金廠溝金礦成礦控制條件及找礦標(biāo)志

陳振宏 翟虹霞 陳寶慶 呂國(guó)良 孫學(xué)博

摘要：金廠溝金礦位于禮岷成礦帶泥盆統(tǒng)碎屑巖中，受柏家莊巖體和斷裂-褶皺控制，礦石成分較簡(jiǎn)單，礦體品位偏低等特點(diǎn)。本文通過對(duì)礦區(qū)成礦控制條件分析和找礦標(biāo)志總結(jié)，進(jìn)一步指出擴(kuò)大金廠溝金礦床規(guī)模的有效途徑及在本區(qū)尋找該類型礦床的標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：金廠溝金礦床 ?斷裂-褶皺 ?控制條件 ?找礦標(biāo)志

位于秦嶺東西向復(fù)雜褶皺帶中帶西段，武都“山”字型西翼洮河復(fù)向斜北翼，合作-崖灣汞銻成礦帶岷（縣）-禮（縣）金成礦亞帶。在該成礦帶內(nèi)已知的巖金礦（床）點(diǎn)眾多，主要有李壩、崖灣里、金山、馬泉等金礦，金礦床的分布多與酸性侵入巖及區(qū)域構(gòu)造之次級(jí)斷裂關(guān)系密切。通過分析和總結(jié)礦床控礦條件及找礦標(biāo)志，試圖探討擴(kuò)大金廠溝金礦床規(guī)模，對(duì)于本區(qū)今后的金礦勘查具有十分重要的實(shí)際意義。

1 控制金礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造背景

本區(qū)位于中秦嶺華力西褶皺帶，北部毗鄰北、中秦嶺之分界舒家壩-娘娘壩斷裂，顯示出構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)作用、巖漿作用的多期性、構(gòu)造形態(tài)的復(fù)雜性。

區(qū)域構(gòu)造總體格式為斷裂與褶皺組成的斷裂-褶皺構(gòu)造體系;在華力西末期-印支期區(qū)域性南北向構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈擠壓收縮下，直到三疊紀(jì)仍在擠壓，并伴隨有南北兩個(gè)方向推覆的派生應(yīng)力場(chǎng)，使測(cè)區(qū)產(chǎn)生了一系列走向NW-SE的斷層，走向NW-SE的縱彎褶皺以及NE-SW的左行走滑斷裂系。因此，金廠溝金礦即被挾持于斷裂-褶皺構(gòu)造體系之內(nèi)。

眾所周知，金廠溝-草灘脆性斷裂（鎖龍斷裂） ，區(qū)域上表現(xiàn)為走滑斷裂特征，其形成稍晚于上述推覆作用有關(guān)的斷裂。該斷裂分布于金廠溝-草灘一線，呈總體北東45°展布，斜貫礦區(qū)南北并延長(zhǎng)于礦區(qū)之外，將礦區(qū)分割成兩個(gè)沉積建造、構(gòu)造變形相、變質(zhì)相、構(gòu)造面貌截然不同的地質(zhì)塊體，其上被白堊紀(jì)斷陷陸相紅色碎屑巖所覆蓋。具有以下特點(diǎn)：該斷裂西邊界為主滑動(dòng)面，區(qū)域上表現(xiàn)白堊紀(jì)斷陷盆地在該界線上直接展布，二疊紀(jì)地層均表現(xiàn)陡峭的山勢(shì)，航片上具良好的線性構(gòu)造特征;由于走滑斷裂的斷陷作用，使該斷裂東邊界線參差不齊，其原因是該斷裂區(qū)域上呈直線展布，但在該區(qū)域恰好于彎曲部位，使其與次級(jí)斷層交切引起擠壓-拉伸現(xiàn)象，白堊紀(jì)時(shí)沿該斷裂斷陷盆地邊界沉積了陸相紅色粗碎屑巖組合;該斷裂兩側(cè)地質(zhì)塊體的總體構(gòu)造線與之完全可以配套，表現(xiàn)在斷裂構(gòu)造其兩側(cè)走向均為北西-南東向，東側(cè)塊體斷層傾向南西，西側(cè)塊體上傾向北東，褶皺構(gòu)造亦如此，該斷裂具有多期次特征（陡傾角的斷層被后期較緩的正斷層錯(cuò)斷，斷層角礫已固結(jié)成巖，且具兩期構(gòu)造特征）;該斷裂具顯著的斷陷作用特征，后期白堊紀(jì)斷陷盆地的存在就是有力的佐證。巖石脆性變形明顯，非常破碎，被切割成角礫狀，沿切割面充填后期石英脈。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要為狼渡灘背斜，褶皺軸向?yàn)镹W-SE向，位于狼渡灘一帶，大草灘組總體組成核部，兩翼為崖下組、軸向北西-南東，北東翼傾向北東，傾角30°-40°，南西翼傾向北西，傾角40°-45°，被北東向斷裂切割，斷續(xù)出露。

因此，金廠溝金礦即位于鎖龍斷裂-狼渡灘背斜所影響的范圍內(nèi)。斷裂與褶皺組成的斷裂-褶皺構(gòu)造體系是控制該金礦區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造背景。

2 金礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體產(chǎn)出特征

金廠溝金礦體產(chǎn)于鎖龍-草灘斷裂派生次級(jí)斷裂中，金礦化體沿泥盆紀(jì)大草灘組、下古生界吳家山巖群穩(wěn)定分布，礦化帶長(zhǎng)650m。金廠溝金礦目前已查明13條礦化體，礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀、脈狀和網(wǎng)脈狀，沿走向及傾向有分支、復(fù)合現(xiàn)象，少數(shù)礦化體呈不規(guī)則狀產(chǎn)于斑

點(diǎn)板巖、粉砂質(zhì)板巖中。礦體切穿層理，與圍巖呈銳角斜交。

2.2 礦石特征

本礦區(qū)礦石類型比較簡(jiǎn)單，按礦石礦化特征及容礦礦石劃分為蝕變斷層角礫巖型，而石英脈型礦石較少，不到礦石總量的10%。

礦石礦物成分也不太復(fù)雜，礦石中礦物主要為砷黃鐵礦，次為黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦等。砷黃鐵礦（毒砂）產(chǎn)出形式有兩種：

一為稀疏-稠密星點(diǎn)狀浸染于巖石中;

二為不等粒團(tuán)塊狀集合體發(fā)育在巖石中。

脈石礦物主要為石英、綠泥石，其次為方解石、絹云母、綠簾石、黑云母、白云母等。根據(jù)人工重砂測(cè)定，礦石中主要重礦物相對(duì)含量見（表1） 。其中毒砂、黃鐵礦是主要的載金礦物之一。

表1 ?主要重礦物相對(duì)含量表

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礦石結(jié)構(gòu)有自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、包容結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造類型主要有星點(diǎn)浸染狀、團(tuán)塊狀、角礫狀、網(wǎng)脈狀及脈狀構(gòu)造等，以微細(xì)浸染狀為主。

2.3 金的賦存狀態(tài)

根據(jù)含金石英脈和少量蝕變巖型礦石的光片、人工重砂、金物相鑒定結(jié)果，金礦種類為自然金和包裹金兩種。自然金呈現(xiàn)不規(guī)則粒狀，樹枝狀，表面凹凸不平，主要分布于脈石礦物粒間及脈石礦物與金屬硫化物粒間，大顆粒者凹坑處嵌有石英顆粒、富延展性;還有一部分呈粒狀或不

規(guī)則狀包裹于硫化物中。自然金粒度較小，多在0.15-

0.1mm之間。

2.4 圍巖蝕變

礦體的圍巖均發(fā)生不同程度的蝕變，且礦體本身就為蝕變巖。蝕變類型主要為硅化、碳酸鹽化、毒砂和黃鐵礦化、赤鐵礦化等。

①硅化為礦區(qū)主要蝕變之一，以石英脈、硅化薄膜的形式充填于裂隙面及裂隙中。硅化與金礦化關(guān)系密切。

②碳酸鹽化分布較廣，方解石化相對(duì)較弱，晚期方解石脈順裂隙面、板理面充填;其次，碳酸鹽粉末狀與硅化共同出現(xiàn)，充填于裂隙中，與礦化關(guān)系不是很密切。

③毒砂、黃鐵礦多呈粒狀、團(tuán)塊狀、浸染狀及細(xì)脈狀分布于裂隙中，粒度在0.2-0.5mm。在表生作用下，毒砂黃鐵礦氧化形成褐鐵礦和黃鉀鐵釩。其中保留一些黃鐵礦立方體及柱狀毒砂礦物的假象，使得巖石變得疏松多孔。毒砂、黃鐵礦是重要的載金礦物之一。

④赤鐵礦化是中低溫?zé)嵋何g變的產(chǎn)物，赤鐵礦常呈塊狀充填于構(gòu)造裂隙中，常伴有黃鐵礦、毒砂化。赤鐵礦化是載金礦物之一。

3 金礦床形成的地質(zhì)條件

3.1 控礦構(gòu)造

在走滑斷裂與背斜共同作用下，金礦床產(chǎn)于北東向脆性斷裂與北西向脆性斷裂構(gòu)造疊加部位?？刂乒I(yè)礦體的構(gòu)造是鎖龍-草灘斷裂的次級(jí)斷裂裂隙系統(tǒng)，與背斜軸向近于平行。其中包括層間小型斷裂帶、破碎帶、裂隙帶、層間擠壓帶及X型剪節(jié)理等，這些次級(jí)的構(gòu)造是容礦構(gòu)造，對(duì)礦體起著定位作用。破碎帶的特征決定礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模。

由不同階段、不同方向的低級(jí)構(gòu)造相互聯(lián)合而形成的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，成為礦液運(yùn)移和礦質(zhì)沉淀的最有利空間，從而形成工業(yè)礦體。如Ⅰ-1礦體下盤碎裂狀粉砂質(zhì)板巖內(nèi)發(fā)育X型剪節(jié)理，被石英脈充填，構(gòu)成礦體，礦石品位達(dá)0.99-5×10-6。而遠(yuǎn)離該期次剪節(jié)理中，礦體變貧。

大量資料顯示，金礦床的富集與狼渡灘背斜及走滑斷裂之間存在內(nèi)在聯(lián)系，更主要的是走滑斷裂帶內(nèi)的次一級(jí)脆性構(gòu)造控制。當(dāng)流體進(jìn)入到次一級(jí)或更次級(jí)的構(gòu)造中，由于它們是淺層次的脆性構(gòu)造，使流體溫度、壓力大大降低且具有脈動(dòng)特點(diǎn)，因而造成成礦物質(zhì)的沉淀。本礦床控礦構(gòu)造的典型特征是構(gòu)造帶及圍巖碎裂或破碎。此外，容礦巖石中裂隙發(fā)育，被金屬硫化物充填。構(gòu)造破碎帶對(duì)金的多次富集起了十分重要的作用。

3.2 控礦地層

金廠溝金礦及其本區(qū)其它金礦床具有明顯的層控性，即嚴(yán)格受地層層位的控制。礦體主要產(chǎn)于泥盆紀(jì)地層中，成礦層位非常穩(wěn)定。

常量元素在全區(qū)不同時(shí)代地層中的分配為：從老到新含量變化總趨勢(shì)是降低的，特別是金強(qiáng)分異聚集元素，地層時(shí)代越老含量越高，從前震旦紀(jì)到侏羅紀(jì)——白堊紀(jì)含量遞減，在新近紀(jì)稍有回升，Ag、Zn、Cu、Hg等元素亦呈同樣的變化趨勢(shì)（圖1）。

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從表2中可以看出，元素豐度在水系沉積物介質(zhì)中高于巖石介質(zhì)中的元素有Hg、Ag、Pb、Zn、Bi。泥盆紀(jì)介質(zhì)中Au、As、Ag、Pb、Zn、W、Mo、Bi元素相對(duì)西秦嶺全域背景值是集中的，“K”值均大于1，尤其Au、As、W、Mo的“K”值均大于1.5。石炭紀(jì)介質(zhì)中Au、Hg、As、Ag、Pb、W、Mo相對(duì)西秦嶺全域背景是集中元素。二疊紀(jì)介質(zhì)中相對(duì)西秦嶺背景集中元素有Au、Ag、As、Hg、Pb、Zn、W、Mo、Bi。以上介質(zhì)中的元素都為該區(qū)域成礦建立了物質(zhì)基礎(chǔ)。

泥盆紀(jì)是一套淺海相碎屑巖——碳酸鹽巖系，廣泛接受老地層剝蝕物質(zhì)沉淀，地層中各種金屬元素極為豐富，襯值大于1的元素有Au、Ag、As、Sb、Ag、Pb、Zn、Cu、W、Mo、Bi。并且在泥盆紀(jì)地層中，有大型-中小型Pb、Zn礦床、礦點(diǎn)，又有中型金礦床得到證實(shí)。故泥盆紀(jì)地層為金礦的形成提供了主要的成礦物質(zhì)，且金的后期活化遷移富集成礦就發(fā)生在該礦源層，對(duì)于金礦的形成十分有利。

成礦層位除含金豐度高外尚有如下一些特點(diǎn)：

①與上覆地層之間有區(qū)域不整合面存在，與下覆地層之間為斷層接觸關(guān)系。

②處在沉積相和地球化學(xué)相發(fā)生轉(zhuǎn)變的層位，即由碳酸鹽巖向細(xì)碎屑巖相過渡的層位。

③含礦層位具有有利的成礦巖性組合。礦區(qū)出露巖性主要為石英砂巖、粉砂巖、灰?guī)r、粉砂質(zhì)板巖、斑點(diǎn)板巖和少量大理巖組成。

④此外，含礦層常含有機(jī)質(zhì)，其中炭質(zhì)綠泥板巖中有機(jī)碳的含量高達(dá)5%～15%，這充分說明有機(jī)質(zhì)的存在對(duì)金的吸附富集有重要作用。

綜上所述，地層對(duì)金廠溝金礦形成控制主要表現(xiàn)在：泥盆紀(jì)地層形成了金的礦源層;不同巖性互層產(chǎn)出、沉積相變及不整合面存在。

3.3 巖漿活動(dòng)

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁，從加里東期到燕山期均有不同程度的巖漿侵入，但以印支期酸性-中酸性巖漿活動(dòng)最活躍，規(guī)模也最大。根據(jù)巖體中金的豐度及礦床地球化學(xué)分析，礦床的形成與巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，為成礦提供熱源及部分物質(zhì)來源，并促使金的活化、遷移、富集。因此，巖漿活動(dòng)是本區(qū)金礦床形成的一個(gè)重要地質(zhì)條件。

根據(jù)巖體中的豐度及礦床地球化學(xué)特征分析（表3），礦床的形成與巖漿活動(dòng)無明顯的成因聯(lián)系，即巖漿活動(dòng)未提供多少成礦物質(zhì)。但是形成含礦水熱流體的熱源及其運(yùn)移熱動(dòng)力都是由巖漿活動(dòng)提供的。金廠溝金礦區(qū)位于柏家莊巖體外接觸帶約3.5km。因此，巖漿活動(dòng)是本區(qū)金礦床形成的一個(gè)重要地質(zhì)條件。

4 找礦標(biāo)志

4.1 地層層位與巖性組合標(biāo)志

本區(qū)賦礦地層為泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)，但金礦對(duì)地層無明顯的選擇性，有利成礦地層具有一套有利成礦的巖性組合，碎裂狀粉砂質(zhì)板巖-斑點(diǎn)板巖、粉砂質(zhì)千枚巖-變質(zhì)（粉）砂巖是重要找礦標(biāo)志。

4.2 控礦的構(gòu)造標(biāo)志

金廠溝金礦受多級(jí)構(gòu)造控制，因此，構(gòu)造標(biāo)志包括區(qū)域性大斷裂（一級(jí)）、疊加在深大斷裂或背斜次級(jí)斷裂帶（二級(jí)）、斷裂帶更次級(jí)層間破碎帶、裂隙帶或剪節(jié)理裂隙（三級(jí)）。一級(jí)構(gòu)造帶控制金礦帶，二級(jí)構(gòu)造控制金礦床展布，三級(jí)構(gòu)造控制礦體定位。

構(gòu)造識(shí)別標(biāo)志為巖石強(qiáng)烈碎裂化、小揉皺發(fā)育，石英細(xì)脈及其它活化體（硅質(zhì)脈、方解石脈）呈樹枝狀、香腸狀、網(wǎng)狀或眼球狀，巖石和脈體交叉構(gòu)造發(fā)育。

4.3 圍巖蝕變與熱液石英脈標(biāo)志

在巖層強(qiáng)烈破碎并有熱液石英脈形成找礦標(biāo)志，以硅化、絹云母化或硅化、絹云母化、毒砂化疊加最有意義。在含礦地段某些地層中，巖石蝕變強(qiáng)烈，圍巖中的石英細(xì)脈、碳酸鹽化發(fā)育。因此，巖石中石英細(xì)脈發(fā)育時(shí)是尋找工業(yè)礦體的標(biāo)志。

4.4 地球化學(xué)異常標(biāo)志

礦床范圍內(nèi)賦礦地層具有不同程度的化探異常反應(yīng)，各種化探方法所取得異常是尋找金礦的重要標(biāo)志。

礦區(qū)內(nèi)1：1萬Au土壤異常易很明顯，異常元素組合為Au、As、Ag。Au平均含量13.5×10-9，最高61×10-9，襯度4.82。濃度梯度明顯，由南向北有三個(gè)較大的濃集中心，面積分別為0.015km2、0.023km2、0.008km2，平均強(qiáng)度分別為23×10-9、19×10-9、45×10-9，異常內(nèi)礦化蝕變強(qiáng)烈，已圈出金礦（化）體。

因此，Au、As、Ag等次生地球化學(xué)異常組合地段，指示金礦體的存在。

4.5 礦物標(biāo)志

毒砂主要分布在富礦地段，作為其重要的載金礦物，也是找礦的最直接標(biāo)志。

熱液石英與金礦化關(guān)系密切，在礦體及近礦圍巖中普遍發(fā)育。剪節(jié)理中的熱液石英是金礦體直接標(biāo)志。在破碎帶中石英脈的大量分布則是富礦的明顯標(biāo)志。

黃鐵礦在區(qū)域地層中普遍分布，作為主要載金礦物較多出現(xiàn)時(shí)指示出礦體存在，如黃鐵礦呈細(xì)脈狀分布于巖石中，也是找礦的直接標(biāo)志。

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