汪昌亮

(保利礦業(yè)投資有限公司，北京 100010)

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印度尼西亞某金礦礦床地質特征及找礦遠景探討

汪昌亮

(保利礦業(yè)投資有限公司，北京 100010)

印度尼西亞北蘇拉維西省西南某金礦大地構造上處于歐亞板塊、大洋洲板塊和太平洋板塊的交匯部位，屬西太平洋火山-島弧的一部分，其主構造呈北東-南西向展布，并伴有北西-南東向次級斷裂構造，在這些構造交匯部位常分布有多個大型金礦床。2008年～2010年，相關方面對該金礦實施了系統(tǒng)的地質勘查工作，本文基于勘查獲得的地質資料，對該礦的礦區(qū)地質、構造特征、礦體幾何形態(tài)、礦石結構構造、礦物組成和蝕變等作了系統(tǒng)的研究，認為含金礦體主要發(fā)育于遭受斷裂活動的灰?guī)r和安山巖的接觸界面，斷層下盤灰?guī)r中發(fā)育不規(guī)則的溶洞充填型礦體，由于滲透性差，斷層上盤安山巖中礦化不發(fā)育。硅化角礫巖是礦區(qū)及周圍找礦的重要標志。礦區(qū)內已探明礦體兩端延伸方向及其深部是下一步找礦的主要方向。

金礦 礦床類型 礦體三維建模 斷裂帶 印度尼西亞

Wang Chang-liang.Geological characteristics of a gold deposit in Indonesia and its ore-search prospects[J].Geology and Exploration,2015,51(6):1201-1208.

1 引言

本文研究的金礦床位于印度尼西亞北蘇拉維西省省會萬鴉老(Manado)西南約150km處，礦區(qū)及周邊分布有多個大小不一的金礦床或金礦點。該區(qū)域非正規(guī)采礦作業(yè)普遍，但總體地質研究程度較低，尤其對礦床的構造、蝕變、礦化規(guī)律及成因類型等認識較淺。2008年～2010年，相關方面對該金礦實施了系統(tǒng)的地質勘查工作，包括詳細的地質填圖、地形測量、鉆探工作、水文地質、工程地質、巖礦鑒定和樣品分析等勘探工作，取得了較全面的勘探數(shù)據(jù)，為深入研究該礦礦床特征及成礦規(guī)律提供了詳細的地質資料。

本文基于勘查獲得的地質資料，對該礦的礦區(qū)地質、構造特征、礦體幾何形態(tài)、礦石結構構造、礦物組成和蝕變等作了系統(tǒng)的研究，并運用Micromine軟件對礦體進行了三維建模。在以上研究的基礎上，總結該礦的成礦規(guī)律和成因類型，預測具有一定潛力的遠景區(qū)段，提出下一步找礦的方向。

2 區(qū)域地質背景

該礦床大地構造上處于歐亞板塊、大洋洲板塊和太平洋板塊的交匯部位(圖1)，屬西太平洋火山-島弧的一部分(Fitch,1972；Carlileetal.,1990)。該區(qū)域沉積地層和火山巖地層構成北蘇拉威西弧形構造的南緣，研究表明，早期的北蘇拉威西弧呈近南北走向，晚中新世后，由于蘇拉地塊的擠壓作用(Silver,etal.,1983;Mc Caffreyetal.,1983)，該弧形構造逐漸發(fā)生順時針旋轉，同時向西俯沖，使該區(qū)域處于擠壓環(huán)境當中，使先期存在的斷層發(fā)生逆沖走滑作用，構成北東走向的高角度逆沖走滑斷層系，并發(fā)成一系列火山噴發(fā)活動。隨后，這些斷裂帶中發(fā)生普遍的金礦化作用(Turneretal.,1994；Perello,1994)。

3 礦區(qū)地質特征

3.1 地層

礦區(qū)及周邊的地層巖性包括較老的被侵蝕的白堊紀及中新世海相沉積地層及不整合覆蓋其上的上新世火山巖。主要由中新世海相灰?guī)r、上新世安山巖-火山碎屑巖和第四系殘坡積/沖積層構成(圖2)。

圖1 a.印尼中東部大地構造圖；b.蘇拉威西島大地構造圖(據(jù)Hamilton,1979;Kertapati et al.,1992)Fig.1 a.Tectonic map of central-east Indonesia;b.Tectonic map of Sulawesi islands(after Hamilton,1979;Kertapati et al.,1992)1-區(qū)域性斷裂；2-板塊縫合帶；3-蘇拉地塊；4-島嶼1-regional fault;2-plate suture zone;3-Sula platform;4-island

中新世灰?guī)r：主要為白云質、泥質、硅質灰?guī)r。隱晶質結構，塊狀構造，主要成分為方解石?；?guī)r普遍遭受溶蝕，受成礦期熱液充填，溶蝕孔洞中常見犬牙狀石英晶簇。

火山巖：區(qū)內主要由火山集塊巖、安山熔巖和凝灰?guī)r組成，噴發(fā)不整合覆蓋于碳酸鹽地層之上。安山巖：淺灰白色、淺灰綠色，斑狀結構，塊狀構造。斑晶主要為斜長石、角閃石，斜長石呈淺灰色，中細粒半自形-自形晶體，近地表多風化、高嶺土化，呈乳白色，含量約占15%；角閃石呈墨綠色，自形-半自形晶，金屬光澤，含量約占3%。基質為斜長石、角閃石。凝灰?guī)r：淺灰-淺灰綠色，細粒結構，塊狀構造。晶屑主要為斜長石、角閃石，次要成分為火山灰、玻璃質，巖石常見有方解石細脈穿插?；鹕浇堑[巖：淺灰白色、淺灰綠色、土黃色，碎裂結構，角礫狀構造、塊狀構造，角礫大小不一、成分多樣，一般在1～70mm不等，角礫形態(tài)不規(guī)則，棱角分明，分布不均勻。角礫成分主要為灰?guī)r、硅質、凝灰?guī)r、安山巖等，膠結物主要為泥質、硅質、凝灰質、火山灰等。

圖2 印尼某金礦礦床地質圖Fig.2 Geological map of a gold deposit in Indonesia1-中新世海相火山巖；2-上新世安山巖；3-粘土-硅化角礫巖層；4-第四系坡積層；5-斷層；6-金礦體1-Miocene marine limestone;2-Pliocene andeite;3-clay-silicified breccias;4-Quaternary colluvial;5-fault;6-gold mineralized body

第四系殘坡積、沖積層由黃土、腐植土以及風化巖石碎塊等組成，主要分布在山坡、河谷及河床等地帶。

3.2 礦區(qū)構造

礦區(qū)位于北蘇拉威西省西南部，褶皺變形不發(fā)育，構造以斷裂活動為主。其中主斷裂帶呈北東-南西向展布，并疊加有北西南東向次級斷裂構造。北東-南西向構造為主要的控礦構造，金礦化帶受被東南西向斷裂控制，并且在主斷裂與次級斷裂構造的交匯部位常出現(xiàn)金品位較高的礦體。

(1) 北東-南西向斷裂

為礦區(qū)的主斷裂構造，同時也是最為重要的金礦化帶的導礦構造和容礦構造。該斷裂帶寬幾米～十幾米，礦區(qū)內斷裂帶長度在700m左右。斷層上盤為安山巖，下盤為灰?guī)r(圖3)。斷裂走向55°～72°，傾向北西，斷層面波狀起伏，傾角65°～85°，局部位置近直立。斷裂的多期活動特點明顯，主要表現(xiàn)為多期次的逆沖擠壓活動，斷層角礫巖發(fā)育。鉆孔巖心化驗結果表明，斷裂帶中硅化角礫巖為金礦化的主要載體。

(2) 北西-南東向次級斷裂

北西向斷裂為礦區(qū)的次級斷裂，規(guī)模較小。該組斷裂是以右行走滑為主的剪切斷裂，切割北東-南西向主斷裂，其形成時代晚于近南北向斷裂的早期擠壓階段。該組斷裂中金礦化基本不發(fā)育。

3.3 侵入巖

礦權范圍內，地表未發(fā)現(xiàn)有侵入巖露頭，僅個別鉆孔揭露少量侵入巖脈。在礦權外圍及區(qū)域上，侵入巖以次火山巖的形式存在，巖性為閃長玢巖，呈巖脈、巖株及小型巖體侵入于安山巖中。

從侵入關系判斷，巖漿侵入活動稍晚于火山噴發(fā)的時間，應與噴發(fā)的安山巖屬同一巖漿巖，與火山熱液成礦作用的關系非常密切。

4 礦床地質

4.1 礦體幾何特征

依據(jù)巖金勘查規(guī)范確定的規(guī)則對礦體進行三維建模。具體步驟：在Micromine軟件中，調入已經建好的鉆孔數(shù)據(jù)庫，顯示鉆孔軌跡，并運用顏色編碼顯示鉆孔的品位。根據(jù)礦體特征，選擇剖面線的方向，由軟件自動生成剖面，根據(jù)在此剖面上各鉆孔的品位和巖性等相關信息，按照約定好的礦體圈定原則和工業(yè)指標進行礦體剖面解譯(圖3)。待所有勘探線剖面礦體解譯完畢，利用所有解譯的礦體剖面線生成礦體三維模型(圖4)，運用軟件的實體校驗功能對礦體模型進行校驗并通過(朱海賓，2013)。

圖3 該礦典型地質剖面圖Fig.3 Typical geological cross section of the deposit

本次三維建模共圈定了一個主礦體和六個小礦體，其中主礦體占總礦量的96.7%。主礦體呈長板狀展布(圖4)，工程控制礦體走向長度為453m，礦體埋藏深度0～125m。走向50°～90°，傾向320°～0°，傾角35°～85°。礦體賦礦標高385～505.90m。礦體真厚度1.2～40m，平均12m，厚度變化系數(shù)80%；單工程Au品位1.89×10-6～18.64×10-6，加權平均品位5.39×10-6，品位變化系數(shù)63%。

圖4 礦體三維模擬圖Fig.4 3-D model of gold ore body

4.2 礦石特征

4.2.1 礦物組成特征

該礦礦石主要為硅化斷層角礫巖，角礫成分較復雜，以灰?guī)r、火山碎屑巖、凝灰?guī)r為主。因為該礦氧化程度很高，礦石中金屬礦物種類很少，主要為褐鐵礦、自然金和少量銀金礦。脈石礦物主要有石英、方解石、絹云母、長石等。

金：本次研究對部分樣品進行了物相分析，結果顯示，樣品中金主要以裸露金形式存在，其分布率達到97.57%，極少部分金以各種礦物包裹金的形式存在。金顆粒的粒度一般在15～70μm之間。

褐鐵礦：多呈不規(guī)則粒狀星散分布在近地表礦石中(圖5(1))，少數(shù)呈細脈分布。

石英：是最常見的脈石礦物，主要呈浸染狀、團塊狀，局部呈細脈、網(wǎng)脈狀，硅化與金礦化關系最為密切。

方解石：是主要的脈石礦物之一，多呈細脈狀或網(wǎng)脈狀分布于礦石中。

4.2.2 礦石的結構構造

根據(jù)礦石結構、構造和產出地質條件，與類似礦床對比(徐光榮等，1988；關繼東等，2004；劉洪等，2013)，可將礦石劃分成角礫狀構造、脈狀/網(wǎng)脈狀和蜂窩狀構造三種類型。

(1) 角礫狀構造：成礦作用開始前，斷層活動使巖層遭受強烈破碎，形成大小混雜的斷層角礫。在成礦期，含礦熱液沿斷裂帶充填膠結斷層角礫形成斷層角礫巖。角礫成分以灰?guī)r、安山巖為主，角礫大小不一，呈棱角狀(圖5(2))。

(2) 脈狀/網(wǎng)脈狀構造：成礦期，成礦熱液沿巖石裂隙充填形成含金硅質細脈，礦物成分主要有石英、方解石和白云石。

(3) 蜂窩狀構造：成礦作用前，下盤灰?guī)r曾遭受強烈的地下水溶蝕作用，形成大小不一、形狀各異的溶蝕溶洞，后經成礦熱液充填交代作用形成礦體，在新生代經風化作用形成蜂窩狀礦石(圖5(3))。

4.3 圍巖蝕變

區(qū)內礦體圍巖蝕變主要表現(xiàn)為硅化、碳酸鹽化、綠泥石化和高嶺土化。

圖5 各類型礦石照片F(xiàn)ig.5 Photographs of the main ore types(1)-褐鐵礦化含金礦石；(2)-蜂窩狀構造含金礦石；(3)-硅化角礫狀礦石；(4)-喀斯特溶洞充填型礦體(1)-limonited gold-bearing ore;(2)-honeycombed gold-bearing ore;(3)-silicified breccia ore;(4)-infilling karst cave ore

(1) 硅化：分布廣且較強烈，為成礦期主要蝕變，礦物為石英，多呈微細-細粒狀。一般以膠結物的形態(tài)膠結灰?guī)r和火山角礫巖而構成礦體的主體，少量呈細脈浸染狀交代圍巖，在喀斯特溶洞中?？梢娪腥罓钍⒕Т?圖5(4))。

(2) 碳酸鹽化：分布較廣的蝕變類型。蝕變礦物主要為方解石，乳白色，細-粗粒狀，多呈細脈狀或網(wǎng)脈狀充填于破碎帶或硅化角礫和灰?guī)r裂隙中。碳酸鹽化為成礦期后蝕變，作用時間長，碳酸鹽化作用與金礦化關系不明顯。

(3) 綠泥石化：礦體上盤安山巖中綠泥石化較為普遍。

(4) 高嶺土化：高嶺土化主要發(fā)生在斷層上盤風化的安山巖中，高嶺土化與原地礦體相關性不明顯。

5 礦床成因類型及找礦標志

5.1 礦床成因類型

該礦床形成于一系列火山環(huán)境中，與區(qū)域構造活動密切相關，區(qū)域性深大斷裂和火山構造的交匯部位是該類礦床的重要產出部位。斷裂構造是該類礦床重要的容礦空間，不整合面對金礦床也具有重要的控制作用。該礦床的礦石形成于開放的充填空間內，礦體以脈狀/網(wǎng)脈狀、孔洞充填和角礫狀構造為主，礦石礦物主要有黃鐵礦、銀金礦、自然金等。脈石礦物有石英、玉髓、方解石等。圍巖蝕變發(fā)育，硅化、碳酸鹽化現(xiàn)象明顯。本文所研究的礦床的特征與低溫熱液型金礦存在諸多相似的特點(郭繼海等，2004；武子玉等，2006；郭俊華等，2006；張學權等，2007；呂軍，2007；郭奎城，2010；孟獻真等，2012；付順，2014；)，因此初步將其歸為低淺成溫熱液型金礦。

通過綜合研究，可以將該礦成礦過程大致劃分為5個階段(圖6)：

(1) 成礦前喀斯特作用：成礦作用前，區(qū)域內灰?guī)r發(fā)生廣泛的巖溶作用，形成各種形狀不規(guī)則、大小不一的喀斯特溶洞，溶洞坍塌形成溶洞角礫巖堆積(圖6a)。

圖6 成礦模式圖(參考Turner,et al.1994)Fig.6 Metallogenic model (modified from Turner,et al.1994)

(2) 火山噴發(fā)階段：之后該區(qū)域發(fā)生大規(guī)模的火山噴發(fā)作用，安山巖/火山碎屑巖等噴發(fā)不整合覆蓋于下伏灰?guī)r地層之上，形成不整合面(圖6b)。

(3) 斷層活化階段：火山活動后期，沿該不整合面發(fā)生斷裂活動，形成大量斷層角礫巖(圖6c)。

(4) 成礦階段：含金熱液沿灰?guī)r和安山巖的接觸界面上升，由于斷層上盤的安山巖滲透性差而將含金熱液限制在接觸帶中，含礦熱液沿斷裂帶遷移充填并膠結斷層角礫，構成礦體的主體。斷層上盤安山巖由于滲透性差，很少有礦化發(fā)生；下盤灰?guī)r在成礦前，由于成礦前喀斯特作用形成大量大小不等的喀斯特溶洞，含礦熱液在沿斷裂帶遷移膠結斷層角礫的同時，充填到溶洞中構成形狀極不規(guī)則的溶洞充填型礦體(圖6d)。

(5) 成礦后期：由于風化剝蝕作用，原地礦體風化成碎塊并近距離搬運堆積構成粘土-硅化角礫殘坡積礦(圖6e)。

5.2 找礦標志

通過對該金礦的系統(tǒng)研究，可知礦區(qū)成礦作用主要發(fā)生在遭受斷裂活動的灰?guī)r和上覆安山巖的接觸界面及其附近部位，因此灰?guī)r和安山巖的接觸界面是主要的找礦位置；鉆探工作揭示，北東-南西向斷裂帶即是灰?guī)r和安山巖的分界面，也是控礦斷裂帶，北東向斷裂構造也是找礦的線索之一。

本區(qū)金礦床礦化與硅化作用密切相關，硅化作用強，礦石品位較高，反之則品位較低，因此在該區(qū)及周邊分布的硅化灰?guī)r、硅化角礫巖是重要的找礦標志。

已知原地礦體周邊的殘坡積粘土-硅化角礫巖也是找礦的目標之一。

6 勘探潛力探討

三維模型揭示，礦體在深部沒有被鉆探完全控制，呈繼續(xù)向下延伸的趨勢，是下一步增加資源量的首要方向。

從地質填圖、鉆探以及三維建模等結果揭示，礦體的展布嚴格受北東-南西向斷裂控制，礦權區(qū)內礦體向兩端逐漸變薄，并尖滅。但斷層向北東和南西兩端繼續(xù)延伸，根據(jù)其它成礦類型相似的礦床的經驗，此種礦床沿斷裂帶尖滅再現(xiàn)的機率較大，因此沿該斷裂帶的延伸方向將是下一步礦權外圍找礦的重點，并有望進一步擴大該礦的資源量。

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Geological Characteristics of a Gold Deposit in Indonesia and its Ore-Search Prospects

WANG Chang-liang

(PolyMiningCo.,LTD,Beijing100010)

A gold deposit of Sulawesi Islands, Indonesia is situated in the conjunction of the Euro-Asia, Australasia and Pacific plates, and is considered as part of the West Pacific volcanic-island belt. Its structure is dominated by NE-SW direction, with NW-SE trending secondary faults. Many large-scale gold deposits are often distributed in the conjunctions of these faults. A detailed survey was conducted in this deposit during 2008 to 2010. Based on geological data from this survey, this work made a systematic study on the geology of the mine, structural features, geometry of ore bodies, ore structure, ore composition and alteration. The results suggest that the gold-bearing ore bodies developed primarily in the contact of limestone and andesite that have undergone faulting. The irregular ore bodies of karst-cave filling type occur in the limestone at the footwalls of faults. Because of the poor permeability, little mineralization took place in the andesite in the hanging walls of faults. The strong silicified fault breccia is an important indicator for ore searching in the mine and surrounding areas. Extensions of both ends of the proven ore bodies and deep subsurface of the mine should be the targets for further exploration.

gold deposit, deposit type, ore body 3-D modeling, fault belt, Indonesia

2015-08-04；

2015-10-09；[責任編輯]郝情情。

汪昌亮(1980年-)，男，2012年中國地質大學(北京)博士研究生畢業(yè)，主要從事礦產勘查與研究工作。E-mail:gorthan@qq.com。

P618.51

A

0495-5331(2015)06-1201-8