-宣揚地學(xué)成果,傳播勘查技術(shù)方法- 點擊上方“覆蓋區(qū)找礦”,關(guān)注更精彩! 桐柏—大別造山帶老灣金礦造山型成因及找礦前景 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院第一作者:陳建立,副總工程師,教授級高級工程師。 安徽霍山金礦化帶與河南老灣金礦帶對比研究 張振,張懷東,曾建強,王佳媛 安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊第一作者:張振,工程師,從事礦產(chǎn)勘查與研究工作。 通訊作者:張懷東,正高級工程師,從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。 秦嶺-大別-蘇魯中央造山帶是我國重要的貴金屬、多金屬成礦帶。帶內(nèi)河南老灣金礦因位于桐柏縣淮源鎮(zhèn)老灣村而得名。近年來找礦取得了重大突破,2011~2019年,老灣金礦整裝勘查區(qū)已完工鉆孔166個,完成進尺11.58萬米,見礦率達94%,提交金資源量208噸,成為河南省歷史上最大的獨立金礦床。區(qū)內(nèi)找礦潛力還很大,預(yù)測金資源量有望超過500噸,桐柏地區(qū)金資源量具有了沖擊1000噸的潛力(資源導(dǎo)刊,2022),僅次于小秦嶺成礦帶,成為河南省第二大金礦帶。河南省桐柏老灣金礦帶金礦分布圖(郭鵬等,2022) 當(dāng)前老灣金礦帶找礦工作多集中在1000m以淺,局部控深度達到1500m,深部工作程度和研究程度均較低,為進一步揭示老灣金礦成因,實現(xiàn)深部找礦的更大突破,河南省地礦局第一地勘院陳建立等對老灣金礦的成因進行探討,對深部找礦前景進行了預(yù)測。郭鵬等開展了老灣金礦帶原生暈地球化學(xué)特征和深部找礦研究。中國陸地金礦集區(qū)帶分布圖(據(jù)牛翠祎等,2018)老灣金礦帶位于桐柏-大別金成礦帶西段,西部為著名的東秦嶺和小秦嶺金礦帶,東段為北淮陽構(gòu)造帶,同屬秦嶺-大別中央造山帶,北淮陽構(gòu)造帶是否也能發(fā)現(xiàn)大型-超大型金礦帶?特別是控制老灣金礦的構(gòu)造帶能否一直向東延伸至大別山地區(qū)安徽境內(nèi),最受關(guān)注!這是一個重要的科學(xué)問題,亟需科學(xué)家們開展深入研究,對比不同地區(qū)的成礦作用相同和不同之處,總結(jié)出各自地區(qū)的成礦作用特征,這對指導(dǎo)北淮陽構(gòu)造帶找礦具有實際意義。為此,安徽省地礦局313隊張振等為了大別山地區(qū)找礦再突破,率先開展了對比研究,并發(fā)現(xiàn)大別山地區(qū)霍山金礦和桐柏地區(qū)老灣金礦有諸多類似之處。第一部分:老灣金礦地質(zhì)特征、成礦作用與找礦前景 第二部分:大別地區(qū)霍山金礦化帶與桐柏地區(qū)老灣金礦帶對比--------------- 老灣金礦位于中央造山帶中部桐柏—大別山金屬成礦帶南部,挾持于西部泌陽凹陷和東部吳城盆地之間,東西長30km,南北寬0.8~1.3km,呈NWW—SEE向狹長帶狀展布,北部為桐柏—大別造山帶中生代縫合帶商丹斷裂的一部分桐柏段松扒斷裂,南部為老灣斷裂,控制了賦礦地層龜山巖組和老灣金礦帶的分布(圖1)。區(qū)域巖漿活動長期而頻繁,加里東期一般形成超基性—基性巖,印支期到燕山期主要為酸性巖。加里東晚期桃園巖體、燕山期粱灣巖體分布在礦區(qū)北部約12km處,燕山期老灣巖體早期自南向北侵入龜山巖組,后期沿老灣斷裂推覆于地層之上。區(qū)內(nèi)發(fā)育各期次各類型的巖脈。
圖1 老灣金礦區(qū)域地質(zhì)特征 區(qū)域構(gòu)造為一系列近于平行的NWW向深大斷裂構(gòu)造,中部的商丹(松扒)斷裂為南北秦嶺地體的縫合線。區(qū)內(nèi)擠壓推覆構(gòu)造長期活動,形成了一系列以走滑運動為主的韌性剪切帶,構(gòu)造線呈NWW向。該造山帶是印支期華北大陸板塊與揚子大陸板塊及其間島弧地體通過匯聚、拼貼、俯沖、碰撞和斜滑等各種形式的多期作用而形成的復(fù)雜造山帶,巖漿活動和成礦作用極其強烈(圖1)。中元古界龜山巖組是金礦的賦礦地層,北以松扒斷裂與古元古界秦嶺巖群雁嶺溝組等呈斷層接觸,南以老灣斷裂與老灣花崗巖體呈斷層接觸。龜山巖組主要巖性為二云石英片巖、斜長角閃片巖、絹云石英片巖,夾大理巖透鏡體等。區(qū)內(nèi)陸層成260°~275°方向展布,以中部老虎洞為界(產(chǎn)狀陡立),上上河段北傾,傾角50°~72°,老灣以東南傾,傾角45°~72°。老灣金礦帶的邊界深大斷裂即控巖斷裂為北部松扒斷裂和南部的老灣斷裂,是巖漿運移和侵位的重要通道和場所,且斷裂帶中巖漿巖性質(zhì)也在一定程度上反映了斷裂切割深度,北部的松扒花崗斑巖帶和南部的NWW向板狀老灣巖體是松扒、老灣兩大殼型斷裂存在的重要標志,共同控制了成礦地質(zhì)體龜山巖組的展布。由于SN向的碰撞俯沖造山以及長期多階段構(gòu)造演化,造就了與右型走滑有關(guān)的脆韌性成礦構(gòu)造系統(tǒng)疊加,呈NWW向帶狀展布的構(gòu)造格局。與賦礦地層如影隨形的老灣花崗巖體為中粗粒二長花崗巖,分布于礦帶南部,與成礦關(guān)系極為密切;含礦地層龜山巖組內(nèi)部發(fā)育各種巖脈,如輝長巖脈、云煌巖脈、鈉長斑巖脈等,其中花崗巖脈、花崗斑巖脈、石英脈與成礦關(guān)系密切。老灣金礦帶內(nèi)分布著眾多礦床或礦點,礦體呈SN向等間距分布、NW向斜列展布,中部以老虎洞為界,西側(cè)上上河、東側(cè)老灣,中部相連,金礦床規(guī)模巨大、最為典型,向礦帶兩端礦化變?nèi)?/span>(圖2)。金礦體多達上百條,均賦存于龜山巖組中,沿走向和傾向均呈舒緩波狀彎曲,有時具有分支、復(fù)合、尖滅再現(xiàn)及膨縮現(xiàn)象。礦體走向290°~310°,上上河礦段北傾,傾角60°~85°,老虎洞一帶礦體陡立,其他南傾42°~72°。圖2 老灣金礦帶上上河-老灣礦體分布示意 與中央造山帶自西向東,西秦嶺、小秦嶺到蘇魯造山帶的膠東金礦相似,桐柏老灣金礦的礦床地質(zhì)特征具有造山型金礦的特征和屬性。礦床均分布于商丹深大斷裂帶的北側(cè),由韌性剪切帶及其次級斷裂控礦,巖石類型為蝕變巖型(圖3)。圖3 老灣金礦床礦石類型 造山型金礦有其鮮明的特征,從老灣金礦礦物組合來看,與西秦嶺造山型金礦和膠東金礦類似,反映出桐柏老灣金礦造山型金礦的特征。金屬硫化物礦物淺部主要為黃鐵礦、黃銅礦、(銀)黝銅礦,少量銀金礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂等;在-350m標高以下逐漸出現(xiàn)碲鉍礦、碲銀礦、碲金銀礦等碲化物,礦物特征如下:(1)黃鐵礦。自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu),以立方體及五角十二面體晶體為主,局部被黃銅礦及(銀)黝銅礦等交代,常見尖角狀、細脈—網(wǎng)脈狀及包含結(jié)構(gòu)等交代結(jié)構(gòu),粒徑為0.002-1.200mm。(2)黃銅礦。不規(guī)則粒狀分布于石英及絹云母等透明礦物中,呈填隙結(jié)構(gòu),局部可見黃銅礦呈珠滴狀分布于(銀)黝銅礦中,或被(銀)黝銅礦及方鉛礦等交代,呈尖角狀或包含結(jié)構(gòu),交代黃鐵礦,可見銀金礦分布于黃銅礦中,粒徑為0.002~1.000mm。(3)黝銅礦。不規(guī)則粒狀分布于石英及絹云母等透明礦物中,呈填隙結(jié)構(gòu),局部與黃銅礦共生。(4)方鉛礦。不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu),交代黃銅礦及(銀)黝銅礦等,呈尖角狀結(jié)構(gòu),粒徑為0.002~0.040mm。(5)銀金礦。不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)或細脈狀結(jié)構(gòu)分布于黃銅礦及(銀)黝銅礦中,呈包裹金或晶隙金,石英顆粒裂隙中可見分布有少量微細粒的銀金礦顆粒,粒徑為0.002~0.06mm。(6)碲鉍礦。不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)或細脈狀結(jié)構(gòu)分布于黃鐵礦及黃銅礦中,局部與黃銅礦共生。(7)碲銀礦。不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)或細脈狀結(jié)構(gòu)分布于黃銅礦及黃鐵礦中,局部與自然金共生。(8)碲金銀礦。不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)或細脈狀結(jié)構(gòu)分布于黃銅礦及黃鐵礦中,局部與碲銀礦共生。脈石礦物主要為石英、絹云母、白云母,少量綠簾石及鋯石等(圖4),礦物特征如下:圖4 老灣金礦礦石礦物組成及相互關(guān)系 Py—黃鐵礦;Cep—黃銅礦;Gn—方鉛礦;G1—自然金;Sp—閃鋅礦;Apy—電氣石;Po~鈣榴石 (1)石英。不規(guī)則粒狀,表面光滑,波狀消光,部分與絹云母、白云母等共生,構(gòu)成黃鐵絹英巖角礫,多為晚期石英脈,穿插膠結(jié)黃鐵礦絹英巖等,金屬礦物多分布于二者接觸部位或石英裂隙中,粒徑為0.01~3.00mm。(2)絹云母。鱗片狀,分布于早期石英等顆粒間隙中,長軸略具定向,粒徑為0.01~0.10mm。(3)白云母。片狀、鱗片狀,解理發(fā)育,與早期石英及絹云母等共生,局部發(fā)生彎曲變形,粒徑為0.01~0.60mm。(4)綠簾石。自形—半自形粒狀,含量極少,粒徑為0.01~0.10mm。(5)鋯石。自形—半自形粒柱狀結(jié)構(gòu),含量極少,粒徑為0.01~0.05mm。3.1.2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及圍巖蝕變老灣金礦的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和圍巖蝕變特征與小秦嶺金礦和膠東金礦具有相似性,與典型的造山型金礦特征一致。(1)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。主要為半自形—他形黃鐵礦被壓碎呈網(wǎng)狀,可見脈石礦物和黃銅礦充填黃鐵礦被壓碎呈網(wǎng)狀(圖5(a))。(2)交代港灣狀結(jié)構(gòu)。黃銅礦交代方鉛礦,方鉛礦邊緣呈參差不齊的港灣狀(圖5(b))。(3)他形粒狀結(jié)構(gòu)。黃鐵礦呈他形粒狀分布于黝銅礦中(圖5(d))。(4)半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。黃鐵礦呈自形—半自形粒狀不均勻分布在石英中,粒度一般為1~2mm(圖5(i))。(5)晶洞狀結(jié)構(gòu)。黃鐵礦等金屬礦物呈他形、自形—半自形晶存在于脈石的晶洞中,均為后期熱液蝕變所形成。圖5 老灣金礦礦石礦物組成 Py一黃鐵礦;Cp—黃銅礦;Gn—方鉛礦;Tet—黝銅礦;Elc—銀金礦;Qtz~石英;Sei一絹云母;Ms—白云母;Ep~褐簾石礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、細脈浸染狀構(gòu)造和斑雜狀構(gòu)造。①塊狀構(gòu)造:多金屬硫化物較均勻地分布在礦石中呈塊狀構(gòu)造;②網(wǎng)脈狀構(gòu)造:后期石英細脈和黃鐵礦、銀金礦、黃銅礦等呈網(wǎng)脈狀、細脈狀充填于先期石英脈中,富集成礦;③細脈浸染狀構(gòu)造:黃銅礦、黃鐵礦等金屬礦物沿裂隙呈細脈狀、薄膜狀分布于脈石中;④斑雜狀構(gòu)造:黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦等雜亂無章地分布于脈石中,定向性、規(guī)律性不明顯。圍巖巖性為二云石英片巖、白云石英片巖、斜長角閃片巖。圍巖蝕變主要以硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化強烈,其中硅化與金成礦富集最為密切,硅化強則金含礦性強,硅化弱則含礦性差;圍巖蝕變與礦化呈漸變過渡關(guān)系,界線不明確,為多種蝕變疊加,如硅化、絹云母化和黃鐵礦化等疊加形成黃鐵絹英巖,呈現(xiàn)出黃鐵絹英巖化特征。圍巖蝕變主要類型有:硅化伴隨整個成礦過程,早期硅化形成乳白色石英脈,中期硅化形成中—粗粒黃鐵礦—石英脈,晚期硅化主要發(fā)生于多金屬硫化物沉淀時期。由硅化生成的含金屬硫化物石英脈與金礦化的關(guān)系最為密切,往往形成金礦體,Au品位一般較高,為1~10g/t,個別達到100g/t以上。絹云母化由白云母蝕變而來,代表著熱液改造后的結(jié)果,往往與金礦化關(guān)系密切。綠簾石化常常伴隨有硅化以及絹云母化。碳酸鹽化多發(fā)生在成礦晚期,標志著熱液成礦作用的結(jié)束。碳酸鹽化分兩期,早期碳酸鹽化為方解石脈、不含金;晚期呈脆性斷裂碳酸鹽粉末,含金較弱,但分布廣泛,標志著成礦熱液的活動,也是找礦的良好標志。根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查與鏡下鑒定顯示的礦物穿插關(guān)系及共生組合結(jié)果,本研究將老灣金礦劃分為4個成礦階段(表1和圖6)。 表1 老灣金礦礦物生成順序及成礦階段劃分
圖6 老灣金礦成礦階段特征標志 (1)石英-粗粒自形黃鐵礦階段。對應(yīng)于早期金成礦作用,以乳白色貧金石英脈及粗粒自形黃鐵礦為主要特征,多為不規(guī)則狀、順層或切層,均有產(chǎn)出且分布較為分散。鏡下觀察主要礦物組合較為簡單,主要為黃鐵礦與少量黃銅礦及極少量銀金礦,黃鐵礦最大粒徑可達500μm,并且在黃鐵礦中發(fā)現(xiàn)固溶體金,粒徑約為2μm。故該階段為整個老灣金礦金開始沉淀的標志。(2)石英-中細粒黃鐵礦階段。對應(yīng)于金的主成礦期,富金石英脈規(guī)模較大且走向規(guī)則,石英脈呈煙灰色、團塊狀、透鏡狀產(chǎn)出。大量黃鐵礦形成于此階段,并呈浸染狀、細脈狀產(chǎn)于石英脈中。礦物組合為黃鐵礦、黃銅礦及少量銀金礦,而銀金礦主要賦存于黃鐵礦中。(3)石英-多金屬硫化物階段。是主成礦階段,大量硫化物沉淀,金屬礦物共生組合為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂及少量銀金礦。鏡下顯示黃鐵礦呈自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu),以立方體及五角十二面體為主,常見尖角狀、細脈—網(wǎng)脈狀及包含結(jié)構(gòu)等交代結(jié)構(gòu),粒徑為0.002~1.200mm。銀金礦分布于黃銅礦中,粒徑為0.002~1.000mm。方鉛礦與閃鋅礦則呈不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)交代于黃鐵礦中,粒徑為0.002~0.040mm。該階段礦物生成順序為黃鐵礦→黃銅礦→銀金礦→方鉛礦→閃鋅礦→毒砂。(4)石英-碳酸鹽階段。為晚階段,石英脈規(guī)模中等,大部分表面已碳酸鹽化,肉眼可見石英與方解石相互膠結(jié),在鏡下可觀察到極少量的黃鐵礦。老灣金礦普遍有自然金,一般充填在裂隙中,整個老灣金礦帶自西向東均有明金存在,而明金的存在可能是造山帶金礦的一個重要特征。選取老灣金礦坑道中金礦石樣品在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)有Au-Ag-Te、Ag-Bi-Te、Ag-Te等礦物,通過掃描電鏡微區(qū)分析揭示的主要礦物及賦存特征為:碲金銀礦(圖7),自然金(Au95.48%+Ag0.92%+Bi1.01%,圖8),銀金礦(Ag50.24%+Au37.42%+Fe0.92%),碲鉍銀礦(Te53.49%+Bi24.90%+Ag21.61%),銀碲礦(Ag60.42%+Te39.58%),金銀礦(Au84.89%+Ag5.86%+Hg1.77%,圖9),碲鉍礦(Te51.35%+Bi41.64%+Fe5.63%+S1.68%,圖10)。
圖7 老灣金礦LWB1-4-1號樣品磅金銀礦微區(qū)分析結(jié)果
圖8 老灣金礦-450m自然金環(huán)境掃描能譜圖 圖9 老灣金礦-450m金銀礦環(huán)境掃描能譜圖 圖10 老灣金礦-450m碲鉍礦環(huán)境掃描能譜圖老灣金礦具備造山型金礦的典型特征,即金成礦過程中幔源物質(zhì)的加入、成礦流體富含CO2、成礦流體以深源為主混合有大氣水等。老灣金礦床礦石硫由深源巖漿與龜山巖組地層共同提供,并且隨著成礦作用的進行,地層所提供的硫源逐漸增加。老灣金礦第Ⅱ成礦階段黃鐵礦硫同位素δ34s為1.7‰~4.7‰,均值為3.1‰。第Ⅲ成礦階段黃鐵礦δ34S分布較為集中,具有明顯的塔式效應(yīng),為4.3‰~5.5%,均值為5.1‰。礦石中3件黃銅礦δ34S值平均為4.9‰,3件閃鋅礦樣品δ34S值平均為3.3‰,方鉛礦13件樣品δ34S值平均為2.43‰。全巖分析結(jié)果顯示,老灣巖體δ34S值為3.7‰,而7件龜山巖組地層δ34S值平均為3.54‰。老灣金礦Ⅱ、Ⅲ成礦階段硫化物基本滿足δ34s(黃鐵礦)>δ34s(閃鋅礦)>δ34s(方鉛礦),表明在成礦流體中各個礦物達到了硫同位素平衡,因此黃鐵礦中的硫同位素組成可以近似代表著成礦流體中的硫同位素組成。根據(jù)測試結(jié)果及前人資料,典型的深源巖漿理論硫同位素值應(yīng)為‰左右,巖漿作用發(fā)生時可能混染了地層中的硫,可導(dǎo)致兩者具有相似的硫同位素組成,礦區(qū)坑道中均可見到花崗巖體與斜長角閃巖強烈混染作用并伴隨大量鉀長石化,可能也佐證了此觀點。礦石中黃鐵礦硫同位素值范圍為1.7‰~5.5‰,與地層、巖體變化范圍相一致,表明礦石中的硫主要共同繼承了巖漿巖與龜山巖組地層的硫。值得指出的是,成礦Ⅱ階段至成礦Ⅲ階段硫同位素組成增加,是由于混染后巖體硫同位素組成為0‰~3.7‰,成礦Ⅱ階段中硫同位素組成(1.7‰~4.7‰)更接近于巖漿硫,而至成礦Ⅲ階段后,地層硫(2.5‰~4.3‰)所提供的硫源比例增大,從而使得硫同位素值范圍為4.3‰~5.5‰(圖11)。圖11 老灣金礦礦石與巖石硫同位素對比 硫同位素特征顯示老灣金礦床以富重硫為特點,具有深源巖漿硫的特征,均一化程度比較高,表明成礦物質(zhì)主要為巖漿來源,有少量殼源物質(zhì)。將老灣金礦床成礦流體的氫、氧同位素投影至δ18O-δD關(guān)系圖中,結(jié)果如圖12顯示。分析該圖可知:第I階段樣品的氫、氧同位素投點落在原生巖漿水內(nèi);第Ⅱ階段樣品的氫、氧同位素投點均落在原生巖漿水和雨水線之間,且靠近原生巖漿水;第Ⅲ階段樣品的氫、氧同位素投點同樣落在原生巖漿水和雨水線之間,但靠近雨水線,表明第Ⅱ、Ⅲ階段成礦流體為巖漿熱液與大氣降水的混合熱液,且后期大氣降水含量逐漸增加。圖12 老灣金礦成礦流體氫、氧同位素組成 ▲—第Ⅰ階段;□—第Ⅱ階段;●一第Ⅲ階段 謝巧勤等對老灣金礦床的氫、氧同位素進行了研究,結(jié)果表明:石英δ18O為-1.37‰~4.94‰,δD為-72‰~-67‰,從成礦Ⅱ至Ⅳ階段δ18O是減小的,δD則具有增加趨勢,從礦床地質(zhì)和氫氧同位素組成的數(shù)值變化看,老灣金礦床成礦流體主要來源于巖漿熱液,后期逐漸向大氣降水方向演化。膠東金礦流體起源于地幔的深源流體,混有少量的大氣降水,小秦嶺金礦則起源于中上地殼的變質(zhì)流體、混有少量的大氣降水,因此,老灣金礦與膠東金礦更為接近。鉛同位素組成顯示,老灣金礦物質(zhì)來源有地幔和地殼(秦嶺巖群或龜山巖組地層)兩種成因。本研究進行了鉛同位素分析,在構(gòu)造模式圖解中(圖13),發(fā)現(xiàn)老灣金礦礦石Pb樣品主要落入地幔與下地殼之間,并且有樣品位于造山帶演化曲線上,顯示出造山帶Pb源特點,總體上暗示著礦石Pb為雙重來源特征,殼源與幔源均是成礦物質(zhì)不可或缺的來源。圖13 老灣金礦鉛構(gòu)造模式圖解 ▲一成礦II階段;□一成礦ID階段 礦區(qū)內(nèi)礦石鉛與區(qū)域內(nèi)有關(guān)地質(zhì)體共同投圖(圖14)發(fā)現(xiàn):礦石鉛總體呈線性分布,表現(xiàn)為單階段的正常鉛,與礦區(qū)北部的秦嶺巖群地層具有基本一致的鉛同位素組成范圍,并且有較好的正相關(guān)關(guān)系,這些特征表明秦嶺巖群地層對礦床形成有一定的物源貢獻;加里東晚期巖漿巖放射性鉛同位素總體略低于礦石鉛,但兩者鉛同位素在相似的變化范圍內(nèi)呈正相關(guān),表明加里東晚期巖漿巖活動提供了部分成礦物質(zhì);龜山巖組地層鉛同位素組成與礦石鉛具有較大差異,似乎與成礦無關(guān)。但考慮到龜山巖組地層作為賦礦層位,具有較高的成礦元素背景值且硫同位素組成與礦石硫近乎一致,因此不能排除龜山巖組地層對成礦物質(zhì)的貢獻。圖14 區(qū)域主要地質(zhì)體鉛同位素投影對比 ?一礦石;■一桃園巖體;▲—秦嶺巖群;X-桐柏雜巖; *一龜山巖組;●一梁灣巖體;+—老灣巖體 陳良等對老灣金礦床流體包裹體和氫、氧、硫、鉛同位素的研究結(jié)果表明,該金礦床的成礦流體為中低溫、低鹽度的富C02的K+—Na+—Cl-—SO42-體系。氧、氫同位素分析顯示,成礦流體δ18O值為-5.25‰~+5.37‰,δD為-67‰~-76‰,表明成礦流體主要來源于巖漿水和大氣降水;硫化物的δ18O值為-0.1‰~+5.3‰,平均值為+3.98‰,顯示深源硫的特征;Pb同位素組成顯示鉛主要來源于地幔,有少量地殼鉛加入。鉛同位素特征反映鉛主要來源于與造山作用有關(guān)的深源。由于造山作用本身有地殼物質(zhì)的混染,可以認為鉛主要來源于地幔,有少量殼源鉛加入。老灣金礦上上河-250m、-350m金礦石包裹體巖相學(xué)和測溫結(jié)果顯示:第I階段可見含CO2包裹體和純CO2包裹體共存或含CO2包裹體和液相包裹體共存;第Ⅱ階段和第Ⅲ階段流體包裹體類型主要為液相包裹體,有時仍可見液相包裹體和含CO2包裹體共存,含CO2包裹體在此階段含量明顯減少。老灣金礦早期成礦流體主要為巖漿熱液,為中溫(303~379°C)、低鹽度(4.07%~9.59%(NaCl.eq)<10%(Na-Cl.eq)、富C02的NaCl—CO2—H20體系。成礦早期NaCl—CO2—H2O流體發(fā)生不混溶形成CO2流體和NaCl—H2O流體,到成礦中期有少量大氣降水加入NaCl—H2O流體在運移過程中隨著溫度、鹽度逐漸降低(均一溫度為181~308°C,鹽度為3.06%~6.59%(NaCl.eq))。成礦晚期大氣降水含量明顯增加,最終中溫、低鹽度、富CO2的NaCl—CO2—H2O流體演化為低溫(138~195°C)、低鹽度(1.06%~4.49%(NaCl.eq))的NaCl—H2O流體。典型的造山型金礦膠東金礦和小秦嶺金礦的流體包裹體以富CO2為特征,成礦流體早期中低鹽度(4.15%~5.23%(NaCl.eq))、主成礦期(1.02%~15.15%(NaCl.eq))和成礦期后的流體鹽度、溫度及CO2均降低,老灣金礦與兩者具有相似特征。4.1 老灣金礦俯沖(增生)造山帶環(huán)境老灣金礦位于東秦嶺造山帶的桐柏—大別段。晚海西—印支期板塊構(gòu)造最后俯沖碰撞造山的基本構(gòu)造格架為揚子、秦嶺、華北三板塊沿商丹、勉略二縫合帶依次由南向北、自東向西斜向穿時俯沖碰撞,弧后盆地則是雙向自西而東斜向穿時俯沖碰撞,總體構(gòu)成三板塊沿商丹和勉略縫合帶依次向北俯沖、向南逆沖推覆疊置的碰撞造山的構(gòu)造格架。東秦嶺在晚古生代已結(jié)束洋—陸相互作用階段,南、北秦嶺已經(jīng)發(fā)生拼合并轉(zhuǎn)入陸—陸相互作用階段,南秦嶺晚古生代由于方向向北的陸內(nèi)俯沖作用滑脫俯沖并疊置于北秦嶺塊體之下,老灣金礦即位于商丹斷裂南側(cè)約1.5km的龜山巖組范圍內(nèi)(圖1),形成了與膠東金礦類似俯沖(增生)環(huán)境下發(fā)育的造山型金礦。本研究對老灣金礦含金石英脈57個測點進行了分析,測試由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)陳守余等完成,獲得了52個諧和度較高的U-Pb年齡,52個U-Pb年齡范圍分布于(325±4.19)Ma~(458±11.4)Ma區(qū)間,共產(chǎn)生了4組年齡位于諧和曲線上。依據(jù)鋯石微量元素特征,認為加權(quán)平均年齡分別為(364.6±0.98)Ma與(406.3±1.3)Ma,均為熱液鋯石年齡(圖15),代表了老灣金礦兩次礦化事件,依據(jù)如下:(1)兩組鋯石包裹有自然金、自然銀等成礦礦物且具有十分相似的元素地球化學(xué)特征而被確認為熱液鋯石,即其U-Pb年齡代表著礦化時間。(2)區(qū)域上相鄰礦床有類似的成礦年齡,礦區(qū)北部的圍山城前人取得的較為可靠的成礦年齡主要有:①銀洞坡金礦含金石英脈絹云母Ar-Ar坪年齡為(373.8±3.2)Ma;②銀洞嶺銀礦床礦化蝕變巖中絹云母Ar-Ar坪年齡為(377.4±2.6)Ma。這兩個礦床成礦年齡接近于較年輕一組的熱液鋯石年齡,應(yīng)屬于加里東晚期—印支期同一期成礦作用。(1)桐柏山系在漫長的地質(zhì)演化過程中經(jīng)歷了多次強烈的構(gòu)造—巖漿活動和不同性質(zhì)、不同形式的深層次強烈變形變質(zhì)作用。中生代以來經(jīng)歷了造山期間SN向的擠壓、構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換及巖石圈拆沉,由此導(dǎo)致了多組韌脆性斷裂系統(tǒng)。依據(jù)最新的鋯石年齡分期、相應(yīng)的巖石組合和變形特征等,秦嶺造山帶巖漿活動和巖漿作用主要可以分為新元古代(979~711Ma)、古生代(507~400Ma)、早中生代(250~185Ma)和晚中生代(160~100Ma)。(2)老灣金礦床在加里東晚期—印支期((325±4.19)Ma~(458±11.4)Ma)形成,屬于與造山型礦床的成礦模式近乎一致的俯沖(增生)造山型金礦,形成于古特提斯洋向北俯沖過程與全面碰撞后伸展階段。但燕山中期至晚期的巖漿活動必然會對前期的礦床進行疊加和改造,金礦石的4個成礦期次和構(gòu)造體系的演化是其巖漿活動的表現(xiàn)。造山型金礦形成的溫度和壓力變化范圍較大,深度可達25km以上,淺至近地表,多數(shù)大型礦床產(chǎn)在5~15km的深度。前人通過對碰撞造山環(huán)境成礦作用的研究明確肯定了碰撞造山帶環(huán)境巨大的成礦潛力。桐柏幅1:50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告利用礦物溫度壓力計求得的變質(zhì)溫度為540~610℃,壓力為0.5~0.53GPa,其早前所處地殼最大深度為16~18km,后期由于剝蝕和抬升作用逐漸進入地殼淺層。依據(jù)預(yù)測成果,在老灣金礦中部施工了鉆孔ZK2052對靶區(qū)進行了驗證,在-1298.41m標高(垂深1534.64m)鉆遇金礦體,金礦體品位5.46g/t,厚度1.06m(圖16)。結(jié)合老灣金礦找礦實踐,多數(shù)工業(yè)礦體在該深度未封閉、礦化作用較強,金礦化富集程度較高,局部地段金礦品位可達到300g/t以上,是金礦化集中產(chǎn)出和富集的地段,并在深部仍有盲礦體發(fā)現(xiàn)。與老灣金礦相似的膠東金礦目前控制深度已大于3000m,而老灣金礦控制深度僅1600m,該區(qū)深部及外圍普查已提交金金屬量208t,預(yù)測3000m深度以內(nèi)金金屬量可達500t,揭示出老灣金礦深部具有良好的找礦前景。圖16 老灣金礦床205號勘探線剖面(位置見圖17) 老灣金礦形成的熱液鋯石u-Pb年齡分別為(364.6±0.98)Ma與(406.3±1.3)Ma,為加里東一印支期,代表了老灣金礦兩次礦化事件。老灣金礦床結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖石礦物組合、金礦物組成和賦存形式符合造山型金礦特征。老灣金礦是形成于古特提斯洋向北俯沖過程與全面碰撞后伸展階段的俯沖(增生)環(huán)境下發(fā)育的造山型金礦。老灣金礦成礦深度可達3000m,深部具有良好的找礦前景。2021年郭鵬等報道了老灣金礦帶原生暈地球化學(xué)特征及深部找礦研究成果。研究方法是:對老灣金礦帶W1勘探線(參見圖17)施工了3個鉆孔(ZKW101、ZKW102、ZKW103),由淺到深系統(tǒng)采集巖石地球化學(xué)樣品,不同巖性分別取樣,樣品基本間距為10m,對礦化蝕變加密取樣,取樣位置見圖18,共采集樣品212件。該剖面存在多個金礦體,其中H-2號礦體規(guī)模最大,原生暈特征主要受其影響,對成礦成暈元素濃度分帶等進行了研究(圖19)。圖17 老灣金礦帶上上河—老灣礦體分布 圖19 W1 勘探線成礦成暈元素濃度分帶參組圖 (1)老灣金礦帶原生暈軸向分帶序列為Ag-Mo-Hg-As-W-Sb-Zn-Sn-Au-Cu-Bi-Pb,高、中、低溫?zé)嵋涸嘏帕袩o序,反映出原生暈是由多期礦化疊加形成的。各元素濃度分帶清晰,而且Au、Bi、Pb、Zn、Mo元素濃度分帶未閉合,表明深部仍有金礦化延深。(2)相關(guān)性分析、聚類分析表明Au與Bi、Cu相關(guān)性較高,其中Au與Bi關(guān)系最為密切,暗示二者在成礦熱液中共同遷移、富集,說明Bi、Cu元素可作為找金的指示元素。(3)因子分析表明老灣金礦帶經(jīng)歷復(fù)雜的、多期次的地質(zhì)改造過程,主因子F2(Au-Bi)代表了促使金富集的地質(zhì)作用。此外,F2因子得分的空間分布特征顯示深部具有較好的找礦潛力(圖20),由此預(yù)測-650m標高以下仍屬于金富集區(qū)。通過鉆探工程驗證,在深部探測到了多層金礦化體,說明采用該方法進行深部成礦預(yù)測較為可靠。大別地區(qū)霍山金礦化帶與桐柏地區(qū)老灣金礦帶對比 (說明:本部分內(nèi)容與第一部分內(nèi)容為相互獨立,都是獨立的學(xué)術(shù)論文,二者存在學(xué)術(shù)觀點差異也屬正常,望讀者理解)北淮陽構(gòu)造帶位于昆侖-秦嶺-大別-蘇魯造山帶中部,屬桐柏-大別造山帶北麓,南部以桐柏-桐城斷裂為界,北部以信陽-防虎山斷裂(六安斷裂)為界,西接南陽盆地,東部被郯廬深斷裂帶所截切,是擁有沙坪溝、湯家坪、肖畈等大型-超大型鉬礦及眾多鉛鋅礦、金礦的多金屬成礦帶。圖1 北淮陽構(gòu)造帶地質(zhì)簡圖 1.中、新生界;2.古生界二郎坪群;3.下古生界信陽群;4.下古生界佛子嶺群;5.上元古界蘇家河群、廬鎮(zhèn)關(guān)群;6.下元古-上太古界大別變質(zhì)雜巖;7.上太古界紅安巖群;8.石炭系;9.白堊紀火山巖;10.燕山期花崗巖;11.晉寧期花崗巖;12.榴輝巖;13.實測、推測斷裂;14.地質(zhì)界線;15.礦床位置;16.研究區(qū);F1.六安-明港斷裂;F2.信陽-防虎山斷裂;F3.桐柏-桐城斷裂;F4.隨縣-浠水?dāng)嗔?/span>;F5.郯城-廬江斷裂;F6.商城-麻城斷裂;F7.大悟-羅山斷裂;F8.襄樊-廣濟斷裂;I.華北地塊;Ⅱ.桐柏-大別構(gòu)造帶;Ⅱ1.北淮陽構(gòu)造帶;Ⅱ2.大別地塊;Ⅲ.揚子地塊北緣 老灣金礦帶位于河南省桐柏縣,位于北淮陽構(gòu)造帶西段,西側(cè)為泌陽凹陷,東為吳城盆地。金礦帶分布于桐柏-桐城斷裂北側(cè),呈東西30km,南北0.8~1.3km的北北西向狹長帶狀;礦床多位于北部松扒斷裂、南部老灣斷裂之間。老灣金礦帶分布著夏老莊、關(guān)爺嶺、彭家老莊、上上河、老灣、北楊莊、粉坊莊、下肖灣、歇馬嶺、大沖等眾多金礦(床)點(圖2),累計查明金金屬量超200t。 圖 2 老灣金礦帶地質(zhì)簡圖(郭鵬等,2022) 霍山金礦化帶位于安徽省霍山縣,位于北淮陽構(gòu)造帶東段,金礦床(點)多位于中生代曉天-磨子潭火山巖盆地內(nèi),東西長24km,南北寬0.5~2km,呈北西向帶狀展布;其南部為桐柏-桐城斷裂(曉天-磨子潭斷裂),其次級掃帚河-童家河斷裂控制區(qū)內(nèi)金礦的分布。霍山金礦帶分布著單龍寺、汪家老屋、隆興、汪家沖、蓮花地、戴家河、郎嶺灣、東溪和南關(guān)嶺等金礦(床)點(圖3),累計查明金金屬量近6t。圖3 霍山火山巖地區(qū)地質(zhì)化探簡圖 1.凌家沖雜巖體:花崗閃長巖;2.查灣單元:二長花崗巖;3.毛坦廠組:安山質(zhì)火山巖;4.佛子嶺巖群:白云、二云石英片巖夾石英巖;5.新元古代片麻巖;6.早元古代大別雜巖;7.閃長玢巖;8.正長斑巖;9.金礦床(點);10.明礬石礦點;11.銅礦點;12.金異常三級分布帶;13.構(gòu)造破碎帶 老灣金礦帶成礦基底為下古生界龜山巖組,主要為一套碎屑巖組合,夾少量火山巖及碳酸鹽巖,屬綠片巖、角閃巖相,中級變質(zhì)巖,特征變質(zhì)礦物主要有黑(白)云母、石榴石及藍晶石。該組下部常見有不穩(wěn)定的大理巖和碳質(zhì)夾層,上部有較穩(wěn)定的斜長角閃片巖(變基性火山巖)。礦區(qū)龜山巖組上部為二云石英片巖夾斜長角閃片巖,中部為灰綠色斜長角閃片巖,下部為淡黃色二云石英片巖。眾多學(xué)者研究認為龜山巖組形成于中-新元古代(920Ma左右),經(jīng)歷了志留紀、石炭紀、白堊紀三期變質(zhì)作用,原巖應(yīng)為海底火山噴發(fā)的中-基性熔巖夾少量凝灰?guī)r的變質(zhì)細碧角斑巖建造,普遍含Au0.08g/t,是地殼平均值的2~3倍;在老灣礦區(qū),白云石英片巖平均含Au為0.38g/t,近礦圍巖平均含Au可達2.62g/t,是老灣礦帶金的礦源。霍山金礦化帶分布于曉天-磨子潭火山巖盆地,出露毛坦廠組一套安山質(zhì)火山巖組合,呈面型似層狀分布,為該區(qū)賦礦地層(蓋層)。基底為新元古代廬鎮(zhèn)關(guān)群、早古生代佛子嶺巖群,盆地南側(cè)(及更深部)為早元古代大別群雜巖。區(qū)域上火山巖蓋層之下發(fā)育廬鎮(zhèn)關(guān)群變質(zhì)巖,原巖為中基性火山巖,以斜長角閃巖等為主,經(jīng)過多期的混合巖化作用其含金豐度高出克拉克值數(shù)倍[(8~12)x10-9]至數(shù)十倍[(80~205)x10-9]。該巖群中的金元素多次活化、遷移和富集,形成原生礦源層。佛子嶺巖群廣泛出露于礦帶以北,為一套中淺變質(zhì)巖系,原巖為類復(fù)理石建造,為一套砂-砂泥-泥質(zhì)沉積,屬大陸邊緣半深海-深海槽盆相類復(fù)理石建造。研究表明,佛子嶺巖群巖石建造含金豐度(0.5~15)x10-9,平均為2.4X10-9,其中潘家?guī)X組平均含金(7~11)x10-9,也是區(qū)內(nèi)有一定意義的含金建造之一。老灣金礦帶龜山組成分復(fù)雜,其原巖恢復(fù)既有火山巖,也有中性泥質(zhì)巖、砂巖等沉積巖,時間跨度為中元古代—晚古生代,成巖時代、巖性組合特征與霍山金礦廬鎮(zhèn)關(guān)巖群、佛子嶺巖群相對應(yīng),是北淮陽構(gòu)造帶具有金成礦“礦源”的含金建造。老灣金礦帶主要控礦構(gòu)造為老灣韌-脆性剪切帶,礦帶北側(cè)為松扒斷裂,南側(cè)為老灣斷裂,兩條主斷裂和區(qū)域韌性剪切帶的走向一致,約300°,位于桐柏-桐城斷裂北側(cè)。以往資料顯示上部脆性斷層區(qū)為石英脈型金礦控礦構(gòu)造體系,下部韌性變形區(qū)為似層狀蝕變巖型金礦控礦構(gòu)造體系。韌性構(gòu)造控礦體系為中生代早期板塊之間斜向碰撞作用形成的構(gòu)造塊體間平行于造山帶的韌性剪切帶,脆性控礦構(gòu)造體系為中生代晚期造山帶淺層變形形成。霍山金礦以南為桐柏-桐城斷裂東段(曉天-磨子潭斷裂),走向300°~315°,為大型韌-脆性剪切帶,也是區(qū)內(nèi)主要的金礦控礦構(gòu)造。該構(gòu)造帶在燕山中晚期火山斷陷盆地形成之后繼續(xù)活動,表現(xiàn)為疊加在火山巖盆地之上的多條與之近乎平行展布的次級破碎帶,其中對火山巖盆地內(nèi)金礦成礦影響最大的是掃帚河-童家河構(gòu)造破碎帶。該破碎帶長約20km,寬500~1500m,走向300°~315°,由構(gòu)造角礫巖、碎裂巖以及裂隙帶組成,是區(qū)內(nèi)石英脈型金礦主要控礦構(gòu)造體系。以往東溪-南關(guān)嶺勘查工作顯示,南關(guān)嶺深部5號似層狀蝕變巖型金礦體為斷裂帶燕山晚期伸展滑脫作用造成深部北東傾向的韌性變形而形成的。老灣金礦帶與霍山金礦同處桐柏-桐城斷裂帶北側(cè),桐柏-桐城斷裂是北淮陽構(gòu)造帶與大別地塊的分界線,控制著北淮陽斷褶和大別山隆起的差異發(fā)展,對區(qū)內(nèi)的成巖成礦作用和巖漿構(gòu)造活動都具有十分重要的控制作用。老灣金礦與霍山金礦控礦構(gòu)造均為與桐柏-桐城斷裂帶相關(guān)的韌-脆性構(gòu)造體系。老灣金礦帶內(nèi)巖漿的活動發(fā)育,其中燕山期巖漿活動最為強烈,南部的老灣花崗巖體(132.5Ma)附和松扒花崗斑巖脈帶(138.9Ma)又是其中最具代表性的地方;另外,后期石英鈉長斑巖呈不規(guī)則狀穿插,廣泛發(fā)育,局部見煌斑巖脈。南部老灣板狀深成花崗巖體(形成深度12km,700~800℃)無礦化異常和礦化現(xiàn)象,而以松扒斷裂淺成巖漿活動為中心發(fā)育眾多多金屬礦化,形成銅鉬-銀鉛鋅-金等多金屬套合的巖漿熱液體分帶性礦化系統(tǒng),金礦化相對遠離巖漿活動中心,符合與侵入巖有關(guān)的巖漿熱液體系金屬元素分帶規(guī)律。楊梅珍通過松扒花崗斑巖同位素年齡與前人獲得的石英脈晶洞充填的淡綠色白云母39Ar/40Ar年齡(138Ma),認為老灣金礦帶金多金屬熱液成礦作用與桐柏-大別造山帶巨量巖漿活動之前的淺成高位巖漿活動密切相關(guān)。霍山金礦處于東西向火山巖盆地,燕山期晚侏羅世—早白堊世火山巖發(fā)育。眾多研究證明火山巖蓋層為金礦圍巖,而早白堊世中晚期巖漿巖活動強烈,與金成礦關(guān)系密切。礦帶西部凌家沖雜巖體年齡集中在134~127Ma;礦帶東部東溪金礦的安山巖為130Ma。其中凌家沖雜巖體包括閃長巖、花崗閃長巖、云斜煌斑巖、二長花崗巖、石英二長巖,大部分為高鉀鈣堿性,與島弧地區(qū)的火成巖具有相似的特征,形成于伸展構(gòu)造環(huán)境,其源區(qū)物質(zhì)以元古代的基底物質(zhì)為主。隆興及凌家沖金礦化多位于閃長巖侵入方向上盤,并具強烈的黃鐵礦化、黃銅礦化,故前人推斷凌家沖雜巖體為區(qū)內(nèi)金礦床的熱源。礦帶東段分布有一系列晚期的堿性巖脈,包括正長閃長巖、角閃正長巖、正長巖、石英正長巖,而礦脈中石英的δ18OSMOW=3.23‰~6.70‰,亦反映深源特點,且東側(cè)曉天地區(qū)分布銅鉬-銀鉛鋅-砷銻多金屬異常分帶區(qū),亦符合與侵入巖有關(guān)的巖漿熱液體系金屬元素分帶規(guī)律。曉天火山盆地為上疊式盆地,推測其下部為一淺成巖漿房,東溪-南關(guān)嶺金礦是與燕山晚期堿性侵入巖相關(guān)的淺成熱液礦床。老灣金礦帶以上上河、老灣金礦床最為典型,其中上上河金礦為脈狀金礦,剖面上礦脈呈斜列式展布,礦脈多為單脈,陡立、平直,局部波狀彎曲,沿韌-脆性斷裂構(gòu)造帶分布。老灣金礦床位于上上河礦段的東部,上部石英型礦脈按5~70m不等間距分布,與上上河特征相似,下部蝕變巖型礦體呈層狀、似層狀,近平行展布。礦脈走向290°~310°,與區(qū)域主構(gòu)造方向一致。金屬礦物以黃鐵礦、自然金為主。圍巖蝕變以硅化、黃鐵礦化、絹云母化為主,其次是綠泥石化、碳酸鹽化。常在礦體頂?shù)装逍纬?/span>2~6m的蝕變帶,礦體與蝕變帶界限清楚,蝕變帶與圍巖漸變過渡。上上河金礦與老灣金礦脈狀礦體賦存空間具有局限性,往往距地表較近,礦脈比高小于60m,礦脈向下逐漸尖滅。而深部蝕變巖型礦體以層狀、似層狀向下延伸(圖4)。
圖4 老灣E6線(上)、南關(guān)嶺1線剖面(下) 1.老灣巖體:花崗巖;2.龜山巖組:二云石英片巖、斜長角閃片巖等;3.碎裂巖、糜棱巖;4.金礦體;5.鉆孔;6.地質(zhì)界線;7.毛坦廠組:安山質(zhì)火山巖;8.基底:片麻巖、片巖;9.碎裂巖;10.金礦(化)體 霍山金礦以東溪、南關(guān)嶺金礦床最為典型。東溪金礦體產(chǎn)于含金石英脈內(nèi),而含金石英脈的平面展布,嚴格受北西向斷裂構(gòu)造的控制,呈狹長帶狀分布。南關(guān)嶺礦區(qū)位于東溪金礦東側(cè),上部石英脈型金礦分布于幾個較大的含礦破碎帶內(nèi),呈平行式或斜列式分布,深部5號主礦體則呈緩傾斜似層狀,長230m,平均厚5.4m,最大延深215m。與成礦作用有關(guān)的圍巖蝕變主要分布在含礦破碎帶內(nèi)以及石英脈兩側(cè),蝕變類型主要有青盤巖化、碳酸鹽化,次為硅化、絹云母化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、冰長石化等。東溪、南關(guān)嶺金礦脈狀礦體多陡傾狀,與區(qū)域斷裂方向一致,含礦石英脈向下呈楔形尖滅,延深較小,一般為20~30m,最大達70m。南關(guān)嶺5號似層狀礦體位于脈狀礦體以下,向深部有延伸趨勢,且以往鉆探顯示深部碎裂巖(ZK5033、ZK613)、糜棱巖化二長花崗巖(ZK120)均有金礦化。 由表1可知,兩金礦體均為“上脈下層”狀,脈狀礦體賦存標高有限,蝕變巖型層狀礦向深部延伸,礦化蝕變類型相似。老灣金礦深部蝕變巖型金礦為主礦體,資源量可觀;而霍山金礦現(xiàn)階段主礦體為地表石英脈型,資源量少,但以往勘查鉆孔內(nèi)可見蝕變巖型金礦,說明其深部具蝕變巖型金礦找礦潛力。表1 老灣金礦與霍山金礦礦床地質(zhì)參數(shù)特征老灣金礦帶上上河礦段、老灣礦段流體包裹體為早期成礦流體捕獲了低鹽度、富CO2的流體包裹體,溫度、鹽度相對高,中期、后期逐漸降低,由中溫、低鹽度、富CO2的NaCl-CO2-H2O流體演化為低溫、低鹽度的NaCl-H2O流體。成礦流體為中低溫、低鹽度的富碳質(zhì)流體體系,礦體形成于中低溫、弱酸性和弱還原環(huán)境中。霍山、東溪金礦流體包裹體、氣液包裹體幾乎全部為H2O包裹體,為中低溫、低鹽度的流體,流體體系為NaCl-H2O流體。二者流體包裹體都為中低溫、低鹽度的流體,老灣金礦帶流體包裹體前中期為富CO2的NaCl-CO-H2O流體體系,而東溪金礦流體包裹體未見H2O以外的氣體(表2)。說明老灣金礦前中期中溫?zé)嵋夯顒訌娏?/span>,而霍山金礦則為低溫?zé)嵋夯顒印?/span>表2 流體包裹參數(shù) 分別統(tǒng)計老灣金礦帶上上河、老灣礦段及霍山、東溪金礦成礦流體的氫、氧同位素值(表3),并投影至δ18O-δD關(guān)系圖(圖5)中。表3 氫、氧同位素特征 圖5 老灣、霍山金礦帶成礦流體氫氧同位素組成 1.上上河金礦;2.老灣金礦;3.東溪金礦 上上河礦段部分樣品的氫、氧同位素投點落在原生巖漿水內(nèi),上上河礦段大部分樣品及老灣礦段樣品均落在原生巖漿水和雨水線之間,且靠近原生巖漿水。表明老灣金礦帶早期的成礦流體主要為巖漿熱液,中期階段為巖漿熱液與大氣降水的混合熱液,后期大氣降水影響較強。東溪金礦礦化石英脈中的氫、氧同位素投點落在原生巖漿水和雨水線之間,相對靠近降水線,表明了東溪金礦在礦化過程中大氣降水為主要作用,巖漿流體輔助并少量參與成礦過程,屬低硫型淺成低溫?zé)嵋毫黧w包裹體及H-0同位素特征的差異說明霍山金礦巖漿熱液活動相對不發(fā)育,但這種差異可能與樣品采集相關(guān)。霍山金礦采樣局限于東溪金礦地表處,樣品為石英脈型礦,鉆孔及南關(guān)嶺深部蝕變巖型金礦暫無研究,可能造成此差異。老灣金礦成礦類型一直存在爭論,陳建立等認為老灣金礦兩次礦化事件為加里東-印支期(364Ma、406Ma),并根據(jù)上上河、老灣礦床包裹體富CO2的特征,認為老灣金礦是形成于古特提斯洋向北俯沖過程與全面碰撞后伸展階段俯沖(增生)環(huán)境下發(fā)育的造山型金礦。而楊梅珍等通過松扒花崗斑巖同位素年齡與前人獲得的石英脈晶洞充填的淡綠色白云母39Ar/40Ar年齡(138Ma),認為老灣金礦是與燕山期巖漿活動有關(guān)的淺成熱液型礦床。霍山金礦賦礦地層為毛坦廠組安山質(zhì)火山巖(130Ma),成礦時代明顯晚于毛坦廠組,推測為早白堊世晚期,與北淮陽東段多金屬礦成礦時代一致。倪培、張定源等根據(jù)流體包裹體和氫氧同位素分析結(jié)果及其含典型蝕變礦物“冰長石”的特征,認為東溪-南關(guān)嶺金礦是與區(qū)內(nèi)早白堊世晚期巖漿巖脈(隱伏巖體)相關(guān)的淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床。縱觀桐柏-大別多金屬成礦帶,區(qū)內(nèi)典型斑巖型礦床與早白堊世中晚期中酸性小斑巖體具有緊密關(guān)系,且成礦年齡自西向東從129Ma(千鵝沖)到110Ma(沙坪溝)逐漸變新,多分布于桐柏-桐城斷裂帶北側(cè),成礦多受北北東或近南北向早白堊世晚期小巖體(具A型花崗巖特征)影響。且同處中央造山帶的山東膠東金礦成礦年齡段為123.0~110.6Ma,大多數(shù)金礦床形成于(120±5)Ma,也與早白堊世中晚期花崗巖關(guān)系密切。推測老灣與霍山金礦帶同是與早白堊世中晚期花崗巖有關(guān)的淺成低溫?zé)嵋盒偷V床。(1)中元古代—早古生代原巖為海底火山噴發(fā)的中-基性熔巖夾少量凝灰?guī)r的變質(zhì)細碧角斑巖建造,該建造中廬鎮(zhèn)關(guān)巖群-佛子嶺巖群(龜山組)的形成為金礦提供物質(zhì)來源。(2)中生代早期即早二疊世(255Ma),華北和揚子陸塊的碰撞及陸塊俯沖,形成一系列走滑斷裂系統(tǒng),包括早期的桐柏-桐城斷裂。印支-燕山中期經(jīng)歷強烈的韌性剪切變形變質(zhì)作用,使深部基底發(fā)生廣泛的變質(zhì)變形,并形成切割較深的剪切帶,為金的運移提供了通道。(3)燕山期,即早白堊世早期—中晚期(136~110Ma),巖石圈拆沉和軟流圈上涌導(dǎo)致下地殼重熔和廣泛的巖漿活動,沿桐柏-桐城斷裂帶廣泛發(fā)育大規(guī)模的花崗巖漿活動,花崗質(zhì)巖漿侵入為北淮陽地區(qū)老灣、霍山金礦帶金多金屬礦化提供了熱量、流體、S、Au和Mo多金屬成礦元素。早期的剪切帶為金礦的賦存提供了空間,成礦物質(zhì)及載礦流體源于基底剪切帶的韌性域,燕山晚期巖漿熱液活動造成成礦流體運移至成礦帶內(nèi)的韌-脆性域,形成“上脈下層”狀金礦。通過老灣金礦帶與霍山金礦化帶多項特征對比發(fā)現(xiàn):(1)同處北淮陽構(gòu)造帶,成礦基底地層一致,桐柏-桐城斷裂同為兩礦帶的導(dǎo)礦構(gòu)造,礦帶內(nèi)主要的成礦構(gòu)造多與桐柏-桐城斷裂方位一致。(2)區(qū)內(nèi)中生代巖漿巖發(fā)育,位于礦帶邊緣部位,晚期斑巖(脈)可能為金礦提供部分來源。礦體呈“上脈下層狀”,脈狀礦體賦存標高有限,蝕變巖型層狀礦向深部延伸,礦化蝕變類型相似。(3)流體包裹體都為中低溫、低鹽度的流體,成礦物質(zhì)來源于巖漿水與大氣降水,成礦類型為淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床。(4)霍山金礦勘查工作程度較低,含礦脈體群之間有空白區(qū),尤其是深部沒有控制,深部及外圍具有較好的找礦潛力。原文來源1:陳建立,陳英男,陳金鐸,郭鵬. 桐柏—大別造山帶老灣金礦造山型成因及找礦前景. 金屬礦山. 總第536期. 2021年第2期. 原文來源2:張振,張懷東,曾建強,王佳媛. 安徽霍山金礦化帶與河南老灣金礦帶對比研究.安徽地質(zhì).第32卷第2期. 2022年6月. 原文來源3:郭鵬,陳建立,陳英男,魏從玲,薛艷. 《河南老灣金礦帶原生暈地球化學(xué)特征及深部找礦》 金屬礦山. 總第547期. 2022年第1期. 原文來源4:周強,郭緯航,王浩源. 桐柏縣老灣金礦找礦實現(xiàn)新突破-金資源量有望超過500噸. 資源導(dǎo)刊. 2022-09-08. 導(dǎo)讀評論和排版整理等:《覆蓋區(qū)找礦》公眾號.
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