陜西洛南縣水草坪金礦成礦地質特征及找礦遠景評價

張龍軍，王興興，李 碩，馬 平，鐘文明，黎 昕，顧霜霜

（1.湖北國土資源職業學院，湖北 武漢 430090；2.武漢市光谷豹澥第一小學，湖北 武漢 430206）

陜西省洛南縣水草坪金礦位于小秦嶺成礦帶西段，小河斷裂附近。小秦嶺為中國第二大金礦田，僅次于膠東金礦，前人工作主要集中于小秦嶺金礦帶北段，即小河斷裂以北，而對于小秦嶺成礦帶的西南段的研究很少，現今為止僅僅發現有中小型葫蘆溝金礦。工作區研究程度較低，僅僅開展過普查、部分詳查工作，基礎研究工作相對薄弱，成礦規律認識不清，嚴重制約著找礦工作的進一步開展。本文在對工作區成礦地質背景、成礦地質特征研究的基礎上，結合原生暈樣品測試分析，通過聚類分析，確定指示元素，通過MapGIS軟件，利用化探數據圈定成礦靶區，為礦山的下一步工作提供指導依據。

1 區域地質背景

小秦嶺金礦田位于華北克拉通南緣，屬于秦嶺造山帶邊緣組成部分，呈東西向展布，西起華山，東至靈寶朱陽盆地，東西長約135km，南北寬約 70km，北以太要斷裂為界，南以小河斷裂為界。

區域地層主要為上太古宙太華群中深變質火山-沉積巖系，太要斷裂以北主要為新生界第四系現代沉積物,小河斷裂以南主要為中元古宙長城系高山河組淺變質沉積巖,包括硅質巖、白云巖等。高山河組變質石英砂巖以角度不整合超覆于太華群位之上。小秦嶺地區地層自下而上為：大月坪組、板石山組、洞溝組、三關廟組、秦倉溝組、桃峪組。巖石巖性主要有斜長角閃巖類、斜長片麻巖類、混合巖類等。

小秦嶺地區經歷了多期構造變形作用，斷裂，褶皺發育。構造以東西向為主，北西、北東、南北向次之。

2 成礦地質特征

2.1 礦區地質概況

水草坪金礦位于小秦嶺金礦集中區南帶西段、大月坪—金羅斑復式背斜西部傾沒端南翼，礦區面積約為11平方公里。礦體形態和產狀主要受一系列韌脆性斷裂控制，平面上呈平行等距排列，礦體分為北東向和東西向兩組礦脈。

2.1.1 地層

礦區出露地層主要為太華群上基底系和高山河組及第四系沉積物，巖石普遍遭受過不同程度的混合化作用，巖性變化較大，構造形態復雜。主要出露巖性有條帶狀混合巖、混合巖化片麻巖、斜長片麻巖、斜長角閃巖、石英砂巖及第四系沉積物。

2.1.2 構造

礦區位于太月坪——金羅斑復式背斜西部末端南翼，屬北東向太子坪——上坪斷裂與東西向朱家溝斷裂交匯的三角地帶。

礦區內發育一系列的韌脆性剪切帶和滑脫構造帶，含金石英脈充填于斷裂構造帶中。斷裂分為近東西向滑脫構造帶和北東向韌脆性剪切帶，其中北東向斷裂最發育。北東向斷裂走向40°～60°，南傾。該組斷裂控制著北東向長英質含金礦脈的分布，斷裂沿傾向和走向延生較大，斷裂面沿走向和傾向呈現舒緩波狀延伸,具有分支復合現象，斷裂帶中角礫巖發育，充填著長英質含金礦脈。近東西向滑脫構造走向115°，南傾，傾向呈波狀起伏的壓扭構造，傾角約為50°～80°，該組斷裂主要沿著高山河組地層與太華群地層接觸帶發育，近東西向斷裂控制著近東西向含金石英碎裂巖的分布，為主要的容礦構造。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石類型

水草坪金礦礦石大致可以分為兩類：石英脈型和構造碎裂巖型，其中構造碎裂巖型金礦組成成分較簡單。石英脈型金礦礦石礦物組成較復雜，礦石礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及少量自然金，脈石礦物主要有石英、鉀長石、絹云母、黑云母、綠泥石、碳酸鹽巖，不同成礦階段的礦石礦物共生組合、礦石結構構造存在著較大的差異。

2.2.2 礦石結構、構造

（1）礦石結構：根據礦石礦物顆粒的形態、大小及其空間關系或者是礦物顆粒與礦物集合體的相互關系，將水草坪金礦床礦石劃分為自形-半自形粒狀結構、它形結構、包含結構及交代結構。

自形-半自形粒狀結構:早階段黃鐵礦主要呈現為中粗粒自形-半自形結構。

它形粒狀結構：黃銅礦和黃鐵礦呈他形粒狀分布于多金屬硫化物礦石中或者呈它形粒狀結構狀包裹于其他幾種金屬礦物中。

包含結構：黃鐵礦和黃銅礦呈它形粒狀包裹于輝鉬礦中。

碎裂結構：較早期形成的黃鐵礦遭受后期作用構造變形，其中在礦物顆粒中充填著較多的裂隙，而裂隙大多數情況下被石英充填，少數情況下充填著金屬硫化物細脈。

交代殘余結構：后期形成的它形黃銅礦交代溶蝕早期形成的自形黃鐵礦顆粒。

（2）礦石構造：根據主要礦石礦物集合體的排列方式，將礦石構造劃分為：條帶狀構造、浸染狀構造、細脈浸染狀、蜂窩狀構造。

條帶狀構造：含礦熱液沿著構造裂隙充填。

浸染狀構造：為研究區主要礦石構造黃鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦呈自形、半自形或者是它形粒狀分布于石英脈或者是構造蝕變巖中。

細脈-浸染狀構造：黃鐵礦、黃銅礦及輝鉬礦呈現細脈沿著石英脈或者是構造蝕變巖裂隙充填，有時候沿著不同方向交叉裂隙充填，構成網脈狀,同時一部分呈浸染狀分布。

蜂窩狀構造：在表生作用下，黃鐵礦等多金屬硫化物被溶解、遷移而呈蜂窩狀構造。

2.3 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變強烈，主要蝕變類型為硅化、鉀化、黃鐵礦化、碳酸巖化及絹云母化，另見少量綠泥石化和綠簾石化。其中與礦化有關的蝕變主要有硅化、鉀化、黃鐵礦化、碳酸巖化及絹云母化。

（1）硅化：水草坪金礦硅化現象普遍，貫穿于熱液活動的始終，與金礦化關系密切，主要發育在斷裂帶兩側的圍巖及斷裂帶中，主要形成石英脈及細脈浸染狀石英，硅化后圍巖致密堅硬，常常與絹云母化及鉀化共生。

（2）鉀化：水草坪金礦鉀化現象主要發育于太華群地層中，貫穿于整個巖漿熱液活動，與金礦化關系密切，主要發育在太華群地層斷裂帶及斷裂帶兩側的圍巖中，主要形成鉀長石脈及細粒鉀長石，鉀化與硅化現象共生出現。

（3）黃鐵礦化：礦區黃鐵礦現象普遍，主要發育在礦脈及礦脈兩側的圍巖中，貫穿于整個成礦階段，與金礦化關系密切，黃鐵礦是金礦的主要載金礦物。早期黃鐵礦呈自形-半自形集合體產出，中晚期為細粒浸染狀產出，常常與硅化、鉀化現象共生。

3 化探異常特征與遠景評價

礦區化探數據豐富，本文選取Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Co、Ni、V、Mn、W、Sn、Mo共16種與成礦關系密切的元素。運用SPSS軟件，進行相關分析與聚類分析，從中提取指示元素。

相關分析與聚類分析：第一步是數據對數化，由于異常值對聚類的結果影響比較大，不符合聚類分析的連續性變化要求，因此先對數據進行對數轉換，第二步進行聚類，從而得出金與其他元素的相關性，聚類分析結果如表1。

表1 水草坪金礦床與金元素相關系數排序

從表1可以看出，Sb、Ag、W與Au相關性較好，均在0.6以上。Hg、Bi、Mn、Pb、Mo、Cu、As相關性一般，分布在0.4～0.6之間。而Ni、Zn、Co、V、Sn，相關性最差，均在0.4以下。W與Sb、Ag對比，相關系數略低，故再做出聚類分析，找出指示金元素的最佳元素。

如圖1，在完成元素R型聚類分析后，元素相關性可以分為兩類：一類為Au、Sb、Ag、W、Hg、Mo、As、Bi、Zn、Mn、Cu、Pb，另一類為Co、V、Ni、Sn。前一類與成礦關系密切，多為親硫元素，其中既有W、Mo、Bi等高溫成礦元素，也有Sb、Ag、Zn、Cu、Pb等中低溫元素，說明從高溫到中低溫成礦階段均有Au的富集作。后一類均為高溫元素，與成礦關系比較疏遠，在熱液礦床中多為尾暈元素，在成礦前期富集。

圖1 R型聚類分析圖

根據元素的親疏關系，前一類元素又可以分為三類：Au、Sb、Ag、W、Hg為一類，元素組合基本為前緣暈組合元素，Mo、As、Bi為一類，為近礦元素，反映了多金屬硫化物成礦階段Zn、Mn、Cu、Pb為另一類，為尾暈元素組合。而Au、Sb、Ag相關性最高，推斷為指示元素，Sb、Ag主要產于低溫熱液礦床，表明Au主要富集于低溫成礦環境。

根據聚類分析結果可知：礦區Au的指示元素為Sb、Ag，次要指示元素為W、Hg、Mo、As、Bi、Zn、Mn、Cu、Pb，圍巖指示元素為Co、V、Ni、Sn。故在進行找礦遠景評價時，主要考慮 Sb、Ag 的異常特征。

總體來說在礦區南部，異常與北東向的斷裂關系密切，礦區北部異常區偏離斷裂帶，異常中心多在花崗巖巖體附近，說明在礦區南部主成礦元素的異常受斷裂控制明顯，而在礦區北部異常則受巖體控制。

通過以上分析對礦區內找礦標志總結如下：

（1）太華群地層含金豐度值較高，在該地層內出現Au、Ag、Pb、Zn、Cu化探異常是尋找石英脈型和蝕變型金礦的有利靶區。

（2）含金石英脈、蝕變帶受構造帶控制。礦區內地表或深部出現蝕變構造帶時，是直接找礦標志之一。

（3）近北東向斷裂構造帶是本區含礦性較好的控礦構造，是礦區最有找礦前景的一組斷裂。

（4）地表發現褐鐵礦化鐵帽、擠壓構造蝕變巖，深部出現硅化、鉀長石化、黃鐵礦化等蝕變組合時，是直接的找礦標志。

4 結論

通過對陜西省洛南縣駕鹿鄉水草坪金礦床區域成礦地質背景及地質特征進行分析，得出以下結論：

（1）水草坪金礦地處小秦嶺西段駕鹿礦田西南側，礦脈主要發育于燕山期混合花崗巖與太古界變質巖的接觸帶附近，礦脈沿斷裂呈等間距分布，并與北東向次級斷裂產狀相似。礦區下部礦脈主產于石英脈中，主要發育在構造破碎帶中，礦脈周邊主要為碎裂石英巖，碎裂石英砂巖，結合礦區內地質特征與查詢資料，可以初步礦區成礦類型以蝕變巖型金礦為主，石英脈型金礦次之。

（2）礦區內構造發育，其中東西向、近東西向斷裂構造、北東向斷裂構造為主要的控礦構造；北西西向斷裂是主要的控礦構造，北東向斷裂與其次級構造是主要的導礦、容礦構造。太子坪—上坪斷裂及其次級斷裂為中心的“斷裂束”是主要的成礦部位。

（3）結合礦區化探數據與礦區成礦地質特征，成礦遠景區為片麻巖和花崗巖接觸帶的石英砂巖地層，以北東向太子坪—上坪斷裂與北西西向斷裂交匯部為中心，北東向的次級構造為主要成礦有利地段。