李壩金礦床成礦元素空間分布特征及找礦預測*

賀登平

(紫金礦業(yè)集團股份有限公司，福建 龍巖市 364200)

西秦嶺位于秦嶺造山帶西段，在區(qū)域大地構造位置上處于古亞洲構造域、特提斯構造域和濱太平洋構造域交匯的特殊地段，是甘肅最主要的金礦勘查開發(fā)基地。甘肅省禮縣李壩金礦床位于西秦嶺北成礦亞帶禮岷金礦帶東部，北接中-南祁連弧盆系和北秦嶺巖漿弧，南鄰中秦嶺澤庫前陸盆地。1986年，前人通過開展溝系次生暈測量及異常驗證工作，在該區(qū)發(fā)現了數條金礦(化) 體。截止2014年，天水礦產勘察院共探獲各類別資源/儲量5200萬t，金屬量103 t，平均品位 1.97 g/t。在地質研究方面，前人在研究地質特征的基礎上，總結控礦因素，探討礦床成因[1-5]；根據礦床及礦田構造地球化學特征[6-8]、脈巖、變質巖、圍巖蝕變與金成礦關系[9-11]，初步進行了找礦預測，指出了找礦方向；通過構造特征及形成機理的研究，探討了構造與成礦的關系[12-13]；運用電子探針對各成礦階段主要金屬硫化物開展測試分析，查明了金的賦存形式、主要載體礦物，推測了礦床形成的物理化學環(huán)境[14]。至此，前人對李壩金礦床成礦元素空間分布特征及其找礦預測方面的研究鮮少涉及，在礦山開發(fā)過程中，構造與成礦的關系問題一度成為采礦、勘查工作的難題，本文通過對李壩金礦床內成礦元素的分布規(guī)律和構造的綜合研究，探討了區(qū)內的區(qū)域性大斷裂和李壩金礦床的空間分布、成因關系，提出該區(qū)深部及其外圍找礦思路的科學依據，對禮岷金礦帶上尋找同類型金礦具有重要的參考、指導意義。

1 礦區(qū)地質概況

在該區(qū)已發(fā)現寨上特大型金礦、李壩、鹿兒壩、金山大型金礦和馬溝、馬泉、杜溝、趙溝、麻地溝、瓦屋溝、三人溝等中小型金礦床(點)。

地層：礦區(qū)出露地層主要為中泥盆統(tǒng)李壩群第二層(D2lb2)，由一套淺變質的細碎屑巖組成(見圖1)，巖性主要為板巖夾少量變細砂巖，分為3個亞層，且均有礦體分布。

構造：礦區(qū)構造格式為褶皺加斷裂的構造體系。主干構造為酒店-李壩復式背斜(Ⅲ級)的次級褶皺趙溝-申家山倒轉向斜(Ⅳ級)，控制著礦區(qū)地層的展布。向斜長5000 m，寬2000 m，北東翼產狀180°～210°∠50°～65°，向斜南西翼發(fā)生倒轉，產狀180°～210°∠35°～45°，礦區(qū)的26號礦帶、7號礦帶、6號礦帶均在南西翼產出。區(qū)內斷裂構造極為發(fā)育，按其產狀可分兩組，其一為北西向斷裂，其二為北西西向斷裂。北西向斷裂有F1、F2、F10等，其中F1為礦區(qū)的主干斷裂，為導礦構造，其余均為次要斷裂；北西西向斷裂有F3、F4、F5、F7、F8、F9、F11、F29等，均為次級斷裂。這些次級斷裂是礦區(qū)的主要含礦斷裂。

巖漿巖：礦區(qū)位于中川花崗巖體北東約2000 m處，但區(qū)內未見巖體出露，僅巖脈發(fā)育，主要有云斜煌斑巖脈、花崗閃長巖脈。巖脈規(guī)模較小，長數米～數十米，寬度不足一米～數米。巖脈長軸分布方向基本同礦區(qū)構造線一致，巖脈一般呈不規(guī)則脈狀與礦體伴生產出。

圖1 甘肅省禮縣李壩金礦床地質簡圖

2 礦床地質特征

礦體主要為似層狀、透鏡狀，膨大收縮、分枝復合及尖滅再現現象明顯，其產出嚴格受構造控制。從北至南依次劃分為炭窯溝、趙溝、麻地溝、瓦屋溝、杜溝、馬溝、王河、李壩5號等礦(化)帶，共圈定 69 條礦體，其中大型礦體 2 條，中型礦體 8 條，小型礦體 59 條。經初步估算，共探獲各類別資源/儲量 5200萬t，金屬量 103 t，平均品位1.97 g/t。

礦體圍巖蝕變具有典型的熱液礦物組合特征，由中心向兩側可劃分為黃鐵礦—絹云母化亞帶、絹云母-石英化亞帶、綠泥石—黑云母化亞帶。蝕變帶沿斷裂破碎帶分布，規(guī)模、產狀基本與后者相同。蝕變強弱與礦化程度呈正相關，蝕變帶由中心向兩側蝕變程度逐漸減弱，因而其礦化程度也逐漸降低。

礦石工業(yè)類型較單一，主要為硫化物微細浸染型金礦石。礦石結構以粒狀、柱狀、鱗片狀、葉片狀、砂狀、溶蝕結構為主。礦石構造以浸染狀、斑點狀、 脈狀、網脈狀構造為主。金屬礦物主要為黃鐵礦，次要礦物為毒砂、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等，非金屬礦物主要為石英，絹云母。金的載體礦物主要有黃鐵礦、毒砂、石英；嵌布特征主要有吸附金、包體金、裂隙金、粒間金等4種；包體金約占 66.9%，主要在黃鐵礦和毒砂晶體內部，少量位于石英晶體內部。金以微細粒金為主，約占金總量的 80%，一般在0.002～0.007 mm之間。

成礦階段分為熱液期和表生期兩個成礦期。其中熱液期是主成礦期，又進一步劃分為Ⅰ少硫化物石英階段、Ⅱ石英絹云母黃鐵礦階段和Ⅲ石英碳酸鹽階段。礦物組合為Ⅰ階段石英(少量黃鐵礦、電氣石、磷灰石等) -Ⅱ階段石英+絹云母+黃鐵礦(次綠泥石，少量碳酸鹽、毒砂 ) -Ⅲ階段石英+碳酸鹽(少量重晶石、石膏、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦等)。熱液期金的沉淀作用主要在Ⅱ階段，伴隨硅化、絹云母化、黃鐵礦化金沉淀富集。表生期以氧化作用為主，次生富集明顯，局部形成氧化富礦。

3 金成礦元素空間水平分布特征及其與構造的關系

為了研究金成礦元素水平分帶特征與區(qū)域性構造的空間關系，使用李壩礦區(qū)用于探礦勘查的1641個竣工鉆孔的礦體單工程平均品位和線金屬量繪制金成礦元素等值線圖；為了更好地研究金元素分帶是否與構造有空間關系，特選取礦區(qū)內厚大礦體所在礦段(包括趙溝和馬溝)分別繪制品位和線金屬量等值線圖(鉆探工程個數分別為186和542)。單工程平均品位和線金屬量用加權法計算得出，計算公式如下：

在金品位等值線圖中(見圖2)，分別以金品位0.1 g/t、0.5 g/t和1.0 g/t為下限圈定金品位高值區(qū)，圖2顯示，金品位≥0.1 g/t區(qū)域幾乎覆蓋全區(qū)，僅礦區(qū)東北角出現0～0.1 g/t區(qū)，基本反映了礦區(qū)內金礦化的最大范圍。金品位≥0.5 g/t和金品位≥1.0 g/t區(qū)域，二者整體上分布在全區(qū)內斷裂構造發(fā)育部位，尤其產于北西向的構造蝕變破碎帶內，可見比較明顯的3個金品位濃集中心，均明顯處于破碎帶內，還可見處于幾組斷裂交匯處(見圖3)，值得注意的是，局部明顯可見濃集中心呈串珠狀沿構造方向產于構造破碎帶中(見圖4)。

在圖5中，以線金屬量40～50 m×g/t為下限圈定礦化區(qū)，總體上還是沿著北西向的構造蝕變破碎帶分布，且高值或濃集中心均與品位分布相對應，值得注意的是，在礦區(qū)最北部即趙溝礦段，出現高品位厚大礦體，明顯產于兩組斷裂構造的交匯部位，寬約500～800 m，顯示金元素富集主要受到各組斷裂組成的構造蝕變破碎帶控制。以線金屬量80 m×g/t為下限的金屬量高值區(qū)基本不連續(xù)，并呈串珠狀沿北西向構造變破碎帶分布，從北往南大致分為：

ⅠAu濃集中心位于礦區(qū)北部(即趙溝礦段)，除去北邊未有鉆探工程控制不封邊因素外，可見該濃集中心大致呈東西向扁圓狀，總體處于兩組斷裂構成的構造破碎帶內，圖3、圖6顯示，高品位及線金屬量高值區(qū)總體形態(tài)與構造破碎蝕變帶產出形態(tài)相近，均北西走向；尤其線金屬量100～120 m×g/t的高值區(qū)明顯沿構造方向分布并處于兩組斷裂交匯部位，東西走向長約700～800 m，寬約300～400 m，推測此濃集中心的分布與富集主要受到了北西向構造蝕變破碎帶影響，此現象與李壩礦區(qū)內最大的趙溝26號礦(化)帶客觀實際相吻合；

ⅡAu濃集中心位于礦區(qū)中部偏東(包括馬溝北部和南部，以下統(tǒng)稱馬溝礦段)，可見多個品位和線金屬值高值區(qū)呈串珠圓狀沿構造線分布(見圖4、圖2)，南北向范圍約500～600 m，東西向延伸約800～1300 m，圖上顯示高值區(qū)/濃集中心主要沿構造方向分布，推測主要受到了北西向斷裂及其它方向幾組斷裂構造的共同影響；

ⅢAu濃集中心位于李壩礦區(qū)東南側(即李壩5號礦化帶，見圖5)，結合圖2可知，品位高值區(qū)與線金屬量濃集中心整體對應性好，均處于近東西向的構造破碎帶內，可能此濃集中心主要受到近東西向-北北西向斷裂的影響。

李壩金礦目前處于礦山開采、開發(fā)階段，根據礦區(qū)內近千個鉆孔和地表工程資料、所有剖面礦體外推的經驗，分析認為線金屬量達40～80 m×g/t區(qū)域鉆孔見礦概率高；結合線金屬量高值區(qū)的分布規(guī)律，線金屬量40～80 m×g/t的區(qū)域整體上呈北西向沿構造方向分布，局部高值區(qū)呈扁圓狀，總體分布在北西向構造破碎帶及幾組斷裂的交匯部位，初步分析認為這些區(qū)域仍具有較好的找礦潛力。

通過圖2～圖7中的品位與線金屬量對比可知，在趙溝礦段的ⅠAu濃集中心(見圖2、圖3、圖6)的高品位區(qū)域和線金屬量濃集中心可能都受到了兩組斷裂構造的雙重控制；而在馬溝礦段的ⅡAu濃集中心，Au≥1 g/t的高品位區(qū)域和線金屬量≥80 m×g/t的濃集中心的形態(tài)和位置基本一致，對應著高品位厚大礦體位置，且基本沿構造方向呈串珠狀分布。綜上所述，金元素的空間分布規(guī)律主要受到了北西向構造破碎帶和幾組斷裂交匯部位的共同控制。

圖2 李壩金礦區(qū)金品位等值線圖

圖3 李壩金礦區(qū)趙溝礦段金品位等值線圖

圖4 李壩金礦區(qū)馬溝礦段金品位等值線圖

圖5 李壩金礦區(qū)金線金屬量等值線圖

圖6 李壩金礦區(qū)趙溝礦段金線金屬量等值線圖

圖7 李壩金礦區(qū)馬溝礦段金線金屬量等值線圖

4 討 論

秦嶺造山帶位于我國中央造山帶的核心地段，并處于楊子古地塊與華北古地塊之間，穿越中國整個西部擠壓構造區(qū)和東部伸展區(qū)，李壩金礦床位于西秦嶺，即處于秦嶺造山帶西段。800 Ma以來，即西秦嶺自新元古代先后經歷超大陸裂解、俯沖碰撞造山和板塊內伸展等復雜的地殼演化歷程，具有物理化學作用劇烈、多期構造復合與集結等有利成礦地質條件，由此，西秦嶺地區(qū)的金礦床分布具有獨特的地質背景[15-18]。

西秦嶺地區(qū)主要經歷了晉寧運動、印支運動和燕山運動這3期造山運動，期間不同構造體制不斷演化、多旋回發(fā)展，進而控制了礦源巖系的形成與分布，即控制了流體成礦作用及其時空分布，從而控制了區(qū)域性金礦(化)帶、礦田、礦床或礦點的時空分布[15,19-20]。在區(qū)域上，成礦物質和成礦流體的活化、遷移通常受構造應力的影響，主要表現在：一是構造應力可釋放、提供成礦流體運移通道及富集空間，二是構造應力會影響和改變區(qū)域背景的物理化學條件。由此，在本研究區(qū)內，構造破碎帶與金成礦元素有著極其密切的關系，研究資料顯示尤其印支運動以來，形成的一系列近東西向-北北西向弧形大型構造破碎帶，為成礦流體的運移、定位、儲礦直接提供了構造通道和淀積場所[21-23]。

甘肅禮縣李壩金礦床位于西秦嶺地區(qū)禮岷成礦帶內，研究資料顯示，禮岷金礦帶是由若干個淺成低溫熱液金礦床(點)及金的化探異常區(qū)組成，主要產于巖體外圍古生界淺變質巖破碎蝕變帶[24]。帶內區(qū)域性構造可見禮縣-山陽大斷裂，是中秦嶺華力西褶皺帶的南北分界線，其在演化發(fā)展過程中，控制了中秦嶺泥盆紀沉積相及其環(huán)境的構造格局，并為深部成礦熱液提供導礦通道，在韌性剪切帶及其一系列旁側次級斷裂等構造所組成的有利空間滲濾、擴散、交代而使成礦物質富集成礦[25]。

由此，李壩式金礦床的金成礦作用與該區(qū)的大地構造演化，時、空上關系都極其密切：時間上，金成礦流體從中、新元古代至早古生代的沉淀初期，成礦作用與區(qū)域上的拉張、裂陷活動有關；金成礦元素在中、新生代的富集成礦，與燕山-喜馬拉雅板內造山作用有關：空間上，西秦嶺地區(qū)的金礦床均受北北西向及近東西向斷裂構造的控制，燕山期又明顯地受到北東向斷裂構造的疊加，致使李壩式一系列金礦床均沿上述構造方向展布。

李壩金礦床中金元素的水平分布特征顯示金品位及線金屬量的高值區(qū)主要分布在礦區(qū)北北西向斷裂構造帶內及幾組斷裂構造的交匯部位，礦床內的斷裂構造不僅僅導礦、賦礦，亦伴隨不同程度的熱液蝕變。在北北西向-近東西向斷裂構造蝕變帶與南北向張性破碎帶(密集劈理帶)的交匯部位，往往金礦(化)體富集，品位較高，是成礦的有利地段。

綜上所述，區(qū)域性大斷裂為成礦熱液流體提供了活化運移通道、沉淀富集有利空間，并控制了成礦流體就位，而礦田內不同尺度的斷裂構造往往控制了礦(化)體的分布形態(tài)和產狀。鑒于李壩金礦床的上述特征，建議加強金成礦流體活化運移路徑與區(qū)域性斷裂、礦區(qū)斷裂的空間關系研究和成因探討，尤其在礦山開發(fā)、勘探過程中，需查明礦區(qū)內斷裂沿走向、傾向的延伸情況，并加大沿構造方向對金礦床的勘查力度。

5 結 論

(1) 金成礦元素的品位和線金屬量濃集中心主要分布在礦區(qū)北北西向-近東西向斷裂構造蝕變破碎帶內及其與旁側其他方向次級斷裂構造的交匯部位，表明金成礦作用明顯受到了斷裂構造的影響、控制。

(2) 區(qū)域性大斷裂對與李壩金礦床密切相關的成礦流體的就位控制明顯，而礦田內不同尺度的北北西向-近東西向構造帶及其與其他方向構造的交匯部位直接影響了金礦(化)體的產出形態(tài)和分布空間，這一規(guī)律對李壩金礦床深部及外圍隱伏金礦體的找礦勘查工作具有重要的參考意義和現實指導意義。

致謝：感謝紫金礦業(yè)集團礦產地質勘查院賴曉丹、琿春紫金礦業(yè)有限公司劉光永地質工程師對本論文的支持與幫助；感謝隴南礦業(yè)有限公司部分同仁的幫助；感謝礦產地質勘查院劉海英地質工程師及紫金礦業(yè)集團礦山管理部同仁的支持；感謝匿名評審專家的審稿及提出建設性意見；在此一并致謝！