华南燕山晚期龙头山斑岩型铜金矿床成矿模式及(3)
图5 龙头山金矿成矿动力模型
图6 龙头山金矿成矿模式图
5 结论
(1)龙头山金矿床具有“上金下铜”的分带规律,矿床深部仍有较好的找矿潜力,深部可能存在斑岩型铜金矿体。
(2)龙头山金矿成矿可分为四个阶段:高温气成—热液期电气石阶段;金—黄铁矿—电气石—石英阶段;金—绢云母—石英—黄铁矿阶段;金—石英—多金属硫化物阶段,金在后三个阶段均有沉淀,但由于物理化学条件的改变,形成不同类型的矿体。
(3)龙头山金矿床地球化学异常场源于岩体,即火山一次火山岩体为成矿母岩。
Liang Q,Jing H,Gregoire D of trace elements in granites by inductively coupled plasma mass spectrometry[J].Talanta,51(3):507-513.
Zhang M,Zhang D,Zhao B,et and geochemistry of tourmaline breccia in the Longtoushan Au deposit,South China:genesis and its exploration significance[J].Geochemistry:Exploration,Environment,Analysis:geochem2018-082.
陈富文,李华芹,梅玉萍.2008.广西龙头山斑岩型金矿成岩成矿锆石SHRIMP U-Pb年代学研究[J].地质学报,(07):921-926.
陈业清.1992.广西龙头山次火山热液型金矿地质特征及成矿条件探讨[J].贵金属地质,(Z1):153-157.
段瑞春,凌文黎,李青,陈子万,杨红梅,刘立芬.2011.华南燕山晚期构造-岩浆事件与成矿作用—来自广西大瑶山龙头山金矿床的地球化学约束[J].地质学报,85(10):1644-1658.
胡理芳,赖健清,钱丽华,陶诗龙.2015.广西龙头山金矿床流体包裹体特征及矿床成因简析[J].矿物学报,35(S1):581.
黄民智,陈伟十,李蔚铮,许仿实,李先粤.1999.广西龙头山次火山-隐爆角砾岩型金矿床[J].地球学报,(01):39-46.
黄锐,梁明建,张武饰,李廖辉,黄冲,黄宁宁.2019.广西龙头山金矿断裂构造特征及成矿关系[J].世界有色金属,(04):122-124.
李琛娟.2017.华南成矿省西段金矿床地球化学找矿模型[D].中国地质大学(北京).
刘奕志,陈远荣,刘巍,蒋惠俏,黄秋,吴二,林立保.2014.贵港龙头山金矿床地球化学异常分带理想模型与找矿预测标志[J].桂林理工大学学报,34(01):23-29.
马丽红.2009.广西龙头山金矿床地球化学特征及载金矿物研究[D].中国地质大学(北京).
倪培,王国光.2017.大陆再造与钦杭带北东段多期铜金成矿作用[J].岩石学报,33(11):3373-3394.
钱丽华.广西龙头山金矿床电气石特征与成矿意义[A].中国矿物岩石地球化学学会矿床地球化学专业委员会、中国地质学会矿床地质专业委员会、矿床地球化学国家重点实验室.第八届全国成矿理论与找矿方法学术讨论会论文摘要文集[C].中国矿物岩石地球化学学会矿床地球化学专业委员会、中国地质学会矿床地质专业委员会、矿床地球化学国家重点实验室:《矿物学报》编辑部,2017:2.
王成辉,王登红,李华芹,康先济,唐菊兴,刘善宝.2012.广西大瑶山隆起西南部平天山辉钼矿Re-Os测年及其地质意义[J].矿床地质,31(S1):605-606.
王成辉.2011.广西龙头山金矿区成矿模式及成矿预测[D].中国地质科学院.
肖来庚,陈根文.2011.广西龙头山金矿床地质特征及成矿分析[J].地质调查与研究,34(02):133-138.
肖振,刘铁侠.2010.广西贵港市龙头山金矿低品位金矿体特征[J].矿床地质,29(S1):1137-1138.
徐德明等.2018.钦杭成矿带(西段)铜金多金属矿成矿规律与成矿预测[M].北京:科学出版社.11
曾南石,张春鹏,徐文炘,朱文风,邱桂龙.2011.广西龙头山斑岩金矿成矿岩体的岩石学、岩石地球化学及热液蚀变作用特征[J].桂林理工大学学报,31(01):1-10.
朱桂田,朱文风.2006.广西大瑶山古里脑和龙头山金矿岩浆期后断裂成矿作用及找矿意义[J].矿产与地质,(03):214-218.
朱桂田.2002.广西龙头山金矿床地质特征及成因研究[J].矿产与地质,(05):266-272.
0 引言龙头山金矿区位于广西贵港市西北约14km的龙头山。矿区中心地理坐标:东经109°29′00″,北纬23°09′20″,是燕山期与次火山作用有关的斑岩型和角砾岩型金矿。该矿床作为华南内陆已发现的、为数不多的与火山一次火山岩有关的热液型金矿床之一,其成矿地质背景、矿床地质特征和矿床成因备受关注。在区域构造上,龙头山金矿区位于大瑶山隆起西南段龙山鼻状复背斜西南倾伏端,西与桂中拗陷相邻。区内地质构造复杂,岩浆活动频繁,金、银、铋、铜、铅、锌、毒砂矿床(点)众多,是广西贵金属、有色金属矿化集中区之一。该矿床自发现开采以来,开展了较多的勘查地质工作及科研工作,从元素地球化学特征及成矿意义、矿床地质特征、流体包裹体特征、构造变形特征、成矿时代、同位素地球化学特征等方面进行了研究,其成岩成矿时代等都已经得到精确厘定(黄锐等,2019;钱丽华,2017;李琛娟,2017;胡理芳,2015;刘奕志等,2015;王成辉,2011;王成辉,等,2012;段瑞春等,2011;曾南石等,2011;肖振和刘铁侠,2010;马丽红,2009;陈富文等,2008;黄民智等,1999;徐德明等,2018;肖来庚和陈根文,2011;朱桂田和朱文风,2006;朱桂田,2002;陈业清,1992;Zhang et al,2019)。为此,通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对矿区样品中的微量元素的含量进行了测试分析,以便进一步探讨完善成矿模式及对下一步深部找矿预测提供理论依据。1 矿床地质特征矿床出露地层有寒武系黄洞口组下段(h1)和下泥盆统莲花山组中段(D1l2)和下段(D1l1),两者呈角度不整合接触(图1)。图1 龙头山金矿地质图(据倪培,2019)寒武系黄洞口组(h)分布于龙头山西北坡及砷矿沟一带。岩性为浅变质的细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、碳质板岩和斑点状板岩。砂岩类、泥岩类岩石含Au平均值分别为19.47×10-9、15.63×10-9,比地壳平均含量(4×10-9)值分别高5倍和4倍。下泥盆统莲花山组碎屑岩根据其岩性可分为下、中、上三段。下段(D1l1)分布于矿床西北侧(图1),与寒武系黄洞口组呈角度不整合接触(图2)。岩性为底砾岩、含砾不等粒砂岩和石英砂岩夹细砂岩,厚110 m;中段(D1l2)分布于矿床中部龙头山火山一次火山岩体周围(图1)。岩性为泥质粉砂岩夹石英砂岩、细砂岩、不等粒砂岩,厚116 m;上段(D1l3)分布于矿床南缘。岩性为紫红色泥质粉砂岩夹泥岩,厚155 m。次火山岩体周围岩石遭受不同程度的热液蚀变,有电气石化、硅化、青磐岩化、高岭上化、绢云母化等(肖来庚等,2011)。龙头山金矿床的矿化类型主要有两种:产于流纹斑岩和角砾熔岩中的浸染状、细脉—网脉—浸染状矿化和产于莲花山组碎屑岩断裂或裂隙中的充填脉型(角砾岩型)矿化(黄民智等,1999)(图2)。图2 龙头山金矿次火山岩体剖面示意图(据Zhang et al,2019)龙头山金矿床发现的金矿体已超过20条,矿体厚度变化大(0.2~25.1 m),在走向、倾向上均有膨大、收缩、分支复合现象,向深部逐渐尖灭。规模较大矿体的有I、III、VII、IX、X号矿体(矿带)。其中III、IV、X号矿体主要产于流纹斑岩和角砾熔岩内部,呈似脉状,走向NW,倾向NE,倾角较陡,一般在80°以上。主要为网脉浸染状矿化,金品位2.2×10-6~10.3×10-6,平均为4.8×10-6。IX号矿带由12个矿体组成,产于岩体外接触带中,为角砾岩化脉状矿体,矿体走向NW-NNW,随接触带弯曲变化,矿带总长超过500 m,向深部延伸超过200 m。金品位1.0×10-6~41.7×10-6,平均为5.4×10-6。I、II号矿体是产于莲花山组碎屑岩断裂中的裂隙充填脉状矿体,南北延伸较长,其中I号矿体长约740 m。矿体产状与断裂一致,走向NW,倾向SW,倾角82°~86°金品位3.0×10-6~20.0×10-6,平均品位5.4×10-6(黄民智等,1999)(图2)。矿床的矿石类型有原生矿石和氧化矿石,以原生矿石为主。原生矿石主要出现在火山岩内部的网脉、角砾岩中,以及围岩裂隙脉中。矿石结构主要为斑状结构、熔蚀结构和填隙结构。矿石构造有浸染状构造、角砾状构造、条带状构造等。矿石矿物主要有自然金、黄铁矿,以及白铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿等。氧化矿石位于火山岩近地表处,具蜂窝状构造,主要包含自然金、褐铁矿、臭葱石、赤铁矿等。脉石矿物主要有电气石、石英,各占40%和50%,以及绢云母、高岭石、绿泥石、方解石、孔雀石等,微量矿物有锆石、独居石、磷钇矿、硅灰石等(陈业清,1992)。矿床构造主要为围岩的褶皱、断裂构造。褶皱构造主要发育在围岩地层中。基底寒武系发育加里东期近EW向褶皱,盖层下泥盆统则产出海西—印支期平缓的单斜构造(陈业清,1992)。断裂较为发育,主要为NW向和近SN向,次为NE向和EW向(图1)(陈业清,1992)。NW向、SN向断裂规模大,切割深,倾角陡,是矿区重要的控矿、储矿构造(陈业清,1992)。NW向断裂属先张后扭的张扭性断裂,遍布整个矿区,是Au的重要富集部位。近SN向断裂也为张扭性,分布于次火山岩岩体东部,被霏细斑岩等酸性岩脉充填,局部形成金矿体(朱桂田,2002)。NE向、EW向断裂为压扭性断裂。NE向断裂属隐伏深断裂,是凭祥—大黎深断裂的一部分(王成辉,2011)。EW向断裂规模较小,局部也有脉石充填(陈业清,1992;朱桂田,2002)。2 样品采集与分析对广西贵港龙头山金矿300中段、340中段、380中段、420中段不同标高进行采集岩石样并岩相学分析,部分采样点如图所示。岩性为花岗斑岩、角砾熔岩、流纹斑岩和砂岩。样品前处理如下:在德国产行星式玛瑙碎样机上细碎至200目,样品细碎过程中,每碎完一个样品,对盛放样品的玛瑙罐和玛瑙球以及清扫玛瑙罐的毛刷用自来水、Milli-Q水和无水乙醇冲洗干净,烘干备用。微量及稀土元素分析在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室测试;测试仪器为加拿大PerkinElmer公司制造,型号为ELAN DRC-e,四级杆型电感耦合等离子体质谱,以氩气(Ar)为载气,通过高频振荡器产生近7000℃的等离子体,能轻易电离绝大部分元素,Rh作为内标元素监控漂移。实验流程及条件:1、准确称取50mg样品于聚四氟乙烯坩埚中,加入1ml HF和1ml HNO3。2、将坩埚放入钢套中密封,置于烘箱于190℃加热24小时以上消解样品。3、冷却后取出坩埚,置于低温电热板上蒸干,加入1ml HNO3继续蒸干完全。4、于坩埚中准确加入500ng的Rh内标溶液,2mlHNO3、3ml去离子水,重新置于钢套中,于140℃加热5小时。冷却后取出坩埚,摇匀,取0.4ml溶液至离心管中,定容至10ml,ICPMS测定(Qi et al.,2000)。3 实验结果实验结果见表1、表2。龙头山火山—次火山岩的Au、Ag、Cu、Pb、Sn、Bi、Mo、W等成矿元素含量较高,高于酸性岩维氏值及上地壳平均值,而Zn、Hg含量低于或接近酸性岩及上地壳平均值。其中、Au的含量为0.13~4.70μg/g,是酸性 岩维氏 值(0.004μg/g)的50~1200倍;Cu的含量为32.75~200.05μg/g,是酸性岩维氏值(20μg/g)的2~10倍,岩体的Rb、Sr、Ba含量显著偏低,说明它们在蚀变过程中被大量带出(图3)。值得注意的是,从岩体上部至岩体深部,Cu、As、Sb、Bi等元素含量趋于增高,而Sn则趋于降低,尤其是在岩体下部Cu含量显著增高(朱桂田,2002),这意味着在龙头山金矿下面有可能找到Cu的工业矿体。综上所述,该矿床地球化学异常场源于岩体,即火山一次火山岩体为成矿母岩。表1 龙头山金矿稀土元素含量ωB/10-6注:由中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室测试。表2 龙头山金矿微量元素分析结果表ωB/10-6注:由中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室测试。龙头山火山一次火山的稀土元素总量变化较大,∑REE为46.90×10-6~253.60×10-6,(La/Yb)N为0.42~44.60,稀土配分模式为平缓右倾型,轻稀土、重稀土之间分留程度较低;轻稀土稍富集且相互间有较明显分馏,重稀土相对亏损但相互间分馏不明显。δEu值为0.22~2.85,变化较大,其中部分隐爆角砾岩和硫化物矿石具有明显Eu正异常,可能由于岩石中含有较多围岩角砾或晚期碳酸盐化所致(图4)。4 讨论龙头山金矿的成矿作用与燕山晚期流纹斑岩和花岗斑岩有关,金矿体受火山机构及岩体内外接触带断层、裂隙控制。成矿流体和成矿物质主要源于岩浆喷气和岩浆分异的热液流体,属火山—次火山斑岩型金矿床(王成辉,2011;王成辉等,2012;陈富文等,2008;徐德明等,2018)。图3 龙头山金矿微量元素蛛网图图4 龙头山金矿稀土元素配分图燕山晚期早白垩世岩浆活动形成龙头山陆地中心式喷溢—侵入的火山—次火山若,由中心向边缘依次为浅成、超浅成侵入相—侵出相和喷溢相,岩性依次为花岗斑岩→流纹斑岩→隐爆角砾岩等,构成火山一次火山复式岩体,它们是Au、Ag等元素的载体和成矿母岩(王成辉,2011;Zhang et al.,2019)。富含Cl、B、CO2等气液流体的高温岩浆在上侵过程中沿途萃取地层中的成矿物质,并与其本身携带的成矿物质混合形成含矿热液流体,在高温酸性条件下,流体中的Au与Cl结合形成氯络合物而呈[AuCl2]-、[AuCl4]-等形式,由高能位向低能位的岩体边缘或内外接触带的扩容多孔状岩石及断裂、裂隙构造空间运移富集(徐德明等,2018)。在高温气成一热液期电气石阶段,由于火山爆发,火山通道上部处于开放和半开放状态,释放能量,排散气体,岩石产生强烈的硼酸交代,形成新生矿物电气石。随着气化逸散,温度逐渐降低,硫的浓度渐增,转入金—黄铁矿—电气石—石英阶段,部分S与Fe结合形成黄铁矿,在大量SiO2结晶成石英后,溶液介质发生改变,金的氯络合物变得很不稳定而离解,金则沉淀下来,所以自然金多见于石英晶体边缘和晶隙中。随后,由于晚白垩世花岗斑岩(脉)的侵入,进一步补充成矿物质,热能增加,驱动成矿热液继续迁移,并产生碱交代,生成绢云母,从而进入金—绢云母—石英—黄铁矿阶段(徐德明等,2018)。随着岩浆热液的不断演化,含矿流体的温度逐渐降低,活动能量减少,进入金—石英—多金属硫化物阶段,S与Fe、Cu、As、Bi、Pb、Zn等作用,在形成大量新生多金属硫化物的同时,由于Fe、Cu、Pb、Zn等大量还原剂的出现,它们置换金络合物中的金,金被还原沉淀并富集成矿。在岩浆热液演化晚期低温条件下,岩石发生较强的氟交代和碳酸盐交代作用,生成新生矿物方解石、萤石等,仍有少量金继续沉淀,形成裂隙充填型矿体(图5、图6)。通过调查研究及深部钻探工程控制,在深部70m水平标高以下见厚约5m和13m的两层铜矿体,含Cu 0.274%~0.664%,最高可达1.374%;主矿体沿走向和倾向均具分支复合、尖灭再现特征,矿体自西到东,自岩体外到岩体内延深逐渐增加,具向南东侧伏的趋势。近年来矿山生产探矿在300m标高以下,发现有厚大矿体下延,表明矿区深部仍有较好的找矿潜力。图5 龙头山金矿成矿动力模型图6 龙头山金矿成矿模式图5 结论(1)龙头山金矿床具有“上金下铜”的分带规律,矿床深部仍有较好的找矿潜力,深部可能存在斑岩型铜金矿体。(2)龙头山金矿成矿可分为四个阶段:高温气成—热液期电气石阶段;金—黄铁矿—电气石—石英阶段;金—绢云母—石英—黄铁矿阶段;金—石英—多金属硫化物阶段,金在后三个阶段均有沉淀,但由于物理化学条件的改变,形成不同类型的矿体。(3)龙头山金矿床地球化学异常场源于岩体,即火山一次火山岩体为成矿母岩。参考文献Liang Q,Jing H,Gregoire D of trace elements in granites by inductively coupled plasma mass spectrometry[J].Talanta,51(3): M,Zhang D,Zhao B,et and geochemistry of tourmaline breccia in the Longtoushan Au deposit,South China:genesis and its exploration significance[J].Geochemistry:Exploration,Environment,Analysis:geochem2018-082.陈富文,李华芹,梅玉萍.2008.广西龙头山斑岩型金矿成岩成矿锆石SHRIMP U-Pb年代学研究[J].地质学报,(07):921-926.陈业清.1992.广西龙头山次火山热液型金矿地质特征及成矿条件探讨[J].贵金属地质,(Z1):153-157.段瑞春,凌文黎,李青,陈子万,杨红梅,刘立芬.2011.华南燕山晚期构造-岩浆事件与成矿作用—来自广西大瑶山龙头山金矿床的地球化学约束[J].地质学报,85(10):1644-1658.胡理芳,赖健清,钱丽华,陶诗龙.2015.广西龙头山金矿床流体包裹体特征及矿床成因简析[J].矿物学报,35(S1):581.黄民智,陈伟十,李蔚铮,许仿实,李先粤.1999.广西龙头山次火山-隐爆角砾岩型金矿床[J].地球学报,(01):39-46.黄锐,梁明建,张武饰,李廖辉,黄冲,黄宁宁.2019.广西龙头山金矿断裂构造特征及成矿关系[J].世界有色金属,(04):122-124.李琛娟.2017.华南成矿省西段金矿床地球化学找矿模型[D].中国地质大学(北京).刘奕志,陈远荣,刘巍,蒋惠俏,黄秋,吴二,林立保.2014.贵港龙头山金矿床地球化学异常分带理想模型与找矿预测标志[J].桂林理工大学学报,34(01):23-29.马丽红.2009.广西龙头山金矿床地球化学特征及载金矿物研究[D].中国地质大学(北京).倪培,王国光.2017.大陆再造与钦杭带北东段多期铜金成矿作用[J].岩石学报,33(11):3373-3394.钱丽华.广西龙头山金矿床电气石特征与成矿意义[A].中国矿物岩石地球化学学会矿床地球化学专业委员会、中国地质学会矿床地质专业委员会、矿床地球化学国家重点实验室.第八届全国成矿理论与找矿方法学术讨论会论文摘要文集[C].中国矿物岩石地球化学学会矿床地球化学专业委员会、中国地质学会矿床地质专业委员会、矿床地球化学国家重点实验室:《矿物学报》编辑部,2017:2.王成辉,王登红,李华芹,康先济,唐菊兴,刘善宝.2012.广西大瑶山隆起西南部平天山辉钼矿Re-Os测年及其地质意义[J].矿床地质,31(S1):605-606.王成辉.2011.广西龙头山金矿区成矿模式及成矿预测[D].中国地质科学院.肖来庚,陈根文.2011.广西龙头山金矿床地质特征及成矿分析[J].地质调查与研究,34(02):133-138.肖振,刘铁侠.2010.广西贵港市龙头山金矿低品位金矿体特征[J].矿床地质,29(S1):1137-1138.徐德明等.2018.钦杭成矿带(西段)铜金多金属矿成矿规律与成矿预测[M].北京:科学出版社.11曾南石,张春鹏,徐文炘,朱文风,邱桂龙.2011.广西龙头山斑岩金矿成矿岩体的岩石学、岩石地球化学及热液蚀变作用特征[J].桂林理工大学学报,31(01):1-10.朱桂田,朱文风.2006.广西大瑶山古里脑和龙头山金矿岩浆期后断裂成矿作用及找矿意义[J].矿产与地质,(03):214-218.朱桂田.2002.广西龙头山金矿床地质特征及成因研究[J].矿产与地质,(05):266-272.
文章来源:《华南国防医学杂志》 网址: http://www.hngfyxzz.cn/qikandaodu/2020/1120/359.html