天水市梨樹溝金礦地質(zhì)特征及找礦前景分析

趙小強(qiáng)

（甘肅省核地質(zhì)二一三大隊(duì)，甘肅 天水 741000）

天水市梨樹溝金礦位于北秦嶺關(guān)子鎮(zhèn)—娘娘壩—利橋金、銀、鉛多金屬成礦帶（Ⅳ）中的柴家莊—利橋金礦集中區(qū)的東部，地處甘肅省劃定的天水市—兩當(dāng)縣太陽(yáng)寺金銀礦遠(yuǎn)景區(qū)[1]。關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪區(qū)域韌性剪切帶以南出露的李子園群是北秦嶺最重要的含金層位，金礦床（點(diǎn)）成群成帶分布，圍繞錯(cuò)落分布的花崗巖體成群產(chǎn)出。北部的黨川—利橋北部區(qū)域，金礦主要賦存于隴山群和葫蘆河群中，類型為高品位石英脈型，代表性礦床有黨川花石山金礦、利橋曼坪金礦和金廠溝金礦；中部柴家莊—大店溝一帶金礦主要賦存于李子園群中，少數(shù)賦存于陳家河群中，石英脈型和構(gòu)造蝕變巖型兼而有之，代表性礦床有柴家莊金礦、水洞溝金礦、大店溝金礦等；南部太陽(yáng)寺以北區(qū)域的太陽(yáng)寺巖組中賦存柳梢溝金銀鉛礦和楊家坪金銀礦。梨樹溝金礦西部毗鄰兩當(dāng)縣大店溝金礦，控礦構(gòu)造為褪色蝕變韌性剪切帶，含礦巖石為石英脈及構(gòu)造蝕變帶，與梨樹溝金礦梨樹溝礦點(diǎn)具有相似的成礦地質(zhì)條件，如圖1所示。

圖1 天水市李子園-利橋-帶區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬秦嶺褶皺系北秦嶺加里東構(gòu)造帶中，北鄰祁連褶皺系，南鄰中秦嶺華里西褶皺帶，區(qū)域構(gòu)造線呈NW、NE向展布。區(qū)域出露地層主要有古元古界秦嶺群、中元古界隴山群、震旦—奧陶系李子園群、葫蘆河群、上奧陶統(tǒng)陳家河群。震旦-奧陶系李子園群主要出露于李子園—利橋南部一帶，呈反“S”帶狀展布，形成于俯沖帶之上的島弧構(gòu)造環(huán)境，為天水地區(qū)西秦嶺北緣早古生代沿關(guān)子鎮(zhèn)-李子園俯沖碰撞構(gòu)造帶古洋殼俯沖作用的產(chǎn)物[2]。該地層中石英脈分布較廣，在構(gòu)造發(fā)育區(qū)往往形成脈體密集帶，為梨樹溝金礦成礦主要層位。關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪韌性剪切帶是代表性構(gòu)造之一，該剪切帶橫貫全區(qū)，北側(cè)為秦嶺巖群，南側(cè)為李子園群，為地質(zhì)體邊界斷裂，控制了區(qū)域地質(zhì)體展布，該剪切帶南部發(fā)育的次級(jí)斷裂構(gòu)為該區(qū)主要的容礦構(gòu)造。區(qū)域上巖漿巖活動(dòng)頻繁，侵入巖十分發(fā)育，屬于西秦嶺東部構(gòu)造巖漿巖發(fā)育區(qū)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要有古元古界秦嶺巖群、震旦—奧陶系李子園群木其灘組第二和第三巖性段，北部零星線狀分布震旦-奧陶系葫蘆河群石嘴組（如圖2所示）。

圖2 天水市梨樹溝金礦地質(zhì)圖

古元古界秦嶺群（Pt1Q）：整體呈帶狀分布于關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪韌性剪切帶以北。區(qū)內(nèi)西北部?jī)H出露其二巖段（Pt1Q2），巖性為混合巖化黑云母斜長(zhǎng)片麻巖夾黑云母石英片巖和白云石大理巖。該地層整體構(gòu)成近東西向向形構(gòu)造，與金礦化關(guān)系不明。

震旦—奧陶系李子園群木其灘組：第二巖段（ZO）m2分布于關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪韌性剪切帶以南，與北部的秦嶺群斷裂接觸。整體為向南傾斜的單斜構(gòu)造，巖石變形強(qiáng)烈，接近韌性剪切帶巖石變質(zhì)程度增強(qiáng)。原巖為海相基性火山巖—碳酸鹽巖組合，主要巖性為斜長(zhǎng)角閃片巖、絹云石英片巖、白云石大理巖。其中條帶狀白云石大理巖變形強(qiáng)烈，走向上往往呈寬緩的S狀彎曲。該地層中石英脈分布較廣，為礦區(qū)主要找金層位。第三巖段（Z-O）m3出露于區(qū)內(nèi)南部一帶，巖性為石榴白云片巖，二云母片巖、絹云母綠泥片巖等。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為橫貫于區(qū)內(nèi)中部關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪韌性剪切帶，東部見有NW至NNW向脆性斷層。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，在北部古元古界秦嶺群顯示近東西向向形構(gòu)造，以南李子園群為整體向南傾斜的復(fù)式單斜構(gòu)造。

關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪韌性剪切帶呈向北凸出的弧狀展布，整體向北傾斜，寬度變化大，最寬＞1km，為多期活動(dòng)的深大斷裂，產(chǎn)狀變化大，糜棱巖面理產(chǎn)狀為 350°～10°∠50°～70°。該構(gòu)造可辨認(rèn)的構(gòu)造行跡有4期，早期為韌性和脆韌性活動(dòng)，形成長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖和斜長(zhǎng)角閃質(zhì)糜棱巖，晚期為脆性疊加，形成斷層碎裂巖，第3期活動(dòng)中伴有超基性巖脈侵入。該剪切帶多期活動(dòng)可能是造成南部李子園群中大理巖強(qiáng)烈變形和酸性脈巖反“S”狀變形彎曲的主要原因，斷裂活動(dòng)往往造成不同巖石之間發(fā)生位移并為脈巖侵入和石英脈體充填形成了有利空間，為金成礦創(chuàng)造了有利條件。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖出露面積廣，主要分布在關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪韌性剪切帶北部和東部區(qū)域，為志留紀(jì)酸性侵入巖，整體呈北西向展布，顯示巖墻擴(kuò)張就位機(jī)制。梨樹溝北部依次出露熊山溝超單元西溝單元（S2X）肉紅色中粗粒似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖和簡(jiǎn)平溝單元（S2J）肉紅色中—粗粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖，各單元之間均為脈動(dòng)侵入與圍巖接觸，巖體邊部見有少量捕虜體，均未發(fā)現(xiàn)金屬礦化。李子園群木其灘組分布大量的花崗巖脈及少量閃長(zhǎng)巖脈，為成礦提供了充足的熱源。

2.4 變質(zhì)作用

礦區(qū)變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用，接觸變質(zhì)作用弱。秦嶺群巖石變質(zhì)程度達(dá)角閃巖相，形成片麻巖類、含石墨大理巖等，李子園群變質(zhì)程度達(dá)綠片巖相，以片巖為代表。動(dòng)力變質(zhì)作用集中于關(guān)子鎮(zhèn)--元家坪韌性剪切帶中，形成糜棱巖系和碎裂巖系。接觸變質(zhì)作用表現(xiàn)在區(qū)外南部磨扇溝巖體的內(nèi)外接觸帶上，主要形成綠泥綠簾石化等。

2.5 水系沉積物異常特征

1:2.5 萬水系沉積物金異常有三處，分別位于梨樹溝、磨石溝、青山溝，其特征見表1。銅異常2處，均為點(diǎn)狀異常，一處位于元家坪南200m處，另一處位于青山溝溝腦。元家坪南Cu異常銅含量68.05×10-6， 金含量 1.27×10-9， 異常賦存于關(guān)子鎮(zhèn)--元家坪韌性剪切帶之中；青山溝溝腦銅異常銅含量 60.19×10-6，金含量 0.75×10-9。As異常 1 處，為面狀異常，異常面積約0.8km2，位于磨石溝-梨樹溝一帶，異常下限為35×10-6。該異常覆蓋區(qū)包涵了磨石溝金水系沉積物異常。異常覆蓋區(qū)地層為李子園地層，大理巖條帶、斷裂構(gòu)造、巖漿巖脈發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)多處巖金礦化。

3 礦區(qū)金礦化體特征

3.1 梨樹溝金礦化帶

礦區(qū)南部的梨樹溝溝腦一帶，出露地層為震旦-奧陶系李子園群木其灘組第二巖性段，主要巖性為灰色斜長(zhǎng)角閃片巖和灰白色絹云石英片巖，片狀構(gòu)造發(fā)育，片理產(chǎn)狀 174°～210°∠50°～64°。該地層中發(fā)育的順層擠壓片理化破碎蝕變帶（F2），為關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪區(qū)域韌性剪切帶(F1)的次級(jí)構(gòu)造，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。該破碎蝕變帶內(nèi)閃長(zhǎng)巖脈和石英脈密集出現(xiàn)，發(fā)育硅化、絹云母化、褐鐵礦化和黃鐵礦化等蝕變?nèi)鐖D2所示（照片1-6）。該破碎蝕變帶走向上與土壤化探測(cè)量圈定的Au、Ag、Cu異常展布方向吻合，為梨樹溝金礦化帶的控礦構(gòu)造。

圖3 梨林溝金礦化帶出現(xiàn)蝕變

地表石英脈作為直接找礦標(biāo)志，研究區(qū)石英至少包括三期，第一期呈乳白色，厚度0.2～0.6m，順層及切層分布，與圍巖界線清晰，無蝕變；第二期呈白色，厚度0.1～0.4m，節(jié)理發(fā)育，沿裂隙面分化呈淺黃色，交織狀分布，碳酸鹽化，巖石硬度較小，具金礦化異常；第三期呈黃褐色，為含金巖性，厚度0.01～0.5m，順層分布，受擠壓片理呈S型香腸狀構(gòu)造，與圍巖具混染特征，接觸帶褐鐵礦化、黃鐵礦化強(qiáng)烈，具油脂光澤，局部黃銅礦化強(qiáng)烈，被氧化成銅藍(lán)。硫化物石英脈集中分布于強(qiáng)蝕變帶中，產(chǎn)狀與強(qiáng)破碎蝕變帶產(chǎn)狀近一致。礦化帶中含金巖石主要為硫化物石英脈，脈壁蝕變圍巖金含量0.2×10-6～0.54×10-6。工程揭露發(fā)現(xiàn)有一定規(guī)模含金石英脈3條，含金石英脈呈薄脈狀，大致平行排列，走向上斷續(xù)出露，尖滅再現(xiàn)狀態(tài)明顯。單條脈體厚0.1～0.5m，斷續(xù)出露長(zhǎng) 30～200m，金含量為 1.1×10-6～10.7×10-6，個(gè)別樣品金含量為25.2×10-6。深部找礦既要以石英脈型金礦為重點(diǎn)，更要重視蝕變韌性剪切帶在深部成礦的優(yōu)越前景。

3.2 青山溝含金斷層

礦區(qū)西南部青山溝溝腦一帶，出露震旦-奧陶系李子園群木其灘組第二巖性段和第三巖性段，主要巖性為灰白色絹云石英片巖和少量白色大理巖，地層中石英脈稀疏，花崗巖巖枝（脈）發(fā)育。在花崗巖巖枝發(fā)育區(qū)賦存兩條大致平行展布的順層擠壓構(gòu)造（F3、F4），其中 F3斷層長(zhǎng)度＞600m，寬 2～5m，走向上膨大收縮明顯，產(chǎn)狀350°∠70°。構(gòu)造巖石為碎裂巖化片巖和碎裂巖，擠壓片理化構(gòu)造發(fā)育，與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。構(gòu)造巖石發(fā)育硅化、絹云母化及星點(diǎn)狀黃鐵礦化，石英細(xì)網(wǎng)脈充填，其中揀塊采樣金含量 0.42×10-6～1.00×10-6。F4斷層位于 F3斷層南部南部 200m 處，長(zhǎng)度＞500m，寬 2m，產(chǎn)狀 332°∠75°～80°，造特征與F3基本相似，揀塊采樣尚未發(fā)現(xiàn)金礦化。

4 找礦前景分析

4.1 有利的成礦地質(zhì)條件

西秦嶺天水市東南部，沿關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪和娘娘壩—太陽(yáng)寺兩條區(qū)域韌性剪切帶夾持區(qū)出露的晚元古代—早古生代火山變質(zhì)巖系是金成礦的有利巖性，夾持區(qū)發(fā)育的次級(jí)斷裂構(gòu)造與巖漿巖發(fā)育區(qū)為成礦的有利部位，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了柴家莊、水洞溝、湘潭子和大店溝金礦等礦產(chǎn)地，顯示了良好的找礦潛力。關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪區(qū)域韌性剪切帶在區(qū)內(nèi)北部通過，該斷裂是北秦嶺褶皺帶中的重要金礦控礦構(gòu)造之一。自加里東運(yùn)動(dòng)以來，該剪切構(gòu)造帶先后經(jīng)歷了四次構(gòu)造（韌性、脆性）活動(dòng)，伴隨構(gòu)造活動(dòng)有脈狀超基性巖侵入，為區(qū)域金成礦的重要導(dǎo)礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)南部出露的李子園群變質(zhì)基性火山巖，巖性以片巖為主，夾有多條大理巖條帶，大理巖與圍巖的接觸帶往往是斷裂構(gòu)造的發(fā)育區(qū)，也是重要容礦部位。

4.2 鄰區(qū)礦床對(duì)比的指導(dǎo)意義

梨樹溝金礦西部相鄰的大店溝大型金礦形成于晚三疊世揚(yáng)子板塊與華北板塊發(fā)生俯沖碰撞的地質(zhì)背景，造山作用伴隨有晚印支期―早燕山期構(gòu)造－巖漿－熱液成巖、成礦事件[3]。二者相距10km，同受一條區(qū)域斷裂構(gòu)造控制，其礦區(qū)地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征及控礦因素等具有高度的相似性。大店金礦找礦突破前因水系沉積物金異常面積小、異常值低和控制因素不明而經(jīng)歷了反復(fù)認(rèn)識(shí)、實(shí)踐的找礦過程，即在認(rèn)識(shí)上實(shí)現(xiàn)了從稀疏石英脈控礦到構(gòu)造蝕變帶控礦的深化，在找礦方法上從揭露單一石英脈，到全面控制石英脈產(chǎn)出的整個(gè)蝕變剪切帶的轉(zhuǎn)變，最終對(duì)蝕變剪切帶采用鉆探工程系統(tǒng)揭露后獲得了重大找礦突破。通過對(duì)比研究認(rèn)為，梨樹溝金礦與大店溝金礦地質(zhì)特征和控礦因素相似，運(yùn)用大店溝金礦找礦突破的成功方法和經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)梨樹溝金礦新的找礦實(shí)踐，可能取得找礦突破。

4.3 已發(fā)現(xiàn)的礦化線索

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了具有成礦潛力的找金遠(yuǎn)景區(qū)兩處，其中梨樹溝地段發(fā)現(xiàn)1條含金構(gòu)造蝕變帶，長(zhǎng)300余米，寬11～32m，其中硫化物石英脈密集出現(xiàn)，單個(gè)脈體出露長(zhǎng)度一般大于50m，厚度一般0.05～0.40m，最厚為 0.5m，地表金含量一般為 1.1×10-6～10.7×10-6，最高25.2×10-6，含銅1.2%。在該破碎蝕變帶中已發(fā)現(xiàn)四條金礦化體和一條銅金礦化體，石英脈及圍巖中褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化發(fā)育。在青山溝地段發(fā)現(xiàn)兩條構(gòu)造蝕變帶，在F3構(gòu)造蝕變帶中發(fā)現(xiàn)了金礦化，受構(gòu)造控制明顯。

5 結(jié)論

第一，梨樹溝金礦含礦地層為李子園群第二巖性段，主要巖性為絹云母石英片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖及大理巖條帶。

第二，關(guān)子鎮(zhèn)—元家坪區(qū)域韌性剪切帶控制的次級(jí)斷裂構(gòu)造為容礦構(gòu)造，成礦有利部位經(jīng)多期次的熱液活動(dòng)促成了金的富集，表現(xiàn)出構(gòu)造控礦特征。

第三，礦區(qū)發(fā)育三期次石英脈，第三期石英脈為含礦巖石，分布于褪色蝕變韌性剪切帶中，發(fā)育黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃銅礦化及銅藍(lán)等蝕變。

第四，對(duì)比大店溝金礦找礦成果，梨樹溝金礦化帶成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，探索地表石英脈型金礦向深部韌性剪切帶成礦的轉(zhuǎn)化，有望獲得深部找礦的重大突破。