天水市水洞溝金礦成礦年齡

白彥祥

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741000）

水洞溝金礦位于甘肅省天水市，是甘肅西秦嶺金礦集區(qū)的主要礦床之一，為一韌性剪切帶發(fā)育的中低溫熱液型中型金礦,對其成礦期次的研究，對水洞溝礦區(qū)及其外圍礦區(qū)找礦有重要的指導(dǎo)意義。

1 水洞溝金礦地質(zhì)概況

水洞溝金礦床的大地構(gòu)造位置屬西秦嶺造山帶東段之北秦嶺鴛鴦鎮(zhèn)-關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠混雜巖帶。以木集溝門逆沖斷裂F1為界，斷層北側(cè)出露震旦-奧陶紀木其灘組[(Z-O)m]，為一套玄武巖夾細碎屑巖、灰?guī)r，安山巖夾英安巖、碎屑巖；南側(cè)分布泥盆紀大草灘群（D3D），巖性為一套薄-中層狀石英砂巖，粉砂巖夾板巖。木其灘組英安巖夾凝灰?guī)r、(含碳)泥巖、硅質(zhì)巖該套地層是主要的賦金含礦層位。

礦區(qū)位于李家壩-向家梁背斜的南翼，次級褶皺構(gòu)造，主要有銀牛梁-水洞溝復(fù)式背斜和白崖溝北向斜。礦區(qū)發(fā)育有NE向、NWW向和近SN向三組斷裂。

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動主要表現(xiàn)為基性、中性和酸性巖脈的傾入，主要有煌斑巖脈、閃長巖脈、二長花崗巖脈等，脈巖多順層產(chǎn)出，脈巖發(fā)育區(qū)也是金礦化賦存地段。其中，二長花崗斑巖脈與金礦體、礦化體空間關(guān)系較為密切。

2 同位素年齡法測成礦期年齡

2.1 樣品特征及分析方法

本次針對水洞溝金礦典型礦床研究，在水洞溝金礦主要工程中（PD3-1648），選擇同一礦體的5個不同地段的樣品進行石英Rb-Sr同位素年齡分析和黃鐵礦Rb-Sr同位素年齡樣分析。首先粉碎樣品，在雙目鏡下挑出單礦物。測試單位為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院測試中心，用MAT-253質(zhì)譜儀聯(lián)機測試。

2.2 分析結(jié)果及討論

因為黃鐵礦等金屬礦物的Rb、Sr含量較低，為了將Rb-Sr同位素年的可行性進行確定，首先要對三種黃鐵礦樣品石英以及黃鐵礦進行微量元素Rb、Sr的測試，根據(jù)所測定出來的結(jié)果分析，樣品Rb/Sr值(表1和表2)，發(fā)現(xiàn)這組樣品的Rb、Sr含量較高，石英樣品Rb/Sr值(0.4362～1.9209)，黃鐵礦Rb/Sr值(4.36～6.21)變化明顯，且黃鐵礦樣品Rb、Sr含量大，說明該組樣品可以進行Rb-Sr等時線定年。

表1 水洞溝金礦石英Rb、Sr同位素分析結(jié)果

表2 水洞溝金礦含金黃鐵礦Rb-Sr同位素分析結(jié)果

3 成礦時代討論

3.1 早期——加里東期成礦

加里東早期構(gòu)造變形可能與區(qū)域變質(zhì)作用發(fā)生時間大致相當或稍滯后，早期主要是NW-SE向的擠壓構(gòu)造變形作用，主要表現(xiàn)在NE向的片理化帶的形成。

晚期構(gòu)造變形伴有早期酸性巖漿作用及以金為主的成礦作用，從而形成花崗巖脈體及薄而富的金礦體。

3.2 第二期——海西期成礦期

這個時期的構(gòu)造作用具有變形強度較大、周期性長、順層發(fā)育以及多期次活動等活動特征，在早期的韌性剪切的作用下，形成片理化帶、糜棱巖化礦體以及糜棱巖；在晚期時，主要以脆性為主，形成一組近乎于平行的斷裂面，并伴隨巖石破碎形成角礫巖、碎裂巖，裂隙發(fā)育。該時期的破壞，沿早期斷裂所侵入的花崗巖巖脈，使在部分地段的花崗巖呈現(xiàn)出角礫狀；該時期所形成的斷層，使得后期北西西向右行走滑斷層截切。

隨著這一階段的構(gòu)造活動，形成了第二階段的成礦作用。金是這一階段的主要成礦物質(zhì)。隨著銀、鉛、鋅的成礦作用，形成的金礦體或銀金礦體疊加于早期形成的金礦體之上，形成許多寬度為0.1cm～20cm的細鉛鋅礦脈。該階段成礦強度高、周期長。

3.3 第三期——印支期成礦期

上述兩期之后，發(fā)生了強烈的右行剪切變形，形成了NWW-SEE向的一系列走滑斷層，具有多期活動的特點。NWW向右行走滑斷層的走向長度一般為100m～200m，個別長度可達500m；斷層破碎帶較窄，寬度0.1m～3m；斷層面一般比較平直，斷層面走向200°～220°，少數(shù)為20°～40°，傾角65°～80°。

近NWW向的走滑斷層破壞形成的構(gòu)造過程中的前兩個階段,尤其是有一個很大程度上影響了在東北向的空間的分布，礦化蝕變帶和礦體,并造成不同程度的地層的位移。

該階段北西向右走滑剪切變形，形成了第三階段的金礦化活動。然而，北西向斷裂與早北西向斷裂的疊加作用使金礦化富集。

4 結(jié)論

水洞溝金礦蝕變巖型礦體含金黃鐵礦的Rb-Sr定年給出的等時線年齡是(328土7.3)Ma,初始87Sr/86Sr=0.70679+0.00054,MSWD為1.8,表明水洞溝金礦隱爆角礫巖型礦體形成是在海西期。

本次對爆角礫巖型礦體進行分析，該類型的黃鐵礦流體包裹體Rb-Sr定年工作認為，礦體賦存在韌性剪切帶當中，水洞溝金礦床屬于熱液型金礦床，該金礦床屬于多期次礦床，并且在各期內(nèi)部間還有可能是多次脈動式成礦。由此判定加里東期是水洞溝金礦蝕變巖型金礦體形成的主要時期，而海西期則是隱爆角礫巖型礦體形成的主要時期。