小秦岭金矿带
2020-01-19 · 技术研发知识服务融合发展。
小秦岭金矿带的含金石英脉型矿化与围岩界线截然,呈单脉型,舒缓波状,分布广泛,是研究Fb及其矿脉的天然实验室和充填律的发源地。
1.金矿工作简述
小秦岭金矿带分布在华山东延余脉,西亘华山主峰,东抵崤山,北邻黄河平原,南与秦岭毗连。东西长约55km,南北最宽达15km。分属陕西洛南县、潼关县和河南灵宝市管辖,是我国第二大产金区。
1961年,豫〇八队在主水系进行以找磷为主的重砂测量,发现金,综合整理成小秦岭地区1:5万重砂取样分布图,圈出金分散晕。从此,拉开该地区金矿地质工作的序幕。后20年来,金矿地质普查、详查和勘探工作达到高潮。自1980年地质院校和科研单位陆续进入该地区进行金矿地质研究。笔者曾两次(1984,1992)组建课题组研究该地区金矿特征和矿脉预测,其技术思路亦即对矿脉层层选优,顺藤摸瓜,尽管那时尚处萌芽阶段。
2.地质背景
小秦岭金矿田的总体构造格局为伸展体制下形成的拆离-变质杂岩核或花岗绿岩带构造。它由南北边界韧性剪切带、变质杂岩核体或花岗绿岩带及其褶皱和拆离(滑脱)、断裂构造组成。
北界韧性剪切带(亦称故县-太要断裂),总长近100km,因晚期脆性断裂破坏致使断续出露,最宽达1km,主要断层岩为千糜岩,总体走向近EW,N倾,左行逆冲。晚期脆性断面仍N倾,但左行平移,宽度数十至百余米,其中赋存金矿体。
南界韧性剪切带(亦称小河断裂),总长亦近100km,近EW走向,宽度数百米至5km,主断面南倾,左行逆冲,晚期脆性叠加,显右行平移,早晚期年龄分别为1769Ma和93Ma(胡正国1992)。两条韧性带在平面上均具舒缓波状特征。
上述南北边界断裂带控制了小秦岭花岗-绿岩带褶、断的总体展布和发展演化。褶皱由北向南有五里村背斜,西阴向斜和老雅岔背斜。它们的轴向总体为NWW,轴距4.5~4.6km,由南向北依次向东斜列,即它们在平面上的分布具有平行等距斜列特点。同时,轴向多呈波状变化,如老雅岔褶皱轴由西向东(文峪—金硐岔)舒缓波状显著(褶皱轴的倾伏向由270°→300°→280°→310°);背向斜的翼角多为北陡南缓;枢纽略显波状起伏。褶皱组合特点表明,它们属同期同级构造。
拆离(滑脱)构造主要发育在背向斜的太华群金硐岔组与观音堂组,焕池峪组大理岩底部及盖层官道口群、熊耳群与基底太华群之间,其断层岩为构造片岩、千糜岩、糜棱岩。除上述边界断裂和拆离(滑脱)构造外,还有遍布全区的断层,在不同组地层中利用、迁就和改造了近EW向层间滑脱带和破碎带,以后发育成为小秦岭金矿带。容矿断裂与古断裂产状基本一致。用容矿断面一次趋势分析结果做的古应力场解析图,得出σ1=200°∠12°,σ2=109°∠5°,σ3=0°∠76°;用Fb60和Fb201配套,则σ1=194°∠14°,σ2=104°∠0°,σ3=12°∠76°。这两组数据均可得出,最大主应力方向为SSW-NNE,且近水平,最小主应力方向近直立,即本区的基本应力状态。
3.矿脉选优
1992年前,小秦岭地区已发现约1232条含金石英脉,分布之广,条数之多,都是空前的。如何对如此之多的矿脉进行选优(那时称预测),是当时的难题。在基本掌握矿脉性质、形态、规模等认识,特别是Fb控制矿脉形态和空间分布规律后,由矿脉带—组—脉—波段的选优程序略见端倪。
(1)脉带选优
根据小秦岭地区矿脉空间分布的方向性、等距性、渐变性、矿化特征、控矿条件等,将其分为3个矿带及其基本特征:
北矿带(五里村-灵湖矿带):呈EW向展布,宽1.5~4km,长>28km,矿脉走向近EW,次为NW,NE和近SN。黄铁矿化型矿化,形成中、小型金矿床,如大湖、竹峪、灵湖等。
中矿带(七树坪-雷家坡矿带):呈EW向,宽1.5~2.5km,中间被文峪岩体分隔成东西两段,东段长>10km,西段为6km,矿脉走向近EW,次为NW。黄铁矿化和多金属硫化物型矿化,个别富集黄铜矿化和磁黄铁矿化。矿床规模为中、小型,如金渠沟、桐沟等。
南矿带(大月坪-老雅岔-杨砦峪矿带):近EW向,宽3~6km,长>27km。矿脉走向以EW向为主,次为NNE和NWW。发育多金属硫化物和黄铁矿型矿化,矿床规模大、中、小型齐全,如文峪、东闯、杨砦峪、四范沟等矿区的505,507,60,201等矿脉。
上述3个矿带走向相同,带间距4~5km,矿化特征基本相同、规模相当,属同一地质背景下形成的同一组矿带。
同一组的3个矿带必有主次之分,经3个矿带的比较,南矿带展布规模较大,矿脉条数较多,其中含有大脉西段505、东段60号脉,长均>4km。矿床储量可观,505脉(文峪矿区505号脉)20.313t,60脉(杨砦峪矿区60号脉)28.416t,小秦岭仅两个大型(共48.729t)都集中在南矿带;而其他5条中型(共46.324t)和32条小型矿脉共(共52.304t)(关连绪等,1986)均分散在南、中、北矿带中。比较结果,显然南矿带为主带。
(2)多组选优
南矿带有近EW,近SN,NW和NE向4组矿脉。矿脉数量上,EW向占56.3%,SN向11.2%,NE向17.6%,NW向14.9%;矿脉长度大小不一,一般为数百米至千余米,东西向最长的505,60号脉,均为4200m,SN向最长者410脉1680m,NW和NE向一般<2km;力学性质,EW向为压剪性,SN向为张剪性,而NW向和NE向为剪性;矿脉分布密度,EW向组最密集,SN向组最稀疏,NW向和NE向组密度居中。
所以,这4组矿脉中,唯EW向组最优。
(3)矿脉优选
在近EW向矿脉组中,西段的505脉和东段的60脉的分布位置、脉长和储量都有力地说明它们是近EW向组中较为突出的。两者相比,60号脉的舒缓波状特征和储量等方面比505号脉更具优势,所以杨砦峪60号脉选为小秦岭地区最优矿脉。
(4)60号脉波段选优
60号脉总体走向约100°,变化在80°~135°之间。矿脉主要由含金石英脉体及其两侧和延长地段的各种断层岩组成,赋存在脆-韧性Fb内。矿体的走向和倾向总体是断续的,具有矿体与无矿段或弱矿化段相间分布的规律,也是小秦岭地区矿体分布的普遍性。
这一规律从60号脉地表工程的面金属量沿走向变化曲线图(图5-11)中可清楚看出,图中60号脉西段出现4个强矿化富集段和4个弱矿化段相间分布,相邻间距约200~350m,东段出现5个强矿化段和6个弱矿化段相间,相邻间距为100~300m(东西段间被成矿后期母猪壕断层破坏)。因60号脉地表走向上9个强矿化段,均受Fb短边(相对引张部位)的控制。那么,强矿化段究竟在Fb的什么位置,通过对小秦岭控矿Fb与其矿体空间分布关系的初步研究认为,富矿体或最强矿化段的空间分布,总体看来应在Fb的中部位置,即Fb-0。
图5-11 杨砦峪60号脉金的面金属量沿走向变化曲线
(据关连绪等,1995)
1—面金属量曲线;2—三点滑动曲线
1)确定Fb-0位置。由于60号脉沿走向地表起伏较大,易产生走向误差,影响其波形。所以用60号脉较长的沿脉坑道资料,编制Fb及其矿脉在1872m中段含脉率的分布图,见图4-6。前文已提及60号脉由含金石英脉和断层岩组成。一般来说含金石英脉分布的范围就是矿体分布的范围,断层岩一般无矿化。因此,这里的含脉率就意味着是含矿率。Fb-0在60号脉中部(图5-11),确切位置在图4-6中的
2)矿化规律。经详细沿脉观测和统计对比得出,当矿脉走向呈近EW(80°~100°)方向段(短波段)时,则出现较强的金矿化,矿体厚大,延伸稳定;当矿脉走向转为SE(100°~135°)方向段(长波段)时,金矿化明显变弱,矿体变小而极不规则,如图4-6中
由60号矿脉的Fb-0→Fb-n矿化变弱的总趋势,总结出3 条变化规律:首先,在Fb-0—Fb-n中,Fb-0矿化强度最优;其次,由Fb-0向Fb-n矿化强度依次变弱;第三,在同波次中,短波段矿化优于长波段。
上述矿化变化规律指导找矿,即由Fb-0向其两端沿着Fb到Fb-n和从短波段到长波段(顺藤)的依次找矿(摸瓜)。顺藤摸瓜找矿法不限于沿脉坑道(矿脉走向方向),矿脉倾向方向也适用。
3)矿脉垂向方面选优(Fb-0)。垂向方向矿脉选优,多受矿区工程限制,当沿脉平巷的段高较小、中段少和无深钻时,确定Fb-0受到限制,即使利用其他方法的预测,其结果也很难验证。然而60号脉提供了工程条件,可以在矿脉垂向方向优选出Fb-0。
根据60号脉主要中段的含脉率和含矿率统计:地表含脉率分别为71.4%和75.5%,1966中段62.2%和69.0%;1872中段50.0%和66.0%;1700~1500中段41.6%。总体反映含脉率和含矿率自上而下变低。另外,通过研究和深钻资料将60号脉由标高2100~800m分成上、中、下3个矿化富集段(图5-12),从图可推断:60号脉沿倾向或垂向的Fb-0分布范围大约在1800m标高至地表以上,中心部位在2000m标高附近。
图5-12 60号脉矿化垂向变化
黄铁矿晶形统计,1872m的中段立方体黄铁矿占的百分比小于上下中段,{210}、{210}+{100}和{100}+{111}所占的配分比明显高于上下中段,而1872m标高在Fb-0范围内。矿化富集段,黄铁矿晶形种类多,聚形发育,贫矿化段,黄铁矿以立方体为主,且粒度大。统计对比得出,黄铁矿粒度越大,其含矿性越低(粗粒黄铁矿,粒度5~7.5mm,金含量2.16×10-6,细粒黄铁矿粒度<1mm,金含量216.3×10-6)。
石英矿物的结晶温度在1963m标高处最高达262℃,高出上、下波段20°~30°。由此推测,Fb-0部位可能还是成矿温度的强度中心。