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为什么要探明矿体地质特征

发布时间: 2021-03-05 05:42:09

1. 矿脉和矿体地质特征

1.矿脉

牦牛坪矿段为由多组不同类型,大小不等,相互贯通、穿插、交织成大脉、平行脉带及网状脉带的稀土矿(化)脉,以及与其穿插的正长岩、碳酸岩和少量流纹岩等围岩共同构成的综合地质体,由100多条规模不一的矿脉组成(图5-4、5-5)。袁忠信等(1995)将矿脉厚度大于30cm以上者称大脉,30cm以下者称细脉。矿段内部主体部位为走向北北东—北东的平行细脉带及大矿脉,东西两侧是以北北东—北东走向矿脉为骨干的多组矿脉相互贯通、交织的细网脉带。袁忠信等(1995)根据矿物成分及结构构造将组成牦牛坪矿段的矿脉分为五类:

图5-4牦牛坪矿段地质略图

(转引自袁忠信等,1995)

1—泥盆系中统;2—流纹岩;3—紫红色花岗岩;4—浅灰色花岗岩;5—文象花岗岩;6—正长岩;7—碱性花岗岩;8—矿体及编号

图5-5牦牛坪矿段勘探线剖面

(转引自袁忠信等,1995)

A—31号勘探线;B—33号勘探线;1—第四系;2—矿体及编号;3—流纹岩;4—浅灰色花岗岩;5—正长岩;6—氟碳铈矿霓辉石—萤石—重晶石脉;7氟碳铈矿—萤石—重晶石—方解石脉;

8—碱性花岗斑岩;9—钻孔编号

(1)伟晶状氟碳铈矿—霓辉石—萤石—重晶石大脉。矿段分布最广,矿化也最好。脉体长数米到550m,一般数十米到270m;倾向延伸数米到330m,一般数十米到200m;脉厚0.3~50m,一般1~10m;产状以走向北北东为主,倾向290°~330°,倾角65°~80°;氟碳铈矿含量约3%~5%。

(2)伟晶状氟碳铈矿—萤石—重晶石—方解石大脉。主要见于光头山地段。脉长数十米到710m,倾斜延伸大于150m,厚数米到90m;倾向北西,倾角700~80°;矿脉含氟碳铈矿0.5%~5%,部分脉体属表外矿体或非矿体,局部块段含较多方铅矿等硫化物。

(3)伟晶状含氟碳铈矿霓辉石—微斜长石大脉。主要分布在光头山东南侧。脉长数十米到400m,厚0.5~40m,倾斜延伸250m;该矿脉稀土矿化弱,氟碳铈矿偶见,而短柱状硅钛铈矿自形晶颗粒较常见;本矿脉全为表外矿石。

(4)细—粗粒氟碳铈矿—霓辉石—萤石—重晶石细网脉。分布于伟晶状氟碳铈矿—霓辉石—萤石—重晶石大脉旁侧围岩中,与大脉相连,与大脉的比例约为1:5;细脉有的呈平行展布,有的呈菱形网格状展布;脉长数十厘米至数米,厚0.01~0.3m;产状与大脉相似;氟碳铈矿含量约1%~4%。

(5)细—粗粒氟碳铈矿—萤石—重晶石—方解石细网脉。分布于伟晶状氟碳铈矿—萤石—重晶石—方解石大脉旁侧围岩中,与大脉相连,与大脉的比例约为1:10;细脉多呈平行展布;脉长数十厘米至数米,厚0.01~0.3m;产状与大脉相似;氟碳铈矿含量约0.5%~3%。

2.矿体

牦牛坪矿段矿体的边界是按稀土氧化物评价指标圈定的,不等于矿脉边界,但有时可与某一矿脉边界重合。有些矿体可由一条矿脉构成,有些矿体可由数条脉及细网脉构成,还有些矿体(如1-2和2-3号矿体)甚至包括前述各类矿脉及脉旁的矿化正长岩。矿段正式编号圈定的矿体有71个,这些矿体呈“多”字形密集排列(图5-4)。1—1、1—2、1—3、17和18号等主要矿体均沿哈哈断裂带主体分布,众多规模较小的矿体主要分布于断裂带的东、西两侧。

矿体规模大小不一,长数十到1168m,一般为50~700m;厚1~33m,一般2~25m;沿倾斜延伸10~400m,一般40~360m。主要矿体走向北北东,倾向北西,倾角65°~80°。矿体形态多种多样,以分枝的脉状、带状及似层状为主,其次为不规则透镜状、囊状、树枝状,常具分枝复合,尖灭再现等特征(图5-5)。

各个矿体的平均品位变化较大,∑REO主要在1.04%~9.05%之间,以轻稀土为主,∑Ce2O3/∑Y2O3一般大于95%。单个矿体内部稀土矿化程度变化更大,如17号矿体的单样最高品位∑REO达51.68%,最低仅1.00%。图5-6为袁忠信等(1995)对本区917件表内矿石∑REO品位统计直方图,∑REO含量在2%~4%区段内的样品占60.85%、4%~6%的样品占17.01%、6%~8%的样品占8.18%、8%以上的特富矿只占13.96%。

图5-6矿区表内矿REO品位分布频率面

(转引自袁忠信等,1995)

2. 关兜矿区矿体地质特征

根据《关兜铅锌矿床普查地质报告》对关兜矿区地质特征的描述,其主要包括了4个 主要矿体,集中于3-14线间,总体呈南北走向,边界形态呈反S形。总计厚度在4.87~35.73m 间,由东向西编号分别为Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号矿体,只有Ⅰ号矿体有少量露头。

(1) Ⅰ号矿体特征

呈现北北西325°~330° 向展布,0线北东部有探槽控制,长约150m,延深约95m,倾向北东55°~60°,倾角较缓20°~30°,主要分布在0-4线间。

矿体位于Z1L3地层顶部,呈似层状,最大厚度可达5.5m,富矿厚度在2.5m左右。 Pb、Zn平均品位分别为1.14%和1.97%,Ag含量一般在50g/t以上,矿石构造为浸染状夹 条带状,该矿体延长和延深均较小,品位也较低,因而储量有限。

(2) Ⅱ号矿体特征

因地形切割,矿体已被分成两段。第一段在3线附近向0线延伸,有2个钻孔控 制,矿体倾向北东45°左右,倾角较缓17°~20°,走向延长短,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线间,有4个钻孔控制,走向长 度为400m左右,呈似层状,平均厚度6.36m,两端较薄,在8线附近膨大,视厚度可达 14.06m。矿体较缓19°~30°,倾角由4线附近的北东60°向14线变为东至南东105°,同时 矿体沿走向向南西抬高,平均标高由124~167~192m。矿体中原生矿石铅锌矿化较均匀,品位变化较小(Pb=0.2%~0.36%、Zn=3.70%~4.70%),局部锌品位较高,可达17.57%。 在8线附近,近地表部分矿石已氧化成铁锰帽,铅、锌部分流失而品位降低。矿石构造以 浸染状为主,局部夹有块状。

(3) Ⅲ号矿体特征

位于Ⅱ号矿体之下,有9个钻孔控制,矿体走向延长约550m,延深在60~230m之间,倾向在3-4线间为45°~65° ,从4线向14线逐渐转变为向东至南东105°左右。倾角为 17°~30°。矿体位于Z1L3地层中下部,呈似层状,平均厚度4.08m。在3-8线间厚度变化 较小,向14线变薄为0.87m,同时延深长度在3-4线附近均为220m左右,向14线逐渐 表小为60m左右。矿体铅锌矿化连续,平均品位较高(Pb=0.23%、Zn=3.05%),同时该矿 床的高品位矿石主要集中在此矿体的0线及8线附近,Zn含量最高可达14.04%。矿石构 造以浸染状为主,夹条带状和团块状,8线附近,上部位块状构造,下部为浸染状构造。 矿体沿走向起伏较小,各剖面平均标高在110~135m间,除0线外,与Ⅱ号矿体得垂直距 离在15~60m间,并由北向南逐渐增大。矿体在3线及4线附近出现两个分枝。

(4)Ⅳ号矿体

位于Ⅲ号矿体之下,有9个钻孔控制,走向长约550m,延深在60~280m之间,倾角 一般为17°~25° ,局部可达36° ,倾向与Ⅲ号矿体相近,与Ⅲ号矿体的垂直距离从3-8 线均在10~20m间,有8线向14线逐渐增加达48m。该矿体位于Z1L3地层底部,与Z1L2 接触界线附近,呈似层状-层状。0~8线间矿体厚度均在4m以上,其中0线平均厚度可 达10.89m,向两端稍变薄。同时矿体延深业较前三个为大,因而此矿体中集中了该矿床近 一半的矿石储量。但矿体品味偏低(平均Pb=0.66%、Zn=1.83%),仅在0线附近局部稍富,但Pb+Zn最高也仅达7.15%。矿石构造以浸染状为主,夹条带状和团块状。

3. 矿体特征

会理大岩子铂矿床之矿体主要产于橄榄辉石岩与震旦系灯影组白云岩内外接触破碎带中,可圈出4个工业矿体(表5-4)。

表5-4 四川大岩子不同类型中矿石的PGE含量及比值

1.Ⅰ号矿体

Ⅰ矿体赋存于F3断裂破碎带中,其中南段的顶板为碎裂硅质白云岩;北部及深部顶板为辉石岩,底板为硅质白云岩。含矿构造破碎带内岩石蚀变破碎,碎裂岩化、糜棱岩化后岩石面目全非,呈黄褐、蓝灰等色。矿体形态为大脉状,走向近SN;矿体长430m,厚0.78~3.18m,平均2.29m;矿体倾向由地表的80。变为深部305°,倾角由地表的50°~60°,向深部变为80°。工程品位:Pt+Pd 0.71~6.46g/t,矿体平均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号矿体

Ⅱ矿体分布于矿区中部,产于F5断裂破碎带中,顶、底板皆为碎裂条带状白云岩。矿体呈透镜状,走向NW,倾向50°,倾角65°;矿体长80m,厚0.62m;Pt+Pd 2.15g/t,Cu 0.22%,Ni 0.15g/t。

3.Ⅲ号矿体

Ⅲ矿体分布于矿区西部,矿体沿F6断裂分布,赋存于浅红色白云岩破碎带中,顶板为碎裂白云岩,底板为浅红色泥质白云岩。矿体呈透镜状,走向NNE,倾向105°,倾角49°;矿体长120m,厚68m。矿体含Pt+Pd1.40g/t,;Cu 0.05%;Ni 0.01%;Au 0.05g/t。

4.Ⅳ号矿体

ⅣV号矿体为残坡积-堆积矿体,分布于Ⅰ号矿体之东。主要由前人采矿时遗弃的荒渣及残坡积物等组成,其成分为白云岩、辉石岩、含矿白云岩、含矿辉石岩等的砾石及泥、砂等。矿体形态为不规则饼状,矿体分布范围长420m,宽200m,面积为2.35万m2。矿体厚1.30~3.90m,平均2.40m。矿体含Pt+Pd为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。

矿区岩浆岩主要是岩床状的辉绿辉长岩、辉长岩及分异的辉长岩-辉石岩-橄辉岩,侵入于震旦系、寒武系白云质大理岩中,长数十至数百米,厚10~20m。矿体(化)主要出现于具分异的辉长岩-辉石岩-橄辉岩床中,它们在岩群中所占比例约10%。会理大岩子铜、镍及铂族元素矿床主要产于分异岩床下部超基性岩内、外接触带的白云岩中,受构造破碎带控制。产于蚀变破碎辉石岩中的矿体厚度为0.3~0.5m、Pt+Pd含量为14.42~5.11g/t,Pt/Pd比值为1.9~3.5,矿物成分有黄铜矿、辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、铂钯矿等,金属矿物呈星染状分布;产于外接触带蚀变破碎白云岩中的矿体,厚1.7~3.5m,长430m,已控制垂深达100m,矿体品位Pt+Pd为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。

矿石以氧化矿为主,原生硫化物矿呈残留态出现。有用矿物主要是孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿、黄铁矿,次为自然铜、黄铜矿、磁铁矿、褐铁矿及斑铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿、自然银、铂钯矿等。脉石矿物有白云石、方解石、石英、绢云母、透闪石等。铂钯矿呈角砾状、次圆状分布于白云石中,粒径0.008~0.015mm,具环带构造,其核心由亮白色自然铂构成,同心环带由白色、奶黄色的自然钯构成。

根据矿床地质特征,尤其是矿体主要赋存于硅质条带状白云岩中的特点及铂族矿物组合,初步认为大岩子铂(钯、铜)矿床的成因类型应为岩浆熔离-热液叠加型,与俄罗斯诺里尔斯克型矿床类比,背景相似,但主体矿化在围岩中而具较大的差异,暂称“大岩子式”。

4. 为什么要学习构造地质学

你好
我硕士专业是构造地质学
我认为构造地质学有以下几点比较重要

1、现专实意义

(1)构造地质对于找矿具属有重要的指导意义,搞清楚了矿床的构造地质特征也就搞清楚了矿体的赋存位置,这样才可以对隐伏矿床进行开采

(2) 构造地质对于预防地质灾害具有重要意义,比如大型工程(如大楼、隧道,高铁等)都不能建在断裂(断层)发育的地方

(3)通过构造地质的研究,可以很好的发现地震的活动规律,对一些地区进行地震预报(但不能准确预报地震的时间)

2、理论意义
(1)构造地质学是地质学的重要分支,是认识地球的演化形成、地貌成因等重要未知领域的一个阶梯
(2) 构造地质学学科的形成,是人类对所居住地球表面及其内部认识的一个深化过程,是科学发展到一定阶段的产物
(3) 构造地质学学科为地质学的发展注入了新的活力,使地质学有静态向动态发展、有局部真正融入到全球构造的整体发展轨道上来

5. 上含矿层中的矿体地质特征

鲁春锌-铜-铅(银)多金属矿床上含矿层中的矿体产于上三叠统人支雪山组二段上亚段的一套强绿泥石化、绢云母化、硅化的浅变质火山-沉积岩系中,矿体呈层状、层带状、透镜状产出,矿体产状与地层完全一致,矿体倾向东70°~120°,倾角为25°~60°,并严格受地层层位的控制。矿体与围岩之间无明显的界线,呈渐变过渡关系,由于地表剥蚀及第四系覆盖,矿体近南北向断续出露,可分为南、中、北、南延四个矿段,共圈出8个矿体(图3-17)。

1.北矿段(P11-P3勘探线)

北矿段出露矿体2个(KTⅦ、KTⅧ),矿体呈南北向展布,出露北高南低,北端出露最高标高4230m,南端出露最低标高3950m(图3-6)。

KTⅦ矿体:矿体出露于北矿段西侧,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾80°~120°,倾角25°~60°(北端缓为25°~40°,南端陡为50°~60°),含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度为1~3m,最厚达5.43m,平均厚2.66m。矿体品位w(Cu)为0.32%~2.88%,平均为1.10%;w(Pb)为0.14%~13.42%,平均为8.35%;w(Zn)为0.09%~20.64%,平均为10.84%。

KTⅧ矿体:矿体出露于KTⅦ矿体东侧,距KTⅦ矿体平距约10~25m,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾70°~120°,倾角25°~60°(北端缓25°~40°,南端陡50°~60°),含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度为1~6m,最厚达16.35m,平均厚为5.79m。矿体品位w(Cu)为0.46%~2.35%,平均为1.05%;w(Pb)为0.12%~6.72%,平均为2.80%,w(Zn)为0.11%~12.94%,平均为5.00%。

2.中矿段(P3-P4勘探线)

矿体绝大部分被植被、冰积物、坡积物等覆盖,只在P0-P2勘探线之间有部分露头,经高精度磁法探测及磁异常的解析延拓结果表明,地表出露的矿体表现为一滑坡体,原始的矿体位置应在其滑坡体的东侧,地形标高要高(约3700m)(图4-8,图4-9)。地表出露矿体2个(KTⅤ,KTⅥ),矿体呈南北向展布,矿体出露标高3550m。

KTⅤ矿体:出露于中矿段西侧,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾,倾角25°~35°,含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度为1.5~2.5m,最厚达2.95m,平均厚为2.11m。矿体品位w(Cu)为0.30%~3.88%,平均为0.77%;w(Pb)为0.05%~4.34%,平均为1.78%;w(Zn)为0.32%~8.66%,平均为3.10%。

KTⅥ矿体:出露于KTⅤ矿体东侧,距KTⅤ矿体平距约10m,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾,倾角25°~40°,含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度1.06m;矿体品位w(Cu)为0.40%~3.85%,平均为1.81%;w(Pb)为0.30%~0.82%,平均为0.34%;w(Zn)为0.17%~1.76%,平均为0.70%。

3.南矿段(P4-P12)勘探线

矿段出露矿体4个(KTⅠ、KTⅡ、KTⅢ、KTⅣ),矿体呈南北向展布,出露北高南低,出露标高3500~3700m(图3-5)。

KTⅠ矿体:出露于南矿段西侧,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾80°~110°,倾角25°~35°,含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度为1~5m,最厚达6.72m,平均厚为4.15m。矿体品位w(Cu)为0.31%~1.45%,平均为0.66%;w(Pb)为0.59%~3.15%,平均为1.42%;w(Zn)为1.57%~7.00%,平均为3.82%。

KTⅡ矿体:出露于KTⅠ矿体东侧,距KTI矿体平距约15~30m,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾80°~110°,倾角为25°~40°,含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度为1~6.93m,最厚为10.51m,平均厚为4.03m。矿体以铜为主,伴生铅、锌矿,矿体品位w(Cu)为0.31%~5.70%,平均为1.39%。

KTⅢ矿体:出露于KTⅡ矿体东侧,距KTⅡ矿体平距约20~40m,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾80°~110°,倾角为25°~40°,含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度为1~3m,最厚为6.83m,平均厚为2.97m。矿体以铜为主,伴生铅、锌矿,矿体品位w(Cu)为0.30%~2.00%,平均为0.74%。

KTⅣ矿体:出露于KTⅢ矿体东侧,距KTⅢ矿体平距约20m,近南北向层状、层带状产出。矿体东倾80°~110°,倾角为30°~40°,含矿岩石为绢云绿泥板岩、绿泥板岩间夹薄层泥质条带灰岩(透镜体)。矿体厚度1~2m,最厚2.61m,平均厚为2.36m。矿体以铜为主,伴生铅、锌矿,矿体w(Cu)平均为0.87%。

4.南延矿段(P12-P24勘探线)

为矿体的外延地段,未见任何露头,皆被植被和坡积物覆盖,经高精度磁法探测及磁异常的解析延拓和瞬变电磁法(TEM)探测显示,在覆盖层下100~250m处有矿(化)体存在,且走向上向北接南矿段矿(化)体,向南一直可延续至中甸-德钦断裂。矿(化)体呈南北向展布,矿(化)体出露标高3560m±(图3-1)。

6. 矿床地质特征

杨柳坪铂镍矿床的铂镍矿体主要分布于区内铁质超基性杂岩的蛇纹岩及滑石岩类岩石中,这些超基性杂岩均有不同程度的矿化。

1.矿体特征

杨柳坪矿区的矿体按含矿岩体的空间分布,可分为杨柳坪、台子坪、协作坪、打枪岩窝、正子岩窝矿(段)体。其中正子岩窝达到大型规模,杨柳坪、协作坪为中型规模,台子坪及打枪岩窝为小型规模。按出露海拔高程(图4-20),自上而下为:协作坪(3720m)→正子岩窝(3650m)→杨柳坪(3305m)→打枪岩窝(低于3000m);按侵位地层层位自上而下依次为:协作坪(Dwg3)→正子岩窝(Dwg2)→台子坪(Dwg2)→杨柳坪→打枪岩窝(Dwg2)。

矿区内已探明的矿体一般呈似层状、脉状或透镜状产于岩体中、下部,矿体产出层位稳定,产状与岩体基本一致,沿倾向倾角平缓,均小于30°;受后期构造影响,矿体具褶皱及透镜化现象。大部分含铂镍铜矿体均已出露地表,矿体厚度变化较大,由小于1m至数十米不等,矿体沿走向延伸长度一般大于100m,最大延长可达1600m以上;向深部延伸规模均有不同程度增大,沿倾向延深一般为100~200m,最大延深可达300m以上。勘探结果表明矿体在地表分布断续,向深部则较为连续(图4-23)。

图4-23 杨柳坪矿区A-A′剖面示意图

(据四川地质矿产局)

2.矿石类型

按矿石成因、结构构造,可分成如下矿石类型:

(1)熔离型铂镍矿石

此类型矿石包括浸染状、海绵陨铁状和致密块状矿石,产于超基性岩相中,其中蛇纹岩相62%、滑石岩相20%、次闪石岩相12%。致密块状矿具矿浆贯入性质。

浸染状矿石:该类矿石主要分布于矿体中上部,为主要的矿石类型之一,金属硫化物含量由小于5% 至50%±,主要矿物由磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿组成,另含少量黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、紫硫镍矿、马基诺矿及微量铂族矿物等。该类矿石按硫化物含量多少可进一步分为稠密浸染状、稀疏浸染状及星点状等不同的矿石类型。矿石中Cu含量一般为0.4%~0.13%;Ni含量0.1%~1%,PGE含量(0.1~0.55)×10-6;Au含量小于0.2×10-6;Ag含量小于5×10-6

熔离型致密状矿石:该类矿石金属硫化物含量在75%~80%以上,主要由磁黄铁矿(约占总量58%)、紫硫镍矿(约10%)、镍黄铁矿(约3%)、黄铜矿(约2.3%)、黄铁矿(约0.3%)等组成,少量但常见的有辉砷镍矿辉砷钴矿及含Ag黄铁矿和含银矿物系列;铂族矿物计有等轴碲锑钯矿、砷铂矿、六方碲钯镍矿等。矿石中Cu含量0.5%士,Ni含量0.6%~2.0%、个别高达5.28%,PGE含量1~2.38g/t、个别高达5~10g/t,Au 0.023~0.035g/t,Ag>5g/t,个别高达139~233g/t。

(2)热液型细脉浸染状矿石

该类矿石主要分布于矿体下部及围岩接触带中,沿矿石或岩石裂隙贯入分布,已知范围及规模局限。金属硫化物含量从5%~15%不等。主要金属矿物由黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿组成,次有紫硫镍矿、硫钴矿、针镍矿、少量铂族矿物,方铅矿及闪锌矿较为普遍,局部含量占优。Cu含量变化较大,一般为0.24%~1%;Ni含量0.15%~1%,个别可达2.48%;PGE含量一般为(1~2.7)×10-6,局部达4.7×10-6;Au含量较低,一般小于0.1×10-6;Ag含量小于10×10-6

(3)接触交代型斑杂状矿石

斑杂状矿石分布比较局限、一般分布在浸染状与块状矿石之间。金属硫化物含量约为30%~50%;主要由黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿组成,次有黄铁矿及微量铂族矿物等;Cu含量为0.2%士,Ni含量0.5%士,个别达1%;PGE含量(0.5~1)×10-6,个别达2×10-6;Au含量小于0.1×10-6;Ag含量小于5×10-6

浸染状矿石主要为岩浆熔离成因,与岩体造岩矿物渐变、均匀或不均匀分布。斑杂状矿石具两种成因,一为岩浆熔离成因,与浸染状矿石过渡;二为接触交代成因,一般产于矿体底部或外接触带,受裂隙控制,形态不规则。块状矿石为岩浆熔离或贯入成因,与岩体或围岩界线清楚或渐变过渡。细脉浸染状矿石为热液成因,一般沿岩体底部及外部接触带围岩之裂隙呈网脉状产出。块状矿石已控制的规模较小,但品位高于浸染状矿石约10倍(王登红等,2003)。

3.矿石结构

矿石结构类型比较多,按成矿作用可分为如下几大类:

1)岩浆结晶作用形成的矿石结构。此类结构主要有自形晶结构、半自形晶结构、他形晶结构及共边结构等。辉砷镍矿及黄铁矿、磁铁矿可呈自形晶结构;锑等轴碲铋钯矿可见半自形晶结构;镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿连生呈他形晶结构常见;磁黄铁矿集合体中,矿物粒间为共边结构。

2)固熔体分离作用形成的矿石结构。此类结构为区内比较主要的矿石结构类型,主要有结状结构,火焰状结构及叶片状结构。上述3种结构只限于磁黄铁矿镍黄铁矿连生体,如镍黄铁矿沿磁黄铁矿周围可形成结状结构;镍黄铁矿在磁黄铁矿可呈火焰状结构及叶片状结构等。

3)交代、溶蚀作用形成的矿石结构。此类结构较常见,由于矿物之间相互交代,蚕蚀作用比较普遍,故常形成交代-溶浊结构。如银镍黄铁矿被黄铜矿交代呈残余结构;方铅矿强烈交代闪锌矿形成溶蚀结构;紫硫镍矿具镍黄铁矿的假象而呈假象结构;热液期形成的黄铁矿呈细网脉状结构等。

4)晶粒内部结构组。此类结构是矿物晶体中较为特有的一种内部结构。如镍黄铁矿的内部裂理及解理结构,方铅矿内部的三组解理结构,紫硫镍矿内不规则的裂纹结构及紫硫镍矿内部的晶畴结构等。

4.矿石构造

1)块状构造。金属矿物呈致密块状,金属矿物含量在75%以上,主要见于矿体下部富矿体中。

2)浸染状构造。此类构造最为常见,根据金属矿物的含量不同可区分出稠密浸染状构造、稀疏浸染状构造和星散状-星点状构造。金属矿物在矿石中的含量变化较大,从5%至50%不等。主要产于矿体中上部,在其他矿石类型中也可出现。

3)斑染状构造。此类构造中金属矿物分布不均匀,含量30%~50%,呈不均匀斑染状产出。

4)脉状网脉状构造。此类构造见于矿体下部及外接触带矿石中,金属矿物沿矿石或岩石裂隙分布。

5.矿石物质组分

据统计,矿区内已发现金属和铂族金属矿物达40余种;主要矿物电子探针分析结果见表4-13。

表4-13 杨柳坪矿床主要金属矿物电子探针分析结果表(wB/%)

(1)含镍矿物

镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8:其呈不规则的聚粒状、火焰状、网脉状比较均匀地分布于磁黄铁矿粒间或边缘,且大部分被紫硫镍矿所交代,矿物粒度一般为0.04~0.1mm,反射色浅黄色,均质体,解理、裂纹发育。该矿物是区内主要含镍矿物之一,电子探针分析S为33.14%~33.90%,Fe为28.75%~29.58%,Ni为35.64%~36.50%;含少量Cu、Te、Co、Pb、Bi等。

辉砷镍矿(Ni,Co,Fe)As S:其在矿石内较少见,常呈较规则的八面体、菱形十二面体或梯形截面状产于磁黄铁矿粒间或边缘,并可包含较早结晶的磁黄铁矿、黄铜矿。矿物粒径较小,数十微米者居多,最大可达0.34mm。反射色白色,电子探针分析S为16.59%~16.86%,Ni为16.76%~18.66%,As为46.58%~47.86%,Co为8.96%~9.30%,Fe为6.50%~6.87%;含少量Sb、Pb、Ag、Cu、Pt、Pd等。

紫硫镍矿(Ni,Fe)3S4:其分布比较广泛,为主要含Ni矿物之一。常呈不规则他形粒状或集合体产于镍黄铁矿外缘、解理及裂隙之间;粒度细小,反射色呈浅紫色调,均质体。电子探针分析S为39.88%~42.42%,Ni为33.22%~44.30%,Fe为12.77%~26.00%;含少量Cu、Bi、Te、Co、Sb、Pb、Ag。

其他矿物如铅碲铋矿、银镍黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等矿物的化学成分见表4-14。

表4-14 杨柳坪矿床中铂族矿物的电子探针分析结果(wB/%)

(2)铂族矿物

据现有资料(胡晓强等,2001),矿区内已发现铂族矿物十几种,其中包括碲化物、碲铋化物、碲锑化物、锑化物、砷化物及自然元素六大类。矿物种类主要有,等轴碲铋钯矿(Pb,Ni)Bi Te,锑等轴碲铋钯矿(Pd,Pt)(Bi,Sb)Te,铋等轴碲锑钯矿(Pd,Ni)(Sb,Bi)Te,锑碲钯矿(Pd,Ni)2(Sb,Bi)Te,碲镍铂钯矿(Pd,Pt,Ni)Te2,钯碲镍矿(Ni,Pd)Te2,含钯碲镍矿Ni Te2(Pd),钯碲锑镍矿(Ni,Pd)2Sb Te2,黄铋碲钯矿Pd(Te,Bi),铋碲锑钯矿Pd Sb2(Te,Bi)2,六方锑钯矿Pd Sb,一锑二钯矿Pd2Sb,砷铂矿Pt As2,峨眉矿Os As2,铋铑砷锇铱矿(Os,Ir,Ru)3(As,Bi),自然钯(Pd)及自然铂(Pt)。各矿物的电子探针分析结果见表4-14,主要矿物的特征见表4-15。

表4-15 杨柳坪矿床中铂族矿物特征表

(3)铂族矿物共生系列

矿床内铂族矿物种类较多,可归属于以下共生组合系列:

1)Te-Bi-Pd系列。该系列以等轴碲铋钯矿Pd Bi Te黄铋碲钯矿Pd(Te,Bi)共生为主。该组合在矿石中非常普遍,是杨柳坪矿床内最为常见的铂族矿物。

2)Te-Sb-Pd系列。该系列以锑碲钯矿Pd2Sb Te-铋等轴碲锑钯矿(Pd,Ni)(Sb,Bi)Te共生为主,较常见。

上述两个系列的铂族矿物,成分通常不纯,Sb常替代Bi,或Bi替代Sb,因而形成一些介于两者之间的矿物,如锑等轴碲铋钯矿(Pd,Pt)(Bi,Sb)Te、铋等轴碲锑钯矿(Pd,Ni)(Sb,Bi)Te等。前者可认为是由于等轴碲铋钯矿中Bi被Sb部分替代的结果,形成的锑等轴碲铋钯矿这一变种矿物应属于Te Bi-Pd系列;而后者铋等轴碲锑钯矿亦可认为是等轴碲锑钯矿中的Sb被Bi部分替代的结果,从而形成铋等轴碲锑钯矿变种矿物,理应属于Te-Sb-Pd系列矿物之一。此外,由于铂族矿物主要产出于铜镍硫化物矿床中,Ni含量极为丰富;所以才有Ni多少不等地替代Pd的情况出现,从而使矿物组分较为多变和复杂化。

3)Te Ni-Pd系列。矿石中已发现有碲镍钯矿(Pb,Ni)(Te,Bi)-钯碲镍矿(Ni,Pd)Te2-含钯碲镍矿Ni Te2(Pd)的共生组合。这一系列矿物中,新矿物不少,多未被人们发现和公开承认,但在本矿床确有其存在,专题研究暂拟定名如表4-14,还有待进一步确认和深化。图4-24照片中的亮白色矿物是其中的一个代表,见于杨柳坪YLP-15号光薄片,其成分是:S 7.17%,Sc2.13%,Fe 7.12%.Ni 23.23%,Pd 10.57%.Te 43.73%,Bi 6.44%。

图4-24 杨柳坪YLP-15号光薄片中的Te-Ni-Pd化合物

(王登红采样,陈振宇照相)

4)Sb-Pd系列。本矿床中Sb-Pd系列矿物已有发现,为六方锑钯矿Pd Sb-锑二钯矿Pd2Sb共生。六方锑钯矿Pd Sb是早已发现并公认的一种矿物,其Pd:Sb为1:1;而本矿床中首次出现的一锑二钯矿Pd2Sb的Pd:Sb为2:1,因而暂名为一锑二钯矿。由于一锑二钯矿的出现,可以有依据地肯定Sb-Pd系列矿物的存在,而以往文献中只有六方锑钯矿Pd Sb,还无理由认为它有共生系列矿物的存在。六方锑钯矿Pd Sb-一锑二钯矿Pd2Sb的共生,刚好满足Pd-Sb二元素应有两个矿物存在的理论要求,从而使之达到矿物的相平衡。

5)砷铂矿Pt As2。矿区有此矿物产出,但未发现另一个不同比值的矿物出现,尚无依据说明有As-Pt系列矿物存在。砷铂矿As:Pt值为2:1,因而不能否认As:Pt其他比值的矿物存在。

6)峨眉矿Os As2及铋铑砷锇铱矿(Os,Ir,Ru)3(As,Bi)。峨眉矿的情况大致同砷铂矿,而铋铑砷锇铱矿的成分极其复杂,尚无充分证据判别它是否属As-Os-Ir系列矿物。

7)自然元素矿物。在反光镜下见有自然铂(Pt)和自然钯(Pd)在矿石中存在。由于颗粒极细小,未能分析其成分,亦不便讨论其共生系列特征。

由于矿物共生系列虽然客观存在,但由于铂族矿物在显微镜下既罕见又细小,对其成分的鉴定主要依赖于电子探针的分析结果,在矿物定名和分析其共生组合关系时还存在很大的不确定性,需要今后深入研究。

6.成矿期次

研究表明,杨柳坪矿床的成矿作用经历了较长的演化过程,据矿石结构、构造、矿物组分、类型及相互关系,可以识别出3个成矿期、4个成矿阶段。

(1)岩浆熔离成矿期

岩浆熔离成矿期可分为两个阶段。

早期氧化物阶段。为岩浆贯入侵位的早期结晶阶段,本阶段首先析出的主要是造岩矿物,最早结晶的主要是橄榄石、辉石、角闪石类硅酸盐矿物,其次是磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿等金属氧化物。它们是在高温氧化条件下形成的。该阶段可能有少量的镍、钴、铜硫化物及铂族矿物产出,但富集程度不高。

硫化物铂族元素矿化阶段。在岩浆作用的中晚期,由于造岩矿物晶出、温度缓慢下降,大量富含金属硫化物及铂族元素的矿浆从硅酸盐熔浆中析离出来,导致S离子浓度的不断增高。由于Ni及PGE的亲硫和亲铁性,并有相似的离子半径,因而形成了铂族元素及含铜镍等金属硫化物、锑及碲锑等的化合物和自然合金。在温度缓慢下降、重力及结晶分异作用的制约下,熔离出来的矿浆慢慢向底部沉降,在岩体的中部→下部→底部逐渐形成浸染状→稠密浸染状→似层状、板状或块状矿石,呈现规律的分带性。该阶段有大量的金属硫化物和铂族矿物形成,是重要的成矿阶段,并以中高温还原环境为特点。

(2)岩浆后期残余气液成矿期

在岩浆熔离成矿之后,饱含挥发分的残余气液仍富含硫化物和部分PGE,借助于其较强的活动性和流动性,易向岩体边部、早期形成矿石的裂隙或近矿围岩的裂隙等相对薄弱的部位迁移、充填、交代,从而形成不规则的细网脉及小透镜状的贯入型矿体(石),并对早期形成的铂镍矿体起叠加富集作用。当残余气液贯入到化学性质相对活泼的碳酸盐岩地层或与之接触时,则发生接触交代作用,形成矽卡岩型(斑染状)铂镍矿石或矿体。

此阶段虽属次要的成矿阶段,但可形成高品位矿石。成矿环境为中高温-中温还原环境。矿物组合以黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、紫硫镍矿组合为主,尚有少量方铅矿、闪锌矿。矿石内普遍见镍黄铁矿被紫硫镍矿交代等现象。

(3)表生成矿期

原生矿体在近地表环境的低温条件下,通过演化作用改造原生矿体,形成针铁矿、纤铁矿及铜蓝等表生矿物。PGE可能发生活化转移。

7.  矿体地质特征

矿床勘探范围内共圈出矿体5个,其中①号矿体又分为6个支矿体,①-1号矿体规模最大;②号矿体次之,其余矿体规模较小。

一、①号矿体地质特征

①号矿体为矿床内主要矿体,其储量占总储量的91%。赋存于主裂面之下0~35m范围内黄铁绢英岩化碎裂岩带中的6个矿体编为①号,其编号由北向南、自上而下编为①-1~6。

1.①-1号矿体

为矿床内主矿体,其储量占矿床总储量的90%。由85个见矿工程(穿脉47条、钻孔37个、竖井1个)控制。

矿体大部分紧靠主裂面分布,展布于71~20线之间、-30~-710m标高范围内,沿走向最大长度1145m,沿倾斜最大长度900m,沿倾斜已基本尖灭,沿走向其北东侧基本尖灭,南西侧尚未封闭。矿体不同位置走向长度与倾斜长度见表5-3、图5-16、17。

表5-3①-1矿体不同位置走向、倾斜长度统计表

矿体总体走向62°,倾向南东,倾角33°~670,多在40°~50°之间变化,平均46。,由北向南倾角有逐渐变陡趋势。

矿体形态整体呈大脉状,局部呈似层状和透镜状。沿走、倾向呈舒缓波状展布变化程度沿走向较倾向大。矿体具膨胀夹缩、分支复合现象,在43~27线之间-250~400m标高处圈出无矿天窗一个。

矿体厚0.48~28.96m,平均7.42m,厚度分极频率以2~10m居多,占22%;14~16m占10%;8~10m占9%(图5-18),厚度变化系数78.27%,属厚度较稳定矿体。从厚度变化等值线图(图5—19)可以看出,厚度大于2m的等值线域基本可分为两个大的域区,上部(或东部)域区从55线-200m标高以上向东延至24线-400m标高以上地段,基本呈一大的囊状体展布;下部(或西部)域区位于63~31线之间-250~-700m标高范围内,呈不规则圆状体展布。厚度大于10m的等值线域大致可分三个域区,一是分布于53~35线之间-200m标高以上范围内;二是分布于27~20线之间-125~-400m标高范围内,呈长舌状以20°角向北东倾斜;三是分布于63~37线之间-260~-580m标高范围内,呈一不规则椭圆体展布。厚度大于20m的等值线域区1处,呈椭圆状分布于57~5l线之间-310~-430m标高范围内。

矿体单工程品位1.52~12.53g/t,平均3.26g/t,品位分级频率以2~4g/t居多,占60%(图5-18)。品位变化系数156.09%,属有用组分分布不均匀矿体。从品位等值线图(图5-20)可以看出;大于1.50g/t等值线域以连续稳定的域区展布于63~24线-680m以上标高范围内。大于3g/t等值线域,在13线以西呈9介孤岛状域区展布;13~20线-100~-380m标高范围内呈一较大的囊状体展布,并以30°角向北东倾斜。大于6g/t等值线域可分四个域区,一是在47线浅部呈不规则圆状展布;二是在23线浅部呈不规则圆状展布;三是位于15线-200ms标高,呈一个较小规模的圆状展布。

从矿体厚度、品位等值线图及品位厚度变化曲线图上(图5-19、20、21)可以看出,品位与厚度总体变化趋势是一致的,局部相反(39线以西、-300m标高以下地段),但品位较厚度变化更大;在31~39线无矿天窗附近或上下,存在着一个较大的品位、厚度低值区,可明显地将①-1号矿体分隔为上下(或东西)两个矿体。从矿体品位、厚度高值区和低值区分布特征还可以看出,矿体似有向北东方向侧伏的趋势。

矿体受成矿前和成矿中构造控制,矿化强度与蚀变岩的破碎程度成矿裂隙发育程度密切相关,品位较高部位及矿体厚大部位,均是成矿裂隙发育,岩石破碎强烈地段。①-1号矿体即分布于紧靠主要裂面之下的蚀变岩破碎强烈、成矿裂隙发育的黄铁绢英岩化碎裂岩带内。从矿体中的特高品位样品大部分布于厚大矿体内、且多位于成矿体裂隙发育的矿体中心(厚度方向)部位这一现象看,说明了矿体的上述特征。

矿体的复杂程度,除矿体厚度变化系数外,还与其含矿率(KP)、边界模数(μK)及矿体形态复杂程度综合指标(Φ)有密切关系,其计算结果分别为:KP=0.98;μK=0.65;Φ=122.87,其结果表明,该矿体工业矿化的连续性具微间断特征,矿体边界形态较规则,矿体形态复杂程度综合指标偏大,但总体看,仍属形态完整矿体。

2.①-2号矿体

矿体储量占矿床总储量的0.6%,由0线的3个钻孔控制。分布于①-1号之下,3~4线-210~-420m标高范围内,沿走向长100m,沿倾斜长310m。矿体走向52°,倾向南东,倾角440,呈脉状展布。

矿体厚0.87~2.31m,平均1.25m。单工程品位2.53~4.56g/t,平均3.27g/t。

图5-16新立金矿床联合剖面图

图5-17新立金矿床联合中段图

1—变辉长岩;2—二长花岗岩;3—黄铁绢英岩化花岗岩;4—黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩;5—黄铁绢英岩化碎裂岩;6—实测及推测断裂;7—实测及推测地质界线;8—矿体及编号

图5-18①-1号矿体品位、厚度频率变化曲线图

图5-19新立金矿体①-1号矿体厚度等值线图(单位:m)

图5-20新立金矿床①-1号矿体品位等值线图(单位:g/t)

图5-21-135m中段①-1号矿体走向品位、厚度变化曲线图

3.①-3号矿体

矿体储量占矿床总储量的0.06%,由5个穿脉工程控制。分布于①-1号之下,27~17线-100~-180m标高范围内,沿走向长120m,沿倾斜长110m矿体走向71°,倾向南东,倾角470,呈脉状展布。

矿体厚度0.67~2.09m,平均0.98m。单工程品位1.77~3.84g/t,平均2.56g/t。

4.①-4号矿体

由39ZK602一个工程控制。分布于①-1号之下,43~35线-473~-532m标高范围内,沿走向长100m,沿倾斜长88m。矿体走向80°,倾向南东,倾角450,呈脉状展布。

矿体厚度0.70m,品位1.87g/t。

5.①-5号矿体

由3个工程控制。分布于①-1号之下,49~35线-267~-438m标高范围内,沿走向长190m,沿倾斜长220m。矿体走向78°,倾向南东,倾角50°,呈脉状展布。

矿体厚0.70~5.13m,平均2.20m。单工程品位1.80~2.48g/t,平均2.36g/t。

6.①-6号矿体

矿体储量占矿床总储量的0.06%。由47ZK604一个工程控制。分布于①-1号之下,45~41线-575~-660m标高范围内,沿走向长100m,沿倾斜长100m。矿体走向76°,倾向南东,倾角52°,呈脉状展布。

二、其他矿体地质特征

1.②号矿体地质特征

②矿体规模仅次于①-1号,其储量占矿床总储量的9%,由13个工程控制,其中穿脉2条,钻孔11个。

矿体赋存于①号矿体之下的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内。展布于19~28线-140~-500m标高范围内,沿走向长600m,沿倾斜长560m,矿体走向56°,倾向南东,倾角39°~54°,平均42°,呈脉状展布。

矿体厚0.63~6.76m,平均3.43m。单工程品位1.86~13.96g/t,平均3.74g/t。

2.③号矿体地质特征

由63ZK635一个工程控制,矿体赋于①号矿体之下的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内,分布于67~59线-320~-398m标高范围内,沿走向长100m,沿倾斜长100m。矿体走向80°,倾向南东,倾角40°,呈脉状展布,矿体厚0.84m,品位2.16g/t。

3.④号矿体地质特征

由16ZK644一个工程控制,矿体赋存于蚀变带下盘外带(黄铁绢英岩化花岗岩带)内,分布于10~18线-323~-383m标高范围内,沿走向长100m,沿倾斜长100m。矿体走向52°,倾向南东,倾角38°,呈脉状展布,矿体厚0.78m,品位1.79g/t。

4.⑤号矿体地质特征

矿体储量占矿床总储量的0.06%,由15ZK120和15ZK620两个工程控制。矿体赋存于蚀变带下盘外带(黄铁绢英岩化岗岩带)内。分布于19~11线-85~-280m标高范围内,沿走向长100m,沿倾斜长287m。矿体走向690,倾向南东,倾角450。呈脉状展布。

矿体厚1.19~1.73m,平均1.46m。单工程品位2.37~2.54g/t,平均2.47g/t。

8. 东桐峪矿区主要矿脉、矿体的地质特征

4.3.1 主矿脉判别标志

断裂(矿脉)的规模与金矿体的规模是正相关的。通过对小秦岭多个矿区(矿脉集中区)的勘探资料研究表明,各矿区已探明的储量90%集中在1~2条主脉上,因此,主脉的判定是本区石英脉(构造带)含矿评价的关键第一步。

所谓的“主矿脉”是指单脉金储量>5t(有的高达数十吨)的矿脉,探明的储量占矿区的绝大部分,形成各自所在矿区的“主矿脉”;如秦岭金矿60(30t)、9号脉;东闯矿区的507(>50t)、505、554号脉;文峪矿区的505号脉,以及东桐峪矿区的8、12号脉。

“主矿脉”应该是矿脉评价和深部找矿的主要对象;“主矿脉”识别标志综合总结如下:

1)容矿脆性断裂叠加在韧-脆性剪切带上,不是简单的脆性剪切面,识别这类断裂的宏观标志是发育有一定规模且连续延伸的糜棱岩、初糜棱岩等韧性变形构造岩带(长度多大于1000m以上);

表4.3 东桐峪金矿南区断裂构造特征表

续表

续表

续表

注:1.4E表示4号勘探线E侧;2.Q12.4-3表示Q12号脉4-3号勘探线;3.带“*”号的为地表未出露构造。据冶勘三院二分院统计资料,2002。

表4.4 开采矿脉主要特征

(据冶勘三院二分院统计资料,2002)

2)断裂产状变化大(无论走向,还是倾向),断裂面波状起伏特征明显(倾角变化大);

3)分支断裂发育,盲分支脉也十分发育,上盘分支比下盘发育;

4)断裂一般规模大,切割深;但不能以断裂的长短,而应以韧性变形带的宽度来评价断裂的规模,进而评价其含矿性;

5)部分容矿断裂有早期的岩脉充填,以辉绿岩为主,部分为闪长岩;

6)以NWW—EW向断裂为主,其次是NE向。

4.3.2 东桐峪矿区矿脉特征

矿区开采的7条矿脉,分别为Q8(Q8~3、Q8~4合称为Q8号脉)、Q14、Q8501(Q10)、Q12、Q121、Q971、Q904号脉,其中前3者均为近EW向,后4者为NE走向。

Q8、Q14、Q8501总体产状170°~200°∠35°~50°,无论在平面和剖面上三者均近于平行分布,相隔间距均为200~300m(图4.4)。Q12、Q121、Q971、Q904,在平面上近于平行分布,Q12倾向SE,倾角60°~73°;后3者倾向NW,总体产状305°~325°∠20°~40°,剖面上近平行分布,相隔间距40~60m。

矿区重点开采矿脉及主要矿体特征见表4.4、表4.5。

东桐峪金矿区南区近EW向(NWW向)、S倾组(以Q8号脉为代表)最有价值,其次是NE(NNE)向、SE倾组(以Q12号脉为代表)矿脉,SN向矿脉相对较薄,变化性较大。

本区矿石主要类型为含金石英脉型,其次为构造蚀变岩型。

矿床成矿期分为热液期和表生期,热液期分为4个主要成矿阶段,而金成矿阶段有3个。具多阶段叠加成矿特点:

1)早期粗粒黄铁矿-(金)-脉石英阶段(Ⅰ):为金矿的早期成矿阶段,金矿化较弱,形成贫金的石英脉主体。

2)细粒黄铁矿-金-脉石英阶段(Ⅱ):为金矿的早期主要成矿阶段,金矿化较强,从空间上看,多叠加在第Ⅰ成矿阶段主要石英脉破碎地段。

3)金-多金属硫化物-脉石英阶段(Ⅲ):为金矿化的重要成矿阶段,金矿化强烈,多独立形成多金属硫化物脉或叠加在前期破碎石英脉中。

4)石英-黄铁矿-碳酸盐阶段(Ⅳ):含金甚微。

东桐峪矿区矿化各阶段发育不均,以第Ⅰ、第Ⅲ阶段最为发育,而第Ⅱ阶段石英-细粒黄铁矿阶段发育较局限。东桐峪矿区矿化特征与东闯507号脉类似,而与杨砦峪60号脉不同,后者以第Ⅰ、第Ⅱ阶段发育为特征。

4.3.3 Q8号脉特征

4.3.3.1 矿脉特征

Q8号脉容矿构造带为压扭性构造,全长4430m,矿区长1900m,厚0.05~4.15m,平均1.31m,总体产状150°~200°∠40°~60°,分布在大月坪组内,构造由构造片岩、石英脉、糜棱岩、千枚岩组成,具黄铁矿化(褐铁矿化)、方铅矿化、闪锌矿化。该构造带分支明显,为一系列平行的构造带组成。构造带石英脉分布于中部,单体长7~280m,累计长1495.5m,厚0.13~2.08m,平均0.68m,无脉间距4~135m,产状与构造带一致。

表4.5 开采矿体特征

(据冶勘三院二分院总结资料,2002)

4.3.3.2 矿体特征

已探明主要金矿体集中在西部,长1686m(3~31线间),标高1200~600m,水平投影宽206~652m。1号矿体分布在7~11线间1016m标高以上,长360m,延深106~280m,厚0.13~2.22m,平均0.86m,平均品位18.54×10-6,金金属量约6t。2号矿体为盲矿体,分布在1号矿体西部,15~29线间,1200m标高以下,长800m,延深600m,厚0.18~2.90m,平均0.94m,平均品位17.86×10-6,金金属量大于10t。3号矿体为盲矿体,分布在23~29线间,1125~1052m标高区间,长350m,延深60m,下部在1056m标高与2号矿体相连,厚0.32~0.87m,平均0.64m,平均品位38.24×10-6,金金属量1.5t。

为研究Q8号脉,我们系统采集了前期勘查、矿山生产过程中形成的所有勘探数据。在采取地理坐标点时,以90°方向为横坐标(X),以标高为纵坐标(Z),以原水平纵坐标(Y)(断裂下断面)以及石英脉的真厚度(D)、矿体的真厚度(H,品位大于1×10-6样品真厚度累加值)、金品位(Au)和线金属量(矿体的真厚度与品位的乘积)为观测值。为了便于观察和统计计算,本次进行了简单的坐标变换,也就是将横坐标(X)统一减去37439000得为X'(X'=X-37439000),原水平纵坐标(Y)统一减去3812000得为Y'(Y'=Y-3812000)。将转换后的数据组合成一个数据库(X',Z,观测值),根据该数据库分别对Q8号脉进行研究。图4.5为东桐峪金矿Q8号脉观测数据点分布图。

图4.5 Q8号脉观测数据点分布图

图4.6、图4.7为石英脉厚度和矿体真厚度纵投影等值线图。从空间分布对应性看,两者的对应性较好,说明寻找石英脉是找矿的前提,石英脉型矿体是本区的主体。从目前控制地段看,有3个浓集厚度中心,一个位于东部上部,可能主要部分已经剥蚀;一个位于中部,是矿区主要采矿段;另一个位于西部,700m以下,目前仅仅控制其头部。3个矿体中间为300~400m的弱(无)矿地段。

矿体真厚度、Au品位(图4.8)和线金属总量(图4.9)分布特征反映了石英脉以及矿体的空间展布规律。其规律总结如下:

1)矿体厚度和线金属量在空间上呈25°~30°方向串珠状排列,构成宽为400~500m的矿体群带,目前矿区范围内仅仅控制了一个完整的矿体,另一个矿体在600m中段西部已控制其头部边部。

图4.6 Q8号脉石英脉厚度(D,m)等值线纵投影图

图4.7 Q8号脉矿体厚度(H,m)等值线纵投影图

2)沿矿带SW侧伏方向,含矿与贫矿段相间排列,贫矿段距离根据矿体分布的等间距性和目前已控制的2个矿体的距离推测为400~500m。

3)与含矿糜棱岩相比,石英脉空间上明显位于偏下部位,而富矿石英脉又多位于贫矿石英脉的偏上部位。从中部含矿段规律分析,从上到下,依次出现为含矿糜棱岩、富矿石英脉、贫矿石英脉。为何出现这种现象,与断面波形及成矿期断裂活动方式有关(下面详述)。

4)矿带内呈串珠状的富矿体长轴沿SE侧伏,侧伏角为20°~30°,沿侧伏方向富矿体一般长400~500m;沿富矿体侧伏方向目前矿区范围还没有控制新的矿体,根据矿体出现的等距性,推测另一个新的矿体可能分布在目前矿区已控制的矿体南东侧伏方向400~500m处,结合原地质队在东部上部探明的一个成矿地段,两者正好构成一个与西部成矿带平行的新的成矿带(图4.10)。

图4.8 Q8号脉矿体Au品位(10-6)等值线纵投影图

图4.9 Q8号脉矿体线金属量(10-6·m)等值线纵投影图

4.3.4 Q12号脉特征

4.3.4.1 矿脉特征

容矿构造带亦为压扭性构造,控制段长1540m,厚0.20~5.50m,平均1.63m,总体产状140°∠60°~73°,与Q8号脉斜交,分布在大月坪组内,构造带内特征与Q8号脉相同。

地表石英脉在构造带内见3条,累计长490m,厚0.05~1.10m,平均0.68m;在深部,石英脉广泛分布,集中在2~13线,厚0.05~3.00m,平均1.10m。产状与构造带一致。

4.3.4.2 矿体特征

脉内圈出3个金矿体,由西南至东北编为1~3号。1号矿体为盲矿体,分布在1460~940m标高间,长390m,延深520m,厚0.18~2.56m,平均1.12m,大于石英脉厚度,说明近矿围岩含矿,平均品位14.87×10-6;2号矿体基本为盲矿体,分布在1535m标高以下,长650m,延深大于750m,厚0.33~4.45m,平均0.99m,平均品位16.23×10-6;3号矿体分布在1221~1125m标高以下4~12线间,长379m,延深170m,厚1.55m,品位变化范围为2.54×10-6~37.93×10-6,平均品位16.23×10-6,主要部分已遭受剥蚀。

图4.10 Q8号脉线金属量等值线及矿体空间分布规律与盲矿预测图 (据冶勘三院二分院科研报告,2003)1一线金属量等值线;2一构造原生晕地球化学方法预测靶区;3一地质方法预测矿带边界线;4一勘探线位置及编号;5一矿液运移方向;6一坑道位置及标高;7一地质方法预测靶区范围; 8一见矿石英脉钻孔位置及编号;9一未见矿钻孔位置及编号;10一竖井及编号;11一地表及平硐石英脉;12一探槽及编号

我们也系统采集了Q12号脉勘探数据。在对Q12号脉采取地理坐标点时,首先采取真地理坐标,即以X方向为横坐标(X),以标高为纵坐标(Z),以原水平纵坐标(Y)以及石英脉的真厚度(D)、矿体的真厚度(H)、金品位(Au)和线金属量为观测值。第二步,为了便于观察和统计计算,进行坐标变换,首先将横坐标(X)统一减去37439000得为X'(X'=X-37439000),原水平纵坐标(Y)统一减去3812000得为Y'(Y'=Y-3812000)。第三步,进一步进行坐标变换,即以NE50°作为横坐标X',也就是将原水平坐标系统逆向旋转40°,其X',Y'和原X,Y之间的变换公式为

X'=X/cos40°+sin40°(Y-Xtg40°),Y'=cos40°(Y-Xtg40°)

通过转换后的数据坐标仅仅具有相对意义。转换后图件从西往东实际为NE50°方位。通过对比,X'值为1908为8号勘探线位置,1170为7号勘探线位置,700为15号勘探线位置。图4.11为本次利用的观察数据点位图。

图4.11 Q12号脉观测数据点分布图

图4.12、图4.13为石英脉厚度和矿体真厚度纵投影等值线图。从空间分布对应性看,两者的对应性较好,说明寻找石英脉仍然是找矿的前提,石英脉型矿体也是该组矿脉找矿的主体。从石英脉(矿体)空间分布规律分析,总体向SE侧伏,侧伏角较陡,为70°~80°;但其中的厚度中心变化较复杂,主体有2个,一是向SE侧伏,侧伏角较陡,二是近直立,近直立的厚度中心主要有2个,位于西侧的短粗,东侧的较细长。再者,石英脉和矿体厚度曲线构成向南西延伸(分布)的趋势(短轴方向),侧伏角度大致为50°~60°。

矿体品位分布和石英脉分布关系密切,不同的是,品位中心多位于石英脉厚度中心偏下部位,偏北东部位(图4.14)。从线金属量浓度富集中心看(图4.15),整体为一个矿体,只是矿体间贫、富矿有间隔,矿体整体略向SW深部侧伏,但从北东往南西,存在4个富矿中心,呈串珠状分布;各个富矿中心之间为贫矿段,贫矿段间距不超过200m,富矿中心和贫矿中心均向NE陡侧伏。

图4.12 Q12号脉石英脉厚度(D,m)等值线纵投影图

图4.13 Q12号脉矿体厚度(H,m)等值线纵投影图

图4.14 Q12号脉矿体Au品位(10-6)等值线纵投影图

图4.15 Q12号脉矿体线金属量(10-6·m)等值线纵投影图

9. Ⅱ矿带矿体地质地球化学特征及成因

3.10.1 矿体地质特征

通过系统的探矿工程工作,并辅以相应取样和化(试)验,在15~40勘探线范围内按下达的工业指标,圈定金矿体1个,编号为1号矿体。矿体分布在11~40号勘探线,矿体出露最高标高1283m(TC0),底板最低标高935m(ZK241孔),40m×40m的工程间距,共有5条探槽,一个小竖井,和45个见矿钻孔控制(图3.27)。矿体主体呈隐伏状态,地表仅在ZK003孔周边地表出露30m×30m的低品位矿体,TC0探槽揭露出露地表矿体平均品位0.77×10-6

图3.27 毕力赫金矿Ⅱ矿带基岩地质简图

1号矿体呈大透镜状、板柱状赋存于花岗闪长斑岩及上覆火山岩、火山碎屑岩内外接触带,尤其是内接触带中。赋矿岩石为花岗闪长玢岩和火山碎屑岩。矿体总体走向NW—NNW,控制NW长700m,控制斜深348m,NE宽70~310m(0线),矿体厚度(真厚度)最大132.68m(ZK034孔),最小2.32m(ZK201孔),平均厚度47.02m,厚度变化系数87%,属稳定型;矿石品位变化在0.5×10-6~54.76×10-6,平均2.73×10-6,品位变化系数97%,属较均匀型。

矿体平面上投影总体为不规则的火炬状,呈NW—NNW向展布,北西端宽大,似一火炬头,向南东逐渐变窄,似一火炬柄。勘探线剖面上矿体空间形态变化较大,于3线、0线、4线最厚,总体呈大透镜体状(图3.28)。向北西和南东宽度和厚度逐渐减小,并分别在7线北西、8线南东矿体变窄或出现分支矿体,矿体形态也渐变为不规则的厚板状、板柱状。

矿体纵剖面图上,呈NW向展布,分3段来描述。中段3~4线为矿体最主要部分,赋存于火山碎屑岩和花岗闪长斑岩体接触带,尤其在内接触带花岗闪长斑岩体内。矿体呈NW长约120m、NE长约300m的大透镜状,近水平状产出,共17个钻孔控制,水平投影面积2700m2,最大厚度(真厚度)132.68m,最小厚度10.52m,平均厚度73.34m,赋矿标高1105~1283m。矿体品位呈有规律的变化,中心高,单样最高品位54.76×10-6,上下及边部逐渐变贫,在矿体中心部位圈出一个近EW向长140m,SN宽约100m,平均厚22.60m(最大厚53.12m,最小5.52m),平均品位15.03×10-6的富矿包(图3.29)。

图3.28 毕力赫金矿区Ⅱ号矿带1号矿体0线剖面图

图3.29 毕力赫金矿区Ⅱ矿带1号矿体纵剖面图

1号矿体北西段7线以北出现分支,矿体逐渐变薄至15线尖灭。7~11线间,分布着1号矿体NW向的2个分支矿体,分上部分支矿体和下部分支矿体。上部矿体由2个平行矿体组成,4个钻孔控制,呈近水平的板状体,长约70m。该段矿体钻孔最大见矿厚度19.08m,最小厚度7.5m,平均厚度12.28m,赋矿标高1225~1265m,赋存于火山碎屑岩中。下部矿体呈不规则板状,产状倾向62°,倾角36°,控制斜长200m。该段矿体钻孔最大见矿厚度33.11m,最小厚度4.51m,平均厚度16.94m,赋矿标高1100~1210m,赋存于火山碎屑岩(上部)和花岗闪长斑岩体中(下部),为低品位矿体。下部分支矿体与上部分支矿体垂距80~135m。

1号矿体南东段8~24线,13个见矿钻孔控制,矿体形态呈板柱状,赋存于花岗闪长斑岩体上部。总体呈NNW向,水平长180m,斜长250m,向SSE深部倾伏,矿体倾向65~75°,倾角55°。该段矿体钻孔最大见矿厚度99.98m,最小厚度3.01m,平均厚度30.27m,赋矿标高935~1150m。24-40线间,有5个钻孔见矿。矿体随花岗闪长斑岩向南东深部侧伏而逐渐埋深加大。其中最北东见矿钻孔ZK409,在孔深450~512m之间连续矿化,见矿厚度62m,品位1.33×10-6;其中厚度超过10m矿段铜达到工业品位。显示上金、下金(铜)的变化趋势。

3.10.2 矿石特征

矿石为贫硫化物石英网脉蚀变岩型金矿,矿石中的金属矿物总量小于2%。金属矿物主要为黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、褐铁矿、辉钼矿、自然金,微量矿物有磁黄铁矿、赤铁矿、斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、自然铜、方铅矿、闪锌矿和毒砂等。非金属矿物主要为斜长石、石英、钾长石,其次为绢云母、黑云母、白云母、绿泥石、绿帘石、黝帘石、碳酸盐矿物、电气石、高岭土、粘土矿物等。

金矿物为自然金,多呈边界圆滑的浑圆状,部分呈尖角粒状和枝杈状,少量棱角明显,呈角粒状、长角粒状及板片状产出。主要载体矿物是石英,主要产于石英细-网脉中,以细微粒状为主,经15件样品27粒金矿物电子探针分析统计,其成色变化在948~1000,平均990,为高纯度自然金。自然金中含微量元素包括Cu0~2.22%,Ag0~3.32%,Ni0~0.77%,Fe0~0.47%。矿石主要有用组分为金,其他有用、有害组分含量甚微。

需要指出的是,矿石组合分析表明,含Cu0.002%~0.012%,W0.002%~0.016%,Mo0.002%~0.003%。这些金属元素与Au密切共生,呈正消长关系,富矿体与近矿围岩相比提高了一个数量级,是找矿地球化学标志,局部也可能富集形成具有工业价值的铜、钼矿体。其中ZK409钻孔在深度500m以下发现具有工业意义的铜-金矿体。

3.10.3 围岩蚀变特征

3.10.3.1 水平分带

对Ⅱ矿带地表取样74件,结合所取钻孔岩心样的蚀变特征,填制了Ⅱ矿带地表围岩蚀变分带略图(图3.30)。以花岗闪长斑岩体为中心和地表出露矿体部位为中心,蚀变由内向外逐渐减弱,岩体以及岩体与围岩接触处蚀变最为强烈。以岩体为中心向外可以划分出几个蚀变带:在岩体(矿体)地表出露部位发育石英-绢云母化带和钾质蚀变带叠合带;外围发育石英-绢云母化带;青磐岩化带则发育在远离岩体部位,近矿部位则多与石英-绢云母化带叠加出现。

Ⅱ矿带地表蚀变带呈现不对称环状,受含矿岩体以及地表矿体出露空间位置控制,北西以及南西侧蚀变强度低、环带宽度小;在北东以及南东部位,为含矿次火山侵入杂岩体侧伏、倾伏端上盘位置,热液蚀变作用强、蚀变带宽度大。在矿体北西端靠近矿体部位高岭土化等高级泥化蚀变相对发育,可能位于矿体上部,指示成矿热液由南东深部向北西浅部运移。

3.10.3.2 蚀变垂向分带

(1)Ⅱ矿带0线剖面蚀变分带

根据剖面代表性钻孔ZK002、ZK003、ZK006、ZK008、ZK009、ZK0010各单孔的蚀变类型、特征及其分带规律,将该剖面蚀变划分为4个带,即钾化带、钾化与石英-绢云母化(石英-绢云母化)叠合带、石英-绢云母化带以及青磐岩化带(图3.30)。需要特别指出的是,绢云母化以及碳酸盐化至少有2期,晚期形成的这2类蚀变带贯穿整个矿化蚀变体,造成包括二长花岗岩在内的蚀变,可能为后期细晶花岗岩侵入引起。

图 3. 30 毕力赫金矿床Ⅱ矿带地表围岩蚀变分带1—安山岩 / 安山质角砾岩; 2—凝灰质砂岩 / 凝灰质砂岩角砾岩; 3—花岗闪长斑岩; 4—断裂、推测断裂; 5—地表出露矿体; 6—地质体界线; 7—见矿钻孔/未见矿钻孔; 8—勘探线及其编号; 9—围岩蚀变分带。K—钾长石化; Q—硅化; Se—绢云母化; P—青磐岩化。Ⅰ—钾化带与石英-绢云母化叠合带;

钾化带主体位于二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩接触带偏上部位,一般剖面厚度50~100m,矿物组合钾长石+石英+碳酸盐+绢云母+黄铁矿;部分与石英-绢云母化叠合,两者叠合厚度为30~50m,矿物组合石英+绢云母+钾长石+碳酸盐+黄铁矿;石英-绢云母化带分布在石英闪长斑岩内以及岩体与火山岩及火山碎屑岩接触带附近,一般剖面厚度50~150m,矿物组合石英+碳酸盐+绢云母+黄铁矿;青磐岩化带多位于外围火山岩及火山碎屑岩中,范围较大,矿物组合石英+碳酸盐+绿泥石+绿帘石+黄铁矿。

蚀变分带规律性明显,以二长花岗斑岩为中心,从深部到浅部,从中心到外围,分别为(弱蚀变)细晶花岗岩-弱蚀变二长花岗岩(晚期绢云母化、碳酸盐化)→钾化带±电气石化带→钾化带+石英-绢云母化带→石英-绢云母化带→青磐岩化带±高岭土化带。

从图3.31可以看出,蚀变带分布受2个因素控制:一是二长花岗斑岩及细晶花岗岩空间位置,二是花岗闪长斑岩空间分布。蚀变带也呈现不对称环状,环带形状与浅成次火山杂岩体上侵作用形成的空间形态一致,向NE倾斜。主要蚀变带分布在岩体顶部偏北东上盘位置。需要指出的是,成矿期含矿二长花岗斑岩以及不含矿的成矿晚期或期后的细晶花岗岩沿早期石英闪长斑岩轴部侵入,稍早期斑岩体是成矿最有利的容矿地质体。

(2)Ⅱ矿带纵剖面蚀变分带

根据纵剖面代表性钻孔ZK153、ZK112、ZK075、ZK035、ZK006、ZK045、ZK086、ZK125、ZK203以及409号钻孔研究Ⅱ矿带纵剖面蚀变特征。观察发现,纵剖面蚀变类型、特征及其分带规律与0号勘探线剖面特征总体一致,蚀变可划分为4个带,即钾化带、钾化与石英-绢云母化叠合带、石英-绢云母化带以及青磐岩化带。需要指出的是,成矿晚期或期后还有一期绢云母化、碳酸盐化蚀变,可能与细晶花岗岩有关,贯穿整个矿化蚀变体,与成矿关系不密切,讨论时也不单独划分带。

钾化带主体位于二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩接触带花岗闪长斑岩中,一般剖面厚度50~100m,矿物组合石英+碳酸盐+钾长石+电气石+绿帘石+黄铁矿;钾化与石英-绢云母化叠合带,厚度约50m,矿物组合石英+碳酸盐+钾长石+绢云母+绿泥石+黄铁矿;石英-绢云母化带分布在石英闪长斑岩内以及岩体与火山岩及火山碎屑岩接触带附近,一般剖面厚度100~150m,矿物组合石英+碳酸盐+绢云母+绿泥石+绿帘石+电气石+黄铁矿;青磐岩化带多位于外围火山岩及火山碎屑岩中,范围较大,矿物组合碳酸盐+石英+绿泥石+绿帘石+黄铁矿。

蚀变分带规律性明显,以二长花岗斑岩为中心,从深部到浅部,从中心到外围,分别为(弱蚀变)细晶花岗岩-弱蚀变二长花岗岩→钾化带±电气石化带→钾化带+石英-绢云母化带→石英-绢云母化带→青磐岩化带±粘土化带(图3.32)。

从图3.32可以看出,蚀变带呈NW向,向SE深部倾斜。蚀变带空间分布特征与0线剖面一样,受二长花岗斑岩、细晶花岗岩和花岗闪长斑岩空间分布控制,围绕次火山杂岩体呈环带状。蚀变带也呈现不对称环状,南东部蚀变带宽度、强度大,而北西侧蚀变环带陡而薄。蚀变带形状与浅成次火山杂岩体上侵作用有关,主要蚀变带分布在岩体顶部偏南东部(岩体上盘)位置。

3.10.4 矿床成因分析

3.10.4.1 矿物包裹体

(1)Ⅱ矿带流体包裹体特征

选取Ⅱ矿带钻孔矿体石英脉和地表石英脉、石英碳酸盐脉样品开展成矿流体包裹体研究,样品特征见表3.14。Ⅱ矿带流体包裹体发育丰富,多为原生包裹体,包裹体丰度较高,少量次生包裹体。包裹体个体较小,多为2~8μm,少数大于10μm,包裹体形态包括不规则形态和规则的负晶形、长条形、方形、圆形等。包裹体类型为NaCl-H2O包裹体,包括纯气体包裹体和气液两相包裹体(富气相和富液相)。纯气体包裹体丰度小于3%,镜下呈暗黑色。富气相包裹体丰度小于5%,充填度大于70%,大小6~8μm,均一法测温所得均一温度均>550℃。富液相包裹体是最主要的包裹体类型,丰度大于90%,形态多较规则,充填度5%~30%,大多数充填度为10%,占此类包裹体的70%。

图 3. 31 毕力赫金矿Ⅱ矿带 0 号勘探线剖面蚀变分带图

流体包裹体显微测温由中国地质大学(北京)流体包裹体实验室完成,所使用的仪器为英国Linkam公司生产的THMSG600型冷热台(温控范围-196~600℃),冰点温度误差小于0.2℃,均一温度误差小于2℃,升/降温速率一般为10℃/min,在相变点温度附近为<1℃/min。

图 3. 32 毕力赫金矿Ⅱ矿带纵剖面蚀变分带图

表 3. 14 Ⅱ矿带流体包裹体测试样品

原生包裹体均一温度分为大于550℃和小于380℃两个区间(图3.32),大于550℃的均为富气相包裹体所测得,小于380℃的数据为富液相包裹体所测得,均一温度变化在108~375℃之间(图3.33),以小于200℃居多,107组数据平均值为194℃。出现330~340℃、170~200℃和150~170℃3个峰值区,与3个成矿阶段相吻合。包裹体盐度又分为2个区间,一个区间盐度变化为0.88%~8.68%,算术平均值为3.57%,众值多集中在1.5%~4.5%(图3.34);另一个盐度区间盐度变化在12.5%~17.5%,为早阶段成矿流体特征。次生包裹体3个数据显示出了原生包裹体一致的特点,均一温度193~216℃,与主成矿阶段的均一温度对应,盐度3.39%~3.87%,显示低盐度的特点。

图 3. 33 毕力赫金矿区Ⅱ矿带石英流体包裹体均一温度直方图

图 3. 34 毕力赫金矿区Ⅱ矿带石英流体包裹体盐度直方图

(2)Ⅰ矿带流体包裹体特征

Ⅰ矿带工作由硕士研究生睢程晨(2009)所做。选取了Ⅰ矿带不同蚀变类型矿石石英脉中的石英和方解石脉中的方解石进行了流体包裹体形态、大小、类型、均一温度、盐度等研究。样品特征见表3.15。

表3.15 Ⅰ矿带流体包裹体测试样品特征

通过显微镜下观察,矿石石英脉中流体包裹体发育丰富,分布杂乱,多为原生包裹体,但个体较小,多在2~8μm,占80%,极少大于10μm。方解石中流体包裹体发育较少,个体也较小,多在3~10μm。包裹体形态不一,有规则的呈石英负晶形、长条形、近圆形、三角形、半月形等,也有不规则形态。流体包裹体类型包括NaCl-H2O包裹体和含子晶的包裹体,其中NaCl-H2O包裹体包括纯气体包裹体、气液两相包裹体(富气相和富液相)。

纯气体包裹体(V):室温下为单一气相,占包裹体总量的少数(<10%),在显微镜下呈暗灰色,形状多不规则。

气液两相包裹体(V-L):包括气体充填度V/V+L>60%的富气相包裹体和V/V+L<50%的富液相包裹体。富气相包裹体所占比例也较小(<10%),均一法测温时,随着温度升高气泡体积逐渐增大,最后均一到气相,此类包裹体的均一温度均较高(>350℃)。富液相包裹体V/V+L<50%是本区最主要的包裹体类型,占包裹体总数的70%,充填度多在10%~25%,显微镜下气泡清晰可见。此类包裹体形状多呈规则的负晶形、长条状、半月形等,通常成群分布。

含子晶包裹体(V+L+S):形状较规则,大小在3~8μm,此类样品在包裹体中占极少数(<5%),仅在一个样品中的石英脉中出现,样品为弱绿泥石化和绢云母化的安山岩。

本次研究选取了五、六中段每一种蚀变类型矿石的典型样品中的石英脉测试了10~15个均一温度和盐度数据,对有穿切关系的石英脉分开测试。图3.35是五、六中段矿石样品的均一温度直方图,由图可见均一温度分为大于430℃和小于350℃的2个部分,大于430℃的均为富气相液体测温所得。其余包裹体均一温度为105~329℃,平均189℃,分别在220~280℃、160~220℃和120~160℃出现3个峰值,暗示了成矿的3个阶段。方解石的均一温度仅有22个数据,均一温度众值集中在153~246℃,平均188℃,在170~200℃和220~250℃出现峰值,与石英数据的2个峰值一致,说明方解石为同期成矿热液演化到后期分异的结果。从3个阶段数据的分布来看,所有类型样品的石英脉和方解石脉中均共存3个阶段的数据,表明不同阶段的成矿热液均沿着先存裂隙充填、演化,这也正好解释了显微镜下观察到的石英脉中心为碳酸盐脉的现象。

图3.35 毕力赫金矿区Ⅰ矿带流体包裹体均一温度直方图

图3.36是五、六中段样品的盐度数据直方图,盐度数据中含子晶三相包裹体的盐度较高,在34.74%~38.24%,表现为岩浆流体的特征。其余的数据盐度为2.07%~15.5%,平均值5.65%,分别在2.5%~4.5%和4.5%~9.5%和12.5%~15.5%出现3个峰段,只是大于12.5wt%的数据占少数。

图3.36 毕力赫金矿区Ⅰ矿带流体包裹体盐度直方图

(3)Ⅱ矿带与Ⅰ矿带流体包裹体特征对比

综上所述,Ⅰ矿带矿体样品与Ⅱ矿带矿体样品的包裹体丰度、大小、形态、类型均具有一致的特点。Ⅰ矿带均一温度3个峰值区为220~280℃、160~220℃、120~160℃对应3个成矿阶段,Ⅱ矿带均一温度3个峰值区330~340℃、170~200℃和150~170℃,主成矿阶段对应170~200℃,与Ⅰ矿带160~220℃一致,只是Ⅱ矿带温度偏高。Ⅰ矿带盐度峰值2.5%~4.5%,与Ⅱ矿带1.5%~4.5%相一致。

图3.37是Ⅰ矿带矿石、Ⅱ矿带矿体和地表样品温度-盐度投点图,由图所示盐度值在10%出现了一个明显的分段,Ⅰ矿带样品石英数据较少,但在方解石数据中有明显反应。盐度小于10%的包裹体表现为中高温-低温特征,中等盐度10%~15%的包裹体表现为中低温特征,而高盐度(大于35%)的包裹体表现为低温特征,为包裹体沸腾结果。根据地表观察到的不同产状的石英脉相互穿切的现象,以及Ⅰ矿带五、六中段和Ⅱ矿带钻孔样品,野外以及镜下均观察到多期次石英、碳酸盐脉穿切的现象,推测成矿的多阶段性。

3.10.4.2 氢氧同位素

本次工作采集了毕力赫金矿Ⅱ矿带4件石英样品开展氢氧同位素测试(表3.16)。4件样品位于1号矿体富矿部位,均为第二阶段烟灰色石英脉,该组脉体穿插早期钾长石-石英脉,并被晚期蛋白质翠绿色石英脉和石英-碳酸盐脉穿插,为主要金矿化阶段产物,也是金主要载体矿物,代表主成矿阶段成矿流体特征。

图3.37 毕力赫金矿Ⅰ、Ⅱ矿带矿石和地表流体包裹体均一温度-盐度投点图

表3.16 内蒙古毕力赫金矿床成矿流体石英H、O同位素组成

注:样品由中国地质科学院矿产资源研究所在MAT253EM质谱仪上测试完成。测试方法为BrF5法,分析精度±0.2‰,采用的国际标准SMOW。

4件样品δ18DSMOW值变化为-88‰~-114‰。石英的δ18O分布为10.2‰~11.4‰,比较均一。根据同一个样品的流体包裹体测温资料,按同位素分馏公式1000lnα=3.38×106T2-3.4(200~500℃)(Clayton等,1972)计算出平衡条件下流体的δ18OH2O值。矿床δ18OH2O值变化范围为-1.24‰~-1.97‰。在Sheppard等(1974)拟订的δD-δ18OH2O图解中(图3.38),4件样品投影在岩浆水范围与大气降水热液线之间,指示主成矿期成矿热液为岩浆水与大气降水混合物,以大气降水为主,和传统火山岩地区斑岩-浅成低温热液成矿系统对成矿热液认识是一致的。

3.10.4.3 成矿时代

(1)成矿地质证据

Ⅱ矿带金矿化发生在火山活动晚期次火山岩浆活动过程中,从地质体穿叉关系和遭受矿化蚀变情况看,金矿化发生在花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩侵位之后,细晶花岗岩脉侵入以及钾长花岗斑岩就位之前。

从毕力赫矿区Ⅰ矿带各矿体的相互关系看,其原先应为一个完整的矿体,被后期次火山岩体(脉)的侵入而发生肢解,反映矿化发生于早期火山活动之后,次火山岩体脉(细晶花岗岩、细晶岩)侵入之前。细晶花岗岩特征与Ⅱ矿带的一致。

图3.38 毕力赫金矿Ⅱ矿带成矿流体的H、O同位素图

(2)辉钼矿Re-Os同位素年代学

为查明成矿年龄,本次采集了毕力赫金矿区Ⅱ矿带6件含辉钼矿的矿石以及围岩样品进行Re-Os同位素年龄测定。

所采的6件样品,均位于深部隐伏斑岩体内,包括了富矿石、贫矿石、近矿围岩和远矿围岩中含辉钼矿岩、矿石样品。含辉钼矿主岩包括花岗闪长斑岩和二长花岗斑岩。总体看,样品分布比较均匀,西至3线,东到16线,从深度118m到深度260m。样品代表性比较强。

所采集的样品中辉钼矿有2种产状,一种产状呈细脉状沿岩、矿石裂隙充填,构成辉钼矿-石英脉,少量与黄铜矿共生,形成辉钼矿-黄铜矿-石英脉,其中的辉钼矿呈叶片状、弯曲片状产出,粒度比较粗大,粒径多在0.1~0.5mm,该类脉体被稍晚期金-石英脉切穿,为成矿早阶段产物。辉钼矿另一种产状呈稀疏浸染状、团块状产出,呈叶片状,半自形晶,分布不均匀,粒度相对比较细小;该类辉钼矿与黄铁矿、黄铜矿、毒砂、闪锌矿、自然金等金属矿物伴生,伴生蚀变主要为硅化、绢云母化、碳酸盐(白云石)化,推测该期辉钼矿为金主矿化阶段产物。具体样品特征见表3.17。

表3.17 毕力赫金矿Ⅱ矿带辉钼矿样品特征

毕力赫金矿辉钼矿样品Re-Os同位素测试结果见表3.18。样品号为08T06的样品模式年龄比较离群,因此做了2遍,但结果比较一致。

由表3.18可知,辉钼矿中Re与187Os含量变化协调,给出的6件模式年龄为(249.6±3.4)~(273.3±4.1)Ma。每件样品模式年龄的误差较小,分析结果可靠,其中08T06号样品给出了偏小的年龄(249.6±3.4)Ma,与其他5件样品偏差大,但2次平行分析结果基本一致,可以认为是样品本身造成的。考虑到Re和Os在辉钼矿单晶中存在“失耦”现象(Stein等,2003;杜文道等,2007),而08T06号样品中辉钼矿获得(249.8±3.5)Ma的年龄值,该样品做了2次分析,结果非常吻合,可能是成矿晚阶段产物。

表3.18 毕力赫金矿Ⅱ矿带中辉钼矿Re,Os同位素数据

注:模式年龄t按公式t=1/λ[ln(1+187Os/187Re)]计算,其中λ(187Re衰变常数)=1.666×10-11yr-1(Smo-liar等,1996)。表中080909-22和080905-21为本批实验标准物质GBW04435(HLP)测定结果,GBW04435(HLP)为国标参考值。

利用Isoplot软件(Ludwig,1999)对所测的6个数据中的5个(08T06样品数据在等时线和加权平均年龄上与另外5个数据偏离较大)进行187Re-187Os等时线拟合,线性关系很好(图3.39),获得等时线年龄为(272.7±1.6)Ma,MSWD=0.57。5个样品的加权平均年龄(271.3±1.7)Ma,MSWD=1.06(图3.40)。相比而言,等时线年龄更可靠。毕力赫金矿辉钼矿等时线年龄及加权平均年龄基本一致,等时线年龄代表了主期辉钼矿的形成年龄。

结果表明,辉钼矿获得的(272.7±1.6)Ma应为矿区金成矿期早阶段石英-辉钼矿-(黄铜矿)阶段年龄,为金成矿年龄上限;而(249.8±3.5)Ma可能代表金成矿期下限,厘定毕力赫金矿床成矿时代为250~270Ma,属于晚古生代晚期(早二叠世)。

3.10.4.4 矿床类型

毕力赫金矿属浅成低温热液-斑岩型矿床,主要证据:①矿床位于晚古生代活动大陆边缘,该时期古亚洲洋向N俯冲碰撞,是浅成低温热液-斑岩成矿系统发育的有利时期和空间;②金矿化位于火山及次火山斑岩体内,矿体以及含矿岩体受火山构造控制,它们之间具有密切的空间关系;③含矿岩体具有典型的单向固结结构(UST),围绕岩体(矿体)出现典型的斑岩-浅成低温矿床的围岩蚀变及其分带性;④金矿成矿时代与含矿斑岩体成岩时代以及火山岩成岩时代基本一致,均为晚古生代,他们具有时间上的联系;⑤金矿成矿作用与火山-次火山活动具有成因上联系,表现在成矿流体来源,微量、稀土元素组成特征等方面。

图3.39 毕力赫金矿中辉钼矿Re-Os同位素等时线

图3.40 毕力赫金矿中辉钼矿Re-Os模式年龄加权平均值

10. 矿区主要矿体地质特征

一、北一铁矿体

分布于北西起石碌岭,东抵大英山(至E23线以东400m),南达红房山背斜南东隐伏端至石灰顶向斜的北侧,构造上处于北一向斜轴部(图3-7)。EW向已控制长度3525m,出露长度1150m。矿体厚度,西段铅垂厚最大430m,向东分散成十余层,单层厚度60~80m,至三稜山一带大部分尖灭而只剩3层,单层厚度变薄为20~30m甚至更小。南北宽度,西部地表宽度362m,深部宽度463m,往东大于1km,单层宽约500m左右。矿体形态总体呈层状—似层状,走向连续分布;横剖面上自西而东矿体呈心形、箱形或层带形。矿体产状与围岩产状一致,同步褶皱(详见以上各节 相关图和以下相关章 节 )。矿体从西到东,由富变贫,由厚变薄。平炉矿主要集中在矿体西部。矿体平均品位(wB)TFe58%,S0.641%,P0.019%。铁矿体出露地表、厚度和规模巨大,呈层状、似层状,品位变化较均匀,适于露天开采,但矿体产状变化较大。

二、南六铁矿体

位于石灰顶向斜南翼(图3-7),其分布西起XXⅢa线西57m,东至XXXⅡ线趋于尖灭,继续延伸为其下盘枫树下矿体所取代。走向长度930m,倾斜深度平均207m,矿体出露标高465~191m,高差274m。矿体平均厚度15.0m。矿体产状;走向N43°W,倾向NE,倾角0°~85°。矿体形态为似层状,但往深部因产状变陡,在向斜凹部又变缓而呈椅形,矿体形态不甚规则,沿走向、倾向均有分支复合现象。厚度变化沿走向中间厚,两端薄,沿倾向浅部薄而多层,往深部合并增厚或者急剧尖灭。矿体平均品位(wB)TFe51.82%,S0.084%~2.32%,SiO28.21%。开采技术条件较好,宜露天开采。

三、枫树下铁矿体

位于石碌岭之南东2km(图3-7),为枫树下区段最大的铁矿体。构造上处于枫树下向斜的南翼。矿体走向N55°W,长度1800m,宽度14~222m,出露标高408~200m,高差208m。矿体向NNE倾斜,倾角30°~60°。呈层状—似层状,矿体平均品位(wB)TFe51.59%,S0.025%,P0.011%,SiO217.40%。宜露天开采。

四、一号钴矿体

分布在北一区段(图3-7),占全区段矿石总储量的98%。西起Ⅸa线以西15m,东延至E8线以东25m(图3-11),已控制东西延长达1221m,为一隐伏盲矿体。赋存标高以西部最高为300m、东部最低为-262m、整个矿体高度为562m。矿体在剖面上的展开宽度50~557m,平均宽度191m。矿体厚度最大为34.44m,一般2~5m,平均4.35m,厚度变化系数为115。矿体主要赋存于北一向斜南翼及谷部,形态产状明显受褶皱构造的制约,总体以似层状为主,少数为似层状—透镜状。属中—大型规模。矿体厚度、品位变化的总趋势是:浅部复杂,深部稳定;北翼复杂,南翼稳定;西部复杂,东部稳定。矿体平均品位(wB)Co0.308%,Cu0.75%,Ni0.09%。矿床开采技术条件中等,深部适于坑道开采。

五、一号铜矿体

分布在北一区段(图3-7),占全区段矿石总储量的92%。西起Ⅻa线之西20m,向东延至Ⅷa线以东21m,长440m(图3-11)。矿体在Ⅹ线以西出露地表,Ⅹ线往东潜入地下。由西向东倾伏,倾伏角平均35°。出露标高最高450m,最低160m,矿体高度290m。矿体展开宽度20~467m,平均为257m。矿体真厚度3~35.71m,平均6.11m。厚度变化系数118%。矿体主要赋存在北一向斜Ⅻa~Ⅻ线之间的北翼,往东扩延至核部及两翼,至Ⅸ线一带北翼矿体不复存在,仅赋存于核部及南翼。矿体形态总体为向西扬起、向东倾伏的箕斗形。矿体产状总体走向与向斜轴一致,倾角随所在向斜部位的不同而不等。总体看,本铜矿体为厚度不稳定,形态变化复杂,中型规模之层状—透镜状矿体。矿体平均品位(wB)Cu1.69%、Co0.004%,基本不含镍。矿床开采技术条件中等,浅部矿体可与铁矿一并露天开采,0m标高以下矿体宜单独地下坑道开采。

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