天水市梨樹溝金礦地質特征及找礦前景分析

趙小強

（甘肅省核地質二一三大隊，甘肅 天水 741000）

天水市梨樹溝金礦位于北秦嶺關子鎮—娘娘壩—利橋金、銀、鉛多金屬成礦帶（Ⅳ）中的柴家莊—利橋金礦集中區的東部，地處甘肅省劃定的天水市—兩當縣太陽寺金銀礦遠景區[1]。關子鎮—元家坪區域韌性剪切帶以南出露的李子園群是北秦嶺最重要的含金層位，金礦床（點）成群成帶分布，圍繞錯落分布的花崗巖體成群產出。北部的黨川—利橋北部區域，金礦主要賦存于隴山群和葫蘆河群中，類型為高品位石英脈型，代表性礦床有黨川花石山金礦、利橋曼坪金礦和金廠溝金礦；中部柴家莊—大店溝一帶金礦主要賦存于李子園群中，少數賦存于陳家河群中，石英脈型和構造蝕變巖型兼而有之，代表性礦床有柴家莊金礦、水洞溝金礦、大店溝金礦等；南部太陽寺以北區域的太陽寺巖組中賦存柳梢溝金銀鉛礦和楊家坪金銀礦。梨樹溝金礦西部毗鄰兩當縣大店溝金礦，控礦構造為褪色蝕變韌性剪切帶，含礦巖石為石英脈及構造蝕變帶，與梨樹溝金礦梨樹溝礦點具有相似的成礦地質條件，如圖1所示。

圖1 天水市李子園-利橋-帶區域地質礦產簡圖

1 區域成礦地質背景

礦區大地構造位置屬秦嶺褶皺系北秦嶺加里東構造帶中，北鄰祁連褶皺系，南鄰中秦嶺華里西褶皺帶，區域構造線呈NW、NE向展布。區域出露地層主要有古元古界秦嶺群、中元古界隴山群、震旦—奧陶系李子園群、葫蘆河群、上奧陶統陳家河群。震旦-奧陶系李子園群主要出露于李子園—利橋南部一帶，呈反“S”帶狀展布，形成于俯沖帶之上的島弧構造環境，為天水地區西秦嶺北緣早古生代沿關子鎮-李子園俯沖碰撞構造帶古洋殼俯沖作用的產物[2]。該地層中石英脈分布較廣，在構造發育區往往形成脈體密集帶，為梨樹溝金礦成礦主要層位。關子鎮—元家坪韌性剪切帶是代表性構造之一，該剪切帶橫貫全區，北側為秦嶺巖群，南側為李子園群，為地質體邊界斷裂，控制了區域地質體展布，該剪切帶南部發育的次級斷裂構為該區主要的容礦構造。區域上巖漿巖活動頻繁，侵入巖十分發育，屬于西秦嶺東部構造巖漿巖發育區。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層主要有古元古界秦嶺巖群、震旦—奧陶系李子園群木其灘組第二和第三巖性段，北部零星線狀分布震旦-奧陶系葫蘆河群石嘴組（如圖2所示）。

圖2 天水市梨樹溝金礦地質圖

古元古界秦嶺群（Pt1Q）：整體呈帶狀分布于關子鎮—元家坪韌性剪切帶以北。區內西北部僅出露其二巖段（Pt1Q2），巖性為混合巖化黑云母斜長片麻巖夾黑云母石英片巖和白云石大理巖。該地層整體構成近東西向向形構造，與金礦化關系不明。

震旦—奧陶系李子園群木其灘組：第二巖段（ZO）m2分布于關子鎮—元家坪韌性剪切帶以南，與北部的秦嶺群斷裂接觸。整體為向南傾斜的單斜構造，巖石變形強烈，接近韌性剪切帶巖石變質程度增強。原巖為海相基性火山巖—碳酸鹽巖組合，主要巖性為斜長角閃片巖、絹云石英片巖、白云石大理巖。其中條帶狀白云石大理巖變形強烈，走向上往往呈寬緩的S狀彎曲。該地層中石英脈分布較廣，為礦區主要找金層位。第三巖段（Z-O）m3出露于區內南部一帶，巖性為石榴白云片巖，二云母片巖、絹云母綠泥片巖等。

2.2 構造

區內斷裂構造發育，主要為橫貫于區內中部關子鎮—元家坪韌性剪切帶，東部見有NW至NNW向脆性斷層。區內褶皺構造不發育，在北部古元古界秦嶺群顯示近東西向向形構造，以南李子園群為整體向南傾斜的復式單斜構造。

關子鎮—元家坪韌性剪切帶呈向北凸出的弧狀展布，整體向北傾斜，寬度變化大，最寬＞1km，為多期活動的深大斷裂，產狀變化大，糜棱巖面理產狀為 350°～10°∠50°～70°。該構造可辨認的構造行跡有4期，早期為韌性和脆韌性活動，形成長英質糜棱巖和斜長角閃質糜棱巖，晚期為脆性疊加，形成斷層碎裂巖，第3期活動中伴有超基性巖脈侵入。該剪切帶多期活動可能是造成南部李子園群中大理巖強烈變形和酸性脈巖反“S”狀變形彎曲的主要原因，斷裂活動往往造成不同巖石之間發生位移并為脈巖侵入和石英脈體充填形成了有利空間，為金成礦創造了有利條件。

2.3 巖漿巖

礦區巖漿巖出露面積廣，主要分布在關子鎮—元家坪韌性剪切帶北部和東部區域，為志留紀酸性侵入巖，整體呈北西向展布，顯示巖墻擴張就位機制。梨樹溝北部依次出露熊山溝超單元西溝單元（S2X）肉紅色中粗粒似斑狀鉀長花崗巖和簡平溝單元（S2J）肉紅色中—粗粒似斑狀二長花崗巖，各單元之間均為脈動侵入與圍巖接觸，巖體邊部見有少量捕虜體，均未發現金屬礦化。李子園群木其灘組分布大量的花崗巖脈及少量閃長巖脈，為成礦提供了充足的熱源。

2.4 變質作用

礦區變質作用主要為區域變質作用和動力變質作用，接觸變質作用弱。秦嶺群巖石變質程度達角閃巖相，形成片麻巖類、含石墨大理巖等，李子園群變質程度達綠片巖相，以片巖為代表。動力變質作用集中于關子鎮--元家坪韌性剪切帶中，形成糜棱巖系和碎裂巖系。接觸變質作用表現在區外南部磨扇溝巖體的內外接觸帶上，主要形成綠泥綠簾石化等。

2.5 水系沉積物異常特征

1:2.5 萬水系沉積物金異常有三處，分別位于梨樹溝、磨石溝、青山溝，其特征見表1。銅異常2處，均為點狀異常，一處位于元家坪南200m處，另一處位于青山溝溝腦。元家坪南Cu異常銅含量68.05×10-6， 金含量 1.27×10-9， 異常賦存于關子鎮--元家坪韌性剪切帶之中；青山溝溝腦銅異常銅含量 60.19×10-6，金含量 0.75×10-9。As異常 1 處，為面狀異常，異常面積約0.8km2，位于磨石溝-梨樹溝一帶，異常下限為35×10-6。該異常覆蓋區包涵了磨石溝金水系沉積物異常。異常覆蓋區地層為李子園地層，大理巖條帶、斷裂構造、巖漿巖脈發育，已發現多處巖金礦化。

3 礦區金礦化體特征

3.1 梨樹溝金礦化帶

礦區南部的梨樹溝溝腦一帶，出露地層為震旦-奧陶系李子園群木其灘組第二巖性段，主要巖性為灰色斜長角閃片巖和灰白色絹云石英片巖，片狀構造發育，片理產狀 174°～210°∠50°～64°。該地層中發育的順層擠壓片理化破碎蝕變帶（F2），為關子鎮—元家坪區域韌性剪切帶(F1)的次級構造，產狀與地層產狀一致，與圍巖呈漸變過渡關系。該破碎蝕變帶內閃長巖脈和石英脈密集出現，發育硅化、絹云母化、褐鐵礦化和黃鐵礦化等蝕變如圖2所示（照片1-6）。該破碎蝕變帶走向上與土壤化探測量圈定的Au、Ag、Cu異常展布方向吻合，為梨樹溝金礦化帶的控礦構造。

圖3 梨林溝金礦化帶出現蝕變

地表石英脈作為直接找礦標志，研究區石英至少包括三期，第一期呈乳白色，厚度0.2～0.6m，順層及切層分布，與圍巖界線清晰，無蝕變；第二期呈白色，厚度0.1～0.4m，節理發育，沿裂隙面分化呈淺黃色，交織狀分布，碳酸鹽化，巖石硬度較小，具金礦化異常；第三期呈黃褐色，為含金巖性，厚度0.01～0.5m，順層分布，受擠壓片理呈S型香腸狀構造，與圍巖具混染特征，接觸帶褐鐵礦化、黃鐵礦化強烈，具油脂光澤，局部黃銅礦化強烈，被氧化成銅藍。硫化物石英脈集中分布于強蝕變帶中，產狀與強破碎蝕變帶產狀近一致。礦化帶中含金巖石主要為硫化物石英脈，脈壁蝕變圍巖金含量0.2×10-6～0.54×10-6。工程揭露發現有一定規模含金石英脈3條，含金石英脈呈薄脈狀，大致平行排列，走向上斷續出露，尖滅再現狀態明顯。單條脈體厚0.1～0.5m，斷續出露長 30～200m，金含量為 1.1×10-6～10.7×10-6，個別樣品金含量為25.2×10-6。深部找礦既要以石英脈型金礦為重點，更要重視蝕變韌性剪切帶在深部成礦的優越前景。

3.2 青山溝含金斷層

礦區西南部青山溝溝腦一帶，出露震旦-奧陶系李子園群木其灘組第二巖性段和第三巖性段，主要巖性為灰白色絹云石英片巖和少量白色大理巖，地層中石英脈稀疏，花崗巖巖枝（脈）發育。在花崗巖巖枝發育區賦存兩條大致平行展布的順層擠壓構造（F3、F4），其中 F3斷層長度＞600m，寬 2～5m，走向上膨大收縮明顯，產狀350°∠70°。構造巖石為碎裂巖化片巖和碎裂巖，擠壓片理化構造發育，與圍巖呈漸變過渡關系。構造巖石發育硅化、絹云母化及星點狀黃鐵礦化，石英細網脈充填，其中揀塊采樣金含量 0.42×10-6～1.00×10-6。F4斷層位于 F3斷層南部南部 200m 處，長度＞500m，寬 2m，產狀 332°∠75°～80°，造特征與F3基本相似，揀塊采樣尚未發現金礦化。

4 找礦前景分析

4.1 有利的成礦地質條件

西秦嶺天水市東南部，沿關子鎮—元家坪和娘娘壩—太陽寺兩條區域韌性剪切帶夾持區出露的晚元古代—早古生代火山變質巖系是金成礦的有利巖性，夾持區發育的次級斷裂構造與巖漿巖發育區為成礦的有利部位，已經發現了柴家莊、水洞溝、湘潭子和大店溝金礦等礦產地，顯示了良好的找礦潛力。關子鎮—元家坪區域韌性剪切帶在區內北部通過，該斷裂是北秦嶺褶皺帶中的重要金礦控礦構造之一。自加里東運動以來，該剪切構造帶先后經歷了四次構造（韌性、脆性）活動，伴隨構造活動有脈狀超基性巖侵入，為區域金成礦的重要導礦構造。區內南部出露的李子園群變質基性火山巖，巖性以片巖為主，夾有多條大理巖條帶，大理巖與圍巖的接觸帶往往是斷裂構造的發育區，也是重要容礦部位。

4.2 鄰區礦床對比的指導意義

梨樹溝金礦西部相鄰的大店溝大型金礦形成于晚三疊世揚子板塊與華北板塊發生俯沖碰撞的地質背景，造山作用伴隨有晚印支期―早燕山期構造－巖漿－熱液成巖、成礦事件[3]。二者相距10km，同受一條區域斷裂構造控制，其礦區地質特征、地球化學特征及控礦因素等具有高度的相似性。大店金礦找礦突破前因水系沉積物金異常面積小、異常值低和控制因素不明而經歷了反復認識、實踐的找礦過程，即在認識上實現了從稀疏石英脈控礦到構造蝕變帶控礦的深化，在找礦方法上從揭露單一石英脈，到全面控制石英脈產出的整個蝕變剪切帶的轉變，最終對蝕變剪切帶采用鉆探工程系統揭露后獲得了重大找礦突破。通過對比研究認為，梨樹溝金礦與大店溝金礦地質特征和控礦因素相似，運用大店溝金礦找礦突破的成功方法和經驗，指導梨樹溝金礦新的找礦實踐，可能取得找礦突破。

4.3 已發現的礦化線索

區內發現了具有成礦潛力的找金遠景區兩處，其中梨樹溝地段發現1條含金構造蝕變帶，長300余米，寬11～32m，其中硫化物石英脈密集出現，單個脈體出露長度一般大于50m，厚度一般0.05～0.40m，最厚為 0.5m，地表金含量一般為 1.1×10-6～10.7×10-6，最高25.2×10-6，含銅1.2%。在該破碎蝕變帶中已發現四條金礦化體和一條銅金礦化體，石英脈及圍巖中褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化發育。在青山溝地段發現兩條構造蝕變帶，在F3構造蝕變帶中發現了金礦化，受構造控制明顯。

5 結論

第一，梨樹溝金礦含礦地層為李子園群第二巖性段，主要巖性為絹云母石英片巖、斜長角閃片巖及大理巖條帶。

第二，關子鎮—元家坪區域韌性剪切帶控制的次級斷裂構造為容礦構造，成礦有利部位經多期次的熱液活動促成了金的富集，表現出構造控礦特征。

第三，礦區發育三期次石英脈，第三期石英脈為含礦巖石，分布于褪色蝕變韌性剪切帶中，發育黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃銅礦化及銅藍等蝕變。

第四，對比大店溝金礦找礦成果，梨樹溝金礦化帶成礦地質條件優越，探索地表石英脈型金礦向深部韌性剪切帶成礦的轉化，有望獲得深部找礦的重大突破。