矿床地质特征 矿床地质特征

作者&投稿:宿彭 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

哈达门沟金矿床及其外围柳坝沟金矿床组成哈达门沟金矿田,区内矿体全部赋存在新太古界乌拉山群变质岩中,严格受构造控制,成群成带分布。哈达门沟矿区累计查明金资源储量43吨,平均品位4.22×10-6。矿区北部柳坝沟近年取得重大找矿进展,目前整个矿田金资源储量累计超过100 t。北部西沙德盖钼矿和矿区深部钼矿的发现为区内综合找矿提供很好的前景。

一、矿体特征

矿田内已发现金矿(化)脉100多条,集中分布在三个区域,哈达门沟、乌兰不浪沟和柳坝沟。全矿区共划分为7个脉群:哈达门沟的13号脉群、24号脉群、49号脉群、1号脉群、59号脉群,乌兰不浪沟的113号脉群,柳坝沟的313号脉群。矿体多呈脉状、似板状,以近东西向走向分布为主(如哈达门沟13号脉、113号脉、22号脉、24号脉、25号脉、28号脉、59号脉等和柳坝沟313号脉、314号脉、307号脉、302号脉等),少数呈北西走向分布(如哈达门沟32、1号脉)(图3-10)。

图3-10 哈达门沟-柳坝沟金钼矿田地质简图

矿体主要产于乌拉山群变质岩中,主要矿脉特征如下:

1.13号金矿脉

矿脉位于矿区东部,主矿体分布于勘探线140~235勘探线间,由含金石英脉、含金钾长化蚀变碎裂岩组成(图版Ⅶ),石英脉呈扁透镜状分布,尖灭后,过渡为钾长石化蚀变碎裂岩。相比之下石英脉在矿脉中所占的比例小于钾长石化蚀变碎裂岩。地表控制长度达2200 m,矿脉连续,宽度最大5m,平均宽1~2m。相比之下,矿脉中部,即110线至191线约1100 m长的区间宽度最大,并且比较稳定。向两端矿脉变窄,宽度小于1 m。一般矿脉宽大的部位,石英脉宽度也比较大。

矿脉地表出露标高为1158~1300 m,深部坑道控制标高为578 m,目前钻孔控制标高为166 m。矿脉垂深达1100 m,斜深超过1300 m。现有地上4个中段和地下10个中段控制矿脉。总体呈近EW走向,倾向S。实际上,矿脉呈折线状变化,可分为两组走向,一组呈NWW走向,为280°~293°;另一组呈EW走向,为270°。据14个中段统计,矿脉倾角为45°~65°,平均倾角57°。

在123线以西和187线以东,13号脉发生分支。西部南侧支脉,为13-1号脉,规模较大,东西长617 m,产状与123线以东相近;西部北侧脉仍被称为13号脉,走向偏NW(293°),倾角明显变缓,达45°,石英脉发育。一陡一缓的两条分支脉在1110 m标高上下合并成一条脉。

主脉两侧的小型分支脉比较发育,主要为石英细脉,宽1~10 cm,呈直线、折线或弯曲状,与主脉之间呈锐角相交,约11°。

钾长石-石英脉中普遍含围岩角砾,一般呈棱角状,四边形、三角形、菱形或不规则多边形,大小不等,大者可达几十厘米。角砾被石英脉胶结,遭受钾化蚀变。可见由围岩→半破碎角砾岩带→角砾岩带→乳白色石英大脉的侧向分带顺序。

矿化主要发育在石英脉与钾长石化蚀变碎裂岩的复合部位。即在硅化和钾长石化碎裂岩发育处、石英细网脉发育处或几者的复合部位,金品位高,厚度大。单纯石英脉和钾长石化碎裂岩虽然含金,但品位低。矿脉单工程最高平均品位22.72×10-6,最低品位1.07×10-6,平均5.25×10-6~6.28×10-6。单工程矿体最大厚度9.51 m,最小仅0.25 m,矿体平均厚度1.56~2.27 m。

13-1号矿脉矿化不均匀,尖灭再现较多。品位15.88×10-6~1.26×10-6,平均5.72×10-6。单工程矿体最大厚度3.34 m,平均厚度1.16 m。

成矿后断裂构造较发育,破坏了矿体的连续性,完整性,使矿体形态变的较为复杂,局部形成了一些无矿的 “断空区”。

2.113号脉、14号脉、12号脉

这3条矿脉实际上为一条矿脉。113号脉位于13号脉西部的乌兰不浪沟内,近东西向展布,地表出露全长3040米,由含金石英脉和两侧含金蚀变岩构成。矿体呈脉状产出,形态产状严格受成矿时构造形态的约束,地表自西向东矿体有膨胀收缩现象(图版Ⅷ)。工业矿体主要分布于P23~P48勘探线间,矿脉长1100 m,矿体倾向170°~210°,平均183°,倾角43°~74°,平均60°。矿脉厚度5.85 m~0.09 m,平均2.00 m。品位0.48×10-6~18.31×10-6,平均3.54×10-6。地表最高出露标高1620 m,侵蚀基准面标高1345 m,地上7个中段,地下4个中段,最深坑道标高1185 m,最深钻孔标高970 m。从该钻孔见矿情况来看,深部矿体仍有富集变厚的可能。总体上,矿脉从上到下品位呈下降的趋势,但厚度却有所增加,钼矿化增强。

14号脉位于113号脉以东大坝沟西侧的山脊上,距大坝沟口4 km。呈脉状产出,地表自西向东有膨胀收缩现象,并见有分支现象。该脉西接113号脉。地表出露长度为1200 m,走向近EW,倾向165°~225°,平均182°,倾角49°~76°,平均65°,全脉倾角由东向西,出现由陡变缓的特点。控制矿体长度680 m,控制斜深170 m。厚度0.36~3.90 m,平均1.32 m,品位1.25~8.18×10-6,平均3.16×10-6,西段围岩为辉绿岩,东段的围岩为黑云角闪片麻岩,脉附近的围岩具碎裂结构和糜棱岩构造。地表有两条断层将矿脉平移错断,走向断距35~80 m。

12号脉地表出露长1000 m,矿脉总体走向近EW,但是西段矿脉受构造影响,走向逐渐转为NW方向,以P15为界,以西矿体为北西走向,倾向210°,以东矿体为近东西走向,倾向180°,平均倾向195°。倾角49°~78°,平均65°左右。矿体呈脉状产出,并见有分支现象,较完整连续。主要为含金石英脉和含金蚀变岩,控制工业矿体长度460 m,控制斜深204 m;厚度0.46~8.14 m,平均1.48m;品位1.30~20.00×10-6,平均5.12×10-6

3.32号脉

矿脉位于13号脉群东北部约500 m处,矿石类型、结构构造和顶底板围岩等方面的特征同13号脉相同(图版Ⅸ),包括两层矿脉,相距100多米。下部矿脉宽大,为主矿脉,上部矿脉窄小,为平行次级脉。现在开采和控制的是下部主矿脉。地表控制长度约1500 m,主要分布在P31线至P40线之间。矿脉宽度一般1~2m。出露标高1360 m,目前最深钻孔控制标高约1060 m,控制延深约300m。矿脉产状变化较大,走向呈折线状,由NW向转为近EW向。其中,P31—P7线之间矿脉呈NW走向,P7—P8线之间矿脉呈EW走向。P8线以东矿脉则又转为NW走向,P31线以西矿脉转为近EW走向。相对来说NW向矿段长,EW向矿段短,所以矿脉总体走向按照NW向进行控制,总体倾向210°左右。矿脉倾角一般为31°~50°,平均45°。矿脉从地表向下倾角变为45°~50°之间。西部各中段,矿脉水平厚度0.30~2.50 m,平均水平厚度1.06~2.26 m。品位一般1.26×10-6~12.34×10-6,平均品位为2.65×10-6~4.49×10-6。其中,P31—P8线1284,1258,1212 m三个中段的矿体品位,厚度相对稳定,形成富矿体。富矿体长240~460 m,矿体平均水平厚度1.34~2.20 m,平均品位2.65×10-6~3.00×10-6。东部品位、厚度相对稳定,矿石品位最高达8.35×10-6,厚度最大2.50 m。其中,P8—P40线之间矿化比较集中,采坑及探槽最高品位8.35×10-6,最低品位1.87×10-6,平均3.97×10-6。矿体水平厚度最厚2.50 m,最薄0.90 m,平均1.55 m。总体上,矿化比较连续,受后期断层错动及脉岩穿插影响较小。但品位和厚度变化大。

矿区矿脉特征见表3-8。

表3-8 哈达门沟金矿床主要矿脉基本特征

续表

二、矿石组成、结构和构造

哈达门沟金矿区矿石类型可分为含金石英脉型、石英-钾长石脉型、钾硅化蚀变岩型和黄铁绢英岩化蚀变岩型。

含金石英脉型:以113号脉比较发育,含金石英脉呈宽大的(几米)或窄的(几厘米)单脉形式出现,以机械充填方式赋存于岩石裂隙中,与围岩界线清晰,围岩蚀变较弱,沿石英脉边部有时发育钾长石化,可见沿石英脉镶 “红边” 现象。主要矿物组合为石英、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、自然金等。黄铁矿呈团块状、星散状、细脉状、稀疏浸染状分布。

含金钾长石-石英脉型:是哈达门沟金矿区中最重要的矿化类型。钾长石呈脉状,在钾长石裂隙中充填石英脉,或钾长石脉破碎为角砾为石英脉胶结,表明钾长石脉形成早于石英脉。钾长石脉内发育星散状黄铁矿,其间穿插密集的石英细脉,沿石英细脉发育细脉浸染状黄铁矿,局部见团块状方铅矿,石英与钾长石脉共同构成了工业矿体。石英脉矿石细脉状穿插主要矿物组合为钾长石、石英、铁白云石、黄铁矿、赤铁矿、自然金等。黄铁矿在钾长石化蚀变带中呈浸染状分布,颗粒细,而在石英脉中呈稀疏浸染状分布,颗粒较粗。

含金钾长石化蚀变岩型:矿脉中无宽而稳定的石英单脉穿插,矿体由钾长石化蚀变岩及充填其中的含金硫化物细脉或含金硫化物-石英细脉构成。其中仍残存有暗色矿物,形成残存片麻理,黄铁矿在其中浸染状分布,颗粒较细;主要矿物组合与含金石英-钾长石脉型相似,唯钾长石含量多,石英量少,黄铁矿在其中呈浸染状分布,颗粒细。

含金黄铁绢英岩化蚀变岩型:主要矿物组合为石英、绢云母、绿泥石、方解石、黄铁矿、自然金等,黄铁矿在其中呈稀疏浸染状分布。

矿化类型在空间上具明显的规律性:(1)大坝沟—哈达门沟一带以钾长石-石英脉型及钾长石化蚀变岩型为主,而大坝沟以西及哈达门沟以东则以石英脉型及绢英岩化蚀变岩型为主;(2)在含矿断裂的相对张开部位以钾长石-石英脉型为主,相对挤压部位则为钾长石化蚀变岩型,其分布明显受控于含矿断裂的力学环境。

矿石结构包括结晶结构、交代结构、填隙结构、固溶体分离结构和压碎结构。

结晶结构表现在黄铁矿的半自形、部分自形结构;黄铜矿、方铅矿的他形结构;镜铁矿的针状状、放射状结构;黄铁矿包裹黄铜矿,方铅矿中含有碲铅矿的包含结构等。交代结构包括黄铁矿交代磁铁矿呈现交代残余结构,黄铁矿被赤铁矿交代后形成交代环边结构或交代岛状残余结构,交代完全时形成交代假象结构。部分赤铁矿沿磁铁矿内部进行交代,构成交代骸晶结构。后期磁铁矿沿黄铁矿的微裂隙充填交代构成裂隙充填交代结构。填隙结构表现为自然金呈他形充填于黄铁矿,黄铜矿、方铅矿沿黄铁矿裂隙充填。黄铁矿脉状充填于磁铁矿中。固溶体分离结构表现在闪锌矿中有乳滴状、米粒状的黄铜矿固溶体。压碎结构常出现在团块状分布的黄铁矿中,黄铁矿受到比较均匀的挤压力时,形成大小不等不规则粒状碎块,呈现不等粒压碎结构。

矿石构造以脉状、网脉状、浸染状为主,此外还可见团块状构造、条带状构造、角砾状构造、晶洞构造等。金属矿物主要有黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿;其次是黄铜矿、方铅矿、辉钼矿、碲铅矿、白铅矿、铜蓝、孔雀石等。脉石矿物以石英、长石、方解石为主,其次是绿泥石、绿帘石、绢云母、重晶石、高岭土、黑云母、角闪石等。金银矿物主要为自然金。副矿物主要为金红石、磷灰石等。

三、围岩蚀变

矿脉中部一般为石英脉,两侧为强钾硅化蚀变岩,近矿围岩蚀变以钾长石化、硅化、绿泥石化为主,多为高岭土化、碳酸盐化叠加;向外逐渐过渡为绿帘石化、绿泥石化和碳酸盐化,局部见碳酸盐化、绢云母化。矿体与断裂关系密切,断裂多形成于矿体底板附近,偶见于矿体顶板或两侧,破碎带附近高岭土化、绿泥石化较强,局部含断层泥。绿泥石化、绿帘石化是分布最广的蚀变,通常发育在破碎带的两侧或暗色矿物较多的二长片麻岩与斜长片麻岩中,其形成很可能与暗色矿物自蚀变作用有关。作为明显的找矿标志,钾长石在石英-钾长石脉中呈红色,中粒半自形结构;钾硅化蚀变岩中呈褐(砖)红色,以细粒结构为主,原岩成分很难辩认,但残存弱片麻理依稀可见,有时含有交代残留的岩块或黑云母等暗色矿物。两者野外与镜下并没有发现明显的穿切关系,从成分和晶体结构上亦无明显的区别。硅化多呈细脉状、网脉状及浸染状,与之伴生的黄铁矿颗粒细,自形程度低。硅化的石英有多种产状,形成的时间和温度区间跨度均较大,石英脉常穿插先成蚀变体或包裹棱角状的钾长石,或浸染状分布于岩石中,多数石英形成总体上晚于钾化。钾硅化蚀变带外侧绿泥石、绿帘石多分布在暗色矿物附近,为角闪石、黑云母等的蚀变产物,局部保留了矿物假象,少量为长石蚀变的产物(主要为绿帘石)。并且在周围产出黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿等金属矿物。绢云母沿长石边缘、裂隙或解理呈网状、脉状分布,主要交代斜长石,偶尔交代原生钾长石;强烈时可完全变为绢云母集合体,并保留斜长石板状外形的假象。碳酸盐化分布广泛,碳酸盐矿物呈集合体状弥漫于蚀变岩石中或者呈细脉状切穿原生矿物。哈达门沟金矿总体上来说可以划分为两个明显的蚀变带:近矿的钾长石化、硅化蚀变带,以及远离矿体的绿泥/帘石化、绢云母化蚀变带,再向外过渡为未发生蚀变的岩石。

钾长石化、硅化蚀变带:钾长石化、硅化蚀变岩往往与石英脉矿体直接接触,宽度0.5 ~3米。蚀变带的产出形式直接受大型断裂或其分支断裂的控制。钾化、硅化蚀变带内的原岩矿物已基本完全被蚀变矿物置换。蚀变形成的矿物主要有微斜长石、石英、黑云母,同时广泛伴生黄铁矿。黄铁矿在岩石中呈浸染状分布,伴生的金多是自然金。

绿泥/帘石化、绢云母化蚀变带:分布在钾化、硅化蚀变带的外侧,宏观上表现为围岩呈暗灰绿色。主要的蚀变矿物为绿泥石、绢云母、石英、绿帘石,其次有方解石,金红石,黑云母等,保留原岩的结构特征和残余矿物。

两个蚀变带虽然在共生矿物组合、岩石的结构上差异较大,但它们在空间上都围绕着含金石英脉体构成蚀变晕。且内部蚀变带从不越过外部蚀变带而与未蚀变围岩直接接触,因此两种蚀变带是同一流体递进变质作用的结果。

本区金矿脉以红色的钾长石化蚀变围岩、钾长石化蚀变碎裂岩直接成矿为特征,与冀北地区东坪金矿床相似,而华北克拉通北缘其他金矿床钾长石化早且不成矿、晚期形成黄铁绢英岩型金矿化,存在明显的差别。导致这种差别的主要原因是含金流体性质不同,哈达门沟和东坪金矿床含金流体偏碱性,弱氧化状态,而其他金矿床的则偏酸性,弱还原状态。

通过野外地质调查及镜下观察可以看出,矿化大致顺序为,含金钾长石脉(正长岩脉)首先沿先存裂隙贯入,随后经受挤压作用,钾长石破碎,引张,粗晶黄铁矿-石英脉贯入,接着石英脉破碎,多金属硫化物-石英细脉又贯入早期石英大脉带中,最后可见碳酸盐化。本区成矿复杂,为多期成矿。综合矿床产出的地质特征、矿石类型、矿石组构、矿石物质组成及矿物组合特点可以划分为四个阶段:(1)钾长石-硫化物-氧化物阶段,以广泛发育钾长石化,钾长石既有结晶形成的,又有交代形成的,钾长石中黄铁矿一般为星点状、浸染状,严重碎裂处黄铁矿化强烈,且钾长石发生粘土化,绢云母化,主要矿物组合包括钾长石、石英、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等;(2)黄铁矿-石英阶段,石英呈烟灰色,细脉状,将钾长石分割成孤岛状,也有石英脉沿着钾长石化蚀变岩或钾长石脉中的张性断裂或裂隙充填形成石英脉或石英-钾长石脉,石英脉主要形成于蚀变岩中心,其中常含有变质岩或早期钾化蚀变岩的张性角砾,说明石英脉晚于钾长石化蚀变岩的形成;(3)石英-多金属硫化物-(硫酸盐)阶段,石英主要呈乳白色,块状,脉状穿插钾长石,使矿脉形成红白分明的角砾状构造,网脉状构造,他形黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等呈浸染状,稠密浸染状,有时见重晶石伴生在方铅矿附近;(4)石英-碳酸盐阶段,以出现团块状和不规则脉状方解石及自形晶石英为特征,碳酸盐脉常常切穿前3个成矿阶段的产物,其中黄铁矿颗粒粗大,主要呈立方体自形,晶纹发育。局部可见铜蓝,孔雀石、白铅矿和赤铁矿等氧化矿物。



矿床地质特征~

(一)矿体空间分布、规模、形态及产状
伊尔曼得金矿床地表出露规模较大,矿化体呈东西向展布。矿体形态呈透镜状、似层状、层状,矿体产状与地层产状基本一致(图版Ⅶ-1)。毋瑞身等(1995)依靠试金样分析成果来圈定矿体边界,共圈出9个矿体(图5-6)矿体长32~243m不等,平均宽度75m,厚度2~42m。据毋瑞身等(1995)通过试金样分析,在地表、中浅部以及到钻孔深度122.45m的品位分析,品位从0.05×10-6~8.86×10-6,但总体上主要集中于1×10-6~5×10-6。矿体与围岩在岩性、矿物组成等方面都呈渐变关系,无明显的界线,具有顺层交代的特点。
(二)矿石类型
毋瑞身等(1995)根据矿化蚀变作用,矿石的矿物成分、结构、构造,矿石可分为含金硅化岩型和含金毒砂黄铁矿化凝灰质碎屑岩型两类。
1.含金硅化岩型
该矿石类型为下石炭统大哈拉军山组酸性凝灰岩和凝灰质沉积岩经程度不同的硅化作用形成的含金矿石类型。该类金矿产于矿体的上部,硅化作用强烈,原岩外貌肉眼已无法辨认。肉眼基本见不到毒砂、黄铁矿以及其他硫化物。矿石经历了氧化淋滤作用,褐铁矿化明显,偶见有明金。含矿岩石主要有硅质岩、强硅化沉火山角砾岩、强硅化火山角砾岩、强硅化凝灰质含砾砂岩、硅化凝灰质角砾岩、硅化凝灰质岩屑砂岩、硅化含粉砂泥岩、硅化砂质细砾岩等。典型含矿岩石描述如下。

图5-6 伊尔曼得金矿床地质简图

硅质岩:呈他形粒状镶嵌结构,块状构造。主要由细粒石英组成,含量99%,石英呈他形粒状,半自形似柱状镶嵌。另有少量高岭石和微量的绢云母、黄铁矿等矿物(图版Ⅶ-2~5)。
强硅化凝灰质含砾粉砂岩:呈变余凝灰质粉砂结构,碎裂块状构造。原岩中的砂、砾形态可见。砾石大小不均匀,浑圆、砂屑次圆状,砂、砾成分以岩屑为主,石英屑次之,长石屑少,岩屑有粉砂岩、细砂岩及一些可具交织结构的安山岩,碎屑已全被微晶石英及硅质取代。含有微量的绢云母、褐铁矿和黄铁矿等。
硅化沉火山角砾岩:岩石具沉火山角砾结构,块状构造。硅化岩原岩结构还基本保留,主要由火山碎屑物质组成,含少量正常沉积物。火山碎屑物主要由凝灰岩、晶屑凝灰岩岩屑和石英、锆石晶屑及火山灰组成,碎屑物几乎已全部为次生石英取代,碎屑大于2mm的较多。正常沉积物主要由硅质粉砂岩、凝灰质粉砂岩等和少量石英砂、粉砂及泥质等组成,与火山碎屑物质混合分布,粒度多在2mm以下,一般呈次圆状和次棱角状。另外,局部有晚期的石英、绿泥石细脉穿插。岩石中金属矿物仅见到微量的褐铁矿。
2.含金毒砂黄铁矿化凝灰质碎屑岩型
位于矿体底部,含金硅化岩型矿石之下。在地表出露较少,该类型矿石为凝灰质沉积岩经程度不同的硅化、毒砂化、黄铁矿化以及碳酸盐化、高岭石化等蚀变作用而形成。该类型矿石硅化作用不很强烈。毒砂化、黄铁矿化蚀变特征明显区别于硅化岩型矿石。含矿岩石有硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砾岩、毒砂黄铁矿化凝灰质中粒砂岩、硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砂岩、黄铁矿化凝灰质粉砂岩等。
硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砾岩:岩石呈变余砂砾结构,块状构造。原岩为细砾岩。黄铁矿呈立方体自形,粒度为0.02~0.2mm,或微粒五角十二面体集合体;毒砂为微粒板状或粒状,粒度为0.01mm左右。矿石组成以石英及硅质为主,还有少量的高岭石、黄铁矿、毒砂等。
硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砂岩:变余凝灰细砂状结构,块状构造。原岩为砂屑。砂屑颗粒接触式胶结,砂屑以次棱角状、次圆状为主。砂屑以岩屑为主,石英较少,沿岩石裂隙充填有微细石英脉。岩屑及杂基已重结晶为霏细状长英质,少量绢云母。金属矿物有黄铁矿、毒砂,含量约2%。
(三)矿石矿物组合
根据各类矿石的岩矿鉴定和人工重砂鉴定成果,毋瑞身等(1995)统计伊尔曼得矿床有20多种矿物。主要金属矿物为黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿,次要金属矿物为自然金、毒砂、白钛矿、磁铁矿、黄铁钾钒、孔雀石等;主要非金属矿物为石英、方解石、绿泥石、高岭石、重晶石、绢云母、金红石、锆石、磷灰石、绿帘石、角闪石、辉石、萤石、电气石、榍石和黑云母等。黄铁矿是矿石中主要的载金矿物。
(四)矿石的结构构造
矿石结构有沉火山角砾结构、变余火山角砾结构、变余凝灰质角砾状结构、变余凝灰结构、变余凝灰质砂砾结构、变余凝灰质砂状结构、变余凝灰质砾状结构、变余凝灰质粉砂结构和交代残余结构等。
矿石构造有块状构造、微细浸染状构造、细脉浸染状构造、网脉状构造、对称梳状构造、晶洞构造、层状构造和条带状构造等。
(五)围岩蚀变
主要的围岩蚀变有:硅化、黄铁矿化、毒砂化、碳酸盐化、高岭石化、褐铁矿化,其次为电气石化、萤石化、绢云母化、绿泥石化和绿帘石化等。
(六)金的矿化作用及矿化分带
伊尔曼得金矿的矿化作用主要为蚀变交代作用,成矿热液活动具有多期多阶段的特点。根据矿石的矿物共生组合、结构、构造特征以及围岩蚀变作用,本矿床的成矿作用过程可分为内生成矿期及表生成矿期。内生成矿期又可分为以下3个阶段,即渗透性硅化阶段:本阶段岩石发生强烈的硅化蚀变,出现大量的他形粒状的石英,形成各种硅化岩石,伴生矿物有少量微粒他形粒状的黄铁矿及微量毒砂;脉状硅化(毒砂、黄铁矿化)阶段:早期形成粗粒立方体晶形的黄铁矿,晚期出现五角十二面体晶形的黄铁矿和自形—半自形的毒砂,呈细脉浸染状或稀疏浸染状分布,黄铁矿多聚合为团粒状,毒砂聚合成板粒状、束状,两者呈脉状断续分布,并有黄铁矿和毒砂团粒分布在早期立方体黄铁矿晶体的表面。此阶段伴生石英、方解石等非金属矿物,从钻孔岩心和不同矿石中的黄铁矿和毒砂分布来看,越靠近硅化岩层,黄铁矿和毒砂含量越高,往下则含量降低。石英、碳酸盐化阶段:出现呈梳状对生的石英脉或石英方解石脉及方解石脉,石英粒度较第一阶段粗,此阶段后期也出现少量的硫化物,在围岩中有白云石出现,伴生矿物有绢云母、绿泥石、绿帘石、萤石和电气石等。渗透性硅化阶段和脉状硅化阶段形成微粒、显微粒状自然金,是金的主要矿化阶段。
表生成矿期以氧化淋滤作用为特点,形成的矿物有褐铁矿、黄铁钾矾、高岭石、白钛矿等。

6.2.4.1 矿体特征
赛什塘铜多金属矿床以铜为主,共(伴)生铅、锌、金、银、锡、铁、硫等有益组分。已查明矿体有176个,其中铜矿体116个、硫矿体26个、铅锌矿体32个、铁矿体2个。按矿体产状可分为三种主要矿化类型,即产于下三叠统千枚岩、浅变质砂岩和大理岩中的似层状硫化物矿体;产于石英闪长玢岩与大理岩接触带的硫化物矿体;产于石英闪长玢岩及与其有关的隐爆角砾岩中的细脉浸染状铜矿。不同矿化类型的矿体特征归纳总结见表6.3。
6.2.4.2 矿石特征
矿石矿物主要为黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿,次为闪锌矿、方铅矿、白钨矿、黝锡矿、毒砂;少-微量的斑铜矿、辉钼矿、毒砂、菱铁矿、孔雀石、褐铁矿、辉铜矿、自然铜、自然金、自然银、自然铋、方黄铜矿、墨铜矿、硫铋铜矿、银黝铜矿、淡红银矿、深红银矿、辉铜银矿、黄锡矿、硫铋镍矿、硫砷钴矿等。脉石矿物有透辉石、石榴子石、阳起石、绿泥石、绿帘石、绢云母、金云母、石英、长石、铁白云石、方解石及铁质海泡石等。

表6.3 赛什塘铜矿矿体特征简表

常见的矿石结构有中细粒自形-半自形粒状结构、碎裂结构、交代熔蚀结构等。常见的矿石构造有角砾状构造、浸染状构造、网脉状构造和块状构造等。
6.2.4.3 成矿期和矿化阶段
赛什塘-铜峪沟铜矿的接触交代-热液成矿作用特征明显,具有多期多阶段性。成矿作用与岩浆活动关系密切,属岩浆期后热液成矿,与矿区的石英闪长玢岩有关。
通过详细的野外观察和显微镜下观察,发现成矿作用与矽卡岩关系密切。石榴子石矽卡岩被后期热液蚀变叠加,而后又穿插石英硫化物细脉;矽卡岩被块状含铜磁黄铁矿脉体充填交代,后期又被细脉状黄铜-磁黄铁矿穿插;石榴子石矽卡岩被透闪石脉状穿插;石榴子石和透闪石构成复杂矽卡岩,被含方铅矿的硫化物细脉穿插,最后被陡倾的石英硫化物细脉穿插。
在块状磁黄铁矿体中,可见变质粉砂岩的交代残余;条纹状含铜磁黄铁矿石中有黑色条纹状变质砂岩残余;平行细脉状含铜磁黄铁矿石,外观如同条纹状,原岩为矽卡岩,不规则脉状,沿原岩的条纹交代;含铜磁黄铁矿体被后期石英硫化物细脉穿插;后期还可见含铅石英碳酸盐脉和石英-铁白云石-黄铁矿细脉穿插。
根据以上矿石类型、矿物共生组合以及穿插交代关系,结合矿物流体包裹体特征,将赛什塘铜多金属矿床划分为四个成矿期十个成矿阶段:
O 熔流共存成矿期 该期熔体相与流体相共存,流体为结晶的熔体出溶形成,常见较晚形成的富流体相石英交代早期硅酸盐结晶矿物,多见于石英闪长岩体顶部。
O1.石英阶段,石英交代早期硅酸盐结晶矿物,富含流体包裹体。
A 矽卡岩成矿期 该期以岩浆流体与围岩接触交代为主,常见石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石等矽卡岩矿物,矿石主要为块状磁黄铁矿、磁铁矿,为高温气液作用产生,在接触带部位富集。
A1.早期矽卡岩阶段,以石榴子石和透辉石为主。
A2.退化蚀变阶段,以透闪石和阳起石为主,出现大量块状磁铁矿。
A3.块状硫化物阶段,以块状磁黄铁矿为主。
B 硫化物一期 该期脉状、条带状黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿等硫化物大量出现,产状较缓,以平行细脉为主,可见矿石矿物交代熔蚀早期矽卡岩矿物,脉石矿物有绿泥石、绿帘石、绢云母、石英等,常见于接触带附近及层间破碎带中。
B1.平行细脉条带状黄铁矿-磁黄铁矿阶段,伴有方铅矿的生成。
B2.平行含方铅矿的硫化物细脉,有少量黄铜矿伴生。
C 硫化物二期 该期硫化物以磁黄铁矿、黄铜矿为主,少量闪锌矿、毒砂等,呈陡倾细脉状产出,可见陡倾细脉穿插平行细脉,后期脉石矿物以碳酸盐矿物为主,见于接触带附近、构造裂隙、层间破碎带中。
C1.陡倾细脉状磁黄铁矿-黄铜矿阶段,同时可见闪锌矿、毒砂呈平行细脉伴生,其中毒砂较自形。
C2.石英方解石黄铁矿阶段,含少量铅锌矿。
C3.石英铁白云石脉阶段,后期裂隙中偶见有黄铜矿充填。
C4.方解石脉阶段。
此外,矿区还可以见到晚期的肉红色石榴子石呈脉状及团包状交代充填早期矽卡岩型矿体的现象,可能代表更晚期的岩浆活动的热液对前期岩石矿体的一种叠加和改造作用。该期热液活动是否造成新的成矿作用,目前尚无充足的资料加以推断。
6.2.4.4 蚀变矿化分带特征
(1)蚀变分带特征
矿区有明显的矿化蚀变分带,以Ⅱ号小岩株为中心,向外呈带状分布,依其主要蚀变矿物特征和组合,可以划分为以下四带(图6.16、图6.17)。

图6.16 赛什塘斑岩铜矿矿化及蚀变分带图

(据李东生等,2009)
1.千枚岩、大理岩及粉砂岩;2.千枚岩夹砂岩、透镜状大理岩;3.千枚岩、砂岩;4.花岗闪长岩、花岗闪长斑岩;5.灰白色英云闪长岩、英云闪长斑岩;6.灰白色英云闪长斑岩;7.灰白色浅灰色细粒石英闪长岩;8.灰白石英斑岩;9.浅黄-白色次流纹岩;10.深灰色绿色闪长玢岩、辉石闪长玢岩;11.矽卡岩;12.矽卡岩型铜矿体;13.斑岩型铜矿体;14.岩性带分带界线;15.断层;16.钾化带;17.似千枚岩化带;18.矽卡岩化带;19.青磐岩化带
A.钾化带
分布在小岩株的中、下部,在矿区南部火成岩沟口和40线附近,出露较少,其中发育钾长石脉,该带具轻微绿泥石化和绢云母化。
黄铁矿、黄铜矿在该带中呈浸染状产出,以黄铁矿为主(含量2%~5%),次为黄铜矿(含量小于1%)。
B.似千枚岩化带
分布在小岩株的中、上部和南西侧。位于钾化带与岩体接触带之间,呈渐变过渡关系。硅化、绢云母化和黄铁矿化极发育。蚀变带宽一至数百米,在构造破碎带和微裂隙发育地段尤为强烈。石英呈网脉状、团块状,绢云母呈细小的鳞片状,交代斜长石,最高达40%。
该带普遍见有细脉浸染状黄铁矿、黄铜矿和多金属矿脉,是斑岩型铜矿主要赋存带。局部具碳酸盐化和高岭土化。矿石类型为黄铁矿、黄铜矿石。黄铜矿与黄铁矿之比为≤1:1。

图6.17 赛什塘斑岩铜矿31线剖面图

1.残坡积物、冲积物、腐殖土;2.古近-新近系红色砂砾岩;3.第三岩组:大理岩,中部千枚岩;4.砂、砾石;5.石英闪长岩;6.石英斑岩;7.矿体;8.钻孔及编号;9.石英闪长岩带;10.硅化-钾化-绢云母化带;11.强矽卡岩化-绢云母-绿泥石化带;12.弱矽卡岩化-绢云母-绿泥石化带;13.角岩化-大理岩围岩带
C.矽卡岩化、角岩化带
分布于千枚岩化带外围的碳酸盐岩分布地带。蚀变范围很窄,宽约50~200m,与岩体的接触带有关。矽卡岩矿物有石榴子石、透辉石、阳起石、绿帘石、透闪石和符山石等,尚有金属矿物和其他脉石矿物。矽卡岩矿物大部分交代了原岩,是本区主要成矿部位。角岩化主要发育在硅铝质岩地段,以黑云母、红柱石角岩为主。矿石类型以磁黄铁矿黄铜矿矿石为主,其次为磁铁矿黄铜矿矿石。磁黄铁矿与黄铜矿之比为8:1~17:1,个别为1:1~6:1。矿石品位较高,铜平均品位一般为1%~3.61%;硫平均品位一般大于6%,最高达15.3%。Cu:S=1:8。
D.青磐岩化带
主要分布在外接触带,与矽卡岩化带界限较明显。延伸范围较大,可达500m。主要蚀变矿物有绿泥石、绿帘石和碳酸盐,局部有较强的矽卡岩化和黄铁矿化,是Ⅱ号矿带的延伸部分,此带上部矿化很弱。局部见有含铜的石英方解石脉和黄铁矿脉,脉宽为0.2~2.0m,含铅小于0.2%。在矽卡岩化区段矿石类型主要为磁铁矿黄铜矿矿石。黄铜矿与黄铁矿之比为3:1~1:1。矿石品位变化较大。铜平均品位为0.3%~2.7%,硫平均品位为5%~20%,铁平均品位为30%。Cu:S=1:20。主要伴生元素除与岩体内接触带相同外,还有铅、锌和砷等。
(2)矿化分带特征
矿区成矿金属元素及其相应的金属矿物种类繁多,构成以Ⅱ号岩体为中心的环带状矿化带,并与蚀变带相对应。按其主要金属矿物组合特征,共分为四个矿带(邱风歧等,1978)。
A.含铜矿化带
与钾质带相对应。分布在Ⅱ号岩体中下部。金属硫化物多呈稀疏细粒浸染状,少数为细脉浸染状。金属矿物以黄铁矿为主,占2%~5%;次为黄铜矿,小于1%,铜金属含量一般为0.01%~0.2%,个别大于2%,没有圈出矿体。硫含量为0.52%,Cu:S=1:6.5。
B.黄铁矿、黄铜矿带
与千枚岩化带相对应。分布于Ⅱ号岩体的中上部和南西侧,是“斑岩铜矿”赋存的有利部位。金属硫化物以细脉浸染状为主,其次为细脉状。矿石类型为黄铁矿、黄铜矿矿石。矿石矿物成分以黄铁矿(1%~4%)、黄铜矿(1%~4%)、闪锌矿(1%~3%)为主,其次有辉钼矿、毒砂、方铅矿、黄锡矿、白铁矿、斑铜矿。黄铜矿与黄铁矿之比≤1:1。脉石矿物有石英、高岭土和方解石等。
铜平均品位一般为0.2%~0.41%,最高达0.73%。主要伴生元素有银(含量0.04~0.08g/t)、硒(含量0.0003%~0.0005%),其次尚有碲、锌、镓、锶、锡等。其中银含量较高,可以综合利用。硫含量为1.34%。Cu:S<1:3。
C.磁黄铁矿、黄铜矿带
与矽卡岩化带相对应。主要分布在正接触带,以南西侧成矿最好,是“矽卡岩型铜矿”赋存的有利部位。金属硫化物以致密块状、稠密浸染状为主,其次为稀疏细脉浸染状。矿石类型以磁黄铁矿、黄铜矿矿石为主。
矿石矿物成分有磁黄铁矿(一般为40%~70%,最高达80%,最少低于20%)、磁铁矿(一般为40%~60%,最少为8%~15%)、黄铜矿(一般为3%~10%,最高达22%,最少低于1%)、白铁矿(地表为1%~8%)和少量黄铁矿。磁黄铁矿与黄铜矿之比一般为8:1~17:1,个别为1:1~6:1。脉石矿物有石榴子石、透辉石、阳起石、绿帘石、绿泥石和石英等。
矿石品位较高。铜平均品位一般大于1%,最高达3.61%,硫平均品位一般大于6%,最高达 15.3%。主要伴生元素有银(16.77g/t)、金(0.38g/t)、铋(0.01%),锡(0.03%)、钨(WO30.02%)、铟(0.0003%)和镉(0.017%)等。Cu:S=1:8。
D.磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿带
大体与青磐岩化带(下部)相对应。分布于外接触带,以南西侧最好,是“似层状铜矿”赋存的有利部位。金属硫化物以条带(纹)状、稀疏细脉浸染状为主,其次为细脉状和稀疏浸染状。矿石类型主要为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿矿石。
矿石矿物成分有磁铁矿(46%)、黄铜矿(1%~9%)和黄铁矿(1%)。黄铜矿与黄铁矿之比>3:1~1:1。其次为闪锌矿、白铁矿、黄锡矿、方铅矿、自然银和辉铋矿等。脉石矿物有石榴子石、透辉石、透闪石、绿帘石、绿泥石、石英和方解石(脉)等。矿石品位变化较大。铜平均品位为0.3%~2.7%,硫平均品位为5%~20%,Cu:S=1:20。主要伴生元素除同上带外,还有砷、铅、锌。

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