內(nèi)蒙古東部某紫色土型金礦床地質(zhì)特征及成因分析

黑石梁金礦是在21世紀(jì)初從秋格明塔什-黃山做出的另一個石英脈金礦床發(fā)現(xiàn)的。這條帶是東部天山覺羅塔格地區(qū)的金礦床分布區(qū)。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)30多個金礦床（點），估計潛在資源為400-103kg。前人已對該帶及以康古爾金礦為代表的該帶西部金礦床開展了詳細(xì)的礦床特征、成礦作用、成因機(jī)制、成巖成礦時代、流體來源及原生暈特征等方面的研究工作[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19],主要礦床均位于該帶的中西部,東部雖有較多含金石英脈存在,但成型的礦床較少,黑石梁金礦是目前在秋格明塔什—黃山韌性剪切帶東部發(fā)現(xiàn)的少量成型礦床之一。本文通過對該礦床地質(zhì)特征的研究,總結(jié)了成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律,為在秋格明塔什—黃山韌性剪切帶東段尋找此類礦床提供了依據(jù)。1秋格明塔什—區(qū)域成礦條件該區(qū)位于東天山覺羅塔格晚古生代溝弧帶內(nèi)的干墩-苦水早石炭世裂陷槽邊緣相帶(圖1),成礦單元屬康古爾—土屋—黃山-Cu-Ni-Au-Ag-Mo-PbZn-RM-鈉硝石—硅灰石—煤礦帶,是新疆銅、鎳、金、銀主要礦帶之一。區(qū)內(nèi)出露地層主要為下泥盆統(tǒng)大南湖組、上石炭統(tǒng)梧桐窩子組,屬覺羅塔格地層分區(qū)。秋格明塔什—黃山韌性剪切帶位于覺羅塔格地區(qū)的中部,是北部的吐哈地塊與南部的中天山地塊發(fā)生強(qiáng)烈擠壓右型剪切變形作用的產(chǎn)物。該剪切帶自小熱泉子以西,向東經(jīng)康古爾塔格、庫姆塔格沙壟、黃山、鏡兒泉,一直延伸到甘肅北部,進(jìn)入蒙古,長達(dá)500km以上,呈近EW向延伸,是東疆地區(qū)一條極為明顯的巨型韌性剪切帶。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育,以中酸性巖類最多,其次為基性、超基性巖類。侵入巖體多呈東西、北西西和北東東向長軸狀產(chǎn)出,而巖體群則做明顯的帶狀展布,并受深斷裂控制,巖漿活動時期主要為加里東期和華力西期。2礦區(qū)地質(zhì)特征2.1爆發(fā)—地層區(qū)內(nèi)出露地層主要為古生界、新生界。下泥盆統(tǒng)大南湖組,為一套淺海相中—基性爆發(fā)—噴溢相火山巖石組合,夾少量的正常沉積巖薄層,與上覆梧桐窩子組為斷層接觸;上石炭統(tǒng)梧桐窩子組,為一套海底噴溢相的基性熔巖;漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)桃樹園組,為干旱氣候條件下內(nèi)陸盆地形成的河流—湖泊相紅色沉積;全新統(tǒng)為沖洪積物。2.2糜棱巖化作用礦區(qū)位于秋格明塔什—黃山韌性剪切帶中,康古爾深大斷裂從礦區(qū)北側(cè)呈北東東向通過,受其影響區(qū)內(nèi)巖石普遍發(fā)生較強(qiáng)的糜棱巖化作用,變形變質(zhì)特征十分明顯,糜棱條帶狀構(gòu)造、眼球透鏡體狀構(gòu)造普遍存在,糜棱線理、糜棱片理在巖石中較為發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)沿北東東走向發(fā)生的糜棱巖化作用的強(qiáng)弱在垂直走向上表現(xiàn)為不均勻,普遍表現(xiàn)為中等強(qiáng)度的糜棱巖化作用,而強(qiáng)韌性剪切變形變質(zhì)作用影響的寬度較小,多集中在石英脈較發(fā)育的部位,由北向南有逐漸增強(qiáng)的趨勢。礦區(qū)內(nèi)存在2期構(gòu)造張裂隙,第一期為共軛剪切X型,由閃長巖脈充填,走向北北西向,沿走向平行密集排列,蜿蜒舒緩曲形產(chǎn)出,該期張裂隙規(guī)模大,裂深大,有深源基性巖漿上涌。第二期張裂隙由石英脈填充,走向北東向,與區(qū)域構(gòu)造方向一致,一般規(guī)模較小,局部規(guī)模較大,該期裂隙切割早期的裂隙,但錯動不明顯(圖2)。2.3組織分布及特征區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育,主要為華力西中期侵入巖,另見有少量加里東期侵入巖分布。華力西中期侵入巖:分布于礦區(qū)大部,巖性主要為花崗閃長巖、石英閃長巖。巖石具初糜棱結(jié)構(gòu),條帶狀構(gòu)造、似片麻狀構(gòu)造,長英質(zhì)礦物具擠壓、拉伸的變形特征。后生蝕變礦物葉綠泥石、黑云母、絹云母多沿裂隙交代存在。加里東期侵入巖:分布于礦區(qū)東南角,巖性主要為花崗巖,糜棱結(jié)構(gòu),眼球—平行條帶狀構(gòu)造。受區(qū)域構(gòu)造及康古爾韌性剪切構(gòu)造活動影響,巖石均發(fā)生強(qiáng)烈變形變質(zhì)作用,多以糜棱巖的形式存在,巖石中拉伸線理、定向構(gòu)造明顯。脈巖:區(qū)內(nèi)脈巖非常發(fā)育,以閃長巖脈最為突出,次為石英脈和花崗巖脈。閃長巖脈:呈北西西走向近乎等間距平行密集分布,與區(qū)域構(gòu)造線方向和侵入巖體展布方向近乎垂直,切穿區(qū)內(nèi)不同期次的侵入巖體,其被后期的石英脈、花崗巖脈切割,但無位移;石英脈:與成礦關(guān)系密切,區(qū)內(nèi)較為發(fā)育,脈體大小規(guī)模不一。規(guī)模小的脈體長10~100m,寬0.1~1m,多沿北東向斷續(xù)產(chǎn)出;規(guī)模較大的脈狀體長100~600m,寬0.5~5m,石英脈走向多為北東向,傾向南東,傾角多在70°以上,少數(shù)具有金礦化,規(guī)模較小的礦化較好,大脈礦化極不均勻;花崗巖脈:分布較少,走向北東向或近東西向,脈長100~500m,脈寬1~3m,沿晚期張裂隙分布,與石英脈為同期產(chǎn)物。2.4蝕變的聚合物巖區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用與深大斷裂和韌性剪切活動有密切的關(guān)系,主要為動力變質(zhì)作用,表現(xiàn)為韌性剪切變形變質(zhì)特征,巖石中存在著普遍的變余糜棱結(jié)構(gòu)和初糜棱結(jié)構(gòu),碎斑—眼球狀構(gòu)造和糜棱條帶狀構(gòu)造。礦物組份特征也反映為動力變質(zhì)的特性,斜長石普遍碎?；⒕哂薪佋颇富g變;石英具亞顆?；?并呈粒狀變晶鑲嵌集合體狀存在,內(nèi)部殘留石英具強(qiáng)波狀消光。立方體黃鐵礦呈壓扁狀,形成壓力影。新生礦物主要為絹云母、綠泥石、纖閃石、白云母等,為低綠片巖相的變質(zhì)礦物組合。3礦床的地質(zhì)特征3.1礦體地質(zhì)特征礦區(qū)內(nèi)共圈出7個金礦體(編號1、2、3、4、5-1、5-2、5-3),賦存于康古爾深大斷裂南側(cè)強(qiáng)韌性剪切變形變質(zhì)帶內(nèi)的石英脈中,礦體形態(tài)以脈狀為主,個別呈透鏡狀,長16~176m,厚0.27~4.33m,沿傾向控制延深24~248m,向深部礦體逐漸尖滅,走向以北東向為主(38°~60°),次為近東西走向(93°),傾向南東或南,傾角62°~87°。礦體平均品位1.97~13.43g/t,品位變化均勻。礦體頂?shù)装鍑鷰r為糜棱巖化石英閃長巖、石英閃長質(zhì)糜棱巖為主,4號礦體為主礦體。4號礦體:礦體產(chǎn)于韌性剪切強(qiáng)糜棱巖化帶中的北東向張裂隙中,賦礦巖石為石英脈?？傮w形態(tài)呈向西側(cè)伏的上陡、下緩、呈舒緩波狀延伸的脈狀體(圖3、圖4),礦體走向55°,傾向南東,傾角45°~88°,平均74°。礦體地表長115m,深部長176m,目前控制礦體斜深248m,礦體厚0.27~3.89m,平均厚1.13m,厚度變化系數(shù)76.7%,變化較穩(wěn)定。礦體Au平均品位1.53~21.21g/t,Au平均品位4.12g/t,品位變化系數(shù)88.2%,有用組分分布均勻。礦體品位由北東段向南西段、由淺部向深部逐漸降低。3.2原生金屬礦物礦石呈他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu),不均勻斑狀構(gòu)造、細(xì)脈條帶狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造。礦石中金屬礦物有自然金、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、輝銅礦、銅蘭、氯銅礦、孔雀石等;非金屬礦物以石英為主,次為斜長石、方解石、電氣石等。自然金多為次生金,見有少量原生金。次生金呈微細(xì)粒他形浸染狀、集合體狀存在于粉末—膠狀假象褐鐵礦中和存在于銅蘭、假象褐鐵礦邊緣,粒徑0.001~0.003mm;原生金呈他形—半自形粒狀,粒徑大于0.01mm,以包裹金和裂隙金存在于石英脈石中,原生金還存在于黃鐵礦的裂隙中。3.3含金剪切帶的蝕變過程根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、礦體及礦石特征,結(jié)合顯微鏡下光、薄片觀察結(jié)果,黑石梁金礦的成礦演化劃分為含暗金的早期階段、含細(xì)粒金的中期階段和含塊金的晚期階段(表1)(博那梅宗1988)。早期階段:韌性剪切變形變質(zhì)作用的發(fā)生和演化過程中,巖漿熱液流體、變質(zhì)熱液流體及天水循環(huán)流體從礦源層中將金萃取出來,形成含金的流體。在剪切帶由韌性變形演進(jìn)至韌—脆性變形的過渡階段,含金流體沿剪切變質(zhì)帶向上運(yùn)移沉淀,形成金礦化蝕變,以強(qiáng)烈的綠泥石化(絹云母化)和硅化、碳酸鹽化蝕變作用為特征,同時伴有含金磁黃鐵礦沿葉里面的結(jié)晶作用。早期階段,金通過置換鐵呈固溶體的形式存在于磁黃鐵礦或黃鐵礦中,為無礦物顯現(xiàn)的暗金階段。中期階段:在剪切帶內(nèi)形成的剪切裂隙中充填含有不同數(shù)量硫化物的塊狀石英脈,隨著剪切帶的繼續(xù)活動,已充填在斷裂內(nèi)的塊狀石英脈被改造,形成一種能俘獲金的“微砂糖狀石英”的礦物相,產(chǎn)生具有工業(yè)意義的金礦化。該期金礦化是早期金礦化的延續(xù),金以一種礦物相出現(xiàn),金顆粒細(xì)小,呈包裹體形式賦存于硫化物和“微砂糖狀石英”中,或呈浸染狀微粒分布于硫化物晶體周圍。該階段金礦化不顯示與礦物有任何優(yōu)選伴生關(guān)系,可同時與多個礦物相伴生。晚期階段:在擠壓構(gòu)造機(jī)制的作用下,含金剪切帶內(nèi)發(fā)育一系列張性裂隙,使礦物相(如石英)出現(xiàn)大量小晶洞,微砂糖狀石英重結(jié)晶呈細(xì)粒自形石英。有時金呈數(shù)毫米大小的顆粒產(chǎn)出。該階段不再有新的金礦化,只是前2個階段的礦化發(fā)生重新分配,出現(xiàn)強(qiáng)烈的塊金效應(yīng)。4剪切裂隙構(gòu)造韌性剪切構(gòu)造帶:黑石梁金礦床處在秋格明塔什—黃山韌性剪切帶中。金礦體大多產(chǎn)于韌性剪切帶的強(qiáng)變形變質(zhì)糜棱巖、糜棱片巖、超糜棱巖帶中。無疑這些產(chǎn)出位置上的金礦受大型韌性剪切構(gòu)造帶演化發(fā)展的控制。剪切裂隙構(gòu)造:金礦體大多產(chǎn)于韌性剪切強(qiáng)應(yīng)變和變質(zhì)部位的剪切裂隙中,容礦裂隙主要為與剪切帶平行或大致平行的剪切裂隙。剪切帶旁側(cè)的次級構(gòu)造裂隙也是有利的容礦裂隙。構(gòu)造—綠片巖相:在韌性剪切變形變質(zhì)作用最強(qiáng)烈的核心部位形成糜棱巖、超糜棱巖、糜棱片巖等,并進(jìn)而最終變質(zhì)形成綠片巖相變質(zhì)巖石。礦化熱液蝕變選擇這些部位的巖石和裂隙進(jìn)行交代和就位形成金礦體。構(gòu)造—巖漿活動:沿秋格明塔什—黃山韌性剪切帶,加里東期和華力西期巖漿活動十分強(qiáng)烈,巖