云南播卡金矿地质特征及构造控矿规律大学本科毕业论文.docx
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云南播卡金矿地质特征及构造控矿规律大学本科毕业论文
云南大学
本科生毕业设计(论文)
题目:
云南播卡金矿地质特征及构造控矿规律
学院:
资源环境与地球科学学院
摘要
播卡金矿位于扬子地台西缘康滇地轴中南段的东北侧,近南北向小江深大断裂的西侧。
小江深大断裂为矿区主干断裂,控制着播卡矿田、矿床的分布格局。
形成于晋宁期的F3、F4断裂与小江深大断裂平行,在矿区组成了脆-韧性剪切带,播卡金矿的16条矿体都严格赋存于其中,为矿区内的导矿、容矿构造。
形成于喜山期的F10~F21等近东西向断裂为成矿后构造,切割了南北向构造,对矿体具有破坏作用。
本文在充分收集资料并在前人研究成果的基础上,通过深入细致的野外地质调查和室内资料整理,运用构造地质学、岩石学、矿床学、地球化学等理论与方法。
从构造地质背景入手,重点研究地层、构造、岩浆岩与成矿的关系。
分析矿区的地质构造演化、矿床地质特征以及各种控矿因素,论证构造与成矿的时空关系,总结成矿规律并建立构造控矿模式。
研究认为,本区金矿的形成受构造的严格控制。
构造的控制作用贯穿了矿床形成的全过程,构造裂隙为矿液运移提供通道,同时也为矿体的堆积提供赋存空间,构造的各种形变与转换都与成矿流体的运移有密切的关系。
关键词:
播卡金矿;矿床特征;脆-韧性剪切带;控矿构造
Abstract
Bokagolddepositislocatedinthemiddle-southKangdianaxisofitsnortheast,westmarginofYangziplatform,whichisonthenearwestsideofXiaojiangactivefault.Xiaojiangfaultisthemainfaultintheoredistrict,whichcontrolledthedistributionstyleofBokaorfieldandoredeposit.TheF3andF4faultformedduringJinningperiodareparalleltoXiaojiangactivefault.Thesefaultsformedbrittle-ductileshearzoneandweremainlyconductiveandhoststructuresforthedeposits.TheF10~F21faultsofeast-weststrikewereformedduringXishanperiod,whichwerepostmetallogenicstructuresanddestructiveeffectfortheorebodies.
Basedonthepredecessor'swork,theauthorgatheredgeologicalinformation,madefieldinvestigation,datacollectionandanalysis.Withthehelpoftheoriesofstructuralgeology,petrology,mineraldepositgeology,geochemistry,obtainsfromthegeotectonicbackground,focusedontherelationshipbetweenstratigraphy,tectonics,igneousrocksandmineralization.Analysisthetectonicevolution,geologicalfeaturesandavarietyofore-controllingfactorsofmine,toverifiedtherelationsofspaceandtimeofstructureandmineralizes,summarizedtheregularityoforeformationandstructuremineralizationmodel.Accordingtothesystematicstudies,theformationofgoldstrictlycontrolledbythestructure.Thetectonicfortheformationofthecontrolofmineralizationthroughoutthewholeprocessoforedepositformation.Thetectonicfracturesnotmerelyprovideaccessfortheorefluidmigrationbutalsoprovideoccurrencespacefortheformoforebody.
KeyWords:
Bokagolddeposit;Depositcharacteristics;brittle-ductileshaearzone;Ore-controlstructure
目录
摘要I
AbstractIII
第一章前言1
1.1选题目的和意义1
1.2国内外研究现状1
1.2.1剪切带型金矿研究1
1.2.2前人研究工作概况3
1.3研究内容及方法4
1.3.1研究内容4
1.3.2研究思路与方法4
1.4主要成果与认识5
第二章区域地质背景6
2.1大地构造位置6
2.2区域地质概况7
2.2.1区域地层7
2.2.2区域构造8
2.2.3区域岩浆岩8
2.3区域矿产9
第三章矿床地质特征10
3.1矿区地层10
3.2矿区构造11
3.2.1褶皱11
3.2.2断裂11
3.2.3主要断裂构造特征11
3.3矿区岩浆岩13
3.4矿体特征14
3.4.1矿体形态与产状14
3.4.2矿石类型15
3.4.3矿石结构构造与矿物组合15
3.4.4围岩蚀变15
3.5金矿形成机制15
第四章控矿构造分析17
4.1控矿因素分析17
4.1.1地层的控矿作用18
4.1.2岩浆岩的控矿作用18
4.1.3热液蚀变的控矿作用18
4.1.4脆-韧性剪切带的控矿作用19
4.2构造控矿系统19
4.2.1导矿构造19
4.2.2容矿构造20
4.2.3成矿后构造20
4.3构造控矿规律20
第五章结论22
参考文献23
图版及说明24
致谢27
第一章前言
1.1选题目的和意义
云南省播卡金矿与贵州省贞丰县烂泥沟金矿、辽宁省盖县猫岭金矿齐名,曾被国土资源部称为被外资圈定的三大“世界级金矿”(这三大金矿曾一度分别为澳大利亚的澳华黄金、加拿大的曼德罗矿业公司、加拿大的西南资源公司所掌控)。
2008年5月末,江苏省有色金属华东地质勘查局收购了云南播卡金矿的全部外方股权,成为这家金矿的绝对控股方。
本人在王玉朝老师的安排下于2014年7月至8月在云南金山矿业有限公司进行为期一个月的野外地质实习,实习地点为金山公司的播卡矿区,实习期间主要是协助工作人员完成岩心编录、坑道编录等工作。
正是由于这次宝贵的机会让我对播卡金矿有了一个比较全面系统的了解,以播卡金矿地质特征及其复杂的构造环境为研究对象,进而确定毕业论文题目,目的是希望通过自己的野外实地调查和资料分析整理查明播卡金矿的成矿地质条件、矿床成因,研究控矿构造的形成与演化,总结成矿规律和构造控矿规律,希望对播卡金矿深部和外围找矿工作能有所帮助。
播卡金矿位于康滇地轴中南段东北侧,近南北向小江深大断裂的西侧。
小江深大断裂为矿区主干断裂,控制着播卡矿田、矿床的分布格局。
由于该地区地层较古老,又经历了多期次的复杂构造运动,所以很难恢复其构造形迹,不易观察出其原生构造。
关于矿床的成因类型尚存在不同的认识,接触破碎带型金矿、层控型金矿、剪切带型金矿、热液型金矿等观点均有提及[1]。
而对于控矿构造,比较统一的观点是脆—韧性剪切带控矿。
本区金矿的形成严格受构造的控制,构造裂隙为矿液的运移提供通道,也为矿体堆积提供赋存空间,构造的各种形变与转换都与成矿流体的运移有密切的关系。
因此,对播卡金矿的构造地质背景、矿床成因及控矿构造的研究具有重要的理论意义。
1.2国内外研究现状
1.2.1剪切带型金矿研究
长久以来,国内外大多数金矿床都受构造的严格控制,控矿构造一直是许多学者们的热点研究方向。
剪切带金矿的研究自80年代开始受到人们的重视以来就一直被很多研究人员所关注,而世界上很多大型、超大型金矿都与剪切带有着非常紧密的关系。
韧性剪切带的概念最早由Sibson和Ramsay提出,即它是呈带状展布的,发育地壳一定深度的高应变带[2-3]。
并同时提出了断层的双模式结构模型,即一条大的构造带在垂向上由地表向地下深处的不同构造层次上依次表现出脆性、脆-韧性和韧性的变形,相应的发育与之对应的断层岩类型。
糜棱岩只发育在大于10~15km的中深层次韧性剪切变形域。
在地下深部温度高,压力大,岩石呈塑性,使Au的化学位升高,且变形强度与化学位升降呈正比。
具有高化学位的元素非常不稳定,它将会脱离原来的矿物或岩石中的赋存部位,与Si、Na、K等及其他成矿元素一起活化分异,形成含金热液。
因此,深层次的韧性变形是金等成矿元素的活化迁出区,其结果就是韧性剪切越强则岩石中金等成矿元素含量越低。
在靠近地表的浅部,温度、压力降低,韧性变形也随之减弱,主要表现为脆性破裂等地质现象。
从而元素化学位也随之降低,加上物理化学条件的改变,使金等成矿元素聚集在一起形成金矿床。
图1剪切带变形域与金矿化类型关系图(据陈柏林)
Bonnemaison和Boullier等人提出了含金剪切带三阶段成矿模式[4-5],他们认为早期阶段的韧性剪切带使岩石发生糜棱岩化和强烈片理化,从而为热液活动提供了通道,使剪切带内的岩石遭受强烈蚀变,并在剪切带的中心部位形成强硅化蚀变岩带。
中期阶段的剪切作用形成脆性裂隙及各种充填脉。
随着剪切作用的继续进行,矿物的载体将受到强烈挤压作用而形成“砂糖状”石英颗粒,它是金的有利储集体。
到了晚期阶段,剪切带在脆性变形机制下形成大量的张性裂隙,使前期金矿化发生活化叠加有利于形成富矿体。
国内也有大量学者进行韧性剪切带的研究,吴美德等人认为,韧性剪切带的作用不仅使一些富含二氧化硅的岩石遭受强烈破碎和糜棱岩化,同时也形成多孔隙的微砂糖状石英,使一些镁铁质的岩石发生强烈蚀变,形成含镁铁较高的能俘获金的岩相且使成矿物质重新调整产生新的事物,并使分散的金属元素活化、迁移,在有利的成矿岩相富集成矿[6]。
陈柏林等根据剪切带自地表至深部的变形对金矿成矿作用的贡献将其划分为深部韧性(超韧性)剪切变形的元素分异迁出区和中浅层次的脆韧性-韧脆性剪切变形域的成矿元素区,而在元素聚集区根据赋矿剪切带变形层次的差异又划分为3个亚区,对应3种金矿化类型:
①在脆韧性转换区域可形成蚀变糜棱岩型金矿化类型;②韧脆性转换带之上的区域形成构造蚀变岩型金矿化类型;③在地壳浅部的脆性断裂带则形成细网脉状或石英脉型金矿化(图1)。
1.2.2前人研究工作概况
东川铜矿是我国最早开发矿业的地区之—,早在公元前206年(西汉),即已有开采铜矿的记录。
系统的开展地质工作,则是在解放以后,由西南局314队(初称东川地质队)进行地质勘查工作,1955年和1956年提交了《东川铜矿储量报告书》(一、二期),查明金属铜储量204万吨。
1957-1958年,云南冶金勘探公司物探队和东川矿务局在汤丹-拖布卡等地做过1/5千和1/1万磁法、电法联测。
1958年东川矿务局勘探队(314队)提交东川拖布卡地区铜矿普查报告。
1965-1970年,四川省地质局第—区测队编制出版了1:
20万会理幅区域地质图,报告中将东川矿区地层划归下元古界会理群(又称昆阳群);1970-1972年,东川矿务局勘探队在开展东川铜矿普查勘探的同时,进行东川矿区1:
5万区域地质填图,将地层定为中元古界昆阳群;1978-1980年,云南省区域地质调查队编制出版1:
20万东川幅区域地质图,出版1/20万东川幅区域地质报告;1982年,东川矿务局地质勘查队(314队)收集该队30年来地质找矿、地质测量资料,结合野外调研,修编第二代1:
5万东川矿区地质图;1983年,东川矿务局地质勘探队撰写了《东川矿区昆阳群标准层型剖面研究报告》,该报告通过剖面实测为东川地区昆阳群的组段作了细致与系统的划分与对比;1994年云南省地矿局物探大队完成1/20万东川-白雾街幅区域化探报告。
1995年11月,云南省地矿局807队在拖布卡地区蒋家湾发现含金矿化体,品位1.48×10-6。
1996年3月,圈定8个金矿体,概算金金属资源量173kg,矿体中样品最高品位184×10-6。
1996年8月,在地质矿产部国际合作司对口扶贫资金的支持下,在蒋家湾矿段进行金矿试验性开发,并在外围发现七角地、小水井和新山等金矿点。
2000年,陶宗勇撰写《云南省东川地区昆阳群金矿地质特征及找矿方向》,李志伟等发表了《东川拖布卡-布卡地区金矿地质特征及找矿意义》。
云南省地矿局区调队在布卡矿区填测1/5万地质图,对与金矿有关的脆-韧性剪切带进行追踪研究。
2000年6月至2002年9月,云南省金星黄金有限公司取得蒋家湾金矿段、新山金矿段和马家沟金矿段的采矿权,在新山矿段开展金矿采选冶试验并取得一定效果。
2003年八〇七队提交《东川地区金矿勘查报告》,所获D+E级地质储量已达大型金矿规模以上,平均金品位高达7.95g/t。
2008年由云南省核工业二〇九地质大队提交的《云南省昆明市东川区播卡金矿新山-马家沟矿段勘探报告》基本确定播卡金矿为受剪切构造带控制的蚀变岩型金矿床,成矿围岩主要为因民组、落雪组、黑山组中的角砾岩、砂岩、粉砂岩、板岩类及火山碎屑岩和辉绿岩等,矿床规模为中型,Au金属资源量331+332+333总计15953kg,其中低品位矿5016kg。
1.3研究内容及方法
1.3.1研究内容
撰写本论文主要是为了将本人在播卡矿区实习所了解到的地质特征呈现出来。
实习期间也对矿区构造做了一次较全面的研究,在理论上对控岩控矿构造、成矿后构造、构造序次划分等方面进行分析总结。
具体来说有以下研究内容:
(1)野外地质调查和编录,以查明各时代地层、岩浆岩、地质构造形迹分布特征、构造对矿区地层、岩体空间分布的影响。
(2)以区域构造演化为切入点,利用地质历史分析法和构造应力分析法来分析矿区各期次构造活动的应力场及产生的相应构造形迹。
(3)理清构造的先后次序,查明各时期构造形成的主要构造形迹和配套的构造,分析先期构造对后期构造的制约和后期构造对先期构造的叠加改造作用。
(4)运用地球化学的方法来研究断裂构造,判别断裂中物质来源,矿液活动情况及运移方向,追索矿源点,查明何种构造有利于矿化富集。
(5)根据控岩控矿构造分析,运用构造控矿理论进行成矿预测,总结构造控矿规律并建立构造控矿模式。
1.3.2研究思路与方法
以区域地质背景为出发点,以构造地质学、矿床学、地球化学、成矿构造学、成矿动力学等理论为指导,研究矿区地质构造演化、矿床地质特征以及各种控矿因素。
具体研究方法如下:
(1)矿区基础地质地质情况研究,通过野外地质调查,岩矿石标本的采集和分析,采矿坑道地质记录,岩性观察和分析,大概了解矿区地质特征。
(2)将野外地质调查中的记录进行分析整理,以便于划分不同的构造类型,掌握矿区的主要构造特征。
(3)全面系统地收集前人工作资料,主要包括勘探报告,相关论文、专著,生产报告及相关地质图件资料。
(4)对矿区的地层、构造、侵入岩特征进行研究和分析,划分构造序次,对其进行配套分析。
运用现代成矿动力学理论,对矿区的导矿构造、容矿构造进行分析并且结合区域大地构造演化来进一步研究其深部成矿物质在构造中运移、沉淀。
富集的过程及其动力学因素。
(5)综合上述分析研究,总结播卡金矿的成矿规律、构造控矿规律,建立合理的构造控矿模式。
1.4主要成果与认识
在播卡矿区实习期间,先后参与了新山矿段1655、1670、1685中段的坑道地质编录和部分钻孔岩心编录,借此机会也对播卡矿区的地层、构造、侵入岩、矿体等特征做了一次较全面的分析和研究。
公司提供的丰富资料有助于我更全面、更系统的认识矿区地质特征。
(1)播卡矿区出露地层是中元古界昆阳群,原岩为一套巨厚的以陆源碎屑岩为主,碳酸盐岩为次的类复理石建造。
矿体主要赋存于因民组,部分赋存于落雪组和黑山组中。
岩性主要为各种蚀变构造角砾岩,含碳粉砂质板岩,含碳板岩及蚀变中基性岩。
(2)主矿体是由多个近于平行的小矿体组成的矿体群,平行于F3、F4组成的脆-韧性剪切带中,在近NS向的平行小断裂及羽状断裂密集分布地段、NNW向与NNE向断裂的交汇处、断裂膨缩及产状变化的变异部位矿体增厚变富,形成局部的鸡窝状特富矿囊。
(3)播卡金矿严格受F3、F4断裂控制,在F3以东、F4以西均未发现矿体。
小江深大断裂为矿区的主干断裂,沿断裂发育了规模宏大的破碎带、糜棱岩带等,控制了矿区南北向断裂的分布。
F3、F4组成了矿区内完整的脆-韧性剪切构造系统,控制着新山、马家沟、蒋家湾金矿的形成,矿体皆形成于与F3、F4平行的雁列状次级层间、层内脆-韧性剪切带。
(4)矿化与构造的破碎强烈程度成正比,特别是与石英脉体的破碎程度密切相关,强烈剪切破碎的“砂糖状”石英脉富含金,而形态较完整的白色大块状石英不含金。
第二章区域地质背景
2.1大地构造位置
图2播卡矿区构造地质简图
播卡矿区的大地构造位置隶属康滇地轴中段东缘次级隆起—东川块状隆起,其东、南、西三面均为深大断裂所围限,曲靖-昭通和绿汁江断裂控制了康滇地轴的东西边界,小江和普渡河断裂控制了东川次级隆起的东西边界,汤丹断裂控制了东川次级隆起的南部边界。
在这个隆起带的内部分布着中元古界昆阳群巨厚的浅变质岩系,外围覆盖着震旦系及中生界、古生界。
矿区构造环境隶属扬子古大陆边缘裂谷—昆阳裂谷带,带内褶皱、断裂极其发育,构造对金、铜等矿床的形成、保存以及破坏有着重要意义。
小江断裂为矿区的主干断裂,控制着播卡矿田、矿床的分布格局(图2)。
图2播卡金矿区域构造地质简图
古元古代龙川运动期间,在康滇地轴新太古代-古元古代的原始地壳结晶基底之上拉伸出现了近东西向边缘火山-沉积盆地,沉积了大红山群及相关岩系;在中元古代该区进一步拉张发育为陆内或陆间裂谷盆地,并沉积了巨厚的昆阳群;晋宁期,区域全面褶皱回返,部分中-基性岩广泛侵入,发生区域低温动力浅变质作用;海西晚期-印支期攀西裂谷发育阶段形成了峨眉山火成岩,同时伴生多金属矿床;到了燕山-喜山期造山阶段,区内构造活动强烈,拉张和挤压交替进行,先是经历了侏罗纪和白垩纪的陆内俯冲和推覆构造作用,又是印度板块向欧亚板块俯冲,在扬子地块边缘形成以左行走滑断裂为主的断裂带,从而形成了区内复式褶皱和网状断裂的复杂构造格局[1]。
2.2区域地质概况
2.2.1区域地层
根据东川矿务局地质勘查队《东川矿区昆阳群标准层型剖面研究报告》,区域地层主要为中元古界昆阳群和震旦系[19],详见表1。
表1区域地层简表
界
系
地层组
代号
厚度/m
岩性
矿产
上元古界
震旦系
灯影组
Zbdn
>1000
白云岩、底部砂砾岩,产铜矿。
滥泥坪式铜矿
澄江运动
澄江组
Zac
450
紫红色长石、石英、砂砾岩。
晋宁运动
中元古界
上昆阳群
麻地组
Pt2kn3m
481
薄层状灰岩夹钙质石英砂岩,顶部白云岩,底部细碧岩。
包子铺式铁矿
小河口间断
小河口组
Pt2kn3x
766
浅灰白色中厚度层状石英砂岩夹板岩,顶部夹铁质砂板岩。
大营盘组
Pt2kn3d
3031
灰黑色绢云板岩夹炭质板岩,顶部夹泥灰岩、砂岩,底部夹多层基性火山岩,底为铁质板岩砾岩
小黑箐运动
中昆阳群
青龙山组
Pt2kn2q
1296
青灰色中厚度藻礁白云岩夹硅、碳质薄层白云岩,底部砂泥质白云岩夹硅板岩。
底部产铜矿,为桃圆式铜矿、东川式铜矿。
铁质板岩中产稀矿山式铁铜矿、金矿
黑山组
Pt2kn2h
1786
黑色碳质板岩为主,中夹泥灰岩,中上部夹基性凝灰岩、熔岩、火山质角砾岩、辉绿岩。
落雪组
Pt2kn2l
323
青灰色局部肉红色中厚层状含藻白云岩,底部砂泥质白云岩。
因民组
Pt2kn2y
393
暗紫色砂泥质白云岩夹板岩,下部为一套火山-沉积杂岩,中部铁质板岩。
东川运动
下昆阳群
平顶山组
Pt2kn1p
467
黑紫灰绿色绢云板岩,中下部夹空洞板岩及基性火山岩,底部夹铁质角砾状砂板岩。
不整合伏于因民组下部。
菜园湾组
Pt2kn1c
690
上部碳泥质白云岩,中部灰绿色板岩夹灰岩,底部深灰色、肉红色灰岩。
望厂间断
望厂组
Pt2kn1w
945
灰黑色薄至中层石英砂岩夹铁质板岩,顶部夹白云岩透镜体及铁质粉砂岩。
洒海沟组
Pt2kn1s
>643
灰绿色、紫色绢云板岩夹结核状、瘤状灰岩及一层藻礁白云岩扁豆体。
小江断裂
小溜口组
Pt2kn1xl
>668
凝灰岩、沉凝灰岩、碳泥质凝灰岩、白云岩互层。
2.2.2区域构造
本区经历了多期次构造作用的叠加构造,主要的褶皱构造为拖布卡复式向斜。
位于老杉木箐断裂带,轴线方向近南北,较为宽缓,自核部向两边地层依次为:
鹅头厂组-落雪组-因民组-平顶山组-大龙江组。
轴线两侧分别形成多个大致同向的次级背、向斜,被纵、横断裂切割而破坏了向斜的完整性,岩层产状变化大,倾角10-80°
本区断裂构造及其发育,以南北向及东西向两组为主干断裂,规模巨大,控制了整个区域的构造格局,使矿田呈断块状展布,而北东、北西向斜交断裂,则将矿田切割成网状块体。
南北向断裂主要为小江深大断裂和老杉木箐断裂带;东西向断裂一般较小,为高角度的张性断层,倾向57~80°,直交地层界线、褶皱轴线,沿线可见角砾岩和破碎带。
小江断裂为区域上的主干断裂,形成于晋宁期,走向近SN,全长延伸1000km,倾向西,倾角变化大。
断裂东盘为古生界,西盘为中元古界昆阳群,沿断裂发育了规模巨大的破碎带、糜棱岩带等。
据地震资料显示,该断裂已经深达地壳底界,具岩石圈断裂规模。
断层带是一条经历过张、压、扭不同力学性质转化的断裂,现代仍时有地震发生,是一长期活动的深大断裂。
普渡河断裂位于该区域西侧,北起金沙江以北的会理地区,走向大致顺着普渡河向南延伸,穿过昆明、玉溪到达峨山境内,全长300余公里。
主断裂东倾,倾角一般较陡,是船滇菱形块体内部的一条活动性断裂,大致与小江断裂平行。
普渡河断裂是长期活动的断裂,沿断裂印支期、燕山期岩浆活动强烈。
宝九断裂位于该区域南部边界,呈近东西向延伸,东自东川九龙一带被小江断裂切割,西达宝太厂一带被普渡河断裂切断,全长近35公里。
该断裂在东川汤丹一带被震旦系厚层块状白云岩覆盖,因而呈隐伏断裂。
在断裂西部,上盘为中元古界上昆阳群大营盘组,下盘为早震旦系澄江组的紫红色砂岩。
澄江组
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- 云南 金矿 地质 特征 构造 规律 大学本科 毕业论文