河北崇礼县中山沟金矿深部成矿分析

3 矿床地质特征
目前, 矿区开采的矿体主要有 2条, 即 、 号矿 脉, 矿脉类型为典型的石英脉型金矿。矿脉总体走向 近 SN ( 350~ 10#), 倾向西, 长 2 000余米, 已控制延 深 260m。 16线 以北两 脉复 合膨大 变宽, 最宽 处达 140m; 16线以南两脉变窄, 近于平行展布, 间距 10~ 30m。矿体基本连续, 品位有往下逐渐变富的趋势。 3. 1 矿脉展布特征
吴姗姗等: 河北 崇礼县中山沟金矿深部成矿分析
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本区断裂构造发育, 并具多期活动特征。断裂控 制了岩浆的侵位, 以及贵 金属、多金 属矿产的展布。 按断裂走向可分为 EW、NW、SN 向等多组断裂方向。 尚义 ∀ 平泉深断裂为 EW 向主干断裂, 区内呈 EW 向 延伸, 是重要的成岩成矿构造。此外, 尚有一系列次 级的 EW 向构造, 它们是次要的成岩成矿构造; SN 向 断裂主 要 有中 山沟 ∀ 四 台 沟、黄 土咀 ∀ 东 坪、黄 土 梁 ∀ 后沟等断裂。 SN 向断裂与 EW 向断裂交汇的部 位往往是较好的控矿构造。
成岩成矿阶段主要分热液期和表生期。 热液期分为: 含金硫化物石英 ∀ 钾长石化阶段, 含金硫化物石英脉形成时间较长, 其形成先后、岩石 结构构造及硫化物组成有一定差异, 但无明显界线, 矿物及矿物组合穿插关系不明显。大量取样分析结 果表明, 该阶段为金的主要成矿阶段, 金富集与黄铁 矿关系密切, 而且晚期较早期富集更加明显。硅化阶 段表现为大量 S iO 2活动、玉髓石英的析 出。大量硅 质角砾岩表明, 与 S iO 2活动的同时, 伴随有较强的构 造活动。已知取样分析结 果表明, 硅 化成矿有所减 弱, 玉髓石英中黄铁矿等硫化物矿物逐渐减少。硅化 角砾岩中的黄铁矿大多应属金属硫化物石英期。绢 云母化阶段分布较普遍, 一般含长石矿物及矿体围岩 均有发育, 常与硅化、高岭土化伴生, 与成矿关系不密 切。碳酸盐化阶段为热液活动的晚期产物, 常叠加于 硅化蚀变之 后, 硫化物完 全消失。已 知分析结果表 明, 碳酸盐化的矿化微弱, 不具成矿意义。 表生期主要是含金石英脉中硫化物的氧化, 其中 以黄铁矿被氧化为褐铁矿最为显著, 此外铅矿常形成 白铅矿、铅矾等次生矿物。其中褐铁矿化对金有一定 的富集作用。 中山沟金矿 、 号矿脉都赋存在崇礼一带的杂 岩体之中。因此推断该矿区的成矿物质来自地幔深 部, 为该矿区深部探矿提供了有利的依据。 经采矿证实, 2条矿脉中金矿矿石品位向深部均 有明显变富的的特点。矿区 、 号矿脉的 1 250~ 1 100m中段的金品位变化明显 ( 图 3、图 4), 而且 号矿脉还表现出厚度变大的特点 ( 图 5)。
8 W U Shanshan et al. : A naly se on O re forma tion in D eep Part of Zhongshangou Go ld D epos it in Chong li County, &
号含金矿化蚀变带位于 号矿脉东侧, 二者相 距 10~ 30m, 地表出露北自 24线以北, 南至 21线, 长 1 300余米, 16线以北与 号脉复合成为膨大变宽部 位。 16线以南矿 脉连续延长 800m, 宽 2 ~ 15m。走 向近 SN, 倾向 256~ 286#, 倾角 50 ~ 80#, 矿化蚀变、 物质组成、控矿特点与 号脉大致相同。 号含金矿 化蚀变带品位较低, 但根据验证工程控制, 向深部延 伸有变富的趋势。 3. 2 围岩蚀变及矿化
图 2 中山沟矿区地质图 1. 第四系全新统冲洪积 物; 2. 第四系 上更新 统冲洪 积物; 3. 第四系 上更新统风积物; 4. 崇礼群涧沟沟组变质岩; 5. 角闪 辉石二长岩; 6. 混染岩; 7. 蚀变破碎带及编号; 8. 石英脉带及产状; 9. 金 矿体编号及 产状; 10. 地质界线; 11. 混染带界线
代玄武岩;Байду номын сангаас
3 5
燕山期晚期花岗岩;
!35 正长斑岩;
2 5
燕山中期花岗斑
岩; ∀#25 石英二长岩; ∃25 闪长 岩;
%5 燕 山期 辉绿 岩;
3 4
海西
晚期
花
岗岩; ∀#4 海西 ∀ 燕山期二长岩;
元古代花岗岩
2
* 收稿日期: 2008 06 30; 修订日期: 2008 09 18. 基金项目: 国家自然科学基金项目 ( 编号: 40872137 )、河北省自然科学基金项目 ( 编号: D2007000751、D 2008000534 ) 及河北省国土 资源厅 资源勘查项目 (编号: 2006122)共同资助. 作者简介: 吴姗姗 ( 1984 ) , 女, 硕士研究生, 现从事构造地质学研究工作. E m ai:l w ss198403@ 163. com.
图 1 张宣幔枝构造区金银 多金属分布简图 [ 5]
1. 银多金属矿床; 2. 金矿 床; 3. 金银 矿; 4. 断裂构 造; 5. 构造 单元 分
区; 6. 遥感环形影像; 7. 幔 枝构造 边界; 8. 省界; K z新 生界; M z中 生
界; Pz古生界; Pt2- 3 中上元古界; Pt1 下 元古界; A r太古 界; 6 新 生
区域构造位置位于尚义 ∀ 赤城区域性大断裂的 南侧, 矿区主导性断裂构造为中山沟 ∀ 四台沟断裂。 矿区的岩脉、矿脉、蚀变带等多受其控制, 一般与中山 沟 ∀ 四台沟断裂平行展布。
矿区节理构造发育, 大致有 NW、NE、SN、NNE 向 和近 EW 向 5组。节理倾角较陡, 多数在 50~ 85#之 间, 甚至呈直立产状, 表明节理形成较晚, 对成矿有一 定的控制作用。
第 17卷 第 1期 2009年 2月
GOLD SCIENCE AND TECHNOLOGY
V o.l 17 N o 1 Feb. 2009
河北崇礼县中山沟金矿深部成矿分析*
吴姗姗 1, 赵莎 1, 牛树银 1, 王宝德 1, 孙爱群1, 李富2, 杨宝军 2
1. 石家庄经济学院地质调查研究院, 河北 石家庄 050031 2. 崇礼县中山沟金矿, 河北 崇礼 075081
矿石结构主要为半自形粒状结构、压碎结构、岩 屑玻屑结构、脉状充填结构、包含结构等。
矿石构造主要有星散 ∀ 细脉浸染状构造、斑杂状 构造、角砾状构造、皮壳状构造、充填脉状构造及多孔 状构造等。
4 成矿作用及找矿分析
在燕山期张宣幔枝构造形成时期, 伴随着幔枝构 造的形成, 经地幔热柱 ∀ 地幔亚热柱 ∀ 幔枝构造向上 迁移的深部含矿流体, 呈气 ∀ 液状态不断向有利构造 扩容带迁移, 并沿途萃取围岩中的成矿元素, 在幔枝 中上部韧、脆性转换带附近, 深源还原环境向上循环 的含矿流体与地表氧化环境向下渗透的大气降水相 遇, 使成矿物理化学条件改变, 在幔枝轴部幔源热流 体蚀变带聚集成矿 [ 6 9] 。
张宣幔枝构造区的矿产展布也明显受控于幔枝 构造, 在幔枝构造的核部岩浆 ∀ 变质杂岩区主要形成 不同类型的金矿, 在拆离滑脱层展布区主要为银矿, 而在外围断陷沉积∀ 火山盆地则多为铅锌多金属 矿 [ 1, 5] 。从核部至外 围构成了 金 ∀ 金银 ∀ 银铅锌 矿 床分带 ( 图 1)。
2 矿区地质特征
生代断陷 ∀ 火山盆地, 充填有侏罗 ∀ 白垩纪火山 ∀ 沉 积岩系 ( 图 1)。
1 区域地质背景
张家口地区是河北省贵金属和多金属的重要成 矿集中区, 分布广、储量大、成矿时期集中 [ 1 4 ] , 具有典 型的研究意义。
张宣 (泛指张家口 ∀ 宣化地区 ) 幔枝构造为一巨 大的穹状构造, 北起康保, 南到涿鹿, 西自尚义, 东至 赤城, 其间发育了一系列环绕中心的弧形、半环形、环 形 韧 性 剪 切 带、褶 皱 带 和 断 裂 带, 出 露 面 积 近 4 000km 2。幔枝构造的核部赤城 ∀ 宣化 ∀ 崇礼地区为 岩浆 ∀ 变质杂岩, 由太古宙桑干群、古元古代红旗营 子群中深变质岩系及侵位其中的海西期 ∀ 燕山期中 酸性 ∀ 碱性岩体构成; 外围则为中新元古代碎屑岩、 碳酸盐和泥质岩石组成的拆离滑脱层; 其上叠加有中
含矿围岩主要为二长岩 ∀ 正长岩类。受构造活 动影响, 赋矿围岩多形成碎裂岩, 局部形成角砾岩, 甚 至有明显糜棱岩化。
按矿石的物质成分、矿物组合和结构构造, 可将 矿石划分为 3种自然类型: 石英脉型、钾长蚀变岩型、 硅质角砾岩型。
矿石的矿物成分比较复杂。金属矿物主要为褐 铁矿、黄铁矿, 其次为方铅矿, 偶见矿物有黄铜矿、闪 锌矿、辉钼矿、磁铁矿、软锰矿、铜蓝、白铅矿、金红石、 锐钛矿等。主要金矿物为自然金、银金矿、金银矿等, 脉石矿物主要为石英、长石和云母。
中山沟金矿发现于 1989年, 但一直没有规模开 采。近年来, 随着市场金价的提高, 中山沟金矿被列 入张家口市的主要矿山。
中山沟金矿南起北叉沟南, 北至牧厂沟, 西自西 马湾梁, 东到道岔沟口。矿区面积约 2km2。矿 区出 露地层比较简单, 仅有太古界涧沟河组斜长角闪岩、 透辉角闪片麻岩及部分混合岩, 上侏罗统张家口组一 套碎屑岩、流纹岩及凝灰岩、火山凝灰岩, 新生界第四 系则主要为冲洪积和残坡积物 (图 2) 。
摘 要: 中山沟金矿是位于冀西北张家口市的 1个中型金矿, 现主要开采 、 号金矿脉, 开采深 度达到 1 100m。以幔枝构 造理
论为指导, 通过对矿床地质背景、矿田构造分析、成矿物质来源、矿脉垂向 变化、矿床成因探 讨等方面 的研究表明: 中 山沟金 矿由
上往下矿体有宽度变 大、品位变富的明显趋势, 说明该矿深部仍有很大的找矿潜力, 应该注重深部地质找矿。
号含金矿化带, 北起 16线, 南至 33线以南牧 厂沟, 长 1 200m, 宽 2~ 15m。北段走向 10#, 向南渐 偏转为 350~ 360#。 17~ 25线间呈 近 SN 向 ∃ 之 %字 形的追踪裂隙产状, 倾向 256~ 286#, 倾角 50~ 80#, 局 部倾向 295~ 310#, 倾角 30 ~ 82#。蚀变构造带由石 英脉、钾长石化蚀 变岩、硅 化蚀变岩、碳酸盐化蚀变 岩、绢云母化高岭土化蚀变岩及角闪 辉石二长岩组 成。金矿化主要赋存在石英脉、钾长石化蚀变岩、硅 质角砾岩中。金属硫化物以黄铁矿为主, 但上部大多 氧化为褐铁矿。褐铁矿及黄铁矿为金的主要载体矿 物, 一般可根据褐铁矿及黄铁矿的含量判断金的富集 程度。
与成矿关系密切的围岩蚀变有硅化、绢云母化、 黄铁绢英岩化和绿泥石化。它们在空间上形成明显 分带, 从矿脉向围岩依次为硅化带、绢英岩化带、碳酸 盐化带、绿泥石化带, 但分带不对称, 有的分带也不完 全, 围岩蚀变的规模, 产状及其分带受控矿构造控制。 矿化强度与硅化、黄铁绢英岩化关系最密切, 其蚀变 带宽度及强度与金矿化强度成正比。 3. 3 矿石矿物特征
岩浆岩主要为海西期二长岩杂岩体, 是水泉沟 ∀ 大南山 二 长杂 岩 体的 一 部分, 在 矿 区 出露 面 积 约 9km 2, 按 1972年国际地科联提出的深成岩矿物成分 分类方案划分, 主要为角闪辉石二长岩、角闪二长岩、 辉石二长岩、石英二长岩及辉石正长岩等。
燕山期的中酸性侵入岩出露在矿区东部的红花 梁一带, 矿区展布有部分燕山期的脉岩, 且与成矿作 用有密切关系。
关键词: 幔枝构造; 构造控矿; 物质来源; 成矿预测; 张宣地区; 中山沟金矿
中图分类号: P 618. 51
文献标识码: A
文章编号: 1005 2518( 2009) 01 0006 04
中山沟金矿位于张家口市崇礼县的南部, 该区较 系统的地质调查和矿产普查工作始于建国以后。迄 今为止, 多家地勘和科研单位在该区开展过地质矿产 勘查工作。 1984~ 1988年河北省第三地质大队开展 了下两间房、崇礼、镇宁堡三幅 1!5万区域地质和矿 产地质调查。在 前人工作基础上, 1989年石家 庄综 合地质大队在中山沟矿区进行普查工作, 探明金表内 C + D级矿石量 231 692 t。目前开采的 、 号矿脉 深部品位明显变富, 矿脉宽度也明显增加, 引起地质 学家的广泛关注。本文从幔枝构造的视角, 通过控矿 构造的解析, 成矿物质来源及品位的空间变化趋势等 分析, 指出矿区深部仍有较大的找矿潜力。