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多金属矿床地质特征及成因

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摘要:华县百花岭金银多金属矿床位于华北板块南缘豫西断隆西段金堆城坳陷区,受区内青岗平大断裂的次级构造控制,赋矿地层为中元古界蓟县系官道口群高山河组,局部为中元古界长城系熊耳群,燕山期岩浆热液作用明显。文章通过阐述华县百花岭金银多金属矿床成矿地质背景、矿床地质特征,分析成岩成矿环境及矿床成因,认为百花岭金银多金属矿床是与金堆城含矿斑岩体有关的浅成低温热液型矿床。

关键词:百花岭金银多金属矿;地质特征;矿床成因;成矿模式

华县百花岭金银多金属矿床行政区划属陕西省华县金堆镇百花岭村-栗峪村管辖,地理坐标:东经109°57'15″~110°00'15″,北纬34°18'00″~34°20'00″。“陕西省华县百花岭-桃园地区金银多金属矿普查”项目,2010年开始由陕西省地质勘查基金投入,2013年陕西省地勘基金续作,并纳于“陕西省金堆城钼矿床深部与外围钼多金属矿整装勘查”重点项目。通过地质填图、地化剖面测量、结合槽探及少量钻探稀疏控制,在矿区北部初步圈定两条规模较大的金矿体,初步估算金资源达中型以上,深部找矿潜力达大型以上。本文通过阐述百花岭金银多金属矿床成矿地质背景、矿床地质特征,分析成岩成矿环境及矿床成因,联系金堆城超大斑岩型钼矿床与百花岭金银多金属矿床的关系,初步建立了成矿模式,进而指导区域同类型矿床的勘查工作。

1区域地质背景

百花岭金银多金属矿床大地构造位于华北地台南缘豫西断隆西段金堆城坳陷区。中生代以前为华北克拉通的组成部分,具典型的克拉通边缘特征[1];在中新生代经历了秦岭造山带的陆内造山运动,成为秦岭造山带的北缘组成部分[2,3],如图1所示。区内出露的地层主要为中元古界长城系熊耳群浅变质中性-中酸性火山岩系,蓟县系官道口群滨海相碳酸盐岩建造,岩性主要为玄武安山玢岩、安山玢岩。官道口群为一套碎屑岩、化学沉积岩石组合,属于滨海相-浅海相沉积的产物,主要岩性有石英砂岩、页岩、白云岩、泥板岩等[5]。官道口群呈低角度不整合或假整合于熊耳群之上。区内北东向青岗坪大断裂与近东西向百花岭-路家街向斜构成区内的基本构造格局,其中青岗坪大断裂为本区伸展性导矿构造,控制着钼金多金属矿床的分布,其次级北东向构造控制着钼金多金属矿化蚀变带的展布,与早期北西向构造交汇部位为成矿有利部位。区内大面积出露北东向展布的老牛山黑云二长花岗岩,在金堆城出露含矿小花岗斑岩体,脉岩有辉绿岩脉、石英脉、钾长岩脉、煌斑岩脉等。

2矿床地质特征

2.1矿体地质特征

区内主要圈定3条含矿蚀变带,分别为SK5、SK6、SK1含矿蚀变带,控制长1000~1300m,宽5~30m,主要赋存在中元古界蓟县系官道口群高山河组石英砂岩、凝灰质板岩中,局部赋存在中元古界长城系熊耳群安山玢岩中,受北东向构造控制,呈带状分布,带内由蚀变岩和石英脉组成,上下盘构造结构面基本清楚平整,倾向南东,倾角35°~45°,含矿蚀变带产状与围岩产状基本一致,局部斜交。近矿围岩蚀变主要为钾化、硅化、碳酸盐化、铁锰矿化、褐铁矿化等,呈带状分布特征。

2.2矿石特征

2.2.1金矿石特征金矿石以破碎带蚀变岩型为主,次为含金石英脉型,矿石矿物主要为黄铁矿、褐铁矿、镜铁矿、自然金,其次为方铅矿、黄铜矿;脉石矿物主要为石英、钾长石,其次是绿泥石、铁碳酸盐岩。矿石结构为它形-半自形粒状结构、交代结构、碎裂结构;矿石构造为浸染状、细脉状构造、角砾状构造、碎粒状构造,次为致密块状构造。

2.2.2银矿石特征银矿石为含铁锰质变质石英砂岩和粉砂质板岩。矿石中金属矿物主要为纤锌锰矿、铁纤锌锰矿,其次为硬锰矿、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等,银主要以类质同象状态进入锌锰矿和铁锰矿中,独立矿物为辉银矿、硒银矿和碘银矿。脉石矿物主要为石英,含少量绢云母、粘土矿物。银矿石的结构主要有变余砂状结构、晶粒状结构、碎裂结构等;银矿石构造为块状、团斑状、条带状,局部为角砾状。

3成岩成矿环境

新太古代(-2500Ma)阜平运动使华北板块太华群隆起,结晶基底形成,古元古代(2500~1800Ma)中条运动、五台运动地壳拉张,克拉通裂解与结晶基底形成,中元古代(1800~1000Ma)扬子(晋宁)运动,处于大陆裂谷环境,大陆边缘古秦岭洋发育,在华北板块南缘陆内局部发生火山喷发,形成一套大陆裂谷火山岩系,导致大量的基性岩浆从深部喷溢至地表,即形成中元古界长城系熊耳群(Pt2xl),并带来大量的Mo、Au多金属成矿物质,在大陆边缘古秦岭洋发育浅海-滨海相陆缘稳定沉积,即形成中元古界蓟县系官道口群高山河组(Pt2g)。早古生代(543~410Ma)加里东运动使秦岭造山带形成发育,大陆边缘古秦岭洋消减,主要处于剥蚀阶段;中生代以来(251Ma-),印支运动和燕山运动使秦岭造山带经历了陆内造山运动,秦岭发生广泛强烈的陆内俯冲和逆冲推覆构造运动,区内大量深源岩浆物质沿“行列式”构造结点上升侵位,形成小斑岩体[5],为该区主要成岩成矿期。太华群隆起遭受剥蚀,使岩石圈减薄,软流圈物质上涌,导致强烈的壳-幔相互作用,加厚的下地壳物质发生熔融形成富含Mo、Au、Pb、Zn等元素的花岗质岩浆[6],即形成老牛山黑云二长花岗岩体,岩浆在运移的过程中发生了分异,成矿物质进一步富集,当岩浆沿构造薄弱带脉冲式上升到地壳浅部,就形成不同期次的岩浆岩,岩浆冷凝分异形成含矿斑岩体[7],即在金堆城形成斑岩型钼矿床,成矿流体进一步向外扩散和交代围岩,在含矿斑岩体的顶部或外围背斜层间滑动虚脱构造形成浅成低温热液型矿床,即百花岭金银多金属矿床。

4矿床成因

百花岭金银多金属矿床北部大面积出露北东向展布的老牛山黑云二长花岗岩,在金堆城出露含矿花岗斑岩体,利用单颗粒锆石激光探针LA-ICP-MS定年技术进行了U-Pb精确定年和岩石地球化学对比研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年得到老牛山黑云二长花岗岩和金堆城含矿花岗斑岩锆石加权平均年龄值分别为146.35±0.55Ma和140.95±0.45Ma,显示成矿与成岩同时或略滞后于岩体,成岩成矿发生于侏罗纪-白垩纪的同一成岩成矿系统中[6]。推测老牛山岩体的深部发生分异演化,为金堆城含矿斑岩体提供了大量的热液和矿物质[7]。从已有的发现及研究来看,斑岩型矿床附近发现大量的浅成低温热液型矿床,或者浅成低温热液型矿床与斑岩型矿床属于同一成矿体系[8]。以往的资料大都认为金堆城钼矿床为斑岩型矿床[9],而百花岭金银多金属矿床为金堆城斑岩型矿床的外围,认为百花岭矿床为浅成低温热液型金银多金属矿床,与燕山期中酸性浅成金堆城斑岩型钼矿床关系较密切。成矿元素组合由内向外存在着Mo-Cu向Au-Ag、Pb-Zn过渡的变化规律。百花岭矿床主要发生在岩浆期后,在金堆城斑岩型体形成过程中,向外扩散大量的岩浆热液,并混入一定量的大气降水,在斑岩体的顶部或外围有利的构造条件下形成百花岭浅成低温热液型金银多金属矿床[10]。根据矿床地质特征及成因,初步构建了百花岭金银多金属矿浅成低温热液成矿模式图。

5结论

1.华县百花岭金银多金属矿床位于金堆城-栾川钼钨多金属成矿带内,矿床初步圈定金矿体3条,银矿体1条;赋矿岩性为中元古界蓟县系高山河组石英砂岩、凝灰质板岩,局部为中元古界长城系熊耳群安山玢岩。2.通过成矿地质背景、矿床地质特征,结合成岩成矿环境及矿床成因分析,认为百花岭金银多金属矿床是与金堆城含矿斑岩体有关的浅成低温热液型矿床,形成时代为140.95±0.45Ma,成岩成矿发生于侏罗纪-白垩纪的同一成岩成矿系统中,并初步建立了百花岭金银多金属矿浅成低温热液成矿模型。3.百花岭浅成低温热液型金银多金属矿床与金堆城特大斑岩型钼矿床属于同一成矿系列,在空间上相伴出现,具有良好的分带性,这些矿床互为寻找其它矿床的重要标志。

参考文献:

[1]李永峰,毛景文,胡华斌,等.东秦岭钼矿类型、特征、成矿时代及其地球动力学背景[J].矿床地质,2005,24(3):292-314.

[2]张国伟,张本仁,袁学诚.秦岭造山带与大陆动力学[M].北京:科学出版社,2001.

[3]焦建刚,袁海潮,刘瑞平,等.陕西华县八里坡钼矿床岩石地球化学特征及找矿意义[J].岩石学报,2010,26(12):3538-3548.

[4]王立武.东秦岭熊耳山南麓大石门沟钼矿成矿控矿构造特征[D].石家庄:石家庄经济学院,2011.

[5]王瑞廷,袁海潮,孟德明,等.小秦岭地区金钼多金属矿成矿特征与找矿预测[J].地球科学与环境学报,2014,36(1):19-31.

[6]朱赖民,张国伟,郭波.东秦岭金堆城大型斑岩钼矿床LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及成矿动力学背景[J].地质学报,2008,82(2):204-220.

[7]侯增谦.斑岩Cu-Mo-Au矿床:新认识与新进展[J].地学前锋,2004,11(1):131-144.

[8]焦建刚,汤中立,钱壮志,等.东秦岭金堆城花岗斑岩体的锆石U-Pb年龄、物质来源及成矿机制[J].地球科学-中国地质大学学报,2010,35(6):1011-1022.

[9]鄢云飞,谭俊,李闫华,等.中国浅成低温热液型金矿床地质特征及研究现状[J].资源环境与工程,2007,21(1):7-11.

[10]高毅,路永安,刘勃,等.华县百花岭金矿地质特征及控矿条件浅析[J].陕西地质,2015,(2):56-62.

作者:高毅,孙小攀,齐耀辉,杨春雷,任涛,李树雷 单位:咸阳西北有色七一二总队有限公司

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