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0 引言
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近年来,随着柴达木盆地北缘(以下简称“柴北缘”)地区勘查程度的不断提高,陆续发现了滩间山、青龙沟、野骆驼泉、红柳沟、三角顶等一批造山型金矿床(点),柴北缘地区已成为青海省内重要的金多金属矿产资源基地之一。造山型金矿床是全球重要的金矿类型,为世界提供了 1/3 的黄金储量 (Weatherley and Henley,2013),其通常与造山作用存在紧密的时间、空间关系(Groves et al.,1998),与板块俯冲增生或碰撞造山作用有关(Goldfarb et al., 2005)。570 Ma 至今,造山型金矿成矿作用相对连续(邱正杰等,2015;张涛,2021)。在金多金属矿床勘查过程中,高精度磁法测量对与金矿成矿关系密切的断裂构造、破碎蚀变带等地质体有较好的分辨效果(刘涛等,2014;申随水和李治时,2014);高精度磁测以其施工条件要求低、操作简便及经济成本低等优势而广泛在地质调查和探查有利成矿带等方面使用(邵江波等,2020;思积勇等,2021;周文月等,2021);利用不同岩石矿石之间磁性差异,可快速圈定岩性边界(娄德波等,2008)。三角顶金矿床是柴北缘地区首次发现的产于中酸性岩体中的以石英脉型矿石为主的金矿床,是区域造山型金矿成矿的响应(逯永卓等,2019,2021);是柴北缘地区重要的且具有代表性的矿点之一。本文通过详实的野外地质调查,采用地面高精度磁测开展磁性数据采集,利用多种位场处理方法对野外采集的磁测数据进行处理分析,为该矿区进一步深部找矿勘查工作提供依据。
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1 区域地质背景
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三角顶金矿床位于赛什腾山中段(图1),大地构造位置属柴北缘结合带滩间山岩浆弧,处于赛什腾山—阿尔茨托山成矿亚带。柴北缘构造带处于柴达木地块与南祁连地块的接触部位(辛后田等, 2006),呈北西向绵延超过 900 km,北侧是欧龙布鲁克微陆块(全吉地块),南侧是柴达木地块,东接西秦岭造山带,西侧被阿尔金断裂所切(张德全等, 2007;张贵宾等,2012),由高压超高压变质岩、增生杂岩、火山岩浆弧、蛇绿岩及前寒武纪中高级变质岩共同构成(曹泊等,2016);以产出柴北缘超高压变质带及其相关研究闻名于世(蔡鹏捷等,2018;陈鑫等,2018)。柴北缘是一个具有复杂演化历史的多旋回复合造山带(潘裕生等,1996;殷鸿福和张克信,1997);经历了复杂构造演化,岩浆活动频繁,成矿地质条件优越(张德全等,2005,2007;许荣科等, 2012;蔡鹏捷等,2018);已发现大量的造山型金矿床,以蚀变岩型和石英脉型为主(国家辉,1998;张德全等,2001;蔡鹏捷等,2019);金矿体主要赋存于中元古界、寒武系和奥陶系低品位变质岩发育的剪切带中(范贤斌,2017)。
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区域地层自古元古界至第四系均有分布,其中海相、陆相以及火山岩相等各种沉积地层发育,主要有达肯达坂岩群、万洞沟群、全吉群、滩间山群、牦牛山组等(图1),其中滩间山群包括下碎屑岩组、下火山岩组、砾岩组、玄武安山岩组和砂岩组,在赛什腾山地区下火山岩组中伴生有强烈硅化,与金矿化密切相关。岩浆岩从基性—超基性岩、中酸性乃至碱性岩均有发育,以中酸性岩为主,侵入时代从古元古代到晚三叠世均有不同岩体出露。构造以断裂为主,主要为北西向、北东向和近东西向3组断裂。变质岩出露较为广泛,具有不同变质成因、不同变质期次、不同变质程度的变质岩石复合体的特点,变质作用类型以区域动力热流变质作用和区域低温动力变质作用为主,局部叠加了动力变质作用和高压—超高压变质作用;早期变质岩受后期构造、岩浆活动的影响,不同程度地受到后期变质作用的改造。
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图1 研究区大地构造位置图(a)与区域地质简图(b)
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1—全新统风积层;2—上更新统冲湖积层;3—下更新统七个泉组;4—渐新系—中新统干柴沟组;5—上新统狮子沟组;6—上新统油沙山组;7 —中下侏罗统长山峪群;8—下中侏罗统大煤沟组;9—中上三叠统隆务河组;10—下石炭统怀头他拉组;11—下石炭统城墙沟组;12—上泥盆统牦牛山组;13—寒武系—奥陶系滩间山群;14—蓟县系狼牙山组;15—长城系金水口岩群小庙(岩)组;16—古元古界金水口岩群;17—二叠纪花岗闪长岩;18—二叠纪二长花岗岩;19—石炭纪花岗闪长岩;20—石炭纪石英闪长岩;21—泥盆纪花岗闪长岩;22—志留纪花岗闪长岩;23 —中元古代花岗斑岩脉;24—奥陶纪辉长岩脉;25—奥陶纪超基性岩脉;26—省界;27—断层
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2 矿区地质特征
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矿区内出露地层主要为寒武系—奥陶系滩间山群下火山岩组,岩石组合主要为灰绿色杏仁状玻基玄武岩、灰绿色块层状弱蚀变玄武岩及灰紫色透镜状硅质岩等,是 Au、Cu 等成矿元素高背景地层,具有为 Au、Cu 提供成矿物源的条件。岩浆活动强烈,主要为晚泥盆世花岗闪长岩(γδD3)、二长花岗岩 (ηγD3),少量分布晚奥陶世辉长岩(υO3)、花岗闪长岩(γδO3),岩体侵入于滩涧山群下火山岩组;其中二长花岗岩和花岗闪长岩接触关系为断层接触(图2),在花岗闪长岩中获得锆石 U-Pb年龄为(465.4±3.5)Ma(王春涛等,2015)。花岗闪长岩中发育辉绿岩脉、石英脉;含金石英脉均产出于脆性张节理,严格受节理裂隙控制,随节理裂隙走势发生扭折。脆韧性断裂构造较强烈,以北西向脆性断裂为主,韧性剪切次之,脆性断裂构造按其展布方向有北西向、北东向两组,北西向断裂是区内重要的控矿构造;花岗闪长岩、二长花岗岩普遍发生韧性剪切作用,呈带状展布,形成韧性剪切带。
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图2 三角顶金矿区矿产简图(a)与地质简图(b,据逯永卓等,2021)
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1—第四系;2—中晚奥陶世花岗闪长岩;3—晚奥陶世二长花岗岩;4—性质不明断层;5—糜棱岩化带;6—中基性岩脉;7—酸性花岗岩脉; 8—石英脉;9—构造蚀变带(糜棱岩化带)及其编号;10—含金石英脉;11—硅化糜棱岩型金矿化体;12—区域典型矿床(点)
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金矿(化)体产于中—晚奥陶世花岗闪长岩中,矿石类型分为含金石英脉型和含金硅化糜棱岩型两种(图3),其中含金石英脉型主要分布于矿区西部,含金硅化糜棱岩型分布于东矿区;东矿段的北西向韧性剪切带控制了硅化糜棱岩型矿(化)的产出特征。研究认为,在蚀变花岗闪长岩中,多组节理裂隙相互交叉部位,金矿化较为富集,明显具有构造控矿特征。同时,矿区内石英脉在区内广泛发育,是重要的金矿质载体,主要形成于岩浆及岩浆期后热液过程(逯永卓等,2021)。
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3 物探异常特征
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3.1 区域磁物性特征
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侵入岩表现为从基性到酸性磁性由强变弱(表1);基性岩多数具较强磁性,其中辉长岩磁化率最高可达8815.6×10-6 ×4π·SI,是由辉长岩中磁铁矿化引起强磁化率;花岗闪长岩、正长花岗岩、闪长岩等中酸性侵入岩磁性中等,磁化率处于(482.8~1195.8)×10-6 ×4π·SI,磁性变化大,岩石磁性不稳定。另外,二长花岗岩部分具较强磁性,磁化率范围(13.4~5992.4)×10-6 ×4π·SI,磁性变化较大;平均剩余磁化强度为 277.2×10-3A/m,可能与二长花岗岩中含星点状黄铁矿化有关。火山岩磁性较强,玄武岩磁化率变化范围为(8.9~2661.1)×10-6 ×4π· SI,磁性变化较大;平均剩余磁化强度为 353.8× 10-3A/m,可能与玄武岩局部具褐铁矿化蚀变较强密切相关。变质岩类随着变质程度加深,磁性有增强趋势,石英片岩、片麻岩等磁性逐渐增强,片岩具强磁性,磁化率最高可达 5801.9×10-6 ×4π·SI;平均剩余磁化强度为 294.5×10-3A/m,可能含有磁性矿物 (图3、图4)。
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图3 岩石磁化率统计图
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图4 岩石剩余磁化强度统计图
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由此可知,区内侵入岩表现为从基性到酸性磁性由强变弱,磁性物质分布不均匀,磁性变化范围较大,能引起多峰值的强磁异常或呈跳跃状的大范围的磁异常。二长花岗岩磁性变化较大,可能与二长花岗岩中含星点状黄铁矿化有关;火山岩磁性较强,变质岩呈弱磁性特征。
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3.2 磁异常特征及解释推断
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通过 1∶5 万地面高精度磁法测量,在区域内共圈定高磁异常4处(图5)。
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M16异常:面积约1.5 km 2,异常形态较好,幅值为-491~632 nT,强度中等,呈锯齿状剧烈跳跃状异常特征,梯度变化较大(图5、图6);异常地表被第四系覆盖,出露地层为寒武系—奥陶系滩间山群下火山岩组,岩性主要为玄武岩、安山岩,推测异常由中基性火山岩引起。
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图5 三角顶地区等值线平面异常图
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M17 异常:面积约 6 km2,等值线平面图显示异常由 6 个小异常呈近南北向串珠状展布,异常呈锯齿状不规则跳跃,强度中等,梯度变化大,幅值为-733~655 nT(图5),异常区出露地层为寒武系— 奥陶系滩间山群上火山岩组,岩性为玄武岩。同时,区内辉长岩具磁铁矿化。推断该异常与磁铁矿化辉长岩及基性火山岩有关;另外,该异常呈串珠状近南北向分布,沿异常轴部存在近南北向断裂 (F9)(图6)。
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M18-1异常:面积约10 km2,等值线平面图显示异常呈北西向长条带状展布(图5),剖面平面图上显示呈锯齿跳跃状正、负伴生异常,梯度变化较大,幅值为-474~820 nT。异常区出露辉长岩侵入体,平均磁化率为1191.9×10-6 ×4π·SI,平均剩余磁化强度为 302.5×10-3 A/m,辉长岩磁性较强;辉长岩具有磁铁矿化。因此,异常可能与磁铁矿化辉长岩有关。
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M18-2异常:面积约25 km2,等值线平面图显示异常呈近北西-南东向面状展布,剖面平面图显示异常呈锯齿状不规则跳跃,强度较强,梯度变化大,幅值为-686~1287 nT(图5、图6),以正磁异常为主,呈北西—南东向串珠状展布,异常位于晚泥盆世花岗闪长岩与滩间山群构造接触带部位。推断该异常与花岗闪长岩有关;另外,该异常呈串珠状近北西—南东向分布,沿异常轴部存在北西—南东向断裂(F8)(图6)。
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4 找矿应用效果
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三角顶矿区内石英脉型、硅化糜棱岩型金矿为区域构造、岩浆、热液活动的产物,主要分布于矿区西部、东部。含金石英脉型金矿化则主要与造山运动中岩浆活动关系更为密切,含金硅化糜棱岩型矿化主要受动力变质作用控制形成,是造山期的产物 (王春涛等,2015;逯永卓等,2019,2021)。矿区内出露主要为寒武系—奥陶系滩间山群下火山岩组玄武岩、硅质岩等,玄武岩磁化率最大为 2661.1× 10-6 ×4π·SI,与玄武岩具褐铁矿化蚀变较强密切相关。同时,滩间山群是 Au、Cu等成矿元素高背景地层,具有为 Au、Cu提供成矿物源的条件。岩浆活动强烈,其中二长花岗岩磁化率最大为 5992.4×10-6 × 4π·SI,可能与二长花岗岩中含星点状黄铁矿化有关;同时,花岗岩岩体中发育辉绿岩脉、石英脉,石英脉均产出于脆性张节理,严格受韧性剪切、节理裂隙控制。
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图6 1∶5万地面高精度磁法测量剖面平面异常图
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高精度磁法测量对与金矿成矿关系密切的断裂构造、破碎蚀变带等地质体有较好的分辨效果 (申随水和李治时,2014);矿区内北西—南东向断裂是重要控矿构造,金矿化体主要发育于该断裂带中,已发现 10 余条构造蚀变带均受其控制,赋金石英脉在构造带内呈断续展布,呈不连续透镜状产出。高精度磁异常有效识别出滩间山群下火山岩组褐铁矿化玄武岩引起的异常、花岗闪长岩及二长花岗岩中含星点状黄铁矿化引起的异常,矿区北侧含金石英脉主要发育于玄武岩韧性剪切带中,韧性剪切带呈近南北向展布,规模较大,石英脉产出方向与该带一致。同时,根据串珠状磁异常展布形态,识别出近南北向、北西—南东向隐伏断裂构造带。
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经后期化探及工程勘查验证,在区内圈定12条构造蚀变带、金矿体 7条、金矿化体 40余条,金品位为 1. 0×10-6~45. 0×10-6,最高 71.7×10-6,厚度为 0.10~2.38 m。其中MⅣ-2、3金矿体位于SB4蚀变带中部,深部由 ZK001、ZK801 钻孔控制,金平均品位 2.94×10-6、2. 02×10-6,岩性为糜棱岩化花岗闪长岩,蚀变以硅化为主,多为微细脉状;矿化以褐铁矿化、黄铁矿化为主。石英脉型矿化体主要受花岗闪长岩体中张剪节理裂隙控制,而硅化糜棱岩型矿化体受北西向构造蚀变带控制;反映 M18-2异常与区内化探异常、深部工程验证等找矿信息相吻合,磁异常为具体找矿提供了较好的依据。另外,M16、 M17、M18-1 异常与寒武系—奥陶系滩间山群火山岩组以及辉长岩密切相关,且辉长岩具有磁铁矿化,可能为引起异常的主要地质体;然而,矿区北侧含金石英脉发育于滩涧山群火山岩韧性剪切带中,磁异常尚不能确定其具体含矿体位置,有待深入研究磁异常与韧性剪切带对应性关系。
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由此,通过对矿区内出露地层、侵入岩体中磁化率、剩磁特性进行测量,识别出引起异常的地质体;同时,高精度磁异常能有效圈定致矿异常,提供了磁异常找矿标志,在区内金矿找矿方向及精准找矿部署提供了依据;并为进一步开展载金地质体磁法找矿取得了良好的效果。
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5 结论
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(1)三角顶矿区含金石英脉主要受花岗闪长岩体中张剪节理裂隙控制,而硅化糜棱岩型金矿化体受北西向构造蚀变带控制,矿区成矿地质条件良好,具有较好的找矿潜力。
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(2)经地面高精度磁法测量工作,圈定出磁异常 4 处,寒武系—奥陶系滩间山群下火山岩组玄武岩、二长花岗岩磁化率较高,可能与褐铁矿化、黄铁矿化有关。异常呈锯齿状不规则跳跃,强度中等,梯度变化大,幅值为-733~820 nT。局部异常呈串珠状分布,沿异常轴部存在断裂构造。
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(3)经部分化探及工程验证,圈定构造蚀变带 12 条、金矿体 7 条、金矿化体 40 余条。高精度磁异常有效提供了找矿标志,为进一步区内金矿找矿方向提供了依据。
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摘要
三角顶金矿床位于柴北缘结合带滩间山岩浆弧,是区域造山型金矿成矿事件响应的产物;研究区主要出露寒武系—奥陶系滩间山群火山岩组,岩性主要为玄武岩、硅质岩等;岩浆活动强烈,主要为晚泥盆世花岗闪长岩、二长花岗岩等,岩体中发育辉绿岩脉、石英脉等;基性—酸性岩中磁性由强变弱,其中辉长岩、二长花岗岩磁化率最高分别为 8815. 6×10-6 ×4π·SI、5992. 4×10-6 ×4π·SI,可能由磁铁矿化、黄铁矿化引起强磁化率;磁异常呈锯齿状不规则跳跃,强度中等,梯度变化大,幅值为-733~820 nT;高精度磁法测量对与金矿成矿关系密切的断裂构造、破碎蚀变带等地质体有较好的分辨效果,经高精度磁法探测出局部异常呈串珠状分布,沿异常轴部存在断裂构造。经部分工程验证,在区内圈定构造蚀变带 12 条、金矿体 7 条、金矿化体40余条,M18-2异常与区内化探异常、深部工程验证等找矿信息相吻合,为区内进一步金矿找矿方向提供了依据。
Abstract
The Jiangding gold deposit is located in the magmatic arc of the interbank mountains in the junction zone of the northern margin of Qaidam, and is the response product of regional orogenic gold mineralization events.The volcanic rocks of the Cambrian-Ordovician Tanjianshan Group are mainly found in the study area, and the lithology is mainly basalt and siliceous rock. The magmatic activity is strong, mainly in the Late Devonian granodiorite, monzonitic granite, diabase veins, quartz veins, etc. The magnetic properties of basic-acid rocks change from strong to weak, and the highest magnetic susceptibility of gabbro and monzonitic granite is 8815. 6× 10-6 ×4π·SI and 5992. 4×10-6 ×4π·SI respectively, which may be caused by magnetization and pyritization. The magnetic anomalies showed jagged irregular jumps with moderate intensity and large gradient variation, ranging from -733 to 820 nT. The high precision magnetic method can distinguish the fault structure and the fracture altera‐ tion belt which are closely related to gold mineralization. The high precision magnetic method can detect the distribution of local anomalies in beaded shape, and there are fault structures along the anomaly axis. Through some engineering verification,12 structural alteration zones,7 gold orebodies and more than 40 gold mineralized bodies have been delineated in the area. The M18-2 anomaly is consistent with the geochemical anomaly and deep engineering verification, which provides a basis for further gold prospecting direction in the area.