楊樹溝金礦床地質特征及成因探討

張 賽，徐 剛，崔華瑞，水 彬（河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊，河南鄭州450016）

楊樹溝金礦床地質特征及成因探討

張 賽，徐 剛，崔華瑞，水 彬（河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊，河南鄭州450016）

通過對西峽縣楊樹溝金礦的礦床地質特征進行詳細研究，對其成因進行了相關研究和對比。結果表明：楊樹溝金礦是典型的與剪切帶相關的金礦床。早期受到韌性剪切帶作用，隨后韌性剪切帶經抬升剝蝕構造層次上移，疊加后期的韌—脆性、脆性變形，成礦作用也隨之疊加，從而在同一構造部位出現多種礦化類型。在該礦區外圍，還有查找這種與剪切帶相關的金礦床的巨大潛力。

金礦；剪切帶；特征；成因

1 前言

楊樹溝金礦區位于河南省西峽縣的北部，儲量規模達到中型。大地構造屬于東秦嶺構造帶北秦嶺構造亞帶。隸屬于著名的多金屬成礦帶東秦嶺二郎坪地體。它的北側為瓦穴子—鴨河口深大斷裂，南側為朱陽關—夏館深斷裂。該金礦床賦存在由上述深大斷裂帶控制的次級韌性及韌—脆性剪切帶中。區域上出露的地層主要為二郎坪群的大廟組、火神廟組、小寨組。區域上侵入巖發育，主要為燕山期的似斑狀黑云母花崗巖，其次為古生代的中粒斜長花崗巖。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內出露地層為二郎坪群火神廟組的上部，見圖1。主要由海相火山熔巖、火山碎屑巖組成，屬細碧—角斑巖建造。根據巖性及礦物組合特征，自下而上，自南而北可分為3個巖性段：下部巖性段為變中酸性凝灰巖、石英角斑巖夾細碧巖、細碧玢巖，下部有透鏡狀大理巖；中部巖性段為變細碧巖夾變細碧玢巖、角斑巖、變中基性凝灰巖，下部普遍綠簾石化，夾薄層大理巖，凝灰巖是主要含礦層；上部巖性段主要為變細碧凝灰巖，上部夾變細碧巖，下部夾大理巖透鏡體。礦床產于中部巖性段。

圖1 楊樹溝金礦(西段)地質簡圖

2.2 構造

礦區位于朱陽關—夏館大斷裂北10km，礦區范圍內的主體構造是楊樹溝韌—脆性剪切帶。區內出露長約30km。一般寬40～60m，最寬可達100多米。總體走向280°～300°，傾向SW，傾角50°～60°，局部70°～80°。產狀上緩下陡，在平面上及剖面上兩側巖石均表現出順時針左行平移，因此具上盤相對向上逆推，并向北西西平移，下盤相對向下。向南東東平移的扭動性質。總體順層延展，局部傾角大于地層。出現截切關系。帶內巖石變形強烈，糜棱巖、超糜棱巖、千糜巖異常發育。巖石中石英壓扁拉長，波狀帶狀消光強烈，新生礦物絹云母、綠泥石呈定向排列。該剪切帶中強變形帶和弱變形域呈鑲嵌形式，其長度和寬度各不相同。在局部地區弱變形域的寬度遠大于強變形帶的寬度。該剪切帶既具有韌性剪切性質，又有脆性破裂。剪切之初以韌性為主，中前期就開始出現脆性破裂，有硅質充填，逐漸轉化為韌脆性。后期脆性變形對該帶影響較大，普遍發育有碎裂糜棱巖、碎裂巖。該剪切帶控制了礦體的分布。

2.3 巖漿巖

礦區的巖漿活動較為強烈，出露的巖漿巖多為花崗巖類，以黑云母花崗巖為主，呈小巖株及不規則狀產出，且主要發育在韌—脆性剪切帶的旁側，二者近于同期形成。脈巖類主要有花崗斑巖、石英斑巖、斜長花崗巖、石英閃長斑巖等，其規模大小不一，最長脈巖可達近千米，形態復雜，分枝、膨縮、復合現象顯著。黑云母花崗巖主要礦物為鉀長石、更長石、石英及黑云母。該花崗巖化學成分及主要微量元素見表1。巖石中強富集Bi、Be、Sr，一般富集Ag、Pb、Ba、As、Sb、W、Sn、Mo、Cu、Zn、Au。上述巖漿巖，均未發現直接含礦，但接近韌—脆性剪切帶的巖體或脈巖兩側多出現蝕變帶，說明巖漿活動對本區礦床的形成具有直接或間接的控制作用。

表1 花崗巖巖石化學成分

經對巖漿巖的絕對年齡及其副礦物鋯石年齡測定，確定本區巖漿巖是燕山期巖漿活動的產物。

3 礦床地質特征

3.1 礦(脈)體特征

礦區內共有礦脈20余條。構成總體走向275°～300°，傾向南西，傾角60°～70°，寬約1.5～3m的北西向成礦帶。各脈帶均分布于火神廟組上部第二巖性段變細碧巖中的剪切帶內。在剖面上各礦脈以20～40m間距平行排列,見圖2。脈體之間近等距分布，呈似層狀、透鏡狀、脈狀產出，顯示出受斷裂構造控礦的特點,與圍巖片理呈斜交關系。礦脈沿走向和傾向均呈舒緩波狀,形態簡單，以單脈為主。尖滅端 常為復脈帶。具分枝復合、膨大、收縮現象。礦體形態、產狀，隨破碎蝕變帶的變化而變化。

圖2 楊樹溝金礦區第20勘查線剖面圖

礦脈內黃鐵礦及自然金則呈星點狀、團塊狀分布于中部，兩壁干凈，基本無礦化和蝕變交代。只在極個別地段有很窄的蝕變礦化分帶(硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化），表現出典型的單階段充填式成礦。礦體分布于石英脈或蝕變細碧巖中，后者多分布于前者的兩側及延伸方向。礦區共圈出20個礦體，其中工業礦體12個。礦體呈似層狀、長條狀、透鏡狀，礦體長67～890m，厚0.5～1.8m，厚度變化系數30.45%～70.56%。平均含金4.34×10-6～18.18×10-6，品位變化系數40.67%～65.56%，延深35～360m。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物成分

礦區礦石礦物有45種，其中金屬礦物28種，脈石礦物17種。含金石英脈型礦石的脈石礦物成分簡單，主要為石英。蝕變細碧巖型礦石的脈石礦物成分較復雜。金屬硫化物分布在石英脈體邊部。主要呈浸染狀、細脈狀、團塊狀、網脈狀分布。主要金屬礦物為黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，褐鐵礦，另有少量方鉛礦、閃鋅礦。

3.2.2 礦石化學成分

礦石中主要成礦元素為Au，伴生元素有Ag、Cu、S等20余種。不同礦體化學成分相近。含金石英脈型礦石SiO2、Fe2O3、FeO含量較蝕變細碧巖型礦石高，后者Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO含量高于前者。礦石主要成分及微量元素含量見表2。

表2 礦石主要成分

3.2.3 礦石結構與構造

主要結構有碎裂結構、變余糜棱結構、不等粒結構、他形粒狀結構、交代文象結構、膠狀結構。主要構造有塊狀、角礫狀、條帶狀、浸染狀、細脈狀、蜂窩狀、膠狀。

3.2.4 礦石類型

自然類型按氧化程度可分為氧化礦石和原生礦石兩類。原生礦石按礦物組合和脈石礦物種類可分含金硫化物石英脈型和含金蝕變細碧巖型。其中含金硫化物石英脈型包括含金石英脈型，含金黃鐵礦石英脈型，含金黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦石英脈型三種礦石類型。含金硫化物石英脈型礦石為本區主要礦石類型。

（1）氧化礦石。氧化礦石由褐鐵礦及石英等組成，褐鐵礦多呈蜂窩狀或斑點狀分布在脈石礦物間，分布在垂深200m左右潛水面以上。具他形粒狀、膠狀結構，條帶、蜂窩狀、塊狀構造。金屬礦物為褐鐵礦(20%～30%)、黃鐵礦、磁鐵礦、自然金等，脈石礦物為石英、黑云母、角閃石等。氧化礦石含金較富，具次生富集作用。

（2）原生礦石。①含金石英脈型礦石：脈石成分以乳白色石英為主，硫化物含量極少。②黃鐵礦石英脈型礦石：半自形粒狀結構、包含結構、鑲嵌結構，條帶狀、塊狀構造。主要礦物為黃鐵礦(13%～15%)、自然金及石英、黑云母。含金在4×10-6～6×10-6。③黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦石英脈型礦石：自然金—黃銅礦—磁黃鐵礦—黃鐵礦—石英組合，具粒狀、他形粒狀結構，塊狀、條帶狀、網脈狀構造。主要金屬礦物為磁黃鐵礦(20%～30%)，次有黃鐵礦、黃銅礦、自然金。脈石礦物為石英、黑云母、綠泥石、方解石。含金多大于6×10-6，含銅在0.12%。④蝕變細碧巖型金礦石：磁黃鐵礦、黃銅礦呈浸染狀、散點狀分布于基性凝灰巖中，金屬硫化物約5%～10%，脈石礦物為角閃石、絹云母、綠泥石、綠簾石、長石、石英等。平均含金3.97×10-6。

3.3 圍巖蝕變

近礦圍巖蝕變強烈，蝕變范圍和強度取決于剪切帶的性質、規模及巖石破碎程度。蝕變類型主要有黃鐵絹英巖化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化及綠泥石化，以黃鐵絹英巖化和絹云母化為主，且與金礦化關系密切。此外，尚有褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化等。黃鐵絹英巖化是與金礦化關系最為密切的近礦圍巖蝕變,蝕變強度與金礦化呈正相關關系。絹云母化分布于金礦體及其兩側，以原巖為細碧巖時較為發育，其范圍數倍于金礦化，常常作為找金的直接信息。

3.4 成礦溫度及鹽度

根據礦物包裹體的均一溫度測定資料，為155～334°C，為中低溫，變化范圍較大,鹽度＜10%，相當低。

4 找礦標志

根據楊樹溝金礦礦床特征，總結出以下找礦標志。

（1）二郎坪群火神廟組上部第二巖性段是本區金礦的賦礦層位。

（2）賦礦地層中北西西向韌—脆性剪切帶為控礦和儲礦構造，其鄰側常伴有中酸性侵入巖的產出。

（3）含金石英脈和蝕變細碧巖組成金礦脈，在礦脈產狀變化及膨大處，往往是工業礦體的賦存部位。

（4）Au-As-Sb-Hg-Ag-(Pb，Zn，Ni，Co，V，Cu)等組合異常可指示礦化的大致部位。

（5）硅化、鉀長石化、綠泥石化、碳酸鹽化、多金屬硫化物化是成礦的主要蝕變和礦化。

（6）含金石英脈中，發育中細粒黃鐵礦者；富集多金屬硫化物者；煙灰色厚大脈體的頂、底部及產狀變化部位，則往往構成含金較高的富礦體。

5 礦床成因探討

楊樹溝金礦是較典型的與剪切帶相關的金礦床。在巖石中的碎斑表現出強烈的韌性變形特征，動力分異造成的條帶構造也比較發育。這說明礦區早期經歷了強烈的韌性變形。受到過韌性剪切帶的作用。另外在礦區發現密集的強片理化帶，或層間破碎帶，礦區部分地段拉伸線理發育，其走向為270°左右，一些強干的巖石被剪切成片干狀，長寬比一般大于5∶1。礦體的側伏方向或者說延伸方向與拉伸線理方向一致，這是礦區后期產生的脆性特征較明顯的韌脆性剪切帶。

對該區的金礦，礦床地球化學資料甚少，據已有地質資料，結合前人對與剪切帶相關的金礦床的研究，可了解本區發生的地質事件與金礦形成的可能原因。

（1）新元古代—早古生代時期，本區地殼拉張，大量基性巖漿從洋底噴溢，形成二郎坪群火神廟組細碧巖系，金從地幔隨巖漿進入地殼。

（2）隨著上覆沉積物的增厚，二郎坪群進入較高的溫壓環境。在區域變質作用下，轉入高綠片巖相—角閃巖相的變質巖，同時釋放出水及其他不穩定組分。但溶液為巖石保持著基本平穩關系，金處于深化狀態，無大規模的遷移富集。

（3）二郎坪群深部在南北向擠壓作用下開始褶皺，同時順時針向韌性剪切。由于在深部溫度高、壓力大、巖石塑性大，韌性剪切變形的影響使Au的化學位升高，且變形越強，化學位越高。具有高化學位的元素是不穩定的，將脫離原來的礦物或巖石中的賦存部位與其他成礦元素及Si、K、Na、H2O等組分一起被活化分異,形成含金熱液。因此深層次韌性變形是金等成礦元素的活化遷出區,其結果是韌性剪切變形越強,巖石成礦元素含量越低。隨著區域的隆升、降壓，韌性剪切帶在淺部逐漸轉變為脆韌性剪切。由于溫度、壓力偏低,韌性變形較弱,主要表現為脆性破碎，元素化學位降低 加上其他物理化學條件如（Eh值、pH值等）的改變，導致Au等成礦元素聚集，形成礦床。

（4）由于區域擠壓作用的持續進行，早期的韌性剪切帶被不斷抬升剝蝕而深部大規模韌性剪切變形持續進行。相對于先期韌性剪切帶來說，變形層次在不斷下移。其結果是稍早的深層次韌性剪切變形糜棱巖被抬升，當上升超過韌脆性轉換帶時則在其上疊加韌脆性和脆性剪切。在這種演化過程中,隨著抬升、剝蝕和深層次剪切變形的發育，動力變質分異作用也在持續進行，對任一時刻的韌性剪切帶而言，動力變質含金熱液都可能沿剪切帶上升，在韌脆性、脆性域，甚至近地表的不同部位形成相應蝕變糜棱巖型、構造蝕變巖型和石英脈型金礦化。從而在同一構造部位出現多種礦化類型，即礦區的含金石英脈型礦石和蝕變細碧巖型金礦石共存。

（5）礦區北部形成較大規模的花崗巖帶，對金的成礦具有明顯影響。侵入巖體侵入于剪切帶的旁側，二者近于同期形成，金礦化多集中分布于巖體所能影響到的韌性剪切帶中。此時巖體規模相對較大，巖體對金礦化的作用主要是提供熱源，促進金的遷移富集，也可能提供部分成礦物質。在礦區金礦化在黑云母花崗巖所毗鄰的那一段剪切帶中就發育的最好。

（6）經過海西、燕山、喜山構造旋回，本區不斷被抬升，巖石經歷了退變質過程，礦體被剝露出地表。經過風化剝蝕，在氧化帶內穩定組分被原地、半原地保留。隨著本區的抬升剝蝕，氧化帶向縱深遷移，且金有次生加富的現象。

6 找礦潛力分析

西峽楊樹溝金礦的北側為瓦穴子—鴨河口深大斷裂，南側為朱陽關—夏館深斷裂。已有的地質資料證明在這兩大深大斷裂帶之間的東起西峽縣二郎坪經楊樹溝西到盧氏縣的魏王坪、澗北溝的區域內還存在著大量的次級韌性剪切帶和韌—脆性剪切帶。根據楊樹溝金礦的成礦特征，二郎坪群是金礦的主要圍巖。韌性和韌—脆性剪切帶是主要的控礦和儲礦構造。所以在上述區域里的二郎坪群地層中的剪切帶中。特別是在連接大廟組云母石英片巖與火神廟組變中基性火山巖的剪切帶中，有望找到以楊樹溝金礦為代表的與剪切帶相關的金礦床。

[1] 羅銘玖,黎世美,盧欣祥等.河南省主要礦產的成礦作用及礦床成礦系列［M］.北京：地質出版社,2000,156-164.

[2] 朱廣彬,劉國范,姚新年等.東秦嶺鉛鋅銀金鉬多金屬成礦帶成礦規律及找礦標志［J］.地球科學與環境學報,2005，27(1)：44-53.

[3] 劉忠明.剪切帶流體與蝕變和金礦成礦作用［J］.地學前緣，2001，8（4）：271－276.

[4] 李曉峰,華仁民,馮佐海.韌性剪切帶變形變質作用與金的礦化富集［J］.桂林工學院學報，2001，21(3)：201-206.

[5] 陳柏林,董法先,李中堅.韌性剪切帶型金礦成礦模式［J］.地質論評，1999，45(2)：186-192.

[6] 秦大軍.韌性剪切作用與深源流體演化和金礦化的耦合關系［J］.地質地球化學，1997，（3）：58-63.

[7] 王義天,毛景文,李曉峰,楊富全.與剪切帶相關的金成礦作用［J］.地學前緣，2004，11(2)：393-400.

[8] 劉繼順.韌性剪切帶中金成礦研究的若干問題［J］.地質論評，1996，42(2)：123-128.

Geological characteristic and genesis of Yangshugou gold-bearing deposit

Through detailed study on deposit geological characteristics of Yangshugou Gold Mine,Xixia county,the cause of formation was studied and compared.Results showed that the gold mine was a typical gold-bearing deposit related to shear zone.In its early period,it was affected by ductile shear zone.As time went by,the shear zone was lifted up and denuded,and its construction layers went up.Superimposed late brittle-ductile,brittle deformation,mineralization also superimposed,resulting quite a few mineralization types in the same construction zone.There was great potential for searching gold-bearing deposit related to shear zone around this mine area.

gold mine;shear zone;characteristic;cause of formation

1672-609X（2010）05-0044-04

P618.51

B

2010-03-16

張 賽（1984-），男，河南南陽人，地質助理工程師，從事地質、礦產等勘查工作。