九寨溝鐵樺嶺金礦礦區(qū)地質(zhì)特征研究

劉毅，劉虹志，熊英禾

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059;2.四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，四川成都610071;3.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，四川成都610213)

草地礦區(qū)聯(lián)合村礦段鐵樺嶺金礦區(qū)位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣草地鄉(xiāng)，位于九寨溝縣148°方向直距32km處，東與甘肅省文縣接壤。礦區(qū)有5km草（地）～哈（南寨）碎石公路與九（寨溝）～昭（化）鎮(zhèn)柏油公路相連，北至九寨溝縣城41km，由九寨溝縣城經(jīng)松潘至成都490km。境內(nèi)西北、西南和南部均為高山環(huán)繞，海拔高度3000m～4000m。鐵樺嶺工作區(qū)位于嘉陵江水系白龍江上游，草地鄉(xiāng)以東，區(qū)內(nèi)坡陡林密、地形較陡、切割較深，海拔高度為1600m～2600m，相對(duì)高差為400m～600m，金礦床位于1840m～2490m。按地貌形態(tài)分類，礦段屬中高山深切割剝蝕地貌區(qū)。為擴(kuò)大勘探效果，并對(duì)下一步找礦提供參考，通過(guò)礦區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿巖、變質(zhì)作用及圍巖蝕變、地球化學(xué)特征的研究，綜合研究礦區(qū)地質(zhì)。

1 地層

礦區(qū)出露地層有泥盆系中統(tǒng)三河口組第三巖性段，石炭系上統(tǒng)、二疊系第三巖性段及第四系，呈近東西向展布[1]。

1.1 中泥盆統(tǒng)三河口組第三巖性段

分布在南部礦段，出露不全，被對(duì)腸溝斷層切斷，巖性主要為灰黑色層狀灰?guī)r。巖性組合由上至下為硅質(zhì)巖、礫巖、層狀灰?guī)r及千枚巖，厚度約為2500m，與下伏地層接觸關(guān)系為斷層接觸。該套地層為主要的賦礦層位，但較破碎，巖脈較發(fā)育。

1.2 石炭系上統(tǒng)

主要巖性為碳酸鹽巖，其次為碎屑巖，同為賦礦巖層，出露較完全，可達(dá)90%以上。巖性組合為層狀灰白色微晶灰?guī)r、薄層白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r，傾向北西，傾角35°～70°，產(chǎn)狀變化劇烈。出露厚度平均約為450m。

1.3 下二疊統(tǒng)第三巖性段

主要分布于礦區(qū)北部外圍地區(qū)，地層重復(fù)受推覆斷層切割，巖性主要為灰綠色鈣砂質(zhì)板巖、板狀灰?guī)r，可見(jiàn)層狀鈣質(zhì)砂巖與其不等厚互層產(chǎn)出，與下伏地層接觸關(guān)系為整合接觸，厚度約為1300m。

1.4 第四系

在礦區(qū)北部及西部大面積分布，主要為第四系殘坡積物和第四系新近堆積物。

2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造格架為兩條斷裂，兩條斷裂之間夾一破碎向斜。區(qū)內(nèi)地層及巖脈多較破碎，其表現(xiàn)形式多樣，羽狀裂隙、層間剝離帶、角礫巖等呈帶狀及透鏡狀展布。

2.1 褶皺構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造為聯(lián)合村向斜，呈近東西向展布。兩翼地層受到斷層及小褶皺的切割和錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)狀變化劇烈，但總體規(guī)律為北翼東部北西傾向，西部南東傾向；南翼為北東傾向，局部向南西傾斜。傾角從軸部到兩翼逐漸變緩，南翼40°～80°，北翼50°～80°，軸部近直立。

2.2 斷裂構(gòu)造

松柏～梨坪斷裂呈東西向貫穿礦區(qū)，南側(cè)為上盤(pán)，北側(cè)為下盤(pán)，礦（化）體多產(chǎn)出于南側(cè)，礦體及蝕變帶的形態(tài)及產(chǎn)狀受次級(jí)斷層控制。斷裂性質(zhì)為壓扭性或壓性，同時(shí)張扭性和張性特征在成礦前較明顯。早期巖漿活動(dòng)發(fā)育，本區(qū)斷層按展布方向大致分為三個(gè)組。

（1）近東西向斷裂：區(qū)內(nèi)按斷裂規(guī)?？梢?jiàn)三條近東西向斷裂，主要分述如下：

①松柏～梨坪斷裂：為區(qū)域性弧形大斷裂，礦體產(chǎn)出于其弧頂部位，規(guī)模較大，貫穿礦區(qū)，產(chǎn)狀變化較大，西段呈北西走向、東段呈北東走向。該斷裂于礦區(qū)北部沿東西向延伸，中段傾向南，傾角為60°。斷裂帶上破碎現(xiàn)象發(fā)育，透鏡體、炭化、片理化和泥化現(xiàn)象明顯見(jiàn)圖1，被北北西向壓扭斷裂切割。礦化蝕變主要發(fā)育在斷裂上盤(pán)，Au、As、Hg化探異常及主要金礦化亦展布其中。區(qū)域上該斷裂承擔(dān)著導(dǎo)巖及導(dǎo)礦作用，控制著金礦（化）帶的產(chǎn)出。次級(jí)斷層及羽狀裂隙在斷裂上盤(pán)較發(fā)育，為主要的儲(chǔ)礦空間。

②對(duì)腸溝斷層：為礦區(qū)主要斷裂之一,見(jiàn)圖2，產(chǎn)出于礦段南緣，屬松柏～梨坪斷裂的次級(jí)構(gòu)造，與松柏～梨坪斷裂呈銳角相交。斷裂東段呈北東向延伸，傾向北西，傾角約為70°，西段近東西向展布并傾向北。破碎帶規(guī)模變化較大，最窄處約為30m、最寬處可達(dá)250m，斷裂帶中片理化、泥化、炭化現(xiàn)象發(fā)育，并可見(jiàn)構(gòu)造透鏡體以及扁豆體，沿?cái)嗔褞Оl(fā)育大小不等的花崗斑巖脈。對(duì)腸溝斷層多處被NW向后期斷層切割，其位移可達(dá)數(shù)十米。斷裂中的碎裂狀花崗斑巖和構(gòu)造角礫巖是主要的賦礦巖性。

圖1 松柏～梨坪斷裂構(gòu)造現(xiàn)象觀察Fig.1 Observation on the Structural Phenomenon of Songbo-Liping Formation Fault

③F1斷層：主要產(chǎn)出于礦區(qū)中部，呈近東西向延伸，與松柏～梨坪斷層及對(duì)腸溝斷層相交，三組斷裂互相切割形成“三角斷塊”。礦段90%以上的礦體集中在南部斷塊中。該斷層切穿聯(lián)合村向斜兩翼上的所有地層，傾向南，屬反扭性質(zhì)的逆斷層。

上述斷層共同組成了松柏～梨坪斷裂帶，是礦段形成最早、規(guī)模最大、活動(dòng)次數(shù)最多，成礦前具張性，成礦時(shí)或成礦后轉(zhuǎn)為壓扭性的導(dǎo)巖、導(dǎo)礦構(gòu)造[2]。

圖2 對(duì)腸溝斷層現(xiàn)象觀察Fig.2 Fault observation on DuiChang Valley

（2）北東向斷裂：該組斷裂為對(duì)腸溝斷層的次級(jí)構(gòu)造裂隙或產(chǎn)出于其間的構(gòu)造破碎帶，斷裂南西端局部與對(duì)腸溝斷層相交。在礦區(qū)內(nèi)分布較廣但規(guī)模較小，是酸性巖脈及金礦體的賦存空間。礦段內(nèi)規(guī)模較大的一條呈NE向展布，傾向NW，傾角37°～52°，局部突然變陡，傾角可達(dá)70°、構(gòu)造面呈舒緩波狀，該斷裂組是鐵樺嶺金礦內(nèi)極重要的控礦、容礦構(gòu)造。

（3）北北西向斷裂：此組斷裂為成礦后形成，于礦段內(nèi)主要產(chǎn)出二條。此組斷裂一般傾向SWW，傾角46°～66°。斷裂兩側(cè)破碎蝕變及斷層泥發(fā)育，地貌上多行成方向與斷層走向一致的負(fù)地形沖溝。

3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較弱，以燕山早期淺成酸性脈巖為主（Rb-Sr同位素年齡199±42.79Ma），出露少量中酸性脈巖。巖漿多沿?cái)嗔蚜严肚治唬詼\成相及超淺成相巖脈產(chǎn)出。巖脈規(guī)模一般較小，形態(tài)多變，分枝復(fù)合，尖滅再現(xiàn)頻繁。受NE向斷裂控制，長(zhǎng)軸向?yàn)镹E向，與地層大致順層或微斜交的侵入接觸關(guān)系，巖脈中常見(jiàn)有圍巖捕虜體，巖脈兩側(cè)有寬約0.5m～1.0m的蝕變帶。從花崗斑巖脈穿插閃長(zhǎng)玢巖脈分析，閃長(zhǎng)玢巖脈侵位早于花崗斑巖脈，而花崗斑巖脈又可分為三期，按成生先后順序?yàn)椋夯◢徏?xì)晶巖-花崗斑巖-石英斑巖。其中，花崗斑巖經(jīng)成礦期構(gòu)造改造，均可以成為金的含礦巖石，是區(qū)內(nèi)重要的找礦標(biāo)志。區(qū)內(nèi)尚見(jiàn)有零星出露的酸性火山巖、次火山巖，巖性為英安巖、英安玢巖以及蝕變流紋巖。

4 變質(zhì)作用及圍巖蝕變

4.1 區(qū)域變質(zhì)巖

礦區(qū)廣泛分布的泥盆系～石炭系地層，普遍受區(qū)域變質(zhì)作用，泥質(zhì)巖、砂巖變成板巖、變質(zhì)砂巖，灰?guī)r變成結(jié)晶灰?guī)r，其區(qū)域變質(zhì)程度極低，屬淺變質(zhì)低綠片巖相，其余為斷裂帶的動(dòng)力變質(zhì)作用和熱液蝕變作用。板巖、變質(zhì)砂巖多具變余構(gòu)造；絹云母等片狀礦物呈鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，顯微波狀柔皺構(gòu)造；結(jié)晶灰?guī)r、方解石、結(jié)晶白云質(zhì)灰?guī)r中的白云石具重結(jié)晶，顯鑲嵌結(jié)構(gòu)特征。

4.2 動(dòng)力變質(zhì)巖

一般在構(gòu)造擠壓斷層及其旁側(cè)伴生次級(jí)斷裂組成的斷裂破碎帶內(nèi)，伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，具有多期次的特點(diǎn)。韌性巖石發(fā)生變形，形成構(gòu)造角礫巖帶、碎裂巖帶、劈理化帶見(jiàn)圖3以脆性的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和花崗斑巖不同程度破碎所形成的構(gòu)造角礫巖和碎裂巖為主，破碎帶寬度一般數(shù)米至十余米，延長(zhǎng)可達(dá)百余米至數(shù)百米。另沿?cái)鄬用娣植加袛?shù)十厘米的強(qiáng)烈擠壓之糜棱巖或斷層泥。

4.3 接觸變質(zhì)巖

礦區(qū)的脈巖侵位于泥盆系、石炭系地層中，脈體周邊與圍巖接觸帶中有較弱的熱接觸和接觸交代兩種變質(zhì)作用疊加于區(qū)域變質(zhì)作用之上，形成大理巖、強(qiáng)烈白云石化灰?guī)r或炭化板巖、斑點(diǎn)板巖，并有礦化顯示。

圖3 角礫巖帶、劈理化帶、碎裂巖帶、剪切帶Fig.3 Breccia belt,physiochemical belt,cataclastic belt,shear belt

4.4 熱液蝕變巖

由于巖漿期后的氣～液作用，在接觸帶內(nèi)外產(chǎn)生與金礦關(guān)系較密切的蝕變作用及蝕變巖石，寬度由幾十厘米到數(shù)米不等。內(nèi)接觸帶中的花崗斑巖、石英閃長(zhǎng)巖普遍發(fā)生絹英巖化、褐鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化等。外接觸帶中的圍巖受熱液交代作用形成硅化微晶灰?guī)r、硅化角礫巖，硅化板巖，并具有浸染狀黃鐵礦化（氧化為褐鐵礦化）、鈦鐵礦化及重晶石化，或熱液沿裂隙充填形成石英～方解石～辰砂脈。礦體熱液蝕變種類較多，與成礦有關(guān)的熱液蝕變有硅化（包括蛋白石、石英細(xì)脈或團(tuán)塊狀石英），碳酸鹽化、螢石化、輝銻礦化、重晶石化、高嶺土化、黃鐵礦化等[3]。熱液蝕變由外帶到內(nèi)帶，可劃分為：碳酸鹽化帶→碳酸鹽化帶→硅化帶→硫化物蝕變帶；垂向上由上至下可分為：礦體頂部淋濾蝕變帶→礦體上部的硅化～硫化物蝕變帶。雄（雌）黃、黃鐵礦礦化強(qiáng)弱是金富集的直接標(biāo)志，一般雄（雌）黃礦化、黃鐵礦化集中產(chǎn)出地段金較富集，金品位較高。

4.5 圍巖蝕變

鐵樺嶺金礦與成礦有關(guān)的圍巖蝕變類型主要有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、粘土化、黃鐵礦化、毒砂化及褐鐵礦化[4]。

硅化主要發(fā)育于斷裂破碎帶中及破碎帶兩側(cè)，在礦石中呈細(xì)脈狀它形粒狀石英產(chǎn)出，常伴生黃鐵礦，為鐵樺嶺金礦與金礦化最為密切的蝕變類型。主要表現(xiàn)為透入性硅化，巖脈及地層發(fā)生硅化后形成了硬度更高的巖石。

花崗細(xì)晶巖脈及花崗斑巖脈多發(fā)育絹云母化。斜長(zhǎng)石及石英通過(guò)蝕變形成鱗片狀絹云母，絹云母化常和硅化伴生出現(xiàn)，形成絹英巖化。

碳酸鹽化主要有有面狀的碳酸鹽化和生成方解石脈兩種形式。通過(guò)觀察可知，碳酸鹽化是時(shí)期較晚，切割其他類型的蝕變。

粘土化主要有晚期熱液蝕變的產(chǎn)物和地表風(fēng)化發(fā)生高嶺土化和蒙脫石化兩種類型，第一種常伴生碳酸鹽蝕變；第二種生成的粘土礦物通常以微細(xì)浸染狀形式存在于先前的硅酸鹽礦物表面。

黃鐵礦化主要多呈浸染裝或星點(diǎn)狀產(chǎn)出于破碎帶及兩側(cè)的各種圍巖中，金較富集，其含量與礦石品位呈正相關(guān)性。

毒砂化多多呈細(xì)小針狀產(chǎn)出在花崗斑巖中，常伴生黃鐵礦，其含量與礦石品位呈正相關(guān)關(guān)系。褐鐵礦化主要為黃鐵礦氧化產(chǎn)物而發(fā)育在礦體淺部。從礦體到圍巖有一定的蝕變分帶現(xiàn)象，表現(xiàn)為近礦部位硅化、黃鐵礦化較強(qiáng)，而遠(yuǎn)礦部位碳酸鹽化較發(fā)育。

5 結(jié)論

鐵樺嶺礦段內(nèi)主要含礦地層為中泥盆統(tǒng)三河口組第三巖性段，主要賦礦巖性為深灰-灰黑色中厚層狀灰?guī)r、泥灰質(zhì)礫巖及硅質(zhì)巖。礦段內(nèi)主要的控礦容礦構(gòu)造為北西向的松柏-梨坪斷裂，在成礦后期礦體被北東東向的斷層切割。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較弱，以燕山早期淺成酸性脈巖為主（Rb-Sr同位素年齡199±42.79Ma），出露少量中酸性脈巖。礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖發(fā)育。熱液蝕變由外帶到內(nèi)帶，在橫向上可劃分為：碳酸鹽化帶→碳酸鹽化帶→硅化帶→硫化物蝕變帶；垂向上由上至下可分為：礦體頂部淋濾蝕變帶→礦體上部的硅化→硫化物蝕變帶。

[1]盛德波.四川九寨溝草地金礦床地質(zhì)特征與成因分析[D].成都理工大學(xué),2014.

[2]盛德波,譚萍,孫寶偉,楊炯.九寨溝草地金礦賦礦花崗斑巖定年及地質(zhì)意義[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2015,35(3):355-357.

[3]霍加慶,盛德波,王彬,肖亮.四川九寨溝草地金礦床成礦物質(zhì)來(lái)源分析[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2015,35(4):496-500.

[4]王躍忠,宋大勇.四川省九寨溝草地金礦床地質(zhì)特征及礦床成因[J].黃金,2010,31(11):12-15.