小秦岭金矿MicrosoftOfficeWord文档.docx
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小秦岭金矿床实习报告
题目小秦岭金矿床实习报告
姓名
指导老师吕新彪
班级021111班
学号20111000713
第一章矿田区域地质2
§1.1大地构造位置2
§1.2区域地层3
§1.3区域岩浆岩4
§1.4区域构造4
第二章矿床地质特征5
§2.1矿区地层5
§2.2矿体特征7
§2.3矿石特征8
2.3.1矿物组成8
2.3.2矿石类型和结构构造8
2.3.3 矿石化学成分9
2.3.4金的赋存状态9
§2.4围岩蚀变9
§2.5成矿期和成矿阶段10
第三章矿床成因分析10
§3.1成矿时代10
§3.2成矿物质来源11
3.2.1微量元素特征11
3.2.2稳定同位素地球化学11
3.2.3金的物质来源及其聚集11
§3.3成矿流体的来源12
§3.4成矿条件分析12
§3.4矿床成矿模式12
第一章矿田区域地质
§1.1大地构造位置
小秦岭金矿带位于华北地台南缘的东西向构造体系中,是华北地台的组成部分。
总体上呈近东西向展布的长垣状穹隆构造,南、北侧分别为两条区域性剪切带所围限带内地层主要为太华群,变质年龄在2200-2940Ma(U—Pb法),属中朝准地台周边太古宙地体第三旋回(2700-2500Ma)的产物。
因地质历史较长,所以带内地层变质程度较高,构造复杂,岩浆活动强烈,为金矿带的形成提供了不可或缺的物质和构造条件。
§1.2区域地层
小秦岭金矿田出露地层为太古界太华群。
为一套中基性火山-沉积建造的变质岩系,据岩石类型组合自下而上分为蒲峪组、焕池峪组、闾家峪组、观音堂组和枪马峪组。
各组之间均为整合接触。
(1)蒲峪组:
底部出露不全,出露厚度大于375m,主要由黑云斜长片麻岩组成。
(2)焕池峪组:
厚度约700m,以金云透辉大理岩、透闪透辉大理岩、大理岩为主,并夹有少量黑云斜长片麻岩。
(3)闾家峪组:
厚度大于1700m,以斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩为主,局部见麻粒岩。
混合岩化较强,形成大量条痕状、条带状混合岩和均质混合岩。
(4)观音堂组:
厚600m,由含磁铁石英岩、石英岩,矽线黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、条痕状混合岩等组成,偶有少量大理岩夹层。
(5)枪马峪组:
顶部出露不全,厚度大于680m,由斜长角闪片麻岩、黑云斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、条痕、条带状混合岩组成,局部有麻粒岩。
各组地层中都有含金石英脉赋存,其中以闾家峪组为主,占85%以上。
§1.3区域岩浆岩
矿田范围内岩浆岩活动频繁。
除太华群的原岩建造中有广泛的基性喷发岩外,后期的岩浆活动均以侵入作用为特征。
主要有嵩阳期贵家峪花岗岩,熊耳期伟晶花岗岩体群,晚晋期小河花岗岩,加里东期辉长辉绿岩脉,印支期正长斑岩脉和岩株,早燕山期辉绿岩脉,晚燕山期二长花岗岩体。
其中晚燕山期二长花岗岩是矿田内最大的侵入岩体,也是和含金石英脉有密切成因联系的侵入岩体。
§1.4区域构造
小秦岭金矿田构造格局由南北两侧区域性断裂及断裂所围限的小秦岭重褶皱所组成。
北界区域性断裂为太要断裂,出露长度大于75km,断裂破碎带宽度数十至数百米不等,断面北倾,倾角60°~70°,呈近东西向波状展布。
破碎带内硅化、绿泥石化、绢云母化等热液蚀变现象十分发育。
南界区域性断裂为小河断裂,长75km,也呈近东西向波状展布,断裂带宽度数十米至百余米,断裂南倾,倾角50°~60°,断裂带内绿帘石化与磁铁矿细脉等热液蚀变发育。
两侧断裂都具有发育时间长,多期活动的特点。
小秦岭重褶皱包括3个期次的褶皱构造,其主褶皱在东段为背斜,通过豫陕交界附近的共轭区,在西段转化为扇形向斜。
小泰岭金矿田的构造形迹主要受秦岭纬向构造带的制约,另外还受到太行山新华夏系和祁吕贺山字型构造前弧东翼的干扰,因而兼有北北东、北北西和北东等方向的形迹。
这些构造控制了矿田糜棱岩带的分布,而糜棱岩带往往又成为含金石英脉的充填构造。
重褶皱主轴及其附近是含金石英脉特别集中的场合。
(见上图1)
第二章矿床地质特征
§2.1矿区地层
金矿赋存主岩是太古宇太华群变质岩和元古宇熊耳群火山岩。
太华群变质岩系分上、下亚群(沈阳j矿所,1985)。
下亚群主要由斜长角闪岩组成,上亚群主要由石英岩、长石石英砂岩、磁铁石荚岩、角闪岩黑云变粒岩、少量大理岩组成。
原岩为中基性火山岩一沉积岩,变质程度为角闪岩相,形成时代为24—2亿年,属晚太古代产物。
太华群下亚群是本区金矿的主要矿源层,控制着成矿范围、规模和类型。
熊耳i主要由玄武安山岩、安山岩、英安岩、流纹岩夹火山碎屑岩组成,其中中性一中基性岩性段为熊耳山地I的主要矿化层位。
实习所见主要岩石如下:
QL-W-1太华群混合花岗岩:
灰白色,花岗结构,块状构造,含粒状黄铁矿,长石(40%),石英(25%),暗色矿物主要为黑云母、角闪石,部分发生蚀变。
可见残留阴影构造和不明显的片麻状构造(或线状构造),有时可见有变质岩的残留体.其片理产状与混合花岗岩的片麻理及围岩的产状基本一致。
其为中深变质岩系,以斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩和滑石透闪岩为主,呈岩片包在混合片麻岩或花岗片麻岩中、是主要产脉金的层位.
QL-W-2太华群斜长角闪岩:
黑绿色,细粒纤状变晶结构,块状构造,主要由角闪石和斜长石组成,中、属高级区域变质岩.浅色矿物占25%,部分蚀变成绿色矿物,暗色矿物(65%),主要为黑云母、角闪石、辉石;含粒状黄铁矿。
QL-W-3伟晶岩:
浅肉红色,粗粒结构,块状构造,主要矿物为钾长石(40%),斜长石(20%),黑云母(10%),石英(20%)。
在成因上与一定的岩浆侵入体有密切联系
QL-SB-4钾长石化蚀变围岩:
浅肉红色,块状构造;含钾长石70%,为钾质交代的产物,包括微斜长石化、正长石化等。
还含部分蚀变而来的绿帘石10%,石英占20%等
QL-SB-5黄铁绢英岩化蚀变围岩:
灰绿色,块状构造,含呈点状分布的黄铜矿,绢云母化常伴随有石英和黄铁矿的产生,黄铁矿>5%,石英约20%。
中-低温热液蚀变产物,推测原岩石中比较富铝。
§2.2矿体特征
矿体形态、分布:
矿田内有含金石英脉1000余条,豫、陕约各占一半。
其中长度大于200m的约占1/4,1000m以上的有47条,其中34条分布于河南灵宝境内。
含金石英脉往往成群成带产出,并具平行分布、等距分布的特点。
其中能够圈出矿体的称为矿脉。
矿脉一般与区域构造线一致,以主褶皱背斜轴附近矿脉分布最为密集。
由于主褶皱背斜轴在河南境内,所以河南金矿脉的数量与储量较陕西多。
含金石英脉中硫化物矿物种类分为黄铁矿型和多金属型含金石英脉两种类型。
黄铁矿型含金石英脉约占总脉数的80%,多金属型含金石英脉主要发育于文峪、金硐岔、杨寨峪等主褶皱背斜中西段。
矿体产状、规模:
矿脉一般呈单脉产出,具有膨胀、分支、复合现象。
矿体形态一般呈脉状、透镜状,长度一般为20~350m,最长可达700m,垂深一般为100~500m。
矿体在矿脉中多分段富集,相邻近的两个矿体间往往呈左行侧现。
无论在走向和倾向上矿体多位于矿脉产状变化处,分支复合处,构造交叉处。
矿体一般顶部和底部品位较贫,中部和上部品位较富。
矿体厚度一般为0.3~2m,最厚可达7.8m。
厚度变化系数为52%~83%,属中等变化类型。
矿石品位一般为5~19g/t,最高可达1000g/t,变化较大,相邻两样品品位相差数倍至数十倍是常见现象。
品位变化系数根据中段统计为91%~228%,如按整个矿体进行统计则全都大于100%。
属不均匀~极不均匀型。
从整体看,品位、厚度两者之间呈正相关关系。
偶见负相关或不相关关系。
§2.3矿石特征
2.3.1矿物组成
矿脉矿物成分除自然金、银金矿等金矿物外,主要为石英、黄铁矿,次要矿物有方解石、白云石、铁白云石等。
多金属型矿脉次要矿物还有方铅矿、黄铜矿、闪锌矿,微量矿物有磁铁矿、赤铁矿、金红石、锆石、黑钨矿、白钨矿、磁黄铁矿、黝铜矿、辉铜矿、碲铋矿等。
表生矿物有褐铁矿、孔雀石、白铅矿等。
方铅矿在有的脉中可构成主要矿物,如文峪505脉可构成中型铅矿床。
以上矿物成分构成的重要含金矿物共生组合有自然金-石英-黄铁矿组合,自然金-白钨矿-石英-黄铁矿组合,自然金-石英-黄铁矿-方铅矿组合,自然金-黄铜矿-磁黄铁矿-石英-黄铁矿组合,自然金-石英-褐铁矿组合,自然金-孔雀石-白铅矿-褐铁矿-石英组合等。
这些矿物共生组合是寻找金矿体的直接标志。
2.3.2矿石类型和结构构造
根据矿物成分及其矿物共生组合可分为:
黄铁矿型矿石、多金属硫化物型矿石、矿化围岩型矿石和氧化型矿石4种。
矿石结构主要有自形、半自形和它形粒状结构、充填结构、交代结构、似斑状结构、揉皱结构、乳滴状结构、压碎结构等。
矿石构造主要有条带状、块状、细脉状、网状、浸染状、斑杂状、角砾状、晶洞状、蜂窝状等构造。
除斑杂状构造在原生矿石中较发育外,条带状构造、角砾状构造是黄铁矿型矿石的特征构造;网状构造、晶洞构造是多金属硫化物型矿石的特征构造;浸染状构造是矿化围岩型矿石的特征构造;蜂窝状构造是氧化型矿石的特征构造。
实习所见矿石如下图所示:
QL-K-6黄铁矿化金矿石
含黄铁矿,黄铁为浅铜黄色,部分表面具黄褐色锖色晶型良好,具有强金属光泽。
不透明,解理、极不完全。
含量约占30%。
金富镶嵌赋存在石英脉中,肉眼不可见,石英断口呈发亮的油脂光泽,含量占70%。
QL-K-8多金属硫化物矿石:
含方铅矿约30%,铅灰色,硬度较低,密度较大,金属光泽。
矿石下部粒度较粗、明亮,上部粒度较细;含黄铜矿15%,多呈不规则粒状集合体,黄铜黄色,时有斑状锖色。
石英占50%。
2.3.3 矿石化学成分
不同矿石类型主要化学成分见表1。
2.3.4金的赋存状态
矿石中以裂隙金为主,占金总量的95%,包体金较少,不足5%。
自然金成色一般在90O~960之间,平均924.6。
多金属硫化物阶段金的成色较低,平均为892.3。
多金属硫化物阶段还生成大量银金矿,金的成色为751。
§2.4围岩蚀变
矿床围岩蚀变明显,但蚀变带较窄。
主要蚀变有绢云母化、碳酸岩化、黄铁矿化、硅化、钾长石化、黑云母化、绿泥石化等。
以黄铁绢英岩化,黄铁绢云碳酸盐化与成矿关系密切。
§2.5成矿期和成矿阶段
2.4.1热液期:
热液期可分为4个矿化阶段。
2.4.1.1黄铁矿-石英阶段:
该阶段以乳白色+油脂光泽石英构成含金石英脉主体。
有少量黄铁矿,粒度3~15mm,呈立方体晶形星散状分布。
均一法测定平均温度为265.1℃。
爆裂法测定平均温度为303.4℃。
2.4.1.2石英-黄铁矿阶段:
为主要成矿阶段之一,以大量0.1~3mm粒度的黄铁矿出现为特征。
生成温度用均一法测定为127~336℃,平均温度209.2℃。
2.4.1.3多金属硫化物阶段:
也为主要成矿阶之一,生成多金属硫化物,且矿物结晶程度高。
该阶段均一法测定平均温度为155℃,爆裂法测定平均温度为178℃。
2.4.1.4碳酸盐-石英阶段:
为热液期尾声,主要由石英、铁白云石、方解石组成。
爆裂法测定平均温度为155℃。
2.4.2表生期:
经地表氧化淋滤作用矿石发生氧化。
氧化矿石金品位相对较高,经常可以见到明金。
第三章矿床成因分析
§3.1成矿时代
成矿时代对于我国有燕山期岩体侵入的太古宙金矿床的研究至关重要,即如果认为成矿在燕山期,矿床无疑就属岩浆成因;如果为前燕山期,那么就属变质成因。
现今多数人认为,小秦岭金矿床成矿时代应为晚燕山期,其依据是:
1)含金石英脉切穿了早燕山期的辉绿岩,又被同位素年龄为70Ma的云煌岩穿插(K—Ar法)。
2)
2)含金石英脉围绕晚燕山期花岗岩分布,且矿脉分布在花岗岩体外2~7km范围内。
3)含金石英脉成矿后没有经受较强的构造运动。
除被云煌岩穿插外,仅有喜马拉雅运动形成的平推断层使矿体小距离位移。
4)陕西境内不少北东向矿脉赋存于祁吕贺山字型构造的断裂中,而该构造在印支期之后。
§3.2成矿物质来源
3.2.1微量元素特征
黄铁矿的Co/Ni值在石英一黄铁矿阶段和多金属硫化物阶段分别为1.47和1.69,Se/Te值分别为0.89和1.088;Cu的含量较高达2740~8130×l0~;S/Se值为7751和124647。
石英中含K20和Na0较高,达0.18%和0.33%。
据红外光谱测定,各矿化阶段石英均具红外吸收强特点。
矿物中微量元素特征主要反映了岩浆成因特点。
3.2.2稳定同位素地球化学
氢氧同位素组成:
δD值为一33.8‰~一52.96‰,平均一45.54‰,表明主要为岩浆水,部分为雨水。
其中石英δ18O值为8%0~11‰,平均值为10.10‰;铁白云石δ18O值9.58‰;方解石δ18O平均值为14.73‰。
上述数值表明为岩浆水。
白钨矿δ180值为0.77‰~1.60‰,表明白钨矿形成时有雨水混入。
碳同位素组成:
δ13C值在一3.19‰—6.34‰,平均值为4.65‰;变化范围接近于海水碳酸盐型下限和深源岩浆碳酸盐的上限。
硫同位素组成:
文峪金矿床δ34S平均值为3.85‰;杨寨峪矿床δ34S平均值为2.69‰,均接近陨石硫特征。
且变化范围窄,均一化程度高,成矿环境较稳定,表明小秦岭金矿床硫源主要来自岩浆作用,而同时又具有地层硫的特征。
3.2.3金的物质来源及其聚集
小秦岭金矿田经历多期岩浆活动,重熔酸性岩浆的侵入可使被熔围岩中的金在岩浆结晶分异和气液分异作用下,在岩体中心和顶部出现金的相对富集;另一方面,岩浆侵入活动可引起围岩发生热液变质作用,使岩浆岩周围及其内外接触带局部范围内出现金及其它成矿元素的相对富集。
太华群中金经过多期规模较小的酸性岩浆侵入活动,但都没能形成金矿。
晚燕山期大规模的富钙、富钠岩浆热液活动,在较高温度、压力的作用下,对金的聚集和矿液的形成起了决定性的作用。
传统成矿理论认为石英脉型金矿床是岩浆期后热液及变质热液作用的产物,在成因上将石英脉型金矿床归为变质热液型和岩浆热液型,多数矿床形成于中深—中浅条件下多属中温热液矿床.随着测试技术的发展逐步积累了大量金矿床同位素及流体包裹体测试资料,这些资料表明石英脉型金矿床的成矿介质既有岩浆热液,也有变质热液,有的还有大气降水的加入.大部分石英脉型金矿床的形成是多期次复成因的,尤其是规模大、工业价值高的矿床更是如此.
而综上对小秦岭成矿物质来源所述,小秦岭金矿为晚燕山期生成的中低温中深岩浆热液矿床。
§3.3成矿流体的来源
不同矿化阶段包裹体成分测定结果表明,矿化过程中热液成分相近,组分的种类及数量没有明显变化,提示形成金矿的成矿溶液具有同源性特点。
矿脉石英中包裹体CO2/H2O值平均为0.172,具岩浆热液特征。
§3.4成矿条件分析
1)地层条件:
小秦岭地区广泛出露的太古界太华群地层,为金矿的形成提供了主要矿质,成为区域金矿形成的矿源条件。
且前人资料表明含金石英脉的分布受一定地层层位的控制,容矿地层对金矿脉分布起控制作用,
2)岩浆条件:
小秦岭地区自太古代以来,发生有多期次岩浆活动,形成不同类型的岩浆岩。
岩浆活动是区域地质演化历史中热事件的集中表现,而热事件又是金从稳定态转变为活动态的重要条件,晚燕山期岩浆活动对小秦岭地区金矿化起了促成与矿质的补充作用。
3)构造条件:
构造运动不仅为各期次岩浆活动、各类岩浆岩的形成提供了空间与动力,而且对金的活化迁移创造必要的物理化学条件。
各种构造形迹对矿液运移的方向和矿化的条件都有明显的控制作用。
§3.4矿床成矿模式
在小秦岭地区已发现的千余条含金石英脉中,工业价值较大且具代表性的数十条金矿脉,在水平方向上主要集中于距晚燕山期花岗岩基2一7公里范围内,在垂向上分布于标高2000-0米的间距中。
据此即可以晚燕山期花岗岩为中心,由内向外分为三个矿化带,即弱矿化带、强矿化带、弱矿化带。
在强矿化带,矿脉在水平与垂向上的位置不同,表现出不同的矿化类型。
依此又可按矿化类型分出,由内向外,由上至下:
多金属硫化物型、黄铁矿型和少黄铁矿型,。
不同矿化类型矿物组合、元素组合、矿物标型特征等都有其继承和演化特点。
小秦岭金矿上述矿化原生分带,也说明金矿化过程中物理化学条件在时空上的有规律变化。
小秦岭金矿成矿模式的上述内容可用图示概括:
图6小秦岭金矿成矿模式图
a为太华群成岩作用,金的原始堆积;b为太华群地层隆起变质,形成再造矿源层;c为晚燕山期花岗岩浆侵入,岩浆期后热液与间隙溶液混合,形成含金矿液;d为金矿化原生分带。
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