前寒武纪条带状含铁建造中的金矿床_以东风山金矿床为例_刘静兰

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1、1 987年地质学报A CTAGEOLOGICA SINICA第1期前寒武纪条带状含铁建造中的金矿床以东风山金矿床为例“刘静兰(黑龙 江省地质矿产局地质科学研究所,哈尔滨)木文对佳木斯中间地块前寒武纪1 3处 含铁建造进行了初步研究和39 1个样品含金性的查定,并在查明金矿床受条带状含铁建造严格控制、具有明显的层控性质的基础上,着重研究了金矿床在多期变质作用中的演变及其富集条件。东风 山式金矿床原始沉积富含锰、钻元素。这一点,有力地支持和补充了世界 同类金矿床的变质火 山喷气一沉积成因说。一、区域地质背景黑龙江省前寒武纪条带状含铁建造中的金矿床,见于佳木斯中间地块 (图1)。该中间地块位于我国

2、华北地台 和苏联西伯 利亚地台之 间的华力西期地槽区,处在活动 带之中。向 北延人 苏联境内,与 布裂亚地块相连;东南与兴凯地块相邻,面 积 约10 0,oO0 k 时。佳木斯中间地块是较年轻的活动 带t 1 ;西部以牡丹江深断裂为界,与 张广才岭古生代优地槽褶皱带相接;东南面 以敦密深断裂为 界,与中生代那丹哈达岭优地槽褶皱带及延边褶皱系相接,近南北向展布。牡丹江 深断裂属前寒武纪超壳断裂。华力西期和燕山期岩浆活动与深断裂密切相关,深断裂两侧的沉 积作用也有较明显的区别。该中间地块 除分布 有大片的新老花岗岩和前寒武纪长英质片麻岩以外,还有前寒武纪绿片岩相到麻粒岩相的层状变质杂岩和中新生代的

3、火山 岩、沉 积岩。黑龙江省前寒武纪变质杂岩具有如下 特点:1.它主要由层状中级变质火山一沉积 岩系(绿岩 带)和高级变质的麻粒岩系(高级变质区 )两个部分组成。它们 几乎都呈大 小不等 的各种 包体 (习称为残留体)赋存在 新老花岗质岩石中(图l)。2.层 状变质火 山一沉积岩系由下至 上可分三组 岩群:下部超 基性岩群,包括 蛇纹岩、绿泥透闪片岩、绿 泥滑石片岩、镁质绿泥片岩、部分斜长角闪岩 和高镁质糜棱片岩等;中部钙碱性火山岩群,包括大部分斜长角闪岩、片岩及片麻岩、黑云角闪片麻 岩和少部分黑云斜长片麻岩及变粒岩、钠长绿泥糜棱片岩、蓝闪糜棱片岩及条带状角闪磁铁石英岩等;沉积岩群,包括 大部

4、分黑云斜长片麻岩、云母片 岩、矽线 石片岩和 片麻 岩、云母石英. 片岩、变粒岩、石英岩、大理岩、条带状磁铁石英岩、铁闪铁英岩以及钠长云母糜棱岩类等。本文所讨论的金 矿床 即产在 上部沉 积岩群中。*参加本专题研究的还有刘会元、杜世政、刘雅琴。本文19 8,年1 1月收到,1,8 6年7月改回,季国容编辑。第1期刘静兰:前寒武纪条 带状含铁建造中的金矿床以东风山金矿床为例3.在绿岩带 区内(萝北、依兰、磨刀石等j也),分布有大型韧性剪切带(图1)。其中广泛发育 的典型的糜棱岩(即原“黑龙江群”典型岩石),具有常 见的微构 造,如劈理、拉伸口,硼2昌3皿4因。囚。囚了 口8 曰。羞,。团;:哭斗

5、/厂、+线理、布丁构造、压力影、“梦型弯曲等。各种糜棱岩是由部分层状火山一沉积岩系 经较强 烈的 韧 性剪切和塑性变形作用所形成。这种变形是一次重大 构造 事件的产物,以致使原岩由角闪岩相退化变质为 绿片岩相。4.在前寒武纪层状变质岩系及其周围花岗质岩石中,蕴藏着多种矿产,如铁、金、钻、镍、白钨矿、石 墨、矽线石、磷灰石、大理岩等。5.佳木斯中 间地块与较稳定的中朝古陆不同。由于处于地槽区,受后期构造运动的影 响十分强烈,重大地质事件多次重叠,因此,长期以来,对前寒武纪变质杂岩所得到 的同位素地质年龄,几乎都“年轻化”了。另外,黑龙江省前寒武系绝 大部分被现代植被所覆盖,露头很少。这些都给前寒

6、武纪地质及其成矿作用的研究,增加了 难度。了 ( +;蔚薛依兰咔、陌+十之兰 日一二 ,十二、条带状含铁建造的含金性 及其金矿床的层控性质1.含铁建造的含金性通过 对1 3处前寒武纪含铁建 造 的初步研究和 3 91个样品含金性 的查定 (表1),根据它们 的原始层位、空间分布、岩 石组合、地球化学和变质作用特征以及铁矿床成 因等,将含铁建造 划 分为三种 类型,它们 的含金性是不同的:(l )分布在大型韧性剪切 带内,直接产于绿岩带下部岩群的镁铁 质火山岩中的含铁。鸡西市60肠l图Fig佳木斯中间地块地质略图SIInPlifiedge ologicalmaPoftheJia,nusi一nid

7、一massif1.中生界;2.古生界;3.前 寒武纪绿岩带;4.高级变质区麻粒岩相;头长英质片麻岩及片岩、大理岩 等;6.元古代花岗岩;7.晚期花岗岩;8 .前 寒武纪蛇绿岩;9.断裂带;10.韧性剪切带;11.含铁建造产地。建造。如依兰县鸡冠 山,铁矿 的成 因属于基性火 山喷发一沉 积变质矿床,其围岩原 岩没有正常沉积岩,主要为大洋拉斑玄武岩。金 的含量很低,其算术平均值(又)为1.29p pb,几何平均值 (C)为0.8 5ppb。一(2)分布在 未经 韧性变形绿 岩 带上部的沉 积岩群中的含铁建造。如 东风 山、亮子河、东 风林场、大盘道、孟家岗、周家屯、羊鼻 山等 1 0处。可形成工

8、业意 义较大 的铁矿床,分布广泛,规模不 等,数量较多 (本文仅 对1 0处主要含铁建造进行 含金性查定)。其围岩 原为中酸性火山岩、隧 石岩、泥质岩、碳酸盐 岩等,属变质 的火 山(喷气)一化学沉 积成因。金含60地质学报1 9 87年T。卜全e表1佳木斯中间地块 含铁建造 中金的丰度值 (p pb)Go里da。 。da。e(p pb)ofir o。一酝e:riogforma*100iot卜eee,tralJiamusimid一massif采采采样地点点样数数范围* * *算术平均均几何平 均均岩石组合合分布布备注注 值值值值值值(又) ) )值(G) ) ) ) ) ) ) ) )1 1

9、1 1 1羊 鼻山山12 2 2l。0一3 2 2 25.1 7 7 72。21 1 1豆荚状磁铁片麻岩、黑云角 闪片麻麻绿绿绿 岩岩岩岩岩岩岩岩、矽线石片麻岩、大理岩岩岩岩岩带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带带2 2 2 2 2桦 皮沟沟19 9 90。5一13礴礴17。54 4 45。64 4 4致密状透辉磁铁绿帘黑云角闪片片片片 岩岩岩岩岩岩岩岩、黑云电气变粒岩、大理岩岩岩岩3 3 3 3 3大盘道道l0 0 01.0一3.6 6 61.6 3 3 3l。49 9 9条带状铁闪铁英岩、含电气石二云云云云 石石石石石石石石英片岩、

10、大理岩岩岩岩4 4 4 4 4东风林场场5 7 7 72.2一15 3 3 3 3954 4 44 4.7 8 8 8磁铁石英岩、铁闪铁英岩、二云石英英英已形成成 片片片片片片片片岩、绿泥片岩、大理岩岩岩金矿体体5 5 5 5 5东风 山山154 4 40.5一2 47 0 0 09 32.8 8 886。16 6 6条带状铁闪铁英岩、铁橄岩、锰铝榴榴榴榴 岩岩岩岩岩岩岩岩、石英片岩、石墨片岩、大理岩岩岩岩6 6 6 6 6亮子河河2 3 1 1 10.5一60 0 06。1 4 4 43.38 8 8条带状铁闪铁英岩、绢云钠长石英英英英 片片片片片片片片岩、石墨石英片岩、大理岩岩岩岩7 7

11、7 7 7孟家岗岗3l l l0.5一24 4 42。7 4 4 41。42 2 2条带状铁闪铁英岩、黑云角闪片岩、黑黑黑黑黑黑黑黑云石英片岩、大理岩岩岩岩8 8 8 8 8向阳沟沟15 5 5l。3一21 1 13。43 3 33。07 7 7条带状铁闪铁英岩、黑云片岩、变粒粒粒粒 岩岩岩岩岩岩岩岩、石墨片岩、大理岩岩岩岩9 9 9 9 9周 家屯屯l 斗斗0.5一5.8 8 82。94 4 4l。15 5 5铁闪铁英岩、铁闪锰榴岩、斜长角闪闪闪闪 片片片片片片片片岩、大理岩岩岩岩l l l0 0 0老 柞 山山l6 6 64.0一780 0 080。16 6 62 2。5 3 3 3矽卡岩

12、化铁矿、黑云斜长片麻岩、斜斜斜斜 长长长长长长长长角闪岩、大理岩岩岩岩l l ll l l鸡冠 山山12 2 20.5一6.0 0 0;.:9 9 9O。85 5 5条带状角闪磁铁石英岩、绿帘钠长长长长 角角角角角角角角闪片岩、斜长绿泥角闪片岩岩岩岩l l l2 2 2天宝山山l7 7 71.0一4。8 8 84。3 6 6 62。42 2 2二辉麻粒岩、矽线 黑云片麻岩岩高级级级变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变变质区区区1 1 13 3 3西麻山山1 l l l0。8一1.8 8 81。10 0 0l。0 8 8 8磁铁角闪辉石岩、透

13、辉斜长片麻岩、矽矽矽矽矽矽矽矽 线石片麻岩岩岩岩*分析方法主要为化学光谱法,灵敏度。.sp pb,由黑龙江省地质实验 室测试;少量为中子活化法,由成都地质学院 测试。量0.5一24 70ppb,变化 大,范围广,平均值高,已发现金矿床2处,金矿 化4处。(3) 产在高级变质区超镁铁质二辉麻粒岩中的含铁建造。如天宝 山、西麻山等,金含量也很低,1.Oppb左右。上述含金性特征,与 国外绿岩带中含铁建造的金含量特征十分相似 2 。. 本文对鸡冠 山、东风 山、 东风林场和 孟家岗含铁建造 的稀土元素含量进行了研究(图2二一。其结果 表明Eu/Eu*)平均为0.8 8,其中东风 L J J为1.5;

14、 Ce/Ce *平均 为0.87,东风山为0.9 2。表明梢和饰具有略微富集或轻微亏损特点,与B.J.F ry er按销、柿所确认 的早元古代含铁建造的特点相一致【s a1 )Eu *为sm,G d两个相 邻元素的标准化平均值;C e巾同样处理。第l期刘静兰:前寒武纪条带状含铁建造中的金矿床以东风山金矿床为例鸡冠山 ZKZ一xs东风林场 Z K61一431东风山即0 0心U C ZKZ180 09 08 07 06 0 5 0如即朗如目闷比经冲县瀚 喇如川川巴冲和ZK01431H104LaC。P丫封ds栩E。GdDyH。Erl。 Y bLuY图2条带状含铁建造稀土元素配分型式图Fig.2. r

15、 hedistributio npat te rnofrherar e 一 earthelel”e nti1thebandediron一bearingformation2.东风山金矿床的层控性质东风山金矿床具有明显的层控性质,作者等 4 已做过专门论述,现概括 如下:(l )条带状含铁建造的围岩是细晶(含石墨)大理岩、微晶石墨 绿泥片岩、变质的中酸性 火山碎屑岩(图版一l )以及微晶 云母石英片岩、绢云片岩等。含铁建造及其围岩金含量普遍高于克拉 克值2一3个数量级;(2) 条带状 含铁建造 的 岩石组合主要是:铁闪磁铁石英岩、磁铁铁闪岩、斜方辉石(尤莱辉石)铁闪铁英岩(图版一2)、铁闪橄榄岩、

16、磁黄铁锰铁闪石锰榴岩,(金矿 石)、磷黄铁石英黑云锰榴岩2 )(金矿 石)等,在铁矿层 顶底板和夹层 中常出现硅质岩石,即微晶云母石英片岩、微晶含电气石 石英片岩等。原生 含铁建造 由上到下可划为三个沉 积相一一硅酸盐相、硅酸盐一碳酸盐混合相和 含锰、钻硫化物矿物相。金矿体在含铁建造中,具有固定层位,主要赋存在该含铁建造下部的含锰、钻硫化 物矿 物相内;(3)金 矿体呈层 状、似层状、透镜状;(4)金 矿体与 围 岩整合接触,并随围岩褶皱而褶皱(图3);(5 )容矿岩石是区域变质岩,具明显 的变晶结构 和条带状构造(图4,5);(6 )金与铁、硫、砷、锰、钻、镍、磷、硼等元素紧密共生,自然金粒常常与 磁黄铁矿连生,或包 在毒砂、磁黄铁矿、辉钻矿、锰铝榴石、锰铁 闪石等 晶体中。有时辉钻矿、磁黄铁矿l)、2)锰铝石榴石在岩石(金矿石)中含尼一般 占4 0 一5 5%,高达7 0%以上,锰铁闪石一般占4 0%左右,其它犷 物占1 0%左右。1 9 8 7. . .一. 一一一一 一一-一-一 一