甘肅文縣安壩里金礦床地質特征及成礦作用

高延龍，杜等虎，王志軍，王 輝

(1.中金黃金股份有限公司； 2.中國黃金集團陽山金礦有限公司；3.中國黃金集團有限公司； 4.甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院)

引 言

陽山金礦帶自20世紀80年代末發現以來，先后勘查、評價了觀音壩、安壩里、陽山等大中型金礦床。30余年來，許多地質工作者在該金礦帶內開展了大量科研工作，取得了豐富的地質科研成果，但對該金礦帶成礦作用的認識，不同的研究者所持觀點各有不同。張闖[1]認為，陽山金礦帶大規模成礦作用發生于190 Ma左右的碰撞造山作用和區域變質作用的晚期階段，成礦類型為淺成造山型。袁士松等[2]認為，陽山金礦帶受斷裂控制，泥盆系地層及發育的逆沖推覆剪切變形構造帶為第一期成礦作用的成礦地質體，晚三疊世(200 Ma左右)巖漿活動為第二期成礦地質體，并在126 Ma、52 Ma左右疊加后期成礦作用。李晶等[3]認為，陽山金礦帶形成于陸陸碰撞造山過程中，形成了新的礦床類型，即陽山型金礦床。安壩里金礦床作為陽山金礦帶的典型礦床，對其研究極具代表性意義。

筆者在已有地質勘查、科研成果基礎上，進一步總結安壩里金礦床地質特征，探討成礦作用，以期為深部找礦預測工作提供思路。

1 區域地質背景

安壩里金礦床位于陜甘川金三角區[4]，大地構造位置處于南秦嶺構造帶、碧口地體北側的勉略斷裂上[5-6]。

區域主要出露中—晚元古界碧口群、泥盆系、三疊系及侏羅系地層(見圖1)。其中，泥盆系地層在區域內分布廣泛，為一套巨厚淺海相碎屑巖—泥質巖—碳酸鹽巖沉積建造[7]，其Au元素背景值明顯高于其他地層。

1—侏羅系 2—三疊系 3—泥盆系 4—中—晚元古界碧口群 5—中生代花崗斑巖 6—礦體 7—斷裂 8—不整合接觸界線圖1 陽山金礦帶地質構造簡圖

區域斷裂以逆沖斷裂為主，走向多為東西向，少數為北東向。安壩里金礦床位于安昌河—觀音壩逆沖韌性剪切帶內，其為陽山金礦帶主要的導礦、容礦構造(構成陽山金礦帶的主體)，走向呈北東東向—南西西向，總體向北陡傾，產狀350°∠60°～70°[8]，內部構造擠壓片理化強烈，局部被后期脆性斷裂疊加改造，發育中酸性花崗巖脈。

區域巖漿巖不發育，僅發現一些規模較小的中酸性巖脈。巖脈多沿構造裂隙帶、韌性剪切帶及層間破碎帶分布，主要為花崗斑巖脈、花崗細晶巖脈等。花崗斑巖脈與金礦化關系密切，常與礦體相伴產出，礦化一般發育在脈巖附近的圍巖中，部分脈巖本身具有較強的金礦化，并伴有較強的絹云母化、黃鐵礦化。

2 礦區地質特征

2.1 地 層

礦區大面積被第四系覆蓋，僅在河谷、沖溝可見零星基巖出露，主要為泥盆系橋頭巖組下段、西溝組和岷堡溝組(Dx+m)。其中，橋頭巖組下段可細分為6層(D1q1-1～D1q1-6)(見圖2)。

1—橋頭巖組下段第六層 2—橋頭巖組下段第五層 3—橋頭巖組下段第四層 4—橋頭巖組下段第三層 5—橋頭巖組下段第二層 6—橋頭巖組下段第一層 7—西溝組和岷堡溝組 8—灰巖 9—花崗斑巖 10—斷裂及編號 11—復背斜 12—短軸背斜 13—短軸向斜圖2 安壩里金礦區地質圖

西溝組和岷堡溝組在礦區東南角小范圍分布，與上覆橋頭巖組下段為斷裂接觸關系，巖性主要為灰巖(見圖3-a))、石英砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質板巖等。橋頭巖組下段在礦區內廣泛分布，總體呈北東東向展布，為一套淺變質強變形的細碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，主要巖性為千枚巖(見圖3-b)、c))夾灰巖及少量泥質板巖、粉砂巖[9]。橋頭巖組下段是礦區主要賦礦地層，礦體主要賦存于該組地層中。

圖3 安壩里金礦區巖石手標本照片

2.2 構 造

2.2.1 斷 裂

礦區斷裂主要為安昌河—觀音壩斷裂，總體展布方向為北西西向，發育一系列次級斷裂，次級斷裂呈北東東向和北西西向展布，主要分布在背斜兩翼[2]。北東東向次級斷裂是重要的含礦斷裂，花崗斑巖呈扁豆狀充填在該組斷裂中，賦存有305號、314號等礦體。同時，在這2組斷裂的交會處形成了多個厚大礦體。

2.2.2 褶 皺

受南北向擠壓作用影響，礦區褶皺較為發育，主要有葛條灣—草坪梁復背斜和無價山向斜。葛條灣—草坪梁復背斜西起馬連河一帶，東延至草坪梁一帶，長約10 km，寬約1 km[10-11]。褶皺北翼在西部葛條灣一帶較為發育，產狀陡立，局部倒轉向南傾斜，褶皺南翼受斷裂影響不甚發育，產狀較陡。該背斜核部沿河那下—安壩里呈東西向延伸，樞紐略向東傾。無價山向斜是礦區內規模最大向斜，西起河那下，向東延伸至三角地一帶，翼部地層受兩側破碎帶影響發育不全。該向斜與北側的葛條灣—草坪梁復背斜之間發育斷裂破碎帶。

2.3 巖漿巖

礦區出露的巖漿巖較少，主要發育花崗斑巖(見圖4)，其長一般數十米，寬數米至十余米，多呈北東向、近東西向展布，主要發育在斷裂兩側或破碎帶內部，與金礦化關系較為密切。

圖4 安壩里金礦區花崗斑巖

花崗斑巖呈灰色、灰白色，斑狀結構，斑晶主要為斜長石(5 %～10 %)和黑云母(小于5 %)，基質為隱晶質或由微細粒長英質礦物組成。斜長石斑晶呈板狀，半自形晶粒狀，多因強烈絹云母化、碳酸鹽化而僅保留斜長石假象，個別斑晶中可見包裹的云母和榍石。黑云母斑晶呈葉片狀，半自形晶，多發生強烈綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化蝕變。

3 礦床地質特征

3.1 礦化帶及礦體特征

安壩里金礦床自南向北劃分為2條礦化帶(見圖5)，以F1-10斷裂為界，以北為Ⅱ號礦化帶，以南為Ⅰ號礦化帶。Ⅰ、Ⅱ號礦化帶在15勘探線—25勘探線礦體分布較為集中[11]，15勘探線以西礦體較少且分散，25勘探線以東礦化帶逐漸收縮復合。礦化帶內發育的礦體以隱伏礦體為主(見圖6)，礦體形態復雜，多呈脈狀、透鏡狀等，主要呈北東東向展布，部分礦體走向北東、北西。Ⅰ號礦化帶內305號和314號礦體以北傾為主，29勘探線附近有少數礦體(如305-64號礦體等)向南傾。Ⅱ號礦化帶內的364號礦體以南傾為主，360號礦體以北傾為主，366號礦體呈緩傾斜或近水平產出(如366-1號礦體等)。礦體沿走向和傾向上普遍具有尖滅再現、分支復合等特點。

Ⅰ號礦化帶位于礦區東南部，總體呈北東東向展布，向北傾斜，長約2 000 m，寬約150 m，受F1-5斷裂和F1-10斷裂及二者之間的次級小斷裂控制。該礦化帶規模較大、礦化較強、品位較高，其內巖脈分布最為密集，共圈出礦體176個。其中，主礦體15個，零星小礦體161個。

Ⅱ號礦化帶分布于Ⅰ號礦化帶北部，總體呈近東西向展布，以北傾為主，部分地段南傾[12]，東西長約1 000 m，寬約100 m，東西向礦化在整個礦區斷續延伸。該礦化帶主要受F2-9斷裂和F3斷裂及二者之間的小斷裂控制，共圈出礦體104個。其中，主礦體4個，零星小礦體100個。該礦化帶規模較小，以緩傾斜的透鏡狀產出。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要有自然金、輝銻礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦和毒砂，少量雄黃、雌黃等；脈石礦物主要為石英和方解石。礦石的結構類型主要有自形—半自形結構、他形結構、放射狀結構、草莓結構、環帶結構、包含結構、交代殘余結構、膠狀結構、聚晶結構等(見圖7)。礦石構造類型主要有稀疏—致密浸染狀構造、脈狀構造、團塊狀構造、碎裂狀構造等[12-13]。根據賦礦巖石類型，礦區礦石可分為4種自然類型：蝕變碎裂千枚巖型、蝕變碎裂花崗斑巖型、蝕變構造角礫巖型、輝銻礦化石英脈型。

圖7 礦物反射光照片及礦石、巖石照片

3.3 圍巖蝕變與礦化特征

圍巖蝕變類型主要有硅化(見圖8-a))、絹云母化(見圖8-b))、黏土化、碳酸鹽化(見圖8-c))、綠泥石化和綠簾石化等，多呈不規則狀斷續分布在礦體內及兩側或部分構造兩側，常與礦化相伴而生。靠近礦體，硅化、絹云母化較強；遠離礦體，黏土化、碳酸鹽化更為發育。硅化是礦區較常見的一種蝕變類型，分布范圍廣，主要有石英-黃鐵礦-絹云母脈和彌漫狀硅化脈，主要發生在灰巖、硅化千枚巖中。絹云母化蝕變主要有2種形式，一是發育在花崗斑巖中，斜長石斑晶和基質強烈絹云母化，形成顯微鱗片狀、細粒狀絹云母集合體，并保留了斜長石的初始形態。二是在千枚巖、變質粉—細砂巖中，絹云母呈顯微鱗片狀，常與石英、綠泥石等相伴出現，并具定向分布特點。黏土化和碳酸鹽化為流體晚期階段產物，主要沿構造、地層層理面、巖脈發育，礦物組合均較單一。

圖8 安壩里金礦區井下蝕變照片

金屬硫化物主要有黃鐵礦、輝銻礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和毒砂等(見圖9)，以細脈狀、網脈狀、細脈浸染狀、浸染狀分布。礦石中毒砂金含量最高，黃鐵礦和輝銻礦次之，黃鐵礦和毒砂為主要載金礦物。金礦物嵌布以微細粒金為主，呈角粒狀、渾圓粒狀、麥粒狀、長角粒狀等。金礦物以包裹金、粒間金和孔洞邊部金等3種形式產出，且以包裹金(占90 %以上)為主，少量粒間金分布于黃鐵礦、毒砂等金屬礦物及脈石礦物粒間[14]。

圖9 安壩里金礦區礦石手標本照片

4 成礦作用

4.1 地層成礦作用

安壩里金礦床主要賦礦圍巖為泥盆系的一套淺變質強變形細碎屑巖夾碳酸鹽巖建造。王學明等[15-16]對陽山金礦帶各類地層的含金性進行了研究，認為泥盆系千枚巖、砂巖中金的背景值高于灰巖。郭俊華等[17]認為，陽山金礦帶中76 %礦體產于泥盆系地層中，20 %礦體產于泥盆系地層與花崗斑巖接觸部位，少量礦體產于花崗斑巖內。不同地層、巖性中金的背景值及含金性分析均表明,安壩里金礦床金成礦對圍巖具有選擇性。泥盆系地層裂隙發育，滲透性較好，有利于成礦流體從中萃取金元素和含金成礦流體的運移，亦為礦質沉淀提供了良好的圍巖條件。

4.2 巖漿巖成礦作用

安壩里金礦床礦體多產于花崗斑巖附近，少量礦體產于花崗斑巖內，礦體與花崗斑巖在空間上的分布關系顯示礦體的形成可能與花崗斑巖有一定聯系。孫驥等[18]對礦區出露的花崗斑巖進行了系統的鋯石U-Pb測年，結果顯示其成巖年齡為218.7 Ma±3.7 Ma，這與已報道含礦石英脈的K-Ar、39Ar-40Ar、U-Pb年齡均主要集中在190 Ma左右[19]基本一致，說明花崗斑巖與成礦作用在時間上亦有一定聯系。

部分學者對陽山金礦帶成礦流體開展了詳細的研究，通過H、O、S同位素及流體包裹體分析，認為成礦流體以巖漿熱液為主，礦體中硫主要來源為巖漿硫。同時，含礦石英脈流體包裹體的激光拉曼光譜研究表明，成礦流體主要來自幔源巖漿熱液流體[20-21]。這些研究成果進一步表明,包括安壩里金礦床在內的陽山金礦帶的成礦作用與深部巖漿作用關系密切。

4.3 構造成礦作用

安昌河—觀音壩斷裂為陽山金礦床主要的控礦構造，主要發育北東東向、北西西向、南北向3組次級斷裂。其中，北東東向斷裂為安昌河—觀音壩斷裂的主要次級斷裂，控制了安壩里金礦床Ⅰ、Ⅱ號礦化帶的空間分布，北西西向次級斷裂也具有一定的含礦性。當含礦流體向上遷移時，流體溫度、pH等發生變化，同時有外部流體加入，含礦物質在沿次級斷裂、層間破碎帶及褶皺轉換虛脫部位不斷卸載沉淀并富集成礦[22-25]。

4.4 圍巖蝕變成礦作用

安壩里金礦床圍巖蝕變有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、高嶺土化、綠泥石化和綠簾石化等[26]。硅化發生在整個成礦過程中，絹云母化主要發生在成礦前和成礦期，而碳酸鹽化、黏土化則主要發生在成礦后。

從礦體到圍巖，蝕變具有一定的分帶性，內側近礦部位主要為硅化、絹云母化，金屬礦化主要有黃鐵礦化、輝銻礦化，金礦化主要分布在該蝕變帶內[27-28]；外側主要為高嶺石化、碳酸鹽化等低溫蝕變，屬于熱液流體后期低溫階段水-巖作用的產物，該階段流體性質發生較大變化，較難發生金元素的萃取、遷移或富集作用，代表著整個成礦作用過程基本結束。

5 結 論

1)安壩里金礦區大面積出露的泥盆系地層為主要的賦礦圍巖。巖漿巖在礦區分布較少，主要為花崗斑巖。礦區構造極為發育，北東東向斷裂為主要導礦、容礦構造。

2)安壩里金礦床的成礦對圍巖具有選擇性，金元素主要就位在滲透性好、裂隙發育的泥盆系地層中，其為成礦流體的運移及金元素的萃取和沉淀提供了良好的圍巖條件。

3)安壩里金礦床成礦作用與深部中酸性巖漿作用過程有關。金元素除來源于深部幔源巖漿流體外，地層中的金對成礦具有一定貢獻。