金廠溝金礦成礦控制條件及找礦標志

陳振宏 翟虹霞 陳寶慶 呂國良 孫學博

摘要：金廠溝金礦位于禮岷成礦帶泥盆統碎屑巖中，受柏家莊巖體和斷裂-褶皺控制，礦石成分較簡單，礦體品位偏低等特點。本文通過對礦區成礦控制條件分析和找礦標志總結，進一步指出擴大金廠溝金礦床規模的有效途徑及在本區尋找該類型礦床的標志。

關鍵詞：金廠溝金礦床 ?斷裂-褶皺 ?控制條件 ?找礦標志

位于秦嶺東西向復雜褶皺帶中帶西段，武都“山”字型西翼洮河復向斜北翼，合作-崖灣汞銻成礦帶岷（縣）-禮（縣）金成礦亞帶。在該成礦帶內已知的巖金礦（床）點眾多，主要有李壩、崖灣里、金山、馬泉等金礦，金礦床的分布多與酸性侵入巖及區域構造之次級斷裂關系密切。通過分析和總結礦床控礦條件及找礦標志，試圖探討擴大金廠溝金礦床規模，對于本區今后的金礦勘查具有十分重要的實際意義。

1 控制金礦區的地質構造背景

本區位于中秦嶺華力西褶皺帶，北部毗鄰北、中秦嶺之分界舒家壩-娘娘壩斷裂，顯示出構造運動、變質作用、巖漿作用的多期性、構造形態的復雜性。

區域構造總體格式為斷裂與褶皺組成的斷裂-褶皺構造體系;在華力西末期-印支期區域性南北向構造應力的強烈擠壓收縮下，直到三疊紀仍在擠壓，并伴隨有南北兩個方向推覆的派生應力場，使測區產生了一系列走向NW-SE的斷層，走向NW-SE的縱彎褶皺以及NE-SW的左行走滑斷裂系。因此，金廠溝金礦即被挾持于斷裂-褶皺構造體系之內。

眾所周知，金廠溝-草灘脆性斷裂（鎖龍斷裂） ，區域上表現為走滑斷裂特征，其形成稍晚于上述推覆作用有關的斷裂。該斷裂分布于金廠溝-草灘一線，呈總體北東45°展布，斜貫礦區南北并延長于礦區之外，將礦區分割成兩個沉積建造、構造變形相、變質相、構造面貌截然不同的地質塊體，其上被白堊紀斷陷陸相紅色碎屑巖所覆蓋。具有以下特點：該斷裂西邊界為主滑動面，區域上表現白堊紀斷陷盆地在該界線上直接展布，二疊紀地層均表現陡峭的山勢，航片上具良好的線性構造特征;由于走滑斷裂的斷陷作用，使該斷裂東邊界線參差不齊，其原因是該斷裂區域上呈直線展布，但在該區域恰好于彎曲部位，使其與次級斷層交切引起擠壓-拉伸現象，白堊紀時沿該斷裂斷陷盆地邊界沉積了陸相紅色粗碎屑巖組合;該斷裂兩側地質塊體的總體構造線與之完全可以配套，表現在斷裂構造其兩側走向均為北西-南東向，東側塊體斷層傾向南西，西側塊體上傾向北東，褶皺構造亦如此，該斷裂具有多期次特征（陡傾角的斷層被后期較緩的正斷層錯斷，斷層角礫已固結成巖，且具兩期構造特征）;該斷裂具顯著的斷陷作用特征，后期白堊紀斷陷盆地的存在就是有力的佐證。巖石脆性變形明顯，非常破碎，被切割成角礫狀，沿切割面充填后期石英脈。

區內褶皺構造主要為狼渡灘背斜，褶皺軸向為NW-SE向，位于狼渡灘一帶，大草灘組總體組成核部，兩翼為崖下組、軸向北西-南東，北東翼傾向北東，傾角30°-40°，南西翼傾向北西，傾角40°-45°，被北東向斷裂切割，斷續出露。

因此，金廠溝金礦即位于鎖龍斷裂-狼渡灘背斜所影響的范圍內。斷裂與褶皺組成的斷裂-褶皺構造體系是控制該金礦區主要地質構造背景。

2 金礦床地質特征

2.1 礦體產出特征

金廠溝金礦體產于鎖龍-草灘斷裂派生次級斷裂中，金礦化體沿泥盆紀大草灘組、下古生界吳家山巖群穩定分布，礦化帶長650m。金廠溝金礦目前已查明13條礦化體，礦體形態呈似層狀、透鏡狀、脈狀和網脈狀，沿走向及傾向有分支、復合現象，少數礦化體呈不規則狀產于斑

點板巖、粉砂質板巖中。礦體切穿層理，與圍巖呈銳角斜交。

2.2 礦石特征

本礦區礦石類型比較簡單，按礦石礦化特征及容礦礦石劃分為蝕變斷層角礫巖型，而石英脈型礦石較少，不到礦石總量的10%。

礦石礦物成分也不太復雜，礦石中礦物主要為砷黃鐵礦，次為黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦等。砷黃鐵礦（毒砂）產出形式有兩種：

一為稀疏-稠密星點狀浸染于巖石中;

二為不等粒團塊狀集合體發育在巖石中。

脈石礦物主要為石英、綠泥石，其次為方解石、絹云母、綠簾石、黑云母、白云母等。根據人工重砂測定，礦石中主要重礦物相對含量見（表1） 。其中毒砂、黃鐵礦是主要的載金礦物之一。

表1 ?主要重礦物相對含量表

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礦石結構有自形、半自形粒狀結構、它形粒狀結構、交代殘余結構、包容結構等，礦石構造類型主要有星點浸染狀、團塊狀、角礫狀、網脈狀及脈狀構造等，以微細浸染狀為主。

2.3 金的賦存狀態

根據含金石英脈和少量蝕變巖型礦石的光片、人工重砂、金物相鑒定結果，金礦種類為自然金和包裹金兩種。自然金呈現不規則粒狀，樹枝狀，表面凹凸不平，主要分布于脈石礦物粒間及脈石礦物與金屬硫化物粒間，大顆粒者凹坑處嵌有石英顆粒、富延展性;還有一部分呈粒狀或不

規則狀包裹于硫化物中。自然金粒度較小，多在0.15-

0.1mm之間。

2.4 圍巖蝕變

礦體的圍巖均發生不同程度的蝕變，且礦體本身就為蝕變巖。蝕變類型主要為硅化、碳酸鹽化、毒砂和黃鐵礦化、赤鐵礦化等。

①硅化為礦區主要蝕變之一，以石英脈、硅化薄膜的形式充填于裂隙面及裂隙中。硅化與金礦化關系密切。

②碳酸鹽化分布較廣，方解石化相對較弱，晚期方解石脈順裂隙面、板理面充填;其次，碳酸鹽粉末狀與硅化共同出現，充填于裂隙中，與礦化關系不是很密切。

③毒砂、黃鐵礦多呈粒狀、團塊狀、浸染狀及細脈狀分布于裂隙中，粒度在0.2-0.5mm。在表生作用下，毒砂黃鐵礦氧化形成褐鐵礦和黃鉀鐵釩。其中保留一些黃鐵礦立方體及柱狀毒砂礦物的假象，使得巖石變得疏松多孔。毒砂、黃鐵礦是重要的載金礦物之一。

④赤鐵礦化是中低溫熱液蝕變的產物，赤鐵礦常呈塊狀充填于構造裂隙中，常伴有黃鐵礦、毒砂化。赤鐵礦化是載金礦物之一。

3 金礦床形成的地質條件

3.1 控礦構造

在走滑斷裂與背斜共同作用下，金礦床產于北東向脆性斷裂與北西向脆性斷裂構造疊加部位。控制工業礦體的構造是鎖龍-草灘斷裂的次級斷裂裂隙系統，與背斜軸向近于平行。其中包括層間小型斷裂帶、破碎帶、裂隙帶、層間擠壓帶及X型剪節理等，這些次級的構造是容礦構造，對礦體起著定位作用。破碎帶的特征決定礦體的形態、產狀和規模。

由不同階段、不同方向的低級構造相互聯合而形成的構造網絡，成為礦液運移和礦質沉淀的最有利空間，從而形成工業礦體。如Ⅰ-1礦體下盤碎裂狀粉砂質板巖內發育X型剪節理，被石英脈充填，構成礦體，礦石品位達0.99-5×10-6。而遠離該期次剪節理中，礦體變貧。

大量資料顯示，金礦床的富集與狼渡灘背斜及走滑斷裂之間存在內在聯系，更主要的是走滑斷裂帶內的次一級脆性構造控制。當流體進入到次一級或更次級的構造中，由于它們是淺層次的脆性構造，使流體溫度、壓力大大降低且具有脈動特點，因而造成成礦物質的沉淀。本礦床控礦構造的典型特征是構造帶及圍巖碎裂或破碎。此外，容礦巖石中裂隙發育，被金屬硫化物充填。構造破碎帶對金的多次富集起了十分重要的作用。

3.2 控礦地層

金廠溝金礦及其本區其它金礦床具有明顯的層控性，即嚴格受地層層位的控制。礦體主要產于泥盆紀地層中，成礦層位非常穩定。

常量元素在全區不同時代地層中的分配為：從老到新含量變化總趨勢是降低的，特別是金強分異聚集元素，地層時代越老含量越高，從前震旦紀到侏羅紀——白堊紀含量遞減，在新近紀稍有回升，Ag、Zn、Cu、Hg等元素亦呈同樣的變化趨勢（圖1）。

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從表2中可以看出，元素豐度在水系沉積物介質中高于巖石介質中的元素有Hg、Ag、Pb、Zn、Bi。泥盆紀介質中Au、As、Ag、Pb、Zn、W、Mo、Bi元素相對西秦嶺全域背景值是集中的，“K”值均大于1，尤其Au、As、W、Mo的“K”值均大于1.5。石炭紀介質中Au、Hg、As、Ag、Pb、W、Mo相對西秦嶺全域背景是集中元素。二疊紀介質中相對西秦嶺背景集中元素有Au、Ag、As、Hg、Pb、Zn、W、Mo、Bi。以上介質中的元素都為該區域成礦建立了物質基礎。

泥盆紀是一套淺海相碎屑巖——碳酸鹽巖系，廣泛接受老地層剝蝕物質沉淀，地層中各種金屬元素極為豐富，襯值大于1的元素有Au、Ag、As、Sb、Ag、Pb、Zn、Cu、W、Mo、Bi。并且在泥盆紀地層中，有大型-中小型Pb、Zn礦床、礦點，又有中型金礦床得到證實。故泥盆紀地層為金礦的形成提供了主要的成礦物質，且金的后期活化遷移富集成礦就發生在該礦源層，對于金礦的形成十分有利。

成礦層位除含金豐度高外尚有如下一些特點：

①與上覆地層之間有區域不整合面存在，與下覆地層之間為斷層接觸關系。

②處在沉積相和地球化學相發生轉變的層位，即由碳酸鹽巖向細碎屑巖相過渡的層位。

③含礦層位具有有利的成礦巖性組合。礦區出露巖性主要為石英砂巖、粉砂巖、灰巖、粉砂質板巖、斑點板巖和少量大理巖組成。

④此外，含礦層常含有機質，其中炭質綠泥板巖中有機碳的含量高達5%～15%，這充分說明有機質的存在對金的吸附富集有重要作用。

綜上所述，地層對金廠溝金礦形成控制主要表現在：泥盆紀地層形成了金的礦源層;不同巖性互層產出、沉積相變及不整合面存在。

3.3 巖漿活動

區內巖漿活動強烈而頻繁，從加里東期到燕山期均有不同程度的巖漿侵入，但以印支期酸性-中酸性巖漿活動最活躍，規模也最大。根據巖體中金的豐度及礦床地球化學分析，礦床的形成與巖漿活動關系密切，為成礦提供熱源及部分物質來源，并促使金的活化、遷移、富集。因此，巖漿活動是本區金礦床形成的一個重要地質條件。

根據巖體中的豐度及礦床地球化學特征分析（表3），礦床的形成與巖漿活動無明顯的成因聯系，即巖漿活動未提供多少成礦物質。但是形成含礦水熱流體的熱源及其運移熱動力都是由巖漿活動提供的。金廠溝金礦區位于柏家莊巖體外接觸帶約3.5km。因此，巖漿活動是本區金礦床形成的一個重要地質條件。

4 找礦標志

4.1 地層層位與巖性組合標志

本區賦礦地層為泥盆紀、石炭紀，但金礦對地層無明顯的選擇性，有利成礦地層具有一套有利成礦的巖性組合，碎裂狀粉砂質板巖-斑點板巖、粉砂質千枚巖-變質（粉）砂巖是重要找礦標志。

4.2 控礦的構造標志

金廠溝金礦受多級構造控制，因此，構造標志包括區域性大斷裂（一級）、疊加在深大斷裂或背斜次級斷裂帶（二級）、斷裂帶更次級層間破碎帶、裂隙帶或剪節理裂隙（三級）。一級構造帶控制金礦帶，二級構造控制金礦床展布，三級構造控制礦體定位。

構造識別標志為巖石強烈碎裂化、小揉皺發育，石英細脈及其它活化體（硅質脈、方解石脈）呈樹枝狀、香腸狀、網狀或眼球狀，巖石和脈體交叉構造發育。

4.3 圍巖蝕變與熱液石英脈標志

在巖層強烈破碎并有熱液石英脈形成找礦標志，以硅化、絹云母化或硅化、絹云母化、毒砂化疊加最有意義。在含礦地段某些地層中，巖石蝕變強烈，圍巖中的石英細脈、碳酸鹽化發育。因此，巖石中石英細脈發育時是尋找工業礦體的標志。

4.4 地球化學異常標志

礦床范圍內賦礦地層具有不同程度的化探異常反應，各種化探方法所取得異常是尋找金礦的重要標志。

礦區內1：1萬Au土壤異常易很明顯，異常元素組合為Au、As、Ag。Au平均含量13.5×10-9，最高61×10-9，襯度4.82。濃度梯度明顯，由南向北有三個較大的濃集中心，面積分別為0.015km2、0.023km2、0.008km2，平均強度分別為23×10-9、19×10-9、45×10-9，異常內礦化蝕變強烈，已圈出金礦（化）體。

因此，Au、As、Ag等次生地球化學異常組合地段，指示金礦體的存在。

4.5 礦物標志

毒砂主要分布在富礦地段，作為其重要的載金礦物，也是找礦的最直接標志。

熱液石英與金礦化關系密切，在礦體及近礦圍巖中普遍發育。剪節理中的熱液石英是金礦體直接標志。在破碎帶中石英脈的大量分布則是富礦的明顯標志。

黃鐵礦在區域地層中普遍分布，作為主要載金礦物較多出現時指示出礦體存在，如黃鐵礦呈細脈狀分布于巖石中，也是找礦的直接標志。

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