皖南金家山金礦地質(zhì)特征及控礦因素

章賢能，寇尚文，丁勇

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊(duì)， 安徽黃山 245000）

0 引言

金家山地區(qū)位于安徽省祁門縣祁山鎮(zhèn)300°方向約11km處，毗鄰祁門縣東源斑巖型鎢（鉬）大型礦床[1]。本世紀(jì)初，安徽省地勘基金在祁門縣先后設(shè)立了廖家、金家山、黃古田等金礦勘查項(xiàng)目，其成果豐富了江南隆起帶找金信息，本文擬在已經(jīng)取得的成果基礎(chǔ)上探討該區(qū)微細(xì)浸染型金礦的特征及控礦因素。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)位于揚(yáng)子地塊東南部，江南隆起帶北緣歷口構(gòu)造區(qū)(圖1)。歷口構(gòu)造區(qū)以南為鄣公山隆起帶，二者以祁門—歙縣脆韌性斷裂帶(F1)為界。按南京地質(zhì)調(diào)查中心劃分的華東片區(qū)Ⅳ級(jí)成礦單元方案，本區(qū)屬江南隆起東段Au-Ag-Pb-Zn-W-Mn-V螢石成礦帶“Ⅲ-70A”（九嶺-鄣公山隆起Cu-Pb-Zn-W-Sn-Au成礦亞帶Ⅲ-70A-①）[2]，其基底為新元古代淺變質(zhì)碎屑巖，蓋層為南華系—奧陶系。燕山期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，在祁門-歙縣邊界斷裂上形成拉分盆地，沉積了侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)地層。

歷口構(gòu)造區(qū)經(jīng)歷了長期復(fù)雜的變形歷史，晉寧運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致基底地層褶皺，卷入地層有新元古代環(huán)砂組、牛屋組、大谷運(yùn)組，褶皺規(guī)模大，長約數(shù)十千米，橫向上發(fā)育復(fù)式褶皺，奠定了歷口構(gòu)造區(qū)基本構(gòu)造樣式，后期構(gòu)造作用則是在此褶皺構(gòu)造的基礎(chǔ)上疊加和改造而呈現(xiàn)不同的形態(tài)[3]。歷口構(gòu)造區(qū)見晉寧期休寧、許村花崗閃長巖的侵入。

研究區(qū)構(gòu)造線以北東向?yàn)橹?，次為北西向。北東向經(jīng)公橋-古溪斷裂(F2)和北西向東源-塔下斷裂(F3)侵入東源、西源、大屋里花崗閃長斑巖，其中東源巖體(146.00±0.73)Ma[4]為東源鎢礦成礦地質(zhì)體；此外部分北東、北西向斷裂見有中酸性脈巖充填，為金礦形成提供一定熱源。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)為新元古代環(huán)砂組、牛屋組基底地層出露區(qū)。

環(huán)砂組(Pt3h)：分布于區(qū)內(nèi)居士堂—西坑一帶，古溪、廖家也有出露。沉積一套非紋層狀層理的塊狀碎屑巖，以綠色、灰綠色為主色調(diào)，沉積部位相當(dāng)于大陸斜坡中扇末端水道環(huán)境，巖性為塊層狀、中厚層細(xì)砂巖、粉砂巖，夾板巖，見有遞變層理，具高密度濁流沉積特征，發(fā)育不完整的鮑瑪(Bouma)序列。

牛屋組(Pt3n)主要分布于研究區(qū)北西部和南東部，與下覆環(huán)砂組為整合接觸關(guān)系，以出現(xiàn)薄層狀紫色泥巖(紫色層)為標(biāo)志，“紫色層”寬1.5～22m不等，為區(qū)域上標(biāo)志層。分上下兩個(gè)巖性段。

圖1 安徽省祁門縣金家山地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Figure 1.Regional geological map of the Jinjiashan area，Qimen County，Anhui Province

下段(Pt3n1)巖性以紋層狀層理為主的絹云板巖，夾細(xì)砂質(zhì)粉砂巖及數(shù)層紫色泥巖；上段(Pt3n2)巖性以巖屑砂巖為主，夾(含碳)絹云板巖。牛屋組為深海扇環(huán)境沉積，是一個(gè)海底扇推進(jìn)式相層序，下段為外扇亞相沉積，上段為中扇亞相。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)主構(gòu)造線為北東向。褶皺自北西向南東分布古溪背斜、白毛坑向斜、居士堂復(fù)背斜。斷裂構(gòu)造以北東向斷層為主，次為北西向及少量東西向斷層。主要控礦斷裂有：

廖家斷裂：斜貫礦區(qū)，斷層走向北東，傾向北西，傾角45°～60°，為逆斷層，圍巖為環(huán)砂組、牛屋組，是廖家金礦、黃古田金礦的控礦構(gòu)造，其旁側(cè)次級(jí)斷層賦存金礦體。

西坑斷裂：位于西坑南700m處，走向北東東，斷裂帶長約1km，寬55～165m不等，由數(shù)條破裂面夾剛性巖層組成，巖石受擠壓扭曲破碎，發(fā)育硅化巖和泥質(zhì)膠結(jié)的角礫巖，具有先壓后扭張的特征，帶內(nèi)巖石具硅化、絹云母化蝕變，并見毒砂礦化、黃鐵礦化，為研究區(qū)Au賦礦構(gòu)造。

樟源斷裂：走向北東50°±，傾向北西，區(qū)內(nèi)長約9.0km，兩端延出礦權(quán)區(qū)，寬約2～22m不等，為左行逆沖斷層，斷面波狀起伏，并留有近水平擦痕。斷裂帶內(nèi)見有含毒砂礦化碎粒巖，刻槽樣 Au1.37～9.04g/t，為后續(xù)勘查對象。

2.3 巖漿巖

巖漿巖不發(fā)育，僅見沿?cái)嗔鸭芭詡?cè)充填的中基性-酸性巖脈，脈巖巖性有花崗(閃長)斑巖、閃長玢巖及少量輝綠玢巖。吳家坦北側(cè)地段地表巖石具角巖化蝕變，花崗斑巖脈較為集中，地表見有30條，大小不一，大者延伸約870m，寬度大于20m，小者延伸長僅30～40m；另外在吳家坦施工的鉆孔中見隱伏花崗斑巖脈11條，預(yù)示著吳家坦北側(cè)深部可能有隱伏巖體。

研究區(qū)圍巖蝕變較弱，在吳家坦見角巖化面狀蝕變，其他地區(qū)多表現(xiàn)為沿?cái)嗔褞?nèi)構(gòu)造巖分布的線型蝕變，主要有硅化、絹云母化及少量毒砂礦化、黃鐵礦化。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

金家山地區(qū)圈定了7條金礦體，分布于西坑和樟源。其中西坑斷裂為主要成礦結(jié)構(gòu)面，斷裂傾向北，傾角69°～85°，構(gòu)造巖見毒砂礦化和少量黃鐵礦化，部分構(gòu)造巖可圈定金礦體。有9個(gè)探槽見金礦化，礦體根據(jù)巖石類型不易識(shí)別，依據(jù)化驗(yàn)結(jié)果圈定，地表圈定金礦體5個(gè)；深部施工3孔，有5個(gè)樣見Au在邊界品位之上，但厚度較小，只有ZK1501-H9達(dá)工業(yè)米·克/噸值。

Au1礦體：位于西坑斷裂東段，屬低硫化物微細(xì)浸染型金礦，由TC30、TC01、TC31及ZK001控制，Au僅TC01可圈定工業(yè)礦體，屬地表礦，厚2.87m，Au品位2.58×10-6～6.20×10-6，厚度加權(quán)平均3.94×10-6，礦體呈透鏡狀，長約86m，延深40m；ZK001中西坑斷裂帶內(nèi)有15個(gè)樣見Au礦化，最高為H34，厚0.34m，品位3.84×10-6。礦體頂?shù)装鍨榄h(huán)砂組變質(zhì)粉砂巖。

Au2礦體：位于西坑斷裂西段，亦為低硫化物微細(xì)浸染型金礦，由TC32、TC24、TC25、TC34及ZK701控制，其中TC25見Au工業(yè)礦體，厚4.56m，Au品位1.47×10-6～5.39×10-6，厚度加權(quán)平均品位3.08×10-6，礦石由透鏡狀石英脈+構(gòu)造巖組成，長約170m，延深40m；深部施工的ZK701中西坑斷裂帶內(nèi)有10個(gè)樣見金礦化，最高為0.96×10-6(H97)。礦體頂?shù)装鍨榄h(huán)砂組碎裂絹云板巖。

3.2 礦石特征

金家山礦區(qū)Au礦石自然類型為低硫化物含金構(gòu)造角礫巖，少量含金石英脈，工業(yè)類型為原生硫化礦，其礦石礦物為毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、褐鐵礦；脈石礦物為石英、長石、絹云母、碳酸鹽礦物和黏土礦物。采集的薄片、光片均未見獨(dú)立金礦物，鄰區(qū)廖家金礦ZK301見自然金。礦石一般呈灰褐色、黃褐色、雜色，碎粉狀—角礫狀構(gòu)造，硅質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，硬度中等，主要脈石礦物為石英(30%～85%)、長石(10%～45%)、碳酸鹽礦物(2%±)、絹云母+黏土礦物(1%～25%)、金屬礦物≤2%～5%。鏡下石英多為粒徑大于0.5mm的大顆粒，呈他形粒狀、長粒狀分布，具波狀消光，顆粒間接觸界線呈鋸齒狀，小部分為0.1mm±者呈細(xì)小他形粒狀分布于大顆粒石英之間；長石呈他形粒狀變晶，具雙晶；絹云母呈顯微鱗片變晶分布于小顆粒石英之間；碳酸鹽礦物呈細(xì)小他形粒狀，呈脈狀分布。金屬礦物：毒砂呈自形—半自形晶，以星散浸染狀分布為主，粒徑0.03mm，個(gè)別0.3～1mm，少量毒砂集合體呈細(xì)脈狀分布；黃銅礦、閃鋅礦他形晶結(jié)構(gòu)，偶見交代毒砂；黃鐵礦呈半自形晶結(jié)構(gòu)，粒徑細(xì)小，少量呈浸染狀分布；褐鐵礦多呈細(xì)脈狀，少量呈黃鐵礦假象，部分交代毒砂。

研究區(qū)礦石結(jié)構(gòu)有他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、交代假像結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主，少量細(xì)脈狀構(gòu)造。

3.3 圍巖與蝕變

金礦體產(chǎn)于斷裂帶中，礦體圍巖為變質(zhì)粉砂巖、碎裂絹云板巖，與圍巖間以斷面為界，界線清楚。圍巖蝕變較弱，沿構(gòu)造帶線性發(fā)育硅化、絹云母化及少量的碳酸鹽化；金屬硫化物礦化主要為毒砂礦化、黃鐵礦化，零星在斷層中見褐鐵礦化，鏡下見黃銅礦化、閃鋅礦化。

3.4 成礦期及成礦階段

研究區(qū)礦化有熱液成礦期和表生成礦期。新元古代環(huán)砂組、牛屋組濁積巖金豐度值較高，受構(gòu)造擾動(dòng)時(shí)可造成金元素活化；燕山期隨著古太平洋板塊活動(dòng)增強(qiáng)，侵入東源、西源、大屋里花崗閃長巖和城安花崗巖類，巖體侵入后巖漿冷凝出溶形成富含水、Cl-、F-、H2S及金屬元素流體[5]，沿構(gòu)造帶向低壓區(qū)流動(dòng)，這些遠(yuǎn)成巖漿熱液[6]部分影響到礦區(qū)構(gòu)造巖，疊加并萃取圍巖、構(gòu)造巖中金元素，形成金礦體，熱液階段主要形成石英、毒砂、黃鐵礦、黃銅礦及閃鋅礦等特征礦物。表生成礦期由于地表水的淋濾及在大氣氧化作用下，礦床中的硫化物發(fā)生分解、氧化、淋失，形成膠狀褐鐵礦等礦物，如樟源斷裂中含金褐鐵礦化角礫巖。

4 控礦因素分析

4.1 地層與成礦

金家山地區(qū)的金礦形成與Au高豐度值濁積巖地層相關(guān)。根據(jù)巖石地球化學(xué)剖面和巖心采集的2915件巖石光譜樣品統(tǒng)計(jì)，Au平均含量3.03mg/t，約是中國東部地殼元素豐度的4倍(圖2)。從容礦構(gòu)造圍巖來看，金礦化與環(huán)砂組變質(zhì)細(xì)碎屑巖、牛屋組絹云板巖夾細(xì)砂質(zhì)粉砂巖密切相關(guān)，尤其是砂巖類巖石性脆，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及演化過程中表現(xiàn)為不同程度的破碎或碎裂，有利于礦質(zhì)滲透。隨著含礦熱液運(yùn)移，萃取圍巖中含礦元素，在一定構(gòu)造部位聚集成礦。

4.2 構(gòu)造與成礦

圖2 各巖石類型原生暈Au平均含量直方圖Figure 2.Histogram of average Au content in primary halo of each rock type

礦區(qū)北東向褶皺與斷層發(fā)育，規(guī)模較大，并侵入有花崗閃長斑巖、閃長玢巖，另見少量北西向中基性巖脈。區(qū)域上燕山晚期受南北應(yīng)力作用較強(qiáng)，形成了東西向城安-鎮(zhèn)頭斷裂帶，并侵入了城安巖體。區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為自北北西向南東東的逆沖，形成一系列北東向大斷裂，晚期表現(xiàn)為扭張，在早期斷面留有近水平擦痕，區(qū)內(nèi)Au土壤異常多沿北東向斷層分布。斷裂是金家山金礦最直接、最重要的控礦因素，斷裂活動(dòng)不僅提供了成礦空間，為地表水和地下水滲透循環(huán)提供通道，也是擴(kuò)容低壓區(qū)，為含礦熱液的形成提供了熱源和動(dòng)力，使流體通過不同的通道向低壓區(qū)聚集[7]。區(qū)內(nèi)西坑斷裂先壓后張賦存Au1—Au5礦體；新發(fā)現(xiàn)的北東向早期擠壓晚期扭張的樟源斷裂見金礦化，因而張性、扭張性斷裂為容礦(儲(chǔ)礦)構(gòu)造。成礦地質(zhì)體為構(gòu)造巖，本區(qū)構(gòu)造巖金豐度值高，據(jù)采集的75件構(gòu)造巖原生暈，Au元素均值達(dá)16.76mg/t，構(gòu)造巖中Au富集系數(shù)K為21.76，金礦是晚期含礦流體沿早期構(gòu)造巖裂隙交代浸染疊加形成。

4.3 巖漿巖與成礦

金家山地區(qū)巖漿巖不發(fā)育，以出現(xiàn)大量中基性—酸性巖脈為特征，為金礦形成提供一定熱源。巖脈的出現(xiàn)說明斷裂中有巖漿期后的熱液活動(dòng)，并從深部帶來部分熱液，在流動(dòng)過程中萃取成礦元素，疊加在早期構(gòu)造巖上，使構(gòu)造巖Au豐度增高或沉淀形成浸染型礦體。

5 礦床成因探討

5.1 物質(zhì)來源

礦區(qū)金礦成礦地質(zhì)體為含金構(gòu)造角礫巖，多數(shù)分布在濁積巖中變質(zhì)粉砂巖與板巖巖性界面上，這類濁流沉積巖為金礦提供一定礦質(zhì)。區(qū)內(nèi)濁積巖金元素豐度高，一旦有斷層通過或軸面劈理發(fā)育時(shí)造成金元素活化，有可形成金礦(化)體，如吳家坦北側(cè)角巖化蝕變區(qū)Au明顯富集，達(dá)到地層豐度2倍以上。濁流間隙沉積的泥巖可吸附金，但缺點(diǎn)是泥(板)巖是柔性巖石，雖可對成礦流體具有遮擋作用，促使含金礦液在構(gòu)造有利地段停滯成礦，但不利于流體通過，因而發(fā)育在板巖中金礦體連續(xù)性差，如西坑TC25控制Au2礦體、XD836所見的毒砂礦化角礫巖，圍巖均為絹云板巖，走向長度有限，礦體規(guī)模小。濁積巖中砂巖巖性性脆，受構(gòu)造擾動(dòng)時(shí)，有利于斷裂與裂隙產(chǎn)生，為礦液運(yùn)移和停滯提供了良好的通道和儲(chǔ)礦空間；此外斷裂帶中成礦物質(zhì)組分，經(jīng)過天水長期淋濾亦可形成含礦流體。

Au元素另一來源為遠(yuǎn)成低溫?zé)嵋簲y帶而來，礦區(qū)斷裂中角礫巖發(fā)育毒砂礦化，距離東源含礦巖體為2～8.8km，且區(qū)內(nèi)吳家坦地表中酸性巖脈發(fā)育，其深部可能有隱伏巖體，說明巖漿活動(dòng)影響到金家山地區(qū)，金礦疊加有東源成礦流體或巖漿期后遠(yuǎn)成低溫?zé)嵋菏蔷哂锌赡苄缘?。區(qū)內(nèi)濁積巖地層中順層石英脈大都不含礦，為變質(zhì)分異形成的透鏡狀石英脈，其Au豐度低于圍巖，與構(gòu)造帶內(nèi)熱液末期形成石英脈Au豐度差別大。

5.2 成礦作用

金家山地區(qū)成礦作用具多期性。區(qū)內(nèi)賦礦圍巖地層豐度值較高，受到構(gòu)造擾動(dòng)時(shí)Au容易活化富集，如褶皺應(yīng)力集中處軸面劈理密集帶；構(gòu)造作用持續(xù)活動(dòng)形成的斷層是金礦的成礦結(jié)構(gòu)面，沿?cái)鄬映涮钣袔r漿巖脈，證明有遠(yuǎn)成或深成熱液活動(dòng)，熱液在向低壓帶活動(dòng)過程中萃取圍巖中金元素形成礦液，交代、疊加天水長期活動(dòng)的構(gòu)造巖，形成金礦(化)體。

綜上所述，金家山地區(qū)金礦成礦物質(zhì)來源于濁積巖地層，疊加有遠(yuǎn)成低溫?zé)嵋簲y帶的成礦元素，共同形成含礦流體，沿?cái)鄬酉驍U(kuò)容減壓帶流動(dòng)。在淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V中，金主要以硫的絡(luò)合物形成遷移[8]，隨著含金流體達(dá)到近地表，由于天水的參與，熱液溫壓、pH值、組分等環(huán)境改變，導(dǎo)致金礦沉淀，形成微細(xì)浸染型金礦床。

6 結(jié)論

(1)祁門縣金家山地區(qū)金礦的成礦地質(zhì)體為構(gòu)造角礫巖，金礦一般賦存在新元古代環(huán)砂組變質(zhì)粉砂巖夾絹云板巖、牛屋組絹云板巖夾細(xì)砂質(zhì)粉砂巖巖性界面附近的斷裂中，斷裂是金礦控礦的結(jié)構(gòu)面。研究區(qū)濁積巖的Au豐度值較高，構(gòu)成區(qū)內(nèi)金礦的初始礦源層。

(2)金礦賦存在構(gòu)造帶內(nèi)，為同構(gòu)造期或構(gòu)造期后含礦流體交代浸染構(gòu)造巖形成的金礦體。與構(gòu)造巖后期熱液活動(dòng)、硫化物蝕變密切相關(guān)；通常斷裂中硅化巖、強(qiáng)硅化角礫巖、石英脈若見有毒砂礦化，大多可形成金礦體，且與毒砂礦化正相關(guān)。由遠(yuǎn)成低溫含礦熱液運(yùn)移至近地表疊加、交代構(gòu)造巖，形成本區(qū)微細(xì)浸染型金礦。