矿床地质特征及矿化富集规律研究.pdf

论文分类号论文分类号P618.51 单位代码单位代码1 0 1 8 3 密级公开密级公开研究生学号研究生学号2006612036 吉林大学硕士学位论文黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究 Study on Geological Characteristics and Enrichment Regularities of Gold Mineralization in Wulaga Gold Deposit,Heilongjiang Province 作者姓名来又东专业矿物学、岩石学、矿床学作者姓名来又东专业矿物学、岩石学、矿床学导师姓名孙丰月及职称教授导师姓名孙丰月及职称教授学位类别理学硕士论文起止年月学位类别理学硕士论文起止年月2007 年年 5 月至月至 2008 年年 5 月月吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的硕士学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名日期年月日中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿声明研究生院本人同意中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿，希望中国优秀博硕士学位论文全文数据库给予出版，并同意在中国博硕士学位论文评价数据库和 CNKI 系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别■硕士 □博士学科专业矿物学、岩石学、矿床学论文题目黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究作者签名指导教师签名 2008 年 5 月 8 日作者联系地址（邮编）长春市建设街 2199 号（130061）作者联系电话13504483047 作者姓名来又东论文分类号作者姓名来又东论文分类号 P618.51 P618.51 保密级别公开研究生学号 2006612036 保密级别公开研究生学号 2006612036 学位类别理学硕士授予学位单位吉林大学学位类别理学硕士授予学位单位吉林大学专业名称专业名称矿物学矿物学、岩石学、、岩石学、矿床学矿床学培养单位培养单位（（院、所、中心）地球科学学院院、所、中心）地球科学学院研究方向热液矿床成矿理论与预测学习时间 2006 年 9 月至 2008 年 6 月研究方向热液矿床成矿理论与预测学习时间 2006 年 9 月至 2008 年 6 月论文中文题目论文中文题目黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究论文英文题目论文英文题目 Study on Geological Characteristics and Enrichment Regularities of Gold Mineralization in Wulaga Gold Deposit, Heilongjiang Province 关键词3-8 个关键词3-8 个矿床地质；浅成低温热液型；造山型；矿化富集规律；乌拉嘎金矿矿床地质；浅成低温热液型；造山型；矿化富集规律；乌拉嘎金矿姓名姓名孙丰月孙丰月职称教授职称教授导师情况学历学位导师情况学历学位博士博士工作单位地球科学学院工作单位地球科学学院论文提交日期 2008 年 4 月答辩日期 2008 年 5 月论文提交日期 2008 年 4 月答辩日期 2008 年 5 月是否基金资助项目否基金类别及编号是否基金资助项目否基金类别及编号如已经出版，请填写以下内容如已经出版，请填写以下内容出版地（城市名、省名）出版者（机构）名称出版地（城市名、省名）出版者（机构）名称出版日期出版者地址（包括邮编）出版日期出版者地址（包括邮编）提提要要乌拉嘎金矿由金矿本区、塔南勘查区和十三公里勘查区组成。本文在分析研究乌拉嘎金矿区域成矿地球动力学和成矿地质背景的基础上，通过野外调研、岩矿综合鉴定、稳定同位素、流体包裹体测试等方法和手段，详细研究了该矿床的地质、地球物理、地球化学特征，成矿地质条件和物理化学条件，进而探讨成矿流体、成矿物质的主要来源，成矿作用的机制和过程，确定乌拉嘎金矿为由浅成低温热液金矿和造山型金矿组成的成矿系列。其中金矿区为受构造与中酸性侵入体联合控制的浅成低温热液型金矿床；塔南勘查区成矿条件与金矿区类似，十三公里金矿化主要分布于花岗闪长斑岩体的内外接触带附近破碎蚀变带中，属于造山型金矿的中成金矿床。同时通过矿化富集规律研究和矿体剥蚀保存情况分析，建立金矿综合找矿模型，预测矿区、塔南仍具有巨大找矿潜力，十三公里勘查区 Au、As、Sb 异常明显，磁测梯度带与 Au 和伴生元素富集区重合效果较好，显示很好的找矿前景。关键词关键词矿床地质；浅成低温热液型；造山型；矿化富集规律；乌拉嘎金矿 - 1 - 目目录录前前言言......................................................................................................................................... 1 一、依托项目及论文选题................................................................................................. 1 二、地理位置和交通条件................................................................................................. 2 三、以往工作程度............................................................................................................. 3 四、本次工作量................................................................................................................. 5 第一章第一章区域成矿地质背景区域成矿地质背景..................................................................................................... 7 第一节大地构造背景.......................................................................................................... 7 第二节区域地层.................................................................................................................. 8 一、元古界....................................................................................................................... 10 二、古生界....................................................................................................................... 10 三、中生界....................................................................................................................... 10 四、新生界........................................................................................................................11 第三节区域岩浆岩.............................................................................................................11 一、晋宁期侵入岩............................................................................................................11 二、加里东期侵入岩........................................................................................................11 三、印支期侵入岩........................................................................................................... 12 四、燕山期侵入岩........................................................................................................... 12 第四节区域构造................................................................................................................ 12 一、构造基本特征........................................................................................................... 12 二、断裂构造................................................................................................................... 13 三、环形构造................................................................................................................... 15 第五节区域地球物理、地球化学特征............................................................................ 15 一、区域地球物理特征................................................................................................... 15 二、区域地球化学特征................................................................................................... 17 第二章第二章矿区及矿床地质特征矿区及矿床地质特征............................................................................................... 19 第一节矿区地质特征........................................................................................................ 19 一、矿区地层................................................................................................................... 19 二、矿区岩浆岩............................................................................................................... 21 三、矿区构造................................................................................................................... 22 第二节矿床地质特征........................................................................................................ 25 一、矿脉（体）特征....................................................................................................... 25 二、矿石特征................................................................................................................... 28 - 2 - 三、围岩蚀变................................................................................................................... 32 四、成矿期及成矿阶段划分........................................................................................... 33 第三章第三章矿床成因矿床成因................................................................................................................... 35 第一节成矿物理化学条件流体包裹体研究............................................................ 35 一、金矿区流体包裹体特征........................................................................................... 35 二、塔南勘查区流体包裹体特征 ................................................................................... 40 三、十三公里勘查区流体包裹体特征 ........................................................................... 44 第二节同位素研究............................................................................................................ 47 一、硫同位素研究........................................................................................................... 47 二、氢、氧同位素特征................................................................................................... 50 第三节矿床成因类型........................................................................................................ 51 一、浅成低温热液型金矿............................................................................................... 52 二、造山型金矿............................................................................................................... 57 三、成矿系列................................................................................................................... 59 第四章第四章矿化富集规律与成矿远景评价矿化富集规律与成矿远景评价............................................................................... 61 第一节矿化富集规律........................................................................................................ 61 一、地层控矿规律........................................................................................................... 61 二、岩浆岩控矿规律....................................................................................................... 61 三、构造控矿规律........................................................................................................... 62 四、矿体的侧伏斜列规律............................................................................................... 67 五、叠生成矿规律........................................................................................................... 68 第二节综合找矿模型........................................................................................................ 68 一、地质找矿标志........................................................................................................... 68 二、地球物理找矿标志................................................................................................... 69 三、地球化学找矿标志................................................................................................... 72 四、综合信息找矿模型................................................................................................... 75 第三节成矿远景评价........................................................................................................ 75 一、剥蚀保存条件........................................................................................................... 76 二、成矿远景评价........................................................................................................... 77 结结论论....................................................................................................................................... 81 参考文献参考文献................................................................................................................................... 82 中文摘要中文摘要......................................................................................................................................I ABSTRACT .............................................................................................................................IV 图图版版致致谢谢作者及导师简介作者及导师简介吉林大学硕士学位论文 1 前前言言一、依托项目及论文选题一、依托项目及论文选题（一）依托项目（一）依托项目我国大中型矿山保有储量不足的问题已直接影响到我国经济社会的可持续发展， 2004 年由国土资源部会同国家发展和改革委员会、财政部出台的全国危机矿山接替资源找矿规划纲要（2004－2010 年），是保障我国经济社会可持续发展以及矿业可持续发展的重大战略举措。实施危机矿山接替资源找矿十分迫切，势在必行。本论文主要依托 2006 年以来孙丰月教授在黑龙江省嘉荫县乌拉嘎金矿所实施的危机矿山矿产预测项目，即 “黑龙江省嘉荫县乌拉嘎金矿矿产预测”项目。（二）论文选题（二）论文选题 1.选题的意义 1.选题的意义乌拉嘎金矿是我国发现的第一个大型－超大型金矿床，也是东北最大的岩金矿床，随着长期的开采消耗和找矿难度的加大，地表及浅部的矿床开采已无法满足生产的需要，矿区东坑已经闭坑，西坑也面临严重资源不足，2008 年即将闭坑，矿山面临严重的资源危机，迫切需要探矿增储。前人研究认为乌拉嘎金矿属于斑岩型矿床，并在这一模式指导下进行了大量的找矿勘查工作，但是找矿效果不佳，一直未有突破。本次工作以乌拉嘎金矿为研究对象，根据控矿地质条件，矿床地质特征以及地球化学特征，确定矿床成因类型为浅成低温热液型，并总结矿化富集规律，指导矿区深部和外围矿产预测，为矿山探矿增储，以保证矿山后备资源充足，保证矿山的持续发展。对乌拉嘎金矿、十三公里金矿化点金矿与岩体的关系研究，将有助于提高乌拉嘎金矿的研究程度，丰富浅成低温热液矿床和造山型金矿的成矿理论。通黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究 2 过对乌拉嘎金矿的系统研究，总结成矿规律和有效找矿标志，为类似矿床理论研究提供借鉴。 2.选题的可行性选题的可行性从 2006 年至今，笔者一直参与乌拉嘎金矿矿产预测项目，并随项目组两次到矿区从事野外矿产勘查工作，较为系统的掌握了研究区地质矿产综合资料，取得了乌拉嘎矿区及外围成矿地质背景研究新认识和成矿规律的新看法。另外研究区资料丰富，有众多专家学者在此从事过研究工作，可为论文的撰写提供大量的有用信息。综合以上考虑，选取 “黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究”这一课题作为硕士研究生学位论文来研究。二、地理位置和交通条件二、地理位置和交通条件 1.研究区范围 1.研究区范围乌拉嘎金矿位于黑龙江省东北部边陲港口嘉荫县的乌拉嘎镇境内，矿区地理坐标东经 13012′24″～13030′00″，北纬 4820′00″～4830′00″。矿区面积 35km2，矿区距伊春市新青区新青火车站 70km，有公路相通；新青区有铁路、公路可达伊春、鹤岗、佳木斯等地，交通便利（图 0－1）。 2.自然地理、交通及经济概况自然地理、交通及经济概况金矿区位于小兴安岭东北麓，地势西南低，东北高，沟壑纵横，丘陵广布，漫岗、平原相间，绝大部分为第四系覆盖和森林掩盖，基岩出露较差。森林属温带针阔混交林，树种繁多，有柞、桦、胡桃、水曲柳等。区内主要河流除界河黑龙江外还有嘉荫河、结烈河、乌云河、乌拉嘎河、平阳河等 50 余条，皆属黑龙江水系，水利资源丰富。本区属大陆性气候，冬长夏短。冬季严寒，冻结期在 10 月至翌年 4 月，年最低温度达-40℃，最高温度 30℃，平均气温-1.3℃，雨季在 8 月份，年降水量 630mm，无霜期 126 天。吉林大学硕士学位论文 3 本区居民主要为汉族，其次为鄂伦春族。工业生产有采金业和林业，采金业以岩金矿开采为主，同时开采硫铁矿、蛇纹石、琥珀、褐煤等，林业分布在山区，以育林为主，采伐为辅。目前，乌拉嘎矿区西露天采场仍在采矿作业，东露天采场已经闭坑。矿石采自低品位的隐伏矿体。砂金开采处于次要地位，但仍有三条采金船进行作业。本区还有农机修造、木材加工、制砖等工厂。农业开发较晚，粮食作物以小麦、大豆为主，兼种玉米、谷子、水稻等作物。黑龙江沿岸村屯渔业发达，产大马哈鱼、鲟鱼、鲤鱼等。山产品有黑木耳、猴头蘑、蕨菜等。三、以往工作程度三、以往工作程度 1.区域地质调查及物化遥区域地质调查及物化遥 1958 年至 1964 年，黑龙江省地质局小兴安岭区测队等单位在乌拉嘎（团结沟）开展工作，并编写了报告，具体资料已经很难收集到，另外，1958 年至 1960 年地质部九 O 三航测大队在本区进行了 20 万航磁测量，发现了多处 ①孙丰月.黑龙江省嘉荫县乌拉嘎金矿矿产预测设计,2006. 图图 0－－1 乌拉嘎金矿交通位置图（据孙丰月乌拉嘎金矿交通位置图（据孙丰月 ①①，，2006）） 1.县级行政中心；2.厂矿、村庄、林场；3.乡镇驻地； 4.市县界；5.国界；6.县级以下公路；7.省级公路； 8.单线铁路；9.水系；10.乌拉嘎金矿区黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究 4 异常，均由超基性岩和玄武岩引起。研究区从 1976 年起开始开展 120 万区域地质调查，到 1979 年完成了嘉荫幅、太平沟幅区调工作。黑龙江省地质矿产局第三地质大队（现黑龙江省第六地质勘察院）化探队在乌拉嘎-金满屯一带开展了 15 万土壤测量，到 1984 年完成工作并提交了黑龙江省嘉荫县乌拉嘎-金满屯一带地球化学土壤测量报告。80 年代后期，黑龙江省地质矿产局第三地质大队五队在柳树河-嘉荫河一带开展了 15 万区域地质岩金矿调查工作，并提交了调查报告。90 年代初，原长春地质学院白士俊对团结沟金矿区外围水系沉积物进行了测量研究并提交了报告。这些区域地质调查工作，为乌拉嘎金矿提供了丰富的基础地质资料，其成果对指导矿山生产和科研具有重要的实际意义。 2.矿区地质工作矿区地质工作从 1958 年淘金者在团结沟偶然发现砂金， 1966 年黑龙江省冶金地质勘探公司（现为黑龙江省有色金属地质勘探局）704 队（现为武警黄金一支队）发现团结沟岩金矿床，很多地勘单位、研究院所都在团结沟金矿区进行了研究工作。从 1966 年到 1979 年， 704 队对团结沟矿区范围内及周边外围进行了勘探。 1981 年中国人民解放军 00515 部队对团结沟金矿储量进行了重新计算。90 年代初，黑龙江省第三地质大队所属佳木斯市三江地质技术开发公司对团结沟金矿西段进行了补充勘探。另外，矿山从 1975 年开采至今，勘探工作一直没有间断，共投入钻探工作量 34706m，槽探工作量 4339m3（据齐永生等，2005）。 3.科研工作科研工作乌拉嘎金矿作为黑龙江省最大的岩金矿床，一直是众多学者、专家研究的热点，1966～1985 年间，刘作程研究了矿区岩浆岩，朱奉三等研究了矿床地质、成因矿物学和同位素组成；李之彤等以及李成范等对矿床地质、矿床成因等方面进行了研究；对于其成因类型更是讨论的重点，先后提出了不同的观点。刘作程提出了爆破角砾岩的观点；1972 年将含矿斑岩体认定为次火山岩，并吉林大学硕士学位论文 5 认为矿床为次火山岩型；1973 年，认为该矿床的地质特征有别于国内外已知的次火山岩型矿床，因此将其确定为斑岩型（刘新三，1973），由于矿体绝大部分位于中酸性斑岩中等特点，不少学者持此观点（吴尚全，1984）。80 年代末期，任启江通过对矿床中黄铁矿等成因矿物学研究，提出了该矿床属于热泉型低温热液成因矿床。1989～1990 年，杨天奇、李碧乐等对团结沟金矿进行了区域成矿条件及成矿预测研究，90 年代初，王世称对团结沟金矿进行了综合信息成矿预测，并圈定了七个预测靶区；吴国学对矿区和外围进行了隐伏矿体预测，徐瑞松对小兴安岭地区进行了金生物地化效应遥感研究；靳是琴进行了乌拉嘎金矿找矿矿物学研究；另外，武警黄金指挥部（吴尚全等，1995）还编写出版了黑龙江省团结沟斑岩金矿地质一书。1996～1998 年，中国科学院地质研究所进行了矿区深部与外围找矿远景研究，并提交了深部找矿靶区验证工程设计和有关的物探报告，2000 年以来，主要是围绕矿区及外围隐伏矿体进行预测，吴国学、白士俊等两度与矿山合作进行预测；魏俊浩等还对乌拉嘎金矿的团结沟矿区和平顶山矿区两处的控矿构造进行了对比研究进行矿体预测。此外，还有众多学者先后在各类科技期刊上发文或出版专著对乌拉嘎（团结沟）金矿的矿床地质特征、成矿条件、成因类型以及找矿方法和找矿潜力等方面进行系统探讨，极大地提高了乌拉嘎金矿的理论研究水平和科研工作程度。但对矿床成因和控矿规律一直存在有较多的分歧，本次工作着重对乌拉嘎金矿存在的成因类型不明确和矿化富集规律存在分歧的问题进行研究，确定金矿的矿床成因类型，认清控矿构造的类型、动力学及几何学特征，总结矿化富集规律，指导矿区深部和外围矿产预测。四、本次工作量四、本次工作量笔者从 2006 年至 2007 年，随项目组两赴黑龙江省嘉荫县乌拉嘎地区进行野外调查和研究工作，共计 3 个月，在黑龙江省嘉荫县乌拉嘎金矿矿区及外围黑龙江省乌拉嘎金矿矿床地质特征及矿化富集规律研究 6 开展地质研究及勘查评价，在该矿区结合物化探方法进行了地质勘查。另外，从 2006 年 9 月到现在，参与了相关的室内工作，主要包括资料整理、光薄片综合鉴定、流体包裹体测试、硫同位素分析测试、绘制基础图件等，对该矿床的区域成矿地球动力学背景、矿区地质、矿床地质特征、矿床地球化学特征、成矿物理化学条件、成矿深度等进行详细的研究，同时对矿床成因和矿床类型进行探讨，对成矿物质来源进行了对比研究，总结出该地区矿床矿化富集规律和找矿标志，建立了综合找矿模型。完成的主要工作量见表 0-1。表表 0－－1 乌拉嘎金矿区完成实物工作量一览表（项目完成工作量）乌拉嘎金矿区完成实物工作量一览表（项目完成工作量）工作项目名称比例尺单位任务书要求工作量完成工作量所占要求工作量比例测网布设 110000 km2 20.52 地质图修测 15000 km2 2.7 大功率激电中梯扫面 110000 （100m20m） km2 2 13.38 669 大功率激电测深点 30 100 333.3 双频道激电中梯扫面 110000 （100m20m） km2 2 0.4 20 次生晕测量 110000 km2 km2 2 10.08 504 汞气测量 110000 km2 km2 2 7.6 380 钻探 m 600 1051.56 176.42 槽探 m3 2000 4711.5 235.6 土壤