资源勘查专业毕业论文成矿规律成矿模式研究.docx

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资源勘查专业毕业论文成矿规律成矿模式研究

摘要

夏家店金-钒矿床为产于黑色岩系中的典型矿床。

金矿完全受层位、有利岩性及构造的控制。

金矿体呈扁豆状、透镜状、似板状等。

氧化矿中金呈独立矿物存在，主要以粒间金和裂隙金为主。

围岩蚀变不发育，近矿围岩主要有硅化、黄铁矿化等。

根据金矿成矿作用方式分为沉积预富集期、构造一热液改造期和表生氧化富集期三个矿化期。

金矿化石英脉流体包裹体H、O同位素组成特征暗示成矿流体来源于受到强烈改造的大气降水。

铂族元素、硅同位素特征表明成矿物质具有多种来源，主要来自地层。

根据金矿成矿特征、确定金矿床为沉积一改造型热液矿床。

钒矿体矿体形态简单，呈层状，严格受黑色岩系层位控制，矿体沿走向、倾向品位、厚度较为稳定。

钒矿石大致可划分为①泥质硅板岩型、②碳质粘土岩型和③硅质碳质粘土岩型三种类型，均为层状构造，类型③钒矿品位一般较高。

通过X衍射等方法确定钒以钒云母、铁的氧化物、钛铁矿等形式存在。

根据钒矿地质特征和成矿作用方式确定其为沉积成因。

黑色岩系金-钒矿成矿规律:

黑色岩系产于孤岛状古隆起边缘断陷沉积盆地内，沉积的陆源与内源物质充足。

黑色岩系富集Au,V等多种成矿元素，既是矿源层、也是容矿层。

碳质硅质板岩与碳质粘土板岩交互层+含磷结核层过渡型岩段反映海侵和海退动荡的沉积环境，有利于钒富集成矿以及金预富集和后期改造成矿。

An、V成矿作用方式不同。

关键词:

黑色岩系；金-钒矿；成矿特征；成矿规律

Abstract

Xiajiadiangold-vanadiumdepositisatypicaldeposithosedintheblackrockseriesandcontrolledbythestrata,favorablelithologyandstructure.Thegoldorebodyislenticular,platy-like.Goldoccursasindependentmineralmainlyintheintergrainofquartzandfracture.Wall-rockalterationisweakandthemainalterationtypesingolddepositsaresilicificationandpyritization.Thewatermostlycomesfromstronglyreconstructedmeteoricwater,accordingtothehydrogenandoxygenisotopescompositionofinclusionofthemineralizedquartz.OnthebasisofanalysisPGEandSiisotopes,itisshownthatthedepositsprobablycomefrommanysources,butstratumisthemainsource.Metallogeneticcharacteristicsindicatetheoredepositisalterativehydrothermaldeposit.

Thevanadiumorebodies,whichhavebeencontrolledbythestrataofblackrockseries,aresimpiylayered.Oregradeandthicknessarestablealongstrikeandtread.Thereare3typesofvanadiumore:

①theargillaceoussilicicslate-type,②thecarbonaceousclayrock-typeand③thecarbonaceoussilicicclayrock-type,usuallythevanadium-richone,allofthethreetypespresentmainlyastructureoflayered.Vanadiumoccurredasroscoelite,ironoxideandsefstromiteetc.SedimentarygenesisisdeterminedbythefeaturesandmineralizationwaysoftheVanadiumdeposit.

Metallogeneticregularitiesofgold-vanadiummineralizationhostinblackrockseries:

Theblackrockseriesoriginatefromthefaultbasinandonthemarginofisolaltedpaleo-uplift,inwhichthereweresuffcientsedimentarysubstancesofterrestrialsourcesandendogenoussources.Theblackrockseriesenrichedinore-formingelements,suchasAu,Vetc.isnotonlyoresourcebedsbutalsohostorebeds.Theinterbedsofthecarbonaceoussilicicrockandcarbonaceousclayslatewithconcretionaryphosphatebedshowthesedimentaryenvironmentoftheinteractionofthetransgressionandregression,whichisfavorabletovanadiumone-formingorpreliminarygoldenrichmentandgoldore-formingbyalterationinlaterperiod.Thedeferencebetweentheore-formingwayofthegoldandthatofvanadiumisalsorevealedinthisthesis.

Keywords:

blackrock;Au-VMineralization;MetallogeneticChaaracteristics;MetallogeneticRegularities

绪论

1.矿区地理位置

夏家店金钒矿区位于陕西省山阳县东南部，山阳县城东南115°方位，直距约26千米，行政区划属山阳县中村镇管辖。

勘查区范围：

东经110°06′00″～110°13′30″；北纬33°24′00″～33°26′00″。

Ⅱ-1号钒矿体勘探区东起回龙寺紫草沟，西至夏家店烟囱沟；北起回龙寺村，南止紫草沟沟脑。

矿区内沿苏峪河有简易公路与山（阳）～郭（村）公路相接，距山阳县城约38公里，向北至西（安）～合（肥）铁路商洛火车站105公里，向西至西（安）～（安）康铁路柞水县下梁火车站175公里，交通较便利（图1-1）。

2.矿区自然地理

矿区位于秦岭南麓，属基岩中～低山侵蚀构造地形,发育碳酸盐岩峰谷地貌。

区内地势陡峻，植被发育。

一般海拔高程为980～1500米，相对高差200～750米。

最高山峰是小天竺山，海拔高程1635.9米。

坡度一般为25°～35°，局部形成陡崖。

区内主要河流为苏峪河、下寨子沟河。

多呈南北向发育。

苏峪河为流经矿区的最大河流，最低侵蚀基准面930米。

长年水流不断，并经银花河汇入丹江河，流量随季节而变化，年流量1195万立方米。

次级沟系如紫草沟、岩屋沟、烟囱沟等流量较小，并随季节变化，旱季大多断流。

矿区属亚热带季风性半湿润山地气候。

夏季最高气温为37.7℃，冬季最低气温为-10.9℃，年平均气温13℃～15.3℃。

年降雨量为478.3～1089.4毫米，年平均降雨量736.4毫米，雨季多集中于7月底～9月底，偶有山洪爆发，引发滑坡、泥石流等地质灾害。

每年11月中旬至次年2月下旬为积雪、霜冻期，冻土深度达10.5～27.8厘米。

3.以往工作评价

区域地质工作

⑴.1956～1959年区测队完成了本区1/200000区域地质测量工作，大致了解了区域主要地质构造、岩浆岩及矿产的分布、类型。

⑵.1961年西北物探航测大队开展了1/50000航磁测量，发现了与耀岭河群中基性火山变质岩系有关的航磁异常。

⑶.1984～1989年陕西省区调队完成了本区1/50000区域地质测量，大致查明了区域地层、构造、岩浆岩、矿产类型，取得了丰富的基础地质资料。

在此期间，陕西省地矿局十三队发现了中村大型钒矿床，并对其进行了评价。

⑷.1976年西北有色地质勘查局物探队在山阳～丹凤南部一带开展了1/50000分散流扫面，发现了夏家店171号以Au为主的分散流异常。

该异常规模大、浓度高，浓集中心明显，为普查找矿提供了靶区。

⑸.1989年西北有色地质勘查局物探队采用1/25000土壤地球化学测量对171号异常进行了加密，圈定了12个Au-Ag-Sb-As组合的次生晕异常，进一步缩小了找矿靶区。

矿区地质找矿

⑴.1998年，我队对夏家店地区的金次生晕异常进行综合研究，认为其成矿地质条件好，异常与不整合接触带、构造破碎带有关，据此采用地质与化探岩石剖面查证，在震旦系与寒武系不整合接触带发现了金、钒矿化体。

⑵.1999～2001年，我队在夏家店矿区开展了以金、钒为主的普查找矿。

主要工作有：

1/2000地质与化探岩石剖面、1/10000地质简测、1/2000地质简测、槽探、坑探等工作，发现了7条金（钒）矿化破碎蚀变带。

同时对Ⅰ号矿化带西段的金矿化体浅部进行了控制，圈定了I-1号金矿体。

⑶.2002～2004年，我队在夏家店矿区及外围开展了金矿详普查找矿工作，采用槽、坑、钻探对I-1、I-2号金矿体进行详查，提交了《陕西省山阳县夏家店金矿床I-1号金矿体（4-19线）地质详查报告》，通过陕西省国土资源厅评审认定，储量认定书[2002]30号，估算I-1号金矿体资源矿石量221660吨，金金属量1166千克，其中122b基础储量821千克。

采用槽探、坑道、地质测量、地化剖面对Ⅱ号矿带进行普查，发现了Ⅱ-1号钒矿体和Ⅱ-1号金矿体。

⑷.2005-2007年采用槽、坑、钻探相结合的方式对I-2号金矿体、Ⅱ号带钒矿体及Ⅱ-1号金矿体进行了系统控制，并提交了《陕西省山阳县夏家店金钒矿床Ⅰ-2号金矿体详查地质报告》、《陕西省山阳县夏家店金钒矿床Ⅱ-1号钒矿体及Ⅱ-1号金矿体详查地质报告》，通过了陕西省国土资源厅评审认定，储量认定书陕国土资储备[2007]358号、陕国土资储备[2007]359号。

提交I-2号金矿体资源矿石量606737吨，金金属量2314千克，其中332资源金属量1024千克；提交Ⅱ-1号金矿体资源矿石量617329吨，金金属量3467千克，其中332资源金属量2800千克，提交Ⅱ-1号钒矿体资源矿石量1392万吨，V2O5资源量12.94万吨，其中332资源量V2O57.9万吨，333资源量V2O55.08万吨；与西北大学、西北有色地质研究院选冶中心合作，完成了“陕西境内南秦岭黑色岩系与金-钒、钒-钼等金属矿床及其成矿规律研究”、“夏家店Ⅱ号金（钒）矿带物质组分及金（钒）赋存状态特征研究”和“选矿试验”等综合研究项目（课题）。

4.论文选题意义

夏家店金-钒矿，以往重点对I号金矿带进行了研究，目前发现的Ⅱ号金-钒矿带与I号金矿带有较大的区别，有必要开展系统的研究工作;而且以往没有进行有机地球化学研究以及生物、有机成矿作用的研究，钒赋存状态不明等等问题制约成矿理论认识和提高，有待深入研究。

国外己有产于黑色岩系中的超大型矿床（穆龙套金矿），而产于黑色岩系中的夏家店金矿是研究区域内发现的首例金矿，其区域找矿前景如何，也值得研究。

论文重点研究南秦岭中带下寒武统黑色岩系中夏家店金-钒矿成矿规律及成矿模式。

1.区域地质

区域地层分区属凤县-旬阳小区。

出露震旦系-泥盆系地层，岩性为镁质碳酸盐岩夹少量碎屑岩及火山变质岩。

震旦系灯影组与耀岭河群、寒武系与震旦系、志留系与奥陶系均呈平行不整合，泥盆系与前泥盆系呈角度不整合或断裂接触。

区域构造线方向总体近东西向。

前寒武系结晶基底构造层与下古生代构造层构成耀岭河-烟家沟倒转褶皱组合，上古生代构造层组成复式向斜。

镇（安）-板（岩镇）断裂呈东西向横贯于区域北部，与褶皱相依产出，成为各构造单元的分界线，次级派生断裂发育。

加里东期和印支期岩浆岩沿凤镇大断裂带两侧呈带状分布，沿镇板断裂带零星出露脉岩类。

变质作用以区域变质为主，局部有热变质及动力变质。

区域矿产丰富，主要矿产为金、银、钒矿。

寒武系水沟口组黑色炭硅质板岩地层中发现有中村大型钒矿、夏家店金钒矿、千家坪银钒矿等，构成夏家店-千家坪钒银金成矿带。

2.矿区地质

夏家店金钒矿区东起二条沟，西至马鞍驼，南到烟囱沟脑，北至夏家店村，面积约21平方公里（见附图2）。

2.1地层

矿区内出露的地层有震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系。

2.1.1震旦系（Z）

震旦系地层有耀岭河群、陡山陀组、灯影组。

耀岭河群（Z1yl）

分布于矿区北部，东西向展布于紫草沟-下寨子沟口以北，为耀岭河-烟家沟背斜的核部地层。

岩石组合为灰绿色阳起钠长片岩、绿帘阳起钠长片岩、千枚状凝灰岩，属变质海相中基性火山岩，厚约360m。

陡山陀组（Z2d）

分布于矿区北部。

镇板断裂以南呈近东西向展布于大岩屋沟-下寨子沟一带，断裂以北呈北东向分布于苏峪河以西，构成耀岭河-烟家沟背斜两翼地层，南翼地层倒转向北倾。

岩层西部较薄而东部变厚，平行不整合于耀岭河群之上。

上部：

为灰白色细晶质白云质灰岩、中厚层状大理岩、灰绿色-紫灰色绢云母千枚岩夹薄层微晶灰质白云岩、微晶白云岩，厚约113m；

下部：

为中-薄层状中粒石英砂岩、粗粒石英砂岩、含砾粗粒石英砂岩、灰-深灰色绢云母千枚岩，底部为砾岩，厚约120.6m。

灯影组（Z2dn）

分布于矿区北部。

镇板断裂南侧呈近东西向展布，断裂以北呈北东向展布于苏峪河西侧，与陡山陀组整合接触，划分为三个岩性段。

上段（Z2dn3）为灰白色-灰色厚层状隐晶质白云岩，厚约38.46m；

中段（Z2dn2）为灰白色厚层-巨厚层微晶白云岩、藻凝块（虫蚀状）白云岩，厚约302.0m；

下段（Z2dn1）为灰白色厚层-巨厚层状隐晶白云岩、角砾状白云岩，厚约358.1m。

2.1.2寒武系（∈）

呈近东西向展布于矿区中部，构成耀岭河-烟囱沟背斜南翼岩层，地层倒转倾向北。

划分有水沟口组、岳家坪组、蜈蚣丫组。

水沟口组（∈1s）

上段（∈1s3）：

灰色-深灰色薄层-中厚层状微晶白云岩、细晶白云岩、泥质白云岩。

产有三叶虫、腕足类化石。

中段（∈1s2）：

深灰色中厚层状灰岩、灰质白云岩、泥灰岩、泥页岩、炭质灰岩夹页岩、灰色-灰黑色硅质板岩,局部含磷结核。

产有三叶虫、腕足类、棒状生物碎屑。

其中：

⑴灰色-灰黑色硅质板岩：

为主要的含矿岩性层，碳质及泥质多呈断续纹层状分布，多有莓球状成岩黄铁矿散布其中；沉积硅质石英呈显微不规则状、微压扁拉长他形微粒状、规则多边形或花边状微粒镶嵌；少量微细粒沉积重晶石及成岩黄铁矿莓球散布硅质岩基质中。

⑵红褐色、紫红色含碳-钙质泥质板岩：

为重要的含矿岩性层，泥-碳质纹层平行层理分布；泥晶钙质呈薄层状与硅质岩互层，微细粒状方解石晶粒中含泥质而浑浊呈泥晶状；微细粒莓球状成岩黄铁矿多分布在泥-碳质纹层中。

⑶灰白色黏土岩：

灰白-灰色泥状物，部分重结晶为显微鳞片状绢云母，夹泥质板岩薄层，混入少量碳质纹层和硅质石英。

⑷微晶灰岩、微晶砾屑白云质灰岩：

为该岩性段上部岩性层，由半自形-他形微细粒方解石及少量白云石镶嵌组成，部分泥晶方解石集合体呈沉积砾屑（粒屑）；另外，岩石中含有少量硅质石英微团块集合体及微含柳絮状碳质。

下段（∈1s1）：

褐红色-暗紫色薄层-中厚层状硅质岩，局部含白云质条带。

主要由显微细粒硅质石英、微细粒状重晶石及碳泥质组成。

显微细粒石英间不规则状、微压扁拉长它形微粒状、规则多边形或花边状微粒镶嵌在一起，石英粒径=0.001mm左右，含量约为90%左右；重晶石呈微细粒状有两种分布状态，一者呈纹层状平行层理分布，另外呈散布状与硅质石英均匀混生，粒径=0.001mm-0.002mm，其含量约2-3%；碳-泥质物粉尘状，一般集中呈纹层状平行分布，微结晶的泥质物出现显微鳞片状绢云母片状集合体中，含量大约为6%；另见其中多有成岩莓球状黄铁矿零星散布，含量1%左右。

据该岩石的岩石学研究，组成岩石矿物致密微细粒状、均具纹层状分布或均匀散布、与成岩莓球状黄铁矿共生等，另据该沉积成因的重晶石，可确定紫红色硅质岩为海底热水喷流沉积产物。

该组层位稳定，岩层厚度130-175.62米。

以老林沟为界，东部地层稳定，走向为东西向，倒转倾向北，倾角一般为55°-62°；西部受镇板断裂和次级推覆断裂构造影响，被震旦系灯影组覆盖，地表断续分布，深部卷入F4断裂带中。

岩性组合为典型的黑色岩系建造，是磷、钒、银、金矿的主要赋存层位；矿区内Ⅰ、Ⅱ号金（钒）矿化带及Ⅰ-1金矿体产于该层中。

岳家坪组（∈2y）

上段：

灰白色中厚层状含泥质灰质白云岩及燧石条带；

下部：

灰色中厚层-薄层状微晶白云岩，局部夹紫红色斑状灰质白云岩、白云质灰岩，底部产有三叶虫化石。

蜈蚣垭组（∈3w）

主要为灰-灰白色薄层状-中厚层状微晶白云岩。

2.1.3奥陶系（O）

分布于矿区南部，与寒武系地层呈整合接触，区域上属白龙洞向斜的北翼地层，地层倒转倾向北。

划分有水田河组和吊床沟组。

水田河组（O1s）

浅灰-灰白色中厚层状含燧石条带或结核微晶白云岩，岩石呈角砾状或砾屑状。

吊床沟组（O1d）

灰-深灰色薄层-中厚层状白云质灰岩、灰质白云岩，黄褐色-深灰色千枚岩夹薄层状灰岩、泥灰岩。

在水田河组与吊床沟组地层层间发育有次级走向断裂构造破碎带（F2），宽度达数十米-数百米，其中铁碳酸盐化较强，并伴有金矿化，岩屋沟脑发现的Ⅶ号矿化带即受该断裂构造控制。

2.1.4泥盆系（D）

出露于矿区西部，与前泥盆系地层呈角度不整合或断裂接触。

镇安-板岩镇断裂以南有:

大枫沟组（D2d）

灰绿-深灰色千枚岩。

石家沟组（D2s）

灰色厚层状白云质砂岩夹砂质白云岩、薄层状泥质灰岩、厚层状生物灰岩，产腕足类、腹足类化石。

公馆组（D1g）

灰绿色千枚岩、黄褐色白云岩及泥质白云岩。

镇安-板岩镇断裂以北有：

星红铺组（D3x）

下部：

D3x1-2：

绢云母千枚岩夹生物灰岩；

上部：

D3x1-1：

浅灰-灰绿色粉砂质千枚岩、砂岩夹薄层灰岩、泥灰岩。

古道岭组（D2g）

主要为灰岩、生物碎屑灰岩夹千枚岩。

2.2构造

褶皱、断裂构造发育。

矿区出露烟家沟-耀岭河倒转背斜一部分及次级向斜、镇板断裂及次级断裂（图2-1）。

图2-1山阳县夏家店地区构造纲要图

1.白云-柞水小区华力西褶皱带2.凤阳-旬阳小区印支褶皱带3.泥盆系4.志留系5.奥陶系6.寒武系7.震旦系上统8.震旦系下统9.不整合界限10.断裂及编号11.正断层及产状12.逆断层及产状13.倒转背斜14.倒转向斜

2.2.1背斜、西沟向斜、老林沟脑向斜。

夏家店背斜

属烟家沟-耀岭河倒转背斜的西部倾伏端，倾没于大魏家沟口一带。

背斜核部地层为耀岭河群；南翼依次出露震旦系陡山陀组、灯影组和下古生界寒武系、奥陶系，岩层走向110°-120°，倾向北东，倾角44°-72°；北翼地层有震旦系陡山陀组、灯影组，岩层走向225°-255°，倾向北西，倾角30°-42°。

受镇板断裂构造破坏，两翼不对称，北翼缺失下古生界地层，南翼地层倒转倾向北。

西沟向斜

展布于矿区西北部马鞍驼-大魏家沟一线，为区域上桃园沟倒转向斜的一部分，褶皱枢纽走向35°左右。

矿区内长2500米，幅宽1800米。

向斜较紧闭，两翼同斜，南翼正常，北翼倒转，轴面倾向北西，倾角30°-50°核部地层为泥盆系上统星红铺组（D3x1-2），北翼依次出露星红铺组（D3x1-1）、古道岭组（D2g），南翼仅出露D3x1-1，倾角22°-45°。

南翼地层与前泥盆系呈角度不整合接触，在夏家店-马鞍驼一带呈断裂接触关系。

老林沟脑向斜

出露于矿区西南部老林沟脑一带，东西长1800米，幅宽1500米；枢纽走向120°-150°，且向北东凸出。

核部地层为中泥盆统石家沟组（D2s），两翼依次为石家沟、公馆组。

北翼产状210°-220°，倾角30°-45°；南翼10°-20°，倾角66°-82°。

向斜开阔，受F3断层影响，北翼不完整，两翼不对称。

2.2.2断裂构造

镇安-板岩镇断裂（F1）

为区域性大断裂，呈北东-南西向横穿矿区西北部。

该断裂在航片和卫片遥感图上影象清晰，显示白色调波状线性特征；地貌上呈明显的线状负地形，断续分布有断层崖、断层三角面。

图幅内长5200米，分布于马鞍驼-紫草沟口-下寨子沟口一带，破碎带宽数米-40米，由碎裂岩、角砾岩、炭化断层泥、构造透镜体组成，并见有石英脉、方解石脉。

断裂构造总体倾向北西，倾角37°-76°。

该断裂性质复杂，具多期活动的特征，既有正断层特征，又具有逆断层特征，并且显示左行平移性质。

沿断裂带两侧发现有千家坪-夏家店钒银金成矿带、丁家山-马家沟汞锑金成矿带及多处大-中型钒矿床、金矿床、铅锌矿床。

F2断裂

为镇板断裂（F1）南侧的次级平行断裂，产于奥陶系吊床沟组与水田河组层间，长约4500米，西部被北西向F3断层交切。

破碎带宽27.8-80.2米，由角砾岩、构造透镜体、碎裂岩及断层泥组成，钙质胶结（图2-2）。

断裂走向呈近东西向，倾向北，倾角54°-69°。

该断裂具有多期活动，早期为正断层，后期为逆断层，与金矿化关系密切，赋存有Ⅶ号矿化蚀变带和金矿（化）体。

图2-2大崖屋沟F2断层破碎带素描图

F3断裂

分布于马鞍驼-老林沟脑-黄石关一线。

图幅内长3500米，破碎带宽2-20米,走向北西，倾角30°-55°。

由角砾岩、碎裂岩、断层泥组成，钙质胶结，旁侧岩石破碎强烈，揉皱发育。

显示逆断层性质。

断裂切割F1、F2、F4断层和老林沟脑向斜。

与金矿化关系密切，破碎带局部地段金品位为0.13-0.5×10-6，其旁侧次级平行断层破碎带赋存有Ⅵ号矿化带及金矿体，品位0.63-1.23×10-6。

F4断裂

为F1断裂南侧的次级断裂，上、下界面平直规整，北部于夏家店村口与镇板断裂（F1）交汇，南部被北西向F3断层切割。

走向北东-南西向，倾向北西，倾角50°-63°。

断裂破碎带长1350米，宽数米-30余米，一般宽度为15米左右，由碎裂岩（白云岩、硅质岩）、角砾岩（硅质岩、硅质板岩）、糜棱岩、方解石脉、石英脉组成，铁质钙质碳酸盐、硅质、糜棱质胶结。

赋存有Ⅰ号金矿（化）带及Ⅰ-1、Ⅰ-2号金矿体，品位0.63-30.9×10-6。

F5层间断裂

图幅内长2000余米，分布于夏家店烟囱沟口-紫草沟脑一线。

产于寒武系水沟口组第一、二岩性段内。

断裂总体沿地层顺层产出，局部地段切穿地层。

断裂带发育程度不等，发育较弱处