嘉峪關(guān)陰洼溝金礦地質(zhì)特征及成因探討

陳百磊

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000）

早古生代黑茨溝組、香毛山組和陰溝群等成生于裂谷一島孤環(huán)境的火山雜巖和碎屑巖是研究區(qū)的主要基底巖系，呈現(xiàn)無序分布的蛇綠巖巖片（塊）、寒武紀(jì)裂谷沉積建造和奧陶紀(jì)殘留洋盆火山巖建造。中生代前陸盆地碎屑巖在早古生代地層周圍堆積[1]。該區(qū)發(fā)育褶皺與斷裂構(gòu)造，緊閉線狀是區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造的主要特征，發(fā)育的斷裂構(gòu)造主要呈近東西向、北西相展布，其性質(zhì)主要為壓性、壓扭性。石英脈發(fā)育于斷裂構(gòu)造的及其刺激裂隙中，其展布方向?yàn)榻鼥|西向，斷裂構(gòu)造對(duì)其起著明顯的控制作用，多數(shù)脈體即為礦體。

1 礦床地質(zhì)特征

（1）地層。寒武系是該區(qū)的主要地層出露，同時(shí)還有奧陶系地層。在礦區(qū)外圍的東北側(cè)區(qū)域，主要除了寒武紀(jì)地層，沉積組合為碎屑巖和火山巖共同組成，大陸裂谷環(huán)境是由于陸殼擴(kuò)張因素所形成，由于構(gòu)造特征，不同層級(jí)結(jié)構(gòu)的差異性和不同的巖石組合以及不同的古生物類型等，主要有黑茨溝組以香毛山組之分[2]。中基性碎屑巖、碳酸鹽巖以及火山噴發(fā)巖共同組成的建造特征為奧陶紀(jì)地層的主要特點(diǎn)，該地層形成過程當(dāng)中受到洋陸轉(zhuǎn)化各個(gè)時(shí)期的發(fā)展影響，俯沖碰撞主要出現(xiàn)在洋盆拉伸時(shí)期，同時(shí)由于匯聚增生作用促進(jìn)該地層的形成，陰溝群主要分布于工作區(qū)，由于不同的巖性組合和不同的巖相建造存在的差異性，主要的亞群有兩個(gè)之分，分別位于上下部，研究區(qū)重要的含礦層位為陰溝群（下奧陶統(tǒng)）上亞群。

（2）構(gòu)造。褶皺構(gòu)造：該區(qū)發(fā)育明顯的褶皺構(gòu)造，榆樹溝山一帶是奧陶系地層的主要出露部位，構(gòu)造性質(zhì)為復(fù)式背斜，同時(shí)在該背斜地層當(dāng)中，有一些小型的次級(jí)向斜與背斜出現(xiàn)，分布特點(diǎn)和該區(qū)的構(gòu)造走向呈現(xiàn)類似的特征，展布方向?yàn)闁|西向。斷裂構(gòu)造：主要有六條較大的規(guī)模構(gòu)造，展布特點(diǎn)和北側(cè)區(qū)域上具有較大規(guī)模的F4斷裂（北西向）和F1、F2、F3（近東西向）共同組成“入”字形構(gòu)造格局，金礦化不在F1、F2斷裂中產(chǎn)出。在延伸方向上F3斷裂呈現(xiàn)平直的枕部特征，長(zhǎng)度在3.2km，處于五至十米的寬度范圍，向300°方向走向，呈現(xiàn)2100＜720產(chǎn)狀特征，榆樹溝山復(fù)背斜構(gòu)造軸部是其發(fā)育部位，呈現(xiàn)近東西向的展布特點(diǎn)，向北側(cè)進(jìn)行傾斜，斷層性質(zhì)屬于壓扭性，次一級(jí)構(gòu)造發(fā)育在南側(cè)區(qū)域陰溝群（奧陶系下統(tǒng)）地層，斷裂構(gòu)造蝕變帶受其控制，金礦化產(chǎn)出于中不背斜核部，規(guī)模上不大，較為分散，而且品位不高。F4斷裂在走向呈現(xiàn)弧形特征，突出向北東方向，有約2.9km長(zhǎng)，處于五到十米的寬度范圍，最寬的在17.5m左右，-310°，呈現(xiàn)207°＜51°產(chǎn)狀特征，在中溝背斜核部位置比較發(fā)育，小的構(gòu)造蝕變帶有四條呈現(xiàn)右行斜列狀分布于南側(cè)東端，處于100m到200m的長(zhǎng)度范圍，主要發(fā)育時(shí)應(yīng)團(tuán)塊、透鏡體、網(wǎng)脈以及石英細(xì)脈等，同時(shí)出現(xiàn)明顯的破碎特征。F5在走向上呈現(xiàn)平直的延伸特點(diǎn)，有約一千米長(zhǎng)，處于一到五米的寬度范圍，呈現(xiàn)北西向走向特點(diǎn)，為220＜410產(chǎn)狀特征，在北溝區(qū)域比較發(fā)育，屬于層間破碎蝕變帶，赤鐵礦化主要強(qiáng)烈發(fā)育于碎裂構(gòu)造蝕變巖中（紅褐色），還發(fā)育硅化、碳酸鹽化以及褐鐵礦礦，石英脈狀透鏡體分布于局部呈現(xiàn)乳白色的特點(diǎn)，強(qiáng)片理化圍巖分布于兩側(cè)，性質(zhì)主要為壓扭性。金異常主要分布在南東段區(qū)域上，達(dá)到70×10-9。F6斷裂在走向上具有北側(cè)突出的特點(diǎn)，有約700m長(zhǎng)，處于五到十米的寬度范圍，呈現(xiàn)北西向展布，為226°＜65°產(chǎn)狀特征，在北溝背斜核部位置比較發(fā)育，碎裂構(gòu)造蝕變巖（黃褐色）中發(fā)育黃鐵絹英巖化以及綠泥石化和褐鐵礦化等，發(fā)育網(wǎng)脈和石英細(xì)脈，壓扭性是其主要特征，該構(gòu)造蝕變帶是主要的產(chǎn)金部位，有單點(diǎn)狀金礦化在地表部位產(chǎn)出，表現(xiàn)為不連續(xù)的特征，通過坑探技術(shù)手段對(duì)其深部進(jìn)行揭露，產(chǎn)出的金礦體規(guī)模較大，而且還具有非常高的品位。

（3）巖漿巖。加里東晚期侵入體是陰洼溝一帶，侵入體在規(guī)模上不是非常大，由于時(shí)代的不同，主要包括加里東晚期階段侵入巖，以及海西區(qū)花崗巖等，同時(shí)還有很多石英脈和花岡斑巖脈發(fā)育于下奧陶統(tǒng)地層以及中寒武統(tǒng)地層當(dāng)中?；◢彴邘r脈：主要為斜長(zhǎng)花崗斑巖脈，閃長(zhǎng)花崗斑巖脈發(fā)育較少，在陰溝群上亞群（下奧陶統(tǒng)）中分布廣泛，褐紅色的巖脈特征，還有的為灰白色，寬度在0.1m到幾十米之間，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要呈現(xiàn)為中粒斑狀，發(fā)育云英巖化。石英脈：要表現(xiàn)為純凈的結(jié)晶，有大粗顆粒特點(diǎn)，分宜變質(zhì)作用非常突出，在褶皺軸部縱張裂隙以及擠壓片理化帶，產(chǎn)出特點(diǎn)主要表現(xiàn)為網(wǎng)脈狀，脈體主要表現(xiàn)為灰白色，有的委及毫米寬，有的為幾米，還有的為幾十米，規(guī)模上各不相同，褐鐵礦發(fā)育與裂隙面部位，和金礦化有著非常緊密的聯(lián)系。該區(qū)的金成礦作用和區(qū)內(nèi)的花崗斑巖脈以及海西區(qū)斑狀花崗巖有著非常緊密的聯(lián)系，為這些金礦成礦提供了豐富的動(dòng)力條件與熱源，和成礦關(guān)系密切的還有石英脈，研究區(qū)的石英脈就是金礦體。

（4）變質(zhì)巖。該區(qū)有著非常強(qiáng)烈的變質(zhì)作用，主要為低級(jí)變質(zhì)巖組成的一套灰綠色陰溝群（下奧陶統(tǒng)），變質(zhì)砂礫巖以及板巖和變砂巖是其主要的巖性特征。動(dòng)力變質(zhì)作用：在近東西向以及北西向展布的褶皺構(gòu)造核部和該區(qū)斷裂構(gòu)造破碎帶，斷層泥以及構(gòu)造角礫巖和碎裂蝕變巖（褐黃色），礦區(qū)中主要的賦礦巖石為褐黃色碎裂蝕變巖，黃鐵娟英巖化發(fā)育強(qiáng)弱和區(qū)內(nèi)金礦化貧富有著密切的聯(lián)系，金城礦和該區(qū)動(dòng)力變質(zhì)有著非常緊密的聯(lián)系。

（5）圍巖蝕變。圍巖蝕變?cè)诘V區(qū)當(dāng)中非常的發(fā)育，由于蝕變特征不同，主要有成礦之前的圍巖蝕變，還有成礦階段的圍巖蝕變以及成礦后期階段的圍巖蝕變。碳酸鹽化以及褐鐵礦化和赤鐵礦化與綠泥石化等是成礦前期階段的主要蝕變類型。綠泥石化以及碳酸鹽化和赤鐵礦礦化等在其階段的裂隙以及斷裂構(gòu)造中產(chǎn)出，是成礦后期階段的主要蝕變特征。

2 礦體地質(zhì)特征

（1）礦體分布特征。有七條金礦化體在礦區(qū)內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，次級(jí)斷裂對(duì)這些礦體起著明顯的控制作用，礦化體展布特點(diǎn)呈現(xiàn)南傾特點(diǎn)，具有較為陡峭的傾角特征，保持在60°～80°，礦體有著不同的形態(tài)，主要表現(xiàn)為脈狀以及似層狀，礦體有著大小不同的規(guī)模，陰溝群上亞群（上奧陶統(tǒng)）絹云綠泥板巖是主要的含礦圍巖，由于后期蝕變因素影響，主要表現(xiàn)為褐紅色蝕變巖以及褐黃色蝕變巖。

（2）礦化體特征。①礦石特征，自然金是主要的礦石礦物之外。還有褐鐵礦，黃鐵礦以及白鐵礦等，自然金主要表現(xiàn)為薄膜狀，在片里面以及裂隙面上分布，處于0.03mm～1.0mm的粒度。白鐵礦形狀不規(guī)則，有毛頭狀的顆粒特征，處于0.01mm～0.25mm的力度大小，與黃鐵礦反射顏色相比，黃白色更白，與鋼針相比硬度更大，具有強(qiáng)非均質(zhì)性，黃色是主要的偏光色，顏色主要為黃綠色，藍(lán)灰色以及紫灰色，褐鐵礦是主要的氧化顆粒，黃鐵礦呈現(xiàn)較小的顆粒，主要保持在0.01mm～3.00mm，具有非常多的含量，褐鐵礦化在地表位置對(duì)其進(jìn)行交代，和白鐵礦相比，具有黃白色的反射色，均質(zhì)體，褐鐵礦呈現(xiàn)不規(guī)則的粒狀特點(diǎn)，有紅褐色和黃褐色的反射色，晶形主要呈現(xiàn)為毛頭狀或者菱形特征，氧化因素對(duì)白黃鐵礦造成很大影響，是其重要的產(chǎn)物。綠泥石娟云母以及石英等是其主要的脈石礦物。綠泥石、絹云母以及石英等是主要的脈石礦物，石英含量達(dá)到59%，無色呈現(xiàn)大小不一的特點(diǎn)，主要保持在0.01mm～0.10mm粒徑大小，具有條帶狀和眼球狀的集合特點(diǎn)，相對(duì)較小。還有石英具有變形帶或者變形紋的特征，存在波狀消光特點(diǎn)，有黃綠色和褐栗色的綠泥石，呈現(xiàn)針柱狀的特征，娟云母無色，鱗片狀細(xì)小集合體。②礦石組構(gòu)。依照礦石伴生組分進(jìn)行研究，Au是礦區(qū)礦石的主要組分，同時(shí)有Ag與Cu和Pb以及Zn、Hg、Sb、Bi等有益組分，但是在含量上都不很高，難以實(shí)現(xiàn)綜合利用的效果。As、s是主要的有害元素，含量也不高，不會(huì)對(duì)礦石選礦造成不利影響。

（3）礦石氧化特征。地表礦石以及氧化程度沒有相同的特點(diǎn)，與破碎礦石氧化程度相比，石英脈具有較高的氧化程度，同時(shí)具有較強(qiáng)的褐鐵礦化特征，在地表部位表現(xiàn)為特黃色以及棕紅色，這種礦石具有非常高的礦石品位，屬富礦石。和致密礦石相比，石英脈具有較低的氧化特征，地表部位主要表現(xiàn)為乳白色和煙灰色，褐鐵礦化非常的微弱，礦區(qū)當(dāng)中沒有發(fā)現(xiàn)風(fēng)化淋濾特征，硫化物以及礦石富集有著非常密切的聯(lián)系。

3 礦床成因分析

（1）控礦要素。該區(qū)的控礦要素主要為地層控礦以及構(gòu)造控礦等，金礦化主要產(chǎn)出在陰溝群（下奧陶統(tǒng)）上亞群灰綠色絹云母板巖部位。構(gòu)造控制條件。發(fā)育絹云母板巖（灰綠色）的背斜構(gòu)造核部與褐黃色構(gòu)造蝕變帶內(nèi)是該區(qū)金礦化的主要產(chǎn)出部位。褐黃色構(gòu)造蝕變帶內(nèi)灰白色石英細(xì)脈以及網(wǎng)脈和張扭性斷裂，由于后期階段含金硅質(zhì)熱液對(duì)其進(jìn)行有效改造，疊加富集金元素，促進(jìn)較大規(guī)模的金礦體形成。

（2）成礦特征?；揖G色絹云母板巖發(fā)育于區(qū)內(nèi)張扭性構(gòu)造斷裂蝕變帶，對(duì)該區(qū)的礦體起著明顯的控制作用，不造裂隙發(fā)育以及礦化帶強(qiáng)烈位置分布礦體。發(fā)育非常強(qiáng)烈的金礦體圍巖蝕變，黃鐵絹英巖化以及硅化和綠泥石化等較為強(qiáng)烈的部位產(chǎn)出金礦，具有非常高的金品位。金礦體呈現(xiàn)180°左右的產(chǎn)狀特征，有較為陡的傾角，處在50°～80°范圍之間，更加體現(xiàn)出構(gòu)造對(duì)礦體起著明顯的控制作用。

（3）成礦機(jī)理。綜合研究認(rèn)為，該礦成因類型主要是由構(gòu)造演化所形成，該區(qū)突出的斷裂構(gòu)造活動(dòng)特征，對(duì)區(qū)內(nèi)的構(gòu)造發(fā)展起著非常重要的控制作用，造成該區(qū)地層出現(xiàn)明顯的張壓扭性變質(zhì)變形特征，受該區(qū)構(gòu)造演化作用影響，巖體蝕變?cè)趶?壓性構(gòu)造中不斷發(fā)展促進(jìn)賦礦巖石形成，所以構(gòu)造蝕變礦床是嘉峪關(guān)陰洼溝金礦主要的礦床成因類型。