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鲁山县二道沟金矿成矿地质特征

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【摘 要】 鲁山县二道金矿床位于华北地台南缘多金属成矿带前寒武纪花岗岩中,空间上受下汤~拐河韧性剪切带及其次级构造控制,本文阐述了韧性剪切带内次级构造产生的机理,认为韧性剪切带中的强变形部位、叠加的韧-脆性和脆性断裂,高角度(R’)断裂既是成矿地球化学界面也是重要赋矿构造。根据矿床地质特征判断,二道沟金矿床成因既有变质含金热液,又有岩浆期后含金热液同时存在,属接触交代~中低温热液型金矿床。

【关键词】 矿床 地质特征

鲁山县二道沟金矿行政区划位于鲁山县熊背乡宿王店村。上世纪九十年代初期,原河南省区调队曾在相邻矿区西部的棚沟金矿区开展过普查,并开采过金矿。二道沟矿区曾有民采,地表遗留许多大小不等采坑和深浅不同斜井,主要开采地表及浅部金矿体,规模普遍较小。

1 矿区地质特征

1.1 区域成矿地质背景

矿区位于华北地台南缘多金属成矿带(Ⅱ级)[1],属华熊台缘坳陷Au、Ag、Mo、W、S、Fe、稀有、稀土、多金属成矿亚带(Ⅲ级)之嵩县~鲁山~方城与元古宙~中生代碱性岩浆活动有关的稀有、稀土、Au、萤石矿床成矿系列[2],出露地层以盖层陶湾群、栾川群、官道口群和少量熊耳群为主,基底太华岩群零星出露。构造组合为系列向南的逆冲、逆掩断层和相伴的斜歪褶皱。中元古代钾长花岗岩、二长花岗岩和燕山晚期二长花岗岩岩基大面积出露,燕山早、晚期花岗斑岩局部发育。区域矿产主要有Au、Ag、Mo、W、S、Fe、Pb、Zn、稀有、稀土、P、Al、煤、石墨等。

1.2 矿区地质特征

二道沟金矿区处于北部东西向鲁栾断裂、南部栾川~确山~固始深断裂(槽台分界)之间,受地层长期向南逆冲拉伸作用影响,构造形态复杂,次级断裂发育,形成了下汤~拐河长达35km韧性剪切带(图1)[3],为矿区成矿提供了良好构造环境。

(1)地层。矿区地层有中元古界熊耳群马家河组(Pt2m)火山岩,主要岩性为灰绿色玄武安山岩、杏仁状玄武安山岩夹灰绿色粗安岩、安山玢岩,分布于矿区南部,与花岗岩为断层接触关系;少数为花岗岩捕掳体,蚀变形成构造片岩。在前寒武纪花岗岩内有相当于太华岩群捕掳体(混染杂岩)广泛出露,主要岩性为眼球状混合岩、混合片麻岩、斜长角闪(片麻)岩及黑云变粒岩等。受区域构造及韧性剪切的作用,岩石片理化现象普遍。

(2)构造。区内构造主要有下汤~拐河韧性剪切带,表现为强烈的片理化带,片理叠加现象普遍,晚期的应变滑劈理几乎全部替代了早期形成的片理,且带内混染明显,绿帘石化、硅化、绿泥石化、黄铁绢英岩化普遍,并有矿脉充填,说明韧性剪切作用的多期性和复杂性。剪切带形成机理为:在剪切带形成过程中,由于外部条件发生变化,剪切应力的方向发生改变,从而产生了低次序、不同方向的断裂(里德尔(Riedel)剪切裂隙)(图3B)。吴美德等[4]对此有过精辟见解:首先是随着剪切应力的增加,形成早期的低角度R面(在脆性剪切带中发育有一系列雁行排列的次级断裂面,即里德尔剪裂面)和高角度R’面共轭剪切断裂,接着形成逆向的里德尔共轭剪切断裂P,最后形成与剪切边界平行的主剪切断裂Y面[5]。在下汤~拐河韧性剪切带中,以上各组断裂均发育,并充填石英脉,是最有利的储矿构造。

混染杂岩带边缘具塑性变形的次级构造发育,沿片理有石英细脉及花岗岩细脉充填,并褶皱形成流变型石香肠,显示了左旋剪切动力学特征,一般认为与控矿构造关系密切。

(3)岩浆岩。侵入岩为花岗质岩石,主要有燕山晚期似斑状中粗粒黑云母二长花岗岩、晋宁期强片理化片麻状钾长花岗岩两种,大面积出露于矿区中部、北部。矿区内燕山晚期花岗岩侵入晋宁期花岗岩内,早期形成碎裂花岗岩、糜棱化花岗岩,后期则叠加改造,形成硅化蚀变岩、黄铁绢英岩等,是矿区金矿成矿的主要母岩。

2 矿床地质特征及成因分析

2.1 矿(化)带地质特征

二道沟金矿床主要产于燕山晚期花岗岩与熊耳群的内接触带上[3],大小分布数条含金矿(化)带。含金矿(化)带主要分布于(图2)。

(1)大潭沟含金矿(化)带:沿宿王店~大潭沟一带混染杂岩带两侧分布,矿带多为近东西走向(如F1、F5、),少数北北东走向(如F2),带长约2km,宽150~300m。

(2)老歹沟含金矿(化)带:分布于F101断裂北侧的片麻状花岗岩内,矿带多为北北东走向(如F6、F12、F16矿脉群),少数近东西走向(如F8、F13),长度大于2km,宽200~300m,带内矿脉产状较复杂。

(3)其他含金矿(化)带:主要分布于F102、F104断裂两侧或次级构造两侧,局部见有零星孤立矿(化)带,规模较小。

2.2 矿体地质特征

含金矿(化)带以近东西向和北东向的缓倾脉产出为主,产状沿走向及倾向均有起伏变化,带内主要岩性为绿泥石化、帘石化、黄铁矿化、绢云母化、硅化、黄铁绢英岩化的构造蚀变岩、糜棱岩等,其矿化石英脉多分布在构造应力较强的部位(图3A),呈大小不等的透镜状、细脉状,沿走向呈复脉状左行及右行雁行排列或尖灭再现,还可见到规模更小的非共轴递进变形雁列及次级“S”型石英脉透镜体。通过详查,矿区内R’面和T面更有利于形成金矿床。

含金石英脉主要呈现两种特征:一是纯白色块状石英,二是微砂糖状石英。纯白色石英脉占含金石英脉的主体,普遍含金量较低,含金量与硫化物的种类、含量、形态、大小有关。微砂糖状石英普遍呈烟灰色至乳白色,石英呈砂糖状。烟灰色石英脉内黄铁矿、黄铜矿等多金属矿物较发育,含金量较高,少见颗粒状金;乳白色石英脉一般少见金属矿物,较多见颗粒状金。

含金石英脉顶底板普遍发育硅化、黄铁矿化、绢云母化蚀变,局部与含金石英脉互层,且绿泥石化、绿帘石化、钾化等较发育。前三种蚀变与金矿化关系最密切,可形成黄铁绢英岩,构成金矿体。在黄铁绢英岩与围岩(混染杂岩或花岗岩)接触带,一般出现泥状构造,厚5—20cm,经采样分析普遍含金量较高。

通过矿区1:1万土壤地球化学测量*,Au元素异常(或综合异常)共生组合特点为:Au与Ag、Bi、Mo正相关,其次为Pb、As、Hg、Sb、Cd等。对综合异常分析及区域成矿地质条件类比,矿床成因比较复杂,即从高温~中低温的热液均有活动。表现为:分布在花岗岩或其它围岩(包括混染杂岩)接触带附近的接触蚀变热液活动十分强烈,而且围岩的岩性不同,其蚀变特点也有很大差异,综合异常为以Au、Bi、Mo、Cu为主元素伴有其它元素的特点;但在花岗岩内,综合异常为Au多与As、Hg、Pb、Sb、Cd伴生,或者As、Hg、Pb、Sb、Cd形成无Au异常。因此表明,矿床经历了高、中、低温发展形成过程[6]。

2.3 矿床成因分析

区域性韧性剪切带控制了该区总的构造线方向,使岩层和岩浆岩体大体沿北西西向展布。由于韧性剪切带内里德尔剪切作用,发育次级规模的北东、北西向断裂,它们与北西西向断裂相互交错,形成本区复杂的构造格局。强烈的构造运动控制了区内矿床分布。

在太华群地层中,成矿元素Au、Ag等可能在区域变质作用条件下发生活化,向有利的构造部位迁移、沉淀,形成局部预富集;印支-燕山期的区域构造热事件,特别是在碱性花岗岩体的侵入过程中,自身携带的大量成矿物质进入构造带或里德尔剪切断裂带内,因物理化学条件改变而形成矿床。矿床成因既有变质含金热液,又有岩浆期后含金热液同时存在,属接触交代~中低温热液型金矿床。

3 结语

(1)混染杂岩带边缘矿脉相对发育,一般认为与控矿构造关系密切,可作为本区内找矿标志。

(2)韧性剪切带与次级张性断裂交汇处,即里德尔剪切次级断裂面,矿区内R’面和T面含金石英脉最发育,一般为糜棱化碎裂岩带、含金石英脉或黄铁绢英岩带,是本区主要成矿构造。

(3)黄铁矿化、硅化、绢英岩化是本区内最主要的找矿标志。

(4)本区内借助1:1万土壤地球化学测量和地球物理测量等辅助手段,寻找次级构造及隐伏构造,提高找矿效果。

参考文献:

[1]罗铭玖,黎世美等主编.河南省主要矿产的成矿作用及矿床成矿系列[M].北京:地质出版社,2000.8~9.

[2]燕长海刘国印等主编.豫西南地区铅锌银成矿规律[M].北京:地质出版社,2009.85~86.

[3]姬清海.鲁山县黄土岭韧性剪切带与含金石英脉[J].河南地质,第10卷第4期,1992.

[4]吴美德,芮仲清等主编.含金剪切带型金矿床[J].北京:地质矿产部情报研究所,1989,1~9.

[5]官田隆夫,市川浩一郎,谭礼国,里德尔剪切[J].地质地球化学,1980年01期.

[6]张正伟,林潜龙等.鲁山棚沟金矿床包裹体特征及找矿意义[J].河南地质,第15卷第2期,1997年87.