南秦岭石泉北部羊坪湾金矿床成矿地质特征与找矿预测

摘要

石泉-汉阴北部金成矿带位于南秦岭造山带，多期构造叠加和面理置换强烈，造成了区内特殊的金矿类型。区内金矿床的控矿地质因素有哪些、成矿构造类型和控矿构造样式特征是什么、成矿作用特征标志有哪些，其中关键标志又有什么，深部找矿前景究竟如何，这是整个金成矿带目前面临的极为紧迫的关键问题。因此，选取该金矿带西段典型金矿床-羊坪湾较为深入地进行综合研究分析就显得尤为必要。
　　以中国地质调查局整装勘查区找矿预测综合研究项目-《陕西石泉-旬阳金矿整装勘查区羊坪湾和黄龙矿区专项填图与找矿预测研究》研究项目为依托，以石泉-汉阴北部金矿成矿带西部区段羊坪湾金矿床作为重点研究对象；在对前人已有研究成果综合分析的基础上，进行构造-岩相填图、地质剖面测量以及探矿工程观测等野外工作，结合样品测试结果和综合研究等，研究成矿特征、主要控矿因素、控矿构造特征、成矿流体特征，探讨研究区成矿构造演化和矿床成因，并在研究区内确定找矿预测靶区。主要取得的研究认识和创新成果如下：
　　羊坪湾金矿产于下志留统梅子垭组绿片岩相浅变质岩中，具有多次成矿的特点。南矿化蚀变带和北Ⅰ矿化蚀变带成矿时间相对较早，主要与韧性剪切变形有关，岩性、脆-韧性剪切带、褶皱、蚀变以及热变质叠加等均对金矿化具有一定的控制作用；北Ⅱ矿化蚀变带位于斜切S2面理的断裂破碎带内，成矿时间相对较晚，主要与矿区近东西向脆性断裂破碎带有关，断裂破碎带控制金矿化的产出位置。
　　侵入岩可能为早燕山期陆内造山阶段的产物。侵入岩脉主要为宽度小于1m的沿S2面理方向或呈小角度相交的中酸性侵入岩脉，多位于金矿化蚀变带内或旁侧，岩脉本身也具有一定的金矿化。在微量元素原始地幔标准化蛛网图和稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图上具有相似的配分曲线，表明岩脉岩性虽有差异，但其形成原因较为相似，可能是岩浆在上侵过程中受到不同物质的混染。研究区东临区位于同一构造带具有相似地球化学特征的汉阴北部观音河花岗闪长岩脉和沈坝花岗细晶岩脉锆石U-Pb年龄分别为180.2±3.6Ma和172.1±4.5Ma，综合判定研究区侵入岩脉形成时间为早燕山期。
　　矿床成因类型为浅成中-低温热液型金矿床。研究区S2期和S3-1期石英脉与金矿化金矿化具有一定的关系；S2期石英脉形成温度主要为180℃~200℃，成矿深度平均为2.46Km；S3-1期石英脉形成温度主要大于300℃，且多位于380℃~400℃，形成深度平均为3.17Km。金矿体和围岩主要氧化物、微量元素含量相似，在微量元素原始地幔标准化蛛网图和球粒陨石标准化稀土配分曲线图上两者具有相似的配分曲线；载金黄铁矿电子探针分析结果显示南矿化蚀变带和北Ⅰ矿化蚀变带成矿与岩浆有较大的差异；石英脉H-O同位素特征显示S2期和S3-1期石英脉有关的成矿流体来源较为复杂，主要为变质分泌水，并有岩浆水的混入；S2期石英脉δ30Si为0.6，二云母石英片岩δ30Si为0.6，两者较为相似，S3-1期石英脉δ30Si为0.4，花岗伟晶岩δ30Si为0.3，两者较为相似；金矿石中载金黄铁矿和磁黄铁矿S同位素δ34S介于7.5-11.7‰之间。S3-1期石英脉较高的形成温度并不利于金的富集，结合S3-1期石英脉与金矿化的关系，S3-1期石英脉形成时间应不晚于北Ⅱ矿化蚀变带成矿时间；考虑到侵入岩顺S2面理或呈小角度相交，岩浆活动可能晚于南矿化蚀变带和北Ⅰ矿化蚀变带成矿时间，岩浆活动产生的热源可能促进了金元素的进一步富集。矿区矿石矿物组合、围岩蚀变特征、矿体形态、矿石结构和构造等均主要具有中-低温成矿特点，未见大规模高温热液成矿特征，综合判定羊坪湾金矿床类型为中-低温热液型金矿床。
　　为反映金矿化在地质体中的分布特征，使用Surpac软件建立了矿区三维矿化域数字模型。模型显示矿区高品位金矿化与已知矿体空间分布特征极为相似，均具有缓倾的特征；总体金矿化沿走向方向并不完全相连，表现为多个向北东-北倾且近似平行分布的次级矿化区带，这些次级矿化区带走向与矿区总体矿化走向呈现小角度相交，并构成了矿区总体矿化走向。金矿化投影等值线图上，高品位金矿化并未有继续延伸的趋势，但金矿化总体沿倾向方向向深部仍然继续开放，沿倾向和深部可能有较好的找矿前景。
　　研究区具有多期成矿的特点，南矿化蚀变带和北Ⅰ矿化蚀变带成矿与晚三叠世-早侏罗世韧性剪切变形有关，北Ⅱ矿化蚀变带成矿可能主要与早侏罗世以来区内的近东西向脆性断裂有关。前人研究表明研究区与成矿有关的构造变形时间主要为222-189Ma和178-161Ma，安康北部金矿石中黑云母单矿物K-Ar年龄为184.12±3.32Ma，石泉饶峰一带韧性剪切变形 S2面理中的黑云母Ar-Ar测年为161-169Ma，羊坪湾金矿石中黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为208±0.88Ma。根据研究区矿化蚀变带出露特征，南矿化蚀变带和北Ⅰ矿化蚀变带成矿应早于北Ⅱ矿化蚀变带，综合分析认为研究区成矿时代为晚三叠世-中侏罗世期。成矿演化过程为早志留世沉积成岩、中晚泥盆世-中三叠世变形变质、晚三叠世-中侏罗世构造-岩浆成矿、晚侏罗世以来构造改造等四个主要阶段。
　　根据金矿化与不同岩性、构造、石英脉、岩浆活动的关系，确定了赋矿岩性、控矿构造、热液蚀变、石英脉、侵入岩等作为研究区的主要找矿标志；在已知金矿化蚀变带向南东向延伸区段圈定了三处找矿靶区位置；结合三维矿化域数字模型低品位金矿化沿倾向和深部进一步找矿前景比在走向上好的特点，在已有矿体深部沿低品位金矿化倾向方向划出了三处找矿预测区。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 论文选题依据及选题意义

1.2 研究区交通位置及地理概况

1.3国内外金矿研究现状

1.4 研究区研究现状及存在问题

1.5 研究思路、研究内容与技术路线

1.6 完成实物工作量

1.7 取得的主要认识及创新性进展

第二章 区域地质背景

2.1 大地构造背景

2.2 区域地层及构造层特征

2.3 区域构造特征

2.4 岩浆岩及岩浆活动特征

2.5 变质岩及变质作用

2.6 区域构造演化

2.7 区域矿床类型

2.8 区域地球化学特征

第三章 矿区地质特征

3.1 成矿地质背景

3.2 矿床地质特征

第四章 成矿地质特征分析

4.1 地层岩性控矿特征

4.2 构造控矿特征

4.3 围岩蚀变控矿特征

第五章 岩浆活动特征

5.1 侵入岩脉分布特征

5.2 侵入岩脉岩石学特征

5.3 侵入岩脉地球化学特征

5.4 侵入岩脉形成时代

5.5 侵入岩脉与金矿化的关系

第六章 成矿流体特征

6.1 流体包裹体特征

6.2 赋矿岩石地球化学特征

6.3 黄铁矿标型特征研究

6.4 同位素特征

第七章 三维矿化域数字模型研究

7.1 三维矿化域数字模型找矿预测的方法

7.2 三维地质建模

7.3 矿化域空间结构特征

第八章 矿床成因及找矿预测

8.1 矿床成因

8.2 找矿标志与找矿预测

结论

一、结论

二、存在的主要问题

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢