广西贺州龙水金矿地质特征及成因

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  中图分类号:TD1 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0710004-02
  广西贺州龙水金矿床位于广西北东部与湖南、广东三省交界处,行政区划属贺州南乡所辖。1957年南岭区测队在进行1/20万地质测量时曾对龙水金矿作了检查。1965年广西区第一地质队对龙水金矿Ⅰ号带及Ⅱ号带进行了地质勘探并提交了储量。1975年正式开采。笔者通过对该矿床的成矿特征及控矿因素的分析研究,总结其成矿规律及成因模式。
  
  一、地质背景
  
  贺州龙水金矿地处南华活动带大瑶山凸起北东缘,广西山字型构造前弧东翼与粤北山字型前弧西翼之交汇部位,区域性大宁深断裂东侧,属桂东金成矿区北东端。
  区域内出露主要有震旦系(Z)、寒武系(Є)、泥盆系(D)、石碳系(C)、侏罗系(J)、第四系(Q)等地层。
  区域内褶皱主要为水政顶倒转复式背斜,其轴部在水政顶一带,轴向南北,且向南倾伏,其长约24公里。其南端和北段部分,分别被加里东期中生代侵入岩所吞没,褶皱轴面倾向西,倾角约50度,两翼不对称,西翼次级褶皱较宽阔,东翼则紧密,且沿走向发育程度不等的次级褶皱,如骆驼峰倒转背斜、龙水岭背斜等。区域内断裂构造主要为北东向的大宁深断裂,切割元古界至石炭系,并控制岩浆活动;其次为因大宁深断裂活动所派生的次级断裂如北北东向的龙水断裂(F1)、北东向的冷水冲断裂(F2)等。
  区域内岩浆活动较强烈,出露有加里东期的大宁岩体及燕山期的姑婆山岩体和连阳岩体等。大宁岩体为一复式岩体,与金矿化关系密切。
  区域内矿产有鹰阳关铅锌矿床、张公岭金银铅锌矿床等[1]。
  


  
  二、矿区地质特征
  
  矿区地层主要为震旦系培地组上段(Zp2):下部(Zp2-1)为灰绿色杂砂岩、粉砂岩夹薄层硅质岩;中部(Zp2-2)为灰白色不等粒砂岩夹薄层硅质岩,顶部为厚层状硅质岩夹砂页岩。寒武系小内冲组(Єx):下段(Єx1)为灰黑色不等粒长石石英砂岩夹页岩;中段(Єx2)为灰黑色微层理之细砂岩,蚀变后多为绢云母千枚岩;上段(Єx3)为灰黑色长石石英砂岩夹细砂岩、页岩。小内冲组岩性较之培地组地层普通为细,泥质、碳质含量增多,其中、下部为主要的赋矿层位。该地层整合覆盖于培地组地层之上。
  矿区岩体主要出露加里东期大宁复式岩体,其主体岩性为似斑状花岗闪长岩,岩体向北西延伸,并斜切水政顶倒转背斜,长约40 Km,宽4~10Km。接触面截然,多呈弯曲状,倾角陡(45º~80º),围岩的热液蚀变强烈,形成角岩带及硅化带。
  矿区褶皱构造从北至南分布有骆驼峰倒转背斜,延长约2Km,轴向70º,轴面南倾;龙水岭背斜,延长1.5Km以上,轴向40º左右,轴部岩层较陡,背斜向北东方向倾伏(见图1)。
  矿区断裂十分发育,主要为NNE、NE向,其次为NW、EW向。NNE向断裂主要为龙水断裂(F1),总体走向13°,长22公里,宽40~50m。断裂东侧的花岗闪长岩经压碎形成压碎岩带,西侧寒武系形成硅化破碎带,石英脉及多金属硫化物金矿脉发育。龙水金矿Ⅰ号带即形成于该断裂中段(见插图1)。NE向断裂主要为冷水冲断裂(F2),长4500米以上,岩性及构造宽度因地而异,常以构造角砾及片理化的构造形迹呈交替出现,说明构造受力不均,力学性质因地而异。此外在龙水断裂与冷水冲断裂所夹持的地段,发育有若干条主要为NE,其次为NW、EW向的层间断裂破碎带,长度不等,宽2~3m,最宽达6~7m,产状变化较大。主要表现为挤压破碎及片理化,它们都不同程度充填有泥质、碳质、石英及金属硫化物等,龙水金矿2号带以及4、13、14、15、16号带即产于这些挤压破碎带中。
  
  三、矿床地质特征
  
  (一)矿体特征
  1号带主要赋存于龙水断裂中段,以硫化物含金石英脉形式产出,它由若干条平行排列、分枝复合的矿脉所组成。其形态有脉状(包括网脉状、须根状、雁行状)、透镜状、扁豆体状。1号矿体规模最大为矿区主矿体,呈7~20度延伸,浅部倾向北西,倾角10~27度,向深部逐渐变陡,进而倾向南东,倾角65~80度;矿体走向和倾向变化较大,沿断裂呈扭曲延伸,长735米,最大延深323米,厚0.6~5.2米。Au平均品位11.46g/t。2号带在1号带以西800~1000米,其控矿断裂为F2,以含金黄铁矿石英脉形式产出。矿体形态多呈脉状,少数为透镜状,其产状为140~315°∠76~89°。沿走向长自十余米至数十米,多数在40~50米,个别达百余米。倾向延深50~80米,少数90~100米,最深可达145米。厚度较小,0.42~1.11米,多数0.6~0.8米。金品位6.04~13.38g/t。
  其它形成于层间断裂破碎带中的矿体(如4、13、14、15、16号带),一般规模较小、品位较富(Au品位(g/t)3.76~43.32,平均品位高于1、2号带矿体)、产状较陡,多呈脉状、细脉状。
  
  (二)矿石特征
  1.矿石矿物组合
   矿石矿物成分有自然金、银金矿、自然银、银黝铜矿、褐铁矿、黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、石英、绿泥石、绢云母、方解石、白云石等。矿物的共生组合主要有铅锌黄铁矿石英组合、黄铁矿石英组合、碳酸盐石英组合等。
  2.矿石结构构造
  (1)矿石结构有粒状结构、浸染状结构、显微粒状结构、交代结构、固溶体分离结构、自形镶嵌结构、环带结构。
  (2)矿石构造有块状构造、脉状构造、网脉状构造、角砾状构造、晶洞构造、土状构造、显微细脉状构造等。
  3.金的赋存状态
   金矿物主要为银金矿,自然金较少。银金矿呈树枝状、显微叶片状,黄绿色,Au/Ag比值为1:(1.6~1.7)。金矿物以显微金赋存于黄铁矿、方铅矿、闪锌矿中。具体赋存形式为包体金主要见于黄铁矿和方铅矿中;裂隙金主要见银金矿参与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿组成的微细脉充填在粗晶黄铁矿的裂隙中;晶隙金则出现在石英闪锌矿,石英黄铁矿、黄铁矿黄铁矿晶粒之间。主要为包体金、裂隙金形式,共占92.97%。
  
  (三)围岩蚀变特征
  围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化和碳酸盐化,次有绢云母化、绿泥石化、重晶石化、钠长石化、萤石化等。其中硅化、黄铁矿化与金矿化关系最为密切。
  硅化是矿区内普通存在的一种蚀变,热液携带的硅质成分沿断裂破碎带及岩石裂隙充填交代,使石英颗粒重结晶或成为胶结物,往往呈网脉状、蜂窝状、团块状石英及石英脉出现。硅化可根据各种不同石英脉之间的相互穿插关系分为四期(如下表):
  


  黄铁矿化在矿区也是一种很普遍的蚀变,常伴硅化呈浸染状、团块状、不规则粒状集合体或脉体形式出现,为主要载金矿物。成岩期形成的细粒黄铁矿,经重结晶而形成颗粒较大的黄铁矿,沿层面分布。在破碎带中常碎裂成粉末状。镜下观察呈立方体、五角十二面体。黄铁矿风化成褐铁矿,褐铁矿化强烈的岩石,其含金量也高,常可见到自然金。
  
  四、矿床控矿因素
  
  (一)矿区广泛分布老地层震旦系培地组和寒武系小内冲组,为本区成矿有利的岩性层位,是一套轻变质含碳质硅质泥质砂页岩,为半封闭深水环境类复理石沉积,碎屑成分复杂,并常见较多新鲜长石(主要为碱性长石,少量中长石)。金矿体主要产于小内冲组中下部和培地组上段上部富含碳质硅质泥质砂页岩中。据镜下薄片统计,矿区内岩石粒度普遍较矿区外细,有机碳含量普遍高于矿区外一倍甚至一个数量级。碳质呈云雾状或不规则团块状不均匀分布,硅质多为晶形不清的集晶状石英胶结其他碎屑,泥质则为显微鳞片状绢云母、水云母作为胶结物存在或呈不连续条带状(层状)出现。硅质、泥质变化较大,常互层状产出。碎屑中常见石英、长石和其他岩屑。其主要化学成分变化也较大:SiO253.16~90.36%,Al2O31.63~14.69%,K2O0.33~3.66%,Na2O0.01~5.86%,C有机0.11~5.86%。属成熟度低的碎屑岩,其金丰度自5~677×10-9,平均32~35×10-9。由于硅质、泥质含量的互层状变化,使岩层在构造作用下易于产生层间滑动或破碎,为含矿热液的运移或贮存造就了有利的空间。
  (二)矿区位于大瑶山凸起的北东缘,属华南准地台的三级隆起区,基底出露早古生代地层。加里东运动形成近东西向的褶皱,褶皱后伴有北北东向的断层,并有岩浆活动,形成大宁岩体的同熔型花岗闪长岩、石英闪长岩。区域性大宁深断裂位于矿区西侧,是很好的控矿构造。郜北典认为深断裂控制了各时期的沉积相、岩浆活动,自然也就控制了成矿。他强调深断裂不仅是成矿热液运移的通道,而且断裂多次活动,可对容矿构造作多期次改造,使其容矿性越来越好[2]。龙水地区震旦系及寒武系地层,特别是对金成矿有利的寒武系小内冲组,其东边因受大宁岩体的限制,在后期构造运动强烈的东西向挤压作用下,产生一系列NNE~NEE的次级倒转褶皱的同时,也产生NNE向的龙水压扭性断裂及其西侧一系列的层间破碎带,并伴随硅化、黄铁矿化等蚀变,其强度自东往西逐渐减弱。龙水断裂及其西侧的层间破碎带的形成为含矿热液的运移和贮存提供了有利的空间。金矿体即产于这种层间破碎带中,矿体规模和矿化强度与层间破碎带的发育程度成正比。如1号带范围内的断裂无论频度、宽度和蚀变强度等都比2号带大,因而1号带的金矿化规模、强度比2号带大得多。矿区内的金矿化强度总的趋势是自东而西,自北而南逐渐减弱。其他延入或发生在小内冲组以外的地质体的断裂或虽为含矿断裂,但并不形成具有工业价值的金矿体。这就反映了该区金成矿必须具备的有利条件。
  (三)矿区金与石英、金属硫化物关系密切,而二氧化硅、金属硫化物是岩浆结晶时产生的常见的热液萃取物,故其成矿物质应主要来自岩浆。岩浆活动过程中也摄取了围岩中的部分成矿物质。岩浆上侵定位后,随着降温开始结晶分异,硅酸盐等造岩矿物结晶成岩,挥发分及成矿元素被分异出来成为热液。成矿热液受到挤压,从岩体中挤出,一面向外运移,一面随温度降低而成矿。在岩体顶上及边缘遇适合的容矿部位则冷凝成矿,成矿温度低的成矿物质则到了离岩体较远的围岩的容矿构造中成矿。龙水金矿床其分带性较明显,可分两个带:一是浅部或离花岗闪长岩稍远处的含金石英脉带(如2号带),矿物成分简单,有自然金、黄铁矿、石英;二是较深部多金属硫化物型金矿体(如1号带),矿物成分复杂,各种硫化物大量产出,围岩蚀变较强,且越往深部含银越高。
  
  五、矿床成因
  
  (一)龙水金矿床成矿脉体较多,尤其石英脉体较为显著,石英脉多期性显示热液活动特征。石英脉是矿脉的主体,矿脉形成的多阶段性体现在石英脉的多期性。本区石英脉分为四期,其特征见3.3所述。
  (二)龙水金矿1、2号带及其它矿体属岩体外接触带,δ34SX=0.47‰,
  显示热液金矿床特征,但变化较大,δ34S值为-11.9~+2.7‰,极差R=14.6,标准差σ=3.05。这种变化较大的原因可能是由于硫同位素组成受地层、岩性及变质程度的影响所致。
  (三)对龙水金矿2号带含金黄铁矿包体进行爆裂,测定其爆裂温度为136~270℃;对岩体共生金和伴生金矿床的黄铁矿包体进行爆裂,测定其温度为195~320℃,且温度随深度增加而增加。
  综上所述,龙水金矿床为断裂破碎带充填石英脉型,其成因类型为岩浆中温热液型矿床。
  
  参考文献:
  [1]广西壮族自治区地质矿产局.广西壮族自治区区域地质志[M].北京:地质出版社,1985.
  [2]郜北典,广西矿床成矿系列成矿模式研究报告,广西科学技术出版社,1995.
  作者简介:
  李平初,男,工程师,1989年毕业于华东地质学院放射性矿产地质专业,现为广西地质学会会员。
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