床硫源来自岩浆岩,同时反映出开放环境金的成矿具有较高的氧逸度;从碳同位素C组成看,主成矿期变化范围在0.88‰一4.79‰,极差3.9‰,均值3.10‰,反映了岩浆成因特征;δ18O同位素在成矿过程中均为低值,变化范围在—23.88‰一—11.13‰,极差—12.75‰,均值—14.97‰,反映了金矿成矿期有关的热液体系。
同位素演化特点:δ34S硫同位素为正值,变化范围小,反映金成矿过程中δ34S主要是以硫酸盐和部分硫化物的形式沉淀的。硫源来自上地壳,花岗闪长(纷)岩,次火山岩为其载体。碳同位素
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C8主成矿期为正值,迭加期成矿晚期为低值,反映热液体系有分馏作用,
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碳来源于岩浆岩。δO同位素金成矿全过程均为负值,表明与金成矿有关的方解石(脉)、石英(硅化岩),在热液体系中产生较强烈的同位素分馏。从氢氧同位素的组成来看,大水金矿田的成矿流体(水)来源于大气降水和岩浆岩初生水。 (6)、成矿时代与矿床成因
成矿时代及期次 : 通过对成矿物质来源和成矿地质条件的研究发现,本矿田经历了矿源层供矿一构造运动—热动力驱动和沸腾一大气降水的热液对流循环过程而形成。据Rb/Sr同位素样测定结果,矿田年龄为182.8Ma196.0Ma和41.21Ma一72.15Ma,说明燕山期与喜山早期是大水金矿田的主要成矿期。综合以上因素考虑,大水金矿在矿床成因分类上属岩浆后期中低温接触—交代热液金矿床。 2.火山及次火山-热液金矿床 (1)火山热液金矿床(台湾金瓜石金矿) (2)次火山-热液金矿床(黑龙江团结沟金矿)
(3)沉积-变质金矿床(黑龙江东风山金矿、苏联穆龙套金矿床) 穆龙套金矿床是1956一l 957年间发现的。在成矿规律研究的基础上,提出了依据砷的地球化学异常找金的方案。结果,在检查砷的次生分散晕时,发现了这一特大型金矿床。 穆龙套金矿床发现后经快速勘探,立即投入开采。据估计,70年代早期,年产金70一80t。目前年产金约143t,其产量约占苏联黄金产量的二分之一。现已成为世界最大的金矿山之一。
(2)区域地质简述
该矿床的容矿岩石是一套沉积变质岩系。这套沉积变质岩的时代有争论,一些研究者
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将其归入志留纪,另一些人则列入前寒武纪。
别利科娃等人将这套容矿岩石划为晚元古代,并分为以下几个组:
下部敖明津组出露在穆龙套背斜核部,岩性为绢云母—绿泥石—石英片岩、碳质微晶石英岩、碳质绢云母—石英片岩、碳质绢云母片岩、石英岩、千枚岩化粉砂岩和砂岩,少量大理岩化灰岩等互层岩石。该组受到千枚岩和绿片岩相的区域变质作用。在侵入体的接触带内,、这些区域变质岩又受到接触变质作用。该组原岩颗粒成分为石英、酸性斜长石、黑云母、白云母,少量方解石、钾长石及石英岩和大理岩碎屑。 这就表明,该组是早前寒武纪以片麻岩为主的结晶岩石经破坏再沉积形成的。上部别萨潘组呈单斜状产在穆龙套背斜北翼。岩性为砂岩、粉砂岩和泥质页岩组成的韵律互层状复理石建造。剖面下部以砂岩为主,局部夹细砾岩透镜体,粉砂岩很薄,泥质页岩往往缺失,剖面上部主要为粉砂岩和泥质页岩,经常缺失砂岩层;剖面顶部基本上为泥质页岩。岩相稳定,基本上由变质岩碎屑堆积而成。据岩石的碎屑成分以及区域变质程度轻微等特征,说明该组形成比敖明津组要晚,其间原来应是不整合关系,目前呈断层接触。向上为泥盆系白云岩和灰岩,二者呈明显不整合接触。 穆龙套矿田的褶皱初断裂构造均很发育。主要褶皱是近东西向的穆龙套背斜和南部向斜。主要断裂有三条,即南部断裂、 “构造”断裂和东北断裂。
岩浆岩发育于矿区边缘,主要呈岩墙产出,构成几个不同方向的岩墙带。主要由斜长花岗斑岩、正长斑岩、球粒正长斑岩组成。 (2)、矿床地质
穆龙套金矿床的含矿围岩是该区沉积变质岩系上部的别萨潘组。该组是一套薄层粉砂岩、砂岩、千枚状片岩互层组成的复理石建造。
矿床形态为网脉状,网脉状是由许多形状复杂的矿体组成。矿带和非矿带的界线不清,矿体界限是按取样分折结果划出的。所有矿体均分布于北东定向断裂的附近,产于东西向的近于平行的张性裂隙和剪切裂隙带内。从剖面上看,该矿床的金矿化主要产在三个矿层内。 (3)矿体地质
矿体形态和构造十分复杂,由陡倾和平缓石英脉带和细脉带组合而成。矿体的主干部 分,倾斜陡直。从中又引出许多分支,沿着有利的岩性层位和容矿岩系整合产出。 矿带的交错部位金最富集。这些交错部位由一系列彼此平行的、呈雁行状排列的石英脉
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和石英细脉、石英—硫化物细脉、石英—电气石细脉和碳酸盐细脉带组成。有些带中还有方解石脉和石英—电气石角砾岩脉体。这些脉和细脉组合成厚度很大的东西向的条带。脉带沿倾向延伸很大,约数百米。石英脉呈雁行式彼此接替,并随深度南移,因而脉带变得更缓。 总之,矿床的石英脉或细脉带的形态很复杂,这是交错的和整合的构造要素复合的结果。硫化物的矿化产出在形状较规则、但厚度较薄的交错细脉中。
穆龙套金矿床的矿石属于典型的金—石英建造型。其中硫化物平均含量为o.5—1.5%。 矿石的主要金属矿物是黄铁矿和毒砂,偶而有白钨矿。更少量的是闪锌矿、方铅矿、辉铋矿、自然铋和其它矿物。脉石矿物主要有石英及少量钾长石、黑云母、方解石、电气石和钠长石。
穆龙套牵矿床中的金几乎全部呈游离金产出。金赋存在单个石英颗粒之间、赋存在硫化物的破碎处或颗粒边界上,更多见于黄铁矿与毒砂接触处。混入物有银、铜、钮、铅、砷和铁。金成色890—9lO。
对矿田范围内各种岩石和矿物含金性的研究表明,交错脉中的硫化物含金很高,黄铁矿含金7.6g/t。毒砂、磁黄铁矿含金也较高。早期交错石英脉与硫化物—石英细脉共轭地段含金最高。 (4)、矿床成因
穆龙套矿床的成因,过去的研究和勘探工作一直是从热液成因的角度进行的,近年来越来越多的学者赞同沉积变质说的观点。矿床成因类型划分为沉积—变质金矿床。 其主要依据为:
A 金矿化具明显的层控特点,即产出在别萨潘组陆源岩层中。
B 岩性对矿化控制明显。金矿化赋存于碳质千枚岩、碳质绿泥石绢云母石英片岩、碳质微晶石英岩和石英岩中,即主要赋存在含碳质的岩石中。含矿脉体的矿物成分与围岩成分有直接依赖关系。围岩中的金呈细分散状态,显然是与围岩同时沉积的。变质成因的细脉型矿化,则是分散的同沉积金在以后的地质作用下形成的。 C 矿化与岩浆侵入作用(包括空间上的)没有关系。
D 深断裂和裂隙不是深处金矿物质的通道,只是使沉积成因的金,经过变质而形成网状脉分布。 ’
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E 含金岩石中的热波活动发生在变质成矿作用以后。 4.变质-热液金矿床
(1)古老绿色岩系中的金矿床(河北金厂峪金矿)
(2)含炭质(火山)碎屑岩系中的金矿床(河南银洞坡金矿) 银洞坡金(银)矿床为大型金矿,并伴有银、铅、锌等矿产。 1)区域地质
银洞坡金(银)矿床属于围山金城银矿带的一部分,位于矿带的东商部。矿带的西北部产有大型的破山银矿床。该金银矿带隶属秦岭东西复杂构造带的东段南支,伏牛一大别孤型构造带的西段。
区内地层分布有上元古界歪头山组及下古生界大粟树组、。张家大村组、刘山岩组、大河组和孤山头组。
歪头出组地层为本区的含矿岩系,主要由云母变粒岩、炭质绢云石英片岩、大理岩、斜长角闪岩及少量石英岩组成。原岩为浅海相碎屑岩、粘土岩、碳酸盐岩等。
歪头山组上覆的大栗树组为巨厚中基性火山岩建造细碧角斑岩系地层,两者吴角度不整合接触,其间为黑云母斜长片麻岩所隔。
银洞坡金银矿床和破山银矿床赋存在歪头山组的中部和上部,分别称为“下含矿层”和“上含矿层”。
区内构造骨架主要由褶皱和压扭性断裂组成。
褶皱:位于矿区中部的倾伏背斜,其轴部由歪头山组变质岩系组成。背斜南翼为大粟树组,北翼和西北端由不同时代的混合花岗岩所占据,背斜两翼地层产状北陡南缓。该背斜控制了金银矿体的产出。银洞坡金银矿床分布在背斜轴部附近转折端的鞍部虚脱部位及北西向层问挤压破碎带中。
断裂:区内较大断裂为北西西向压扭性断裂,沿背斜轴部分布。其走向基本平行背斜轴部,在延长、延深方向上,均呈开扩的舒缓波状,成矿与该组断裂关系密切。另一组断裂走向为北东,切割了走向断裂,但规模小,主要分布在背斜南翼。
矿区北部、西部出露大片海西期黑云母斜长花岗岩与燕山期似斑状花岗闪长岩,它们侵位于大粟树组及歪头山组地层中。
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区内分布有不同时代的云煌岩脉、正长岩脉和石英脉,其中煌斑岩脉(330—134Ma)有金、银矿化,有的形成矿体。 2)、矿床地质 ‘
含矿岩石属于上元古界歪头山组变质岩系,分上、中、下三部,按岩性又细分为20个岩性段。下部层以变粒岩为主,夹大理岩、斜长角闪片岩、基性熔岩;中部层主要为变粒岩、云母石英片岩,项部为斜长角闪片岩;上部层变粒岩夹云母石英片岩,顶部夹斜长角闪片岩及大理岩透镜体。
银洞坡金矿床赋存在中部层第二岩性段中。矿化层岩性为变粒岩、炭质绢云母石英片岩、云母石英片岩,主要矿体均分布在该岩层中。此外,在大理岩、斜长角闪片岩中也有金、银矿化或矿体产出,但规模较小。歪头山组炭质(含炭质)云母石英片岩与变粒岩,呈互层产出。含金矿岩石主要是炭质云母(绢云母)石英片岩。 3)矿体特征
本矿区共圈出l 9个矿体,其中含金铅矿体15个,金铅银矿体3个,银矿体1个。 矿体空间分布和规模严格受背斜转折端和枢纽倾伏方向控制,两翼呈似层状、透镜状及
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脉状。矿体形态和背斜一致,随着背斜南东方向的仰起而撒开,矿体沿走向相倾向均呈舒缓波状,矿体产状与地层产状基本—致。矿体倾角上缓下陡,北翼陡、南翼缓。矿体在剖面图上多呈平行排列,具多层状重叠出现。
矿区东段构造发育,矿体厚大;西段构造不发育,矿体层数虽多,但多为薄层,规模小,变化大,矿化连续性差。
矿石矿物成分:矿石金属矿物主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。金矿物以自然金为主,其次是银金矿、金银矿、含金自然银及微量针蹄金银矿、蹄金矿。
脉石矿物主要有石英,其次是绢云母、长石、粘土、绿泥石、方解石、白云石,及微量电气石、锆石、磷灰石等。
矿石化学成分:矿石除Au外,伴生的Ag、Pb、Zn、S、含量较高,可综合利用,尤其足Ag、Pb、Zn达到工业品位,可以单独圈出矿体。矿石中有害元素是As、Sb、Bi、Ca,但含量低,对Au、Ag选矿回收无影响。
矿石结构有自形一半自形粒状结构、他形粒状结构、因熔体分离结构、交代溶蚀结构、压碎