大店溝金礦礦床特征與成因分析*

張景平，胡希有

(陜西省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，陜西西安710054)

0 引言

西秦嶺處于華北板塊與揚子地臺交界部位，經(jīng)歷了復雜的構(gòu)造運動，是我國西部重要的多金屬成礦帶，具有良好的金成礦背景和找礦遠景，有極其重要的地質(zhì)研究意義和潛在的礦產(chǎn)資源開發(fā)價值［1］。20世紀50年代以來，陸續(xù)有地礦、冶金、有色、核工業(yè)等單位在本區(qū)開展過基礎(chǔ)地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作，發(fā)現(xiàn)了一大批礦點、礦床。近幾年來，隨著陽山金礦、寨上金礦找礦的重大發(fā)現(xiàn)，八卦廟金礦、煎茶嶺金礦深部及外圍找礦的突破，西秦嶺一直成為金礦找礦熱點地區(qū)。大店溝金礦的發(fā)掘就是一例，文中針對大店溝金礦礦床特征及成因進行了論述。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大店溝金礦位于北秦嶺緯向構(gòu)造帶西段［2－5］，祁連－北秦嶺加里東褶皺帶內(nèi);臨夏－商丹大斷裂(區(qū)內(nèi)地段稱為舒家壩－太陽寺斷裂)從南部通過(圖1，2)。多期的構(gòu)造活動及復雜的構(gòu)造體系，造成了區(qū)內(nèi)極其發(fā)育的構(gòu)造，為區(qū)內(nèi)金元素的遷移、富集提供了通道與場所［6－10］。

圖1 甘肅省大店溝金礦構(gòu)造位置圖［4］Fig.1 Mine construction drawing of Dadiangou in Gansu

研究區(qū)地層屬祁連—北秦嶺地層區(qū)北秦嶺分區(qū)，出露地層有下元古界秦嶺巖群深變質(zhì)的泥質(zhì)碎屑巖夾火山巖建造，中元古界隴山群中基性火山巖的的碎屑、碳酸鹽建造，下古生界碎屑巖夾碳酸鹽建造，其中的丹鳳群木其灘組第三巖性段絹云綠泥石英片巖是金礦化主要賦存層位。

區(qū)域巖漿活動頻繁，從加里東期到燕山期均有巖漿活動，印支期巖漿巖－天子山超單元，其內(nèi)部有龍?zhí)秹谓甬惓灧植肌|外接觸帶有火雞山金異常暈、礦點群分布，西外接觸帶有李子園、碎石子等金異常暈、礦點群分布，顯示出印支期巖漿活動與金礦成礦作用具有一定的成生關(guān)系［11－15］。

區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，主要為褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。望天溝－利橋復背斜及舒家壩－太陽寺大斷裂控制了金礦的產(chǎn)出部位，元家坪小寺溝韌性剪切及次級韌性剪切擠壓帶控制了金礦化體的展布空間及形態(tài)［16－18］(圖2)。

圖2 天水－隴南地區(qū)金礦地質(zhì)圖Fig.2 Gold deposits geological map of Tianshui-Longnan district

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 賦礦地層

金礦化主要產(chǎn)于震旦－奧陶丹鳳群木其灘組第二巖性段與第三巖性段接觸處的第三巖性段(Z－O)m3中。巖性為絹云綠泥石英片巖，及一些石榴石白云片巖，二云石英片巖夾變粒巖，綠泥鈉長石片巖，為一套夾有中基性火山巖系的泥質(zhì)、碎屑巖建造。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)主要為北東向構(gòu)造，其北部有北東向的區(qū)域性韌性剪切帶(元家坪)通過，大店溝地段有北東東向控制金礦化的退色蝕變韌性剪切帶，在該退色蝕變韌性剪切帶的北部、南部有近東西向巖脈(脈巖構(gòu)造)將其夾持，退色蝕變韌性剪切帶沿木其灘組第二巖性段與第三巖性段接觸處發(fā)育－但主要發(fā)育于第三巖性段中。產(chǎn)狀為340°～350°∠70°～85°，有時近于直立，甚至倒轉(zhuǎn)過來160°～170°傾向。

2.3 金礦體特征

大店溝金礦床控礦韌性剪切帶長度大于4 km，已圈定金礦體14條。礦體形態(tài)比較簡單，多呈似層狀、透鏡狀等。它們的規(guī)模、沿走向、傾向的延伸情況，品位、厚度變化情況列于表1中。礦體在平面上基本為平行排列(圖3)，礦體一般沿走向長200～600 m，平均長470 m;沿傾向延伸150～400 m，平均延伸260 m;其中有5條礦體長大于500 m，延伸深大于300 m.礦體品位變化系數(shù)為100.53%，厚度變化系數(shù)為98.32%，各礦體的厚度變化、品位變化不大，但相對而言，規(guī)模大的礦體的品位變化系數(shù)較小，規(guī)模小的礦體的品位變化系數(shù)較大。

2.4 礦石特征

大店溝金礦床屬蝕變巖型金礦床。按礦石礦物成分，礦石類型可以分為2類:即黃鐵礦化石英脈型和黃鐵礦蝕變巖型。黃鐵礦化蝕變巖型金礦石一般分布于黃鐵礦化石英脈型金礦石的兩側(cè)，有時也單獨出現(xiàn)，有的石英脈中沒有金礦化，而其旁的蝕變巖中卻有金礦化，關(guān)鍵取決于是否有黃鐵礦的分布，2種類型礦石有時難以分開。

根據(jù)礦石標本的巖礦鑒定資料及野外觀察，脈石礦物主要為石英、絹云母、方解石、斜長石等，金屬礦物主要為黃鐵礦(圖4)，其次可見黃銅礦，斑銅礦、方鉛礦，閃鋅礦，自然金等。

表1 大店溝金礦各礦體特征表Tab.1 Ore body characteristic of Dadiangou

圖3 大店溝金礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.3 Geological diagram of Dadiangou area

圖4 大店溝金礦的礦石樣鏡下照片F(xiàn)ig.4 Ore sample microscopic photographs of Dadiangou area

礦石結(jié)構(gòu)主要為鱗片變晶結(jié)構(gòu)，殘斑結(jié)構(gòu)，它形粒狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要有千枚狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造等。

金的賦存狀態(tài)，金以粒狀為主(84.21%)，脈狀為次(15.79%);粒級以微粒為主，占71.06%，細粒次之，占18.42%，中粒最少，只占1.06%;金礦物在礦石中的分布狀態(tài)看，81.58%金礦物顆粒分布于石英脈裂隙中或石英粒間中，18.42%金礦物顆粒分布于黃鐵礦中;從金的嵌布特征看，86.84%的金為裂隙金，13.16%的金礦物為包裹金。

載金礦物為黃鐵礦，金品位的貧富與黃鐵礦的多少密切相關(guān)，黃鐵礦的產(chǎn)出也很復雜，主要為結(jié)晶狀，碎裂狀，其次亦見有浸染狀，星點狀，細脈狀，發(fā)絲狀，薄膜狀，粉未狀等。分布在片巖中的黃鐵礦，其長軸方向與片理方向一致，有時黃鐵礦與方解石、石英共生呈細脈狀充填在片理中，金主要賦存在早期形成的石英粒間、裂隙中外，少部分賦存于黃鐵礦中。除黃鐵礦外，還見有黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等載金礦物，黃銅礦和方鉛礦有時呈不規(guī)則狀或它形粒狀分布在黃鐵礦裂隙中(如圖5)。

3 圍巖蝕變

韌性剪切帶內(nèi)主要蝕變有:黃鐵礦化、硅化、絹云母化。與成礦關(guān)系最密切的是黃鐵礦化和硅化，其次是絹云母化。

黃鐵礦化:黃鐵礦化可分4個階段，第一階段黃鐵礦呈結(jié)晶狀產(chǎn)出，金含量低微;第二階段黃鐵礦多為粗粒結(jié)晶狀、團塊狀、致密塊狀等;第三階段黃鐵礦粒度較細，呈分散浸染狀或細脈狀;第四階段黃鐵礦呈球粒狀或細脈狀;其中后兩階段黃鐵礦是重要載金體。

硅化:硅化發(fā)育較為普遍，一是含礦構(gòu)造片巖中的SiO2平均含量有所增加，致使巖性極為細密堅硬，二是礦化巖石中石英脈、黃鐵礦化石英脈比較發(fā)育。

絹云母化:蝕變帶內(nèi)綠泥石基本已蝕變?yōu)榻佋颇福鸬V化均產(chǎn)于退色蝕變帶中，當蝕變退色巖中金屬硫化物增多，片理化發(fā)育時金含量相對增高。

4 找礦標志

1 )韌性剪切構(gòu)造帶控制了該區(qū)金礦類型及規(guī)模，屬直接找礦標志之一;

2 )剪切帶內(nèi)石英細脈中的半自形立方體狀、它形粒狀、不規(guī)則狀、細脈狀黃鐵礦是金礦化最直接的標志;

3 )土壤化探異常，是金礦化又一標志。

5 礦床成因分析

根據(jù)成礦元素相關(guān)系數(shù)矩陣分析(表2)［5］，結(jié)合野外地質(zhì)特征，認為礦床成因決定于以下3個方面:①加里東晚期高綠片巖相的溫、壓作用造成了地層中金元素的活化;②印支期的巖漿活動為金成礦提供了豐富的熱源和空間;③其后的石英脈體活動為金礦化準備了儲礦空間［6］。

表2 巖石化學全分析資料相關(guān)系數(shù)矩陣Tab.2 Rock chemical analysis data correlation coefficient matrix

圖5 成礦期熱液活動順序表Fig.5 Metallogenic hydrothermal activity sequence

研究區(qū)內(nèi)對成礦有重要影響的地質(zhì)作用主要有3個階段(圖5)。

礦前地質(zhì)作用:在成巖后的地層變質(zhì)期間－加里東晚期，由于地層受到高綠片巖相的溫、壓作用，造成了金元素的活化，和鉀有同向變化的趨向。為金元素的后期富集打下了基礎(chǔ);印支期的區(qū)域大規(guī)模的酸性巖漿活動，為金成礦提供了豐富的熱源，期后的酸性巖脈它既夾持了退色蝕變的空間，它又為成礦熱液起了集聚、富集作用。其后的石英脈體活動，它串通了退色蝕變的韌性剪切帶的薄弱地帶，成就了熱液通道，使后來的礦液活動沿其而上，并且由于它的脆性，在其后的構(gòu)造活動中，較其他巖性更易于產(chǎn)生一些裂隙，這又為后來的金礦化準備了儲礦空間。

礦期地質(zhì)作用:發(fā)生在印支期后－可能為燕山期，它又有2個成礦階段:

早期:它為一次在退色韌性剪切帶中廣泛分布的低金礦化作用，在這一作用中，溫度較高，溶液中Cl+1含量較高，也含Au－Cl絡(luò)合物，造成了Fe+3的遷移，巖石的普遍退色和退色蝕變帶中金含量的普遍增高(20～100×10－9)，開始了金礦成礦的序幕。第四主成分就反映了這一過程。

晚期:早期成礦作用之后，金的主成礦作用開始。這是一次以CaO－揮發(fā)分為特征的金成礦作用。Au－Cl絡(luò)合物漸被Au－S絡(luò)合物替代，在這一成礦作用，早期的石英脈脆性強，微裂隙發(fā)育，金－硫化物－碳酸鹽化蝕變巖型礦化沿著退色韌性剪切帶內(nèi)早期的石英脈及附近發(fā)生。

礦后地質(zhì)作用:成礦后期構(gòu)造、熱液活動不強，礦體未受大的破壞與改造。

6 結(jié)論

1 )大店溝金礦是受控于大店溝韌性剪切蝕變帶中的蝕變巖型+石英脈型金礦，往往在石英細脈內(nèi)及其附近金含量較高;

2 )土壤化探測量是找到金礦靶區(qū)的重要手段，地質(zhì)路線找礦與土壤化探測量齊頭并進，對確定目的層位效果明顯;

3 )退色蝕變韌性剪切構(gòu)造帶與黃鐵礦化石英脈是金的直接找礦標志;

4 )深入揭露，特別是深部揭露，是突破地質(zhì)成果的關(guān)鍵;

5 )大店溝金礦床的兩端及深部，還有一定遠景，北部地區(qū)也值得進一步研究。

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