中国的物产

中国的物产,第1张

中国矿产资源丰富。已探明的矿产资源约占世界总量的12%,居世界第3位。但人均占有量较少,仅为世界人均占有量的58%,居世界第53位。迄今为止,共发现矿产171种,其中探明储量的矿产158种(能源矿产10种、黑色金属矿产5种、有色金属矿产41种、贵重金属矿产8种、非金属矿产91种、其他水气矿产3种)。中国已成为世界上矿产资源总量丰富、矿种比较齐全、配套程度较高的少数国家之一。按探明储量计算,中国45种主要矿产中有25种居世界前三位,其中稀土、石膏、钒、钛、钽、钨、膨润土、石墨、芒硝、重晶石、菱镁矿、锑等12种居世界第一位。

延平区特产---百合花

合属植物自然分布中心,全世界百合属植物约100种,其中我国原产有43种以上。百合花是世界名花卉,延平区是我国百合花许多品种的产地。1983年,茫荡山风景区内开辟出一个天然百合花培育基地,培植百合花4万多株,品种达26种,花色除紫、绿外,粉红、绛红、奶黄、橙黄、乳白等应有尽有。

峡阳桂花糕

糕的制作已有100多年历史,蜚声海内外。它系用天然桂花绞汁去渣,窖存3年后,取出,配制健脾化气的肉桂、木香、麝香、母丁香、沉香、香附、佩兰等中药香料,精制成“桂花酱”,然后拌入炒爆、磨细、蒸熟、筛细的糯米粉中,加上优质白糖、五香粉、芝麻、盐水,糅制成糕,再用水蒸气给以湿润,使其久置不松碎,便成为香甜可口、提神健脾的美味糕点。

鼠菊

清明前后,百姓常到田野里采集鼠菊草(菊的一种),除去根和粗茎,留下嫩茎、叶和黄花,洗净后于沸水里稍煮,掺和到用糯米蒸、捣而成的米中,再捶捣,用压模压成有花纹的圆形或方形状,冷却后,稍干,再用来加工食用。 鼠菊略带草绿色,有菊香,芬芳适口,是清凉解毒的食品,为春夏之交民间手工加工的点。因鼠菊草要用时令鲜草,所以老百姓称它是“时令贵”。

香菇

香菇 亦称香蕈、香菌,是食用菌中的珍品,人工载培历史已有1000多年。《吕氏春秋》和《本草纲目》均谈到香菇的食用价值和药用价值。

武夷岩茶

武夷岩茶 始于诏,盛于宋。岩茶因生长在武夷山风景区有着特殊的土质、水分、光照、雾罩的自然环境中,因而其色、香、味均与众不同,自古以来便以武夷珍品而驰名中外。范仲淹有诗赞曰:“溪边奇茗冠天下,武夷仙人自古载。”

闽笋

闽笋 笋与笋干是武夷山的重要物产,即国内外驰名的闽笋。闽笋脆嫩甘甜,素有“八闽山珍”之称。

中国是具有五千年文化历史的文明古国,具有的富饶的物产资源:煤炭资源、天然气、石油、水晶、南洋玉、和田玉、铁矿石、中草药;丰富的旅游资源如黄鹤楼、鹳雀楼、故宫、天坛、应县木塔、秦始皇陵、西安古城墙、山西五台山、大同云岗石窟、太原晋祠、黄河大铁牛、尧庙、黄帝陵、雍和宫、颐和园、四川九寨沟、黄龙、峨眉山、泰山、黄山、华山、嵩山、恒山、衡山、九华山、普陀山;粮食作物资源:小麦、水稻、棉花、花生等等

1中国最古老的矿床

根据目前的资料,中国最古老的矿床是产在冀东迁安市的古太古代曹庄岩组中的杏山、脑峪门、黄柏峪等一些中小型(或矿点)条带状铁建造铁矿床,其中以杏山铁矿床的规模较大,为中型矿床(铁矿石储量5146万吨)。条带状铁建造铁矿层常与斜长角闪岩、铬云母石英岩、矽线斜长片麻岩、铁英岩共同产出,变质作用为高角闪岩相至麻粒岩相,原岩建造为钙硅酸盐-基性-泥砂质-硅铁质沉积建造,常以大小不等的包体分布在早期英云闪长岩和新太古代的花岗闪长岩和花岗岩内,分布零星(见图1-11)。铁矿石为贫矿,条带状、条纹条带状构造,中粗粒结构,主要矿物为磁铁矿、石英、镁铁闪石,次要矿物有阳起石、普通角闪石,磁铁矿的δ18O‰变化较窄,从508到650(钱祥麟等,1985)。与条带状铁建造铁矿层共同产出的斜长角闪岩的Sm-Nd等时线年龄为3500Ma(Jahn BMet al,1987),铬云母石英岩中锆石U-Pb年龄大于3600Ma,因而黄柏峪、杏山等铁矿床的形成时代大于或等于3500Ma,不仅是中国最古老的矿床,也是世界上最古老的一批矿床。其形成环境为大陆边缘相对稳定的火山沉积盆地。

2中国前寒武纪各类矿床大规模成矿作用时代

在本书中所指的大规模成矿作用是指至少有1个特大型或1个超大型矿床或有一定的分布范围并至少有3个以上的大型矿床。按此标准,在我国大规模成矿作用最早在中太古代(32~28Ga),但矿种单一,仅为铁矿,而且是条带状铁建造型铁矿床。在此期间在冀东、密云、辽北、阜平、内蒙古等地形成了一批铁矿床,如冀东迁安的水厂、孟家沟、宫店子、大石河等矿床,构成迁安铁矿区;北京密云的冯家峪、密北、密南、沙厂、马圈子等矿床;辽北的罗卜坎、小莱河、傲牛等等矿床;冀西阜平的僧官、黄石口、东庄等矿床;内蒙古壕赖沟等矿床。但除冀东水厂铁矿床为超大型矿床(储量902亿吨)、冀东迁安大石河和密云的冯家峪、密北、密南铁矿床为特大型矿床外,多数均为中小型矿床,甚至矿点。该类铁矿床的地层分别为迁西岩群、浑南岩群、密云岩群、阜平岩群等。以冀东迁安铁矿区为例:条带状铁建造常与二辉斜长麻粒岩、(石榴)黑云紫苏斜长片麻岩等岩层构成互层带。在铁矿层的上部出现矽线石榴斜长片麻岩、菫青石榴斜长片麻岩等,为富含铝的岩石。矿体或矿层常被后期的太古宙TTG岩系、花岗岩和伟晶岩穿切交代,甚至成残留体。其原岩建造为基性火山岩—中酸性杂砂岩—泥沙质—硅铁质沉积建造。铁矿石为贫矿,中粗粒结构,条纹条带状-条带状-片麻状结构,矿物成分有磁铁矿、石英、紫苏辉石、透辉石,次要矿物有角闪石、黑云母、石榴子石等。矿体为层状、似层状及大的构造透镜体,常构成同斜褶皱。该类铁矿床形成于大陆边缘火山沉积盆地,中浅—半深水环境,为远源火山沉积。

(1)新太古代

新太古代(2800~2500Ma)是中国大陆十分重要的大规模成矿作用时期,其间不仅沉积了大量的铁矿床,同时也形成了一些大型、特大型、超大型的石墨矿床、金矿床和铜锌矿床。新太古代是中国绿岩带的主要形成时期,辽宁鞍山—本溪,冀东滦县、遵化,山东泰山,河南登封,山西五台山等地铁矿床多数与绿岩带有关。在此期间形成铁矿的储量占全国铁矿总储量的50%左右,同时形成辽宁西鞍山(铁矿石储量1728亿吨,以下数字均为铁矿石储量)、齐大山(164亿吨)、南芬(1289亿吨)、东鞍山(1206亿吨)、胡家庙子(1113亿吨)、弓长岭(869亿吨)等超大型铁矿床;冀东司家营(838亿吨)超大型铁矿床;山西山羊坪(731亿吨)超大型铁矿床;山东东平(53亿吨)超大型铁矿床等及一大批辽宁歪头山、吉林板石沟、河北大贾庄、山西柏枝岩、河南许昌等大型、特大型铁矿床。这些矿床的多数产在新太古代绿岩带中,铁矿床在空间上、时间上与海底火山活动关系密切。火山作用促使大量的铁质自深部带入海盆,一般火山活动愈强烈、延续时间愈长,则产生的铁质愈多。在强烈的火山活动后,如有一个较为稳定和长时间的火山间歇期,是形成大矿的重要条件。如辽宁南芬、歪头山、弓长岭等铁矿床的条带状铁建造常与斜长角闪岩、细粒黑云变粒岩、石榴绿泥片岩、云母石英片岩等岩层互层,其原岩为基性—中酸性火山岩—泥沙质—硅铁质火山—沉积建造,变质相为高绿片岩—低角闪岩相,铁矿物主要是磁铁矿。辽宁东、西鞍山等铁矿床的条带状铁建造下部为灰绿色千枚岩段,岩性主要为绿泥千枚岩、绢云绿泥千枚岩;上部为灰色千枚岩段,岩性主要为绢云千枚岩、绿泥千枚岩、黑云石英千枚岩和变粒岩。原岩建造为基性火山岩—泥质-中酸性杂砂岩—硅铁质建造。山西山羊坪、柏技岩等铁矿床与基性火山岩(岩石类型为绢云绿泥片岩、黑硬绿泥片岩、角闪片岩等)关系密切。总之,这类铁矿床可与绿岩带的阿尔戈马型铁矿相对比。大规模金矿的成矿作用也出现在新太古代,金矿床的形成主要在新太古代末期或新太古代-古元古代,与绿岩带关系密切。较具有规模的是河北迁西金厂峪特大型金矿床(储量5953吨)和吉林桦甸夹皮沟金矿床密集区内三道岔中型金矿床(储量1486吨)、板庙子中型金矿床(储量1428吨)和二道沟中型金矿床(储量131吨)等。金矿床的赋矿围岩为受韧性剪切作用的斜长角闪岩和角闪斜长片麻岩所形成的糜棱岩,呈石英脉型,金矿物以自然金为主,常与黄铁矿等共同产出,金厂峪金矿床含金石英脉锆石TIMS法年龄为2539±23Ma(李俊建等,2002)、二道沟金矿床含金石英脉中锆石TIMS法年龄为2475±19Ma(沈保丰等,1998b)。该类金矿床属绿岩带同构造晚期初生型金矿床(沈保丰等,1997)。

(2)古元古代

古元古代(2500~1800Ma),是中国大陆前寒武纪一次十分重要的、大规模成矿作用的成矿期,它不仅在华北陆块广泛分布,而且在扬子陆块上也显示出重要性。在此期间大规模成矿的除铁和金外,还有石墨、菱镁矿、滑石、铜、铅锌等。铁矿仍是此时期大规模成矿的重要矿种,但其规模和分布范围则逊于新太古代的铁矿。矿床类型主要有两类。华北陆块山西岚县袁家村超大型铁矿床(铁矿石储量8945亿吨)和扬子陆块云南新平大红山特大型铁铜矿床(铁矿石储量458亿吨、铜储量135万吨)。袁家村超大型铁矿床的含矿岩系是古元古代吕梁群袁家村组。袁家村组可再细分三个段,相应为三个矿带。每个矿带的底部均从变质石英砂岩起,经绢云石英片岩、绢云千枚岩、绿泥片岩、铁硅质岩,到绿泥片岩而绢云千枚岩,也就是说原岩由碎屑岩经粘土岩到化学沉积岩再到粘土岩。条带状铁建造的铁矿物,以氧化物相的赤(或镜)铁矿和磁铁矿为主,有少量菱铁矿、黑硬绿泥石和镁铁闪石。铁矿床在浅海相的海湾-潟湖环境中形成,属苏必利尔湖型(沈保丰等,1982)。在扬子陆块西南缘古元古代大红山群和河口群产出特大型大红山铁铜矿床和大型拉拉厂铜矿床。大红山群是一套浅—中等变质的海相火山喷发—沉积岩系,共分5个组,铁矿体主要产在第三组红山组中部的“次火山岩相”变钠质熔岩(钠长变粒岩)中,主要铜矿体则赋存在第二组曼岗河组中角闪片岩和大理岩的过渡部位。矿床形成条件较为复杂,主要是位于活动大陆边缘的裂谷盆地,矿体沿受断裂控制的火山机构呈有规律的分布,并在海相偏碱性的中基性火山喷发、溢流和间歇各时期形成不同类型矿体。古元古代大规模金成矿作用主要分布在华北陆块,矿床类型比新太古代单一的绿岩带同构造晚期初生型脉型金矿较为多样,有绿岩带脉型金矿(如小秦岭文峪大型金矿床),也有绿岩带同构造晚期初生型细脉浸染型金矿床(如辽西排山楼大型金矿床)及浅变质碎屑岩型金矿床(如辽宁猫岭大型金矿床)。古元古代是我国最早形成大规模铜的成矿时期,不仅在云南大红山与铁矿共同产出,而且在华北陆块南缘古元古代中条裂谷中形成我国超大型的铜矿峪铜矿床及胡家峪、篦子沟等一批中、小型铜矿床,构成铜矿床密集区。超大型铜矿峪铜矿床(铜金属储量2672万吨)赋存在古元古代绛县群铜矿峪亚群骆驼峰组变火山-次火山岩系内。矿体容矿围岩主要为变石英晶屑凝灰岩、变石英斑岩,其次为变石英二长斑岩。矿体呈扁平透镜体。矿化类型早期以细脉浸染状为主,晚期为脉状。主要金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿等。孙大中等(1993)对变流纹质熔结凝灰岩(可能为变石英晶屑凝灰岩的同名词)获得了2166±1MaTIMS法锆石年龄,矿石中辉钼矿Re-Os等时线年龄为2108±32Ma(黄典豪等,1996),成岩和成矿年龄十分接近,在2166~2108Ma之间。矿床成因类型与裂谷拉伸作用有关,为受变质海相火山—斑岩型铜矿床。古元古代也是最早的铅、锌、硼、菱镁矿、滑石的大规模成矿期,而且集中分布在华北陆块北缘东段辽吉裂谷和中段冀北蔡家营子。辽吉古元古代裂谷是由出露厚度达万米的古元古界辽河群和裂谷大陆动力学演化过程中不同阶段的岩浆岩组合而成。裂谷在横向上划分为北缘斜坡区、中央凹陷区和南缘浅台区(陈荣度等,1994)。硼矿床主要产在中央凹陷区里尔峪组含硼岩系内。含硼岩系是一套夹镁质碳酸盐岩的、以富钠、铁、硼为特征的火山-沉积岩系。区内分布着翁泉沟、后仙峪、砖庙等近百个大、中、小型矿床和矿点,其中翁泉沟硼矿床属超大型规模。超大型翁泉沟硼铁矿床(B2O3储量2185万吨,Fe矿石储量28亿吨)产在里尔峪组变粒岩所夹蛇纹岩中,呈层状、似层状、透镜体状,层控特征明显。矿石工业矿物有磁铁矿、硼镁铁矿、板状硼镁石、遂安石等。成矿物质是与海底火山活动有关的含硼流体,属变质改造的热水沉积矿床。在裂谷中央凹陷区、近北缘斜坡带一侧高家峪组二段和大石桥组三段的碳酸盐岩内,分布着近百个规模不等的铅锌(银)矿床,构成一个巨大的铅锌(银)矿带,其中青城子为大型铅锌矿床(铅储量73万吨,锌储量34万吨)。青城子铅锌矿床由13个矿体组成。东区以榛子沟层状铅锌矿为代表,容矿围岩为高家峪组条纹状含石墨大理岩;西区以喜鹊沟脉状铅锌矿为代表,容矿围岩为大石桥组三段透闪透辉大理岩。矿区内花岗岩出露面积达1/5以上,既有古元古代辽吉花岗岩,也有印支期的黑云母花岗岩体。矿体形态有层状、似层状、脉状、囊状。脉状矿体多出现在层状矿体上盘或受层间韧—脆性断裂及旁侧的羽毛状裂隙所控制。层状矿体的矿石成分比脉状、似层状矿体简单,前者主要的金属矿物为闪锌矿,后者则为方铅矿,属Sedex型。菱镁矿—滑石矿床主要分布在长达60km范围内的辽宁海城-大石桥一带,其中分布着海城(含王家堡子、下房身、金家堡子三个矿段)、桦子峪、青山怀、平二房、圣水寺等大型—超大型菱镁矿床和范家堡子、水泉、杨家甸、范马峪等大中型—超大型滑石矿床,其中海城菱镁矿床储量861亿吨,为超大型,是目前世界上最大的菱镁矿床;范家堡子滑石矿储量为3808万吨,属超大型。菱镁矿床主要产在裂谷西段北缘斜坡区,矿体主要赋存在大石桥组镁质碳酸盐岩内,其次是高家峪组镁质碳酸盐岩,呈层状、具稳定层位,矿石矿物以菱镁矿为主。矿床形成在海湾潮间带环境,经绿片岩相-角闪岩相变质和变形作用改造,属受变质沉积型。滑石矿的区域分布与菱铁矿的分布范围几乎一致。但具有一定规模的滑石矿床大部分都出现在菱镁矿层与白云石大理岩的接触带,受变质变形作用,形成挤压透镜状矿体。在冀北张北、沽源、康保、崇礼一带分布着产在古元古代红旗营子群中的蔡家营、兰阎、青羊沟、阿明代、牛家营、三百顷等一批铅锌(银)矿床、矿点,其中蔡家营属特大型铅锌矿床(锌金属储量144万吨、铅金属储量06万吨)。蔡家营铅锌矿床赋存在古元古界红旗营子群大同营组。容矿围岩主要为角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩夹斜长角闪岩和大理岩。矿区出露岩浆岩主要为燕山期浅成、超浅成的花岗斑岩和石英斑岩脉。矿体赋存在角闪斜长变粒岩中,呈隐伏—半隐伏状产出。据原地勘资料,矿床由一系列规则至不规则脉状、透镜状和囊状矿体组成,我们推测,矿体可能是由一系列似层状、透镜状和囊状矿体组成。矿石可划分为两种自然类型,即分布在东部的绿泥石—闪锌矿型和西部的绢云母-多金属型。矿床属VHMS型。古元古代亦是我国出现大规模石墨矿床的集中成矿期。在佳木斯微陆块、华北陆块等地形成一批大型—超大型石墨矿床,如柳毛(晶质石墨储量2954万吨、超大型)、南墅(晶质石墨储量3934万吨、特大型)、黄土窑(晶质石墨储量1457万吨、大型)等矿床。柳毛矿床位于佳木斯微陆块南缘,是超大型鳞片状晶质石墨矿床。含矿岩系为一套由矽线含墨石英片岩、矽线斜长片麻岩、石榴石墨片岩、蛇纹石化大理岩等组成的孔兹岩套。矿体赋存在古元古代麻山岩群麻山岩组石墨片岩、石榴石墨片岩和钙钒榴石石墨片岩中,呈复层状与变质地层产状一致,属沉积变质型矿床。

(3)中元古代-新元古代

中元古代-新元古代青白口纪是我国前寒武纪地质广泛发育时期,其大规模成矿作用的类型也更复杂,既有产于大陆边缘的Sedex型铅锌、铜矿床、沉积型锰矿等矿床等,也有与碱性岩-碳酸岩有关的稀土、铌矿床和由于伸展作用形成的岩浆型铜镍矿床及有生物参与成矿作用的铁矿床。

白云鄂博稀土、铌、铁矿床是中元古代中国一个世界级的巨型矿床,稀土占全国稀土储量的90%以上,铌储量也极大,铁矿石储量1459亿吨。矿床产在中元古代狼山—白云鄂博裂谷东部外支的白云鄂博群内,由四种产状不同的含矿地质体组成:①层状矿体,为矿体主体,由铁矿层、含稀土、铌矿白云岩、富钾板岩组成;②含稀土、铌矿碳酸岩脉;③产于层状矿体中的后期含稀土、铌矿细脉;④白云岩和钾长板岩与华力西期花岗岩接触形成的矽卡岩矿床(白鸽等,1996)。白云鄂博是一个有多次裂谷作用地区,第一期裂谷发生在1728Ma左右,是白云鄂博群沉积时期,不仅有铁矿沉积,还有稀土矿化;第二期裂谷作用在1300~1200Ma,是火成岩碳酸岩浆活动,与其有关的稀土流体交代了先期沉积的稀土铁矿床,使稀土进一步富集;第三期裂谷作用在800~700Ma,有碱性脉体活动(任英忱等,2000)。矿床属喷流-沉积型,又经历与火成碳酸岩有关的富稀土流体的叠加改造。

在中元古代狼山—白云鄂博裂谷的渣尔泰山群内,分布着甲生盘、东升庙、炭窑口和霍各乞4个大型—超大型铜铅锌硫铁矿矿床及对门山等近百个中小型矿床、矿点。

东升庙是超大型黄铁矿铅锌铜矿床(黄铁矿储量145亿吨、锌51899万吨均为超大型,铅10678万吨为大型。)矿体主要产在渣尔泰山群的增隆昌组二岩段的黑云磁铁白云岩中和阿古鲁沟组一岩段千枚状含炭粉砂质板岩中或位于板岩与碳酸盐岩过渡带靠近碳酸盐岩一侧。矿体形态多为层状、似层状、透镜体状,与围岩呈渐变过渡关系。矿化具明显的侧向水平和垂直分带。矿物成分简单,颗粒较细,主要为黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和磁铁矿,属Sedex型。

中元古代是我国首次较大规模的锰矿成矿期,主要发育在华北陆块北缘中段,形成瓦房子、太平沟、东水厂、胥家窑等一批大、中、小型矿床和矿点,其中瓦房子锰矿为大型,矿石储量37658万吨。瓦房子锰矿床赋存在蓟县系铁岭组,有上、中、下三个含矿层,中、下两个含矿层具有工业意义。矿体形态为透镜状矿饼群。矿石自然类型有氧化锰矿石和碳酸锰矿石,其中氧化锰矿石有原生和次生两种成因。主要锰矿物有水锰矿、硬锰矿、软锰矿、褐锰矿、黑锰矿、含铁菱锰矿和含锰方解石等。属海相沉积型锰矿床。

在伸展构造体系作用下,在华北陆块西南缘大陆边缘裂谷中形成岩浆型金川超大型铜镍矿床,镍金属储量54789万吨,占全国镍保有储量622%,富矿储量6846%,铜金属储量3465万吨。容矿的镁铁质-超镁铁质岩体侵位于古元古代龙首山岩群的片岩、变粒岩、大理岩、斜长角闪岩等和古元古代花岗质片麻岩中。岩体呈岩墙状、面积仅134km2。容矿岩石有二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、斜长二辉橄榄岩、二辉岩和纯橄榄岩等,属铁质镁铁质—超镁铁质拉斑玄武岩系列。成岩时代Sm-Nd等时线年龄为1508±31Ma(汤中立等,1992)。最近李献华等(2004)获得金川超镁铁质侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为827±8Ma,说明金川铜镍矿床形成于新元古代。矿床主要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿及砷铂矿等矿物。矿石构造有浸染状、星点状、块状,具典型海绵陨铁结构。成因是岩浆深部熔离—复式贯入型矿床。

中元古代—新元古代青白口纪是扬子陆块十分重要的大规模铜的成矿期,主要是分布在康滇裂谷中段东缘的昆阳群下亚群的因民组、落雪组内东川地区的汤丹、因民、落雪、新塘等和易门地区的铜厂、狮山、三家厂风山等一批特大型—大、中型铜矿床。

汤丹铜矿床铜金属储量12866万吨,为特大型矿床。赋矿地层为落雪组,容矿主岩分两部分,下部为产出条带状和浸染状铜矿的灰黄、灰白色薄层泥砂质白云岩;上部为藻席或礁藻形成的波纹状、马尾丝状主矿层,叠加网状或网脉状次要矿体或矿化。矿体呈层状、似层状、透镜体状。金属矿物以黄铜矿、斑铜矿为主。矿石结构有含铜碎屑结构、藻细胞结构、文象结构等,矿石构造有叠层状构造、浸染—层状构造、层纹状构造等。其成因属沉积—深源热水叠加改造型。最近邱华宁等(2002)在东川式落雪铜矿的两个石英样品中,获得了810~770Ma的40Ar-39Ar等时线年龄,可能反映铜矿床在晋宁—澄江期的成矿年龄或富集改造年龄。

在华南陆块中元古代—新元古代青白口纪的板溪群、冷家溪群中产出黄金洞、沃溪、漠滨、西安、符竹溪、黄土店、龙江等受韧性剪切作用的浅变质碎屑岩型金矿床,其中沃溪金矿床为大型,金矿储量为324吨,其余为中、小型金矿床。含金岩系为石英岩、页岩、板岩、千枚岩、片岩等浊积岩系。矿化类型有石英脉型和细脉浸染型,受韧—脆性剪切带控制。金属矿物以黄铁矿为主,其次为毒砂和磁黄铁矿,金矿物有自然金和银金矿。金矿主要形成在雪峰期(1050~680Ma)。

新元古代青白口纪是我国富铁矿储量最大的海南石碌铁矿床的形成期。石碌铁矿床探明原生矿储量398亿吨,坡积矿(已采完)1764万吨,合计416亿吨,并伴生钴、铜等金属,全矿区铁平均品位5115%,是超大型富铁矿床。铁矿床赋存在青白口群石碌群内,共分6 层,分上、中、下三段,第6 层为含矿岩系,Sm-Nd 等时线年龄为841±20Ma。铁矿层与石英岩、含铁粉砂岩、千枚岩共同产出,而钴、铜矿层则与白云岩、透辉透闪石岩紧密共生。主要铁矿物为赤铁矿、微量磁铁矿、菱铁矿。主要矿体形态为层状,矿石构造富矿,以片状构造为主,贫矿石主要为条带状构造。矿床形成于氧化条件的海湾-潟湖环境,属受变质沉积矿床。

(4)新元古代—震旦纪

新元古代南华纪—震旦纪是我国磷、锰、金红石及铅锌等大规模成矿作用的成矿期,主要在华南陆块,其次在华北陆块和桐柏—大别造山带内。

从青白口纪末,华南古大陆开始裂解为扬子古大陆和华夏古大陆。在扬子古大陆东南缘的被动大陆边缘的山地、山间盆地或断陷盆地中,与冰川作用和生物成矿作用关系密切,形成了一批超大型、特大型、大型等热水沉积型的磷、锰、铁、硫铁矿床。

南华纪包括下统(含莲沱组、古城组)和上统(含大塘坡组、南沱组)。下统的底部为陆源碎屑沉积组成,常含火山碎屑岩及火山熔岩,上部含冰成岩(下冰碛层);上统常由冰碛层及间冰期的海相沉积层组成,冰碛层(上冰碛层)为南沱组,两个冰碛层之间为大塘坡组间冰期沉积。震旦纪的下统为由灰、灰黑色泥质白云岩组成的陡山沱组,上统由灰、灰白色为主由白云岩组成的灯影组。铁、锰、磷在成矿时间上具有一定的规律性,铁矿床产在间冰期大塘坡组下部,锰矿床层位稍高,含矿地层主要为间冰期的大塘坡组,磷矿床中含有较多的藻类化石,主要产在上冰碛层以上的震旦纪碳酸盐岩层中。铁、锰、硫铁矿等含矿地层常与火山岩、凝灰岩层共同产出,反映其产在高地热环境。

江西新余式铁矿床是我国时代最新的条带状铁建造铁矿床,矿带断续延伸达350km,已发现杨家桥(大型、铁矿石储量215亿吨)、良山(中型、铁矿石储量2451万吨)、太平、寨口、下坊、井头、松山等一批铁矿床。含铁岩系是南华纪浅变质海相火山岩、火山沉积岩和碎屑岩。含铁岩层由绢云绿泥千枚岩、含磁铁绿泥千枚岩、磁铁石英岩、含磁铁绢云千枚岩和绿泥绢云千枚岩组成。矿石类型为磁铁石英岩和绿泥磁铁石英岩,条纹-条带状构造,类似于阿尔戈马型。本区是“湘潭式锰矿床”分布区,产出有湘潭(中型,锰矿石储量1184万吨)、民乐(大型,锰矿石储量2970万吨)、松桃、秀山、古城等一批大、中、小型锰矿床。以湘潭锰矿为例:锰矿赋存在南华纪上统湘锰组(相当于大塘坡组)地层中。湘锰组夹于两个冰碛层之间,由富含炭质、有机质和黄铁矿的黑色页岩、含锰黑色页岩和碳酸锰矿层组成。矿石类型比较单一,为碳酸锰矿石,主要矿物为菱锰矿,有时见锰-藻鲕(球)粒和菌类莓球体结构。锰矿形成在浅海陆架-次深海坳陷滞流盆地环境,成矿作用与冰川消融时期的海水缺氧环境和藻类生物作用密切有关,属沉积型。

本区也是大规模磷矿的成矿期,产出湖北荆襄(磷矿石储量5亿多吨、超大型)、贵州开阳(磷矿石储量423亿吨、超大型)等一批磷矿床。荆襄磷矿床的磷块岩矿体赋存在震旦纪陡山沱组下部含磷岩系中,底板为具干裂构造的铁锰质白云岩,顶板为厚层状粗晶白云岩。矿层由致密块状、蠕虫状、白云质条带状磷块岩组成。经陈辉能等(1996)研究,高品位磷块岩层主要由磷质叠层石构成,磷质主要富集在叠层石柱体、富藻层和藻化石中。表明藻类生物化学作用与高品位磷块岩的关系密切。矿床是与生物化学作用有关的浅海相化学沉积型。在此期间扬子古大陆西侧的川滇裂谷带东侧的边缘活动带,是西南地区著名的铅锌成矿带,北从四川荥经、汉源,南经甘洛、会理、会东进入云南巧家、会泽等地,长达480km,分布铅锌矿床(点)382处,其中特大型矿床1处,大型矿床4处,中型矿床18处,小型矿床27处。如会东大梁子(锌金属储量2252万吨、铅金属储量129万吨,特大型)、会理天宝山(锌金属储量1146万吨、铅金属储量161万吨,大型)、会理小石房(锌金属储量297万吨、铅金属储量211万吨,中型)和汉源团宝山、宁南银厂沟等铅锌矿床。矿床赋存在震旦纪灯影组白云岩中,特别是二段含藻层白云岩,在地层中还经常有膏盐层相伴产出。按矿体产状分层状和脉状二类,其中以脉状矿床规模较大,如大梁子、天宝山、团宝山均属此类。如大梁子矿床的赋矿层位是灯影组白云岩,矿体受北西西向断裂控制,明显的切穿地层,显示后生成矿特征。矿石成分以闪锌矿为主,其次是方铅矿、黄铜矿等。属于MVT型(密西西比河谷型)(刘文周等,2002)。在此期间,也形成大规模金红石矿,具有代表性的是湖北枣阳大阜山矿床。该矿床探明金红石储量55693万吨,含TiO22%~26%,伴生石榴子石储量2444万吨,是大型矿床。大阜山金红石矿床位于桐柏-大别造山带西北端,主要赋存在变基性岩体-石榴角闪岩体中,岩体与震旦系呈侵入接触。容矿岩石主要是石榴角闪岩,其次为富钠黝帘石岩和钠黝帘石岩。矿体的产状、形态完全受石榴角闪岩体的控制。岩体形成时间不清,可能是震旦纪()。矿床为变质岩浆型。

一、成矿组合的时空分布

北祁连山西段自1994年发现寒山金矿以来,又陆续发现了鹰嘴山金矿和金湾子等多处金矿和金矿化点,这些金矿床和金矿点构成了“甘肃西部的金三角”。

“甘肃西部金三角”是指石油河脑—昌马—石包城一线以北的北祁连西段与阿尔金断裂相交的地区(图7-1,图6-1)。阿尔金左行走滑断裂呈NE75°~80°方向延展,它切断了北祁连褶皱带向北西的展布,该三角地区属北祁连褶皱带,由寒武纪碎屑岩夹火山岩和碳酸盐岩,奥陶纪海相火山岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩及志留纪海相碎屑岩、石炭系、二叠系、侏罗系、第三系等地层组成。加里东期花岗岩分布在鹰嘴山和寒山之间,基性-超基性岩沿鹰嘴山北坡长几十千米,海西期的花岗闪长岩、加里东期英安斑岩沿阿尔金断裂附近分布。

该三角地区是华北地台、塔里木地台、祁连褶皱带3大构造交汇部位,在受挤压隆升的同时,发生大规模的NWW及NW向的推覆走滑,韧性及韧脆性剪切带非常发育,为热液的运移和金矿的形成提供了良好的场所。纵观本区的金矿床和金矿点,它们的赋存部位都在北祁连褶皱带的次级断裂与阿尔金走滑断裂相交的锐角部位,具体到每个矿区内的矿带、矿体,又都是受韧性及韧脆性剪切带控制,金矿的产出不受地层、时代、岩性的控制。如鹰嘴山金矿赋存在寒武系硅质岩、火山碎屑岩和超基性岩中;寒山金矿产在奥陶纪阴沟群的安山质凝灰岩、绢云石英片岩、英安凝灰岩中;车路沟金矿产在石英脉中,冰大坂金矿产在奥陶纪阴沟群和志留纪泉脑沟山组,为含金石英脉;金湾子金矿和大风沟金矿产在志留纪下统肮脏沟组中,含金岩石为粉砂质板岩、变砂岩。矿体的赋存部位是在两组断裂交汇或平行断裂派生的次级剪性、张性雁行裂隙中。

二、寒山金矿床

(一)含矿围岩

寒山金矿床位于北祁连褶皱带的西段,奥陶纪中酸性火山岩中。奥陶纪下统阴沟群呈NWW向展布,宽500m,南以F2为界与石英闪长岩体接触,北为奥陶纪上统妖魔山组灰岩,呈推覆体推在阴沟群之上。阴沟群在矿区内主要为一套海岸-陆棚碎屑岩、火山岩、碳酸盐岩建造,是金的赋矿层位,由下而上(由南而北)划分为中亚组和上亚组(图11-1)。

图11-1 寒山金矿地质图

1—妖魔山组灰岩;2—阴沟群上组下部;3—阴沟群上组上部;4—阴沟群中组;5—加里东石英闪长岩;6—金矿体及编号;7—蚀变带;8—实测逆断层;9—实测平移断层;10—推覆面断裂;11—性质不明断层

中亚组:出露在Au12以南,东宽西窄至尖灭,南与加里东石英闪长岩以断层接触,北与上亚组也是断层接触。主要岩石有凝灰质板岩、凝灰质千枚岩、变细砂岩、变含砾砂岩,有少量安山质角砾岩。褐铁矿化明显,地层变形强烈,原生层理(S0)在Au12南板岩中为90°~160°∠20°~35°,而后期的面理(S1)为340°~360°∠40°~60°;砂岩中见斜层理,板岩、变砂岩中见同沉积形成的变形层理。

上亚组:是主要的含金层,上奥陶统妖魔山组推覆其上。

下部为火山角砾岩和片理化凝灰岩,宽约410m,主要岩性为安山岩、安山质角砾凝灰熔岩、安山质晶屑凝灰岩、英安质凝灰岩、含砾安山质凝灰岩、安山质凝灰熔岩、凝灰质砂岩、板岩,各岩石之间为相变关系,具有脆性、韧性变形特征,发育石香肠、构造砾石、拉伸线理、糜棱岩化等。多数金矿化带赋存其中。

上部宽230m左右,为熔结角砾岩、角砾凝灰熔岩、安山岩、安山质凝灰岩夹砂岩、泥灰岩及硅质岩。分布在矿区的西北角。

妖魔山组:在矿区北部出露,岩性单一,底部为薄层灰岩,向上为中—厚层块状灰岩,不含矿。

(二)控矿构造

北西向的逆冲断裂(F1、F2)与北东向脆韧性剪切带控制着矿区,F1、F2限定了矿区的南北边界并控制着剪切带,剪切带与阿尔金大断裂交汇的锐角部位是控制矿区定位的良好部位,矿体分布在剪切带内的小断层中。赋矿断层组有近东西向、北西西向、北东向3组,近东西向含矿最好,北西西向次之。3组断层均具压扭性特征。近东西向应为主剪裂隙,北西西向应为逆向剪切裂隙。整个矿带中含矿层及矿体具有韧脆性特征。韧脆性变形带长4km,宽50~300m,走向东西。韧脆性变形表现在糜棱岩化,镜下斜长石斑晶定向排列,呈碎裂状(碎斑),被绢云母交代,绢云母沿糜棱面理定向分布;磁铁矿空洞两边石英呈梳状定向生成压力影;铁矿物的晶面有硅质压力影垂直生长;英安岩屑具压扁拉长;石英呈波状消光;见石香肠及明显的拉伸线理等。

(三)矿体特征

寒山金矿带东西长6km,南北宽055km,矿带由60多条含金蚀变带组成。含金蚀变带的蚀变主要有绿帘石化、绿泥石化、钠黝帘石化、绢云母化、硅化、云英岩化、黄铁绢英岩化、高岭土化、碳酸盐化等。蚀变不仅具有明显的分带性、相关性、对称性,且不同的蚀变对金矿石的质量产生不同的影响。在矿体两侧,岩石十分破碎,蚀变十分强烈,从蚀变带中心向两侧依次为硅化带—黄铁绢英岩化、绢英岩化带—红化(铁染带)—高岭土化、碳酸盐化带。矿体中金的品位由中心向外变贫(图11-2)。

图11-2 135线矿体剖面图

1—凝灰质角砾岩;2—黄铁矿化高岭土化绢英化金矿体;3—硅化毒砂化黄铁矿化绢英岩化金矿体;4—富金矿脉

硅化带:含有较多的细粒硫化物、不均匀分布,有的呈团块。硫化物有黄铁矿、毒砂(臭葱石)、在硅化蚀变岩中有石英脉穿插时,金变富;石英脉破碎、黄铁矿流失后的空洞多或硫化物多,矿石质量好。

黄铁绢英岩化带:地表呈黄白相间的土状物,疏松,主要有高岭土、绢云母化、褐铁矿化组成,蚀变带就是金矿体;绢云母化强烈,黄铁矿多,矿石破碎,矿石的质量就好。

红化带(铁染带):为黄铁矿经氧化呈褐铁矿化,标志很明显,但含矿性差。

高岭土化、碳酸盐化带:主要是高岭土、碳酸盐呈条带、细脉分布在未经全部蚀变的原岩中。

总之,多种热液蚀变叠加,矿石品位高;具备黄铁矿化、毒砂(臭葱石)化、硅化、褐铁矿化的蚀变,金才有希望,这“四化”越强,金矿越富。

在上述蚀变带中,目前共圈出20个金矿体,矿体一般长90~300m,最长960m;厚度一般2~4m,最厚703m;延深50~100m。单个矿体在蚀变带中呈透镜状、脉状、扁豆状,呈左行雁列。产状与蚀变带一致,为70°~85°∠50°~70°,唯独Au11向南西倾。区内Au4、Au6、Au8、Au11、Au12为主矿体,其长度都在400m以上。

(四)矿石成分

1矿物成分

根据岩矿鉴定和人工重砂结果,有以下矿物:

自然元素:自然金、银金矿、自然铅、自然铜。

硫化物:有黄铁矿、方铅矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、铜蓝、斑铜矿、辉铜矿、辉钼矿。

硅酸盐:绢云母、高岭土、长石、透闪石、阳起石、直闪石、绿泥石。

氧化物及氢氧化物:石英、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、铌钛矿、金红石、针铁矿、纤铁矿。

硫酸盐:黄钾铁矾、铅矾、胆矾、重晶石等。

碳酸盐:白云石、方解石、孔雀石、蓝铜矿、菱铁矿。

其他:毒砂、钼铅矿、磷灰石。

本区金以自然金、银金矿的形成存在于泥质胶结物、矿物裂隙及矿物颗粒间,有包裹金、晶隙金、裂隙金。包裹金主要包裹于黄铁矿、方铅矿、黄铜矿之中,约占10%;晶隙金主要在泥质、石英与泥质接触处;裂隙金主要在石英裂隙和硫化物裂隙中,晶隙金和裂隙金约占90%。

自然金、银金矿呈自形、多为粒状、片状、板状、鳞片状、弯勾状、树枝状、蜂窝状、孤岛状等,粒径0005~0003mm,个别005mm,属微粒—中粒金。虽然粒细,但包裹金少,故易选易浸。银金矿电子探针分析,含Au7974%、Ag2019%、Cu003%、Fe为0。金的成色785‰。

黄铁矿是金的共生伴生矿物和金的载体,呈浸染状、细脉状,常以立方体和五角十二面体出现,分为两期,第一期呈浸染状产出,金呈包裹金,第二期呈细脉、团块状产出,金呈裂隙金、包裹金、晶隙金。

方铅矿呈细脉或团块,形态不规则,被铅矾包围,金在铅矾中呈片状。

硅酸盐矿物:绢云母是矿石的基本脉石矿物,在矿体边部呈鳞片状、集合体、发育一组极完全解理,其粒间或解理缝中,有黄铁矿产出。

石英:在矿石中含3%~95%,一般大于30%,主要在矿体中,呈团块浸染、脉状产出。

2矿石化学成分

本区矿石以低品位金为主,矿体平均品位(wB/10-6)Au14×10-6~2415×10-6。单样一般Au08×10-6~85×10-6,个别Au可达50×10-6以上,最高547×10-6。

矿石多元素分析如表11-1,微量元素见表11-2。

表11-1 矿石多元素分析表(wB/10-6)

表11-2 矿石微量元素分析表(wB/10-6)

(五)矿石类型

本区矿石的自然类型有:①黄铁绢云片岩型金矿石,含金05×10-6~2×10-6;②黄铁石英绢云片岩型金矿石,含金1×10-6~10×10-6;③石英岩(脉)金矿石,含金3×10-6~20×10-6;④多金属石英脉型金矿石,含金3×10-6~50×10-6,最高547×10-6。从地表向下15m,为氧化矿石。

矿石主要构造为脉状构造和浸染状构造。

矿石主要结构有:

自形半自形结构:黄铁矿呈自形、五角十二面体、立方体;毒砂呈菱面体、纺锤体自形晶存在;方铅矿呈立方体。

放射状结构:黄铁矿中心由呈粒状或在立方体周围呈密集的放射状、针状黄铁矿构成。

他形粒状结构:黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿及闪锌矿呈他形粒状结构。

交代结构:毒砂交代黄铁矿。

次生加大边结构:自形黄铁矿周边有次生加大边,边宽1~5μm。

包含结构:有部分毒砂被黄铁矿包含。

镶嵌结构:方铅矿呈不规则他形与黄铁矿和黄铜矿紧密镶嵌。

(六)矿床地球化学

1成矿主岩地球化学

成矿主岩岩石分析结构列于表11-3,稀土分析结果列于表11-4。

表11-3 寒山金矿区岩石分析结果表

表11-4 寒山金矿区各类岩(矿)石REE分析表(wB/10-6)

据毛景文等(1998)资料。

从表11-4看熔岩Eu相对富集,球粒陨石标准化图形表现为平缓右倾斜,为比较典型的岛弧型玄武岩类(图11-3)。蚀变后的熔岩较之原岩REE总量增加,轻稀土增加明显,中、重稀土降低,Eu略有亏损(图11-4)。

图11-3 寒山金矿床玄武安山质火山岩(1~5)REE球粒陨石标准化型式图(据毛景文等,1998)

图11-4 寒山金矿蚀变岩(1~4)REE球粒陨石标准化型式图(据毛景文等,1998)

寒山金矿区各类岩石微量元素含量列于表11-5,微量元素相关系数矩阵列于表11-6。从相关性分析,Au与As、Sb、Pb、Ag、B、Mo正相关,并以Au-As、Au-Pb、Au-Sb、Au-Ag、As-Sb、As-Mo、As-Ag、Ag-Pb、Ag-Mo元素对相关程度高,Co、Ni与As、B、Sb、Pb、Ag为负相关。

表11-5 寒山金矿区各类岩石微量元素含量(wB/10-6)

该区的地球化学模式基本上为:从成矿背景、矿化蚀变、金矿体,大致呈几何级数递变,尤以Au、As、Pb、Ag、Sb、B变化最大。

元素组合:Au、Ag、As、Sb、Pb、B、Mo、Ba、Li,从金矿化向外,组分依次为:

表11-6 寒山金矿区微量元素相关系数矩阵表

Ni(Co)-Cu(Zn)-Mo-Au(Ag)-Pb(As)-Sb-B(Li、Ba)

矿化中心→外围蚀变带

中心为Ni(Co)-Cu(Zn)-Mo系列,外围蚀变带为Pb(As)-Sb-B系列;高强异常分布在矿化体及破碎带的近矿围岩中。B-(Li、Ba)系列,分布在矿体外围破碎带或围岩中。

垂直方向:矿上晕:Ba(Li)-B-Sb-As(Pb);矿中晕:Pb-Ag-Au(Ag)-Mo-Zn(Cu);矿尾晕:Cu-Co(Ni)。

该区Mo、Cu、Co、Ni和Li、Ba、B、Sb、Ag异常强度均偏低,说明头晕Li、Ba、B、Sb、Ag严重剥蚀,尾晕尚未完全暴露地表。

2流体包裹体地球化学

该区流体包裹体不发育,而且细小。已测到的包体形态多样,少数呈圆形、菱形、椭圆形,大多数为不规则的三角形长管状、纺锤状及不规则多边形,一般为2~10μm。气液比5%~15%,少数35%~50%。部分无色透明、相间界线清楚,有些颜色暗灰及褐色。

按相态矿床中包裹体主要为气液两相包裹体及单相包裹体,按成因分为原生和次生。

成矿流体以NaCl-H2O体系为主,盐度值变化在54%~105%,多数集中于60%~80%。

用均一法测得包裹体的温度为72~374℃,但成矿的主要温度为100~160℃。

3稳定同位素地球化学

(1)硫同位素:原生成矿期黄铁矿的δ34S为-19‰~17‰,平均048‰,格式效应清楚,与陨石硫基本吻合,表明硫主要来自地幔。

(2)氧同位素:石英金矿石中δ18O从137‰~167‰,平均153‰。

(3)碳同位素:δ13C为-25‰~-1‰。

(七)矿床成因

寒山金矿区,绢云母化硅化岩石的K-Ar法年龄测试结果表明:成矿作用发生在21395~22444Ma,相当于印支期或三叠世晚期。

矿区围岩蚀变以绢云母化、硅化、绿泥石化为主,显示形成矿床的流体介质为弱酸性;Rb-Sr等时线测定,锶初始同位素比值(87Sr/86Sr)i为071469±000208,大于0710,说明成矿物质来自地壳本身;寒山金矿成矿流体具有低盐度[一般为54%~105%(wNaCl),平均795%]、低密度(069~098g/cm3)、低温度(均一温度为72~374℃,主要温度为100~160℃)的特点,与世界上大多数脉状浅成低温热液金、银多金属矿床很相似。

三、鹰嘴山金矿床

(一)含矿围岩

鹰嘴山金矿床赋存于寒武系中统黑茨沟组的中、酸性火山岩-碎屑岩建造中(图11-5)。据岩性组合及岩石特征,自下而上可分为3段:

图11-5 鹰嘴山矿区地质图

1—第四系;2—黑茨沟组第三岩性段;3—黑茨沟组第二岩性段;4—黑茨沟组第一岩性段;5—金矿体及编号;6—蛇纹岩;7—辉长岩;8—实测逆断层

一段( h1):出露于矿区北部,下部为粉砂质板岩夹变细砂岩,中部为硅质岩,上部为凝灰质板岩夹灰岩。

二段( h2):下部为火山熔结角砾岩、凝灰熔岩、安山质凝灰岩,含金蚀变带、安山岩、英安岩夹少量粉砂板岩及凝灰岩。

三段( h3):下部为变细砂岩夹凝灰岩、粉砂质板岩,中部为硅质岩,上部为灰岩。

含矿带位于二岩段火山岩破碎带的顶部与板岩接触部位。

除此而外,超基性岩也是含矿围岩之一,超基性岩从西到东,沿矿带北侧断续分布,呈岩墙状,由于强烈蚀变,岩石已蚀变为蛇纹岩和滑石片岩。

(二)控矿构造

矿区为一向南倾的单斜构造,断裂构造十分发育,沿 h2与 h3之间的主断裂,走向270°~290°,倾向南,属左行压扭性断裂,在成矿过程中,该断裂构造和超基性岩对含金蚀变带起着控制作用,矿化带沿该断裂断续带状分布,超基性岩即是矿带的北界,有的金矿体就在超基性岩之中。

(三)矿体特征

鹰嘴山金矿区,矿化主要沿NWW向断裂带分布,矿化蚀变带总长约5km,宽约30m,走向270°~290°,与地层展布方向一致,倾向南,倾角60°左右。矿带顶板为粉砂质板岩,底板有硅质岩、凝灰岩、英安岩、安山岩、安山质凝灰岩、安山质角砾凝灰熔岩、硅化蛇纹岩及滑石片岩等。⑨号金矿体一带从顶板向底板依次为:粉砂质板岩→矿体(硅质岩、石英岩)→硅化蛇纹岩(贫矿)→滑石片岩(深部为蛇纹岩)。

矿化带是由金矿体、石英脉、硅化板岩和硅化碎裂火山碎屑岩、褐铁矿化粉砂质板岩及蛇纹岩、滑石片岩、碳酸盐化岩石等组成。

上述矿化带中,共圈定金矿体6个,金矿化体6个,单个矿体一般长36~265m,最长770m,矿体平均厚038~157m,最厚218m,延深大于200m,尤以⑨号金矿体连续性好,是本矿区的主要矿体,现钻探控制长770m,厚048~538m,延深50~240m。矿体形态受构造控制,呈似层状、透镜状、沿走向、倾向具波状弯曲、膨胀收缩,分枝复合等特点。矿体产状174°~208°∠44°~54°(图11-6),向西侧伏,侧伏角30°。

图11-6 鹰嘴山金矿区100线剖面图

(四)矿石成分

1矿物成分

主要金属矿物有铅矾、孔雀石、菱铁矿、方铅矿、硫锑铅矿、铜蓝、毒砂、辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿、褐铁矿、钼铅矿、白铅矿、磷钇矿、黄钾铁矾。脉石矿物有石英、白云石、长石、白云母、锆石、绿泥石、榍石、方解石、石榴子石、蛇纹石等。

贵金属有自然金、自然银、金银矿、银金矿、角银矿。电子探针结果列于表11-7。

表11-7 电子探针结果

说明金银元素均以矿物形式存在。金矿物存在的形式:①金矿物嵌布于次生铅矿物粒间及裂隙中;②金矿物包于次生铅矿物中;③金矿物嵌布于石英裂隙中;④金矿物包于脉石矿物中;⑤自然金包有银金矿或金银矿;⑥角银矿与自然银相嵌同时又包自然银、自然金。

金的粒度大于0074mm的占418%,0074~>003mm的占55%,小于003mm的占9032%,说明以细粒—微粒金为主。包裹金占661%,粒间金及裂隙金占943%。

2化学成分

矿区化学样分析(w(Au)/10-6),Au1×10-6~779×10-6,个别达几百万分之一,单个矿体Au平均在15×10-6~916×10-6,Ag6×10-6~92×10-6。⑨号矿体,Au平均634×10-6。各类金矿石的氧化物分析、多元素分析、微量元素分析分别列于表11-8~11-10中。

表11-8 金矿石氧化物分析表

表11-9 金矿石多元素分析表(wB/10-6)

表11-10 金矿石微量元素分析表(wB/10-6)

(五)围岩蚀变

矿区的围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、褐铁矿化、碳酸盐化、滑石化等。

硅化:表现为微晶石英矿物的生成和石英脉沿裂隙充填,与金矿化关系非常密切。硅化越强,金矿化越强。

绢云母化:在粉砂质板岩和凝灰岩中,出现鳞片状绢云母。

褐铁矿化:在矿区普遍可见,尤其在矿体与顶板粉砂质板岩的接触带更为显著。

碳酸盐化:表现为方解石脉沿岩石破碎裂隙充填。

滑石化:在矿带北侧,有滑石片岩及滑石脉沿裂隙充填,向深部变为超基性岩。

(六)矿床地球化学

1成矿主岩地球化学

成矿主岩岩石分析列于表11-11,稀土分析列于表11-12。

表11-11 鹰嘴山金矿区岩石分析

表11-12 鹰嘴山金矿区各类岩(矿)石REE分析(wB/10-6)

板岩是矿体的主要围岩,矿物成分以绿泥石、石英、绢云母为主,化学成分表现为高铝富镁和钾。超基性岩也是主要的矿体围岩,含金硅质岩型矿石,富Sr(达185×10-6),贫Li、Rb、Be、Ga等酸性不相容元素,矿体围岩可能是蚀变超基性。

板岩球粒陨石标准化图形表现出缓右倾斜形,铕微弱亏损(图11-7)。矿石稀土配分型式见图11-8。

图11-7 鹰嘴山金矿床板岩REE球粒陨石标准化型式图

图11-8 鹰嘴山金矿床矿石REE球粒陨石标准化型式图

2流体包裹体地球化学

流体包裹体有圆形、椭圆形、三角形、水滴状、多边形、树叶状等。气液包裹体大小为2~15μm,原生的大,次生及单相的个体小,大多为25μm。气液比5%±,仅小部分达10%。包裹体有气相、液相、气液两相及含CO2(Liq)相等,最多的是气液两相。

成矿均一温度为358~170℃,主要成矿温度为320~200℃。

主要成矿流体属NaCl-H2O体系,盐度为38%~93%。

3稳定同位素地球化学

氧同位素:石英δ18O值为107‰~150‰,平均131‰。

(七)成矿时代

本次测得鹰嘴山金矿石英脉Rb-Sr等时年龄为(483±12)Ma(宜昌地质矿产研究所,1999),西安所李智佩取得石英脉的Rb-Sr同位素年龄为4135Ma,前者是超基性岩蚀变作用的时代,后者可能是阿尔金断裂作用的成矿时代,可见,成矿是多期次的。

(八)矿床成因

鹰嘴山金矿区NWW向挤压破碎带长几十千米,切割较深,超基性岩自深部沿断裂侵位,地层、岩石发生蚀变和破碎,该断裂破碎带控制了本区矿体的分布。

矿床成矿流体的盐度很低,w(NaCl)=38%~93%,平均65%。这种低盐度特征说明不是地下热卤水或海水;成矿流体中CO2含量较高,表明流体具有深部来源的特征;根据包裹体均一温度和盐度计算的流体密度介于065~093g/cm3之间,均小于10g/cm3,与大多数岩浆热液的流体具有一定的相似性;本区在超基性岩中赋存有金矿化体,有的矿体原岩就是超基性岩,在矿区南部的超基性岩中所取人工重砂,见有千粒自然金,表明超基性岩是金的主要来源之一。约在(483±12)Ma超基性岩由于发生了强烈的蛇纹岩化蚀变作用,本来是贫硅的岩浆岩,由于在蚀变过程中释放出大量硅质,大量的硅质伴随着活化金,在岩体边部形成含金硅质岩,并有大量含金热液进入成矿构造,形成含金石英脉,约在(413±5)Ma,在阿尔金断裂构造动力作用下,大量的热液流体使金活化迁移。

据此认为,矿床成因属与超基性岩及构造动力作用有关的中、低温热液矿床。

祁连成矿带金矿分布广泛,既有伴生型金矿床,也有独立型岩金矿床,还有砂金型矿床。伴生型金矿床主要与产于区内的海相火山岩系、沉积岩系的多金属矿床密切相关,如红沟、白银矿田(折腰山、火焰山、小铁山等)、锡铁山等矿床。其特点是金与主元素矿产绝大多数情况下共存于同一矿体中,少数也可有独立的金矿体,但仍共存于同一矿床中,其成矿地质环境、成矿时代等与主矿种一致,本节不再叙述。

砂金矿床在本区分布范围广,遍及整个祁连成矿带。据现在掌握的资料统计,已发现有41处矿产地,其中中型3处,小型9处,典型的如天朋河中型砂金矿床、川刺沟小型砂金(铂)矿、哈尔腾河砂金矿、洪水梁小型砂金(铂)矿床以及党河南山地区的诸多砂金矿点等。该区砂金均为河谷冲、洪积砂矿类型。如天朋河砂金矿床位于Ⅵ级阶地,含金品位为0044~1074g/m3;川刺沟小型砂金(铂)矿位于河谷底、Ⅰ—V级阶地及洪积扇,含金品位为0065~0984g/m3,伴生砂铂;洪水梁小型砂金(铂)矿则产于Ⅱ—Ⅳ级阶地(于浦生等,2000)。砂金矿的存在为区内寻找原生金矿提供了有利的线索,区内不少岩金矿床均是根据砂金矿的分布特征向源头追索而发现的,因此砂金矿可以作为寻找原生金矿床的重要标志。

独立型岩金矿产在本区已发现57处,其中大型1处,中型6处,小型21处。就独立型岩金矿床而言,其矿床类型可归纳为两种,即构造蚀变岩型和热液型(含石英脉型)。按照其成矿的构造环境而论,它们均可被划归为造山型(包括板块俯冲造山、弧-陆碰撞造山和陆-陆碰撞造山等)一类。也就是说,它们是挤压构造环境下的产物。构造蚀变岩型金矿床在本区多形成大中型矿床,典型的如寒山、鹰嘴山、黑刺沟、青龙沟、滩间山、野骆驼泉、红柳沟等;热液型(含石英脉型)金矿床代表的有童子坝、曹家口、青分岭、车路沟、郝泉沟等。

一、构造蚀变岩型金矿床

1寒山金矿床

矿床位于北祁连造山带西端,处于昌马-冷龙岭-永登加里东期岛弧带内 。矿区出露地层为早奥陶世阴沟群,该群是一套岛弧环境下形成的火山沉积岩系,岩性有安山-英安质凝灰岩、安山岩、枕状熔岩、砂(板)岩等,工业矿体则产于片理化凝灰岩中,容矿岩石孔隙度高(50%)且有效孔隙度大,有利于热液运移。区域金背景值高(1774×10 9)且化学活泼性强,有利于热液交代和形成矿床(夏林圻等,2001)。矿区南部有闪长岩侵入于奥陶系,其锆石U-Pb同位素年龄为370 Ma±25 Ma~3471 Ma±64 Ma。矿区断裂构造发育,由区域北西西向构造和近东西向构造组成,矿体群发育于一条长逾10km、宽200~600m的NWW 向脆韧性剪切带中(图3-50)。

图3-50 寒山金矿床矿区地质图

(引自毛景文等,1997)

1—第四系;2—中奥陶统妖魔山灰岩;3—下奥陶统玄武安山质火山岩;4—下奥陶统玄武安山质熔岩;5—下奥陶统砂板岩;6—断层;7—平移断层;8—矿体及编号

该矿床自1994年发现以来,矿区已圈出矿化蚀变带65条,矿体31个。矿化蚀变带规模长100~1500m,宽10~30m 不等,地表表现为土黄—灰白色黄钾铁矾化或棕褐色铁染碳酸盐化、褐铁矿化强片理化带,矿体产于其中,强硅化蚀变岩及充填于其中的石英硫化物脉金多达到工业品位。矿体总体上呈近东西向展布,倾向南,各矿体之间多呈近平行或雁行状斜列,在剖面上呈叠瓦状分布,单一矿体形态多呈长透镜状、条带状,沿走向和倾向均具有膨大缩小和S形弯曲现象及分支复合现象。矿石类型有黄铁绢云片岩型、黄铁石英绢云片岩型和石英脉型等。原生矿石矿物主要有银金矿、辉银矿、黄铁矿、毒砂,其次为黝铜矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等,其他金属矿物有磁铁矿、辉锑矿、钼铅矿、锐钛矿、钛铁矿等,脉石矿物主要有石英、绢云母、铁白云石和重晶石等,其次为绿泥石、白云母、伊利石、高岭石、锆石、钠长石和方解石;次生矿石矿物主要为自然金、银金矿,呈薄膜状、粒状、发丝状分布于蜂窝状绢英片岩的劈理面、微裂隙及蜂窝中,局部形成次生金线,其他有褐铁矿、赤铜矿、辉铜矿、铜蓝、蓝铜矿、臭葱石、白铅矿、铅矾、黄钾铁矾、孔雀石等。金平均品位为5×10-6。在不同方向裂隙的复合部位,矿体规模大而且矿石金的品位往往较高。

与成矿关系密切的围岩蚀变为硅化、黄铁矿化、绢云母化、臭葱石化和碳酸盐化。矿石构造有浸染状、细网脉状、块状、粉末状和蜂窝状。按照构造和矿物共生组合,其成矿主要分为3个阶段:第一阶段矿化以大规模微晶石英绢云母化为特征,含有少量的硫化物;第二阶段为中细粒富硫化物绢云母,硫化物含量高,种类较多;第三阶段为粗晶石英碳酸盐矿物。

矿石稳定同位素及稀土元素研究结果表明,成矿物质来源于容矿火山岩,成矿流体为低温、低盐度和低密度溶液,成矿流体为以大气降水为主、有岩浆流体参与的混合热液。区内具多次侵入特征的岩浆活动提供了成矿的热源,而韧—脆性剪切带则是其容矿空间。成矿作用受碰撞造山期(和期后)断裂系统的控制,特别是叠加于韧剪切带之上的脆性剪切裂隙(强片理化带)的控制。初步认为,该矿床为构造破碎蚀变岩型金矿,其成矿时代为395Ma±46Ma~303Ma±10Ma(夏林圻等,2001)。

此外与寒山金矿床相邻的鹰嘴山金矿也为一构造蚀变岩型矿床。该矿床成矿构造环境为板块碰撞边界俯冲杂岩带,区内出露地层为中寒武统大陆裂谷环境下形成的火山沉积岩系(黑茨沟组),侵入岩主要为加里东期脉状超镁铁质岩,构造主要表现为一条NWW 向的脆韧性剪切带。该矿区矿化主要沿NWW 向断裂分布,已圈出的11条矿体长一般在50~600m之间,厚05~47m,矿体产出受超镁铁质岩与围岩粉砂质板岩的接触破碎带及北西西向断裂的双重控制,矿化类型为蚀变岩型,其中穿插有少量石英脉型,矿石矿物种类复杂,主要为黄铁矿、方铅矿等硫化物。金主要以单矿物出现,附着于石英、黄铁矿颗粒之上,其次为银金矿。围岩蚀变发育,有硅化、蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化等,具明显的分带性。矿床地质地球化学研究表明成矿物质直接来自超镁铁质岩(夏林圻等,2001)。金品位15×10-6~96×10-6,矿体中的Pb、Zn、Cu和Ag的含量达边界品位以上。

初步认为鹰嘴山金矿的矿化作用(内生成矿)可以分为两个阶段,第一阶段为微晶石英岩化阶段,形成致密块状石英岩,石英岩宽几米到十多米;第二阶段为脉状石英硫化物阶段,它叠加在第一阶段石英岩之上,表现为中粗晶石英脉或硫化物石英脉。该矿床含金硅化蚀变岩的全岩Rb-Sr等时线同位素年龄为413Ma±5Ma,成矿时代为晚志留世。其成矿流体具有以深部上升流体(岩浆水)为主且有少量浅部大气降水混合的成分特征,成矿温度较低 <200℃),初步认为属与超镁铁质岩有关的低温热液构造蚀变岩型金矿床。

2滩间山金矿床

滩间山金矿床位于大柴旦南西约75km处的滩间山金龙沟一带(图3-51),地处赛什腾山-锡铁山裂谷带内 。区内出露地层主要为中元古界万洞沟群,属一套遭受区域变质及动力变质的炭泥质碎屑岩和富镁碳酸盐岩建造。矿区构造活动强烈,既有断裂又有褶皱,不同期次不同类型的构造交织在一起,组成了复杂的构造格局。发育于万洞沟群的NW 向大型剪切带内的次级NNE—SN向褶皱轴部及翼部的断裂—裂隙带为区内的控矿构造。矿区的岩浆岩主要为侵入岩,以酸性为主,中性次之。岩石类型有斜长花岗斑岩、花岗斑岩、花岗细晶岩、斜长细晶岩、闪长玢岩、闪长细晶岩、云煌岩。据中国地质科学院矿产资源研究所和青海地勘局近年的工作,斜长花岗斑岩的全岩K-Ar同位素年龄为2947 Ma±38 Ma~30987 Ma±477 Ma,Rb-Sr同位素年龄为33003 Ma,花岗细晶岩的全岩K-Ar同位素年龄为3088 Ma±54 Ma,成岩时代主要为华力西中期,而蚀变花岗斑岩型金矿石的年龄为26894 Ma±431 Ma(K-Ar),构成脉岩型金矿体细晶岩脉中云煌岩的年龄为2889Ma(K-Ar),由此可知成矿时代晚于成岩时代,主要发生于华力西中—晚期。利用侵入岩的岩石化学对成岩环境进行判断,该矿区的中—酸性岩体形成于碰撞及造山环境,其中以同碰撞造山环境为主

张德全等。柴达木盆地北缘成矿地质环境及多金属矿产预测。2000。

图3-51 滩间山金矿区地质略图

(引自张德全等,2000)

1—第四系;2—炭质千枚岩、片岩;3—大理岩;4—斜长花岗斑岩;5—岩脉;6—矿体;7—地质界线、产状;8—断层;9—背形轴;10—向形轴;11—勘探线

图3-52 滩间山矿区金龙沟C-D剖面

(引自张德全等,2000)

1—第四系;2—炭质绢云千枚岩、斑点状炭质绢云千枚岩;3—白云石大理岩;4—花岗斑岩;5—金矿体;6—推测金矿体;7—钻孔及编号;8—穿脉及编号

矿体均赋存于万洞沟群炭质千枚岩、片岩段内,严格受NNE向和NW向片理化带中的断裂构造破碎带(脆性破裂)及层间走滑断裂的控制,主要工业矿体(占90%以上储量)全部产于褶皱轴部及翼部的NNE—SN向的断裂—裂隙带中,少数矿体呈NW向展布。矿体多呈脉状、分支脉状、透镜状成群产出,沿走向和倾向有分支复合、尖灭再现的现象,与蚀变围岩无明显的界线,呈渐变过渡关系。主要矿体倾向SE,倾角较陡(60°~70°)。矿体长20~430m,宽06~6238m,变化较大,控制最大斜深100m(图3-52)。

本区矿石主要为构造蚀变岩型,依蚀变岩原岩的不同又可分为蚀变炭质千枚岩片岩型和蚀变脉岩型。蚀变千枚岩片岩型矿石是经构造破碎并发生蚀变和金矿化的“斑点”状炭质千枚岩、炭质片岩;蚀变脉岩型金矿则是那些被断裂切割或与地层发生同步褶皱又经热液蚀变Au矿化的花岗细晶岩(或斜长细晶岩)、闪长玢岩、云煌岩及花岗斑岩。矿石矿物主要有自然金、银金矿、黄铁矿、毒砂、含砷黄铁矿及少量的金银矿、硫锑铜银矿、含银辉砷镍矿、闪锌矿、黄铜矿、斜方砷铁矿、方铅矿、磁铁矿、赤铁矿、锡石、铜蓝、斑铜矿、钴富矿、含镍钴毒砂、辉砷镍矿、磁黄铁矿、自然铋、褐铁矿、黄钾铁矾及孔雀石等;脉石矿物主要为石英、绢云母、石墨、非晶质碳、绿泥石、绿帘石、白云石等。矿石结构主要为黄铁矿的自形至半自形粒状结构、环边及环带结构、筛状结构等。矿石构造主要为浸染状构造、眼球状构造、块状构造、细脉-网脉状构造等。金平均品位39×10-6~134×10-9。

围岩蚀变主要有黄铁矿化、硅化、绢云母化及少量碳酸盐化。成矿时代为华力西中晚期。

对矿区矿石稳定同位素的综合研究表明,成矿流体中的水是变质水与华力西岩期浆的混合,矿石中的硫以岩浆硫为主,有一定的变质硫的混入,矿石和方解石的碳以岩浆碳为主,矿石铅为岩浆铅与变质地层铅的混合,证明本矿床的成矿物质一部分来源于华力西期岩浆岩;成矿温度232~278℃,属中温成矿作用。

图3-53 红柳沟金矿区地质及土壤测量异常图

(引自张德全等,2000)

1—第四系;2—新近系;3—下侏罗统;4—下石炭统;5—上泥盆统牦牛山组;6—滩间山群;7—华力西晚期斜长花岗岩;8—加里东期闪长岩;9—花岗斑岩;10—石英脉;11—实测地质界线;12—逆断层;13—性质不明断层;14—地层产状;15—金矿体;16—1:1万土壤异常(自最外圈向内依次为2、4、8、16、32、64、128、256×10-9)

3红柳沟金矿床

红柳沟金矿床位于柴达木盆地北缘高泉煤矿以南红柳沟一带。地处赛什腾山-锡铁山加里东裂谷带 中西段的赛什腾山火沉积盆地范围内。矿区出露地层有滩间山群(O2ST)、上泥盆统牦牛山组(D3m)、下侏罗统(J1)、第三系、第四系。构造主要表现为断裂构造(图3-53),为发育于滩间山群中的北西向大型韧性剪切带,褶皱构造不明显。岩浆活动强烈,有加里东期闪长岩、华力西期斜长花岗岩以及斜长花岗斑岩等。石英脉发育,主要有3种类型:含铜石英脉、乳白色石英脉和方解石石英脉。已发现的金矿体均沿北西向大型韧性剪切带旁侧的近南北向韧脆性剪切带群(F5及F6)控制的构造破碎蚀变带分布(见图3-53),容矿岩石为滩间山群的绢云石英片岩、绢云母片岩及蚀变安山岩等。矿体形态呈脉状、透镜状,分支复合、膨大收缩及尖灭再现特征明显。

矿床主要矿体走向呈近SN向,近于直立或往东陡倾斜列展布。矿体规模一般较小,单个矿体厚度变化大,平均032~609m,矿体控制长度为62~196m。本矿床的金矿石可分为石英脉型及蚀变岩型。石英脉型金矿石常可构成独立金矿体,石英脉型金矿石由黄铁矿(1%~5%)、黄铜矿(1%%~2%)、铜蓝(1%±)、自然金(微量)、褐铁矿(少量)、孔雀石(少量)等金属矿物以及石英(70%~90%)、斜长石(1%~5%)、绢云母(1%~10%)、绿帘石(少量)、绿泥石(少量)等脉石矿物组成;矿石构造以脉状、细脉状、透镜状为主,其次为稀疏浸染状构造及糜棱状构造;矿石结构有碎裂结构、交代穿切结构等。蚀变岩型金矿石由黄铁矿(1%~2%)、黄铜矿(1%~2%)、自然金(微量)及由黄铁矿氧化而成的褐铁矿等金属矿物以及石英(30%~50%)、绢云母(10%~30%)、斜长石(5%~10%)、绿泥石(1%~10%)、绿帘石(5%~10%)等脉石矿物组成。这两种矿石类型差别不大,只是前者金属矿物含量较高、脉石矿物以石英为主。矿石中糜棱构造、千糜构造发育,鳞片粒状变晶结构、交代结构特征明显。矿床的围岩蚀变主要为硅化(石英化)、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化,其次为黄铁矿化、黄铜矿化以及表生作用形成的褐铁矿。

总之,红柳沟金矿床产于滩间山群地层中,矿区位于团鱼山岩体东南侧外接触带。加里东早期区域造山作用形成了区域NNW 向的片理化带,加里东晚期的岩浆侵入活动形成了团鱼山岩体;到了华力西期,伴随强烈的构造岩浆活动,在红柳沟金矿区形成了近南北向压扭性断裂构造、韧脆性构造破碎带以及斜长花岗岩、花岗斑岩等小侵入体、岩脉等。初始岩浆热液以硅质组分为主,沿早期近南北向张性断裂形成了无明显矿化的乳白色石英脉;岩浆热液的进一步演化使成矿物质及水的组分增多,在应力作用下,沿稍晚的韧脆性破碎带贯入形成石英脉型金矿体,同时,成矿流体向破碎的围岩渗透并使之发生蚀变及金矿化,形成破碎蚀变带及蚀变岩型金矿体。因此该矿床形成于华力西期,是伴随构造岩浆活动形成的含金石英脉-蚀变岩型金矿床。

二、热液型(含石英脉型)金矿床

本区热液型(含石英脉型)金矿床主要形成于陆内造山作用阶段,既可以构成单一的矿床,也可以与其他类型相叠加从而构成复合矿床,这里仅就以热液型为主的矿床进行解剖。

1青分岭金矿床

青分岭金矿床位于甘肃省天祝县境内,由甘肃省第六地质队于1985年发现并勘探查明,为赋存于奥陶系中酸性火山岩、含炭硅质板岩及华力西期角闪二长岩中,并受北西西走向断层、北东向张扭性断层控制经多期热液叠加而形成的金矿床。该矿床处于北祁连加里东昌马-冷龙岭-永登加里东中期岛弧带 中的走廊南山-冷龙岭复背斜之次级褶皱青分岭向斜北翼。

区内出露地层为奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、第四系。奥陶系呈北西西向延伸,构成青分岭向斜构造,分上下两组,下组为一套浅海相碎屑岩建造,上组为由多个火山喷发-沉积旋回组成的海相火山岩-碎屑岩建造,是青分岭金矿的赋矿地层。泥盆系为红色碎屑岩建造,石炭系为海陆交互相含煤碎屑岩建造,二叠系为湖相碎屑岩建造,三叠系为河湖相碎屑岩及有机质砂页岩建造。

岩浆活动频繁,主要为加里东期石英闪长岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩,其次为华力西期角闪二长岩(308~290Ma)。华力西期角闪二长岩仅分布在青分岭一带,沿向斜轴部和两翼呈岩枝状侵入于奥陶系,与金矿关系密切。

金矿床位于青分岭向斜轴部,矿体受奥陶系海相火山岩、含炭黑色岩系、角闪二长岩及北西西、北北西、北东向断裂尤其是断裂交会部位的控制。金矿体主要赋存于蚀变角闪二长岩内及外带中,严格受挤压破碎带的控制,以石英脉型为主,次为破碎蚀变岩型。矿区分南北两个矿带,北矿带赋存于蚀变角闪二长岩体中近北西西向挤压构造带内,以蚀变岩型为主,断续长达1100m,宽20~95m,共有17个矿体,呈脉状、透镜状,矿体长25~155m,宽10~7Om;南矿带赋存于岩体中北北西向压扭性剪切带控制的石英脉、蚀变岩及部分围岩内,以石英脉型为主,伴随蚀变岩型。矿带断续延长,长度大于660m,宽30~112m,矿体有32个,呈脉状、似层状,倾向北东东或南西,倾角60°~68°,向北西侧伏,矿体长15~310m,宽08~525m,斜深50~150m,矿体分布集中。矿石类型为石英脉型金矿石和构造蚀变岩型金矿石,矿石金属矿物成分有自然金、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿及微量磁铁矿、白铁矿、针铁矿、钛铁矿、黝铜矿、闪锌矿、毒砂、孔雀石、铜蓝等,脉石矿物为石英、重晶石、方解石、绢云母、白云石、绿泥石、高岭石等。石英脉型金矿石的结构构造为他形粒状、晶粒状、细微脉状结构,星点状稀疏浸染-裂隙状构造;构造蚀变岩型金矿石则以自形、半自形、他形晶粒状结构和块状-稀疏浸染状构造为特征。石英脉型金矿石含金较富,平均品位为2146×10-6,最高为36×10-6~1833×10-6,银含量为05×10-6~30×10-6,个别达58×10-6~22×10-6。在含金富集地段铜、铅矿物较多,铜含量为001%~003%,铅为002%~006%,锌为000%~002%,一般石英脉两边偏富,中间较贫,脉体分支部位较富,膨大部位较贫。构造蚀变岩型金矿石金品位为1×10-6~787×10-6,最高达118×10-6,银为00×10-6~16×10-6,最高达57×10-6。

围岩蚀变主要为绢云母化、碳酸盐化(白云石化及铁白云石化)、黄铁矿化、褐铁矿化、高岭土化、硅化、部分绿泥石化、绿帘石化,金矿化与硅化、绢云母化及碳酸盐化有关。

该矿床成矿物质来源于奥陶系中—基性火山岩及其碎屑岩(中—基性火山岩平均含金148×10-9,局部高达1793×10-9~660×10-9),经加里东期区域变质作用及北西西向构造带的挤压作用,金等成矿物质发生活化,并初步富集,华力西期岩浆侵入活动为金矿的形成提供了热力、动力和部分金的来源(角闪二长岩体含金达03×10-9~47×10-9,部分为1731×10-9~1000×10-9),在岩体内外接触带、挤压破碎带、退变质带中沉淀富集,期后热液沿北西西向、北东向断裂带及其次级北北西向张扭性断裂贯入,形成含金石英脉(殷先明,2000)。因此该矿床成矿可划分为区域变质期和热液成矿期,后者为主成矿期。

2郝泉沟金矿床

郝泉沟金矿床位于白银市以北,地处北祁连加里东造山带东段,矿区位于北西西向石青硐-苏家湾区域性深大断裂(即北祁连南缘断裂)北东侧,黑石山火山穹窿南缘。出露地层主要为寒武系海相酸性—基性火山岩系,酸性侵入岩二云斜长花岗岩呈串珠状侵入于酸性火山岩内,区内构造以断裂为主,主要为近东西向压性断裂,其次为南北向压扭性断裂,在平面上构成X型(图3-54)。

矿区出露3个二云斜长花岗岩体,展布方向为近东西向,与区内主干断裂构造一致。岩体普遍含金,平均含量为0179×106,高出维氏酸性岩值的36倍。岩体内断裂发育,其中南北向断裂规模大,延伸稳定,由松散的断层角砾、蚀变岩及石英脉充填,一般宽04~1Om,该组断裂既控矿又容矿,主矿体产于该组断裂中。东西向断裂宽度一般小于025m,主要为石英脉充填,金矿化不稳定,仅少数断裂含金矿体,其他北东和北西向断裂为成矿后断裂,规模不大,对金矿体起破坏作用。含矿岩体经历了岩浆晚期自变质作用和热液蚀变作用,前者主要为岩体的硅化、白云母化及微斜长石化等,与金矿化无关;而热液蚀变作用的发育程度是金矿化和矿化强度的主要标志之一,主要表现为近矿岩石的硅化、白云母-绢云母化(钾化)、绿泥石化、碳酸盐化及黄铁矿化,具蚀变分带性。

图3-54 郝泉沟金矿地质略图

(据王光宁,1999)

1—第四系黄土坡积物;2—三叠系砂砾岩;3—石英角斑岩;4—无英斑石英角斑岩;5—含角砾石英角斑岩;6—细碧玢岩;7—千枚岩;8—硅质千枚岩;9—变质砂岩;10—二云斜长花岗岩;11—花岗斑岩;12—断层;13—含矿岩体编号

矿体主要产于岩体内南北向断裂和部分东西向断裂中,部分金矿体延伸到围岩中,矿体严格受高倾角断裂的控制,呈脉状、透镜状,局部具膨胀收缩、尖灭再现,并有明显的分支现象。矿区内已圈定表内矿体约50个,单矿体长45~125m,厚度变化较大,一般为02~3m,延深50~100m,金品位一般为3×10-6~7×10-6,最高达6670×10-6。分布极不均匀,局部品位变化急剧,常在断裂交会部位形成厚而富的矿体。矿石类型主要为含金多金属硫化物石英脉型,分布于岩体上半部;次为含金蚀变岩型,分布于含金多金属硫化物石英脉两侧及岩体深部的断裂蚀变带中。矿石矿物有自然金、银金矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿等,金多呈独立矿物形式,主要嵌布在金属硫化物晶界间或矿物裂隙中,部分与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等共生,有时呈集合体状产出;脉石矿物有石英、白云母、绢云母、黑云母、绿泥石、方解石等。金属元素除金、银外,还伴生有益组分铜、铅、锌等,可综合回收利用。研究表明该矿床为浅成中温热液型金矿床,成矿物质来源于岩体(王光宁,1999)。

3党河南山金矿床

党河南山金矿床处于中南祁连党河南山加里东期陆内裂谷带 内。该区自20世纪90年代以来,先后发现了黑刺沟、贾公台、振兴梁、狼查沟等一批金矿床、矿点、矿化点。以产于早古生代奥陶纪、志留纪地层中与碎屑岩或火山碎屑岩有关的蚀变岩型金矿和产于中酸性侵入岩体内外的石英脉型金矿为特征,分别以黑刺沟和贾公台金矿床为代表(彭德启,1999),其各自的成矿特征见表3-15。

三、成矿地质特征

根据以上典型构造蚀变岩型金矿床和热液型(含石英脉型)金矿床的成矿特征讨论,结合区内其他同类型矿床的成矿特征,可以看出,对于造山带型金矿床而言,尽管各金矿床的成矿地质背景、成矿时代及金的物质来源可能不同,但是其形成大都经历了强烈的造山作用以及与造山作用有关的构造-岩浆活动的影响和改造,因此可以说,金矿成矿的基本条件有三,即物源、热源和空间。

表3-15 党河南山金矿床类型及其成矿地质特征对比表

注:依据殷先明等(2000)、长安大学

长安大学。甘肃南部祁连党河南山北坡金铜矿产成矿规律、控矿因素研究及找矿靶区优选研究。2000。

(2000)以及其他有关资料综合整理。

物源:金物质多源自含矿地层(含火山岩)或早期形成的岩体。含矿地层岩性多样,时代有异,既有元古宙的(如滩间山金矿床),也有古生代的,但以早古生代各时期的含矿地层为主(如中寒武统、下奥陶统和上奥陶统火山岩系);岩体主要为基性超基性岩体,其金背景值高,形成与基性超基性岩有关的矿床如鹰嘴山和陇孔金矿床等。

热源:促成金成矿物质成分的活化、迁移、再富集的热源和动力大多与含矿建造形成后的造山作用所导致的构造动力热变质、岩浆侵入以及与其相伴的热液活动密切相关。对于热液型金矿床而言,与加里东期板块俯冲造山作用相伴随而侵入的中—酸性岩和与以后陆内造山作用所导致的部分华力西—印支期的侵入岩体(如柴北缘)与金矿化关系密切,据统计北祁连地区有一半以上的金矿床、矿点产于这些侵入岩体与围岩的内、外接触带中(于浦生等,2000)。因此对全区的岩金型金矿床来说,侵入岩对金的成矿作用贡献不仅仅是为成矿作用提供了热源,同时也提供了矿源,如门源巴拉哈图金矿床

西安地质矿产研究所,青海省第二地质队。青海省门源县巴拉哈图地区金矿初步普查报告。1999。

即是,有部分金矿床的成矿物质就直接来源于岩浆侵入体(如贾公台金矿床)。这就是金矿床或金矿体在空间上与中酸性岩体相伴产出的原因。

空间:构造控矿是区内金矿床最明显的特征,已发现的金矿床、矿点无不与断裂构造(包括韧性剪切带、脆性变形带以及两者相叠加的韧脆性及脆韧性构造变形带)密切相关,矿床往往定位于北西向与北东向、南北向构造的交会部位。矿体、矿化体则大多产于构造破碎蚀变带内。这些构造带既是大气降水下渗与深部岩浆热液混合促使循环对流的通道,也是含矿溶液向上运移和金矿物质沉淀、聚集成矿的良好空间,富矿体往往赋存在几组断裂或裂隙的交会部位。

由于成矿带内金的成矿具有以上特征和条件,也就决定了:①本区金的赋矿围岩没有专属性,早古生代的任何地层、岩石及元古宙的变质海相火山岩地层都可以是赋矿场所。②围岩蚀变也随不同的岩性而不尽一致,但与金矿关系密切的蚀变则以硅化、绢云母化、(铁质、镁质)碳酸盐化、黄铁矿化等为主,次为毒砂化、黄钾铁矾化、绿泥石化等。③金属矿物以黄铁矿为主,次有铜、铅、锌等硫化物,其中与火山岩有关的部分构造蚀变岩型金矿床的金属矿物组合相对复杂;矿床产于深大断裂或大型韧性剪切带的旁侧及其与北东、南北向断裂的交会部位。④成矿往往具有多阶段性,因此在一个矿区,矿床类型往往比较复杂多样,常表现为以一种为主,另一种叠加其上,或者构造蚀变岩型和热液型两者兼具,但热液型往往晚于构造蚀变岩型。⑤金的找矿实践证明,金矿床、矿点附近一般都存在化探异常,异常元素组合一般为金、砷、锑、铜、铅、锌等,下游沟谷尚有砂金分布。

1在火山岩地区,硅化破碎带(即硅质岩带)是金矿化的有利地带,也是岩金的主要岩石,围岩大部分为凝灰岩类岩石,由于凝灰岩、熔接凝灰岩、熔岩等岩石致密坚硬,抗风化力强,因此含金矿化带往往产于高山峻岭中。只要有金矿化带的地方,人们都会开采。

上述已经回答你第一个问题。

2找金矿,主要根据地层、构造、岩石、围岩蚀变,在构造破碎带中寻找硅化带、褐铁矿化带、低温热液蚀变如水云母化带等,当然最主要的是金矿化。含金岩石在岩石中能见到细小的金颗粒。

3含金的岩石的颜色比较复杂。岩金的工业品位3克/吨。

4沙金主要赋存于第四纪与基岩接触带间,是含沙金最多的地方,也是富集地带,是砂砾地带,当然往上部也有含沙金,但含量远远低得多,沙金的工业品位品位05克/立方米。

现在告诉你如何找金矿:

1岩金:寻找岩金必须是地质专业学校毕业,从事几年野外工作的专业人士才能做到,你别看有些老百姓在哪里挖到金子,那是窃取地质工作者的成果在哪里瞎猫碰死老鼠碰到的,不是一般人能够做的。

2沙金:比较容易,只要上游有产金的岩石,在下游的第四纪地层中就能找到,你必须选择靠近河边,即第四纪厚度比较大的地方,用直径168毫米的钢管,焊接一个十字架,用人工往下打,一直打到基岩,然后把套管里的砂砾层样品用淘金盆放到水里洗——淘金,就能找到沙金。这样钻孔按照一定网格布置,就能计算出沙金的储量,之后就可以开采。

沙样的采取率要求120%,要特别注意靠近基岩地带的沙样的采取率,因为是含沙金的主要地段。

补充后一个问题:

金矿的成因各地不同,产于不同的围岩的金矿化和围岩蚀变也不尽相同,赤黑色可能是围岩蚀变,赤黑色也可能是近地表的铁锰氧化,你可以用手摸摸,如果手上粘有黑色,就证明我的判断是正确的,如果是,这种现象与金矿化关系不大,深部就不会有这种黑色的东西,如果手不粘有黑色,就证明与金矿化有关,可以作为今后寻找金矿带的围岩蚀变标志。

有必要说明的是:自然界的矿物只有三种成**的矿物,即黄铜矿、黄铁矿、黄金,俗称三黄,成黑色的不是黄金,有人叫黑金的是指煤炭之类的东西。

你没有详细看,也许你是外行,我已经说的很清楚,你所说的含金的岩石就是硅质岩,你可以用小刀在金矿石上刻划,如果刻不动,就是硅质岩(硅石),其他岩石刻不动。

你说的岩石中的其他岩石含金的可能性不大。

“要一个象有云母的地方就有水晶”,这种说法带有片面性,先人在碳质板岩中曾经发现过大型的水晶矿藏,又如何说呢?专业的东西就是专业,无法用生活口语等通俗的语言描述。

任何矿床的成因都是非常复杂的,它受地质边界条件严格控制,温度、压力、物质来源严格控制着元素的富集,要一句话断定某种岩石有金矿,这些是外行人才会讲的话,内行的人没有到实地调查是不会作出结论的。请原谅。

这些都是本人的经验所谈,绝对不是从那个地方抄来的,如果你真的要开矿或找矿,本人可以给你做技术指导。

北祁连山与块状硫化物矿床同生的伴生型金矿床(点)统计资料表明,以“双峰式”火山岩系为主要含矿岩系的海相火山沉积岩分布区内的块状硫化物矿床(点)中均有不同程度的含有金等贵金属矿化(表4-1)。金元素主要呈自然金、银金矿、金银矿等独立金矿物存在,有的包裹在主金属矿物里,有的呈不规则集合体嵌布在矿物晶隙间,有的呈微网脉状充填在金属硫化物细微的裂隙中,分布普遍但不均匀。在不同矿石类型中表现为块状矿石金含量最高,浸染状矿石次之,黄铁矿矿石呈最低的富集规律,这与主金属元素Cu、Pb、Zn富集程度基本吻合。就某一矿体而言,凡在其分布连续、集中、厚大的部位,金的品位相对较高,反之则贫,这表明块状硫化物矿床中伴生金的富集规律与其主金属元素关系密切,其含量随铜、铅、锌总量的变化而变化,其分布也严格受主金属矿体的控制。

表4-1 主要矿床金银品位统计

从目前已知金矿床的分布来看,其中已达规模的矿床多为伴生型金矿,它们相对集中于东部白银厂—老虎山地段(小铁山、折腰山、火焰山、银硐沟、猪嘴哑巴等大、中型伴生型金矿)、中部的门源—天祝地段(红沟小型伴生型金矿,以及浪力克、直河、银灿等伴生型金矿床(点)等)及中西部的金佛寺—祁连县(下柳沟—弯阳河—下沟中型伴生型金矿床(图 4-1)及郭米寺-尕大坂、九个泉、石居里等伴生型金矿床(点)等)三个地段。明显的群聚性向人们揭示了此类矿床有成群产出的特征,同时也为在北祁连地区勘查开发与块状硫化物矿床伴生型

图4-1 青海下沟、弯阳河、下柳沟矿床地质略图(据邬介人等,1994)

1—矿体及推测矿体;2—蚀变带;3—黄铁矿化次生石英岩;4—硅化黄铁矿次生石英岩;5—含白云母(硬绿泥石)绢云母片岩;6—流纹斑岩;7—流纹岩;8—流纹质粗凝灰岩;9—流纹质细凝灰岩;10—流纹质沉凝灰岩;11—流纹质火山角砾岩;12—中、基性火山熔岩;13—中基性火山凝灰岩;14—中基性火山角砾岩;15—含蓝闪石、石榴子石绿泥片岩;16—中新生界;17—不整合界线;18—断层;19—剖面线;20—钻探工程

金矿床的研究中开拓了思路。因此,在北祁连地区预测、区划和寻找贵金属矿产时,应将伴生型金矿与多金属矿化蚀变带找寻独立型金矿床(体)放到更为重要的位置,尤其对那些尚未开采的块状硫化物矿床(点),如阴凹槽铜锌矿床、扎麻什克东沟铜矿床(南火山岩带);香子沟含铜黄铁矿矿床,铁矾沟、哈熊沟、白柳沟等铜多金属矿点和小东索铁铅矿床(中火山岩带);九个泉、浪力克铜矿床及直河、银灿铜多金属矿床(点)和银硐沟、猪嘴哑巴铜矿床(北火山岩带)等成矿区带,进行二次性开发研究是十分必要的。

在叙述块状硫化物伴生型金矿的同时,还必须补述下列内容:①黄铁矿化带及硫化物矿床氧化带金(银)矿比原生伴生金(银)矿要富得多。青海锡铁山块状硫化物(铅、锌)矿床,西安地矿所修泽雷(1984)对此作过专题研究,查明了伴生金(银)矿在表生条件下叠加的迁移、富集规律。白银厂地区采金活动始于元朝,明朝洪武年间达到了鼎盛时期,出现过“人上三千,日产斗金”的繁荣景象,这首先与白银厂折腰山—火焰山大型硫化物矿床氧化带和大铁帽有关,“金矾沟”这一名称就可作为佐证。小铁山Zu-Pb-Cu型(大型)矿床的发现,与不大的“小铁帽”有关,经后来的研究表明它不仅是指示深部半盲矿体(床)的标志,而且其本身已构成金(银)矿体。小铁山及四海沟地区众多的小铁帽体分布,不同程度含金,有的沿片理化出现密集自然金片。这样的金矿化类型可称之为铁帽型金矿,均为原生矿床或含矿岩系改造过程中叠加或重新迁移、富集的产物,既有重要的经济价值又是直接而重要的找矿标志。②产于寒武系火山穹窿(火山活动中心)的晚期中酸性小岩体成矿,以白银厂小外围黑石山郝泉沟金矿床为例。金矿体主要赋存于岩体内的石英脉与构造蚀变岩中,一般以明金状态产出。与北祁连中西段的拴羊沟金矿点有许多相似之处(见后述)。③白银地区西湾金矿产于下白垩统砂、砾岩中

王长宪(1990),甘肃西弯金矿地质特征及富集规律,西北地质,第1期。

,系古砂金矿床。其原生源系武川盆地南部隆起区,沿苏家湾-石青硐大断裂分布的一系列早古生界原生金矿床(点),主要有朵家滩(石英脉型)、驴耳朵山、郝泉沟和石青硐等,为古砂金提供丰富的物质来源。而古砂金矿床亦成为区域火山-沉积岩区找原生金矿的重要指示标志。

邢永强1 郑钊2 吴梅1 潘元庆1 方士军1

(1河南省国土资源科学研究院,郑州 450016;2天津大学建筑工程学院,天津 300072)

《河南科学》,文章编号:1004-3918-(2008)-03-0353-04

摘要 近年来,随着人类对小秦岭金矿区开发活动的不断增强,当地地质环境已受到严重破坏,评价小秦岭矿区的地质环境状况对于今后的矿山恢复治理工作有重要的指导意义。本文选取物元分析法来开展评价工作,首先根据实地调查结果并按照区域差异性原则,将小秦岭金矿区划分为87个评价单元,接着选取了评价指标和评价标准,确定出各指标的权重系数,在此基础上开展小秦岭金矿区地质环境质量综合评价工作。研究结果表明:小秦岭矿区整体地质环境状况不容乐观,特别是西南部强烈的采矿活动对地质环境造成极大破坏,是今后矿山地质环境恢复治理的重点。

关键词 小秦岭 物元分析法 地质环境评价

小秦岭金矿区是我国四大黄金产地之一,自20世纪60年代中期以来,这里发现了1 200条含金矿脉,已探明黄金储量约400 余t。当地矿业经济发展很快,特别是20世纪80年代矿山采选企业迅速发展,矿区内有国家和地方黄金企业数十家,矿山坑口数千个,矿业已成为灵宝市的支柱产业。然而,由于我国矿业资源的管理、开发体制很不健全,小秦岭金矿区在淘金者的乱采滥挖下,不可再生的矿业资源和矿区地质环境遭到了严重的破坏。此外,人为的破坏还给该地区带来了滑坡、泥石流、地面坍塌等地质灾害。因此,运用适当的方法对小秦岭金矿区地质环境进行综合评价,对以后开展矿山恢复治理工作有重要的指导意义。

1 研究区地质环境概况

11 自然概况

小秦岭金矿区位于河南省西部灵宝市境内的豫、陕、晋三省交界处,地理坐标为北纬34°24′~34°30′,东经110°21′~110°34′,矿区属暖温带半干旱大陆性季风气候,四季分明,年平均气温261℃,年平均降水量6458mm,7~9月份降水量占全年降水量的508%,且多暴雨,具年内降水量分布不均匀的特点。

矿区以西峪为界,峪东属灵宝市豫灵镇,峪西归陕西省潼关县。北部以小秦岭北缘断裂为界,为中新生代灵宝断陷盆地-黄土丘陵区;南以松树地—周家山断裂为界,为朱阳镇断陷带。矿区山脊高程多在1 000m以上,总体地形具有南北低、中间高,西高东低的地形变化特征。区内山岭起伏,沟壑纵横,具有谷窄、坡陡地形险要之特点。

矿区地层具有典型华北型的前寒武结晶基底和中元古代以来的盖层结构。基底主要由新太古界太华群(Ar2)和古元古界(Pt1)组成,盖层以区域性构造不整合上覆于结晶基底之上,主要由中新元古界熊耳群(Pt2-1)、震旦系(Pt3),寒武系及新生界组成,基本上不发育晚古生代和中生代地层。矿区为中山地貌类型、沟谷深切、地形起伏变化大,断裂构造发育,地层及岩石相对破碎,局部山体不稳定,易形成崩塌、滑坡和泥石流灾害,工程地质条件不良。

12 矿山开采现状调查

2006年9月,由河南省国土资源研究院组织相关人员对小秦岭金矿区内的27座主要矿山开采现状进行调查统计,其中21座金矿的采矿规模为4 165t/日,占总的采矿规模的747%;年产值367亿元,占年总产值的893%。可见,虽然小秦岭金矿区除金矿开采外尚有其他矿产资源的采集,但金矿开采的年产值收入远大于其他矿业开采。因此,金矿矿坑所在地区应作为地质环境评价的主要对象。

13 矿山地质问题

131 矿渣废水排放严重

调查显示这27座矿山的产出固体废弃物量为11934万t/年,尾矿量12217万t/年,合计产生矿渣24151万t/年;固体废弃物现积存量为1 65332万t,尾矿现积存量为1 64475万t,合计矿渣积存量3 29807万t。总的年废水外排量为379万m3,其中以Ⅲ类水为主,其中部分矿山排放的选矿废水,造成水质污染较严重,为Ⅳ和Ⅴ类。在各类矿山中,矿渣和废水的生产和积存主要来自于金矿开采。21座金矿生产的矿渣量占矿渣生产总量的965%,矿渣积存量占矿渣积存总量的995%。

132 矿山开采引发地质灾害

小秦岭金矿区大多数矿山都属于地下开采,而深部的采矿活动必然对山体的稳定性造成威胁,虽然地质灾害的发生有其特定地质条件,但也与工程活动密切相关。过去的20多年内,由于开采矿山引发的诸如滑坡、泥石流、崩塌、地面坍塌等地质灾害达30多起,其中最为严重的两次是:①1996年8月,大西峪、文峪发生泥石流,冲毁矿区公路13km、通讯线路3km,房屋、设备多有损坏,直接经济损失690万元,间接经济损失663万元;②1987年11月1日,大湖峪口东山发生滑坡,滑体长192m,宽80~120m,总体积约40万m3,造成空压机房、职工宿舍被摧毁,矿山停产达一年之久,直接经济损失在700万元以上。由此可见,由于开采矿山所引发的地质灾害给当地人民生命财产安全和社会经济稳定发展造成极大威胁。

2 评价模型的选取

人类对地质灾害危险性综合评价的研究经历了很长时间,20世纪70年代初,Hewitt等提出“一地多灾”的研究构想;基于Hewitt的研究思路,Puget Sound的研究人员针对本区洪水、地震、风暴、火山等灾害分别制作潜在损失图;80年代后,Van Westen等在GIS系统支持下进行了山地地质灾害风险分析研究。我国从20世纪90年代相继开展区域地质灾害危险性的评价工作,例如,张业成等(2003年)针对我国崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等灾害,建立了地质灾害危险性指数评价模型和危险性评价分析模型;王家鼎(1996年)利用模糊信息优化处理技术建立了城市综合地质灾害的评价模型等,我国已建立多种地质灾害危险性评价模型。

目前,矿山地质环境评价多采用多指标综合评价方法,常用方法有模糊综合评价法(万金宝等,2006)、灰色关联综合法(王国富等,2001)、物元分析法(高军省,2007)等,但很难断定哪种方法评价的结果最准确、最客观。模糊综合评价和灰色关联综合法已被广泛运用于地质环境评价,但是由于它们本身在评价地质环境中所具有的模糊性和不确定性,往往会造成评价结果失真。经过筛选本文选用物元分析法,它具有以下特点:①可以将复杂问题抽象为形象化的模型,并应用这些模型研究基本理论,提出相应的应用方法;②可以建立事物多指标性能参数的质量评定模型,并能以定量的数值表示评定结果,从而能够较完整地反映事物质量的综合水平;③方法简单可操作,易计算机进行编程处理;④物元分析法还未被运用于矿山地质环境评价。

物元分析法原理为:对评价对象建立物元矩阵,经典域、节域矩阵,用关联函数计算综合关联度,根据综合关联度的不同取值范围作为矿山地质环境的评价标准,确定评价结果所属等级。物元分析法的具体计算步骤见高军省(2007)《基于物元理论的水环境质量综合评价方法及其应用》。

3 小秦岭矿区地质环境综合评价

31 评价单元划分

结合对小秦岭金矿区的实地调研结果,并遵照客观、公正、科学地反映矿区地质环境区域差异的原则,将评价区划分了87个评价单元。采用先定性分析矿区的主要地质环境问题,并综合考虑地形地貌特征、水系发育特征、人类活动强度等因素,对矿区内问题比较突出的地区划定评价单元网格;对于其余地区,则按照3km×3km的正方形网格来划分评价单元,在单元划分的同时还注意与行政界域、水系界域的相互包容以及对边缘单元、小单元的适当合并。此外,在遵循地质环境客观特征的基础上,还考虑到兼顾局部特殊要求的情况,如在豫陕两省交界的地区则按照行政分区边界来划定。划分结果如下:单元dx1、dx2为大西峪区间;w1~w4为文峪区间;单元z1~z3为枣香峪区间;单元dh1~dh3为大湖峪区间;单元zy为藏马峪和阎家峪区间;单元f为夫夫峪区间;单元g为观音峪区间;单元j为荆山峪区间;单元i1~i10 为苍珠峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪相应的区间;单元1~单元61是按照正方形网格与各类界域边界交汇并进行适当合并或裁减的评价单元。

32 评价指标选择及其评价标准

在综合比较成玉祥等(2007)、徐友宁等(2003)、蔡斌等(2006)关于选取评价指标研究成果的基础上,从小秦岭金矿区地质环境现状条件出发,综合考虑研究区自然条件、人类活动影响、资料收集情况等因素,选择了地表坡度、岩土体抗侵蚀性、植被覆盖率、年降水量、地质灾害、水土流失、地表水污染、人类工程活动强度、矿渣堆积量9个评价指标。

对于选取的评价指标,按照地质环境质量“优”、“良”、“中”、“差”、“极差”划分为5个级别,各级别相应指标的标准值如表1所示。

表1 小秦岭金矿区地质环境评价指标分级标准 Table1 Index classification standard of geology environmental in Xiaoqin hill goldfield

33 确定权重系数

目前系数确定的方法很多,大致可分为德尔菲、层次分析等主观赋权法和主成分分析、因子分析等客观赋权法,运用主观赋权法掺杂了决策者的主观随意性,而运用客观赋权法却缺乏决策者的意愿,故本次研究采用主观赋权与客观赋权相结合的方法,先由主成分-因子分析赋权法计算出一组初始权重,再带入评价模型进行计算,如果计算结果合理则直接采用该指标权重,如果计算结果差别较大,则在初始权重的基础上再进行适当微调,最终求出一组合理的权重系数,如表2。

表2 评价指标的权重系数 Table2 Weighing coefficient of evaluation index

34 小秦岭矿区地质环境评价结果及分析

运用物元分析法,用VB语言编制相应的计算程序,结合各单元评价指标的量值和小秦岭金矿区实地调研情况,给定地质环境质量评价的最终结果,见表3和图1。

表3 小秦岭金矿区地质环境质量评价结果 Table3 Evaluative result of geologic environmental quality in Xiaoqin hill goldfield

图1 小秦岭金矿区地质环境质量评价效果图

Fig1 Evaluative result map of geologic environmental quality in Xiaoqin hill goldfield

从表3可以看出,“优”等级别评价单元12个、“良”等级别评价单元23个、“中”等级别评价单元36个、“差”等级别评价单元10个、“极差”等级别评价单元6个。

“极差”等级别单元序号为w1,w3,z1,dh1,i5,i8;“差”等级别单元序号为38,46,dx1,dx2,w2,z2,i1,i3,i4,i6,这些单元主要分布在矿区的西南部,由于这些单元所在地区矿坑密集、采矿活动剧烈,对地质环境造成了极坏的影响,该地区地质灾害的发生几率大大高于矿区的其他地区,今后应作为矿山环境恢复治理工作的重点。

“中”、“良”等级的单元分布在泥石流沟的四周,起到过渡和缓冲的作用;在远离人类活动的东南部区域,有“优”等级的区域存在。总体来看,小秦岭矿区东南部地区环境质量最好,中部其次,西南部最差。

4 结论

(1)小秦岭金矿区地质环境具有问题种类多、危害程度大等特点,选取能全面反映矿山地质环境和矿山开采活动状况的9个要素因子作为评价对象,较为合理。

(2)物元分析法计算方便,对属于相同级别的检测单元间的差别亦可分区,对小秦岭矿区地质环境评价可行,可靠。

(3)小秦岭西南部采矿活动对地质环境的影响较为严重,今后应作为矿山环境恢复治理的重点。

参考文献

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Geological Environment Evaluation of Xiaoqinling Hill Goldfield Based on Matter Element Analysis Method

Xing Yong-qiang1Zheng Zhao2Wu Mei1Pan Yuan-qing1Fang Shi-jun1

(1Henan Land and Resources Research Institute,Zhengzhou 450016;2College of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072)

Abstract:In recent years,the geological environment of Xiaoqin hill mining area was damaged seriously with the increasing of mining in this areaIt is needed to evaluate the situation of local geological environment for the sake of further recover and maintenance of the mineMatter element analysis method was employedThe mining area was divided into 87 evaluation units according to field investigation which follows the principles of differenceThen the standard and evaluation index were set to fix the weighting coefficients of different indexes,based on which the integral evaluation of the geological environment of Xiaoqin hill gold mining area was madeThe results show that the geological situation is aggravating because of the intense mining,especially that in the southwest of the area which should be focused on in future works

Key words:Xiaoqin hill;matter element analysis method;geological environment evaluation

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