青海东昆仑五龙沟金矿床成矿条件及成矿机理_李厚民.docx
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1、 青海东昆仑五龙沟金矿床成矿条件及成矿机理 李厚民 12,沈远超 胡正国 2,钱状志 2 (1.中国科学院地质与地球物理研宄所,北京 100029;2.长安大学,西安 710054) 摘要 青海省都兰县五龙沟金矿床是青海省及东昆仑地区一个十分重要的金矿床,其成矿条件 及成矿作用的研究对工作程度很低的东昆仑地区金矿找矿工作具有十分重要的意义。通过对五龙沟金 矿床矿化期次、成矿条件的分析总结,探讨了该矿床的成矿机理 ,总结了其成矿模型。 关键词 金矿床矿化期次成矿机理成矿模型东昆仑五龙沟 中图分类号 P618.51;P612 文献标识码 A 文章编号 0495 5331 (2001 )01 006
2、5 05 青海省都兰县五龙沟金矿床是东昆仑地区一个 十分重要的金矿床,其成矿作用及成矿模型的研宄 对本区金矿找矿工作具有重要意义。 1五龙沟金矿床基本地质特征 五龙沟金矿床位于柴达木盆地南缘、东昆仑中央 断裂(简称昆中断裂 )以北的东昆仑中段构造一岩浆带 (简称昆中带 )中,大地构造位置上属华北一塔里木板 块西南缘过渡带。矿区出露地层主要为元古宙金水口 群变质达角闪岩相的火山一沉积建造,岩浆岩以石灰 沟片麻状花岗闪长岩体和外滩超基性一中性杂岩体及 闪长扮岩一隐爆角烁岩为主,五龙沟一石灰沟初性剪 切带呈 NWW向横贯全区,剪切带北盘及叠加其上分布 着具等间距特征的 NW向脆性断裂带 (图 1 )
3、。 图 1五龙沟金矿床区域地质略图 1一下兀古界 ;2 中、上兀古界 ;3 古生界 ;4一基性 一超基性岩 ;5 印支期浅成一超浅成岩分布密集区 ;6 北西向 剪切带; I 昆北带; II 昆中带; III-昆南带 ;NKF 昆 北断裂 ;MKF 昆中断裂 ;SKF 昆南断裂 金矿化主要发育于 NW向脆性断裂带中并严格 受其控制。矿区目前已发现断裂破碎带 80余条,其 中 26条为含矿带 (Au大于 IX KT6), 重要的有 III、 IV、 W等含矿带(图 2)。含矿带主要呈 NW走向,倾 向 NE,倾角 40 60;单条矿带宽数米,长可逾 7 km;矿带内原生矿化蚀变主要为硅化、絹云母化
4、、黄 铁矿化、毒砂化等,其次有辉铺矿化、辉铁铺矿化、铁 碳酸盐化、高岭土化、多金属矿化、夕卡岩化等,矿化 与蚀变强度呈正比。 图 2五龙沟金矿床矿区地质图 1 一外滩杂岩 ;2 闪长扮岩脉 (枝 ) ;3 金矿化带及编号; 4一多金属(金 )矿点; 5 金矿床(点) ;6 印支期浅成一 超浅成岩衆活动中心 ;A 多金属(金 )矿化带 ;B 金一砷矿化带; C一金一锑矿化带; 一巴尔图达吾一黑石山剪切带; 一岩金沟剪切带 ; 一萤石沟一红旗沟剪切带; 一 三道梁一苦水泉剪切带 矿带中矿体呈集群状侧列产出,有分枝复合现 象 ;矿体呈透镜状、 “ 脉 ” 状、 “ 带 ” 状,长 20 m 560
5、m ,延深 20 m 390 m, 平均厚 0 90 m 3.31 m, 规模 变化较大。矿石主要呈浸染状、细网脉浸染状及角 收稿日期 2000 11 28;修定日期 2000 12 01;责任编辑 曲丽莉。 基金项目 国土资源部 “ 九五 ” 资源与环境科技攻关项目( 9502214)、国土资源部定向科研项目 ( 95 18)、 “ 九五 ” 国家科技攻关 305项目 ( 96 915 06 01A)资助。 砾状构造,微细粒结构 ;主要矿物组合为绢云母 +石 英 +黄铁矿 +毒砂 ;Au主要为不可见金,明金少见。 金矿石 K一 Ar等时线年龄为 197 Ma, 矿石铅模 式年龄为 210 M
6、a, 表明金矿化发生于印支末一燕山 早期,与扮岩一隐爆角烁岩的时代 ( Rb Sr等时线 年龄 209 09 Ma 22.73 Ma) 致。 2五龙沟金矿床的成矿阶段 五龙沟金矿床的矿化期次从早到晚可分为如下 几个矿化期和矿化阶段: 2.1伴生金多金属矿化热液期 形成夕卡岩型、脉型多金属矿化,伴生 Au 0.175 X 1(T6 0.53X KT6。 典型矿物组合为磁黄铁矿 + 黄铜矿 (外滩铜矿点 ) ;黄铜矿 +方铅矿 +黄铁矿士 闪锌矿士毒砂(东支沟铜铅矿点 ); 方铅矿。矿石呈 块状、稠密浸染状、条带状,矿物颗粒粗大。 2.2金矿化热液期 为本区金的主要矿化期。扫描电镜分析该期黄 铁矿
7、中有较多方铅矿、黄铜矿包体,表明晚于伴生金 多金属热液期。该期据矿化蚀变特征可进一步划分 为 5个阶段: 2.2.1黄铁絹英岩化金矿化阶段 该阶段黄铁絹英岩化强烈,絹云母、石英主要为 构造岩中斜长石、黑云母等矿物受热液蚀变而成,可 见絹云母、石英集合体显示斜长石、黑云母的晶形、 解理或环带、双晶构造的假象,黄铁矿以细粒它形浸 染状沿原暗色矿物的解理及边部分布 ;扫描电镜分 析黄铁矿中有金红石包体,表明其继 承了原黑云母 中的 Ti、 Fe。 该阶段典型矿物组合为絹云母 +石英 +黄铁矿 +磁黄铁矿 , Au 0.02X KT6 17.80X 10 6,平均 3.80X10 6。 2.2.2硅化
8、毒砂化金矿化阶段 该阶段细粒硅质交代明显,毒砂化发育,并有较 强绢云母化参与。硅化以石英细脉、网脉或交代硅 化岩形式出现,石英呈细一微粒自形晶 ;毒砂呈极细 小矛状、长条状自形晶均匀浸染,交代 ;磁黄铁矿、黄铁 矿、毒砂及被毒砂交代的黄铁矿中均包有金红石。该 阶段典型矿物组合为石英 +毒砂士黄铁矿士絹云母, 含 Au 3.57X 10_6 171.04X 10_6,平均 46.69X 10_6。 2.2.3辉 (铁 )锑矿化金矿化阶段 该阶段的代表产物是辉锑矿和辉铁锑矿。辉锑 矿呈它形粗晶产于脉石英的裂隙中,发生变形呈变 形丝带、应力聚片双晶及细粒化颗粒 ;辉铁锑矿比辉 锑矿形成晚,呈毛发状产
9、于活化石英细脉或铁碳酸 盐细脉中,或呈重结晶的细粒自形辉铁锑矿交代细 粒化辉锑矿。该阶段典型矿物组合为辉锑矿 +辉铁 锑矿 +石英士铁碳酸盐,含 Au 16.54X 10_6 99.08 XKT6,平均 54.04XHT6。 电子探针及矿物微量 元素分析辉锑矿中含金不高而辉铁锑矿含金很高, 表明该阶段金主要赋存于辉铁锑矿中,金成矿流体 中铁含量高。 2.2.4石英黄铁矿化金矿化阶段 该阶段以黄铁矿细脉、活化石英细脉发育为特 征。脉宽数毫米,脉中黄铁矿呈细粒立方体自形晶, 石英呈洁净的微细粒自形棒状晶,系硅质活化产物, 明显晚于絹云母化、毒砂化及微细粒硅化。该阶段 金矿化弱,含 Au 0.108
10、X 10 6 5.49X 10 6,平均 1.32X10-6。 2.2.5碳酸盐化阶段 该阶段以沿张性裂隙充填的方解石细网脉为特 征,它切穿了毒砂黄铁矿脉。该阶段产物含 Au 0.152X10 6 1.85X 10_6,平均 0.80X 10_6,表明 金矿化已近尾声。 2.3表生氧化期 为金的淋蚀聚合阶段,原生矿石中的微细粒金 被淋蚀聚合,在氧化带中形成明金,是明金的主要形 成期。 石灰沟金矿区 II矿带金含量频率分布有六重母 体 (图3),也显示了金矿化的多期多阶段性。图 2 中各母体代表了金矿化的不同阶段 :母体 1代表矿 区金背景值 (Au 20X 10 9 ),母体 2代表多金属矿
11、化阶段伴生金矿化 (Au 0.2X 1(T6 ),母体 3代表石 英黄铁矿细脉型金矿化 (Au 0.5X 1(T6 2X 1(T6), 母体 4代表黄铁绢英岩化阶段金矿化 (Au 3X 1(T6 5X KT6 ),母体 5代表硅化毒砂化阶段金矿化 (Au 16X 1(T6 ),母体 6代表辉 (铁 )镍矿化阶段金矿化 (AU50X10_6)。 3五龙沟金矿成矿条件分析 3.1成矿地质条件 研宄表明本区金矿化的主要控制因素为构造及 岩浆活动。此外有利的原岩条件也很重要。 3.1.1深大断裂是重要的导岩导矿构造 本区夹持于昆中断裂和昆北断裂两条深大断裂 之间,矿区内有 4条呈 NW SE向平行展布
12、、相距 4 km 5 km的大规模脆初性剪切带,巴尔图达吾一黑 石山剪切带控制了外滩超基性一中性岩浆岩,岩金 沟剪切带控制了东支沟金矿床,萤石沟一红旗沟剪 切带控制了红旗沟、淡水沟金矿床,三道梁一苦水泉 剪切带控制了中支沟金矿床(图 2)。 lg/106 图 3石灰沟金矿区 II矿带 Au含量频率分布 3.1.2超基性一中性岩浆活动为本区金成矿提供 了物质及动热来源 矿区发育外滩超基性一中性岩浆岩,呈岩株和 岩枝(脉)两种产态。岩株分布于石灰沟口外滩一 带,岩体由闪长质基体和广布其中的大小不一、数量 众多的 “ 岩球 ” 组成。 “ 岩球 ” 具典型的球状构造,自 球心向外依次为粗一巨晶辉石岩
13、、粗晶暗色辉长岩、 中一粗粒暗色闪长岩、灰一灰白色细晶闪长岩,各岩 性间呈渐变过渡关系;由岩体中心向边缘, “ 岩球 ” 含 量减少,细粒闪长质基体增多。这些均显示了清晰 的岩衆结晶分异特征。该岩株的岩枝 (脉 )集中出露 于石灰沟选厂及五龙沟中支沟等地,单脉宽数十厘 米一数米,长数十米一千余米,主要为闪长玢岩类岩 枝(脉 ),局部出现隐爆特征。岩石斑 状结构明显,常 含大量浸染状黄铁矿。岩石化学及微量元素研宄表 明上述岩浆岩具同源岩浆性质。 外滩超基性一中性岩浆活动与本区金矿化具有 密切的成因联系。时间上,二者基本相近 (见前述 ); 空间上,自外滩超基性一中性岩株向外,依次分布着 玢岩一隐
14、爆角砾岩型金矿化、夕卡岩型铜伴生金矿 化、夕卡岩型铜铅多金属伴生金矿化、蚀变构造岩型 金矿化及石英脉型金、锑金矿化(图 2)。前二者分 布于海拔较低的外滩及沟谷中,后二者出露标高较 高, II矿带金矿体向 NW(外滩岩株 )方向侧伏,这些 均反映了矿化与外滩杂岩密切的空间关系 ;成 分上, 外滩杂岩的晚期端元 闪长玢岩、石英闪长玢岩 等岩枝(脉)及隐爆角砾岩含金平均 185X 1(T9,可 高达 380X 1(T9,显示了外滩岩浆活动与金成矿的 密切成分关系 ;地球化学特征上,玢岩一隐爆角砾岩 中黄铁矿 S4S 4. 74 %。 6. 86 %。(平均 6.13 %),蚀变 构造岩型金矿石中黄
15、铁矿 84S3.26%Q5.32%Q(平 均 4.41 %。 ),二者十分接近,矿石中硫化物包裹体水 的 $)(_57.32%。 一 75.24 %。 )也落入岩浆水 $)( 40 % - 80 %。 )的范围内;据矿石中石英 38计算 的与之平衡的成矿流体的舻 0为一 4. 71 % +4. 81%略低于岩浆水的沪 0(+5.5% +9.5%。 ),显 示为岩浆水与大气降水的混合热液。矿石的稀土配 分型式与闪长汾岩类岩枝 (脉 )也十分类似。 3.1.3脆性断裂带是重要的容矿空间 区内金矿化均发育于脆性断裂带中,严格受构 造带控制。含矿带多叠加于岩金沟、萤石沟一红旗 沟和三道梁一苦水泉剪切带
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