甘肅省西和縣三洋壩金礦床地質特征及礦床成因淺析

2017-01-09 10:42:36呂彩平程健博尚麗萍

甘肅科技 2016年24期

呂彩平，程健博，尚麗萍

（甘肅省有色金屬地質勘查局張掖礦產勘查院，甘肅張掖734012）

呂彩平，程健博，尚麗萍

（甘肅省有色金屬地質勘查局張掖礦產勘查院，甘肅張掖734012）

三洋壩金礦床位于西成鉛鋅礦田西部。該區以近東西向展布的廣金壩復式背斜為主要構造骨架，這些背斜構造是成礦的有利地段，控制著礦體的展布,背斜翼部層間裂隙帶中有三華咀、三洋壩、小溝里、安家岔等金礦（床）點，這些礦（床）點均呈東西向或近東西向帶狀分布。三洋壩金礦成因類型為沉積變質-巖漿期后熱液疊加改造的變質熱液礦床。

三洋壩；金礦床；成因類型

1 概述

西成鉛鋅礦田以發育泥盆紀熱水沉積成巖作用為特征，是秦嶺造山帶金、鉛鋅多金屬成礦帶的重要成礦聚集區。該區內金礦化類型為石英脈型，主要形成于巖體或巖脈接觸帶附近。金礦化主要分布于西漢水組千枚巖中，礦化體主要形成于印支期一燕山期侵入巖體的內外接觸帶及斷裂構造帶中。

2 區域地質概況

三洋壩金礦床大地構造位置處于秦嶺褶皺系西秦嶺海西褶皺帶東段。其北為秦嶺加里東褶皺帶，南接秦嶺印支褶皺帶。其北西和南東分別為中生代的西（和）—禮（縣）與徽縣—成（縣）斷陷盆地。西成鉛鋅礦田屬秦嶺鐵—鉛鋅（銅）多金屬成礦帶的西延部分。三洋壩金礦床位于西成鉛鋅礦田西部（如圖1所示）。

圖1 甘肅省西成礦田西部區域地質簡圖

區域內出露地層主要為上古生界泥盆系，第四系。上古生界泥盆系為淺海—濱海—陸棚相沉積，為一套淺變質的碎屑巖和碳酸鹽巖組成的類復理石建造。主要巖性為變砂巖、變粉砂巖、千枚巖、灰巖及生物灰巖等，總厚度大于2500m。

該區以近東西向展布的廣金壩復式背斜為主要構造骨架，廣金壩復式背斜核部由中泥盆統安家岔組（D2a）和西漢水組（D2x）諸地層組成，背斜向西傾伏，西部傾伏端被四兒溝門斷裂（F1）錯斷，失去完整性。這些背斜構造是成礦的有利地段，控制著礦體的展布,背斜翼部層間裂隙帶中有三華咀、三洋壩、小溝里、安家岔等金礦（床）點，這些礦（床）點均呈東西向或近東西向帶狀分布。

區域斷裂構造較為發育，以東西向為主，南北向、北北東向次之。西成鉛鋅礦田南側為人土山-江洛斷裂，此斷裂南側為三疊紀地層，北為泥盆紀地層，是秦嶺印支褶皺帶與海西褶皺帶的分界線。走向延長300km。西成鉛鋅礦田北側為董河-黃渚關斷裂，其發育在泥盆紀地層中，東西延長近200千米。在這兩大斷裂之間，發育有東西向和南北向兩組斷裂。

區內巖漿巖不發育，主要是一些小型中酸性巖體。

3 礦區地質

3.1 地層

三洋壩礦區位于尖崖溝—三洋壩倒轉背斜構造東部，尖崖溝—三洋壩—小溝里鉛鋅金礦成礦帶中部。

礦區出露地層主要為泥盆系中統安家岔組上段(D2a2)及西漢水組(D2x)，上統洞山組(D3d)和第四系(Q)。

3.2 構造

1）褶皺構造。三洋壩金礦區的褶皺構造以廣金壩復式背斜南翼的次一級尖崖溝—三洋壩背斜為基本骨架。背斜東起三洋壩大山溝腦，西至王壩，東西長大于7.5km，南北寬1km。其核部地層為D2x2-2層的中厚層粉晶灰巖，兩翼地層為D2x2-3層的碎屑巖層。其背斜的北翼地層發生倒轉。背斜總體走向80°左右。礦區背斜東西形態不一，西部形態總體為一復式倒轉背斜，由四個小背斜組成。三洋壩金礦位于復式背斜的翼部。

2）斷裂構造。本區斷裂構造不太發育。以東西向層間裂隙帶為主，產狀與巖層產狀一致或略有斜切，在走向上較穩定，寬度不大，從幾十厘米—幾米，延深長度較大，多以石英脈的形式出現。三洋壩金礦就賦存于東西向的層間斷裂中。

3.3 巖漿巖

區內巖漿巖較發育，有花崗斑巖脈(γπ)和蝕變閃長玢巖脈(δμ)花崗斑巖脈規模較大，分布于礦區的中南部，順層或斜切層理侵入于D2x2-3層中，呈脈狀產出，斷續出露1500余m，寬幾十厘米—幾十米不等，在走向上有分支復合、膨脹收縮、尖滅再現現象。脈巖常為礦體的上、下盤圍巖，部分金礦體產在脈巖邊部。脈巖有弱的金礦化花崗斑巖脈中金含量高達0.58× 10-6。脈巖兩側發育褪色蝕變帶，蝕變帶中金含量高。因此，巖脈可作為本區金礦找礦的標志之一。

3.4 變質作用和圍巖蝕變

1）變質作用。礦區巖石變質很淺，屬綠片巖相。碎屑巖類變質為千枚巖、變粉砂巖類；碳酸鹽巖變質為微晶灰巖類。

2）圍巖蝕變。礦區圍巖蝕變較弱，有硅化、白云石—鐵白云石化、方解石化、黃鐵礦化等。現分述如下：

4 礦床地質

4.1 礦體特征

本區金礦體規模中等，東西長180～800m，礦區共圈出金礦（化）體16條，其中規模較大者有1＃、2＃、3＃、4＃礦體。礦體的形態以似層狀、脈狀為主，產狀基本與圍巖一致或略有斜切。礦體沿走向和傾向的厚度、品位變化較大，有尖滅再現現象。

三洋壩礦區金礦體產出于礦區北部及南部，北部主要有1＃礦體，長800m，沿走向方向較為穩定。南部金礦體產出較密集，主要有2＃、3＃、4＃，礦體產于兩套花崗斑巖脈附近，中間又有數條小巖脈。

各礦體特征分述如下:

1＃、2＃、3＃、4＃礦體地表出露長度800m左右，其中2＃礦體總長度變化較大。平均真厚度除1＃礦體變化較大外，其余變化不大，2m左右。品位變化較大，其中3＃礦體最高品位達16×10-6左右。礦體形態呈似層狀、脈狀。礦體產狀180°-210°∠50°-74°。

金礦(化)體主要賦存于中泥盆統西水組D2x2-3層中，受層間裂隙控制，含礦巖石主要為石英脈及碳酸鹽化、硅化絹云母千枚巖。

4.2 礦石特征

4.2.1 礦石結構

主要的礦石結構如下：

1）角粒狀、麥粒狀等結構：自然金呈角粒狀、尖角粒狀分布在黃鐵礦粒間及裂隙，呈麥粒狀被包裹于黃鐵礦、毒砂中。

2）自形-它形細粒結構：早期黃鐵礦呈細粒自形-它形粒狀浸染于白云石絹云母千枚巖中。

3）自形粒狀、柱狀結構：熱液期黃鐵礦呈自形溶蝕狀，毒砂呈菱形短柱狀、柱狀分布在碳酸鹽石英脈與巖石接觸處。

4）碎裂結構：黃鐵礦、毒砂輕微破碎，具碎裂結構，碎裂隙中有時分布有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和自然金。

5）交代乳濁狀結構：黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、碳酸鹽交代黃鐵礦、有時交代毒砂成交代乳濁狀結構。

6)包含結構：毒砂粗大晶體包含自形細粒黃鐵礦。其次少見方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦沿黃鐵礦、毒砂裂隙交代呈細脈狀，閃鋅礦具黃銅礦固溶體分解乳濁結構。

蝕變巖型金礦石具鱗片變晶結構，交代殘留及交代假象。

4.2.2 構造

礦石構造簡單，以浸染狀構造為主，其次是細網脈狀構造。

1)浸染狀構造。早期黃鐵礦呈細粒浸染狀于巖石中，分布比較均勻；熱液期黃鐵礦、毒砂浸染狀分布在碳酸鹽石英脈與巖石接觸處，分布不很均勻。

2)細網脈狀構造。黃鐵礦呈細網脈狀分布于石英脈裂隙中。

4.2.3 礦石礦物組成

礦石中礦物組成比較簡單,金屬礦物主要是黃鐵礦、毒砂，自然金和銀金礦，其次是輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦、斑銅礦、磁黃鐵礦，金的礦物為自然金。脈石礦物主要是石英、碳酸鹽礦物、有少量鈉長石和綠泥石，這些脈石礦物為主要的載金礦物。絹云母，礦石礦物組成（見表1）。

4.2.4 金礦物的化學成分

表1 礦石礦物組成及顯微鏡下目估百分含量

將所磨光片在高倍顯微鏡下進行掃面觀察，見到自然金粒118粒。將它們的形態特征、粒度大小、賦存狀態等進行了統計分析，并選取具代表性的樣品進行電子探針能譜及波譜分析（表2）。

表2 自然金的電子探針波譜分析結果（%）

測試單位：西安地質礦產研究所，2010年7月。

根據《巖金礦地質勘查規范》，該金礦石中金的礦物為自然金，自然金含金83.16%～87.83%,含銀12.17%～16.84%,變化不大，金成色平均為852.83‰。自然金波譜分析結果與電子探針能譜分析結果基本一致，本區自然金含微量的As、Fe。

需要說明的是三洋壩金礦自然金的成色較高，粒度較粗，但有些粗粒金中含較多極細粒石英包體（包體粒度大小約0.0005～0.008mm），在高倍掃描電鏡下可以清楚看到（如圖2所示）。

圖2 背散射電子圖象

4.2.5 金的賦存狀態

1)金礦物的外形形態特征。該金礦自然金的外部形態比較多，有角粒狀、渾圓粒狀、長角粒狀、長尖角粒狀、三角形、長條形、多邊形、麥粒狀、枝杈狀、葉片狀、板片狀、線狀等。自然金的外部形態以角粒狀、長角粒為主，占61.86%，其次為渾圓粒狀、長尖角粒狀，分別占19.49%和6.78%，其他的較少。

2)金礦物的粒度特征。三洋壩金礦自然金的粒度粗細懸殊較大，粒度范圍長徑0.0011～0.098mm,短徑0.0011～0.065mm，延展率1～12.5。

三洋壩金礦自然金以中粒、細粒級明金（0.074～＞0.01mm）為主，分別占43.85%和43.86%，總計占87.71%；其次是微粒金(≤0.01mm)占12.29%，而且微粒金中的粒間金、裂隙金占到了10.14%，在微粒金中以 0.01～＞0.005為主，占 9.75%，0.005～＞0.0025mm和≤0.0025mm分別占2.35%和0.19%。

3)金的賦存狀態。三洋壩金礦自然金主要賦存在少硫化物蝕變巖型金礦石中，自然金分布不均勻。自然金的賦存狀態有三種類型：粒間金、包裹金和裂隙金，以粒間金為主，包裹金和裂隙金很少。

4.2.6 共、伴生礦物嵌布狀態

主要共、伴生礦物為黃鐵礦、毒砂及石英、白云母-絹云母、碳酸鹽礦物、鈉長石，有少量的金紅石、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦。

4.2.7 原礦多元素分析

由表3可看出礦石中有用元素除Au外，Ag可綜合考慮回收，其它元素無綜合回收價值。

表3 原礦多元素分析結果（Au、Ag）×10-6,ω(Β)%

4.2.8 原礦金物相分析

將試樣磨至-200目85%進行金物相分析，物相分析結果（見表4）。

表4 原礦物相分析結果

由表4可知，礦石中裸露半裸露金占總金含量的80.93%。由于金的賦存狀態特點，決定了該礦石特別適宜采用氰化浸出提金工藝。

綜上所述，礦石中金屬礦物主要是黃鐵礦、毒砂；非金屬礦物主要是石英、碳酸鹽礦物、絹云母、鈉長石、磷灰石。金的礦物為自然金，自然金的粒度粗細懸殊較大，其粒度范圍0.0011～0.065mm,自然金以明金(大于0.01mm)為主，占87.71%，顯微金較少。礦石自然類型屬接近原生礦石的混合礦石。礦石中的金主要以粒間金形式賦存，并占97.6%。

5 礦床成因

5.1 礦床地質特征

1）Au元素在西秦嶺各時代地層中含量變化不顯著，但在三疊系、泥盆系中較為富集，其平均值為0.0055×10-6，濃度克拉克值為1.1,尤其在中泥盆統西漢水組碳酸鹽巖地層中平均含量達到0.010×10-6,高于克拉克值2倍,具有較豐富的礦質來源；

2）金礦(化)體主要賦存于中泥盆統西水組D2x2-3層中，受層位和層間裂隙控制，含礦巖石主要為碳酸鹽化、硅化、白云石絹云千枚巖夾石英脈；

3）巖石的相變除灰巖外其余巖性均不影響礦體的連續性，礦體的賦存位置對巖性并無選擇性；

4）礦體的形態以似層狀、脈狀為主，產狀基本與圍巖一致或略有斜切。礦體沿走向和傾向的厚度、品位變化較大，有尖滅再現現象；

5）礦化存在部位蝕變強度弱，范圍窄，蝕變作用主要有硅化、黃鐵礦化等，這些都表明礦體的形成與熱液蝕變有關；

6）礦石構造簡單，以浸染狀構造為主，其次是細網脈狀構造；

7）三洋壩金礦自然金的粒度粗細懸殊較大，粒度范圍長徑0.0011～0.098mm,短徑0.0011～0.065mm，延展率1～12.5；

8）區內巖漿巖較發育，有花崗斑巖脈(γπ)和蝕變閃長玢巖脈(δμ)。

5.2 成礦機制

泥盆紀海西運動時發育了相當規模的裂谷構造，產生了海底熱水噴流作用，形成了沉積型鉛鋅礦層和含金碎屑巖層；三疊紀末的印支運動產生碰撞造山，形成了一系列的推覆構造，并伴隨著大量的巖漿活動，不但對已形成的鉛鋅礦層進行了改造或再造，而且使地層中的金元素發生了活化、富集，初步形成金礦的預富集；在燕山期由于太平洋板塊發生由南東向北西的俯沖，形成了以斷裂和花崗巖活動為特征的構造熱事件，使構造帶中的金元素進一步活化、遷移，巖漿后熱液以及大氣降水和變質水共同構成強有力的成礦熱液，從礦源層萃取大量成礦物質，沿層間裂隙遷移至構造減壓帶迅速充填成礦，在石英脈及脈旁圍巖中發生礦化。

三洋壩金礦賦存于中泥盆統西漢水組的碎屑巖層（D2x2－3），其成礦與巖漿侵入有關，受層間裂隙的控制。而鉛鋅礦含礦巖石為硅質巖和含鉛鋅灰巖，硅質巖的產出，具有固定層位。常見賦存于中泥盆統西漢水組的碳酸鹽巖層（D2x2－2）與碎屑巖層（D2x2－3）的接觸部位，并沿走向分布可達數千米，具有一定的穩定性。硅質巖的形態特征主要受構造（背斜和斷裂）控制，呈似層狀、透鏡狀、鞍狀。在海西—印支區域變質過程中形成富厚礦體。

綜上所述，三洋壩金礦成因類型為沉積變質-巖漿期后熱液疊加改造的變質熱液礦床。