第 27 卷第 10 期 2012 年 10 月 地球科学进展 ADVANCESINEARTHSCIENCE Vol.27 No.10 Oct.,2012 张国见, 张成江, 代万贵, 等. 川西北马脑壳金矿床控矿因素及其成因意义 [J]. 地球科学进展,2012,27(10):1068 1073.[ZhangGuojian,Zhang Chengjiang,DaiWangui,etal.Ore controlingfactorsandgeneticsignificancesofmanaokegolddepositinnorthwestofsichuanprovince[j].advances inearthscience,2012,27(10):1068 1073.] 川西北马脑壳金矿床控矿因素及其成因意义 张国见 1,2, 张成江 1, 代万贵 2, 张兴华 2 1, 宋昊 (1. 成都理工大学, 四川成都 610059;2. 重庆地质矿产勘查开发局 205 地质队, 重庆 632160) 摘要 : 马脑壳金矿床位于中国重要的 川 甘 陕 成矿远景区的川西北地区, 是川西北地区与构造蚀变带有关的微细浸染型金矿的典型代表 近年来深部勘查 外围找矿和矿山开采发现了许多与原有认识不一致的地质现象, 特别是越往深部, 构造控矿和热液流体活动的迹象明显增强 根据对矿床地质特征的进一步研究, 分析了矿床控矿因素, 总结了成矿规律, 探讨了矿床成因, 指出了进一步找矿的方向 认为马脑壳金矿床以构造控矿为主, 构造破碎岩带是主要矿体赋存部位, 构造变形程度控制着矿体的空间分布 产出形态和矿化富集程度 多组构造复合部位是重要的赋矿部位, 虽然矿 ( 化 ) 体总体呈北西向展布, 但北北东向构造 北西向以及南北向构造复合部位是寻找富大矿体的主要方向 矿床表现出的层控性特点, 主要与不同物理化学性质岩层的岩石组合有关, 能干性 ( 渗透障 ) 与非能干性 ( 不渗透障 ) 岩层的交互叠置和有序排列, 导致所有金矿体都产于能干性和非能干性的转换部位, 即砂岩 板岩的接触部位 马脑壳矿床的成矿与传统的卡林型金矿有较大的差异, 构造 岩浆活动对成矿起了重要的控制作用, 有深部流体参与成矿的迹象, 属多因复式成矿特征的大型中低温热液金矿床 关键词 : 控矿因素 ; 成因意义 ; 金矿床 ; 马脑壳中图分类号 :P618.51;P611 文献标志码 :A 文章编号 :1001 8166(2012)10 1068 06 1 引言 马脑壳金矿床位于我国重要的 川 甘 陕 成矿远景区的川西北地区, 是川西北地区与构造蚀变带有关的微细浸染型金矿的典型代表 [1~7] 自 20 世纪 90 年代发现以来, 有许多学者对马脑壳金矿床的地质特征和成因做过较深入的研究 [2,7~10], 特别是 2000 2004 年间, 对矿床成矿流体地球化学和成矿作用做过较多的研究, 取得了重要成果和认识 [1,3~6,11~15] 2004 年以来, 除进行了较少的研究外 [16], 基本上没有科研院所对该矿床进行系统研究 由于长期以来受层控矿床观念的束缚, 将研究 的重点主要集中在地层与成矿的关系, 对控矿因素的分析和认识具有一定的局限性 近年来深部勘查 外围找矿和矿山开采发现了许多与原有认识不一致的地质现象, 矿体的产出对地层无明显的选择性, 特别是越往深部, 构造控矿和热液流体活动迹象明显增强, 这为重新认识矿床成因提供了重要的地质依据 本文依托全国危机矿山接替资源找矿项目 四川省九寨沟县马脑壳金矿接替资源勘查 和四川九寨沟马脑壳金矿开发有限责任公司委托的 马脑壳金矿床成矿规律及找矿方向综合研究 项目, 根据对矿床地质特征的进一步研究, 分析了矿床控矿因素, 总结了成矿规律, 探讨了矿床成因, 指出了 收稿日期 :2012 07 27; 修回日期 :2012 08 27. 基金项目 : 全国危机矿山接替资源找矿项目 四川省九寨沟县马脑壳金矿接替资源勘查 ( 编号 :200651094) 资助. 作者简介 : 张国见 (1969 ), 男, 重庆合川人, 高级工程师, 主要从事地质矿产勘查工作.E mail:zhanggj0822@163.com 通讯作者 : 张成江 (1955 ), 男, 甘肃天水人, 教授, 主要从事地球化学教学和研究工作.E mail:zcj@cdut.edu.cn
第 10 期 张国见等 : 川西北马脑壳金矿床控矿因素及其成因意义 1069 进一步找矿的方向 2 区域地质背景 马脑壳金矿区位于秦岭地槽褶皱系与松潘 甘孜地槽褶皱系 2 个 Ⅰ 级构造单元接合部位, 受玛沁 略阳断裂带南部的洋布梁断裂带控制 矿区及外围出露地层以三叠系为主, 主要为一套浅海斜坡浊积岩相沉积建造, 从上至下划分为新都桥组 (T 3 xn), 侏倭组 (T 3 zh), 杂谷脑组 (T 3 z), 扎尕山组 (T 2 zg), 菠茨沟组 (T 1 b) 除菠茨沟组外, 其余地层中均已发现有金矿床 ( 点 ) 分布 在燕山 喜山期, 马脑壳地区所在的阿坝地块受冈瓦纳大陆板块和劳亚板块碰撞的影响, 在其周缘发育了复杂的 多期的构造 岩浆和变质作用, 使这些部位成为最有利的成矿地段 与金成矿有关的区域构造主要为北西 南东向的玛沁 略阳断裂带 玛曲 荷叶断裂带 马尔康断裂带 壤塘 刷经寺 理县断裂带 在此组断裂带和褶皱区中控制了马脑壳 金木达 新康猫等一系列金矿床 ( 点 ) 近年来的研究发现, 近南北向和北东向断裂对金成矿也具有一定的控制作用 虽然在川西北地区微细浸染型金矿集区域内有大量的印支 燕山期岩浆岩出露, 但马脑壳地区岩浆活动相对较弱, 沿洋布梁断裂带仅发现一些小规模的酸性岩浆侵入体 花岗斑岩脉及细晶岩脉等 前人对川西北地区重磁异常与金矿床的关系进行研究, 认为该地区深部可能存在较大规模的隐伏岩体, 马脑壳金矿床分布在九寨沟隐伏岩体边缘部位 3 矿床地质特征 3.1 矿区地层矿区出露地层从上至下有杂谷脑组 扎尕山组和菠茨沟组 扎尕山组为主要赋矿地层, 按岩性组合特征可划分为 3 个岩性段 扎尕山组三段 (T 2 zg 3 ) 分布于矿区中偏北部, 由灰色中厚层状含粉砂微晶灰岩 钙质绢云板岩 中厚层状变质细粒钙质石英砂岩组成 该段含矿性相对较弱, 仅在马脑壳矿段见零星矿体 扎尕山组二段 (T 2 zg 2 ) 分布于矿区中部, 由灰色钙质粉砂质板岩 钙质绢云板岩 薄至中厚层状细粒钙质石英砂岩 变质粉砂岩组成 在两河口矿段下部夹结晶灰岩透镜体 该段地层为主要赋矿岩性段 扎尕山组一段 (T 2 zg 1 ) 主要分布于矿区中南部, 顶部为紫红色赤铁矿化钙质粉砂质板岩与绿灰色钙质绢云板岩互层, 中下部为灰色 绿 灰色钙质板岩 绢云钙质板岩夹结晶灰岩透镜体, 为次要赋矿地层, 含矿性较弱 3.2 矿区构造洋布梁断裂为矿区最主要断裂, 位于矿区北侧 ( 图 1), 全长 210km, 属秦岭造山带与松潘 甘孜造山带分界断裂, 呈北西 南东向展布, 倾向北东, 倾角 30~40, 局部趋于直立, 破碎带宽 70~100m, 见断层角砾岩 糜棱岩, 岩石具硅化 褐铁矿化 为马脑壳金成矿带控制性断裂构造 马脑壳韧 脆性剪切带分布于洋布梁断裂南侧, 呈北西 南东向展布, 长 12 km, 宽 200~ 2000m 马脑壳韧 脆性剪切带内次级断裂发育, 主要为北西 南东向 倾向北东的逆冲断层, 被后期发育的北北西向左行平移断层和北北东向右行平移断层切割 剪切带中部发育宽 200~800m, 长约 7 km 的碎裂岩带, 由变质钙质砂岩碎裂岩 板岩碎裂岩组成 3.3 含矿带及矿体特征矿区含矿带受马脑壳韧 脆性剪切带控制, 形成纵贯全矿区的矿化构造碎裂岩带 主要含矿带位于矿区中部, 夹持于 F 2,F 3 断层之间, 北西 南东向展布, 长 6375m, 宽 120~530m, 厚度 87~371m 其中马脑壳矿段 0 线最厚 371m, 向东青山梁及向西两河口西延变窄至 87m 金矿体( 矿化 ) 在含矿带内呈似层状 透镜状 脉状 复脉状产出, 共圈出矿体 60 个, 其中主要矿体 17 个, 零星矿体 43 个 3.4 矿石特征矿石的矿物组成 : 矿石中金属矿物以褐铁矿 赤铁矿 黄铁矿为主 ; 其次有菱铁矿 磁黄铁矿 ; 少量及微量矿物有磁铁矿 白铁矿 金红石 软锰矿 黄铜矿 方铅矿 闪锌矿 菱锰矿 斑铜矿 铜蓝 毒砂 辉锑矿 硫砷锑矿 辉银矿 自然金等 非金属矿物以石英 长石 方解石及粘土矿物为主, 其次有雄黄 磁黄 磷灰石 白云石 绿泥石 臭葱石 重晶石等 矿石的化学成分 : 对矿石中 Au,Ag,Hg,Pb,Mo, W,As,Sb,V,Cu,Zn,Cr,Co,Ni,B 等 15 种微量元素成分进行了系统测试, 聚类分析结果表明, 上述元素在 0.3 相似性水平上分成两大组 :1Au,W,As,Sb, Hg,Pb,Mo,Ag 为成矿元素组合, 代表了热液活动中较活动的组分 ;2Co,Ni,Cr,Zn,Cu,V,B 元素为一组, 可能代表了热液中活动性较差的惰性组分 矿石组构 : 矿石结构主要有自形粒状结构 半自形粒状结构 他形粒状结构 交代残余结构以及胶状结构等 矿石的构造主要有条带状构造 稀疏浸染
1070 地球科学进展第 27 卷 图 1 马脑壳金矿床区域地质简图 Fig.1 TheregionalgeologicalmapoftheManaokeGoldDeposit 1. 小型金矿床及矿点 ;2. 大 中型金矿床 ;3. 地质界线 ;4. 逆断层 ;5. 正断层 ;6. 平移断层 ;7. 脆 韧性剪切带 ; 8. 花岗闪长斑岩体 ;9. 斜长花岗斑岩体 ;10. 黑云母斜长花岗斑岩 状构造 蜂窝状构造 脉状 网脉性构造等 3.5 矿化期与矿化阶段据矿脉穿插关系及矿石结构构造特点, 热液金成矿作用可以划分为石英 毒砂 黄铁矿阶段, 辉锑矿 石英阶段, 石英 雄 ( 雌 ) 黄 方解石阶段和石英 方解石阶段等 4 个成矿阶段 3.6 近矿围岩蚀变马脑壳金矿围岩蚀变种类繁多, 组合复杂, 蚀变强烈, 分布广泛, 与金矿化关系密切 矿区近矿围岩蚀变主要有 : 硅化 碳酸盐化 褐铁矿化 绿泥石化 黄铁矿化, 其次是雄黄矿化 辉锑矿化 绿帘石化, 均表现以中低温热液蚀变为主 4 控矿因素分析 与阿坝地块中其他微细浸染型金矿床相似, 马脑壳金矿床具有 构造 + 岩浆岩 + 砂板岩 三位一体控矿的规律, 所不同的是地表岩浆活动微弱, 但构造控矿非常明显 4.1 地层岩性控矿大量的研究资料表明, 无论在区域还是局部地段, 矿体往往倾向于赋存在某一特定的地层中, 显示层控性 这除与成矿元素的丰度及元素赋存状态等 ( 即矿源岩 ) 有一定的关系外, 更多的是与不同物理化学性质岩层的岩石组合有关 区内岩石组合在剖面上呈砂 板岩韵律互层, 因而形成能干性 ( 渗透障 ) 与非能干性 ( 不渗透障 ) 的交互叠置和有序排列 伴随马脑壳脆 韧性剪切带的形成, 岩石因力学性质的差异及边界条件不同, 遭受多期次构造活动破坏, 使岩石 ( 砂岩 砂质板岩 ) 发生韧 脆性变形, 发育顺层或斜交地层的构造破碎带 ( 主要由碎裂岩 角砾岩组成 ), 含矿热液在构造破碎带内发生运移 交代 沉淀及富集, 形成矿区金矿化构造破裂岩带和金矿体 ; 而可塑性较强的板岩类则在脆性岩石的顶 底板起到较好的屏蔽作用, 形成局部似层状 脉状等圈闭空间, 对矿体的形成 形态 产状起到一定的制约作用 马脑壳矿床几乎所有金矿体都产于能干性和非能干性岩石的转换部位 4.2 构造控矿本次研究发现, 马脑壳金矿床受构造控矿规律非常明显, 区域性深大断裂带控制了成矿带的总体展布, 金矿体受马脑壳韧 脆性剪切带内多期次不同方向断裂 裂隙 节理的控制 构造破碎岩带是主要矿体赋存部位, 构造变形程度控制着矿体的空间分布 产出形态和矿化富集程度 金矿体 ( 矿化 ) 在
第 10 期 张国见等 : 川西北马脑壳金矿床控矿因素及其成因意义 1071 矿化构造破碎岩带内呈透镜状 脉状 复脉状产出, 膨缩 分枝复合较频繁, 金矿体不严格受地层的制约 (1) 北西向构造与成矿北西向的马脑壳韧 脆性剪切带总体上控制了金矿体的分布范围及规模 该剪切带内次级断裂发育, 主要为北西 南东向 倾向北东的逆冲断层, 被后期发育的北北西向 北北东向和近南北向断裂切割 次级逆冲断层和层间滑脱 揉皱 破碎构造控制了矿体群或主矿体的分布, 富大矿体主要分布于不同方向断裂 节理的交汇处 马脑壳韧 脆性剪切带控矿规律前人已有详细论述, 不再赘述 需要指出的是, 本次研究发现, 马脑壳韧 脆性剪切带并不完全沿地层顺层分布 下面主要介绍前人少有涉及的近南北向和北东向断裂及其对金成矿的控制作用 (2) 北东向构造与成矿前人研究发现, 川西北地区金矿化在区域上与北东向构造关系非常密切 [17], 金矿床大多位于北东向断裂与北西西向或南北向断裂交汇部位, 起着重要的复合成矿作用 马脑壳地区除沿鹿耳韭沟分布一条较大的北东向断裂 (F10 断裂 ), 造成断层以西的两河口矿段与断层以东的马脑壳矿区的地层走向上不连续 在矿区还发育一系列北东 北东东向的断裂和裂隙密集带, 且具有多期活动的特点 前人认为属成矿后断裂, 起破坏矿体的作用 通过本次实地调查研究发现, 凡是北北东向断裂与北西向断裂交汇部位, 硅化石英脉非常发育, 密集的网脉状石英 方解石发育 矿体明显变厚, 品位升高 表明北东向断裂对富大矿体的形成具有重要的控制作用 部分北东向断裂中金矿体的存在也无疑说明其对成矿的重要作用 研究发现, 确有北东向断裂破坏北西向矿体的现象, 这可能是北东向断裂多次活动的结果 (3) 近南北向构造与成矿近年来, 越来越多的地质 地球物理及遥感研究表明, 阿坝地块除发育北西向和北东向构造外, 南北向或近南北向构造也较发育, 与金成矿有一定的联系 本次研究发现, 马脑壳矿区南北向或近南北向构造也较发育, 至少可分为 2 期, 第一期南北向构造对成矿特别是富大矿体的形成有一定的控制作用, 晚期南北向构造将马脑壳矿带切割错断 (4) 近东西向构造与成矿本次研究发现, 马脑壳矿区还存在一组近东西 向或北西西向断裂 这组断裂形成的时间较晚, 含金石英 雄黄脉常沿该组断裂分布 这组断裂也具有多期活动的特点 5 矿床成因 马脑壳矿床的地质特征显示出其成矿与传统的卡林型金矿有较大的差异, 构造 热液活动对成矿起了重要的控制作用, 有深部流体参与成矿的迹象 热液矿物石英 方解石等的微量元素 稀土元素地球化学和同位素地球化学研究也表明 ( 另文介绍 ), 马脑壳金矿床的成矿物质和成矿热液, 既有通过深大断裂来自深部的, 亦有通过改造沉积建造来自浅部的 马脑壳矿床尽管地表只出露极少量岩脉, 但地质 地球物理信息显示其深部存在大规模的隐伏岩体 成矿时代与岩浆活动时代相近, 岩浆活动为金矿成矿提供了足够的热动力, 也不排除提供成矿物质的可能性 6 找矿方向 马脑壳地区成矿地质背景有利, 成矿条件良好, 矿化信息显著, 具备了形成超大型微细浸染型金矿矿集区的成矿条件, 其外围及深部找矿潜力巨大 马脑壳韧 脆性剪切带的东端和西端具有较好的找矿远景, 是该区外围找矿的主要靶区 ; 矿区北部 F1 断裂紧邻北部的洋布梁子断裂, 构造 流体活动强烈, 具有较好的找矿前景 ; 马脑壳成矿带以东地区的八顿 小神沟 绕腊沟一带邻近荷叶断裂, 成矿地质条件与马脑壳成矿带相似, 且该区岩浆活动明显强于马脑壳地区, 并发现有金矿点和矿化点存在, 化探异常也较好, 是今后找矿工作的重点地区 ; 加强马脑壳矿区深部找矿力度, 探寻深部富大矿体, 是该区今后找矿的主要方向 马脑壳矿床构造控矿作用明显, 应重视多组构造复合部位和深部构造变异部位, 特别注意在北北东向构造与北西向构造复合部位寻找富大矿体 重视构造性质 构造产状突变部位或构造分支复合部位 重视在不同物理频繁互层部位, 化学性质的岩石突变界面部位, 特别是有利成矿的构造界面和不同物理化学性质岩石突变界面复合部位 重视高热流体强烈活动部位, 如岩浆岩脉附近 石英 方解石脉强烈发育部位等 参考文献 (References): [1] FuShaohong,GuXuexiang,WangPing.Characteristicsofthe
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第 10 期 张国见等 : 川西北马脑壳金矿床控矿因素及其成因意义 1073 Ore ControlingFactorsandGeneticSignificancesofManaoke GoldDepositinNorthwestofSichuanProvince ZhangGuojian 1,2,ZhangChengjiang 1,DaiWangui 2,ZhangXinghua 2,SongHao 1 (1.ChengduUniversityofTechnology,Chengdu 610059,China; 2.No.205GeologicalPartyofChongqingBureauofGeologyandExploration,Chongqing 402160,China) Abstract:Asatypicalrepresentativeofthefine diseminatedgolddepositsrelatedwiththetectonicalteration zone,manaokegolddepositislocatedinthenorthwesternsichuanprovince.recently,researchhasfoundthatthe depositofthistypeiscloseinspacewiththetectonic magmaticactivitiesandthedeepfluid.withasystematical studyofgeologicalcharacteristicsofthedeposits,theore controlingfactorsandthemineralizationareidentifiedon thebasisofthestudyofthegeologicalfeatureofdeposit,themetalogenicregularitiesofthedepositaresumma rized,andprospectingorientationisoutlined.manaokegolddepositisprimarilycontroledbythestructure.the locationoforebodiesiscontroledbythemulti stagefractures,cracksandjointsofdiferentdirectionsinthemana okebritle ductileshearzone,andthetectonicalterationzoneisthemainlyfavorablepartforbonanzaores.al thoughtheoccurenceoftheorebodiesismainlynw,thecompoundpositionsofthenne,nw andnsstructures arethefavorablepositiontofindtherichandlargeorebodies.outsidetheabundanceandtheoccurencestateof themetalogenicelements,stratumscombinationofdiferentphysicochemicalpropertiesshouldasumemorerespon sibilityforthis.inprofile,thelithologyasociationisrhythmofsandstoneandslate,whichhelptoformsuperim posedrelationshipandorderedarangementofcompetent(permeablebarier)andincompetent(impermeablebari er).almostalofthegoldorebodiesoccurintransfersitesbetweencompetentandincompetent,thatisthecontact beltofsandstoneandslate.themanaokegolddepositshowsobviousdiferencewiththetraditional"carlin type Audeposit".Thetectonic magmaticactivitiesplayanimportantroleincontrolingorebodies,aswelasobvious signsofdeepsourcefluidinvolvedinmetalogenesis.themanaokegolddepositbelongstoalargescalemedium lowtemperaturehydrothermalgolddepositofpolygeneticcompoundcharacteristics. Keywords:Ore controlingfactors;geneticsignificances;golddeposit;manaoke.