黑龍江省天望臺山金礦床地質(zhì)特征及成因

陸 海 王 帥

(遼寧省冶金地質(zhì)勘查局四〇二隊(duì))

黑龍江省天望臺山金礦床地質(zhì)特征及成因

陸 海 王 帥

(遼寧省冶金地質(zhì)勘查局四〇二隊(duì))

通過對黑龍江省呼瑪縣天望臺山金礦的成礦地質(zhì)條件、礦床地質(zhì)特征、礦石類型及礦床成因分析研究，發(fā)現(xiàn)礦床產(chǎn)出于光華組流紋質(zhì)凝灰?guī)r，九峰山組凝灰?guī)r等地層中，由于受火山機(jī)構(gòu)控制，礦床蝕變發(fā)育且分帶性明顯，蝕變帶在空間上也控制了金礦體的展布。結(jié)合礦體地質(zhì)特征、礦石類型以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，認(rèn)為該礦床是由光華旋回火山活動(dòng)控制的中低溫火山熱液型金礦床；根據(jù)已有礦床地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)特征，總結(jié)了類似礦床的找礦標(biāo)志，為該地區(qū)的找礦工作提供參考。

成礦地質(zhì)條件 礦床地質(zhì)特征 礦石類型 礦床成因 找礦標(biāo)志

天望臺山金礦位于大興安嶺地槽褶皺系中的興隆溝冒地槽褶皺帶東部，旁開門中斷陷北部，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有中生界白堊系下統(tǒng)光華組、九峰山組流紋巖、英安巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)角礫巖，火山機(jī)構(gòu)及斷裂構(gòu)造發(fā)育成為成礦的重要控礦因素[1-4]。礦床礦化蝕變發(fā)育并具有一定的分帶性，蝕變帶中部發(fā)育較強(qiáng)烈硅化、黃鐵礦化，向外逐漸減弱，蝕變帶邊部發(fā)育褐鐵礦化、絹云母化等，局部發(fā)育白鐵礦化、碳酸鹽化，且礦化蝕變帶控制了礦(化)體的空間展布。根據(jù)礦區(qū)礦體的地質(zhì)特征，礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征并結(jié)合礦區(qū)地球物理、地球化學(xué)標(biāo)志，總結(jié)了該礦床成因和找礦標(biāo)志。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

(1)椅子圈(含煤)斷陷盆地(Ⅳ)。位于礦區(qū)西部椅子圈一帶，呈NNW向展布，區(qū)內(nèi)長約18 km，寬3～15 km，面積約180 km2。盆地西側(cè)出露早白堊世正長花崗巖(K1ξγ)，南側(cè)出露下白堊統(tǒng)光華組(K1gn)，中部為下白堊統(tǒng)九峰山組(K1j)；東部及其他區(qū)域?yàn)橄掳讏捉y(tǒng)甘河組(K1g)，東部邊界大致受斷裂控制。盆地的下部為光華組(K1gn)中酸性火山巖，中部為九峰山組(K1j)含煤碎屑沉積夾玄武巖，上部為甘河組(K1g)玄武巖。三者大致呈現(xiàn)出由火山噴發(fā)—火山碎屑沉積(含煤)—火山噴發(fā)的韻律特點(diǎn)，總體為含煤的火山斷陷盆地，早期有早白堊世正長花崗巖的侵入。

(2)寶龍屯火山斷陷盆地(Ⅳ)。在區(qū)內(nèi)東部呈NE向展布，從F4和F9斷裂以東，盆地向東、北延出該區(qū)，區(qū)內(nèi)南北長約11 km，東西寬約7 km，面積約77 km2。盆地西南側(cè)出露下白堊統(tǒng)光華組(K1gn)，其他區(qū)域?yàn)橄掳讏捉y(tǒng)甘河組(K1g)，西部邊界大致受斷裂控制。盆地的下部為光華組(K1gn)中酸性火山巖，上部為甘河組(K1g)玄武巖，光華組被甘河組火山噴發(fā)覆蓋，總體為火山斷陷盆地。

區(qū)內(nèi)中生代由于受近NW—SE向擠壓應(yīng)力作用影響，地殼發(fā)生了較大程度的變形，斷裂構(gòu)造為該區(qū)的主體構(gòu)造形跡，尤其在火山口附近，火山環(huán)狀、放射狀斷裂發(fā)育，它們對先期地質(zhì)體及盆地進(jìn)行了改造和破壞。斷裂按走向可分為：NW、NE、NNW及NEE向等4組，其中NE、NW向斷裂為區(qū)域性斷裂，主要發(fā)育于早白堊世末。區(qū)內(nèi)斷裂的主要特征：①斷裂構(gòu)造發(fā)育處斷崖突出，斷裂三角面明顯；②火山環(huán)狀、放射狀斷裂發(fā)育，同性質(zhì)火山機(jī)構(gòu)之間表現(xiàn)有一定等距分布的特點(diǎn)；③部分?jǐn)嗔丫唠[伏特點(diǎn)，局部地段被第三系及第四系覆蓋；④斷裂具有長期活動(dòng)歷史，但在不同構(gòu)造期活動(dòng)強(qiáng)度和作用不同。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層及侵入巖

礦區(qū)出露地層有中生界白堊系下統(tǒng)光華組(K1gn)及九峰山組(K1j)。光華組巖性主要為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)火山角礫巖、安山質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山角礫巖、英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、英安質(zhì)火山角礫巖等。九峰山組巖石類型以凝灰質(zhì)砂礫巖、凝灰砂巖為主，少量粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、流紋質(zhì)火山碎屑巖并夾煤線等，內(nèi)部發(fā)育水平層理構(gòu)造。侵入巖不發(fā)育，呈脈巖存在，以脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，延伸方向多與斷裂和破碎帶方向一致，主要為流紋斑巖和石英脈等。

2.2 火山作用

區(qū)內(nèi)中生界火山活動(dòng)較強(qiáng)，火山巖較發(fā)育，見有光華旋回，為中酸性巖漿演化，巖性以流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)火山角礫巖等為主，其次為英安巖、英安質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r等，可劃分為4個(gè)火山巖相，見表1。

表1 火山巖相劃分

2.3 構(gòu) 造

天望臺山附近發(fā)育火山機(jī)構(gòu)，火山噴發(fā)韻律由底部噴溢相向上演變成爆發(fā)空落相結(jié)束，表現(xiàn)為反韻律變化特征，整個(gè)火山機(jī)構(gòu)呈圍斜外傾的層狀，傾角13°～26°。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造和火山構(gòu)造為主，斷裂構(gòu)造按走向可分為2組，即NW向斷裂及NE向斷裂，二者為區(qū)域性斷裂。天望臺山火山構(gòu)造平面上呈橢圓形，周邊發(fā)育有環(huán)狀和放射狀斷裂，與區(qū)域線性斷裂有緊密的聯(lián)系，具繼承性和多期活動(dòng)的特征，為火山期后含礦熱液運(yùn)移提供了良好通道，形成了天望臺山金礦的控礦及容礦構(gòu)造，控制了異常濃集中心及礦化蝕變帶的空間展布，其派生的次級斷裂及節(jié)理裂隙帶控制了金(化)的空間分布，是巖金成礦的有利場所。

2.4 礦化蝕變

礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶，走向近南北，延長大于1.7 km，寬度120～340 m，平均寬度230 m，地下延深至400 m。礦化蝕變帶具有一定的分帶性，蝕變帶中部發(fā)育較強(qiáng)烈硅化、黃鐵礦化，向外逐漸減弱，蝕變帶邊部發(fā)育褐鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、綠簾石化、絹云母化等，局部發(fā)育白鐵礦化、蒙脫石化、葉蠟石化、碳酸鹽化。礦化蝕變帶控制了礦(化)體的空間展布。礦區(qū)內(nèi)熱液蝕變比較發(fā)育，主要有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化，其次為碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、高嶺土化及蒙脫石化、葉蠟石化。

(1)硅化。礦區(qū)內(nèi)各類巖石均有不同程度的發(fā)育，尤其以中酸性火山巖中更為突出，石英主要以面狀、角礫狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀形式產(chǎn)出，脈寬幾毫米到幾厘米不等，呈多期活動(dòng)特征。硅化是區(qū)內(nèi)最重要的蝕變，與金礦化關(guān)系密切，是找礦的直接標(biāo)志，大致可分為4期：①第1期深灰色玉髓狀石英，為致密塊狀隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，以均勻交代作用為主，硅化帶寬度數(shù)十米，該期硅化引起的金礦化品位一般為(0.20～0.53)×10-6；②第2期乳白色隱晶質(zhì)石英，形成的巖石比較致密，有少量的角礫和黃鐵礦出現(xiàn)，交代作用和石英細(xì)脈都發(fā)育，該期硅化引起的金礦化品位為(0.33～1.00)×10-6；③第3期灰白色細(xì)粒狀石英，該期硅化與金礦化最為密切，常有較多的角礫及黃鐵礦出現(xiàn)，為金礦床的主要成礦期，硅化強(qiáng)烈，黃鐵礦呈集合體出現(xiàn)，硅化帶寬度一般為1～5 m，該期硅化引起的金礦化品位一般為(0.56～17.84)×10-6；④第4期乳白色石英脈，硅化強(qiáng)度較弱，硅化比較純凈，常呈寬的石英脈出現(xiàn)，石英晶洞、晶簇發(fā)育，含礦性較差，該期硅化與前期硅化疊加出現(xiàn)。

(2)黃鐵礦化。區(qū)內(nèi)黃鐵礦化分布比較普遍，與成礦熱液活動(dòng)關(guān)系密切，各類巖石中均有不同程度的發(fā)育，黃鐵礦呈自形-半自形星散狀、團(tuán)塊狀、浸染狀、脈狀產(chǎn)出，粒度<4 mm，是一種近礦圍巖蝕變。黃鐵礦化大致分為3個(gè)期次：①第1期黃鐵礦呈浸染狀分布或以脈狀充填在巖石裂隙中，晶型較好，顆粒較大，呈自形—半自形；②第2期黃鐵礦呈蜂窩狀、星點(diǎn)狀分布，一般呈它形，粒徑較小；③第3期黃鐵礦呈集合體團(tuán)塊狀分布于巖石中。

(3)褐鐵礦化。礦區(qū)內(nèi)各類巖石廣泛發(fā)育，主要以土狀及黃鐵礦的假象產(chǎn)于巖石的節(jié)理、裂隙中。

(4)碳酸鹽化。主要在巖石的細(xì)節(jié)理裂隙面出現(xiàn)，方解石呈薄膜狀、脈狀和不規(guī)則狀充填在巖石的節(jié)理裂隙中。

(5)綠泥石化。主要從中性火山巖，部分酸性火山巖中產(chǎn)生，在圍巖蝕變過程中，綠泥石化與其他熱液蝕變作用(如絹云母化、硅化、碳酸鹽化等)共生。

(6)綠簾石化。中性及弱酸性火山巖中較發(fā)育，綠簾石以各種方式交代斜長石，顏色淺黃綠色，有的呈單晶假象，更常見的是呈浸染狀，斷續(xù)分布，與熱液活動(dòng)關(guān)系較密切。

(7)絹云母化。在中酸性火山巖中較發(fā)育，伴隨石英和黃鐵礦多呈鱗片狀分布于礦體及構(gòu)造破碎帶、裂隙帶中。

(8)高嶺土化及蒙脫石化。屬表生圍巖蝕變，多呈土狀，受晚期火山熱液活動(dòng)影響。

(9)葉蠟石化。葉蠟石強(qiáng)烈交代火山凝灰?guī)r中的火山灰、玻屑和長石晶屑等，顏色呈淺黃、黃、淺綠，分布不連續(xù)，地面及地下均有分布。

2.5 礦體特征

礦體呈近NNE走向，呈脈狀分布,傾角為40°～75°，礦體與圍巖界線不清，多呈漸變關(guān)系，長度為100～950 m。其中規(guī)模最大的礦體長度達(dá)950 m，平均水平寬度2.93 m，垂深約160 m，平均品位為3.50×10-6，一般礦體長150～450 m，水平寬0.9～2 m。

礦石一般呈自形-半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)為交代結(jié)構(gòu)；以浸染狀、角礫狀構(gòu)造為主，次為塊狀、脈狀構(gòu)造。礦石成分有自然金、黃鐵礦、白鐵礦等，其中黃鐵礦為礦石中含量最多的金屬礦物，多呈星點(diǎn)狀散布于巖石中。脈石礦物有長石、石英、黑云母及少量絹云母、綠泥石、碳酸巖礦物等。有用組分主要為Au，伴生組分為Ag，其他元素含量較低，見表2。

表2 礦體中各元素含量

×10-2

樣品號AuAgCuPbZnMoWSbBiAsSPbSn10.521.310.0020.0020.0060.0020.0040.0010.000050.0060.230.040.000221.072.010.0020.0020.0130.0020.0010.0010.000040.0100.060.190.000230.641.480.0020.0020.0050.0020.0010.0010.000030.0060.060.030.000341.064.080.0020.0020.0050.0020.0010.0010.000020.0300.810.210.000351.820.890.0020.0020.0050.0020.0010.0010.000440.0030.060.050.000362.693.860.0030.0020.0060.0020.0020.0020.000030.0510.820.100.000273.054.860.0020.0010.0060.0020.0040.0020.000030.0731.780.100.0002813.999.140.0020.0010.0030.0020.0020.0010.000030.0060.080.040.0002

注：Au、Ag單位均為10-6。

礦石自然類型主要為原生礦石，氧化礦和混合礦不發(fā)育。礦體與夾石、圍巖界限不清，含礦巖石為流紋巖、英安巖、流紋質(zhì)火山角礫巖、流紋質(zhì)含角礫熔結(jié)凝灰、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r。巖石具硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化。硅化呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀分布。

3 礦床成因

(1)構(gòu)造控礦地質(zhì)因素。礦區(qū)地處椅子圈煤盆地邊緣，發(fā)育充分的水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，區(qū)域上位于NE向和NW向斷裂構(gòu)造交匯處。受天望臺山火山機(jī)構(gòu)控制，礦化蝕變帶及礦(化)體多賦存于SN向放射性斷裂帶內(nèi)，于環(huán)狀斷裂交匯處，礦(化)體集中分布，出現(xiàn)膨大現(xiàn)象，而區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造和火山構(gòu)造發(fā)育，為成礦作用提供了控礦(儲礦)條件。

(2)火山活動(dòng)巖石建造控礦地質(zhì)因素。礦區(qū)中生代火山活動(dòng)頻繁且強(qiáng)烈，與金成礦關(guān)系密切的天望臺山火山機(jī)構(gòu)是下白堊統(tǒng)光華組火山活動(dòng)中心，巖石以英安質(zhì)凝灰?guī)r、流紋巖、英安巖及英安質(zhì)角礫熔巖為主。巖石蝕變礦化比較發(fā)育，主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化和褐鐵礦化等。礦床成因?yàn)橹械蜏鼗鹕綗嵋盒停哂卸嗥诔傻V的特點(diǎn)。光華期火山活動(dòng)不僅攜帶部分成礦物質(zhì)及溶液，而且對聚煤火山沉積盆地中局部水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)的混合溶液進(jìn)行了加溫，促進(jìn)了溶液對礦源層中Au、Ag等有用組份的淬取，進(jìn)而富集成礦?；鹕椒派錉?、環(huán)狀斷裂為火山熱液循環(huán)提供了通道，為金銀礦體的就位提供了有利的場所。

4 找礦標(biāo)志

(1)地質(zhì)找礦標(biāo)志。斷陷盆地邊緣、中生代火山巖發(fā)育區(qū)、區(qū)域斷裂交匯處是尋找火山熱液型巖金礦的區(qū)域地質(zhì)找礦標(biāo)志。

(2)遙感解譯標(biāo)志。區(qū)域上處于線性斷裂交匯處的環(huán)形、放射狀影像多是火山機(jī)構(gòu)的地表反映，是尋找火山熱液型巖金礦的遙感解譯標(biāo)志。

(3)地球化學(xué)找礦標(biāo)志。區(qū)域上處于Au、Ag、As、Sb等元素高背景帶上，組合異常中主成礦元素Au、Ag規(guī)模大，強(qiáng)度高，元素間套合較好是金銀成礦的地球化學(xué)找礦標(biāo)志。

(4)重砂異常找礦標(biāo)志。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的巖金礦點(diǎn)附近分布重砂異常，重砂礦物除自然金外，伴生礦物尚有辰砂、銳鈦礦、鉻鐵礦、金紅石、錫石等復(fù)合重砂異常，因此含金重砂異常是金銀找礦的重要標(biāo)志。

(5)地球物理找礦標(biāo)志。航磁平剖圖上串珠狀磁異常或磁異常梯度帶是金銀成礦航磁找礦標(biāo)志。1∶20 000高磁呈低緩異常，激電中梯呈中高電阻率、中低極化率異常是巖石強(qiáng)硅化及浸染狀黃鐵礦化蝕變帶的反映，為金銀成礦有利的地球物理找礦標(biāo)志。

(6)地層(巖性)找礦標(biāo)志。區(qū)內(nèi)Au、Ag等成礦元素多呈高背景，且變異系數(shù)較大，表明光華組火山巖地層是金銀成礦的主要礦源層，中酸性火山巖是金銀成礦的重要圍巖。

(7)礦化蝕變找礦標(biāo)志。礦化蝕變帶具弱分帶現(xiàn)象，外帶以絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化為主；內(nèi)帶則以硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化為主。石英主要以面狀、角礫狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀形式產(chǎn)出，脈寬幾毫米到幾厘米不等，呈多期活動(dòng)特征。硅化是區(qū)內(nèi)最重要的蝕變，與金礦化關(guān)系密切，是找礦的直接標(biāo)志。

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Geological Characteristics and Genetic Analysis of Tianwangtai Mountain Gold Deposit in Huma County,Heilongjiang Province

Lu Hai Wang Shuai

(Team 402, Metallurgical Geological Exploration Bureau of Liaoning Province)

The metallogenic geological conditions, geological characteristics, ore type and genesis of Tianwangtai mountain gold deposit in Huma county,Heilongjiang province are analyzed,the results show that,the deposit is located in the rhyolitic tuff of Guanghua group and the tuff formation of Jiufengshan group,it is controlled by volcanic edifice, the alteration of the deposit is development and the zonality is obvious which control the distribution of gold deposit at the same time. According to the the geological characteristics of the deposit,ore types and structure characteristics,the deposit is belong to the low tempreature volcanic hydrothermal type gold deposit which is controlled by Guanghua cycle of volcanic activity,besides that,the prospecting criterias for looking for similar deposit are summarized based on the existing geological, geophysical and geochemical characteristics so as to provide some reference for the further prospecting work in this area.

Metallogenic geological conditions, Geological characteristics of deposit,Ore type, Genesis of Mineral deposit, Prospecting criteria

2014-09-15)

陸 海(1963—)，男，高級工程師，114000 遼寧省鞍山市鐵東區(qū)五一路60號。