甘肅金山金礦地質特征及礦床成因

袁明杰

（甘肅省有色金屬地質勘查局天水礦產勘查院，甘肅 天水 741000）

金山礦床位于我國甘肅肅北境內，具有良好的成礦地質條件。礦區內發育深大斷裂和韌性剪切帶，巖漿活動較為頻繁，超基性至酸性的各類巖漿巖均有出露，并且表現為多層次和大規模的特征。甘肅金山礦區是我國重要的金礦成礦帶，具有重要的勘探開采和研究價值[1]。目前對于金山金礦床的研究相對較少，主要集中在地質特征、流體包裹體和同位素等內容的研究，對具體礦化機理的研究并不充分。因此本文對甘肅金山金礦的地質特征和礦床成因進行研究，豐富對金礦床的地質認識和成礦理論，為甘肅金山礦區的金礦勘探和開發提供理論依據，促進我國地質勘探事業的進一步發展。

1 礦區地質特征

1.1 地層

金山礦區的出露地層，主要有下二疊統和第四系地層。受斷裂帶控制，礦區地層總體沿近東西方向展布。下二疊統地層，主要為基性火山巖夾雜碎屑巖沉積形成。按巖性組成特征，下二疊統地層可以分為下巖組和上巖組兩個層次。下巖組地層主要分布于礦區中部和南部，具體為灰色泥質板巖，中間夾雜淺黃色變質砂礫巖，表現為巖石片理化發育；上巖組地層主要分布于礦區北部，具體為板巖，中間夾雜淺灰色變質砂巖[2]。第四系地層，主要為碎石、礫石、沖洪積層和化學沉積物沉積形成，按巖性組成特征，可分為上更新統和全新統。礦區第四系地層發育較為完整，占全部調查區域的一半面積，并未見明顯的礦化現象。

1.2 構造

構造運動是金礦床成礦的重要條件。礦區位于東天山和塔里木兩大板塊之間，在前震旦紀基底的基礎上，兩大板塊曾發生多期次的碰撞和拼接，在中新生代持續進行運動，因此導致礦區內構造變化復雜，尤其發育褶皺和斷裂兩類構造。礦區內主要分布兩組區域性大型復式向斜。按照地層序列和沉積特征，礦區內褶皺構造主要呈現出上、中、下三個層次。下層表現為結晶基底巖系，由結晶巖、片麻巖和混合巖構成；中層表現為淺變質巖系，由碎屑巖、中基性和碳酸鹽巖構成，經過構造運動，成為礦區的褶皺基底；上層表現為地臺型巖系，由酸鹽巖、碎屑沉積巖和淺變質火山巖構成。第一組復式向斜構造，軸向呈北東東方向，其中北翼向南傾斜，傾角為70°，南翼表現為向北傾斜，傾角為60°。該復式向斜構造，是金山礦床的主要控礦構造，礦體富集于南翼的次生褶皺中；第二組復式向斜構造，軸向呈東西-北東東方向，其中西轉折段表現為向南東傾斜，傾角為55°，東轉折段表現為向北傾斜，傾角為65°，也是有利的金屬礦床成礦部位。礦體的分布同時也受斷裂構造的控制。礦區多發育深大斷裂，主要表現為近東西向的走向，其中發育兩條明顯的主斷裂帶[3]。第一條主斷裂帶，表現為向北凸起的弧形，呈現出近東西走向，東部被沖洪積物掩蓋，內部出露鐵質侵入巖，其中還發育多條相互平行的次級斷裂，由于受到強烈的擠壓作用，巖層破碎程度較為明顯，發育構造透鏡體和角礫巖；第二條主斷裂帶，走向和傾向都與第一條類似，發育較多斷層泥，可見糜棱巖帶。

1.3 巖漿巖

礦區火山巖帶整體呈近東西方向展布，主要表現為海底裂隙噴發的火山熔巖，其次為火山碎屑巖。從巖性上看，以淺變質玄武巖和輝綠巖為主，其次為安山巖，此外還有少量英安巖存在，出現在沉積巖夾層中。從時間上看，早期火山巖以中酸性為主，逐漸演化為中基性。火山巖主要呈灰綠色的塊狀，以細粒為主，局部可見氣孔構造，顯微鏡下可觀察到輝綠結構，如圖1 所示。

圖1 巖漿巖鏡下輝綠結構

巖漿巖礦物成分為斜長石、輝石和石英，蝕變后出現綠泥石和碳酸鹽巖。巖體附近有硅化和褐鐵礦化發育。

1.4 礦體地質特征

金山礦區含礦巖石主要為輝綠巖，其次為石英脈型。金礦礦化主要發生在近東西向斷裂的南側，具體為二疊紀火山巖帶。

根據含金石英脈表現和礦化蝕變程度，共圈定出90 條具有一定規模的礦體。礦體形成深度相對較淺，由于受到主斷裂方向控制，礦體大致呈現出北西和北東向。礦體形態表現為不規則脈狀和透鏡體狀，容易出現膨脹收縮和尖滅再現的現象。由于受到斷層的控制和影響，礦體總體呈現間斷性，產狀變化明顯，通常呈現向西傾斜的傾向，從上至下傾角逐漸減小。

2 金礦礦床成因

2.1 成礦物質來源及流體演化

金山礦區早期成礦流體以巖漿水為主，晚期演變為巖漿水和大氣降水的混合體，成礦物質表現出多源性的特征，礦體對賦存巖性的選擇較為明顯。

礦流體的運移方式、裂隙發育程度和后期熱液蝕變等情況，都對成礦物質的元素富集和演化造成一定影響。黃鐵礦和毒砂等礦體中的硫元素，由于流動主要呈現為脈狀，引起大范圍同位素均一化，裂隙發育程度大的部位，黃鐵礦硫元素同位素值變化大，含礦熱液同化作用強烈，會導致黃鐵礦硫元素更接近幔源硫值。在成礦流體演化的初期階段，表現為以幔源巖漿硫為主，逐漸向地層硫演化的趨勢，后期以多金屬硫化物脈的形式產出，礦液主要沿斷裂和節理通道流動，與周圍巖體元素交換反應不明顯，混入周圍巖體的成分較少。在印支-燕山期經歷了大規模的巖漿侵入活動，在此侵位過程中，不僅帶來大量成礦物質，還使地層中成礦元素活化和進行遷移。成礦熱液在遷移中遇到有利構造空間，就會沉淀和富集，最終形成礦床。

2.2 構造與成礦關系

金山金礦礦體產出和分布，主要受到區域復式向斜構造的控制作用，同時還受到斷裂構造的性質和規模控制。成礦物質通過長期運動的基地斷裂帶，從深部移動到盆地中沉積，在后期變形強烈的斷裂和裂隙處，更容易得到富集和賦存。金礦礦體主要沿大斷裂帶展布，多產于花崗巖接觸破碎帶和東西向斷層破碎帶，已經成為深源巖漿侵位通道。礦床沿深斷裂帶兩側分布，礦化均與侵位的花崗巖脈密切相關，同時還受到脆韌性剪切破碎帶和扭性斷裂的次級控制。金礦礦體的產出和分布表明，印支-燕山期的花崗巖基底，與周圍巖體的帶狀接觸帶，以及向外延展的巖枝、巖脈等部位，是礦床產出的有利區域，次級巖枝、巖脈等的交匯部位，除此之外還有次級背斜核部斷裂的侵位巖脈也是礦體富集的有利場所。

2.3 礦床成因分析

金山金礦床的主要成礦階段表現出的礦物組成、元素同位素和礦化蝕變等，具有典型的中低溫組合特征，以石英流體包裹體為主的成礦流體表現出低鹽度、低密度的特性，因此也說明礦床在溫壓低、深度淺的環境形成。二疊紀的金山地帶處于伸展變化環境，形成了近東西向的主斷裂和次級斷裂，主斷裂具有深大的特點，在斷裂形成的同時，地殼由于拉伸和減薄，導致軟流圈地幔逐漸上涌，因此輝綠巖體向上侵入礦區地層，也為后期巖漿流體提供了運移的通道。主要的成礦期巖漿熱液活動，使金在沉積物中賦存，經過熱接觸變質作用，周圍黃鐵礦發生磁礦化作用，使黃鐵礦的金析出并在此富集。深源巖漿富含金、硫等元素的含礦熱液隨著斷裂構造向上運輸，與大氣降水淋慮作用共同形成富含金的成礦熱液，在礦區內的斷裂和裂隙發育部位，在巖體中以充填方式沉積，成為礦體，礦物組合較為復雜，礦石具有浸染狀、脈狀及交代結構，礦體以層狀為主，少數表現為不規則脈狀和團塊狀。礦區北側的板巖起到隔擋層的作用，進一步促進含金流體在金山礦區的富集和賦存，使金礦再次富集和沉淀，最終成為金礦礦床。

3 結束語

針對甘肅金山金礦的研究現狀和存在問題，本文通過以甘肅金山金礦地質特征為研究內容，對礦床成因進行探討，取得了一定進展和成果，豐富了對甘肅金山金礦地質條件的認知。但本文的研究還存在不足之處，需要進一步對礦床成因類型進行分析。后續研究可結合區域地球化學特征，建立金山地質-地球化學模型，同時結合區域物理場參數，進一步確定金礦成礦期次和階段，深化對礦床形成背景認知，為探明礦區金礦儲備和富集狀態提供理論指導依據，為金礦找礦提供方向。