贵州省贞丰县烂泥沟金矿床位于贵州省黔西南州贞丰县南东约40km处的沙坪乡烂泥沟。1984年,贵州地勘局物化探院针对黔西南找金工作开展了1∶20万地球化学水系沉积物测量,圈出金异常127处。1986年,贵州地勘局区调院开展1∶5万洛帆幅区调和化探异常查证时,发现了烂泥沟砷矿区,经采样分析含金并做了地质查证。1987~1988年,贵州117 黄金专业队普查分队的地质普查与该区1∶1万地球化学土壤测量同步展开。1990年,在磺厂沟矿段完成钻探3000m,坑道1400m,经粗略计算新增储量7 t。通过1∶1万、1∶1000大比例尺地质填图与槽、坑、钻揭露,新发现几条含金断裂带,肯定了林坛金矿点,发现了安堡金矿点。1991~1993年,共完成钻探12 000m,坑道7500m。1994~1996年,相继发现了瑶家田、石柱水井、高炉、尼罗、尾若和岩碰等一批有远景的金矿点。1997年,进一步查清烂泥沟金矿的赋存规律,找到富矿柱。
图1 烂泥沟金矿区域构造位置(A)和矿区地质略图(B)
(A据黔西南构造研究组,1992,修改;B据罗孝桓,1993,修改)
1—台地碳酸盐岩;2—盆地碎屑岩;3—金矿体;4—推覆断层;5—断层;6—压扭性断层及编号;7—剪切断层及编号;8—性质不明断层;9—控矿断裂带及编号;10—背斜轴;11—倒转背斜轴;12—向斜轴
1 地质背景
烂泥沟金矿床的大地构造位置隶属扬子地台西南缘,这一地区(右江盆地北缘)自早三叠世至中三叠世经历了从被动大陆边缘向前陆盆地的演变。矿区位于板昌逆冲推覆构造南西侧,赖子山背斜东翼的鼻状凸起部位(图1A)。主矿体严格受NE向F1断层和NWW向F3断层的控制(图1B),该断裂破碎带总长近1000m,宽一般5~15m,最宽可达50余米,主要赋矿层位为中三叠统拉丁阶边阳组,原岩以薄—中厚层状粉砂岩、中砂岩夹薄—中厚层状泥岩为主。
由于受断层破碎带的控制,矿体多呈似板状产出。以F3断层为例,其总体走向290°,倾向65°~85°。在已有工程控制的深度达520余米的范围内,从上向下破碎带宽度、矿化蚀变似乎无减弱趋势。
2 矿区地质特征
2.1 矿区地层
矿区出露地层由新到老有第四系(Q)、中三叠统新苑组(T2x)、下三叠统罗楼组(T1l)和上二叠统吴家坪组(P2w)。地层总体呈NNE向展布,由于受黄家坪子短轴背斜影响,东部地层向NEE向倾斜,西部向SWW向侧斜,轴部地层产状因受构造影响变化较大,扭曲较多。
2.1.1 新苑组
该地层岩性以灰色薄—中厚层泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主,局部夹少量泥灰岩、碳质页岩,厚度>300m。泥岩呈鳞片状结构并显示定向排列,水平层理发育。粉砂岩具粉砂粒状结构,粉砂岩中不同程度受细砂岩混染,成分以石英为主,其次有硅质岩屑、长石等,含量达70%~80%,胶结物主要为水云母粘土矿物,其次有钙、硅质等,含量在20%~30%之间。胶结类型以孔隙式胶结为主。底蚀构造、水平层理、斜层理、包卷层理较常见,是本区赋矿地层之一,与下伏地层罗楼组为整合接触。
2.1.2 下三叠统罗楼组
按岩性分为2段:二段(T1l2)为灰色中厚层状砾屑灰岩、泥灰岩夹薄层状白云质灰岩、泥质灰岩,岩石呈致密块状。砾屑灰岩中砾屑变化较大,多呈扁平状,磨圆度和分选较差,砾屑为致密的微晶灰岩碎屑。顶部为红色薄层泥灰岩夹少量泥岩,厚200m,为本区主要赋矿地层之一。一段(T1l1)以灰色薄层层纹状泥灰岩和泥质条带状灰岩为主,夹少量深灰色薄层泥岩。灰岩呈致密块状构造,水平层理发育,厚190m,与下伏地层为整合接触。
2.1.3 吴家坪组(P2w)
区内出露的最老地层,位于背斜核部,为厚层状燧石团块灰岩及生物灰岩,出露厚度>300m。
2.2 矿区构造
区内NNE向构造占主导地位,主要有黄家坪子短轴背斜及F3逆冲推覆断层。在背斜北西翼F3推覆面之下发育有F28,F4,F5,F7等数条大致平行展布的轴向高角度逆冲断层,断裂破碎带走向长2000~4000m,倾向280°~300°,倾角68°~80°;断裂带宽数米至30 余米,为本区最重要的控(容)矿断裂。背斜南东翼为F10断层,走向NE,长2000余米,倾向NW,倾角72°,沿该断裂有弱矿化显示。矿区中部F1断层呈NW走向,为后期断层,切割NNE向控矿断层。
F3逆冲推覆断层,位于矿区西部,由西向东推移,规模较大,倾角缓,断面呈波状起伏,沿断裂带形成一层延伸较稳定的硅化角砾岩层,厚10~35m,一般25m左右。
F1逆断层,位于矿区中部,倾向220°,倾角75°,长度>4500m,切割NNE及NE向构造,破碎带变化范围为10~80m,该断裂破坏矿体。
F8断层,大体平行于F1断裂,横切黄家坪子背斜,且与F7、F5交会于Au-4号矿体处。长约500m,断裂倾向NE,倾角76°。断裂带宽2~10m,与F7交切处,则达数十米,断裂带内构造岩发育。
3 矿体地质特征
3.1 矿体形态及产出特征
除7号矿体外,1~5号矿体均受陡倾斜断裂破碎带控制,矿体产状与控矿构造相一致,倾角60~85°,其中,1~4号矿体走向大致相同,主要分布于NNE向逆冲断裂破碎带中;5 号矿体走向NW,倾向50°,走向延伸较小,但延深较大,且厚度大,品位高。
该区金矿体规模较小,厚度为1~10m,一般2~3m,延伸15~80m,但矿化较连续,矿体形态一般呈透镜状,其次为楔状。
3.2 矿石特征
矿石划分为2类:一为产于泥灰岩中的矿石,具泥晶结构,条带状、块状构造,主要矿石矿物为石英及方解石(占90%);其次为粘土矿物,含少量方解石脉、石英细脉和褐铁矿(由黄铁矿氧化而成)等,含金最高5.8×10-6,一般1.5×10-6~4.5×10-6,含砷>800×10-6,汞>1.6×10-6,锑<150×10-6,品位不高,但相对稳定,金以微细粒游离金的形式赋存于硅化泥灰岩的节理、裂隙中,属主要矿石类型(1,4 号矿体);二是产于泥质粉砂岩中的矿石,具泥质砂状结构,层状、块状构造,矿石矿物主要为石英(占70%),其次为粘土矿物(占20%)、绢云母及褐铁矿等,属孔隙式胶结,充填物主要为粘土矿物及铁质浸染,金含量最高为15×10-6,一般为2.5×10-6~5×10-6,分布于陡倾角断层内,紧靠主断层面,品位稳定,规模不大,属主要矿石类型(3,2,6号矿体)。
此外,尚有风化作用形成的产于红土中的金矿石,如7号矿体。因强烈氧化使其品位变富,金含量最高达8×10-6。
3.3 蚀变类型
矿化围岩蚀变多沿断裂破碎带呈带状分布,主要有硅化、黄铁矿化,其次为碳酸盐化、高岭土化和有机炭化。
硅化分3期:第一期较弱,主要为微细粒石英颗粒与玉髓相伴,晶体污浊,透明度极低;第二期硅化作用强烈,以形成细粒石英、石英细脉和网状石英脉为标志,有染色现象,透明度低;第三期主要表现为石英脉脉体较粗、石英颗粒大(最大达2.3 cm),质纯,透明度好。
黄铁矿化,早期伴随第一期硅化形成,呈粒状和不规则状。中期呈半自形、他形粒状,晶形以五角十二面体和八面体为主,结晶程度不高,肉眼所见大部分氧化成褐铁矿,以浸染状形式出现并偏集于破碎带内的节理、裂隙等细小破裂面及附近,该期蚀变形成的黄铁矿是主要的载金矿物。晚期黄铁矿粒度较粗大,常呈立方体,黄铁矿粒度细小,一般为0.1~0.4mm。含金黄铁矿多呈半自形细粒、微细粒形态。
碳酸盐化,早期和晚期分别以铁白云石化和方解石化为主,含量少,一般呈细脉状产出。
高岭土化,主要以粉白色细脉状高岭土为特点,极为少见。
有机碳化为本区蚀变一大特征,发育于矿体中,主要表现为沿节理及小裂隙浸染,是有机体在封闭环境下的热液作用过程中炭化而成。
4 地球化学特征
4.1 常量及微量元素
矿石常量元素明显富Si,而围岩则富Ca,Mg。矿石DOP值(铁的黄铁矿化程度)明显高于围岩,其中矿石达0.25~0.93,围岩则<0.190。
某些微量元素含量的变异与金矿化具有极好的相关关系,常被当做金矿化的指示元素。Au 与As,Sb,Hg,Tl,U构成重要的成矿元素组合,尤其As,Sb,Hg常与Au的晕圈重合。标高720m和560m的2个探硐较系统的As,Sb,Hg,Au及Ni,V等微量元素对比具如下特征。
1)区内(矿化)泥页岩、(矿化)粉砂岩分别与涂里千等提供的页岩和砂岩的元素平均含量见表1。烂泥沟矿区含金矿石和近矿围岩具有异常高的As,Sb,Hg含量;Ni,V显示弱异常(或高或低)或无异常。而与区域中三叠统板纳组泥岩和粉砂岩微量元素所做的相应对比研究也显示了类似的结果。
As,Sb,Hg丰度一般与Au丰度成正比,在矿石中各元素浓度序数顺序为δHg>δAu>δAs>δSb(表1)。
2)无论在围岩或矿体中,粉砂岩的矿化程度都明显高于泥页岩;矿体与围岩相比,粉砂岩矿化程度最大,这在Hg,Au,Sb元素比值(浓度系数)上表现得尤为明显。
3)深部样品(标高560m)的As,Sb,Hg丰度总体较浅部(标高720m)高,矿体顶底板围岩在同一标高上差别极小。
4)V,Ni不属于烂泥沟矿区金矿化的伴生元素。
表1 烂泥沟金矿矿石和近矿围岩的微量元素含量及其与标准沉积岩的对比值 w(B)/10-6
注:横线上为平均值,横线下为平均值与涂里千等(1961)提供的同类沉积岩的相应元素含量的比值。Au的标准丰度均定为0.005×10-6,矿化样品的金含量下限定为0.5×10-6。(据李忠等,1995)
4.2 碳、氧同位素及稀土元素
矿石中碳同位素(δ13CPDB)绝大多数值为-1.3‰~0,围岩碳同位素值为-39.3‰~-2‰。烂泥沟金矿所有样品的稀土元素均保持了沉积岩的基本特征,稀土总量(不计钇)介于109×10-6~108×10-6之间,富轻稀土,普遍具有Eu的负异常等。泥岩与矿化泥岩的稀土配分模式相近,与北美页岩组合样也具有类同性。粉砂岩与矿化粉砂岩则具有明显不同的配分模式,矿石Eu负异常显著,相对富集重稀土。重稀土元素出现显著分异。金矿化强度与δEu和ΣLREE/ΣHREE值均呈现底板≥顶板≥矿体。中三叠统板纳组稀土元素的矿区内样品具有明显的 ΣREE、ΣLREE/ΣHREE 和 δCe高值。
5 矿床成因
建立在成矿时代约束下,基于成矿构造和成矿流体耦合条件下的成矿模式为:右江盆地裂解-弧后盆地阶段(D2—T1),形成初始矿源岩(层),同生断层F7活动;右江盆地前陆盆地阶段(T2),巨厚浊流沉积物之下的盆地建造水从矿源层中萃取成矿物质,逐步演化为含矿流体;右江盆地挤压造山阶段(T3),F7反转成逆断层,并与造山作用形成的NW向逆断层(如F3,F14)及配套走滑断层(如F2,F12)三者共同构成导矿网络体系。而F5及其上盘T2xm4-3泥岩共同形成一个良好的构造闭圈,导致矿液主要在构造闭圈所限制的以同生断层为主的热液运移网络内活动;右江盆地碰撞后造山侧向挤压阶段(J1),一方面使造山期形成的褶皱发生重褶,形成走向NE的叠加褶皱;另一方面随着构造应力在F2-F3近“X”型断裂系上的分配,F3右旋-正滑运动,在F2-F3交切地段的引张区域形成减压扩容带,含矿流体进入减压扩容空间沉淀形成超大型金矿床。认为该矿床是与盆地流体有关的沉积期后中低温热液矿床,属于后碰撞造山成矿作用的产物(陈懋弘,2007)。
参考文献
陈懋弘,毛景文,吴六灵等.2006.贵州锦丰(烂泥沟)金矿成矿年代学研究新进展——兼论滇黔桂“金三角”卡林型金矿成矿时代和动力学背景.矿床地质,25(增):7~10
陈懋弘,毛景文,Phillip J.Uttley等.2007.贵州贞丰(烂泥沟)超大型金矿床构造解析及构造成矿作用.矿床地质,26(4):380~397
陈衍景,张静,张复新等.2004.西秦岭地区卡林-类卡林型金矿床及其成矿时间、构造背景和模式.地质论评,50(2):134~152
李九玲,亓锋,徐庆生.1996.微细浸染型(卡林型)金矿成矿过程中碳和有机质的作用.矿床地质,15(3):193~206
李忠,刘铁兵.1995.贵州烂泥沟金矿成矿条件——岩石地球化学研究.矿床地质,14(1):51~58
刘东升,耿文辉.1987.我国卡林型金矿的地质特征、成因及找矿方向.地质与勘探,23(12):1~12
刘建明,刘家军.1997.滇黔桂“金三角”区微细浸染型金矿床的盆地流体成因模式.矿物学报,17(4):448~456
刘建明,赵善仁,沈洁等.1998.成矿流体活动的同位素定年方法评述.地球物理学进展,13(3):46~55
刘建明,叶杰,刘家军等.2001.论我国微细浸染型金矿床与沉积盆地演化的关系——以右江盆地为例.矿床地质,20(4):367~377
刘显凡,朱赖民,金景福等.1998a.微细浸染型金矿常量元素地球化学特征与深部物质来源示踪——以滇黔桂三角区金矿为例.贵金属地质,7(1):48~57
刘显凡,倪师军,卢秋霞等.1998b.微细浸染型金矿成矿物源的硅同位素地球化学示踪——以黔西南和桂西北金矿为例.黄金科学技术,6(2):18~26
刘显凡,苏文超,朱赖民.1999.滇黔桂微细粒浸染型金矿深源流体成矿机理探讨.地质与勘探,35(1):14~19
罗孝桓.1998.贵州贞丰烂泥沟特大型金矿的发现及勘查历程.贵州地质,15(4):293~298
(李杰美、王美娟编写)