侵入岩型金矿床经验性找矿勘查模型.PDF

文章编号 1007- 7715200002- 0031- 06 侵入岩型金矿床经验性找矿勘查模型 李景春 编译 中国地质调查局沈阳地调中心,辽宁 沈阳, 110032 摘要本文介绍了一个与花岗闪长质侵入体有关的金矿床勘查的经验地 质模型。该模型是Fairm ile金矿公司在美国内华达州北部布法罗山谷 Buffalo V alley地区进行金矿勘查过程中提出的,其建立模型的基础是 区域地质调查资料和地表多元素地球化学资料及钻探资料。该模型在布 法罗山谷金矿床勘查项目的几个靶区评价中得以成功应用,此外,也可作 为其他地区类似矿床的勘查评价工具之一,特别是在覆盖区的靶区评价 中尤为有用。 关键词与侵入岩有关的金矿床;布法罗山谷地区;经验性地质模型;找矿 勘查 中图分类号 P618151 Empirical GeologicalM odel of IntrusionRelated Gold Deposits, Buffalo Valley Area, Northern Nevada, USA L IJingchun S henyang Centre f or Geolog ical S urvey,China Geolog ical S urvey, L iaoning S henyang, 110032,PRC Abstract This paper proposed an empirically derived model for gold m ineralization occurring w ithin the Buffalo V alley area,N evada1Based on field observations and multi element geochem istry,it has been suggested that most of these gold occurrences are genetically related to the granodioritic intrusions1This model has been successfully used to uate several exploration targets in the same area and it may as w ell serve as an exploration tool for si m ilar deposits elsew here1 13 2000年第2期内蒙古地质 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. Key words Intrusionrelated gold deposits; Buffalo V alley area;Empirically geologicalmodeling; M ineral exploration 1 区域地质概况 布法罗山谷地区位于内华达州北部贝特蒙特BattleM ountain金矿带中部,其东北部 是著名的卡林Carlin金矿带。区内基岩主要由一些古生代构造地层单元及白垩纪第 三纪侵入的长英质中性岩株和岩脉组成。大部分地段被第三纪和第四纪冲积物及少量第 三纪火山岩所覆盖,由于下伏一系列南北向地垒和地堑,覆盖层厚度极不稳定。 区内大多数已知金矿床的围岩为Havallah岩系,该岩系由逆冲到二迭系盆地沉积岩之上 的下石炭统页岩和少量镁铁质火山岩组成。长英质和中性岩脉、 岩床、 岩株侵入了所有古生代 岩石。最老的侵入体形成于白垩纪,有的与钼矿化有关,紧邻布法罗山谷地区东部的T renton Canyon岩株就是其中之一,其年龄为89M a。区域航磁资料表明随着深度增加,该侵入体变 大,并且延伸到了布法罗山谷地区与贝特蒙特矿区之间的深部。第三纪侵入岩在矿区内常见, 有的与铜和金矿化有关。在贝特蒙特金矿带,绝大多数金矿床的形成与侵入体有关,如在最深 剥蚀水平上出现的矽卡岩型金矿床和在最浅剥蚀水平上出现的远成浸染型金矿床。 经工作,在布法罗山谷地区划分出A、B、C⋯⋯R等18个靶区。 2 地质模型 211 模型概述 模型体系是以一个被称为中心侵入体的岩体为中心,金矿化发育在中心侵入体周围的 沉积岩及脉岩中,并以中心侵入体为中心,其富集强度呈明显的环型分带,金矿化强烈地带 称之为金带。其他金属矿物及蚀变矿物由中心侵入体向外也呈现分带图1,虽然这些金属 图1 与侵入体有关金矿地质模型剖面示意图 的富集一般达不到边界品位,但这些金属及蚀变矿物的分带可以有效地指示金的富集部位。 23侵入岩型金矿床经验性找矿勘查模型总第95期 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 相对中心侵入体的位置,在剖面上将模型体系划分为深部、 中部、 浅部。 深部指中心侵入 体顶部以下地段,中部指中心侵入体顶部附近地段,浅部指中心侵入体顶部以上地段。在浅 部不出露中心侵入体,金矿化不直接与任何一个具体的侵入体有关,只是推定在矿化岩石下 部有侵入体存在,并与金矿化有成因联系。 虽然在浅部地球化学异常可以指示金成矿流体的 主要通道,但地球化学和蚀变分带却不十分有用。 212 中心侵入体 在布法罗山谷露天采场观察到的火成岩交切关系表明,晚期形成的岩石较早期的更偏 酸性、 斑晶更明显。在布法罗山谷矿区所发现的最晚侵入体是一个小规模、 多阶段侵入的花 岗闪长质岩株,出露于蚀变带和地球化学分带的中心部位。类似成分的岩株在靶区L和F 的蚀变带和地球化学分带的中心部位也有出露。这些岩株就是 “中心侵入体” 的实例。中心 侵入体与其他岩体相比在有些方面是独特的,它约含有10的石英斑晶,其他岩体中则少 见。 中心侵入体的大部分是新鲜的或只有弱蚀变,但在岩体边部出现含铁镁质的斑晶被强烈 交代形成绿泥石,并有石英脉和黄铁矿被氧化后形成的铁氧化物沿裂隙分布。 213 中心侵入体周围的蚀变 在布法罗山谷矿区经肉眼观察可区分出四种蚀变类型,即递进蚀变、 退化蚀变、 晚期蚀 变和表生蚀变。 递进蚀变是由中心侵入体侵位引起的接触变质和交代作用所造成。由中心侵入体向外 蚀变强度减弱,但沿断裂和裂隙发育较远。变质和蚀变岩石反映了原岩类型,页岩和粉砂岩 变为黑云母角页岩,钙质岩石变为辉石角页岩,而未反应的燧石仅表现为轻微的重结晶。热 液黑云母主要沿角页岩中的裂隙发育,早期岩脉中含铁镁质成分的斑晶转变为不规则团块 状黑云母,表明在递进蚀变过程中有钾的加入。 退化蚀变叠加在递进蚀变之上,并表现出由裂隙控制到全岩交代的变化。 绿泥石和阳起 石是最常见的退化蚀变矿物,通常与贱金属及贵金属的高异常富集有关。 绿脱石和绿帘石在 局部常见。推测大部分金沉淀发生于这一阶段。 晚期深成蚀变形成了白色粘土矿物,明显沿切割退化蚀变岩石的裂隙发育。 该阶段在局 部形成了粗粒金、 毒砂、 黄铁矿和少量碲化物等矿物充填在富粘土矿物的裂隙中。 该阶段 形成的金在靶区F有少量储量,在布法罗山谷露天采场沿断裂和脉岩发育的现代氧化带中 高品位金矿化的原生矿也是这一阶段的产物。 表生蚀变形成了粘土和铁氧化物矿物,是第三纪和现代氧化作用的产物。 这种与风化作 用有关的蚀变提高了对原生矿石的氰化淋滤效果。 214 金属分带 模型体系中不同深度的金属侧向分带为,钼和钨在侵入体接触带富集,铜富集在接触带 外侧,金、 砷在铜带外侧富集,钡叠加在金带外侧的重结晶碳酸盐岩上,铅、 锌、 锑和汞在各金 属带中都可出现高异常。各带中金属的富集强度依赖于岩石类型和靠近高或低角度断裂的 程度。 金带叠加在每个侵入体周围不同的递进蚀变带上。 在布法罗山谷露天采场,金带出现在 靠近中心侵入体的钙硅蚀变带中;靶区F中,金带出现在钙硅蚀变带与大理岩带的过 渡带;在靶区 L , 则出现在离中心侵入体较远的大理岩带与原岩过渡带中富有机质的碳酸盐 33 2000年第2期内蒙古地质 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 岩中。现在尚不清楚金带在各体系中出现在不同递进蚀变带的原因,但是,在各个中心侵入 体周围金带出现的位置是一定的,并且能够预测。 模型体系的浅部金属侧向分带尚未进行钻探查证,在确信属于模型体系浅部的靶区地 表取样没有地球化学分带,但出现了在深部具有明显空间分带的金属组合,表明在近地表环 境下,流体沿断裂快速上升,金属没有发生侧向分散,进而未能发育象深部一样的分带。 215 控矿因素 中心侵入体是热源和流体源,与其靠近程度是模型体系深部金成矿的首要控制因素;围 岩的渗透性和在金富集带中出现高或低角度断裂是第二控制因素,因为它们增强了流体的 迁移。两个或多个次要因素同时存在时,如高角度断裂切割渗透性围岩,就会出现金的最大 富集。 3 实例 311 靶区F模型体系深部矿化实例 靶区F的基岩地质是通过钻孔资料了解的。 其基岩主要由Havallah岩系及许多岩脉和 岩床及一个呈北东向的椭圆型侵入体组成,侵入体在平面上约520m300m。侵入岩成分均 为花岗闪长质。 这一中心侵入体含有石英斑晶,是布法罗山谷勘查项目中已知与金矿有关的 最大侵入体。中心侵入体外围分布有许多岩脉和岩床,其中有的边部出现金矿化。这些侵入 岩的结构和成分与布法罗山谷矿区的第三纪侵入岩相似。 Havallah岩系中的碎屑岩是大多数已知金矿的围岩,但由于大量断裂破坏和快速的横 向相变,因而对其地层学特征了解甚少。靶区F南部一些富含燧石、 分选性差的砂岩是大部 分金矿体的围岩,这可能是经脱钙反应后这类岩石渗透性增强所致。 详细的钻孔编录资料提供了表明金成矿与中心侵入体有成因关系的矿物学资料。黑云 母角页岩和辉石角页岩形成于早期的递进蚀变阶段,充填于角页岩中裂隙内的绿泥石和阳 起石表明退化蚀变叠加在其上。 硫化物形成于退化蚀变阶段或稍后,在裂隙中通常与退化蚀 变矿物共生,并主要发育于裂隙的中心线部位。 细粒磁黄铁矿团块一般出现在沿角页岩中裂 隙分布的绿泥石或阳起石团块中,或发育于脉岩中局部退化蚀变热液黑云母团块中;黄铁矿 出现的部位一般较磁黄铁矿距中心侵入体远。在同一样品中观察,可见黄铁矿呈自形晶,一 般与晚阶段白色粘土矿物共生,表明其形成较磁黄铁矿晚。黄铜矿与磁黄铁矿、 毒砂共 生,对这些矿物间的特殊共生关系尚未查明。粗晶毒砂中有极少量自然金圆形包体,在白色 粘土矿物中可见少量不规则状自然金、 黄铁矿及碲化物 , 自然金长轴方向大者有 015mm。发育最强的金矿化和有关蚀变沿高或低角度断裂及岩脉、 岩床的边部出现。 钨、 钼异常 3010 6、 6010 6 出现在中心侵入体边缘外侧几米范围内;铜的最大 异常 30010 6 出现在60m范围内;金和砷异常 10010- 9、 10010- 6出现在铜 高品位地段之外近120m处,在金带中铜的富集仍有10010- 6-30010- 6;钡异常 200010 - 6 出现在金带外侧的120m之外,并显示热液体系的远成地球化学特征。每种 金属的最高富集比上述可高出一个数量级。 铅、 锌、 铋、 镉、 锑和汞的富集具有变化性,局部出 现高异常,叠加在其他金属带上。靶区F热液体系的地球化学特征表明其波及范围至少在 150m以上。 43侵入岩型金矿床经验性找矿勘查模型总第95期 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 金属元素和蚀变分带与矿物关系都表明了金矿化与中心侵入体直接有关,侵入体规模 较大 15km 2 , 说明靶区F的形成深度为模型体系的深部。 312 布法罗山谷矿区露采区模型体系中部矿化实例 与靶区F相似,布法罗山谷矿区露天采场区靶区A、B和O金矿体围岩为Havallah 岩系的沉积岩和第三纪脉岩。金主要在高角度断裂带中富集。大部分已采矿体和多数在采 矿体赋存在北西向的布法罗山谷断裂带中,少量矿体分布在南北向的前缘断裂Front Fault及其他地段。 Fairm ile金矿公司早期工作集中于扩大沿前缘断裂分布的近地表金矿化带靶区A及 露天采场下部沿直立脉岩发育的高品位金矿囊靶区A。 钻孔切穿了高品位金矿体,在布法 罗山谷断裂带中两个主要脉岩之间的Havallah岩系沉积岩中也发现了低品位金矿化。详细 研究钻孔资料发现低品位金矿化出现在细砂岩和粉砂岩中,矿化地段裂隙十分发育,矿体的 上、 下盘为低渗透性的角页岩,角页岩对成矿流体起着阻隔作用。这种受控于微裂隙的金矿 化是布法罗山谷地区新发现金矿资源最多的矿化类型。 在布法罗山谷矿区露天采场详细采样发现,金矿化也受控于南北向和东西向高角度小 断裂与南北向低角度小断裂的交汇处。这种网结式金矿化表明在金矿化期布法罗山谷断裂 带发生了走滑运动,断层泥中断层角砾的位移和擦痕表明最晚一次运动为右旋。 这种走滑背 景可以解释金矿化强度和厚度出现尖灭、 膨大的变化。 在布法罗山谷矿区已勘探地段,硫化物不常见。沿布法罗山谷断裂带氧化深度超过 210m ,残余硫化物分布于沿裂隙产出的退化蚀变绿泥石和阳起石中或在热液黑云母团块 中。磁黄铁矿和黄铁矿是最常见的残余硫化物,也见少量黄铜矿。未见其他硫化物,但出现 铅和锌高异常局部高达100010- 6 , 它们可能赋存在铁的氧化物中。最强烈的金矿化出 现在沿脉岩边部破碎带中发育强烈泥化及富铁氧化物的地段。高品位地段泥质成分可能是 晚期热液蚀变与深成蚀变相叠加的产物,但对其中的深成信息难以识别。 在布法罗山谷断裂带和前缘断裂带之间的5865山出露一小花岗闪长质斑岩体,其中岩 浆成因角闪石的年龄为3317111M aKA r。 围绕侵入体出现一系列大致呈同心带状、 在 平面上呈三角形的蚀变和地球化学分带,这是断裂带对成矿流体迁移影响的结果。 斑岩体中 的蚀变分带为由未蚀变岩石到其边部的强烈退化蚀变,并被含脉率高达20的石英细脉所 切割。这些观察资料表明布法罗山谷矿区的金矿化在成因上与中心侵入体有关。大规模的 蚀变和金矿化表明这个小斑岩体是大侵入体的最上部。 因此,可以认为布法罗山谷矿区是模 型体系的中部。 作为对上述认识的检验,应用模型对靶区O进行了评价。 靶区O位于5865斑岩体的南 缘,少量钻孔发现了具有潜在经济价值的金富集带,对此仍需进一步勘查。 313 靶区 模型体系浅部矿化实例 以前在靶区I沿Range断裂布置的浅井中所采样品有金、 银、 砷、 锑、 汞、 钯、 铅、 锌和镉 的高异常,区域上沿Range断裂的其他地段有金矿床产出,所以靶区I应当是一个远景区。 在靶区 I, 北西向弱泥化花岗闪长质脉岩群横切Range断裂。脉岩的局部有金异常,但 在Havallah岩系的沉积岩中未出现角页岩。沉积岩中最强烈的蚀变发育于靠近南北向和北 东向断裂处,主要为泥化和铁染。沿断裂发育硅化,在局部可见沿裂隙及碎裂岩充填的重晶 53 2000年第2期内蒙古地质 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 石脉。 在航照和卫星影象中可见一些近于平行的南北走向的线性构造,表明Range断裂带是 一个复杂的构造带,其延长数十千米,最大宽度达520m。北西向脉岩群的形成早于金矿化, 它的侵位可能是沿着一个深部断裂带发生,这个深部断裂带的走向与布法罗山谷断裂带相 似。所以,靶区I应当位于北西向深部断裂带与南北向Range断裂带的交汇部位。 在这个断裂带交汇部位利用岩心样品圈出一个约240m240m、 金品位为01310- 6- 3110- 6的地段,样品中出现银、 砷、 锑、 汞、 钯和贱金属的强异常。金的异常富集发育在 Range断裂带膨大部位的南北向或北东向高角度断裂中。这些膨大部位的裂隙走向可能是 由于Range断裂带发生走向滑动所造成,但由于揭露太少,还没有观察到走向滑动运动的 直接证据。 虽然在靶区 没有见到与金成矿有关的侵入体,但发现了与靶区F相似的金属组合, 即深部组合,表明靶区I的成矿流体与靶区F具有相似的成因。因此,可以推测靶区 形成 于一个与金成矿有关的侵入体之上部近地表环境下。靶区 没有出现在布法罗山谷其他地 段所观察到的深部金属带和蚀变分带,其原因可能是流体远离侵入体快速向上运移到浅部 相对开放的断裂中,没有发育任何有意义的侧向迁移。 314 靶区L应用模型和其他技术新发现的矿化地 利用磁测和CSAM T可控源声频电磁法资料识别出靶区L为一南北走向的地垒,其 上覆冲积物厚度不大。先对靶区L进行了酶淋滤调查,然后在酶淋滤调查圈出的异常 内施工了一个钻孔,穿过了一个中粒含石英的花岗闪长岩体,沿裂隙可见铁和铜的氧化物染 色。肉眼观察,这个侵入体与靶区F及布法罗山谷矿区的中心侵入体极为相似。 经初步观察,认为与侵入体有关的金矿模型可应用于靶区L。 因此,又施工了两个钻孔, 其中一个孔位在原施工钻孔的北侧,穿过了一个发育低品位金矿化和铜高异常氧化铜,高 达50010- 6的地段。矿化发育在Havallah岩系的钙硅蚀变沉积岩中,在这个孔中一段 矿化砾岩含金可达018910- 6。金在底砾岩中的异常并结合围岩蚀变加之铜的富集等表明 这个钻孔可能打到了模型中描述的金带的附近。另一个孔在原施工钻孔的南侧,穿过了 Havallah岩系的泥化碎屑岩与大理岩互层岩石。这个孔打到了金带,发现了厚层低品位 0 1310- 6- 11010- 6金矿化带,在钻孔中其中一段连续矿化长达50m。在这个孔中,发 现了残余含碳物质分布地段,说明该孔已穿过了模型中金带的外侧。 计划对侵入体周围的金 带近一步实施钻探勘查。 由上述可以看出,与侵入体有关的金矿地质模型不仅确切反映了这类金矿化与侵入体 的空间关系和成因联系,而且可以作为一个十分有用的靶区评价工具。因此,这一金矿地质 模型应当在地质环境类似地区的金矿勘查与评价中广泛应用。 编译自 SEG N ew sletter, July 1997, 30 5131 译者简介 李景春,男, 1963年生,副研究员。主要从事贵金属地质研究工作。通讯地址辽宁省沈 阳市北陵大街25号 沈阳地质矿产研究所。邮编 110032。 63侵入岩型金矿床经验性找矿勘查模型总第95期 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. 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