广西天等砂金矿床地质特征及成因浅析.pdf

2023年6月上 世界有色金属79矿产资源Mineral resources广西天等砂金矿床地质特征及成因浅析林超盛（福建省第八地质大队，福建 龙岩 3 6 4 0 0 0）摘 要：砂金矿的探采事业在国民经济中占有重要地位，并具有良好的经济效益和社会效益。天等岩溶型砂金矿是早期远地形成的金矿体或含金矿源层裸露地表经长期风化剥蚀作用后由地下暗河中的水介质搬运迁移至岩溶漏斗、溶洞中堆积，形成岩溶充填砂金矿床。砂金的形成主要受成矿物质来源、新构造运动、气候及水动力等四个基本条件控制。关键词：砂金；岩溶型；风化剥蚀；暗河；岩溶漏斗；溶洞；物质来源中图分类号：P 6 1 8.5 1 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 1-0 0 7 9-3Geological Characteristics and Genesis of the Tianzhou Gold Placer Deposits in GuangxiLINChao-sheng(T h e E i g h t h G e o l o g i c a l B r i g a d e o f F u j i a n P r o v i n c e,L o n g y a n 3 6 4 0 0 0,C h i n a)Abstract:T h e e x p l o r a t i o n a n d mi n i n g o f p l a c e r g o l d mi n e s p l a y s a n i mp o r t a n t r o l e i n t h e n a t i o n a l e c o n o my a n d h a s g o o d e c o n o mi c a n d s o c i a l b e n e f i t s.T i a n j u n k a r s t t y p e p l a c e r g o l d d e p o s i t i s a n e a r l y r e mo t e f o r me d g o l d o r e b o d y o r t h e e x p o s e d s u r f a c e o f g o l d b e a r i n g s o u r c e l a y e r,a f t e r l o n g-t e r m w e a t h e r i n g a n d D e n u d a t i o n,t r a n s p o r t e d b y t h e w a t e r me d i u m i n t h e u n d e r g r o u n d r i v e r t o t h e k a r s t f u n n e l a n d k a r s t c a v e f o r a c c u mu l a t i o n,f o r mi n g a k a r s t f i l l e d p l a c e r g o l d d e p o s i t.T h e f o r ma t i o n o f p l a c e r g o l d i s ma i n l y c o n t r o l l e d b y f o u r b a s i c c o n d i t i o n s:mi n e r a l s o u r c e,n e o t e c t o n i c mo v e me n t,c l i ma t e,a n d h y d r o d y n a mi c f o r c e s.Keywords:p l a c e r g o l d;K a r s t t y p e;We a t h e r i n g a n d e r o s i o n;Un d e r g r o u n d r i v e r;K a r s t f u n n e l;K a r s t c a v e s;Ma t e r i a l s o u r c e收稿日期：2 0 2 3-0 3作者简介：林超盛，男，生于1 9 8 6 年，汉族，福建龙岩人，本科，工程师，研究方向：地质矿产。矿区位于天等县北东方向，隶属天等县进结镇管辖，距天等县城直距约30km。自上世纪八十年代以来，陆续有当地村民在龙江屯岩溶洼地中零星开采和淘洗金矿石。由于淘洗工具简陋，淘洗方法不当，造成了金矿资源的浪费。1 区域地质背景本区位于右江再生地槽的中南部，地处三级构造单元下雷-灵马拗陷西端,四级构造单元为地州至向都弧形褶皱带。区域上古生代地层出露广泛，岩相丰富，中生代地层局部可见。区域构造复杂，并有少量基性-酸性岩浆岩分布，区域石炭纪、二叠纪、三叠纪地层中均有金矿产出，并见有岩溶洼地堆积型砂金矿，为区域产金地。1.1 地层区域出露地层由老至新有：泥盆系上统融县组（D3r）；石炭系下统岩关阶（C1y）、大塘阶（C1d）及中统（C2）、上统（C3）；二叠系下统（P1），下统栖霞阶（P1q）、茅口阶（P1m）及上统（P2）；三叠系下统（T1）及中统百蓬组（T2b）见表1。1.2 构造区域主体构造为地州-向都弧形褶皱带，南东紧靠泗城岭背斜，北西侧主要为钦甲穹窿。核部为寒武系,翼部是泥盆系；其他为印支期褶皱,背斜核部通常为泥盆系，向斜轴部则为三叠系或二叠系，翼部均为石炭系。褶皱特征常与岩性有关，碳酸盐岩地区倾角较平缓，小褶皱不发育；在硅质岩或砂页岩地区岩层受挤压强烈，次级褶皱发育，产状表1区域地层表统组代号厚度(m)岩性三叠系中统百蓬组T2b1245-1826第一段为页岩、火山碎屑岩，第二段为页岩、灰绿色砂页岩互层，第三层为灰绿色厚层块状细砂岩夹页岩下统T183-1116灰绿色页、砂质页岩夹少许砂岩、中部夹泥质灰岩、下部夹硅质页岩二叠系上统P219-376燧石灰岩、硅质岩夹硅质页岩岩为主，夹粉砂岩、细砂岩及含砾石英砂岩、砂砾岩。下统茅口阶P1m0-605岩性为灰-浅灰色厚层状灰岩、白云岩、含燧石灰岩，局部夹白云质灰岩及硅质岩栖霞阶P1q0-219深灰色灰岩或燧石灰岩夹硅质岩下统P10-463灰、深灰色灰岩或燧石灰岩夹硅质岩、白云岩。石炭系上统C332-1679灰岩为主，夹白云质灰岩、白云岩、燧石灰岩。中统C294-154岩性主要为灰、深灰色中-厚层状灰岩夹白云岩或燧石灰岩夹硅质岩，上部夹灰、深灰色薄层状硅质岩。下统大塘阶C1d249岩性主要为浅灰、灰白色中-厚层状灰岩。岩关阶C1y210岩性主要为浅灰、灰白色薄-中层状硅质岩夹薄层灰岩，局部夹含锰硅质岩、含锰泥岩。泥盆系上统融县组D3r376-818岩性主要为浅灰、灰白色厚层-块状微晶灰岩夹含生物碎屑灰岩、砾屑灰岩、砂屑灰岩。变化大，有的直立甚至倒转。区内断层发育，大多形成于印支-燕山期，以黑水河断层为界，北东侧断层主要为北东向断层，多为纵断层；南西侧以北西向断层为主，横截或斜切褶皱，并为基性-超基性岩的活动提供有利条件。世界有色金属2023年6月上80矿产资源Mineral resources1.3 岩浆岩区域未见有岩浆岩出露。1.4 矿产区域上广泛分布水泥用石灰岩矿石，并见有东平锰矿等。在区域外围之广西田阳、田东、德保和大新一带见有碳酸盐岩方解石脉型金矿床，为本矿区岩溶洼地堆积型砂金矿提供了砂金来源（图1）。图1桂西碳酸盐岩方解石脉型金矿点分布图2 矿床地质特征2.1 矿体特征矿区内目前已查明的金矿体共19个。金矿均产于岩溶洼地的第四系堆积层中，其形态及规模受岩溶洼地的形态及大小所控制，平面上呈椭圆状、长条状，纵向上呈层状、似层状或透镜状，矿体规模小，面积一般0.002km20.0375km2；矿体厚度一般1.00m4.00m，最厚7.00m。矿体产状平缓，一般均在05之间。矿体主要特征见表2。2.2 矿石质量矿石矿物主要由明金、微粒金及少量氧化锰矿石、褐铁矿等组成。明金呈细微粒分散、包裹状，细小片状，粒径0.1mm1mm，其延展性好，纯度较高；微粒金粒径不详。金品位沿水平方向变化不大，沿垂直方向变化显示中下部品位较高。脉石矿物主要由亚粘土、粘土及少量砾石混杂组成。亚粘土含量占40%45%，以褐黄、土黄、褐红色为主，少量紫红、棕红及褐色，质地松散，具弱粘性及可塑性；粘土含量占30%35%，呈褐红、褐或深褐色，具较强的粘性及可塑性；砾石含量占5%20%，为灰白、灰黄、褐灰色，呈次圆状、扁圆状，大小一般3mm10mm，最大可达50mm；成分较复杂，主要有砂岩、硅质岩、火山岩及铁锰质结核等,少量微晶灰岩,杂乱分布。2.3 矿石的结构构造区内的砂金矿床，矿体厚度一般都在1.00m4.00m之间变化，最厚为7.00m，均适宜全面露采。即把整个混合砂矿层作为矿石开采。所以砂金矿的矿石构造，乃是指混合砂金矿层而言。自下而上分为A、B、C三层。A层位于剖面的最下部，称为碎石层，由棱角状碎石、砂和粘土组成。碎石成分比较单一，与下伏基岩岩性相同该层的厚度通常为1米左右，含金比较丰富，是主要含金层：B层位于A层之上，为（含）砾石粘土层，层厚1m10m，为本矿区的主要含矿层位，主要由褐黑色、褐黄色亚砂土、粘土及砾石等混杂而成,局部可见黑色氧化锰矿块、锰结核。砾石含量占5%30%，成分主要为铁质砂岩、硅质岩等，偶见石灰岩；砾石磨圆度良好，多呈椭圆状或扁圆状，大小一般为3mm10mm，个别可达30mm以上。黑色氧化锰矿块、锰结核含量占5%10%，其中锰矿块多已氧化浸染于粘土空隙间；锰结核多呈葡萄状，大小一般为5mm10mm。据化学分析结果，Au含量一般为2.61-7.2710-6，最高可达35.9410-6。C层位于B层之上为粘土层，多位于岩溶洼地表面，堆积物主要由浅褐色粘土、亚砂土等组成，底部偶夹少量碎石块。本层厚度一般为01.5m，据化学分析结果，Au含量一般为0.1-0.310-6，部分可达110-6以上。2.4 矿体围岩及夹石本区第四系堆积型砂金矿产于岩溶洼地中，从小园井表2矿体主要地质特征一览表矿体编号矿体平面形态矿体规模厚度变化系数（%）矿体平均品位（10-6）品位变化系数（%）岩溶洼地地面标高(m)矿体面积(m2)矿体平均厚度(m)Au1长条状159702.7730.683.8887.55369.00-381.00Au2不规则状374973.17563.274.55123.8329.00-341.00Au3不规则状200832.3450.115.4111.64372.00-378.00Au4椭圆状128073.1238.094.5368.2410.00-430.00Au5长条状2380103.580434.00-442.00Au6心形60521.730.5710.1251.73368.00-370.00Au7不规则状164623.442.285.5590.08347.00-361.00Au8弯月状108374.42558.795.874.66346.00-353.00Au9不规则状74202.8651.96.8859.88325.00-333.00Au10不规则状61463.170.774.45117.19370.00-435.00Au11不规则状24661.5550.182.626.11368.00-369.00Au12扁椭圆形91421.72555.073.3364.05350.00-354.00Au13扁椭圆形2400102.90385.00-390.00Au14似三角形199082.2570.375.0269.41351.00-360.00Au15似三角形121533.0590.415.0170.48352.00-357.00Au16扁椭圆形72011.5550.185.475.49358.00-362.00Au17似三角形52685.402.5543.01338.00-341.00Au18似三角形139984.6732.713.3879.05357.00-369.00Au19似三角形116891.6734.574.3363.88380.00-403.002023年6月上 世界有色金属81矿产资源Mineral resources1张品静,张甲忠.我国主要类型金矿的分布规律及其找矿方向J.地质与勘探,1979(07):14-23.2陈继明.中国砂金矿床的类型和成矿规律J.地质与勘探,1988(03):3-9.3黄仲权.红河流域(云南段)砂金成因类型及其找矿前景J.黄金科学技术,2003(06):11-15.4王云发,孙国璋.大兴安岭北段砂金矿的基本特征及成矿模式J.黑龙江地质,1997(1):25-36.揭露情况看，矿层埋藏浅，矿层厚大体在1.0m7.0m之间；底部为泥盆系融县组灰岩，岩性致密坚硬。整个第四系堆积物内金分布不均匀，岩溶洼地第四系堆积物地表、中部及底部均有分布，故其矿体顶板为第四系堆积物，底板为第四系堆积物及灰岩基岩。夹石为化验未达到品位的第四系堆积物。3 矿床成因探讨在任何一个砂金矿的形成，都不是某种单一的地质作用所能完成的。也就是说:砂金矿的形成是一个长期的、复杂的并受多种地质因素控制的综合成矿过程。本区砂金的形成与分布,受含金地质体、地质构造、地形、地貌、气候和水环境的综合控制。3.1 物质来源充足的物质来源是砂金矿床形成的最基本条件，一个地区具备有利砂金成矿的场所【河谷)很多，可是同样具备形成砂采矿的外部条件。为什么有的河谷形成了很富的砂金矿，而其它大多数河谷则没有砂金矿形成，这里最关键的问题是缺少物质来源条件。根据收集的区域地质资料，在矿区西侧有广西田阳、田东、德保和大新等碳酸盐岩方解石脉型金矿床，含金石英脉型、破碎带蚀变岩型金矿体在地表营力作用下产生破碎分离，金矿物经过搬运再沉积富集，为本矿区岩溶洼地堆积型砂金矿提供了砂金来源。3.2 地质构造没有丰富的成矿物质来源条件，不能形成砂金矿床。相反，具备丰富的物质来源条件，也不一定都能形成砂金矿床。这是因为岩金矿是形成在地壳的一定深度的。无论是机械成困说 还是化学成困说，只有当岩金矿暴露到表生作用带时，经风化(物理的或化学的)剥蚀作用，转化为风化产物后，才确可能形成砂金矿。“在砂矿中金的堆积主要决定因素是相应地区的新构造状况，对于形成砂矿最有利的地区具有适度的差异断块运动”目此，“构造上升对砂金矿的堆积起着绝对的作用”。根据收集的资料和调查，本区位于右江再生地槽的中南部，地处三级构造单元下雷-灵马拗陷西端,四级构造单元为地州至向都弧形褶皱带。矿区位于龙茶隆起带的核部，主体为一背斜构造，核部由泥盆系融县组组成，冀部为石炭系、二叠系及三叠系地层。总体构造线呈北东-南西向。区内次级小褶皱较发育。龙江屯矿段内发育近东西向断裂F1和北东向断裂F2、F3。F1位于龙江屯附近，为张性断裂，在断裂带内取样显示，金品位为0.12-0.6310-6，含矿性较差。F2位于龙江屯北西200m左右，为张性断裂，在断裂带内取样分析显示金平均品位0.15-0.3610-6，含矿性差。F3位于龙江屯北西250m左右，为张性断裂，断裂带内被方解石角砾岩充填，含矿性差。3.3 地形地貌矿区以低山丘陵为主，山地面积1696.42平方公里，占总面积77.98%。其中土山占总面积的22.60%；石灰岩山地占总面积的41.50%；硅质灰岩山地占总面积的10.31%；半土半石山占总面积的3.57%。区域最高山峰位于南部陇歪屯附近的岜社山，海拔标高为+623m，最低处位于东北部龙江屯附近的岩溶洼地，海拔标高+255m，为矿区的最低侵蚀基准面，相对高差368m，山坡较陡，自然坡度一般为18 42左右，沟谷陡峭。自然排泄面位于地下河水位面，据调查位于标高230m270m。矿区的每个洼地基本呈一个小型的独立水文地质单元，周边被灰岩基岩包围，厚度不均的第四系覆盖层，矿体主要赋存在第四系松散土层中，为透水层，地下水位线多位于第四系下的地下暗河，据调查埋深80m130m。3.4 气象矿区属亚热带季风气候，由于多山，海拔高度较大，因而气候较邻县温凉湿润。春末至初秋多受偏南气流影响，气温高，湿度大，降雨量多。冬季受北方寒潮影响，气温偏低，湿度小，雨量少。年平均气温20.6，平均雨量1429mm以上，年均无霜期340天以上。地处北回归线以南，太阳辐射量较多。年平均太阳总辐射量为100.6千卡/厘米2，其地域分布是平地多，山区少。3.5 水文环境天等县六条主要河溪径流的补给，主要仰赖于大气降水。年平均径流深度为658.8mm，径流系数为0.3至0.5，多年平均径流量为14.3亿立方米。境内地下水富水区天然补给量为3亿立方米左右，枯水期总流量为8.31立方米/秒，平水期总流量为33.03立方米/秒，地下水在峰丛洼地区域埋藏较深，不易开发利用。县内径流年内分配不均，5月至9月比较集中，约占全年的75%左右，枯水年春旱特别严重。境内岩溶地貌占77.4%，地表河溪少，多年平均降水量虽不少，但降水大部分渗入地下，形成山高水深的局面，特别是进结、驮堪等乡镇的石山地区，水资源尤为缺乏。地下水主要赋存在岩溶和地下河，地下水主要通过大气降水下渗补给，沿地下水往下游排泄。大气降水一部分沿垂直裂隙下渗补给地下水，另一部分通过地表径流、洪流流向洼地，汇聚至岩溶洼地第四系松散层内，通过洼地的垂直下渗补给地下水，最终通过地下河向右江排泄。综上所述，可以初步认定矿床为岩溶型砂金矿。早期远地形成的金矿体或含金矿源层裸露地表经长期风化剥蚀作用后由地下暗河中的水介质搬运迁移（区内流动方向为北东向）至岩溶漏斗、溶洞中堆积。沉积物在常期水流作用下，磨圆程度高，分选性较好，物质成分复杂。金属矿物表面光滑，边缘棱角少。金属矿物多分布于冲积物下部靠近基岩顶面处，或风化基岩的裂隙中。最后，由于多组断裂的共同作用、地下水的不断冲刷或地震等因素的影响，造成地壳的差异性抬升和塌陷，导致岩溶漏斗、溶洞中的堆积物高出地下暗河，形成岩溶充填砂金矿床。