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赤峰撰山子金矿地质特征研究

本文试从地质特征入手,进而系统总结撰山子金矿的产出环境。矿床地质特征。岩体地球化学。矿体地质特征等,进一步推断和分析撰山子金矿的成矿物质来源。成矿环境,并最终总结其成矿机制,并为赤峰地区造山带内找矿提供有益的理论探索和技术支撑。

1区域地质背论文网景

撰山子金矿位于华北-西伯利亚块体(以下简称华西块体)的衔接部位,兴蒙造山带的南缘。其边界断裂―赤峰-开源大断裂从撰山子矿田北侧经过,控制了该区域的构造-岩浆岩带。从晚古生代末到中生代,本区位于古亚洲域和太平洋域叠合的重要部位,经历了复杂的断裂活动,为中生代地壳热演化提供了得天独厚的背景[1]。总之,作为古陆块边缘地带,该区经历了多次的陆陆开合“,造山和造盆运动的反复更迭,圈层之间的物质和能量交换频繁,有利于诸如Au。Ag。Mo等核幔源元素[2]的富集,是有利的成矿构造单元。因此,华北板块北缘形成一系列重要的金矿带(区),赤峰―朝阳金矿带便是其中一个亚带,而撰山子金矿田则位于赤峰-朝阳金矿带的北段。

2。燕山期花岗质岩体特征

矿区燕山期岩浆活动强烈,其主要为花岗质岩体,主要岩体有烧锅营子岩体。落凤毛岩体。大城子岩体。撰山子矿床主要分布于烧锅营子岩体和撰山子-落凤毛岩体的内外接触带。其中烧锅营子岩体出露规模最大,在矿区的中生代花岗岩体中具有典型性和代表性。

从岩石学和矿物学特征上而言,烧锅营子岩体属于黑云母(钾长)花岗岩。二长花岗岩。其主要矿物为钾长石。条纹长石。微斜长石。石英。斜长石。其次为角闪石和黑云母等。副矿物以富铁低钛为主要特征,微量元素矿物种类复杂,可见Ti。Zr。Nb。Ta。和REE的硅酸盐。磷酸盐。氧化物以及硫化物等。此外,早期的花岗岩中还含有高丰度的Nb-Ta矿物以及石榴子石等指示深源的矿物。需要指出的是,烧锅营子岩体为富金岩体,平均值高达8-11。33×10-9,相当于地壳中金克拉克值3。5×10-9(黎彤,1981)的2。286-3。237倍。下表为是常见氧化物的含量(ω,百分号):

(1)烧锅营子黑云母花岗岩和落凤毛花岗质岩体的SiO2含量分别为73。77百分号和73。34百分号,皆高于西台子花岗岩和中国黑云母花岗岩的重量百分比(据黎彤,1962)。酸度高是矿区花岗岩的一个重要特征,从金元素地球化学上看,其不利于金元素的富集。但矿区花岗岩的含金量高,在有利的部分成矿,但矿区岩矿金品位分布极不均匀。

(2)烧锅营子黑云母花岗岩和落凤毛花岗质岩体的里特曼指数σ=[ω(K2O+Na2O)]2/[ω(SiO2-43)])分别为1。88,2。21;属钙碱性岩系列;全碱组分ω[Na2O+K2O]=7。6,与西台子黑云母花岗岩体(7。74)和中国黑云母花岗岩体(7。64)接近,均低于落凤毛(8。2)和喀喇沁岩体(8。93);钾质指[K2O/(K2O+Na2O)]×100=55。26,指示岩体富Na;其值与西台子岩体55。3相近,却高于喀喇沁黑云母花岗岩岩体(51。96)和落凤毛花岗质岩体(50。51)。

从以上可以看出,撰山子金矿区花岗岩岩体属碱性-钙碱性岩浆系列岩体,其具有贫Ti富磁铁矿。具有较高的Nb-Ta等微量元素;含金黑云母花岗岩岩石化学成分,显示出富硅。相对贫铝。钠碱质含量高岩石化学特点。

根据阎志军(1997a)的稀土元素测试数据,本区花岗岩稀土元素蛛网图为明显的右倾式。均为LREE明显富集。HREE出现相对亏损,具较明显的Nb。Ta。Ti负异常,这些特征除表明有钛铁矿和磷灰石等矿物的结晶分异作用外,还表明了岩石的壳源或有上地幔成因;从轻稀土和重稀土的斜率上看,指示早期有石榴子石的析出。而Nb。Ta。Sr含量较高,指示岩浆源区具有深源的特征。

3。金矿床地质特征

3。1典型矿脉特征

撰山子金矿已发现矿脉近百条,主要受NW向断裂构造控制以脉状。细脉状产出在闪长岩体。花岗质岩体与二叠系索伦组内,优选走向NW(300°-340°),倾向SE与NE,(以SW为多),倾角在多为高角度(60°-70°)。矿脉的形态复杂,产出样式多样。矿脉呈雁行侧列分布,自西向东具有不同期次地近等距依次排列;其次,部分矿脉典型的形态为入“字形。Y“或X“形,在空间上呈现分而复合。合而复分的特征。矿脉成因机制复杂,部分矿脉呈东西向展布,受韧性剪切断裂控制;部分矿脉受岩体边缘剪切断裂控制,呈帚状或环状分布,近岩体者,脉体粗而稳定,远岩体者,细而间断;部分矿脉继承成矿前断裂特征。矿脉的围岩蚀变简单,具有一定的元素垂直分带。

3。2矿石基本特征

系统的岩矿学以及矿物学研究结果表明,撰山子金矿的原生矿石类型为微细脉-细脉或(和)浸染状的硫化物型矿石,主要以石英脉和含金蚀变岩产出。矿石经历多个矿化阶段,主要由石英脉阶段―石英-黄铁矿阶段―多金属硫化物阶段。矿石中金属矿物主要由黄铁矿。黄铜矿。方铅矿。闪锌矿等硫化物组成;脉石矿物常见有石英。方解石。绢云母。绿泥石等。矿石最常见结构为自形-半自形结构。中粗粒粒状结构。溶蚀―交代结构。压碎结构。扭裂结构。碎裂结构等。金颗粒主要呈显微-超显微型结构混入物或包体金产出,颗粒极细散布在黄铁矿。石英。方铅矿。闪锌矿晶格中或晶体裂隙中。

4。成矿流体特征根据矿相学研究结果表明,撰山子金矿石英包裹体为碱性富Au的CO2-H2O-(NaCl+KCl)的多相体系,源于烧锅营子等燕山期花岗质岩体期后热液。包裹体数量众多,但体积小,一般在5um-11um之间。包裹体以气液两相(V-L型)为主,可见三相包裹体(C型),固相成分以NaCl和KCl为主,气相成分主要以H2O与CO2为主的H2O-CO2-CH4-CO-N2-H2混合气体,形态呈不规则椭圆状。扁球状或负晶状。其中,根据系统的包裹体均一化温度测量,主成矿期的均一温度呈现四个峰值:分别为350℃-310℃。230℃-190℃。220℃-170℃。160℃-140℃,而金成矿主要集中在220℃-170℃区间,成矿体系的压力值为51。12-72。6MPa,对应的形成深度为1。7-2。4km[3]。撰山子金矿床石英脉中δ18O在-0。47‰--2。76‰,均值为-1。43‰;δD值为-124。4‰--185。2‰,均值-1。47。3‰[4]。由此可以推断,该矿床主要是岩浆期后热液活动的产物,在成矿作用晚期阶段,受加热的天水或变质水混入,成矿流体逐渐后期变成一种混源流体。

5。成矿机制的初步探讨

中生代以来,华北克拉通北缘出现过3次大规模构造动力学活动,分别为160-200Ma的后碰撞造山活动。140Ma构造体制大转折末期和120Ma左右的岩石圈大规模快速减薄,并伴随着三次成矿爆发[5,6]。换言之,140-120Ma以来,在兴蒙造山带区以及边缘地区,地壳发生垂向增厚,侧向缩短,地幔物质大量上涌,进而岩石圈大规模减薄,引发了大规模的燕山期构造-岩浆活动。从区域构造演化过程来看,撰山子矿区中生代经历了至少三次构造-岩浆作用:第一次以海西闪长岩体为代表,发生在中晚侏罗世(约171Ma)的侵位为表现形式,第二次则以撰山子-落凤毛岩体在早白垩世(约127Ma)的侵位为标志;第三次以烧锅营子岩体在113-123Ma呈气球状上侵为特征。

此外,伴随着岩浆-热液活动,壳幔物质交换频繁,由于富金的幔源物质(?)上涌发生底侵作用,形成壳幔型岩浆源。就撰山子矿田而言,早期岩体沿着薄软地段上侵定位,受到地幔热物质和构造应力的影响,不同层次的韧性或脆性断裂系统发生一系列活化,沟通了深部含矿岩浆和流体。富金流体沿破碎带发生迁移,当流体体系降至350℃时,部分挥发份开始溶解于水,并形成一些列离子或离子团,尤其形成Cl的络阴离子团。随着流体物质的不断演化,T-P逐渐改变,流体则逐渐演变为以Au的硫络合物和Cl络合物共存体系。

流体沿构造断裂破碎带继续迁移,尤其迁移至韧性-脆性转化域是,裂隙大量发育,由原来的静岩压力转化为静水压力,原有的封闭空间有了很大的开放空间,造成了氧化-还原障;同时,诸如天水以及其他变质水等不同源区的混合热液,形成酸碱化学障。总之,在温度。压力。地球化学等条件的控制下,在深度约2。4Km-1。7Km处,温度为220℃-170℃时,Au与S络合物反应沉淀,或以包体的形式赋存于硫化物晶格中,形成了脉状金矿床或构造蚀变岩矿体。

赤峰撰山子金矿地质特征研究