蓋曉謙 韓志偉
(天津華勘老撾礦業(yè)投資有限公司 天津 300171)
本區(qū)在大地構(gòu)造上位于特提斯構(gòu)造域東段與西太平洋構(gòu)造域交接地帶瑯勃拉邦-黎府華力西褶皺帶北段,西鄰豐沙里-帕府中生代坳陷帶(對(duì)應(yīng)中國境內(nèi)蘭坪-思茅坳陷南段),東鄰長山褶皺帶和奠邊府-榮市島弧帶(圖1)爬奔礦區(qū)不同時(shí)期的火山活動(dòng)強(qiáng)烈,但巖漿活動(dòng)較弱,從目前調(diào)查和收集的資料分析看,主要有加里東期、華力西早期和晚期三期火山-巖漿活動(dòng)。
礦區(qū)地層自晚古生代以來除新近系與古近系外出露比較齊全,由新至老依次為中上三疊統(tǒng)礫巖、砂巖、粉砂巖,二疊系安山巖、凝灰?guī)r、玄武巖、灰?guī)r及石炭系泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、泥灰?guī)r等,礦體賦存于下二疊厚層灰?guī)r當(dāng)中。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育,韌脆性剪切帶在灰?guī)r地層中形成了不同方向的次級(jí)斷裂構(gòu)造,由此組成了區(qū)內(nèi)復(fù)雜斷裂構(gòu)造體系。主要的脆性斷層有:北東向、北北西向、北西向。其中,北北西向斷裂是礦區(qū)主要的控礦構(gòu)造。
圖1 老撾北部構(gòu)造分區(qū)圖
爬奔金礦礦床類型為中低溫?zé)嵋航淮?充填礦床,礦床礦體按熱液作用類型、礦體就位方式和地質(zhì)環(huán)境可分為四類:包括糜棱巖化蝕變型金礦體、斷層破碎角礫巖型金礦體、碳酸鹽(方解石)脈型金礦體、紅土型金礦體。
糜棱巖化蝕變型金礦體成礦熱液沿?cái)嗔堰\(yùn)移,交代圍巖碳酸鹽礦物。早期礦化沿韌脆性剪切帶構(gòu)造面和糜棱巖帶展布,礦體產(chǎn)于糜棱化灰?guī)r中,礦化蝕變以硅化、褐鐵礦化、菱鐵礦化為主,成礦熱液礦化蝕變作用很強(qiáng),礦石結(jié)構(gòu)為糜棱化碎斑結(jié)構(gòu),浸染構(gòu)造,礦體與圍巖呈漸變接觸關(guān)系。
斷層破碎角礫巖型金礦體有兩種,一種為在早期蝕變巖型礦化基礎(chǔ)上,蝕變巖被后期構(gòu)造活動(dòng)破碎,由后期成礦熱液進(jìn)一步疊加蝕變交代,富集成礦,并由交代成因碳酸鹽礦物膠結(jié)形成;另一種沿韌脆性斷層邊界形成的角礫巖破碎帶,在成礦期伴隨熱液活動(dòng)由富含金的成礦熱液充填交代,形成角礫巖型金礦。該類礦體普遍發(fā)育紅化蝕變,膠結(jié)物中廣泛發(fā)育菱鐵礦化。
前者金的品位要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者,兩者之間的差別在于角礫的金品位,單獨(dú)取樣測(cè)試結(jié)果顯示前者金品位高達(dá)30~40g/t,后者為3g/t左右。
本類型金礦脈產(chǎn)于破碎帶旁側(cè)的張性裂隙中。礦化蝕變?yōu)榉浇馐丸F白云石化,偶見大理巖化(或?yàn)樯呒y石化)。紅色方解石脈構(gòu)成礦脈。自然金顆粒大,呈粗、中、細(xì)粒金嵌布于方解石顆粒間。礦脈中脈石礦物以方解石為主,含有菱鐵礦、白云石、石英等礦物,本類型金礦規(guī)模小、變化大、品位較富。
該類型金礦主要沿?cái)嗔褞系穆渌础⑶治g凹溝分布,在地形低洼平緩地帶呈面狀分布,適合露天開采,厚度較大,品位較高,成因應(yīng)歸屬原生礦體的風(fēng)化殘積。值得強(qiáng)調(diào)的是,通過野外觀察,此類礦體可根據(jù)地形條件作為找礦標(biāo)志,其分布主要在分水嶺兩側(cè),則分水嶺上部地段可能有原生礦體。
通過對(duì)爬奔金礦礦區(qū)、外圍的野外實(shí)際勘查研究,礦體出露點(diǎn)有針對(duì)性的采樣分析,以及礦區(qū)所有坑道的詳細(xì)編錄觀察,通過詳細(xì)的巖礦鑒定和巖相學(xué)分析對(duì)于礦區(qū)的礦化蝕變有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
爬奔金礦主要賦存于上二疊統(tǒng)中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r中,受北東向、北北西向斷裂控制明顯。金礦沿多次活動(dòng)的斷裂帶分布,主要是以充填或交代為主的蝕變巖型金礦以及含金方解石脈型金礦。研究發(fā)現(xiàn),爬奔金礦礦化蝕變十分復(fù)雜,包括:硅化、碳酸鹽化、白云石化、菱鐵礦化、褐鐵礦化、紅土化等,其中成礦作用與褐(菱)鐵礦化、硅化、碳酸鹽化存在密切關(guān)系。通過探槽、鉆孔等工程布控結(jié)果來看,尤其是與含鐵礦物蝕變有關(guān)的“紅化”蝕變?cè)诘V床成因上有著十分密切的關(guān)系,其特點(diǎn)是圍巖內(nèi)淺色礦物被染紅,呈現(xiàn)弱紅化-紅化的變化?!凹t化”蝕變是金礦床早期礦化蝕變之一,是最終成礦的前奏,受巖漿活動(dòng)、構(gòu)造應(yīng)力等作用影響含礦熱液(富含F(xiàn)e、Au、SiO2)充填到構(gòu)造軟弱帶,并與圍巖發(fā)生交代反應(yīng),致使圍巖當(dāng)中普遍出現(xiàn)鐵質(zhì)浸染,使原來淺色礦物被染紅,出現(xiàn)“紅化”蝕變現(xiàn)象,隨著后期的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),大部分造巖元素的進(jìn)一步活化富集,出現(xiàn)菱鐵礦、方解石膠結(jié)的礦石角礫,受熱液期內(nèi)多次脈動(dòng)的影響角礫表現(xiàn)出多次碎裂特征,呈不規(guī)則的棱角狀、次棱角狀,進(jìn)而形成富礦。
礦區(qū)內(nèi)可觀察到四種硅化現(xiàn)象,一是礦區(qū)西南部北東向砂巖斷層片理化帶內(nèi)部,推斷是剪切活動(dòng)壓力影響下,石英或硅酸鹽礦物壓溶再結(jié)晶成因,其與成礦作用關(guān)系不大;二是礦體及圍巖內(nèi)部,石英顆粒細(xì)小,肉眼觀察不到,晶體多被碳酸巖礦物交代,具有港灣狀不規(guī)則邊緣,呈不規(guī)則顆粒或呈微細(xì)脈狀散布于礦石內(nèi)部,其與成礦作用關(guān)系密切;三是靠近巖漿巖體的砂巖和灰?guī)r裂隙內(nèi),以石英脈的形式充填砂巖和灰?guī)r裂隙內(nèi),伴有黃鐵礦化,氧化后表現(xiàn)為褐鐵礦化,有金品位顯示。這是判斷成礦作用與巖體有關(guān)的重要依據(jù),也體現(xiàn)了硅化與成礦的密切關(guān)系。四是礦體尖滅處及礦體外圍封閉型裂隙內(nèi),可見石英細(xì)脈,并強(qiáng)烈交代周圍碳酸鹽,如PD12-1斜井底部,為早期成礦沉淀的石英被堿性成礦熱液溶蝕后運(yùn)移出成礦構(gòu)造充填外圍碳酸鹽裂隙形成。
成礦熱液沿破碎帶向上運(yùn)移過程中,攜帶硅質(zhì)和金(或從下部炭質(zhì)泥巖或石英砂巖層中萃?。?,溫度、壓力逐漸下降,氧逸度升高(淺部環(huán)境)。金可能呈離子的形式存在,當(dāng)氧逸度升高時(shí),以絡(luò)合離子形式存在的金發(fā)生沉淀,金-硫絡(luò)合離子中的HS-,S2-被氧化為SO42-,使成礦熱液呈弱酸性。而在弱酸性、溫度壓力降低、氧逸度升高的條件下促使SiO2沉淀,產(chǎn)生硅化。大量的硅化作用又促使金-硫或金-氯絡(luò)合離子解體,釋放金而發(fā)生沉淀,因此硅化與金礦化關(guān)系極為密切,對(duì)金的富集起到重要作用。
礦石礦物組合中含有一定量鐵的金屬硫化物,說明熱液所攜帶物質(zhì)除了富含硅質(zhì)以外,同時(shí)應(yīng)該還含有HS-離子,其與金屬離子結(jié)合形成原生金屬硫化物礦物,經(jīng)強(qiáng)烈氧化和分解生成針鐵礦、纖鐵礦、褐鐵礦,F(xiàn)e3+浸染周圍巖石(礦體)顯示紅色,“紅化”蝕變的實(shí)質(zhì)就是鐵離子的浸染見圖2。
菱鐵礦化對(duì)金的富集成礦也具有重要意義。含礦熱液中攜帶的大量Fe2+流經(jīng)灰?guī)r地層時(shí)與碳酸鹽礦物溶解產(chǎn)生的HCO3-結(jié)合形成菱鐵礦,菱鐵礦對(duì)溶液酸堿性有影響,酸度增大,有利于金的沉淀。
酸度漸大,氧逸度漸小,溫度逐漸降低的環(huán)境,含金絡(luò)合物必然分解,金發(fā)生沉淀:在此過程中,金發(fā)生活化遷移,形成粒度較大的明金。
碳酸鹽化發(fā)生于主成礦期至成礦晚期,具有多期次性,包裹體測(cè)溫顯示出溫度的梯度變化,一般碳酸鹽礦物呈脈狀分布于構(gòu)造裂隙之中,與前期的SiO2發(fā)生交代反應(yīng),是熱液晚期低溫條件下蝕變的產(chǎn)物,晚期方解石標(biāo)志著金礦化的結(jié)束。這也是我們?nèi)庋畚茨芤姷绞⒌脑?。同時(shí)也會(huì)釋放石英中的金,賦存于方解石晶體裂隙中,起到富集作用。
成礦作用并不是一次完成的,每次熱液活動(dòng)都伴隨著蝕變與礦化的發(fā)生,因此,礦化蝕變強(qiáng)烈和重復(fù)疊加部位,金的礦化較好。在成礦作用之后,一定的構(gòu)造活動(dòng)也可以使金進(jìn)一步富集。
硅化、褐(菱)鐵礦化、碳酸鹽化與金礦化關(guān)系最密切,自礦體中心向兩側(cè)或遠(yuǎn)離破碎帶,蝕變強(qiáng)度減弱。礦化蝕變帶的規(guī)模和強(qiáng)度指示金礦化的規(guī)模及強(qiáng)度,在礦區(qū)可作為成礦標(biāo)志,對(duì)下一步的找礦有一定的指導(dǎo)意義。蝕變礦物系列的發(fā)育程度,指示了金礦床形成的溫度、壓力條件、交代作用性質(zhì)、蝕變巖石類型,為進(jìn)一步劃分金礦化蝕變巖提供了依據(jù)。在區(qū)域成礦預(yù)測(cè)中,蝕變巖帶和蝕變礦物系列的分帶是圈定金礦成礦預(yù)測(cè)區(qū)和金礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)的重要依據(jù)。
由于蝕變作用常出現(xiàn)于成巖作用與成礦作用的過渡階段,是成礦的前奏或先行環(huán)節(jié)?!凹t化”蝕變的實(shí)質(zhì)與成因分析,在礦床成因及找礦應(yīng)用方面具有重要的理論意義。它是造巖礦物徹底蝕變的標(biāo)志,是Au進(jìn)一步析出與運(yùn)移的標(biāo)志,是金礦的找礦標(biāo)志。對(duì)“紅化”蝕變作用與其蝕變礦物的進(jìn)一步研究是十分必要的。