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辽宁锦州地区的金矿资源分布具有显著的地质特征和成矿规律,主要集中于北部及与阜新交界地带,形成以火山-热液型为主的矿化带。以下是详细分析:
锦州北部火山岩区
该区域金矿成因属潜火山-热液型,成矿物质来源于酸性潜火山岩。多期次的潜火山活动(如医巫闾山岩体)为金矿形成提供了热液和物质基础,矿体多赋存于太古宙表壳岩与变质深成岩的接触带,呈北东向条带状分布。典型矿山包括草河口、百沟及鲁山矿山,这些区域通过露天开采或井下作业获取金矿原石。
锦州-阜新金矿化带
该带跨越阜新县大板至黑山县白厂门一带,受北东向断裂控制,地层以变质岩为主。近年基于GIS和MRAS证据权重法构建的找矿模型显示,该区域金矿化与物探异常、化探异常及遥感影像特征高度吻合,尤其是瓦子峪断裂周边为高潜力靶区。
草河口矿山:以金铜共生矿为主,矿体产于断裂破碎带中,围岩为花岗闪长岩。
百沟矿山:以石英脉型金矿为特征,伴生银、铅锌等元素,开采历史较长。
鲁山矿山:位于医巫闾山岩体东侧,矿化与中生代火山活动密切相关。
锦州金矿的形成与辽西构造岩浆带密切相关:
地层控矿:太古宙变质岩系(如角闪岩、片麻岩)为金元素初始富集层位。
岩浆活动:燕山期酸性岩浆侵入带来热液蚀变(硅化、绢云母化),促使金元素二次富集。
构造控矿:北东向断裂(如阜新-锦州断裂)为热液运移通道,次级断裂控制矿体定位。
根据最新研究,锦州-阜新一带的找矿标志包括:
地球化学异常:Au、Ag、As等元素组合异常区。
重砂矿物:自然金颗粒与黄铁矿、方铅矿等伴生矿物富集区。
遥感解译:线性构造与环形构造交汇部位。
目前锦州金矿开发以中小型矿山为主,建议结合深部探测技术(如电磁法、钻探验证)拓展资源储量,同时关注金-多金属共伴生矿的综合利用。政策上需平衡生态保护与资源开发,优先推进绿色矿山建设。
如需进一步了解具体矿山开采数据或成矿模型细节,可参考辽宁省地质调查院的相关报告或最新勘查成果。
世界上此类金矿床规模较大者如加拿大的赫姆洛金矿床,储量达600t。在我国较早发现的当推清原绿岩带中的南龙王庙金矿床,虽然矿床的规模不大,但具有典型意义。近年在辽西发现的排山楼金矿床也属此类,其工业储量已达大型。另外,色尔腾山绿岩带中的十八顷壕金矿床、五台山绿岩带中最近新发现的东腰庄、狐狸山、鹿沟等金矿床、矿点也可归于此类。
(一)排山楼金矿床
1.成矿背景
矿床产于辽西绿岩带东部排山楼-哈尔套太古宙变质岩区(图2-2),矿区内出露的地层主体是太古宙建平岩群中上部,主要岩性有黑云变粒岩、角闪变粒岩、角闪斜长片麻岩、白云质大理岩和少量斜长角闪岩、磁铁石英岩等,原岩类型是以安山岩类和英安岩类为主的安山质-长英质火山岩,部分为镁铁质火山岩和白云岩。在矿区的西北部和东南部还分布有中元古界长城系大红峪组和高于庄组陆源碎屑岩和碳酸盐岩建造,与太古宇呈断层接触,岩石类型有石英岩、石英砂岩、含锰白云质大理岩、白云质大理岩等。
矿区的岩浆活动主要为太古宙晚期顺表壳岩片麻理呈似层状和透镜状侵入产出的花岗质片麻岩(TTG岩系)。此外在矿区外围分布有华力西期的花岗岩和燕山期的似斑状花岗岩、黑云母花岗岩。构造变形以韧性剪切作用最为发育,形成了以韧性变形为特征的构造岩如千糜岩、糜棱岩、初糜棱岩和糜棱岩化岩石等。剪切带明显表现为两组方向,早期呈东西向,晚期呈北北东向。其中东西向的韧性剪切带可分为排山楼-北营子、尖山沟-石门沟、寨子沟-上两家子三个带,北北东向剪切带包括尖山沟-排山楼东沟、二道岭-北营子南山韧性剪切带。矿区内的断层构造也较发育,呈EW、NE、NW向三组。褶皱构造以东西向的同斜倒转背斜为特征,剪切带沿背斜的核部和两翼分布。
图2-2 排山楼地质略图(据曲亚军等,1992)
1—第四系;2—白垩系;3—长城系;4—太古宙建平岩群;5—燕山期似斑状花岗岩;6—燕山期黑云母花岗岩;7—海西期花岗岩;8—断层;9—韧性剪切带;10—金矿床(点)
2.矿床产出特征
金矿床产于东西向的排山楼-侯其营子韧性剪切带中,围岩是绿岩带中上层位的变质安山质-长英质火山岩。矿床由黄铁矿绢云母化蚀变糜棱岩带组成,长度大于1000m,宽20~80m,倾斜延深大于1000m,产状与糜棱岩带产状一致,总体走向400左右,在纵向和横向上都有膨缩和舒缓现象,上部倾角40°~60°,下部倾角为10°~30°。在矿区15~16勘探线间800m地段内至少已圈出了35个矿体,其中主矿体3个(T1、T4和T5),矿体呈似层状和透镜状产出(图2-3),与糜棱叶理产状基本一致,顶板常见白云质糜棱岩。矿体与围岩呈渐变过渡关系,界线不明显。矿石的品位不高。T1矿体是目前已探明的规模最大者,呈似层状分布,长630m,厚1.42~19.74m,平均厚度6.89m,已控制延深96~370m,平均品位4.43×10-6,单样最高品位24.72×10-6。
图2-3 排山楼金矿床0勘探线地质剖面图(据辽宁地质四队)
1—白云质大理岩;2—太古宙变火山岩类;3—燕山期花岗岩;4—太古宙变粒岩;5—绿泥石化带;6—碳酸盐化带;7—黄铁矿-绢云母化带;8—金矿体;9—钻孔
3.矿石矿物成分和结构构造
矿石以半自形和他形粒状结构为主,少量矿物具压碎、碎裂结构,交代残留和假像结构,偶见包含结构、镶边结构和乳滴状结构等。矿石构造以浸染状为主,其次为条带、条纹状构造。浸染状构造系黄铁矿等金属硫化物呈浸染状分布在矿石中,依其数量和分布疏密程度,分为不均匀稀疏浸染状和均匀稠密浸染状构造。
矿石中金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿,其次为黄铜矿、钛铁矿、磁铁矿,少量方铅矿、闪锌矿、白铁矿、辉铜矿、辉砷镍矿、针镍矿等。其中黄铁矿占硫化物总量的95%左右,金矿物为自然金。非金属矿物以斜长石、石英、黑云母为主,有少量的绿泥石、绢云母、方解石、白云母等。主要载金矿物为黄铁矿和石英,金呈晶隙金、裂隙金和包裹体金赋存。
黄铁矿可分三个世代,早世代黄铁矿呈浸染状分布,已被压扁拉长成扁豆状、条带状和拔丝状,长轴平行于糜棱叶理。中世代黄铁矿呈面型浸染状分布,切割糜棱面理,呈自形、半自形状,常见立方体和五角十二面体晶体。晚世代黄铁矿呈细脉状,宽可达1.5mm,与糜棱叶理斜交,晶形呈他形粒状,与黄铜矿伴生。黄铁矿的微量元素铜、铅、锌、钴、镍、钛高且稳定,w(Co)/w(Ni)>1。稀土元素特征显示轻稀土元素富集和重稀土元素亏损,(La/Yb)n=11.34~17.66,Eu异常可正可负,w(Eu)/w(Sm)=0.25~0.42,与矿石和围岩稀土特征基本一致。
自然金是最主要的金矿物,含金88.36%~95.71%,含银4.27%~11.64%,金银含量比为7.59~22.41,成色为884~952,普遍含Fe、Zn、Cu、Co、Ni等基性元素(表2-10)。
表2-10 排山楼金矿自然金电子探针分析结果
(据骆辉等,1994)
自然金呈粒状、角粒状、浑圆状、树枝状、港湾状和肠状等,最大粒度0.052mm,最小粒度<0.01mm,以微粒金和细粒金为主,中粒金少量。
4.围岩蚀变
金矿床的围岩蚀变很发育,呈带状分布,蚀变类型有绿泥石化、绿帘石化、阳起石化、黑云母化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化及硅化,蚀变作用明显受韧性剪切带控制。根据围岩蚀变种类及其与金矿化的密切程度,可划分出三个有规律分布的围岩蚀变带,即外带绿色蚀变带、中带碳酸盐化(或浅色)蚀变带和内带黄铁绢云母化蚀变带(图2-4)。其中绿色蚀变带以绿泥石、绿帘石、黑云母、阳起石等矿物组合为特征,岩石呈暗绿色;碳酸盐化蚀变带以方解石为主,少量铁白云石和菱铁矿;黄铁绢云母化蚀变带的分布范围较小,与强糜棱岩的分布一致。该带长度大于1000m,宽度20~80m,以他形细粒黄铁矿和绢云母相对富集为特征,细粒黄铁矿含量2%~20%之间,金品位与黄铁矿含量成正比。该带内蚀变矿物除绢云母、白云母、他形细粒黄铁矿外,尚有绿泥石、绿帘石、黑云母及少量半自形粗粒黄铁矿,反映多种蚀变的先后叠加,是金矿化的有利部位,金矿体的赋存空间。
图2-4 排山楼金矿床蚀变带分布图(据曲亚军,1992)
1—糜棱岩化岩石;2—初糜棱岩;3—糜棱岩;4—绿色蚀变带;5—浅色蚀变带;6—黄铁绢云母化蚀变带;7—金矿体
(二)南龙王庙金矿床
1.成矿背景
金矿床分布在清原绿岩带大荒沟-南龙王庙绿岩残余盆地的东南端。绿岩带地层由下部金凤岭岩组和上部红透山岩组组成,两者分别以斜长角闪岩和变粒岩为主,金矿赋存在红透山岩组中。
矿区内岩浆活动不发育,主要见有新太古代末期的斜长花岗斑岩、钠长石英斑岩,古元古代白云母斜长伟晶岩以及显生宙的闪长玢岩、煌斑岩等。在矿区外围分布着大量太古宙TTG岩系。
矿区构造以韧性剪切变形最为发育,剪切带呈北东向分布。此外还至少发育有三期前后叠加的褶皱构造形迹。
2.矿床的产出特征
矿床严格受葫芦头沟-大荒沟韧性剪切带控制,该剪切带走向为北西324°~340°,倾角为60°~80°,宽约1.5~2km,长5~6km,广泛发育鞘褶皱、条带、片理、线理及石香肠等构造。主要容矿围岩为黑云变粒岩,含有磁铁石英岩和浅粒岩(图2-5)。
金矿化带的宽度为3.5~95m,矿化带由46个矿体组成,具多层性。矿体走向335°~350°,倾向45°~60°,倾角60°~80°。矿体呈似层状-透镜状,规模小,最宽不超过3m,延长最大可达200m,矿化高度分散,与围岩呈渐变关系。矿体总体向南东侧伏,其侧伏方向与变晶糜棱叶理的方向一致。
矿化以细脉-浸染状硫化物为主体,含有一部分黄铁矿石英脉体,它们可以独立构成金矿体,也可以相互交叉共同构成矿体。细脉浸染状硫化物矿石主要以磁铁角闪石英岩、黑云变粒岩为容矿岩石,矿体沿韧性剪切构造面分布。矿石组构以块状为主,见有条带、条纹构造。石英脉状矿体以黑云变粒岩、浅粒岩等为容矿岩石,脉宽一般数毫米,至少包含有三期:与剪切叶理整合产出的强变形石英脉、弱变形石英脉以及穿切剪切叶理的无变形石英脉,显然它们可能依次形成在韧性变形前、变形中及变形后。
图2-5 南龙王庙金矿床460m中段地质图(据刘连登等,1994)
1—黑云变粒岩类少量浅粒岩;2—磁铁角闪石英岩;3—斜长角闪岩;4—变质斜长花岗斑岩;5—变质钠长石英斑岩;6—角闪石岩脉;7—闪长玢岩(显生宙);8—断层;9—工业矿体(>3×10-6);10—表外矿体,(1~3)×10-6
3.矿石的矿物成分和结构构造
矿石的金属矿物除自然金外,主要有黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿等,其次有赤铁矿、褐铁矿、辉钼矿、方铅矿等。非金属矿物有石英、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、绿帘石、方解石、绿泥石、钠长石、磷灰石、石榴子石、电气石和锆石。
黄铁矿为主要载金矿物,其含金量变化于14.49×10-6~93.71×10-6之间(据辽宁地质十队,1983)。可划分出三个世代,早世代黄铁矿呈星散状、条带状、条纹状沿片理产出,呈他形-半自形粒状结构,主要晶形为五角十二面体和立方体,有时保留有胶状结构,但重结晶明显,可在边部见到重结晶后排出来的杂质和黄铁矿晶体的压碎结构。中世代的黄铁矿呈浸染状、脉状、网脉状、不规则团块状产出于片理和片麻理中,呈自形-半自形结构,晶体为立方体,与黄铜矿、闪锌矿等硫化物共生,并被方解石交代,金含量较高。晚世代黄铁矿呈细脉和薄膜状产于围岩裂隙的节理中,往往切割片理和片麻理,黄铁矿粒度较细,呈半自形立方体与方解石石英共生。黄铁矿中含有微量元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Se、Fe、Hg、Sn等。w(S)/w(Fe)值变化在1.019~1.236,均小于2,属硫亏损而铁富集型。w(S)/w(Se)值为35974~20424,w(Se)/w(Te)为2.17~75,w(Co)/w(Ni)为0.32~4.5大部分大于1。w(Au)/w(Ag)为0.01~0.128。
自然金呈显微和超显微金赋存在黄铁矿和石英的裂隙中或颗粒间,少见包体金。自然金呈亮金黄色、微显红色,其形态为片状、树枝状、他形粒状和不规则状。粒度大多为0.02~0.35mm,个别大者可达0.3~0.5mm,由于矿物颗粒极细,在光片中较难发现。自然金含金量从87.13%~96.21%不等,成色878~969。需要指出的是,产在不同围岩的自然金成色不尽相同,在黑云变粒岩中平均为924,在浅粒岩中为933,在含磁铁石英黑云角闪岩中为921。
磁黄铁矿是矿区主要矿石矿物成分之一,它主要分布在磁铁矿黑云角闪石英岩中。与黄铁矿等硫化物紧密共生,也常与黑云母、斜长石、角闪石和石英等共生。磁黄铁矿形变特征很明显,常见波状消光、变形双晶等,反映磁黄铁矿是同生沉积再变质重结晶的产物。
矿石的结构主要有:半自形-自形粒状结构、胶状结构、交代残余结构、变形结构、固溶体结构等。矿石构造有条带状、条纹状、网脉状、浸染状、星散状和斑杂状等。
4.矿石的化学成分
矿石中除含金以外,尚含有Ag、Cu、S、Se、Te、Pb、Zn等微量元素,及痕量元素的W、Mo、Co、Mn、V、Sb、Hg。Au与Cu、S、Ag密切正相关,而与Pb、Zn不相关。
5.围岩蚀变
该矿床围岩蚀变不发育,且不具分带性,主要蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化,尚见有铁白云石化、黑云母化、电气石化等。
硅化主要发生在含金黄铁矿石英细脉附近,见石英、白云母交代斜长石,蚀变范围小,一般不大于10cm,但有一定的连续性。绿泥石化主要发生在细脉-浸染状含硫化物矿体附近,绿泥石交代角闪石,这种绿泥石一部分和剪切面理平行,一部分定向不明显,甚至可切穿片理,显然是热液蚀变造成的。绿帘石化是斜长石蚀变的产物,也可由绿泥石交代角闪石而成,蚀变绿帘石呈浅黄绿色,他形粒结构。
(三)东腰庄金矿床
金矿床位于山西省五台县李家庄乡,赋存在五台山绿岩带五台群下亚群上部的鸿门岩组中。鸿门岩组主要由绿泥钠长片岩、绿泥绢云片岩、绢云钠长片岩和绢英片岩组成,下段为以绿片岩为代表的变质火山岩段,总体为中基性-中酸性火山岩;上段以绢英片岩和绢英岩为代表的变质沉积岩段。
矿区位于早期等斜倒转向斜的核部附近,又是后期叠加紧闭褶皱背形的倒转翼。岩层普遍遭受剪切变形作用影响,在矿区北部形成一条宽约10~20m的具轻微糜棱岩化的剪切变形带,产状比较稳定,340°∠40°左右。
金矿体产在变质火山岩段中,共有五个含矿层位,主要岩石组合为钠长绿泥片岩、绢云钠长绿泥片岩、绢云片岩和绢云钠长片岩,直接的容矿围岩为黄铁矿化碳酸盐化绢云钠长片岩。位于矿区中部的Ⅰ号含矿层最重要,其余4个矿化层连续性较差,Ⅰ号含矿层长2000余米,宽10~20m,最宽达40余米(图2-6),其中矿体出露长615m,厚0.25~13.73m,平均5.05m,呈层状、似层状产出,矿体呈单斜状,与围岩产状一致,倾向310°~350°,倾角20°~55°,西部倾角较陡,东部倾角逐渐变缓。
图2-6 东腰庄金矿床地质略图(据山西地矿局216队)
1—第四系残坡积;2—绢云钠长片岩;3—绿泥片岩;4—构造砾岩;5—金矿化体;6—推断的隐伏金矿体;7—变辉绿岩;8—片理产状;9—剖面
矿体明显受与围岩整合产出的韧性剪切带控制,矿石中石英被压扁拉长成透镜状,有时矿物被碾碎,呈现糜棱岩化、超糜棱岩化构造特征。
矿石类型有绢云钠长片岩型和绿泥片岩型两类,以前者为主,主要载金矿物为黄铁矿和菱铁矿,粒度较细(0.1~0.5mm),呈稀疏浸染状分布。金矿物为自然金,呈金黄色或紫黄色,以片状为主,其次为树枝状或粒状,粒度0.01~0.015mm,在矿石中分布较均匀,矿石品位不高,为(1.02~23.40)×10-6,平均为4.38×10-6。
围岩蚀变主要为碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化,有时可见钠长石化和电气石化,硅化不明显。金与黄铁矿化、碳酸盐化关系密切。
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