22m,平均0.86m,平均品位18.54×10-6,金金屬量約6t。2號礦體為盲礦體,分布在1號礦體西部,15~29線間,1200m標高以下,長800m,延深600m,厚0.18~2.90m,平均0.94m,平均品位17.86×10-6,金金屬量大於10t。3號礦體為盲礦體,分布在23~29線間,1125~1052m標高區間,長350m,延深60m,下部在1056m標高與2號礦體相連,厚0.32~0.87m,平均0.64m,平均品位38.24×10-6,金金屬量1.5t。
為研究Q8號脈,我們系統採集了前期勘查、礦山生產過程中形成的所有勘探數據。在採取地理坐標點時,以90°方向為橫坐標(X),以標高為縱坐標(Z),以原水平縱坐標(Y)(斷裂下斷面)以及石英脈的真厚度(D)、礦體的真厚度(H,品位大於1×10-6樣品真厚度累加值)、金品位(Au)和線金屬量(礦體的真厚度與品位的乘積)為觀測值。為了便於觀察和統計計算,本次進行了簡單的坐標變換,也就是將橫坐標(X)統一減去37439000得為X'(X'=X-37439000),原水平縱坐標(Y)統一減去3812000得為Y'(Y'=Y-3812000)。將轉換後的數據組合成一個資料庫(X',Z,觀測值),根據該資料庫分別對Q8號脈進行研究。圖4.5為東桐峪金礦Q8號脈觀測數據點分布圖。
圖4.5 Q8號脈觀測數據點分布圖
圖4.6、圖4.7為石英脈厚度和礦體真厚度縱投影等值線圖。從空間分布對應性看,兩者的對應性較好,說明尋找石英脈是找礦的前提,石英脈型礦體是本區的主體。從目前控制地段看,有3個濃集厚度中心,一個位於東部上部,可能主要部分已經剝蝕;一個位於中部,是礦區主要采礦段;另一個位於西部,700m以下,目前僅僅控制其頭部。3個礦體中間為300~400m的弱(無)礦地段。
礦體真厚度、Au品位(圖4.8)和線金屬總量(圖4.9)分布特徵反映了石英脈以及礦體的空間展布規律。其規律總結如下:
1)礦體厚度和線金屬量在空間上呈25°~30°方向串珠狀排列,構成寬為400~500m的礦體群帶,目前礦區范圍內僅僅控制了一個完整的礦體,另一個礦體在600m中段西部已控制其頭部邊部。
圖4.6 Q8號脈石英脈厚度(D,m)等值線縱投影圖
圖4.7 Q8號脈礦體厚度(H,m)等值線縱投影圖
2)沿礦帶SW側伏方向,含礦與貧礦段相間排列,貧礦段距離根據礦體分布的等間距性和目前已控制的2個礦體的距離推測為400~500m。
3)與含礦糜棱岩相比,石英脈空間上明顯位於偏下部位,而富礦石英脈又多位於貧礦石英脈的偏上部位。從中部含礦段規律分析,從上到下,依次出現為含礦糜棱岩、富礦石英脈、貧礦石英脈。為何出現這種現象,與斷面波形及成礦期斷裂活動方式有關(下面詳述)。
4)礦帶內呈串珠狀的富礦體長軸沿SE側伏,側伏角為20°~30°,沿側伏方向富礦體一般長400~500m;沿富礦體側伏方向目前礦區范圍還沒有控制新的礦體,根據礦體出現的等距性,推測另一個新的礦體可能分布在目前礦區已控制的礦體南東側伏方向400~500m處,結合原地質隊在東部上部探明的一個成礦地段,兩者正好構成一個與西部成礦帶平行的新的成礦帶(圖4.10)。
圖4.8 Q8號脈礦體Au品位(10-6)等值線縱投影圖
圖4.9 Q8號脈礦體線金屬量(10-6·m)等值線縱投影圖
4.3.4 Q12號脈特徵
4.3.4.1 礦脈特徵
容礦構造帶亦為壓扭性構造,控制段長1540m,厚0.20~5.50m,平均1.63m,總體產狀140°∠60°~73°,與Q8號脈斜交,分布在大月坪組內,構造帶內特徵與Q8號脈相同。
地表石英脈在構造帶內見3條,累計長490m,厚0.05~1.10m,平均0.68m;在深部,石英脈廣泛分布,集中在2~13線,厚0.05~3.00m,平均1.10m。產狀與構造帶一致。
4.3.4.2 礦體特徵
脈內圈出3個金礦體,由西南至東北編為1~3號。1號礦體為盲礦體,分布在1460~940m標高間,長390m,延深520m,厚0.18~2.56m,平均1.12m,大於石英脈厚度,說明近礦圍岩含礦,平均品位14.87×10-6;2號礦體基本為盲礦體,分布在1535m標高以下,長650m,延深大於750m,厚0.33~4.45m,平均0.99m,平均品位16.23×10-6;3號礦體分布在1221~1125m標高以下4~12線間,長379m,延深170m,厚1.55m,品位變化范圍為2.54×10-6~37.93×10-6,平均品位16.23×10-6,主要部分已遭受剝蝕。
圖4.10 Q8號脈線金屬量等值線及礦體空間分布規律與盲礦預測圖 (據冶勘三院二分院科研報告,2003)1一線金屬量等值線;2一構造原生暈地球化學方法預測靶區;3一地質方法預測礦帶邊界線;4一勘探線位置及編號;5一礦液運移方向;6一坑道位置及標高;7一地質方法預測靶區范圍; 8一見礦石英脈鑽孔位置及編號;9一未見礦鑽孔位置及編號;10一豎井及編號;11一地表及平硐石英脈;12一探槽及編號
我們也系統採集了Q12號脈勘探數據。在對Q12號脈採取地理坐標點時,首先採取真地理坐標,即以X方向為橫坐標(X),以標高為縱坐標(Z),以原水平縱坐標(Y)以及石英脈的真厚度(D)、礦體的真厚度(H)、金品位(Au)和線金屬量為觀測值。第二步,為了便於觀察和統計計算,進行坐標變換,首先將橫坐標(X)統一減去37439000得為X'(X'=X-37439000),原水平縱坐標(Y)統一減去3812000得為Y'(Y'=Y-3812000)。第三步,進一步進行坐標變換,即以NE50°作為橫坐標X',也就是將原水平坐標系統逆向旋轉40°,其X',Y'和原X,Y之間的變換公式為
X'=X/cos40°+sin40°(Y-Xtg40°),Y'=cos40°(Y-Xtg40°)
通過轉換後的數據坐標僅僅具有相對意義。轉換後圖件從西往東實際為NE50°方位。通過對比,X'值為1908為8號勘探線位置,1170為7號勘探線位置,700為15號勘探線位置。圖4.11為本次利用的觀察數據點點陣圖。
圖4.11 Q12號脈觀測數據點分布圖
圖4.12、圖4.13為石英脈厚度和礦體真厚度縱投影等值線圖。從空間分布對應性看,兩者的對應性較好,說明尋找石英脈仍然是找礦的前提,石英脈型礦體也是該組礦脈找礦的主體。從石英脈(礦體)空間分布規律分析,總體向SE側伏,側伏角較陡,為70°~80°;但其中的厚度中心變化較復雜,主體有2個,一是向SE側伏,側伏角較陡,二是近直立,近直立的厚度中心主要有2個,位於西側的短粗,東側的較細長。再者,石英脈和礦體厚度曲線構成向南西延伸(分布)的趨勢(短軸方向),側伏角度大致為50°~60°。
礦體品位分布和石英脈分布關系密切,不同的是,品位中心多位於石英脈厚度中心偏下部位,偏北東部位(圖4.14)。從線金屬量濃度富集中心看(圖4.15),整體為一個礦體,只是礦體間貧、富礦有間隔,礦體整體略向SW深部側伏,但從北東往南西,存在4個富礦中心,呈串珠狀分布;各個富礦中心之間為貧礦段,貧礦段間距不超過200m,富礦中心和貧礦中心均向NE陡側伏。
圖4.12 Q12號脈石英脈厚度(D,m)等值線縱投影圖
圖4.13 Q12號脈礦體厚度(H,m)等值線縱投影圖
圖4.14 Q12號脈礦體Au品位(10-6)等值線縱投影圖
圖4.15 Q12號脈礦體線金屬量(10-6·m)等值線縱投影圖
9. Ⅱ礦帶礦體地質地球化學特徵及成因
3.10.1 礦體地質特徵
通過系統的探礦工程工作,並輔以相應取樣和化(試)驗,在15~40勘探線范圍內按下達的工業指標,圈定金礦體1個,編號為1號礦體。礦體分布在11~40號勘探線,礦體出露最高標高1283m(TC0),底板最低標高935m(ZK241孔),40m×40m的工程間距,共有5條探槽,一個小豎井,和45個見礦鑽孔控制(圖3.27)。礦體主體呈隱伏狀態,地表僅在ZK003孔周邊地表出露30m×30m的低品位礦體,TC0探槽揭露出露地表礦體平均品位0.77×10-6。
圖3.27 畢力赫金礦Ⅱ礦帶基岩地質簡圖
1號礦體呈大透鏡狀、板柱狀賦存於花崗閃長斑岩及上覆火山岩、火山碎屑岩內外接觸帶,尤其是內接觸帶中。賦礦岩石為花崗閃長玢岩和火山碎屑岩。礦體總體走向NW—NNW,控制NW長700m,控制斜深348m,NE寬70~310m(0線),礦體厚度(真厚度)最大132.68m(ZK034孔),最小2.32m(ZK201孔),平均厚度47.02m,厚度變化系數87%,屬穩定型;礦石品位變化在0.5×10-6~54.76×10-6,平均2.73×10-6,品位變化系數97%,屬較均勻型。
礦體平面上投影總體為不規則的火炬狀,呈NW—NNW向展布,北西端寬大,似一火炬頭,向南東逐漸變窄,似一火炬柄。勘探線剖面上礦體空間形態變化較大,於3線、0線、4線最厚,總體呈大透鏡體狀(圖3.28)。向北西和南東寬度和厚度逐漸減小,並分別在7線北西、8線南東礦體變窄或出現分支礦體,礦體形態也漸變為不規則的厚板狀、板柱狀。
礦體縱剖面圖上,呈NW向展布,分3段來描述。中段3~4線為礦體最主要部分,賦存於火山碎屑岩和花崗閃長斑岩體接觸帶,尤其在內接觸帶花崗閃長斑岩體內。礦體呈NW長約120m、NE長約300m的大透鏡狀,近水平狀產出,共17個鑽孔控制,水平投影面積2700m2,最大厚度(真厚度)132.68m,最小厚度10.52m,平均厚度73.34m,賦礦標高1105~1283m。礦體品位呈有規律的變化,中心高,單樣最高品位54.76×10-6,上下及邊部逐漸變貧,在礦體中心部位圈出一個近EW向長140m,SN寬約100m,平均厚22.60m(最大厚53.12m,最小5.52m),平均品位15.03×10-6的富礦包(圖3.29)。
圖3.28 畢力赫金礦區Ⅱ號礦帶1號礦體0線剖面圖
圖3.29 畢力赫金礦區Ⅱ礦帶1號礦體縱剖面圖
1號礦體北西段7線以北出現分支,礦體逐漸變薄至15線尖滅。7~11線間,分布著1號礦體NW向的2個分支礦體,分上部分支礦體和下部分支礦體。上部礦體由2個平行礦體組成,4個鑽孔控制,呈近水平的板狀體,長約70m。該段礦體鑽孔最大見礦厚度19.08m,最小厚度7.5m,平均厚度12.28m,賦礦標高1225~1265m,賦存於火山碎屑岩中。下部礦體呈不規則板狀,產狀傾向62°,傾角36°,控制斜長200m。該段礦體鑽孔最大見礦厚度33.11m,最小厚度4.51m,平均厚度16.94m,賦礦標高1100~1210m,賦存於火山碎屑岩(上部)和花崗閃長斑岩體中(下部),為低品位礦體。下部分支礦體與上部分支礦體垂距80~135m。
1號礦體南東段8~24線,13個見礦鑽孔控制,礦體形態呈板柱狀,賦存於花崗閃長斑岩體上部。總體呈NNW向,水平長180m,斜長250m,向SSE深部傾伏,礦體傾向65~75°,傾角55°。該段礦體鑽孔最大見礦厚度99.98m,最小厚度3.01m,平均厚度30.27m,賦礦標高935~1150m。24-40線間,有5個鑽孔見礦。礦體隨花崗閃長斑岩向南東深部側伏而逐漸埋深加大。其中最北東見礦鑽孔ZK409,在孔深450~512m之間連續礦化,見礦厚度62m,品位1.33×10-6;其中厚度超過10m礦段銅達到工業品位。顯示上金、下金(銅)的變化趨勢。
3.10.2 礦石特徵
礦石為貧硫化物石英網脈蝕變岩型金礦,礦石中的金屬礦物總量小於2%。金屬礦物主要為黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、輝鉬礦、自然金,微量礦物有磁黃鐵礦、赤鐵礦、斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、自然銅、方鉛礦、閃鋅礦和毒砂等。非金屬礦物主要為斜長石、石英、鉀長石,其次為絹雲母、黑雲母、白雲母、綠泥石、綠簾石、黝簾石、碳酸鹽礦物、電氣石、高嶺土、粘土礦物等。
金礦物為自然金,多呈邊界圓滑的渾圓狀,部分呈尖角粒狀和枝杈狀,少量稜角明顯,呈角粒狀、長角粒狀及板片狀產出。主要載體礦物是石英,主要產於石英細-網脈中,以細微粒狀為主,經15件樣品27粒金礦物電子探針分析統計,其成色變化在948~1000,平均990,為高純度自然金。自然金中含微量元素包括Cu0~2.22%,Ag0~3.32%,Ni0~0.77%,Fe0~0.47%。礦石主要有用組分為金,其他有用、有害組分含量甚微。
需要指出的是,礦石組合分析表明,含Cu0.002%~0.012%,W0.002%~0.016%,Mo0.002%~0.003%。這些金屬元素與Au密切共生,呈正消長關系,富礦體與近礦圍岩相比提高了一個數量級,是找礦地球化學標志,局部也可能富集形成具有工業價值的銅、鉬礦體。其中ZK409鑽孔在深度500m以下發現具有工業意義的銅-金礦體。
3.10.3 圍岩蝕變特徵
3.10.3.1 水平分帶
對Ⅱ礦帶地表取樣74件,結合所取鑽孔岩心樣的蝕變特徵,填制了Ⅱ礦帶地表圍岩蝕變分帶略圖(圖3.30)。以花崗閃長斑岩體為中心和地表出露礦體部位為中心,蝕變由內向外逐漸減弱,岩體以及岩體與圍岩接觸處蝕變最為強烈。以岩體為中心向外可以劃分出幾個蝕變帶:在岩體(礦體)地表出露部位發育石英-絹雲母化帶和鉀質蝕變帶疊合帶;外圍發育石英-絹雲母化帶;青磐岩化帶則發育在遠離岩體部位,近礦部位則多與石英-絹雲母化帶疊加出現。
Ⅱ礦帶地表蝕變帶呈現不對稱環狀,受含礦岩體以及地表礦體出露空間位置控制,北西以及南西側蝕變強度低、環帶寬度小;在北東以及南東部位,為含礦次火山侵入雜岩體側伏、傾伏端上盤位置,熱液蝕變作用強、蝕變帶寬度大。在礦體北西端靠近礦體部位高嶺土化等高級泥化蝕變相對發育,可能位於礦體上部,指示成礦熱液由南東深部向北西淺部運移。
3.10.3.2 蝕變垂向分帶
(1)Ⅱ礦帶0線剖面蝕變分帶
根據剖面代表性鑽孔ZK002、ZK003、ZK006、ZK008、ZK009、ZK0010各單孔的蝕變類型、特徵及其分帶規律,將該剖面蝕變劃分為4個帶,即鉀化帶、鉀化與石英-絹雲母化(石英-絹雲母化)疊合帶、石英-絹雲母化帶以及青磐岩化帶(圖3.30)。需要特別指出的是,絹雲母化以及碳酸鹽化至少有2期,晚期形成的這2類蝕變帶貫穿整個礦化蝕變體,造成包括二長花崗岩在內的蝕變,可能為後期細晶花崗岩侵入引起。
圖 3. 30 畢力赫金礦床Ⅱ礦帶地表圍岩蝕變分帶1—安山岩 / 安山質角礫岩; 2—凝灰質砂岩 / 凝灰質砂岩角礫岩; 3—花崗閃長斑岩; 4—斷裂、推測斷裂; 5—地表出露礦體; 6—地質體界線; 7—見礦鑽孔/未見礦鑽孔; 8—勘探線及其編號; 9—圍岩蝕變分帶。K—鉀長石化; Q—硅化; Se—絹雲母化; P—青磐岩化。Ⅰ—鉀化帶與石英-絹雲母化疊合帶;
鉀化帶主體位於二長花崗斑岩與花崗閃長斑岩接觸帶偏上部位,一般剖面厚度50~100m,礦物組合鉀長石+石英+碳酸鹽+絹雲母+黃鐵礦;部分與石英-絹雲母化疊合,兩者疊合厚度為30~50m,礦物組合石英+絹雲母+鉀長石+碳酸鹽+黃鐵礦;石英-絹雲母化帶分布在石英閃長斑岩內以及岩體與火山岩及火山碎屑岩接觸帶附近,一般剖面厚度50~150m,礦物組合石英+碳酸鹽+絹雲母+黃鐵礦;青磐岩化帶多位於外圍火山岩及火山碎屑岩中,范圍較大,礦物組合石英+碳酸鹽+綠泥石+綠簾石+黃鐵礦。
蝕變分帶規律性明顯,以二長花崗斑岩為中心,從深部到淺部,從中心到外圍,分別為(弱蝕變)細晶花崗岩-弱蝕變二長花崗岩(晚期絹雲母化、碳酸鹽化)→鉀化帶±電氣石化帶→鉀化帶+石英-絹雲母化帶→石英-絹雲母化帶→青磐岩化帶±高嶺土化帶。
從圖3.31可以看出,蝕變帶分布受2個因素控制:一是二長花崗斑岩及細晶花崗岩空間位置,二是花崗閃長斑岩空間分布。蝕變帶也呈現不對稱環狀,環帶形狀與淺成次火山雜岩體上侵作用形成的空間形態一致,向NE傾斜。主要蝕變帶分布在岩體頂部偏北東上盤位置。需要指出的是,成礦期含礦二長花崗斑岩以及不含礦的成礦晚期或期後的細晶花崗岩沿早期石英閃長斑岩軸部侵入,稍早期斑岩體是成礦最有利的容礦地質體。
(2)Ⅱ礦帶縱剖面蝕變分帶
根據縱剖面代表性鑽孔ZK153、ZK112、ZK075、ZK035、ZK006、ZK045、ZK086、ZK125、ZK203以及409號鑽孔研究Ⅱ礦帶縱剖面蝕變特徵。觀察發現,縱剖面蝕變類型、特徵及其分帶規律與0號勘探線剖面特徵總體一致,蝕變可劃分為4個帶,即鉀化帶、鉀化與石英-絹雲母化疊合帶、石英-絹雲母化帶以及青磐岩化帶。需要指出的是,成礦晚期或期後還有一期絹雲母化、碳酸鹽化蝕變,可能與細晶花崗岩有關,貫穿整個礦化蝕變體,與成礦關系不密切,討論時也不單獨劃分帶。
鉀化帶主體位於二長花崗斑岩與花崗閃長斑岩接觸帶花崗閃長斑岩中,一般剖面厚度50~100m,礦物組合石英+碳酸鹽+鉀長石+電氣石+綠簾石+黃鐵礦;鉀化與石英-絹雲母化疊合帶,厚度約50m,礦物組合石英+碳酸鹽+鉀長石+絹雲母+綠泥石+黃鐵礦;石英-絹雲母化帶分布在石英閃長斑岩內以及岩體與火山岩及火山碎屑岩接觸帶附近,一般剖面厚度100~150m,礦物組合石英+碳酸鹽+絹雲母+綠泥石+綠簾石+電氣石+黃鐵礦;青磐岩化帶多位於外圍火山岩及火山碎屑岩中,范圍較大,礦物組合碳酸鹽+石英+綠泥石+綠簾石+黃鐵礦。
蝕變分帶規律性明顯,以二長花崗斑岩為中心,從深部到淺部,從中心到外圍,分別為(弱蝕變)細晶花崗岩-弱蝕變二長花崗岩→鉀化帶±電氣石化帶→鉀化帶+石英-絹雲母化帶→石英-絹雲母化帶→青磐岩化帶±粘土化帶(圖3.32)。
從圖3.32可以看出,蝕變帶呈NW向,向SE深部傾斜。蝕變帶空間分布特徵與0線剖面一樣,受二長花崗斑岩、細晶花崗岩和花崗閃長斑岩空間分布控制,圍繞次火山雜岩體呈環帶狀。蝕變帶也呈現不對稱環狀,南東部蝕變帶寬度、強度大,而北西側蝕變環帶陡而薄。蝕變帶形狀與淺成次火山雜岩體上侵作用有關,主要蝕變帶分布在岩體頂部偏南東部(岩體上盤)位置。
3.10.4 礦床成因分析
3.10.4.1 礦物包裹體
(1)Ⅱ礦帶流體包裹體特徵
選取Ⅱ礦帶鑽孔礦體石英脈和地表石英脈、石英碳酸鹽脈樣品開展成礦流體包裹體研究,樣品特徵見表3.14。Ⅱ礦帶流體包裹體發育豐富,多為原生包裹體,包裹體豐度較高,少量次生包裹體。包裹體個體較小,多為2~8μm,少數大於10μm,包裹體形態包括不規則形態和規則的負晶形、長條形、方形、圓形等。包裹體類型為NaCl-H2O包裹體,包括純氣體包裹體和氣液兩相包裹體(富氣相和富液相)。純氣體包裹體豐度小於3%,鏡下呈暗黑色。富氣相包裹體豐度小於5%,充填度大於70%,大小6~8μm,均一法測溫所得均一溫度均>550℃。富液相包裹體是最主要的包裹體類型,豐度大於90%,形態多較規則,充填度5%~30%,大多數充填度為10%,占此類包裹體的70%。
圖 3. 31 畢力赫金礦Ⅱ礦帶 0 號勘探線剖面蝕變分帶圖
流體包裹體顯微測溫由中國地質大學(北京)流體包裹體實驗室完成,所使用的儀器為英國Linkam公司生產的THMSG600型冷熱台(溫控范圍-196~600℃),冰點溫度誤差小於0.2℃,均一溫度誤差小於2℃,升/降溫速率一般為10℃/min,在相變點溫度附近為<1℃/min。
圖 3. 32 畢力赫金礦Ⅱ礦帶縱剖面蝕變分帶圖
表 3. 14 Ⅱ礦帶流體包裹體測試樣品
原生包裹體均一溫度分為大於550℃和小於380℃兩個區間(圖3.32),大於550℃的均為富氣相包裹體所測得,小於380℃的數據為富液相包裹體所測得,均一溫度變化在108~375℃之間(圖3.33),以小於200℃居多,107組數據平均值為194℃。出現330~340℃、170~200℃和150~170℃3個峰值區,與3個成礦階段相吻合。包裹體鹽度又分為2個區間,一個區間鹽度變化為0.88%~8.68%,算術平均值為3.57%,眾值多集中在1.5%~4.5%(圖3.34);另一個鹽度區間鹽度變化在12.5%~17.5%,為早階段成礦流體特徵。次生包裹體3個數據顯示出了原生包裹體一致的特點,均一溫度193~216℃,與主成礦階段的均一溫度對應,鹽度3.39%~3.87%,顯示低鹽度的特點。
圖 3. 33 畢力赫金礦區Ⅱ礦帶石英流體包裹體均一溫度直方圖
圖 3. 34 畢力赫金礦區Ⅱ礦帶石英流體包裹體鹽度直方圖
(2)Ⅰ礦帶流體包裹體特徵
Ⅰ礦帶工作由碩士研究生睢程晨(2009)所做。選取了Ⅰ礦帶不同蝕變類型礦石石英脈中的石英和方解石脈中的方解石進行了流體包裹體形態、大小、類型、均一溫度、鹽度等研究。樣品特徵見表3.15。
表3.15 Ⅰ礦帶流體包裹體測試樣品特徵
通過顯微鏡下觀察,礦石石英脈中流體包裹體發育豐富,分布雜亂,多為原生包裹體,但個體較小,多在2~8μm,佔80%,極少大於10μm。方解石中流體包裹體發育較少,個體也較小,多在3~10μm。包裹體形態不一,有規則的呈石英負晶形、長條形、近圓形、三角形、半月形等,也有不規則形態。流體包裹體類型包括NaCl-H2O包裹體和含子晶的包裹體,其中NaCl-H2O包裹體包括純氣體包裹體、氣液兩相包裹體(富氣相和富液相)。
純氣體包裹體(V):室溫下為單一氣相,占包裹體總量的少數(<10%),在顯微鏡下呈暗灰色,形狀多不規則。
氣液兩相包裹體(V-L):包括氣體充填度V/V+L>60%的富氣相包裹體和V/V+L<50%的富液相包裹體。富氣相包裹體所佔比例也較小(<10%),均一法測溫時,隨著溫度升高氣泡體積逐漸增大,最後均一到氣相,此類包裹體的均一溫度均較高(>350℃)。富液相包裹體V/V+L<50%是本區最主要的包裹體類型,占包裹體總數的70%,充填度多在10%~25%,顯微鏡下氣泡清晰可見。此類包裹體形狀多呈規則的負晶形、長條狀、半月形等,通常成群分布。
含子晶包裹體(V+L+S):形狀較規則,大小在3~8μm,此類樣品在包裹體中占極少數(<5%),僅在一個樣品中的石英脈中出現,樣品為弱綠泥石化和絹雲母化的安山岩。
本次研究選取了五、六中段每一種蝕變類型礦石的典型樣品中的石英脈測試了10~15個均一溫度和鹽度數據,對有穿切關系的石英脈分開測試。圖3.35是五、六中段礦石樣品的均一溫度直方圖,由圖可見均一溫度分為大於430℃和小於350℃的2個部分,大於430℃的均為富氣相液體測溫所得。其餘包裹體均一溫度為105~329℃,平均189℃,分別在220~280℃、160~220℃和120~160℃出現3個峰值,暗示了成礦的3個階段。方解石的均一溫度僅有22個數據,均一溫度眾值集中在153~246℃,平均188℃,在170~200℃和220~250℃出現峰值,與石英數據的2個峰值一致,說明方解石為同期成礦熱液演化到後期分異的結果。從3個階段數據的分布來看,所有類型樣品的石英脈和方解石脈中均共存3個階段的數據,表明不同階段的成礦熱液均沿著先存裂隙充填、演化,這也正好解釋了顯微鏡下觀察到的石英脈中心為碳酸鹽脈的現象。
圖3.35 畢力赫金礦區Ⅰ礦帶流體包裹體均一溫度直方圖
圖3.36是五、六中段樣品的鹽度數據直方圖,鹽度數據中含子晶三相包裹體的鹽度較高,在34.74%~38.24%,表現為岩漿流體的特徵。其餘的數據鹽度為2.07%~15.5%,平均值5.65%,分別在2.5%~4.5%和4.5%~9.5%和12.5%~15.5%出現3個峰段,只是大於12.5wt%的數據佔少數。
圖3.36 畢力赫金礦區Ⅰ礦帶流體包裹體鹽度直方圖
(3)Ⅱ礦帶與Ⅰ礦帶流體包裹體特徵對比
綜上所述,Ⅰ礦帶礦體樣品與Ⅱ礦帶礦體樣品的包裹體豐度、大小、形態、類型均具有一致的特點。Ⅰ礦帶均一溫度3個峰值區為220~280℃、160~220℃、120~160℃對應3個成礦階段,Ⅱ礦帶均一溫度3個峰值區330~340℃、170~200℃和150~170℃,主成礦階段對應170~200℃,與Ⅰ礦帶160~220℃一致,只是Ⅱ礦帶溫度偏高。Ⅰ礦帶鹽度峰值2.5%~4.5%,與Ⅱ礦帶1.5%~4.5%相一致。
圖3.37是Ⅰ礦帶礦石、Ⅱ礦帶礦體和地表樣品溫度-鹽度投點圖,由圖所示鹽度值在10%出現了一個明顯的分段,Ⅰ礦帶樣品石英數據較少,但在方解石數據中有明顯反應。鹽度小於10%的包裹體表現為中高溫-低溫特徵,中等鹽度10%~15%的包裹體表現為中低溫特徵,而高鹽度(大於35%)的包裹體表現為低溫特徵,為包裹體沸騰結果。根據地表觀察到的不同產狀的石英脈相互穿切的現象,以及Ⅰ礦帶五、六中段和Ⅱ礦帶鑽孔樣品,野外以及鏡下均觀察到多期次石英、碳酸鹽脈穿切的現象,推測成礦的多階段性。
3.10.4.2 氫氧同位素
本次工作採集了畢力赫金礦Ⅱ礦帶4件石英樣品開展氫氧同位素測試(表3.16)。4件樣品位於1號礦體富礦部位,均為第二階段煙灰色石英脈,該組脈體穿插早期鉀長石-石英脈,並被晚期蛋白質翠綠色石英脈和石英-碳酸鹽脈穿插,為主要金礦化階段產物,也是金主要載體礦物,代表主成礦階段成礦流體特徵。
圖3.37 畢力赫金礦Ⅰ、Ⅱ礦帶礦石和地表流體包裹體均一溫度-鹽度投點圖
表3.16 內蒙古畢力赫金礦床成礦流體石英H、O同位素組成
注:樣品由中國地質科學院礦產資源研究所在MAT253EM質譜儀上測試完成。測試方法為BrF5法,分析精度±0.2‰,採用的國際標准SMOW。
4件樣品δ18DSMOW值變化為-88‰~-114‰。石英的δ18O分布為10.2‰~11.4‰,比較均一。根據同一個樣品的流體包裹體測溫資料,按同位素分餾公式1000lnα=3.38×106T2-3.4(200~500℃)(Clayton等,1972)計算出平衡條件下流體的δ18OH2O值。礦床δ18OH2O值變化范圍為-1.24‰~-1.97‰。在Sheppard等(1974)擬訂的δD-δ18OH2O圖解中(圖3.38),4件樣品投影在岩漿水范圍與大氣降水熱液線之間,指示主成礦期成礦熱液為岩漿水與大氣降水混合物,以大氣降水為主,和傳統火山岩地區斑岩-淺成低溫熱液成礦系統對成礦熱液認識是一致的。
3.10.4.3 成礦時代
(1)成礦地質證據
Ⅱ礦帶金礦化發生在火山活動晚期次火山岩漿活動過程中,從地質體穿叉關系和遭受礦化蝕變情況看,金礦化發生在花崗閃長斑岩-二長花崗斑岩侵位之後,細晶花崗岩脈侵入以及鉀長花崗斑岩就位之前。
從畢力赫礦區Ⅰ礦帶各礦體的相互關系看,其原先應為一個完整的礦體,被後期次火山岩體(脈)的侵入而發生肢解,反映礦化發生於早期火山活動之後,次火山岩體脈(細晶花崗岩、細晶岩)侵入之前。細晶花崗岩特徵與Ⅱ礦帶的一致。
圖3.38 畢力赫金礦Ⅱ礦帶成礦流體的H、O同位素圖
(2)輝鉬礦Re-Os同位素年代學
為查明成礦年齡,本次採集了畢力赫金礦區Ⅱ礦帶6件含輝鉬礦的礦石以及圍岩樣品進行Re-Os同位素年齡測定。
所採的6件樣品,均位於深部隱伏斑岩體內,包括了富礦石、貧礦石、近礦圍岩和遠礦圍岩中含輝鉬礦岩、礦石樣品。含輝鉬礦主岩包括花崗閃長斑岩和二長花崗斑岩。總體看,樣品分布比較均勻,西至3線,東到16線,從深度118m到深度260m。樣品代表性比較強。
所採集的樣品中輝鉬礦有2種產狀,一種產狀呈細脈狀沿岩、礦石裂隙充填,構成輝鉬礦-石英脈,少量與黃銅礦共生,形成輝鉬礦-黃銅礦-石英脈,其中的輝鉬礦呈葉片狀、彎曲片狀產出,粒度比較粗大,粒徑多在0.1~0.5mm,該類脈體被稍晚期金-石英脈切穿,為成礦早階段產物。輝鉬礦另一種產狀呈稀疏浸染狀、團塊狀產出,呈葉片狀,半自形晶,分布不均勻,粒度相對比較細小;該類輝鉬礦與黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、閃鋅礦、自然金等金屬礦物伴生,伴生蝕變主要為硅化、絹雲母化、碳酸鹽(白雲石)化,推測該期輝鉬礦為金主礦化階段產物。具體樣品特徵見表3.17。
表3.17 畢力赫金礦Ⅱ礦帶輝鉬礦樣品特徵
畢力赫金礦輝鉬礦樣品Re-Os同位素測試結果見表3.18。樣品號為08T06的樣品模式年齡比較離群,因此做了2遍,但結果比較一致。
由表3.18可知,輝鉬礦中Re與187Os含量變化協調,給出的6件模式年齡為(249.6±3.4)~(273.3±4.1)Ma。每件樣品模式年齡的誤差較小,分析結果可靠,其中08T06號樣品給出了偏小的年齡(249.6±3.4)Ma,與其他5件樣品偏差大,但2次平行分析結果基本一致,可以認為是樣品本身造成的。考慮到Re和Os在輝鉬礦單晶中存在「失耦」現象(Stein等,2003;杜文道等,2007),而08T06號樣品中輝鉬礦獲得(249.8±3.5)Ma的年齡值,該樣品做了2次分析,結果非常吻合,可能是成礦晚階段產物。
表3.18 畢力赫金礦Ⅱ礦帶中輝鉬礦Re,Os同位素數據
注:模式年齡t按公式t=1/λ[ln(1+187Os/187Re)]計算,其中λ(187Re衰變常數)=1.666×10-11yr-1(Smo-liar等,1996)。表中080909-22和080905-21為本批實驗標准物質GBW04435(HLP)測定結果,GBW04435(HLP)為國標參考值。
利用Isoplot軟體(Ludwig,1999)對所測的6個數據中的5個(08T06樣品數據在等時線和加權平均年齡上與另外5個數據偏離較大)進行187Re-187Os等時線擬合,線性關系很好(圖3.39),獲得等時線年齡為(272.7±1.6)Ma,MSWD=0.57。5個樣品的加權平均年齡(271.3±1.7)Ma,MSWD=1.06(圖3.40)。相比而言,等時線年齡更可靠。畢力赫金礦輝鉬礦等時線年齡及加權平均年齡基本一致,等時線年齡代表了主期輝鉬礦的形成年齡。
結果表明,輝鉬礦獲得的(272.7±1.6)Ma應為礦區金成礦期早階段石英-輝鉬礦-(黃銅礦)階段年齡,為金成礦年齡上限;而(249.8±3.5)Ma可能代表金成礦期下限,釐定畢力赫金礦床成礦時代為250~270Ma,屬於晚古生代晚期(早二疊世)。
3.10.4.4 礦床類型
畢力赫金礦屬淺成低溫熱液-斑岩型礦床,主要證據:①礦床位於晚古生代活動大陸邊緣,該時期古亞洲洋向N俯沖碰撞,是淺成低溫熱液-斑岩成礦系統發育的有利時期和空間;②金礦化位於火山及次火山斑岩體內,礦體以及含礦岩體受火山構造控制,它們之間具有密切的空間關系;③含礦岩體具有典型的單向固結結構(UST),圍繞岩體(礦體)出現典型的斑岩-淺成低溫礦床的圍岩蝕變及其分帶性;④金礦成礦時代與含礦斑岩體成岩時代以及火山岩成岩時代基本一致,均為晚古生代,他們具有時間上的聯系;⑤金礦成礦作用與火山-次火山活動具有成因上聯系,表現在成礦流體來源,微量、稀土元素組成特徵等方面。
圖3.39 畢力赫金礦中輝鉬礦Re-Os同位素等時線
圖3.40 畢力赫金礦中輝鉬礦Re-Os模式年齡加權平均值
10. 礦區主要礦體地質特徵
一、北一鐵礦體
分布於北西起石碌嶺,東抵大英山(至E23線以東400m),南達紅房山背斜南東隱伏端至石灰頂向斜的北側,構造上處於北一向斜軸部(圖3-7)。EW向已控制長度3525m,出露長度1150m。礦體厚度,西段鉛垂厚最大430m,向東分散成十餘層,單層厚度60~80m,至三稜山一帶大部分尖滅而只剩3層,單層厚度變薄為20~30m甚至更小。南北寬度,西部地表寬度362m,深部寬度463m,往東大於1km,單層寬約500m左右。礦體形態總體呈層狀—似層狀,走向連續分布;橫剖面上自西而東礦體呈心形、箱形或層帶形。礦體產狀與圍岩產狀一致,同步褶皺(詳見以上各節 相關圖和以下相關章 節 )。礦體從西到東,由富變貧,由厚變薄。平爐礦主要集中在礦體西部。礦體平均品位(wB)TFe58%,S0.641%,P0.019%。鐵礦體出露地表、厚度和規模巨大,呈層狀、似層狀,品位變化較均勻,適於露天開采,但礦體產狀變化較大。
二、南六鐵礦體
位於石灰頂向斜南翼(圖3-7),其分布西起XXⅢa線西57m,東至XXXⅡ線趨於尖滅,繼續延伸為其下盤楓樹下礦體所取代。走向長度930m,傾斜深度平均207m,礦體出露標高465~191m,高差274m。礦體平均厚度15.0m。礦體產狀;走向N43°W,傾向NE,傾角0°~85°。礦體形態為似層狀,但往深部因產狀變陡,在向斜凹部又變緩而呈椅形,礦體形態不甚規則,沿走向、傾向均有分支復合現象。厚度變化沿走向中間厚,兩端薄,沿傾向淺部薄而多層,往深部合並增厚或者急劇尖滅。礦體平均品位(wB)TFe51.82%,S0.084%~2.32%,SiO28.21%。開采技術條件較好,宜露天開采。
三、楓樹下鐵礦體
位於石碌嶺之南東2km(圖3-7),為楓樹下區段最大的鐵礦體。構造上處於楓樹下向斜的南翼。礦體走向N55°W,長度1800m,寬度14~222m,出露標高408~200m,高差208m。礦體向NNE傾斜,傾角30°~60°。呈層狀—似層狀,礦體平均品位(wB)TFe51.59%,S0.025%,P0.011%,SiO217.40%。宜露天開采。
四、一號鈷礦體
分布在北一區段(圖3-7),佔全區段礦石總儲量的98%。西起Ⅸa線以西15m,東延至E8線以東25m(圖3-11),已控制東西延長達1221m,為一隱伏盲礦體。賦存標高以西部最高為300m、東部最低為-262m、整個礦體高度為562m。礦體在剖面上的展開寬度50~557m,平均寬度191m。礦體厚度最大為34.44m,一般2~5m,平均4.35m,厚度變化系數為115。礦體主要賦存於北一向斜南翼及谷部,形態產狀明顯受褶皺構造的制約,總體以似層狀為主,少數為似層狀—透鏡狀。屬中—大型規模。礦體厚度、品位變化的總趨勢是:淺部復雜,深部穩定;北翼復雜,南翼穩定;西部復雜,東部穩定。礦體平均品位(wB)Co0.308%,Cu0.75%,Ni0.09%。礦床開采技術條件中等,深部適於坑道開采。
五、一號銅礦體
分布在北一區段(圖3-7),佔全區段礦石總儲量的92%。西起Ⅻa線之西20m,向東延至Ⅷa線以東21m,長440m(圖3-11)。礦體在Ⅹ線以西出露地表,Ⅹ線往東潛入地下。由西向東傾伏,傾伏角平均35°。出露標高最高450m,最低160m,礦體高度290m。礦體展開寬度20~467m,平均為257m。礦體真厚度3~35.71m,平均6.11m。厚度變化系數118%。礦體主要賦存在北一向斜Ⅻa~Ⅻ線之間的北翼,往東擴延至核部及兩翼,至Ⅸ線一帶北翼礦體不復存在,僅賦存於核部及南翼。礦體形態總體為向西揚起、向東傾伏的箕斗形。礦體產狀總體走向與向斜軸一致,傾角隨所在向斜部位的不同而不等。總體看,本銅礦體為厚度不穩定,形態變化復雜,中型規模之層狀—透鏡狀礦體。礦體平均品位(wB)Cu1.69%、Co0.004%,基本不含鎳。礦床開采技術條件中等,淺部礦體可與鐵礦一並露天開采,0m標高以下礦體宜單獨地下坑道開采。