甘肅省西和縣鄧家溝鈷金礦礦床成礦地質條件分析及找礦標志

[摘要]鄧家溝鈷金礦位于西秦嶺造山帶東段，橫跨中秦嶺陸緣盆地和澤庫前陸盆地二個Ⅲ級構造單元，構造單元邊界為合作-臨潭-兩當區域斷裂。（其以合作-臨潭-兩當區域斷裂為界）。成礦時代初步判斷為三疊紀晚期。鄧家溝鈷金礦點受北東東向鄧家溝-石家河斷裂控制，控礦斷裂帶呈北東東向展布，走向75°，出露長約4km，寬10～15m，傾向北西，傾角較陡，一般70°～75°，局部倒轉。該斷裂帶具發現厚大鈷金礦體的潛力，區內發育的其他北東東次級斷裂構造，蝕變特征顯著，熱液活動明顯，沿斷裂構造延伸方向具發現金、鈷礦、鉛鋅礦的潛力。區內鄧家溝-石家河北東東向斷裂構造為主要的構造標志。

[關鍵詞]鈷金礦；地質特征；礦床成因；找礦標志。

[作者簡介]宋小兵（1983—），男，本科，地質工程師，主要從事地質找礦工作。

調查區位于甘肅省西和縣境內，2008～2012年，甘肅省地質調查院實施的大調查“甘肅成縣-臨潭地區銅鎢金礦產遠景調查”項目，通過1∶50000水系沉積物測量，在調查區圈出Pb、Zn、Ag、Au、Sb的元素異常，但未分析Co元素，異常分布于金陵山-青崗嶺山口斷裂（合作-臨潭-兩當區域斷裂）以北的泥盆紀地層，與地層走向一致。元素組合以Ag、Au、Cd、Hg、Pb、Zn為主。顯示了泥盆紀地層對Pb、Zn、Ag、Au的濃集控制作用。本次工作依托“甘肅省西和縣金陵山—鄧家溝一帶鈷金礦調查評價”項目選擇前人副樣，增加測試Co元素，圈鈷元素異常及綜合異常；結合物探、遙感、礦產等綜合信息，開展找礦工作；擇優對1∶50000鈷、金元素化探異常采用1∶10000地質測量、地化剖面測量和槽探揭露等手段，進一步縮小找礦靶區，以發現礦體。

1.區域成礦背景

調查區處于西秦嶺造山帶東段，橫跨中秦嶺陸緣盆地（中秦嶺西成鉛鋅礦帶）和澤庫前陸盆地（南秦嶺夏河-兩當金銻汞成礦帶）二個Ⅲ級構造單元，構造單元邊界為合作-臨潭-兩當區域斷裂。合作-臨潭-兩當區域斷裂及次級斷裂，控制著調查區內地層、構造、巖漿巖及其礦產的展布。

2.礦體地質特征

2.1礦體特征

礦區內在夏河-禮縣逆沖推覆構造帶內。根據礦區構造特征，在晚古生代陸緣沉積體系的基礎上，前印支期構造行跡主要表現為北西西向的順層脆-韌性剪切變形，巖層劈理置換明顯，構造形式集中表現為順層的強劈理化帶。印支期以來的逆沖推覆造山運動，使礦區發生了強烈的構造變形和低綠片巖相變質作用，形成了復式褶皺和疊置逆沖推覆斷裂構造組合，表現為東西向不對稱褶皺構造和系列北東東向或近東西向的逆沖推覆斷裂。褶皺構造主要屬成礦前構造，逆沖斷裂構造為主要的成礦構造，構造走向延伸與區域構造線方向一致。燕山期變形構造主要為淺層次斷裂和寬緩褶皺。

通過地表露頭及槽探控制，圈定鈷金礦體一條編號為CoAu-1：由4個槽探工程控制，礦體長55m，近東西向展布，呈似層狀，礦體嚴格受斷裂控制，礦體總的走向為255°礦體厚度為0.97～7.8m，平均厚度為3.78m，其中Co品位0.02%～0.113%，平均品位0.057%，Au品位1.86×10-6～5.36×10-6，平均品位3.07×10-6。礦體產狀345°∠75°。賦礦巖石主要為褐鐵礦化蝕變灰巖、構造角礫巖。礦體頂板主要為灰白色中厚層灰巖、灰白色中厚層大理巖化灰巖，極少量的青灰色含生物碎屑灰巖；礦體底板主要為灰黑色-灰色鈣泥質板巖，部分地段為灰黑色含碳質板巖。

本次施工探槽主要布設于礦區北東東向斷裂帶上可見圍巖蝕變的露頭處，未發現新的鈷、金礦（化）體。沿鄧家溝-石家河斷裂帶，金、鈷礦（化）體延伸不穩定，呈豆莢狀、透鏡狀，具膨大縮小現象。

礦區其余兩條北東東向斷裂帶，地表蝕變特征與鄧家溝、石家河相似，通過槽探揭露未發現鈷、金礦（化）體。盡管沿斷裂帶熱液活動明顯，具蝕變現象，但鈷、金元素未富集達到礦化，推斷熱液活動不是同一期。

2.2礦石特征

礦區礦石主要為產出于斷裂破碎蝕變帶中的褐鐵礦化蝕變灰巖、構造角礫巖和石英脈，礦石類型為構造蝕變巖型鈷金礦石和石英脈型鈷金礦石，礦石出露于地表，氧化程度較高（圖2、圖3、圖4）。

礦石結構主要有自形-半自形晶結構、他形粒狀結構、隱晶質結構、交代殘余結構。

礦石構造主要有稠密浸染狀構造、細脈-浸染狀構造、多孔狀構造、斑雜狀構造、團塊狀構造、皮殼狀構造、粉末狀構造、結核狀構造。

主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、輝鈷礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、雄黃、雌黃、褐鐵礦、孔雀石等；脈石礦物主要為石英、方解石、黃鉀鐵礬、絹云母、綠泥石等。

礦石主要有用組分為鈷和金，伴生組分有As、Ag、S等。

經初步研究分析，鈷主要以輝鈷礦的獨立礦物的形式產出于黃鐵礦的邊部，形態不規則，且多具有細脈狀特征。其產出特征表明鈷的形成與熱液作用關系密切（圖5）。

2.3礦石化學成分

礦石及圍巖巖石化學分析結果詳見表2-3-1，QFX01為圍巖樣品，QFX02為礦石樣品。根據分析結果，礦石及圍巖中Fe2O3含量高（30.46%～39.11%），FeO（8.01%～12.02%），CaO（20.02%～21.22%）。礦石及圍巖整體表現出“富鐵”“富鈣”和“貧硅”的特點。

依據化學基本分析及組合樣分析，礦石中主要有用組分為金和鈷，金邊界品位為1g/t，鈷為0.02%。礦石中金含量一般0.32～6.51g/t，平均1.45g/t；鈷含量一般0.013%～0.176%，平均0.057%。

礦石中伴生主要有用組分有Ag、As、Cu、S等元素。其中只有Cu和S達伴生元素工業品位要求，其余幾種元素與地殼克拉克值相比，雖有一定富集，但均不具有工業價值。

2.4礦體類型

鄧家溝鈷金礦區礦石按照其結構構造特征和產出狀態可以分為兩種類型，分別為構造蝕變巖型礦石和石英脈型礦石；根據其氧化程度可以分為褐鐵（黃鐵）化灰巖和蜂窩狀褐鐵礦。

礦石整體的氧化程度較高，多以原生為主出現。

3.礦床成礦地質條件分析及成因

3.1成礦地質條件

鄧家溝鈷金礦床的成礦地質條件主要包括區域構造條件、含礦建造、成礦構造和成礦結構面、成礦地質體等四個方面。

（1）區域構造條件

礦區位于合作-臨潭-兩當區域深大斷裂的北側中秦嶺地層分區，安子梁復式向斜的南翼泥盆系黃家溝組中。主要產出于北東東向鄧家溝-石家河次級斷裂帶中，沿該斷裂帶，熱液蝕變現象明顯，斷裂帶北東延伸方向發育有花崗閃長巖、煌斑巖脈。該斷裂為主要的控礦斷裂。

（2）含礦建造

礦區出露地層主要為泥盆系中統黃家溝組第二和第三巖性段（D2h2、D2h3），整體為一套細碎屑巖夾碳酸鹽巖建造。鈷、金的含礦建造為薄-中厚層（含生物碎屑）灰巖建造，頂、底板為泥質、鈣質板巖夾含少量薄層灰巖，傾向北西，局部倒轉呈南東向，傾角較陡，70°～75°。

（3）成礦構造和成礦結構面

鄧家溝鈷金礦位于安子梁復式向斜南翼的次級背斜構造的核部，區域斷裂的北東東向次級斷裂斜切了背斜構造，該褶皺為成礦前的構造。

礦區廣泛發育北東東向和近南北向斷裂構造，北東東向斷裂主要分布于灰巖建造和板巖建造之間，其中鄧家溝-石家河斷裂（圖6）為主要的控礦斷裂構造，走向75°，出露長約4km，斷裂破碎帶寬8～15m，傾向北北西，傾角較陡，一般70°～75°。近南北向斷裂一般錯斷北東東的含礦灰巖建造，但近南北斷裂附近，金、鈷礦（化）體具膨大富集現象，近南北向斷裂為次級的控礦斷裂，寬3～6m，可見斷層破碎帶和溝谷負地形發育。

在北東東向鄧家溝-石家河斷裂帶中，鈷礦（化）體為褐鐵礦化、硅化、赤鐵礦化、黃鉀鐵礬化等礦化蝕變灰巖、斷層角礫巖或呈疏松多孔狀的褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化、硅化的斷層角礫巖及褐鐵礦；金礦（化）體主要為硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化的斷層角礫巖。在鄧家溝鈷金礦實體剖面圖上清晰可見，礦體賦存于斷裂破碎帶中，兩側圍巖為（含生物碎屑）灰巖，斷裂帶中破裂面為其成礦結構面（圖7）。

（4）成礦地質體

礦區廣泛發育合作-臨潭-兩當區域深大斷裂的次級斷裂，沿斷裂帶發育花崗閃長巖、閃長巖、煌斑巖脈等中酸性、基性侵入巖脈，巖漿熱液活動較為強烈，侵入時期主要為印支期。礦區所在泥盆系為西成鉛鋅礦田的成礦地層，該礦田鉛鋅礦認為為噴流沉積-改造型，與該礦田類比，礦田可能存在Au、Co、Cu、Pb、Zn的熱水沉積及構造活化富集作用。沿區域斷裂及次級斷裂深部可能存在隱伏巖體，為成礦地質體。

3.2礦床成因

本次調查工作對鈷多金屬礦未開展深入的成因研究，該類型鈷礦在西秦嶺地區缺乏可類比研究的礦床。根據礦體地質特征及礦物共生關系，初步認為成礦主要與后期的熱液蝕變作用關系密切。

潘彤（2016）研究認為東昆侖成礦帶鈷礦成因分別為熱液噴流（礦源層）+熱水疊加改造型、熱水沉積-改造型、熱液型，其中熱液型與中酸性巖漿活動密切。

礦區廣泛發育合作-臨潭-兩當區域深大斷裂的次級斷裂，沿斷裂帶發育花崗閃長巖、閃長巖、煌斑巖脈等中酸性、基性侵入巖脈，巖漿熱液活動較為強烈，侵入時期主要為印支期。礦區所在泥盆系為西成鉛鋅礦田的成礦地層，該礦田鉛鋅礦認為為噴流沉積-改造型，與該礦田類比，礦田可能存在Au、Co、Cu、Pb、Zn的熱水沉積及構造活化富集作用。

4.找礦標志

（1）三疊系滑石關組第二巖性段（T2h2）泥鈣質板巖、長石石英砂巖碎屑巖與微晶灰巖建造為地層標志；

（2）區內北東東向斷裂構造為主要的構造標志；

（3）圍巖發育的輝銻礦化、硅化、方解石化、褐鐵礦化等礦化蝕變為主要的蝕變標志；

（4）Au、As、Sb等元素異常為主要的地球化學標志；

（5）礦區內早期有民采活動，民采坑及老硐亦是尋找該類礦床的直接標志。

5.結論

（1）本次調查工作對比西秦嶺區域含鈷礦床，綜合礦區礦體地質特征及礦物共生關系，認為鈷、金成礦主要與后期的熱液蝕變作用關系密切。類比東昆侖成礦帶鈷礦成因，本礦區鄧家溝鈷金礦初步判斷為熱液型鈷金礦。

（2）泥盆系黃家溝組第二巖性段（D2h2）薄-中層（含生物碎屑）灰巖建造為鄧家溝鈷金礦的地層標志；礦區內鄧家溝-石家河北東東向斷裂構造為主要的構造標志；圍巖發育的黃褐色、紅褐色的褐鐵（黃鐵）礦化、黃鉀鐵礬化、硅化、碳酸鹽化等礦化蝕變為主要的蝕變標志；Co、As、Mn、Au等元素異常為主要的地球化學標志；礦區內的早期民采活動，民采坑及老硐亦是尋找該類礦床的直接標志。

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