西北有色地质勘查局七一七总队怎么样
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(一)矿区地质背景
铜厂铜(铁)矿床位于南秦岭岛弧杂岩带碧口群内。碧口群火山岩系由火山熔岩+火山碎屑岩+沉积火山碎屑岩构成。该岩系火山熔岩的岩石组合为细碧岩+角斑岩(中性)+安山岩+石英角斑岩(酸性)+流纹岩(王宗起等,2009)。该矿床是西北有色地质勘查局711总队于20世纪80~90年代发现并勘查成功的一个中型铜(铁)矿床。
铜厂矿田位于勉-略-宁三角地区中部硖口驿-铜厂-罗家山-徐家坝构造岩浆岩带中段,矿田内主要出露地层为中、新元古界碧口群郭家沟组(Pt2-3g)变质火山-沉积岩系,主要岩性有细碧岩、细碧质凝灰岩、基性集块熔岩、基性火山角砾岩、凝灰质板岩、炭质板岩、白云岩和铁白云岩等。火山活动构成了一个从喷发到正常沉积的完整旋回。该旋回下部火山作用强烈,火山岩厚度较大,以细碧岩、细碧质凝灰岩为主,次有细碧质集块岩、细碧质火山角砾岩,形成爆发-喷溢韵律,火山作用早期以爆发为主,晚期以喷溢为主该旋回上部以火山碎屑岩为主,火山岩浆活动弱,形成基性凝灰岩、铁白云岩、白云岩和炭质板岩等。
矿田内断裂构造十分发育,按其方向划分为近EW向断裂组、NE向断裂组、近SN向断裂组和NW向断裂组。近EW向和NE向剪切带是矿田内重要的控矿构造,铜厂铜矿床北矿带及北东矿带、铜厂铁矿床、徐家沟铜矿床均受该类构造控制,该类构造为含矿热液的运移、矿质富集提供了通道及空间,是成矿必不可少的构造条件。
矿田内酸性-超基性侵入岩体均有出露。超基性岩体的岩性主要为蛇纹岩和滑石菱镁岩,均为超基性岩的变质岩,在矿田北部的徐家沟—铜厂一带呈NEE向带状展布,岩体侵入于郭家沟组中,与火山岩呈侵入接触关系,在棺材山南坡则与雪花太坪组白云岩呈断裂接触关系,矿田北部沿F61断裂上盘产出的半隐伏蛇纹岩墙是铁矿体的主要矿化岩石和近矿围岩,其中滑石蛇纹磁铁岩、透闪滑石磁铁岩等构成重要的矿石自然类型。基性岩主要为辉长岩和辉绿岩,除在徐家沟呈规模较大的岩体以外,其他地段均呈小岩脉产出。中性侵入体主要有铜厂闪长岩体及新铜厂的闪长岩株,在其他地段局部见有小的闪长岩脉,闪长岩体与铜矿化关系密切,铜厂铜矿床产于闪长岩体的内、外接触构造带中,据研究,铜厂石英闪长岩体形成于848~840Ma之间(王伟等,2011),晚于郭家沟组火山岩,闪长岩体的侵入为铜矿形成提供了动力和部分成矿物质,是成矿的必要条件(图3-48)。
(二)矿床地质特征
1.矿化类型及特征
矿区内主要发育3种矿化类型。
1)火山沉积-岩浆改造型铁铜矿:该类型为矿田范围内的主要矿化类型,成矿物质具有多来源,但主要来自围岩。矿体的形成受后期中酸性岩浆侵入过程中热动力改造作用明显。该类型的代表性矿床矿点为铜厂铁矿、铜厂铜矿、张家山铁矿和赵家山铁矿等。
2)火山-沉积块状硫化物多金属矿:其特点是受地层层位控制,往往产于中酸性火山岩中,且矿体的形态、产状与围岩产状基本保持一致。该类矿床的代表是陈家坝铜铅锌多金属矿、东沟坝铅锌金多金属矿等。
3)火山-喷气沉积型铁、铜矿:其特点是矿体产于火山-沉积岩系顶部,受层位控制较为明显。此外,矿体也产于含铜白云岩中,受后期改造黄铜矿呈脉状、网脉状产于白云岩中。该类矿化以阴山沟铜矿点、红木沟铁铜矿点为代表。
2.矿体特征
(1)铁矿体特征
铜厂铁矿赋存于 断裂带上,位于铜厂倒转背斜的北翼。 断裂总体南倾,断层面北盘为厚层白云岩,南盘为透闪石化白云岩和斜长绿帘角岩。铁矿为盲矿体,有一主矿体和一平行矿体。主矿体为一大透镜体,长1100m,延深500m,平均厚度为32m。主矿体以12线为界可分为东西两段,6~12线南倾,倾角65°~88°12线以东为北倾,倾角73°~85°。TFe为20%~61.14%,平均为36.5%。围岩为蛇纹岩和透闪岩。矿石的自然类型为滑石蛇纹石磁铁矿和透闪石滑石磁铁矿。围岩蚀变主要为蛇纹石化、透闪石化、绢云母化、阳起石化、绿泥石化和绿帘石化。磁铁矿与脉石矿物接触界线清楚,矿石以稠密浸染状和中等稠密浸染状为主,块状和斑杂状构造次之。矿石矿物为磁铁矿,脉石矿物有蛇纹石、滑石、透闪石、绿泥石和白云石、方解石等。矿石以他形不等粒结构为主,自形晶次之,少量网状结构。
(2)铜矿体特征
铜厂铜矿体位于铁矿南40~500m,主矿体呈脉状赋存于铜厂闪长岩体北部内、外接触带中(图3-49)。根据产出部位划分为3个矿化带。
图3-48 铜厂矿田地质略图
图3-49 铜厂铜矿床8线剖面地质示意图
1)Ⅰ号矿化带:位于闪长岩体北缘内接触带附近及片理化带中,长1500m,宽80m,其中赋存有10多个矿体,以Ⅰ -9矿体规模最大,也是铜厂铜矿床的主矿体。各矿体间大致呈雁行斜列式分布,走向近EW,倾向S,倾角45°~75°。矿体主要形态呈脉状、透镜状。矿体上、下盘一般见有0.5~1.0m的浸染状矿化体。在主矿体旁侧局部有次级含矿断裂,与主含矿断裂交汇处出现矿体膨大现象。局部分支断裂产状北倾。主要的矿化蚀变有绢云母化、绿泥石化、硅化和方解石化。
2)Ⅲ号矿化带:赋存于闪长岩体内 等NE向断裂所形成的片理化带内,带长1200m。其中产出有3个主要矿体和其他一些矿化体。走向NEE,倾向SE,倾角60°~80°。矿体由数个细矿脉和复脉体组成,单个脉体长30~50m,具分支复合或尖灭再现特征。单脉厚0.4~1.00m。矿化蚀变特征与Ⅰ号矿化带基本一致。
3)Ⅴ号矿化带:该带分布于铜厂闪长岩体北部外接触带的斜长绿帘岩中,长1100m,宽100m。由大小6个矿体组成,矿体呈脉状产出,长75~440m,走向近EW,倾向S,倾角60°左右,矿石类型以磁黄铁矿-黄铜矿矿石为主。矿体围岩为斜长绿帘岩,矿化蚀变有磁黄铁矿化和绿泥石化。该矿化带与徐家沟铜矿特征相似。
Ⅰ-9号矿体:为铜厂铜矿床的主矿体,赋存于铜厂闪长岩体北部内接触带 断裂旁侧片理化带中,长1700m,厚2.07m,延深900m。走向近EW,局部NE,倾向S,倾角变化于45°~60°,矿体在延长及延深方向上呈舒缓波状变化。往往矿体产状变缓部位,矿体厚度增大。单脉富矿体与围岩接触界线清楚,局部在富矿脉的上、下盘有细脉浸染状矿化。矿体上下盘围岩均是片理化闪长岩,矿化围岩蚀变有绢云母化、硅化和碳酸盐化。
矿石金属矿物主要是黄铜矿,其次为黄铁矿以及少量的斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、紫硫镍矿、辉砷镍矿、辉钴矿、辉钼矿和自然金等,靠近地表矿体边部有少量辉铜矿。脉石矿物以方解石、石英为主,还有绿泥石、白云石及少量的透闪石、绢云母等。矿石具有角砾状、致密浸染状、细脉浸染状和条带状构造,压碎结构、交代残余结构和粒状变晶结构等。矿物的生成顺序为硬绿泥石-白云石、石英黄铁矿→闪锌矿→黄铜矿→镍钴硫化物→紫硫镍铁矿等。矿石中伴生Au、Ni等有用元素。
(三)控矿因素
1.地层因素宏观上Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ号矿化带均产于郭家沟组细碧岩与闪长岩体内、外接触带的片理化带中,有些地段矿体围岩直接为蚀变细碧岩(斜长绿帘岩),反映了铜矿体与细碧岩具有明显的空间关系。
郭家沟组为一完整的火山喷发旋回的产物,区内早期喷发形成的火山角砾岩、细碧岩含铜量较地壳、正常玄武岩中的铜元素平均含量高,形成了铜元素的高背景区,基性火山角砾熔岩、细碧岩铜含量为(121~144)×10-6,是克拉克值的3~4倍,近矿片理化细碧岩铜含量为205×10-6(表3-30)。
表3-30 铜厂矿田各类岩石微量元素含量 (wB/10-6)
注:据西北有色地质勘查局711总队,1995
在铜厂闪长岩体的周缘火山角砾岩及细碧岩中的杏仁体中局部可见黄铜矿颗粒,火山-沉积过渡相中铁碳酸盐岩为热水沉积岩相,在红木沟—阴山沟一带有热水沉积型铜矿体产出,说明原先火山活动期就有铜元素的初始富集,形成了铜元素的高背景区。
王相等(1996)测定,铜厂地区细碧岩中角闪石变质前含铜为1.32×10-2,蚀变为绿泥石后含铜为0.96×10-2,蚀变细碧岩(斜长绿帘岩)的铜含量为51.8×10-6。蚀变细碧岩铜含量低于新鲜细碧岩的铜含量,尤其是蚀变细碧岩中角闪石类矿物的含铜量明显低于未蚀变细碧岩中角闪石类矿物的铜含量,而且蚀变程度越强,细碧岩及其中的角闪石矿物的含铜量越低,在矿体旁侧的矿化细碧岩中的铜元素含量反而大幅度提高,反映了处于铜矿体周围的基性火山熔岩、次火山岩在岩石蚀变作用过程中有铜元素的活化迁移,铜的析出—迁移—富集是铜矿化体、矿体形成的重要方式。
矿石铅同位素常常作为“指纹”元素用作矿质示踪,据测定(丁振举等,1998),铜厂铜矿床矿石铅同位素组成以上地壳铅为主,与矿体围岩细碧岩铅同位素组成一致,说明矿石铅与细碧岩铅有相近的来源。
以上特点反映了郭家沟组火山岩本身是铜厂铜矿床的重要物质来源,郭家沟组地层是主要控矿因素之一。
2.构造因素
铜厂矿田构造十分复杂,不同方向的构造交汇及古火山喷发通道,叠加了晚期的侵入岩,形成了同位多期的成矿构造,晋宁期848~840Ma(王伟等,2011)石英闪长岩体侵入,使其周围的郭家沟组细碧岩发生蚀变,在闪长岩体侵入前端形成蚀变细碧岩(斜长绿帘岩),使郭家沟组中的铜等成矿元素再次活化、迁移、富集,对于在闪长岩体前缘有利容矿构造中形成工业铜矿体起到了关键作用,因此同位多期构造和侵入体前缘的同生剪切蚀变破碎带为有利的成矿构造。
铜厂地区断裂十分发育,而以近EW向和NE向剪切带对成矿影响最大,发育于闪长岩体北缘的近EW向剪切带和岩体东侧内外接触带的NE向剪切带分别控制了主要矿体的就位。根据矿体的产出状况,可以说近EW向和NE向剪切带均形成于成矿之前,早期构造活动给矿液的流动和定位提供了通道和容矿空间,这些控矿剪切带均多次活动,构造面呈舒缓波状,产状变化大,在构造陡缓变换部位对成矿更为有利,铜矿的富矿体和厚大部位就产在陡缓变换的较缓部位上。如Ⅰ号矿带的浅部,7线以西控矿断裂倾角较缓,并呈波状弯曲,矿体规模变大,品位变富7线以东断裂倾角变陡,较平直,矿体亦变薄,品位变贫。在倾向方向上1200m标高以上及900m标高以下控矿断裂均陡倾,矿体厚度、品位均显著变薄变贫,而200~900m标高之间的缓倾斜段内矿体变厚、变富。
以上特点表明,近EW向、NE向剪切带为成矿热液提供了通道,同时为矿质富集提供了空间,构造是成矿的控制因素之一。
3.侵入岩因素
铜厂铜矿床主矿体均产于闪长岩体的内、外接触带,且Ⅰ-9号主矿体主要产于内接触带,岩体的侵入明显造成了其侵入前缘的细碧岩发生强烈蚀变,变成了斜长绿帘岩,而事实上该蚀变岩石与矿体具有明显的空间关系,岩体的侵入不但造成了细碧岩的蚀变,同时也为铜元素的活化、迁移提供了热源和动力,并促使岩石发生矿物成分、结构构造的变化,使其中的铜元素发生明显的含量变化。从表3-30可以看出闪长岩中铜丰度为80×10-6,是克拉克值的2.22倍据测定(王相等,1996),闪长岩中角闪石变质前含铜为1.97%,蚀变为绿泥石后铜含量为0.87%,推断闪长岩在后期成矿过程中也提供了成矿物质。
(四)矿床地球化学特征
1.硫同位素
据3个黄铜矿及27个黄铁矿硫同位素分析结果(表3-31),铜厂铜矿床δ34S值变化范围为+1.7‰~+20‰,平均值为10.47‰,明显富集重硫。从频率分布图可以看出(图3-50),93%以上样品的δ34S为正高值(>+8.5‰),而且集中在+8.5‰~+12‰这个区间内(80%)3个黄铜矿的δ34S也为正高值,平均值为10.53‰,说明黄铜矿与含矿岩系的δ34S值基本吻合。铜厂铜矿区的δ34S塔式效应明显(图3-50),与地壳硫源
表3-31 铜厂铜矿床硫同位素组成
注:据西北有色地质勘查局711总队,1995叶霖等,1999韩润生等,2003。Py-黄铁矿Cp-黄铜矿不同,同时,它又以高δ34S值为特点,可与单一地幔硫源相区别,因而应属混合硫源,即属地幔硫+地壳硫(混合源硫),所以铜厂铜矿及围岩内的硫源应是混合硫源,即岩浆期后热液活动带来的深部均一硫混染了一部分围岩或海水中的重硫,从而形成混合硫,闪长岩体的侵入也为成矿提供了部分硫源。
图3-50 铜厂铜矿床硫同位素组成直方图
2.氢、氧同位素
叶霖等(1997)对铜厂各成矿阶段的石英、方解石样品进行了氢、氧同位素测试,其结果见表3-32。氢、氧同位素分析表明,含矿流体初始热液来源于岩浆水,成矿中阶段和晚阶段有大量天水加入成矿热液,中酸性岩浆水与闪长岩关系密切(图3-51)。
表3-32 铜厂铜矿床各成矿阶段氢、氧同位素组成
注:成矿热液的δ18OH2O同位素分别采用石英-水平衡方程计算获得据叶霖等,1997。
铜厂铜矿床矿体内早期形成的石英脉大多已经破碎,为黄铜矿、方解石、晚期石英脉充填交代,其包裹体测温资料较少,目前仅现北矿带。该带铜矿体内所测定的石英包裹体均一法温度为174~358℃,晚期方解石均一法温度为294℃(叶霖等,1997),由此推断其成矿温度在174~358℃范围内,主成矿期温度为300℃左右。
图3-51 铜厂铜矿床δD-δ18OH2O图解
(五)成岩成矿时代
铜厂铜矿床矿体主要呈脉状产于闪长岩体的内外接触带,闪长岩体的侵入对矿床的形成起了重要作用。关于铜厂铜矿床成岩、成矿年龄的确定,前人曾做了大量研究。
叶霖等(1997)通过野外观察和地球化学分析指出,区内钠长岩是由于闪长岩侵入所带来的气体和热液使周围的细碧岩中的钠质析出,并交代闪长岩而形成的,因此钠长岩与闪长岩的形成近于同期。同时,叶霖等(1997)也通过Rb-Sr法测得矿区闪长岩的年龄为(233.3±10)Ma,钠长岩的年龄为(348±8.47)Ma。闪长岩的Rb-Sr同位素年龄小于钠长岩的年龄,显然这样的年龄值是不可靠的。虽然,李军(1990)也曾给出闪长岩的Rb-Sr等时线年龄(340±10.93)Ma,但这可能与Rb-Sr法测年容易遭受后期热液活动扰动有关,闪长岩和钠长岩可能遭受了后期热液蚀变,不能代表真实的成岩年龄。
近期,王伟等(2011)通过对赋矿闪长岩、石英闪长岩及钠长岩中锆石的U-Pb同位素测年,获得了早期闪长岩侵位结晶时代为881~880Ma,钠长岩的SHRIMP U-Pb同位素年龄为(834±6)Ma。这与丁振举等(1998)获得的辉钼矿Re-Os模式年龄889Ma相当,表明铜厂铜矿赋矿岩体的侵入和铜矿化近于同期形成,形成于新元古代晋宁期,而非前人所认为的海西期(叶霖等,1997)。
(六)成矿模式
中新元古代在铜厂一带发生了中基性火山喷发活动,形成了一套由基性火山熔岩-火山沉积过渡相岩石组成的细碧角斑岩系,这些火山熔岩本身携带了大量的铜等成矿物质,形成了铜元素的高背景地层,在火山沉积过渡相中形成了热水沉积岩相(铁碳酸盐岩),并在局部形成了热水沉积型铜矿体,初始火山活动为后期成矿提供了铜和部分硫元素,但在该阶段成矿物质呈分散状态赋存于岩石中,没有形成工业矿体,仅形成了初始矿源层(图3-52)。
图3-52 铜厂铜矿床成矿模式示意图
晋宁期石英闪长岩体顺火山口由南向北侵入,在侵入体前缘形成同生剪切蚀变破碎带,使其周围的郭家沟组细碧岩发生蚀变,使郭家沟组中的铜等成矿元素再次活化、迁移。闪长岩体本身含铜较高,其中的角闪石为含铜的主要矿物,为铜的成矿提供了部分物源。由于岩浆分异作用,后期形成了富含挥发分和成矿物质的岩浆期后热液,岩浆期后热液顺其附近的剪切构造进一步活动,中晚期热液中也混入部分大气降水,携带了从围岩(细碧岩、石英闪长岩)中萃取的铜、硫等成矿元素,在岩体接触带附近的剪切带中有利的物理、化学环境中富集成矿,但该期所形成的矿体以含铜石英方解石脉为主。
由于多期构造活动,同时又产生一些高温的动力变质热液,这些变质热液在运移过程中萃取了围岩中的硫和铜元素。早期构造活动给矿液的流动和定位提供了通道和容矿空间,这些控矿剪切带均多次活动,构造面呈舒缓波状,产状变化大,在构造陡缓变换部位形成了有利的成矿空间。动力变质热液与岩浆期后热液混合,形成了新含矿热液,它彻底改变了原热液的物理化学平衡,使热液中的有用物质呈硫化物形式大量沉积下来,交代胶结原先的含铜石英方解石脉,从而形成铜厂铜矿的主体(图3-52)。
因此,认为该矿床属于原始火山沉积-构造岩浆改造型矿床。
(七)找矿模型
铜厂铜矿属火山沉积-构造岩浆改造型矿床,矿体的最终定位构造主要受闪长岩体前缘接触带断裂破碎带控制。因此,与侵入体或断裂构造运动等后期改造因素有关的构造部位是有利的赋矿部位。如侵入体前缘内外接触带、同生剪切破碎带、断裂构造局部张性构造空间等。
在碧口地体基性火山岩带其他地段,也发育一些晋宁晚期和加里东期中酸性-中基性侵入岩浆活动,部分岩体接触带有铜矿化线索,成矿条件与铜厂相似,在李家沟金矿带发现与热液改造有关的脉型铜矿。这表明,侵入岩浆和构造动热作用均可使基性火山沉积岩中的铜元素活化、迁移并富集成矿。
其找矿模型可构建如下:
1)区域上为拉张-裂陷环境,火山活动强烈,存在古火山机构,古火山口呈链状、串珠状断续分布
2)具有中、酸性闪长岩侵入
3)呈带状展布的韧-脆性剪切构造带
4)与主构造线基本一致的带状化探异常(1:5万分散流或1:1万沟系次生晕)和高磁、低阻高极化率物探异常
5)绿泥石化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、硅化、(铁)碳酸盐化及绢云母化蚀变强烈。
在寻找隐伏矿体方面,激电剖面法、充电法、井中激电及地面高精度磁测等物探方法是该区寻找隐伏、半隐伏铜矿体的有效找矿手段。
区域找矿潜力区主要为碧口地体中部基性火山岩带中基性次火山岩发育地段、碧口地体南部基性火山岩带北缘断裂构造-基性侵入岩脉带。
陕西省略阳县煎茶岭金矿床位于矿产资源丰富的“勉略阳金三角”北部,行政区划为陕西省略阳县何家岩镇西渠沟。由西北有色711总队于1987年发现并相继进行了地质勘探工作。矿床产在超基性岩与白云岩的接触断裂带含金蚀变白云岩中,受逆冲断裂构造控制,是与超基性岩有关的构造破碎带蚀变白云岩型金矿床,矿床规模大。
1 区域成矿地质环境
区域上,煎茶岭金矿床处在秦岭造山带与上扬子被动陆缘地块之间、摩天岭微地块东端的勉(县)、略(阳)、阳平关(宁强)三角区。三角区北部边界(NW向)以略勉构造混杂岩带与南秦岭拼合,南部(NE向)通过双江逆冲断裂带与扬子地块相接。
煎茶岭金矿床位于勉、略、阳三角地区西北部,紧邻略勉构造混杂岩带的南缘。矿区地层以新太古代渔洞子岩群、中新元古代何家岩岩群和震旦系为主体,分别构成结晶基底、过渡层和浅变质盖层。基底有新太古代鱼洞子群(组)中深变质火山沉积岩(岩石同位素年龄约2600 Ma左右)和中新元古代碧口群(接官亭组和郭家沟组)巨厚的绿片岩相变质火山沉积岩系(岩石同位素年龄在700~1500 Ma之间);盖层为新元古代震旦系(断头崖组和九道拐组)浅海相碎屑岩-碳酸盐岩沉积。此外,山间盆地有零星泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系及第四系分布。
受南北两大构造单元影响,区域基底构造线在本区北部呈NW—NWW向,南部呈NE—NEE向,中部东端为近EW向并且向西转为NE或SN向,构成北部、中部和南部3个构造岩浆岩成矿区带。盖层以继承基底构造特征为其特点,矿区及其周边地层经多期多阶段变形变质作用,均已构造重建,现存的主导面理S2,S3呈NWW向展布。自南向北由震旦系不同岩组和渔洞子岩群组成的断头崖向斜、九道拐向斜、官地梁向斜和西渠沟背斜等,构成了何家岩复式背斜的主体。断裂构造表现为与主导面理方向一致的NWW向或近EW向逆冲断层组合,发育在超基性岩体与震旦系白云岩接触部位的 断裂带(组)是金矿的主要控矿构造。
超基性岩(煎茶岭、柳树沟和柳树坪岩体)主要沿断裂构造(或多组构造交会处)侵入。北部超基性岩带伴有后期中酸性岩脉的侵入。煎茶岭岩体是一个以超基性岩为主、其间有花岗斑岩、花岗细晶岩产出的复式岩体,平面上呈薯状,面积约5km2。在煎茶岭超基性岩内及其边缘分别发现大型含钴硫化镍矿床与金矿床。岩体西侧鱼洞子群(组)地层中赋存有大量的太古宙特有的磁铁石英岩型铁矿床与构造蚀变岩型(变粒岩型)金矿点,柳树沟-柳树坪超基性岩体旁侧九道拐组地层中有热液交代型铅锌(银、金)矿床与铁矿床。
2 矿区地质
矿区出露地层简单,基底层为鱼洞子组(2658 Ma),上亚群浅粒岩、变粒岩和绿片岩等;盖层主要为震旦系断头崖组上岩段的一套厚层状、青灰色、微细晶粒状结构的白云岩、硅质白云岩。
矿区内有从晋宁期—印支期的超基性岩—中酸性岩侵入,其中超基性主岩体产于何家岩背斜东部倾伏端 与 两大断裂交会部,位出露面积约5km2,平面呈透镜状,向NEE向侧伏,岩体与不同时代围岩呈断裂接触或不整合接触,其北部沿 断裂侵入的超基性岩墙及其分支,长7000m,宽50~550m,其顶部有断头崖组白云岩、板岩及白云岩捕虏体。同位素年龄测定表明二者侵入有先后之分(全岩钾氩法:主岩体927 Ma,分支岩体405 Ma),可见煎茶岭超基性岩至少为两期侵入的复式岩体。本区的超基性岩均已深度变质,主要发生蛇纹岩化及硅化,岩体则经历多期变质,主要由退化蚀变后的纤胶蛇纹岩、叶蛇纹岩、滑镁岩、菱镁岩及石英组成。
在超基性岩侵入后期有相当强度的中酸性岩浆活动,包括侵入于岩体南沿的花岗岩岩株及发育于全区的脉岩-钠长斑岩(213~400 Ma,K-Ar法和Sm-Nd法)。
煎茶岭地区构造活动呈现出多期次活动特征,深大断裂及其旁侧的次级断裂及羽裂构成了本区的基本构造格架,它们既是各类岩浆的通道,也是Au元素活化、迁移与沉淀的主要场所,控制了本区矿带矿体的空间分布(图1)。
图1 煎茶岭矿区地质简图
1—石灰岩白云岩;2—铁矿化体;3—镍矿体;4—金矿体;5—断层及编号
断裂是矿区的主控断裂,发育于何家岩背斜核部鱼洞子组地层边缘,即超基性岩体与北部的白云岩接触部位由数个走向和倾向相近但倾角不同的断裂分支复合而成。
在矿床的西段,断裂明显向东侧伏,其侧伏角20°左右。断裂带长约5km,总体走向290°,倾向N,局部反倾,倾角变化于30°~80°之间,具体表现自西向东其倾角由缓变陡,断裂带呈压扭性,局部呈镜面断面,多数则为舒缓波状,局部呈“Z”字型。
该断裂带呈现长期多次活动特点,并且具有高角度逆冲剪切特性。根据有关资料及从区内几次大的地质事件和观察到的断裂特征分析判断其活动期次如下:第一期活动发生于晋宁期前后, 和 断裂沿何家岩背斜两翼边缘分布,在背斜倾伏端断裂交会处,有煎茶岭早期超基性主岩体侵入;第二期活动发生于华力西早期,北部沿 断裂带侵入了北西向超基性分枝岩体,同时在超基性主岩体中侵入有早期花岗斑岩;第三期活动发生于印支期,侵入了印支期酸性—中性—基性岩脉,超基性岩体的强烈变质作用、沿主断裂带形成的挤压破碎带及次级断裂以及金矿物质的富集主要形成于本次活动期间;第四期活动发生印支期之后,形成构造透镜体,含矿断层角砾,片理化带及横向和缓倾角的破矿断层的出现等。
勘探表明,该断裂带控制了本区超基性岩—中酸性岩的侵入,属深大断裂,是主要的导矿构造,而且与上盘白云岩形成了截然的界面,其开放性也控制了本区的氧化深度,同时由于成矿前发育较多的横向错位,致使 沿走向和倾向均呈不连续性。
次级张性断裂发育于 断裂两侧、并与主断裂呈小角度相交,其规模在几米至100余米之间,是主断裂多次活动的产物。目前,各个中段及断裂两侧不同的岩性中均可见到此类断裂,产状变化为倾向20°~85°,倾角35°~85°,但断面比较平直,现有的资料表明,一般沿倾向延伸小于其走向长度,其空间分布上受构造应力不均的影响呈不等距产出,西部则明显强烈发育于东部,885m水平以下强于其上部;同时也与应力方向密切相关,在 断裂两侧形成的张性断裂和压扭性质断裂,只有呈张性性质断裂与主断裂的交会部位形成开放空间,才形成本区厚大的矿体及分枝矿体。在1070,825m水平发育 断裂北侧的此类断裂则被超基性岩脉充填,其边缘均有矿体存在。
羽状裂隙主要发育在与主断裂相接触的蛇纹岩顶部,通常与主断裂呈大角度相交,其规模0.5m至几米,是一系列相对密集的近平行的等长裂隙组合,呈网状、复脉状,其强弱和密集程度与 断裂带的应力场和产状相关,表现出当主断裂呈缓倾时其裂隙发育较强,延伸的范围也较宽大,反之,则发育较弱,其范围也较小。当发育最为强烈时,就构成了沿主断裂带的构造破碎带,这类裂隙具有张性特征,是沿 断裂带的主要容矿构造之一,同时也是控制矿体厚度及矿石构造的主要因素。
这套构造体系是在不同应力条件、为成矿前不同阶段下继承发展而具有相伴产出的特点,表现在主断裂带呈分支复合和舒缓波状,具有多期次活动性,同时在其旁侧产生一系列小规模的次级平行断裂,并具有选择性地在蚀变超基性岩的顶部与主断裂带的接触部位而形成羽状裂隙。后二者具有相同的构造性质,其规模和密集程度是区分二者的关键,构成了本区的控矿主体;另一个共同特点是当其延至滑镁岩或远离 断裂带时自行紧闭或尖灭。不同的是次级断裂表现为较为单一,其规模大小不一,若被充填后形成的矿脉也显示出单一透镜状的脉体,而羽状裂隙则表现为一系列较为密集的组合体,形成平行的矿脉群。
3 矿体地质特征
3.1 矿体特征
本区的金矿体主要以充填方式产于 断裂两侧的次级断裂及与 密切相关的羽状裂隙中,以“金线吊葫芦”的形式形成一个相互联系的矿化体,根据矿体的产出位置及产状的不同而大致分为4个主要矿体。
一号矿体产于与 断裂带呈断裂接触的蛇纹岩的顶部,是本区最主要的、最典型的矿体。其产状与断裂接触带相一致,矿体总体连续性较好,长约440m,延深至550m水平,呈似层状、薄板状、透镜状和脉状;矿石类型以石英黄铁矿型为主,石英铁碳酸盐次之,855m水平以上以氧化矿为主,855m水平以下特别在825m以下多以石英黄铁矿脉为主,同时受次级张性断裂的作用,形成了大约呈等距离(50m)分布的4个厚大透镜体,局部有分枝复合,使矿体的厚度变化在1~46之间,总体的产状变化:倾向5°~20°、倾角55°~70°;其金品位变化于1×10-6~187×10-6之间,平均金品位为10.24×10-6。
二号矿体位于一号矿体西侧,其产出位置相同,所不同的是二号矿体为一缓倾的断裂控制下呈一大透镜体,已控制的长度为110m,延深250m,产状变化:倾向30°~65°,倾角 30°~55°,厚度2~23m,矿石类型在825m水平以上以石英黄铁矿型为主,825m水平以下以石英铁碳酸盐为主,在780~815m之间形成一特高品位富矿段,最高品位276×10-6,平均品位12.96×10-6。
三、四号矿体为生产过程中发现的新矿体,产于 断裂带北侧白云岩内的次级断裂中。该类断裂中充填超基性岩脉,在其边缘或整体被矿化蚀变而形成工业矿体,其上下盘围岩均为白云岩,矿体呈似层状、透镜状和脉状,矿石类型为石英铁碳酸型,亦见石英黄铁矿脉穿插于其中。三号矿体产于1070m水平附近,目前控制的矿体长约90m,延深75m,为陡倾斜矿体,产状40°∠75°~65°∠75°,矿体厚度1.5~8.68m,平均品位7.37×10-6;四号矿体产于825m水平附近,已控制的矿体长约40m,延深50m,为缓倾角矿体,产状为10°~30°∠15°~40°,厚度0.5~3.3m,平均品位4.44×10-6。
3.2 矿石特征
矿石矿物成分较简单,主要贵金属矿物有自然金,其次有银金矿和自然银;金属矿物主要有黄铁矿(3%)和少量白铁矿及二者的次生矿物褐铁矿;非金属矿物主要有白云石(60%)、石英(30%),少量叶蛇纹石、滑石、铁白云石、铁方解石、铬云母和钠长石;微量矿物(少于0.1%)较复杂,有磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、白铅矿、黄铜矿、紫硫镍矿、辉砷镍矿、镍黄铁矿、针镍矿、赤铁矿、毒砂、雄黄、雌黄以及自然锌、自然铜、自然镍(后3种矿物见于54线以西褐铁矿硅化白云岩型金矿石中),反映出热液矿物组合特点。金的载体矿物为褐铁矿、黄铁矿、白铁矿、石英和白云石。金属矿物颗粒微小,粒径多<0.5mm。
矿石类型主要是含金褐铁矿硅化白云岩型与含金黄铁矿硅化白云岩型,位于二者边部靠超基性岩一侧,另有少量含金黄(褐)铁矿叶蛇纹石化硅化白云岩型。
矿石结构主要是自形—他形微细粒、交代蚕蚀;在氧化矿石中还可见假象、骸晶和球状。矿石构造主要有浸染状、细脉状、网脉状、团块状和斑点状。
矿石的金含量变化较大(1×10-6~135×10-6),以1×10-6~40×10-6居多,平均品位7.28×10-6。其中54~67线950~800m标高间厚矿段平均品位10.36×10-6。矿石中其他微量元素光谱分析含量(×10-6):Ag为0.42,Cu为29,Pb为20,Zn为186,Ni为1056,Co为79,Cr为1566,Mn为1412,B为85,W为21,Sn为11,Mo<1,Sb<20,Bi<5,As(化探分析)为58.54。矿石品位变化系数为170%,属不均匀型。
氧化矿石中金主要呈粒间金与裂隙金(达92%)及少量包裹金嵌布。电子探针分析结果表明,原生矿石中金主要以分散状态赋存于金属硫化物中,镜下仅见到2粒金。主要金属硫化物黄铁矿、磁黄铁矿、紫硫镍矿和辉砷镍矿等含金。物相分析被包裹在硫化物中的金占86%,与电子探针分析结果吻合。金的粒度为0.2~36mm,其中<0.01mm者占80%,属以微粒金为主的微细粒金。浑圆粒状、麦粒状与角粒状金占总量的85%。金的成色为975,含微量的Fe,Ni,Co,Cr,Zn,As等元素。
3.3 围岩蚀变
对金矿体而言,其主要围岩为超基性岩和白云岩两类,超基性岩在多期变形构造中已强烈退化蚀变,由无水硅酸盐铁镁矿物次变为含水硅酸盐铁镁矿物,进而碳酸盐化与硅化组合使岩石更具脆性。与超基性岩呈断裂接触的震旦系白云岩的蚀变主要表现为近矿围岩的褪色,强硅化而使岩石变得更加致密,当白云岩呈捕虏体或不规则接触时,则表现为碎裂状、花斑状结构,具有硅化、碳酸盐化、大理岩化,偶见重结晶现象。
煎茶岭金矿体围岩蚀变显示热液蚀变特征,主要为多种金属硫化物矿化、硅化和碳酸盐化,其主要蚀变矿物为铁白云石、铁方解石、黄铁矿、石英以及后期充填含有雄黄、雌黄的石英脉,这也是本区矿化的主要标志。
3.4 矿床铂族元素特征
王瑞廷等(2005)对矿区不同类型岩石、矿石样品的铂族元素特征进行研究表明,矿石的铂族元素配分曲线为向右升高的左倾型,含金、钯较高,具有铂的高峰,这与Pt,Pd及Au在镁铁质地壳岩石和与镁铁-超镁铁质侵入体有关的矿床中相对富集的认识是一致的。Pt/Pd比值在0.40~1.67之间变化,均小于球粒陨石的Pt/Pd 比值;Pd/Ir 比值在1.08~7.72 之间变化,均大于球粒陨石的Pd/Ir比值,属Pt、Pd向下倾斜的配分型。由于一般情况下,热液型镍矿石的Pd/Ir值超过100,而岩浆型镍矿石的Pd/Ir值较低,故说明多数煎茶岭镍矿石属于岩浆型,该矿床的形成以岩浆成矿作用为主。除金外,岩石的铂族元素配分曲线与矿石基本上呈互补关系,含金、铑较高,具有铂、钯的低谷,由于造成PGE分异的可能机制有蚀变作用、部分熔融和结晶分异,而蚀变作用对Pd族PGE影响大,因此,说明镍成矿过程还与蛇纹石化蚀变作用有关。另外,岩石、矿石的铂族元素配分曲线均比较规整一致,可能反映煎茶岭岩体为一次侵入。
煎茶岭镍矿床整体上铂族元素含量较低,其矿石铂族元素总量PGE(除Os外)在9.34×10-9~65.05×10-9之间变化,平均为31.28×10-9,Pt和Pd含量均<0.01×10-9,Os,Ir,Ru和Rh含量更低微,这与加拿大产于由蛇纹石化橄榄岩组成的镁质超基性岩体中的汤普逊镍铜矿床类似,符合镁质超基性岩体中铜镍硫化物矿床铂族元素含量普遍较低的规律。1 件蛇纹岩中铂族元素总量PGE为7.5×10-9,滑镁岩中铂族元素总量 PGE 在19.70×10-9~22.0×10-9之间变化,平均为20.77×10-9,小于矿石的平均值,反映铂族元素倾向在晚期岩浆中富集。
煎茶岭镍矿床蛇纹岩的Au/Pd值为4.2,金川超基性岩为2.50,Urals纯橄榄岩为2.40,煎茶岭蛇纹岩的Au/Pd值很高,且与金川超基性岩、Orals纯橄榄岩的Au/Pd值比较接近,可能指示其原岩更类似于纯橄榄岩/橄榄岩。Pd在超镁铁质岩浆结晶或成岩过程中性状与Au相近,Au/Pd值为一常数但在后期成岩及变质作用过程中呈惰性,保持其原始含量不变,又与金性质完全不同。矿石的Au/Pd值在1.38~11.21范围内变化,似反映有后期热液的贡献。
该矿床蛇纹岩的Cu/Pd值为1190,低于原生地幔岩浆的Cu/Pd值(Cu/Pd=6500),说明岩石中存在富Pd硫化物,岩浆熔离作用较弱,这是因为Pd的D硫化物、硫酸盐远远超过Cu的相应值,如果发生充分的岩浆熔离作用,则因硫化物熔离过程而失去Pd的岩浆所结晶的岩石将具有高的Cu/Pd值(>6500)。矿石中金属硫化物的PGE含量接近或高于矿石的平均含量,亦证明Pt,Pd等铂族元素主要富集于硫化物中。
4 矿床成因讨论
4.1 同位素地球化学特征
矿区碳酸盐岩矿物碳、氧同位素测定结果见表1。
表1 矿区碳酸盐岩碳、氧同位素组成
4.2 成岩和成矿时代
对超基性岩采用不同测年方法和选用不同样品获得3组年龄数据:①采用同一岩相的纤胶蛇纹岩做Sm-Nd全岩等时线年龄测定,获得927 Ma的年龄数据;②采用K-Ar法对蛇纹岩全岩测定,获得388.7 Ma的年龄数据;③采用 K-Ar法对蚀变超基性岩中铬水云母测定,获得144 Ma年龄数据。
由于在低于角闪岩相的变质作用下,稀土元素不易发生迁移,使岩石中Sm,Nd相对封闭较好,而且,选用的蛇纹岩远离后期酸性侵入岩和构造带,故测定的927 Ma年龄数据结果可代表煎茶岭超基性岩侵位时的成岩年龄。
本区超基性岩体形成之后有相当强度的中酸性岩浆活动,包括侵入于岩体南沿的花岗斑岩岩株及发育于全区,尤其是超基性岩体南部的脉岩。黄婉康等(1996)对60线地表剖面产于超基性岩体中的钠长斑岩进行了研究。薄片中长石斑晶呈自形—半自形,粒径为0.5~4mm,一般为2mm,双晶发育,探针测定其成分为钠长石。对钠长斑岩的钠长石和基质分别进行了K-Ar年龄测定,其斑晶年龄为376.2±1.2 Ma,基质年龄为337.3±3.4 Ma,这个结果与庞春勇测定的花岗斑岩侵位年龄为400 Ma相对应,表明矿区的中—酸性岩浆活动是发生在337~400 Ma期间。金矿化关系密切的铬水云母K-Ar法测定年龄为144.2±14.9 Ma,可代表成矿年龄。
5 技术性找矿标志
5.1 岩性标志
超基性岩为主要矿体的载体,目前探明的所有矿体均与超基性岩墙和分枝岩脉有关。深度变质后形成的纤胶蛇纹岩,在构造活动作用下产生的张性裂隙,白云岩中的超基性岩脉的边缘或构造带内,均是成矿的有利部位,这些岩性的变化是重要的找矿标志。
5.2 构造标志
超基性岩与白云岩的断裂接触带( ),是本区找矿的主要部位。 断裂构造性质的深源性,控制了本区的构造格局及岩浆活动,控制了本区金矿物质来源,其次级分支裂隙及构造交会部位是找矿的有利地段。
5.3 围岩蚀变标志
煎茶岭金矿体围岩蚀变显示热液蚀变特征,与成矿有关的黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物矿化及硅化、碳酸盐化等蚀变是直接找矿标志。特别是蚀变矿物为铁白云石、铁方解石、黄铁矿、石英以及后期充填含有雄黄、雌黄的石英脉出现,是矿区矿化的主要标志。
5.4 元素地球化学异常
1∶5万水系沉积物测量、1∶1万土壤测量的Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As组合的多元素异常是找矿标志之一,特别是Au,As 2种元素出现较好的套合时往往能发现新的矿体。
参考文献
武警黄金地质研究所.2007.陕西省略阳县铧厂沟金矿接替资源勘查项目专题研究(成果报告).廊坊:武警黄金地质研究所
陕西省地质矿产局第二地质队.1991.陕西省略阳县铧厂沟金矿床寨子湾矿段23-32线勘探地质报告
白忠.1996.陕西铧厂沟金矿床成因探讨.矿产与地质,10(2):108~113
魏刚锋,姜修道,刘永华等.2000.铧厂沟金矿床地质特征及控矿因素分析.矿床地质,19(2):138~146
(路彦明编写)
西安有好多很好的地质单位。如西安地质调查中心,在南稍门。是个极不错的地质勘查单位,项目多,级别高,个人待遇很好。常常有国家级科研、地质评价、情报等大型项目,不仅是项目承担单位,还是项目管理单位。再如陕西省地质局,在和平门外,是陕西省的龙头地勘单位。以矿产评价为主,地质调查为辅的。西北有色地质局是统领西北几个省的有色地质勘查单位,大型项目多,个人待遇相当好。你问的715队和712队,是陕西有色地质局下属的地质勘查单位,多以承担有色金属勘查评价项目为主。相比较之下,待遇要略差点。
不知道你的情况,如果人你是研究生,别到“队”级单位去。如果是本科生,可考虑去队级单位。
关于秦岭地区的金属矿床成因和控制因素,前人做了大量的工作(王俊发等,1991 王集磊等,1996李人澍,1996王相等,1996王平安等,1998彭大明,2000Maoet al.,2002a,2002b王瑞廷,2005王瑞廷等,2000a,2002,2003,2007a张复新等,2004毛景文等,2005a,2005b祝新友等,2011),分析总结前人的成果资料可以发现,以往的研究工作比较重视矿床的原始成矿构造环境、含矿建造、物质来源和成矿作用等控矿因素,并且依据这些控矿因素进行了区域成矿类型划分。最新代表成果如由西安地质矿产研究所(2006)主编的 《西北地区矿产资源找矿潜力》一书,依据构造、含矿建造、成矿作用及其矿床组合差异,将秦岭金属矿床划分为太古宙海底火山沉积成矿系统、中元古代与海底岛弧火山及岩浆侵入活动有关的成矿系统、震旦纪与碳酸盐岩有关的成矿系统、早古生代与海相火山热液作用有关的成矿系统、海西期与海底热液及岩浆作用有关的成矿系统、印支期与浊积岩有关的成矿系统、中生代与碰撞造山及陆内构造岩浆活动有关的成矿系统、新生代与河流冲积作用有关的成矿系统共八大成矿系统。
此次工作在找矿勘查实践和综合研究过程中发现,秦岭造山带中的多数金属矿床的区域成矿元素组合往往受某一特定构造时期的成矿环境及其成矿建造控制,同时又受印支期或燕山期等晚期构造岩浆改造作用控制,而且多数矿床的最终就位主要受区域晚造山期构造-岩浆活动控制。
(一)凤-太矿集区主要铅锌矿床
凤-太矿集区铅锌矿位于秦岭造山带中部秦岭微板块区,是秦岭泥盆系铅锌成矿带内的一个重要铅锌金矿产集中区,如前所述,区内已经发现大型铅锌矿床3处(铅硐山、八方山-二里河、手拌崖-银洞梁)、中型铅锌矿床3处(银母寺、峰崖、大黑沟),累计获铅锌储量500余万吨。
凤-太铅锌矿集区是秦岭造山带内一个重要的晚古生代构造-裂陷沉降带和热水沉积盆地,面积约2000km2,矿集区出露地层为中-上泥盆统海相碳酸盐岩-泥质碎屑岩建造。构造主要为呈格子状展布的印支期NWW向断褶带和NE向断裂密集带,区内岩浆岩主要为印支期二长黑云母花岗岩和燕山期中酸性岩脉。根据矿区构造岩浆活动分析,区域和矿区晚期构造运动为印支-燕山期。
关于凤-太矿集区铅锌矿床的成因问题,前人的研究认识总体趋于一致,普遍认为铅锌矿为SEDEX型热水喷流沉积成因。作者认为铅锌成矿主要受泥盆纪热水沉积建造和印支-燕山期构造岩浆改造二元/两期因素控制,标志特征如下:
1)矿床分布特征:铅锌成矿严格受泥盆纪三、四级热水沉积盆地控制,具有固定的层和位,所有矿床均产于泥盆系古道岭组灰岩与星红铺组泥质碎屑岩沉积接触界面及其附近。虽然铅锌矿床分布于泥盆纪三、四级热水沉积盆地区域内,但是所有的矿床又不具备典型的层控或沉积矿床的面状分布特征,矿体产状与沉积作用关系不大,无法应用沉积成矿理论指导勘查顺层找矿。
2)矿体产状特征:矿床的最终成矿就位严格受后期构造控制,多数矿区的矿体呈似层状或马鞍状形态赋存于印支-燕山期背斜构造鞍部转折端和两翼构造虚脱部位(图3-10),部分矿体呈脉状形态充填于断裂构造中。只有在泥盆纪三、四级热水沉积盆地区域内的次级背斜构造鞍部转折端和两翼构造虚脱部位才能找到矿床,矿体产状主要受晚期构造控制,呈线形展布,因此只能沿晚期构造寻找工业矿床。
3)矿石结构、构造特征:矿石主要为中粗粒结构和块状构造,难以见到SEDEX型矿床的典型沉积条带状构造。
4)伴随矿体分布的大量次生石英脉指示了强烈的热液充填交代作用。
(二)柞-山矿集区主要金属矿床
柞-山矿集区处于商-丹缝合带与凤镇-山阳断裂之间,这两大断裂不仅控制了柞-山盆地的边界,而且控制了该区泥盆系的古地理环境及其发展演化。前已述及,区内构造主体呈东西向,凤镇-山阳大断裂活动时间长,直接控制着柞-山盆地的形成、演化和发展。该区总体为一大型复式向斜,其核部在红岩寺—黑山街一带,近东西向展布。断裂构造主要发育近EW—NWW向,表现为顺层北倾且为高倾角的走向断裂,延伸数十千米以上,从北向南主要有3条断裂,即北部曹坪-红岩寺-卅里铺-两水寺断裂、中部张家坪-伍园沟-洪河寺断裂和南部大西沟-穆家庄-太山庙断裂。断裂性质多属剪切构造破碎带,同时控制着矿集区的矿产分布。区内赋存大西沟菱铁矿、银洞子银铅多金属矿床、穆家庄铜矿床、桐木沟锌矿、小河口铜矿、袁家沟铜矿等典型金属矿床。
上述研究表明,银洞子银铅多金属矿床的成矿作用经历了早期初始富集沉积成矿和后期弱的构造改造叠加两个重要的成矿过程(即“两期成矿”),该矿床的主要控矿因素是早期热水沉积活动和后期构造作用,而且以前者为主(即“二元控矿”)。
穆家庄铜矿床的成矿作用经历了海西期形成初始矿源层或贫矿层和印支-燕山期成矿物质的再次活化、运移,并最终在褶皱轴部或断裂构造有利部位(层间破碎带)沉淀、富集成矿(即“两期成矿”),该矿床主要受早期热水喷流沉积作用和后期岩浆侵入与构造活动控制,且以后者为主(即“二元控矿”)。它们均表现出较明显的“两期/二元成矿控矿”规律。
(三)勉-略-宁矿集区主要金属矿床
勉-略-宁矿集区在深部地幔隆起的地质背景下,多期次构造岩浆活动和复杂的变质变形作用发育。区域基底与盖层之间为一不整合面,存在一系列的滑脱和剥离断层,以及近NW向的脆性断裂组,为不同类型的成矿作用提供了有利条件。区内产出有鱼洞子磁铁石英岩型铁矿、煎茶岭金矿、煎茶岭镍矿、铜厂铜矿、李家沟金矿、东沟坝块状硫化物型铅锌铜多金属矿床、郭家沟菱铁矿和黎家营锰矿等典型金属矿床。
1.煎茶岭金矿床
煎茶岭金矿床与超基性岩、区域构造及中生代岩浆活动在时空和成因上具有密切关系。煎茶岭金矿的形成大致经历了超基性矿源岩的形成及超基性原岩的退化蚀变和构造叠加-热液改造的成矿作用长期演化过程。前者是在岩浆活动形成初始金矿(化)胚(体)的基础上,海西期超基性岩体发生蚀变变质,使金元素进一步活化迁移,在岩体与地层的断裂接触带形成金矿(化)蚀变体后者是在印支-燕山期的陆内造山阶段,主要以逆冲推覆、走滑剪切构造为主,叠加前期矿化,发生构造-热液改造成矿作用,形成富而厚大的矿体,该期是金的主要成矿时期(即“两期成矿”)。该矿床主要受超基性岩体和北西西向断裂构造(F451及其上盘碎裂白云岩)控制,且以后者为主(即“二元控矿”),亦具有较明显的“两期/二元成矿控矿”规律。
2.煎茶岭镍矿床
煎茶岭镍矿床位于秦岭造山带扬子板块北缘的勉(县)-略(阳)-阳(平关)矿化集中区。矿区地层为新太古界鱼洞子群中深变质火山-沉积岩(其斜长角闪岩U-Pb年龄为(2657±9)Ma秦克令等,1992)、元古宇碧口群海相火山-沉积岩和寒武系碳酸盐岩沉积盖层。矿区基本构造为晋宁运动形成并且在后期继承性活动的何家岩背斜及其两翼的NWW向和NEE向断裂构造(图3-53)。矿区同位多期岩浆活动频繁而强烈,在何家岩背斜东部转折端,侵入体继承早期的岩浆侵入活动通道从早到晚先后有晋宁期超基性岩(蛇纹岩Sm-Nb年龄为927Ma秦克令等,1992)、海西期花岗斑岩(400Ma,Rb-Sr法庞春勇等,1993)、印支期辉长岩脉(203~209Ma,K-Ar法庞春勇等,1993)和花岗斑岩(203~218Ma,K-Ar法桂林冶金地质研究所,1972),形成了多期复合侵入杂岩。煎茶岭镍矿床赋存于煎茶岭超基性岩体南部及其与印支期花岗斑岩的外接触带中,超基性岩遭受了印支期岩浆热液改造,彻底蚀变、变质为蛇纹岩和滑镁岩等岩石。
关于煎茶岭镍矿床的成因,前人(庞春勇等,1993王相等,1996王瑞廷等,2000a,2002,2003王瑞廷,2005)主要依据该矿床产出于煎茶岭超基性岩之中,以及矿石与超基性岩的地球化学、同位素相似等特征,将其归为与晋宁期超基性岩有关的岩浆熔离型镍矿,同时强调地壳物质同化混染硫的混入对于成矿的重要贡献,本次研究基本支持前人以上观点,但有一个关键问题是,区域内的鱼洞子群基底地层硫源不多,而与矿床硫同位素特征相似的地质体多数较晋宁期超基性岩时代晚。在研究前人资料成果时发现很多的资料都表明煎茶岭镍矿具有晋宁期初始富集、印支期改造成矿的“两期/二元成矿控矿”特征,主要依据如下:
1)矿体产状:虽然煎茶岭镍矿床赋存于煎茶岭晋宁期超基性岩体南部,但是与一般的岩浆熔离型镍矿不同,该矿的矿体赋存部位与超基性岩体的岩相、产状几乎无关镍矿床的矿带和矿体严格受印支期花岗斑岩接触带控制,成群成带环绕花岗斑岩展布,矿体呈似层状、大透镜状赋存于花岗斑岩外接触带弧形断裂构造带中(图3-54),产状随花岗斑岩接触带产状同步变化,显示花岗岩浆控矿的特点。目前已在印支期花岗斑岩北部接触带共发现16个矿体,累计获得镍金属资源量29万余吨,达到大型矿床规模。
2)矿石结构构造:煎茶岭镍矿显示热液改造成因矿床的典型结构构造特征。矿石结构以交代残余结构、网脉结构、交代反应边结构和浸染状构造、似条带状构造、斑杂状构造为主,很少能看到海绵陨铁结构等岩浆熔离型镍矿的典型结构构造。
3)矿区晋宁期超基性岩中硅酸镍相的镍元素平均含量高达(2089~2854)×106,表明晋宁期超基性岩浆富含成矿物质。王瑞廷等(2003)测得煎茶岭镍矿床矿石样品的Re-Os同位素等时线年龄为(878±27)Ma,与超基性岩体的Sm-Nd同位素年龄相当,表明伴随超基性岩形成有镍的成矿作用发生。但是,在超基性岩体中仅见到少量的海绵陨铁型矿石,指示岩浆熔离早期熔体中硫源不足,不足以形成大量的硫化镍,以致更多的镍元素进入硅酸盐中形成了初始富镍矿源岩体。
4)煎茶岭超基性岩经受了强烈的变质改造,原岩经过变质已经面目全非,完全蚀变为蛇纹岩、滑镁岩和石英菱镁岩。成矿元素地球化学研究表明,随着变质程度增强,蚀变岩石中的镍元素含量逐步降低(表3-34),显示超基性岩的变质作用对于镍成矿有所贡献。而氢、氧同位素资料(表3-35)表明,蚀变超基性岩与长英质岩浆水的同位素特征相似,显示出岩浆热液流体的特征。根据一般规律,超基性岩浆期后热液有限,不足以将超基性岩完全变质为蛇纹岩、滑镁岩和石英菱镁岩,矿区除去超基性岩外,可能带来大规模岩浆热液的侵入体为海西期钠长斑岩和印支期花岗斑岩。因此,本次研究认为引起煎茶岭超基性岩发生大规模热液蚀变可能与后期中酸性岩体的侵入有关。
图3-53 略阳煎茶岭金镍矿区地质简图
表3-34 煎茶岭超基性岩成矿元素特征 (wB/10-6)
注:据王瑞廷等,2002
图3-54 煎茶岭镍矿床920m标高平面地质图
表3-35 煎茶岭镍矿区岩石氢、氧同位素特征
注:据陈民杨等,1994。
5)镍矿中的铬尖晶石具有明显的环带状结构,核心成分富镁贫铁,与超基性岩的成分特征一致、边缘成分富铁贫镁(表3-36),显示有两期成矿作用发生,前期可能与超基性岩的岩浆熔离成矿有关,后期可能与晚期中酸性侵入岩改造成矿有关。
表3-36 煎茶岭镍矿铬尖晶石成分特征 (wB/%)
注:据王瑞廷,2002。
综合以上论述,研究认为煎茶岭镍矿床的成矿主要受晋宁期超基性岩和印支期中酸性侵入岩浆活动的两期因素控制。晋宁期超基性岩浆熔离形成了初始硫化镍矿化和镍矿源岩体,印支期造山伴随的中酸性侵入岩浆活动导致超基性岩遭受了岩浆热液改造,原岩彻底蚀变、变质为蛇纹岩、滑镁岩等岩石,成矿元素活化、迁移,在花岗斑岩外接触带富集形成矿床,矿体最终就位主要受印支期侵入体接触带控制。
3.铜厂铜矿床
铜厂铜矿位于秦岭造山带扬子板块北缘的勉-略-阳矿化集中区。矿区地层为元古宇碧口群海相基性火山沉积岩和震旦系碳酸盐岩沉积盖层。矿区基本构造为铜厂火山穹隆构造及其南北两侧火山洼地构造,火山穹隆构造由元古宇碧口群细碧岩、火山集块岩和次火山岩钠长岩构成。晚期岩浆继承早期火山构造同位多期侵入,晋宁期(881~880Ma王伟等,2011)闪长岩和石英闪长岩沿古火山通道侵入,后期造山构造运动形成的褶皱构造继承元古宙火山构造,在穹隆构造基础上形成背斜构造,在火山洼地区形成向斜构造,矿区断裂构造主要为继承性NE向区域断裂构造、火山穹隆构造周边的环形和放射状断裂以及晋宁期闪长岩和石英闪长岩侵入体前端压扭性破碎带(图3-55)。
图3-55 铜厂铜矿区地质略图
铜厂铜矿床的矿带和矿体呈平行矿脉赋存于铜厂晋宁期石英闪长岩侵入体北接触带前端压扭性破碎带中。勘探工作在闪长岩北部接触带共发现3个矿带10余个矿脉,累计获得铜金属资源量10余万吨,达到中型矿床规模。
关于铜厂铜矿床的成因问题,王相等(1996)进行了系统分析总结,根据矿体产状、成矿物质来源、硫同位素特征、黄铁矿成分特征及成矿时代将其确认为火山沉积-次火山热液改造成因矿床。铜厂铜矿的“两期控矿”作用标志特征如下:
1)元古宇碧口群海相基性火山-沉积岩建造顶部板岩、碳酸岩盐中赋存有火山期后热液沉积层状和透镜状铁铜矿化体,说明矿区存在火山期后喷流沉积成矿作用。微量元素分析表明(表3-37),新鲜的碧口群细碧岩和辉绿岩含铜丰度高,而绿泥石化、绿帘石化细碧岩铜、镍、钴含量明显降低,表明后期热液蚀变对成矿元素进行了活化和萃取。硫同位素资料显示(表3-38),铜厂铜矿石具有与矿区元古宇碧口群火山-沉积岩相似的硫同位素特征,指示铜矿与火山岩具有相同的硫源,主要为海水硫酸岩。这些资料显示元古宇碧口群海相基性火山-沉积建造伴有火山期后热液成矿作用,可能为矿区铜矿形成提供了重要的物质基础。
表3-37 铜厂矿区不同岩石成矿元素含量 (wB/10-6)
注:据西北有色地质勘查局711总队,1995。
表3-38 铜厂矿区岩(矿)石硫同位素特征
注:据西北有色地质勘查局711总队,1995。
2)铜厂铜矿床的矿体呈平行矿脉赋存于侵入体前端压扭性破碎带中,矿带、矿体产状严格受闪长岩体内外接触带控制(图3-49),矿体为热液脉状形态,显示矿床最终成矿就位时代为晋宁期。
综上所述.铜厂铜矿床的成矿过程主要受元古宙海相基性火山沉积建造和晋宁期石英闪长岩侵入体改造两期/二元成矿因素控制,元古宙海相基性火山沉积伴随有火山沉积成矿活动,基性火山沉积岩含铜丰度高,在后期蚀变过程中有铜、镍、钴等成矿物质的析出,为成矿提供了主要的物质来源,矿带和矿体呈平行矿脉赋存于晋宁期石英闪长岩侵入体前端压扭性破碎带中。而工业矿脉严格受晋宁期侵入岩浆改造控制,为成矿物质活化、迁移提供了热动力和富集构造空间。
(四)秦岭造山带金属矿床“两期/二元成矿控矿”模式
以上例证分析表明,秦岭造山带中多数金属矿床的形成经历了早期初始富集成矿和后期构造热液改造就位两个重要的成矿过程(“两期成矿”),矿床主要受两方面的因素控制——成矿建造与构造岩浆改造(“二元控矿”)。在此将其命名为秦岭造山带金属矿床的“两期/二元成矿控矿”规律。
不同的成矿地质背景条件和成矿作用的专属性决定了一个区域的初始基本成矿类型及其成矿元素组合。在秦岭造山带地区,这一普遍规律在区域成矿控制作用方面发挥着重要作用。伴随着秦岭构造演化,在特定的成矿地质环境下,形成了各具特色的成矿集中区及其特定的成矿元素组合。如在秦岭造山带扬子板块北缘的勉-略-阳地区,伴随着中新元古界碧口群海相中基性火山-沉积岩建造及大规模的超基性-基性侵入岩浆活动,在该区域形成了与镁铁质岩浆作用有关的铁锰铜镍金成矿作用、与中酸性火山岩浆活动有关的铜铅锌成矿作用。在秦岭古生代沉积区,在南秦岭北部伴随泥盆系热水沉积活动形成了与热水喷流沉积作用有关的泥盆系铅锌金成矿带和矿化集中区在南秦岭南部伴随早古生代黑色岩系沉积形成了与沉积作用有关的钒锰铁等多金属成矿带。在小秦岭太古宙克拉通和燕山期大规模酸性侵入岩浆活动的地质背景下,该区的主要成矿元素为与太古宙变质岩有关的金矿和与酸性侵入岩浆活动有关的钼矿。因此可以认为秦岭造山带的区域初始成矿类型和区域成矿矿种主要受原始成矿地质背景条件控制,在特定的地质成矿时期和建造环境下,通过岩浆熔离分异、火山沉积、热水沉积等基本的成矿作用(图3-56),在特定的区域形成初始矿床或矿源岩。这是秦岭造山带金属矿床的一个重要控矿因素,这一关键因素主要控制了特定区域成什么矿,即初始成矿类型和基本的成矿元素组合。
变质成矿作用是一类重要的成矿作用类型,由于秦岭造山带在长期的构造演化中经历了多期次的复合变质改造作用,使得早期形成的地质体及其矿床在后期的构造岩浆活动过程中,往往被后期的区域性构造岩浆多期次改造,成矿物质多次活化、迁移、富集,多数矿床普遍经历了多期次构造岩浆改造,现在已经面目全非,同时伴有新的成矿物质加入,从而使得造山带中的多数矿床具有成矿物质多源、成矿时代多期、矿床成因复杂等共性特征。通过对比研究发现,秦岭造山带中的多数金属矿床虽然经历过多期次的构造岩浆改造,但是矿床的最终就位及其矿体产状主要受晚期造山构造岩浆作用控制,多数矿床赋存于晚期断裂构造和褶皱构造的虚脱空间、侵入体的外接触带等热液矿床的有利成矿构造部位(图3-56)。因此可以认为,区域和矿区的晚期构造或者岩浆活动是秦岭造山带矿床的第二个重要的控矿因素,这一关键因素主要控制了矿在哪里,到哪里找矿,即矿床的最终就位空间及其矿体产状形态。充分认识秦岭造山带金属矿床的这一显著控矿特点十分重要,它对于指导找矿意义重大。
不可否认,秦岭造山带金属矿床的控矿因素远不止以上两个方面,但是上述两个方面是秦岭造山带矿床的关键控矿因素,是多数矿床所具有的共性规律,对于指导找矿勘查意义重大。造山带区域多数矿床既受某一特定构造时期的成矿环境及其成矿建造控制而具有特定的成矿元素组合,同时又受晚期构造岩浆改造作用控制而最终就位于晚期断裂构造、褶皱构造虚脱部位和侵入体内外接触带。根据这一共性控矿规律,可以基于基本成矿地质背景条件确定特定区域的找矿勘查矿种,再根据造山带矿床的改造就位特点确定找矿勘查靶区靶位。在造山带区域找矿要突破传统的成矿理论束缚,特别要重视晚期构造岩浆活动及其构造空间、地球化学变异带对于成矿元素富集就位的重要控制作用。
造山带是中国的重要成矿构造环境,由于我国的地质构造位置特殊,构造运动频繁,多数造山带与秦岭造山带相似,具有同位多期复合活动特征。对于秦岭典型矿床的研究表明,与造山带相关的多数金属矿床在同位多期构造岩浆复合作用下,矿床普遍具有多源、多期、复成因等特征。
从关键控矿因素分析,秦岭造山带中的多数金属矿床具有明显的“两期/二元成矿控矿”规律,即同一区域的矿床既受某一特定构造时期的成矿环境及其成矿建造控制,具有特定的成矿元素组合,同时又受印支期或燕山晚期构造岩浆改造作用控制,多数矿床的最终就位主要受区域晚期造山构造岩浆活动控制,即前者控制特定区域成什么矿,后者控制在哪里成矿,到哪里去找矿(王东生等,2009)。
因此,在找矿勘查工作中应该充分重视造山带区域晚期构造岩浆活动的控矿作用,在地质、物探、化探、遥感综合研究确定的矿化集中区或矿田区域,以变质热液矿床和岩浆热液矿床的勘查模式为指导思想,以晚期造山运动形成的构造和侵入体为线索,以断裂产状变化、构造交汇、褶皱虚脱、侵入体接触带等有利成矿空间和地球化学条件突变带为目标,根据造山带矿床的成矿特点选定勘查靶区,利用综合手段确定勘查靶位,有望在造山带找矿中取得重大突破。
图3-56 秦岭造山带金属矿床两期/二元成矿控矿模型
在宝鸡区域内(含县区)的有宝钛集团有限公司(渭滨区);
陕西有色金属矿山公司、陕西银母寺矿业有限责任公司、陕西凤县四方金矿有限责任公司,这三家都在凤县。
大庆路东段的717总队隶属于有色集团下的西北有色地质勘查局,事业单位,地理位置挺好的。