甘肅天水望天溝金礦地質特征與成因探究

裴炳艷

（甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院，甘肅 天水 741020）

望天溝金礦位于西秦嶺東部華力期褶皺帶河北祁連加里東褶皺帶相互結合位置上，屬于李子園背斜向西傾伏端之北西翼末端，區內斷裂構造特征比較發育，是該區重要的導礦導熱構造，這些構造特征創造的有利條件促進了成礦物質的遷移富集，該礦成因類型為典型的熱液充填交代型金礦床。從礦區地質特征、礦體特征等多個方面對該礦進行綜合研究和分析，確定其礦床成因，對今后區內同類型礦床尋找工作具有重要的參考作用。

1 礦區地質

望天溝金礦主要分布在甘肅省天水市麥積區，距離麥積區南部30km處，北祁連加里東褶皺帶與秦嶺東部華力西褶皺帶二者相互交接位置是該礦的大地構造位置所在，礦區主要在李子園背斜向西側傾伏端北側區域上西翼處，屬于八卦山巖體以及天子山巖體二者相互交接部位，在其下部區域上的李子園群上巖組（Pz1lz1）地層當中（圖1）。

圖1 望天溝地形地質圖

1.1 地層

李子園群（下古生界）一段（Pz1lz1）是礦區的主要地層出露，同時還發育第四系（Q）地層。李子園群地層同時又可劃分成Pz1lz11、Pz1lz12、Pz1lz13三層。其中Pz1lz11：尤以斜長角閃巖是其主要巖性特征，同時還有黑云斜長角閃片巖。在礦區的東部區域上主要分布Pz1lz12，同時礦區西北部，區域上也出了此層，屬于四人溝地段[1]。地層在東部區域上出現倒轉特點，東南傾斜是地層的主要產狀特征，夾絹云綠泥片巖的綠泥綠簾斜長角閃片巖以及綠泥斜長角閃片巖和大理巖化灰巖是其上部（Pz1lz112-2）的主要巖性特征，而夾絹云綠泥片巖的大理巖化灰巖是其下部（Pz1lz12-1）主要的巖性特征，東西向展布的斷層在南部區域上使其發生錯斷。鉛鋅鉛鋅礦（化）體在該地層當中被發現，然而在規模上卻相對較小。

1.2 構造

研究區主要分布在徐家莊柴家莊韌性剪切帶外部區域上的次級帚狀旋卷構造北部位置上，處在李子園黨川復背斜上，是該背斜的傾伏端區域。斷裂構造以及單斜層構造是主要的構造形式，構造形跡總體層面呈現北東向展布[2]。李子園黨川復背斜傾伏端北側區域上的地層為礦區的單斜層，呈現20°～60°走向特點，向北西方向傾斜，局部表現為南東向，地層主要表現為綠片巖相是主要的巖性特征。片理以及裂隙還有一些小褶皺在巖層當中非常發育。

F6是該區的重要斷裂，展布方向表現為NE向，區內成礦和該斷裂存在十分緊密的關聯性，通過空間層面進行分析，斷裂構造不僅發揮著良好的導礦作用，而且也發揮著非常好的容礦作用[3]。對于斷層性質而言，在早期階段主要表現為張性特征，后期階段又疊加多期次的壓性改造，破碎帶約為0.2cm～40cm寬，巖石在斷裂周圍有著較強的揉皺特點。通過槽探以及坑探等研究發現，在產狀方面F6斷層，全部區域主要呈現北西向傾斜，而深部區域上主要呈現東南向傾斜，南東向傾斜是其主要的傾斜特征，呈現南東向傾斜的總體特征，處于60°～86°傾角范圍，巖石在帶內非常強烈，具有很強的綠泥石化與絹云母化，有透鏡狀和脈狀產出的石英，團塊狀以及星散狀和細粒星點狀的黃鐵礦化在巖石當中分布，①與②號礦體均受到此斷層的控制，對其展布方向影響較大。

1.3 變質作用與圍巖蝕變

變質巖在礦區當中出露面積非常大，由于區內存在非常突出的變質因素，為礦源層內Au活化遷移創造了非常有利的條件，在成礦最佳位置上不斷的進行沉淀，并不斷富集促進礦床形成。

變質巖在礦區當中由于該區區域變質因素影響，再加上后期階段熱液因素影響，不斷在變質巖上進行疊加而形成，由于變質作用因素影響，導致變質巖表現為雙重性質，由于溫度壓力環境的不同，導致區域變質環境出現巨大改變，差異性非常突出，地層由老到新呈現出變質程度主要為從深變淺的特點，另外在變質向方面也呈現出角閃巖相不斷轉變為綠片巖相，并呈現出從弱到強的片理化變化，具有從弱到強的熱液蝕變特征。

熱液蝕變在區內主要呈現中低溫特點，并促進相應礦物組合的形成，主要有碳酸鹽化以及黃鐵礦化，還有硅化以及綠泥石化和黃銅礦化。最為普遍的主要為黃鐵礦化以及硅化等，呈現較強的礦化特點，在蝕變特征方面表現為不均勻性以及局部性，呈現較弱的礦化特征。在氧化帶當中黃鐵礦主要表現為褐鐵礦化，并且于地表部位呈現鐵帽（黃褐色），對于找礦具有重要的指示作用。

2 礦體特征

近東西向展布的斷裂對礦體起著明顯的控制作用，F6斷裂是礦體主要賦存部位，主要的地層屬李子園群，同時具有灰巖（大理巖化）以及石英片巖（絹云綠泥化）和綠泥片巖（絹云化）等是其主要的巖性特征。石英脈在地層當中發育特點大小不一，主要充填片理，石英脈通常在10cm的寬度，石英脈在局部能夠達到40cm的厚度，同時有褐鐵礦以及孔雀石和黃鐵礦產出。絹云綠泥石英片巖以及絹云綠泥片巖在Pz1lz13巖層中以及發育石英脈地段，和金礦化存在非常緊密的關聯性，礦體和F6斷裂在展布方向上呈現類似特點。

目前礦區當中圈出的金礦體有四條，分別為①號、②號、③號、④號，這些金礦體當中不礦體的為②號礦體，在研究區的北東部分部，斷裂破碎帶對礦體起著明顯的控制作用，并控制著巖性特征，在展布方向上礦體與之表現一致的慘狀特點。

①號礦體屬于中型規模大小，約有320m長，200m的深度，在走向以及傾向上呈現穩定的特征，礦體主要呈現脈狀以及透鏡狀和似層狀的形態，其產狀和圍巖呈現類似特點或者具有一定傾斜特征，礦體表現為分支復合，以及搜索膨脹尖滅再現特征。地表表現為北西向傾斜的特點，標高范圍上標高為1504m，在該標高范圍下部呈現東南向傾斜，南東向傾斜是其總體特征，礦體呈現北東向展布。無論是走向還是傾向產出特點都表現為緩S形，礦體有著較為陡峭的傾角，處于50°～88°，最小于最大，厚度分別為0.39m和16.64m，厚度均數為4.95m，最高于最低品位分別為85.7×10-6和1.00×10-6，3.44×10-6是礦體具有的平均品位，同時礦體的品位還有其厚度與走向和傾向上具有明顯的變化特征。

②號礦體在規模上不是很大，為小型，約有230m的長度，深度約為150m，該礦體無論是其走向還是其傾向都非常穩定，礦體主要表現為脈狀、透鏡狀以及似層狀，圍巖和產狀二者呈現類似的特征，抗體非常陡，礦和非礦二者在界限上呈現漸變關系，全部傾向北，深部向南東向傾斜，處于105°～130°傾向特點。礦體達到3.48×10-6的平均品位。

③號礦體在深部區域上達到116.25m控制斜深，礦體為1.34m平均厚度，處于1.93×10-6的平均品位水平，礦體呈現75°∠70°的產狀特征。褐鐵礦化構造蝕變巖是其主要的巖石類型，角閃絹云石英片巖（褐鐵礦化）在局部可見。

④號礦體主要分布于礦區的東部，斷裂對其起著明顯的控制作用，有473名被地表所控制，礦體達到2.65m的平均厚度，處于7.88×10-6的平均水平，呈現35°～102°∠48°～64°產狀特點，高嶺土化以及褐鐵礦化構造式變炎是其主要的礦石類型。

3 礦石特征

礦石類型從地表自深部主要為黃鐵礦石石英脈型以及構造蝕變巖型與多金屬硫化物型，通過野外進行觀察以及開展巖礦測試工作，地表氧化型特別是以變沙（泥）巖石（褐鐵礦化）為主要特征，顏色呈現灰白色以及黃褐色，同時還有碎裂變砂狀（泥）結構，褐鐵礦脈呈現網脈狀以及細脈狀充填與裂隙當中，局部表現為浸染狀，常淋蝕表現為蜂窩狀。也可見一些微粒狀的閃鋅礦以及方鉛礦和毒砂，還有磁鐵礦（環狀）。褐鐵礦主要由黃鐵礦以及毒砂載金礦物氧化形成，并且發育有碳酸鹽以及絹云母和石英等礦物。

破碎石英脈型礦石主要表現為石英脈型，顏色呈現灰白色，略有一些黃褐色，碎屑狀以及角礫狀，還有粗晶結構、碎裂粉狀和碎粉狀石英以及碎屑石英質角礫堆積，細脈、網脈狀的毒殺充填于粒間隙以及裂隙中，同時閃鋅礦、方解石以及褐鐵礦也在其中充填，輝銻礦和方鉛礦細脈在其中偶見。有黃鐵礦、毒砂氧化之后形成的褐鐵礦，偶爾也有銅藍、孔雀石、閃鋅礦與方鉛礦等被發現，石英是主要的脈石礦物。

構造式變巖型主要表現為破碎絹云母石英片巖和毒砂化礫（粒）屑灰巖，泥晶灰巖（碎裂的絹云母化硅化）是其主要組成，產出角礫狀以及脈狀、微細粒浸染狀構造還有微鱗片狀以及碎裂粒狀變晶結構，礦石礦物主要為閃鋅礦以及方鉛礦、毒砂還有黃鐵礦等，脈石礦物主要為碳酸鹽礦物、綠泥石、絹云母以及石英等。

多金屬硫化物型是金和銀鉛鋅礦共生的礦物組合，和方解石石英脈有著十分緊密的關聯性，硅化以及強碳酸鹽化石英脈（碎裂狀）和變泥質砂巖、絹云母片巖（硅化）是其主要特征。產出變沙泥狀結構、碎裂狀結構、微鱗片狀變晶細網脈構造，毒砂、閃鋅礦、方鉛礦是主要的礦石礦物，娟，云母以及石英和碳酸鹽礦物是主要的脈石礦物。

總體層面進行分析，該區當中的礦石主要通過金與銀鉛鋅等共生或者伴生組合都金屬礦物形式存在，產出特點表現為構造蝕變巖型以及脈型。黃鐵礦、還有毒砂、褐鐵礦是主要的載金礦化，在粒間隙以及裂隙當中表現為浸染狀微細粒狀網脈細脈狀充填。黃鐵礦以及毒砂不斷氧化使得褐鐵礦在風化露頭以及氧化礦石裂隙當中存在。銀鉛鋅主要以閃鋅礦，還有方鉛礦和輝（銻）銀礦形式存在，尤其是方鉛礦當中的輝銻銀礦表現為不混溶物。網脈狀以及細脈狀的閃鋅礦，在粒狀毒砂和方鉛礦當中包裹于充填，也有的在毒砂粒間隙和石英當中充填。方鉛礦表現為細脈狀特征，在其粒間隙以及毒砂邊緣進行充填，并在脈石粒間進行充填。

半自形，他形粒狀以及碎斑狀礦石結構比較明顯，具有細脈狀以及細脈浸染狀構造特征，另外還有條帶浸染狀以及角粒狀。礦石具有的自然類型包括原生礦石以及混合礦石和氧化礦石，通過礦石工業利用層面進行分析，石英脈型混合類型以及構造蝕變巖型是區內礦石的主要類型。

4 圍巖蝕變特征

碳酸鹽巖以及變碎屑巖是重要的容礦層位，鉀長石化還有絹云母化以及硅化、鐵白云石化、鈉長石化、碳酸鹽化、高嶺石化、綠泥石化、綠簾石化、綠泥石化是主要的圍巖蝕變。礦化包括黃銅礦化、褐鐵礦化、閃鋅礦化、方鉛礦化等蝕變特征。絹云母化以及黃鐵礦化，還有毒砂化以及硅化等是和金有著緊密關聯性的圍巖蝕變，閃鋅礦化和碳酸鹽化以及硅化，還有方鉛礦化、輝銻（銀）礦化是和銀鉛鋅礦緊密相關的主要圍巖蝕變特征?？傮w而言，蝕變與類型從容礦斷裂帶中心向外，呈現不斷變弱，變簡單的特點。從金礦體作為中心向外側主要有黃鐵礦化-硅化-毒砂化帶、黃鐵礦化-鉛鋅礦化-絹云母化帶、黃鐵礦化-綠泥石化-碳酸鹽化帶分布，石英方解石脈當中，有細脈狀以及網脈狀的銀鉛鋅礦化。硅化從下部向上逐漸表現為脈狀，團塊狀以及網狀，細脈狀逐漸轉變的特點，呈現微細粒充填對原有礦物形式進行交代。碳酸鹽化主要呈現薄膜形式以及方解石化系進行充填，形成文石脈和方解石脈。

5 成礦階段及礦物共生組合

經過野外實地進行調查，以及通過室內初步分析礦石結構以及礦物組合，該礦成礦過程當中，主要由兩個成礦階段，分別為金成礦早期階段以及銀鉛鋅晚期成礦階段。

前者包括斷裂破碎變質熱液的石英、絹云母以及巖漿熱液階段的自然金、多金屬硫化物和石英。前者含礦流體主要富鐵、鎂、硅質，對圍巖形成不同程度交代，表現為云母化以及微粒硅化，黃鐵礦少量形成，新生礦物具有較低的含金量。后者是金礦成礦的重要時期，有石英微細脈（煙灰色）、團塊、網脈等形成。黃鐵礦在脈內及其兩側呈現侵染狀分布，并出現星點狀的方鉛礦以及黃銅礦，局部位置上的金屬硫化物寬數米。今主要以裂隙金形式進行產出，黃鐵礦當中產有少量的包裹金。石英方解石脈巖是銀鉛鋅成礦階段主要特征，并步入末期成礦階段。沒有明顯的金礦化，黃鐵礦、閃鋅礦以及方鉛礦在脈內較為強烈。最后是先期礦化表生改造階段，黃鐵礦在距離地表5m～10m范圍內出現明顯氧化，促進褐鐵礦的形成，褐鐵礦表現為細脈狀以及星點狀，在礦石當中，主要呈現蜂窩狀分布，充填于裂隙以及巖石表面覆蓋。區內表生成礦作用特征可概括為礦體近地表1m～2m部位金品位相對降低，中部相對增高，局部形成垂直分帶，在氧化帶下部多形成金自然富集帶，次生富集作用明顯。

6 成因分析

李子園群為礦體提供了良好的賦礦巖性，尤其是絹云綠泥片巖還有石英脈當中較為發育，礦體產出特點為透鏡狀、脈狀以及似層狀，近北東向斷裂對礦體起著明顯的控制作用，石英脈（黃鐵礦化）構成礦床金礦體，有單脈特征的石英脈，還有復脈特征的石英脈，均達到3m最大厚度，何為言有著非常清晰的界限接觸。而含礦石英脈是由于主剪切裂隙構造部位含礦熱液灌入所形成，含礦熱液在有利的構造空間部位充填，促進石英脈的形成，同時和圍巖在交代層面十分突出，出現了非常強烈的黃鐵礦化，同時還有硅化以及褪色化，同時節理裂隙在巖石當中較為發育的位置，有脈狀以及星散狀黃鐵礦化金礦體形成，所以該礦礦床成因和交代蝕變作用密切相關。

綜合以上研究認為，該礦成因應當為熱液充填交代型礦床，工業類型為石英脈型和蝕變巖型雙重類型，成礦機制和片理化帶以及斷裂形成，演化有著十分緊密的關聯性。