西秦嶺安壩金礦床控礦斷裂破碎帶地質(zhì)-地球化學特征

張 飛，曾冠中，許佳琪

（中國地質(zhì)調(diào)查局地球物理調(diào)查中心，河北 廊坊 065000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域構造

西秦嶺現(xiàn)存的基本構造格局在中新生代基本形成，根據(jù)構造不同走向可以將其構造體系主要劃分為：①東西向構造體系；②南北向構造體系；③北東向構造體系；④北北西向構造體系；⑤弧形構造體系，以弧形構造體系最具特色，可劃分為武都弧形構造系統(tǒng)、黑水弧形構造系統(tǒng)和大水弧形構造系統(tǒng)。陽山金礦帶主要發(fā)育于西秦嶺勉略斷裂帶內(nèi)的文縣弧形構造帶，它由一系列近東西向的逆沖斷裂構造及其相關褶皺構成[1]。

1.2 巖漿巖

區(qū)域上巖漿巖出露面積較少，該區(qū)域金礦帶內(nèi)巖漿巖類型主要是斜長花崗斑巖脈，且普遍發(fā)育多種蝕變類型，主要有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、硫化、綠泥石化、綠簾石化和粘土化。巖漿巖在礦區(qū)范圍內(nèi)主要呈NEE 向，廣泛分布且零散，受區(qū)域構造運動控制，多沿區(qū)域性斷裂分布，與區(qū)域構造線平行。鋯石SHRIMP U-Pb 測年結果顯示陽山金礦帶巖漿巖侵位于晚三疊世（215Ma），主要有以下特點：①類型多，基性、超基性、中酸性火山巖和侵入巖均有出露；②巖漿活動明顯受區(qū)域構造演化控制作用，大型構造破碎帶是巖漿侵位和噴發(fā)的主要誘因；③空間分布廣泛且零散；④規(guī)模一般較小，侵入巖多呈小巖株或巖脈狀產(chǎn)出；⑤巖漿活動具多期次性，根據(jù)構造－巖漿活動的旋回性劃分為加里東－華力西期、印支期和燕山期三個構造巖漿事件。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦石類型

安壩金礦床內(nèi)原生礦石的賦礦圍巖主要有四種類型，主要是：蝕變酸性脈巖型、蝕變千枚巖型、蝕變灰?guī)r型、蝕變砂巖型。這4 種類型在安壩礦床均有出露，但主要是以蝕變酸性脈巖型和蝕變千枚巖型為主。

2.2 礦石礦物成分

在安壩金礦床內(nèi)礦石主要的金屬礦物為黃鐵礦，部分在氧化礦石中被氧化為褐鐵礦，黃鐵礦多數(shù)呈他形和立方體產(chǎn)出，少數(shù)呈五角十二面體，顆粒細小，一般小于2mm。除黃鐵礦外，毒砂亦是常見的礦石礦物，多呈針狀產(chǎn)出于蝕變千枚巖或斜長花崗斑巖中，局部毒砂含量略高于黃鐵礦，其形成時間晚于黃鐵礦，常包裹黃鐵礦。

2.3 礦體特征

安壩礦段的多條礦脈受安昌河觀音壩斷裂及其次級斷裂的控制，均賦存于泥盆系三河口群地層中。礦床勘查程度達到普查，局部達到詳查，收集了不少淺部和深部地質(zhì)信息，有利于開展科學研究[2，3]。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)處于構造破碎蝕變帶中，受多期次熱液作用，蝕變類型復雜多樣，其中與成礦關系最為密切的圍巖蝕變?yōu)楣杌⒔佋颇富?、黃鐵礦化、毒砂化及粘土礦化。

2.4.1 硅化

硅化是礦區(qū)內(nèi)與礦有關的重要熱液蝕變，主要有3 種類型：一是巖石中形成的中粗粒石英脈，石英顆粒常擠壓變形和破碎，具波狀消光，應力雙晶發(fā)育，被后期絹云母脈、毒砂、黃鐵礦脈切穿。二是在蝕變斜長花崗斑巖中，石英顆粒粒度較小，多呈現(xiàn)基質(zhì)的形式。在千枚巖中石英通常呈他形粒狀與絹云母密切共生。分布在斑巖與千枚巖接觸帶上的石英顆粒粒度較大，與成礦關系密切，具有波狀消光、重結晶現(xiàn)象。三是石英顆粒粒度較大，結晶較好，具有重結晶和次生加大邊，在石英脈中還包裹有強烈硅化和絹云母化的蝕變斑巖，主要分布在斑巖與千枚巖接觸帶上，與成礦關系密切。

2.4.2 絹云母化

絹云母化主要是中-低溫熱液蝕變形成的，分為兩種類型：一是鱗片狀的絹云母，主要侵入的斜長花崗斑巖中的長石斑晶發(fā)生強烈的絹云母化。二是黃鐵絹云母化生成的脈狀和條帶狀絹云母，與黃鐵礦細脈共生。黃鐵絹云母呈黃色，細粒鱗片狀集合體定向分布。集合體粒度細小，不規(guī)則，常與黃鐵礦、石英、毒砂相共生。

2.4.3 黃鐵礦化

黃鐵礦化主要發(fā)育在破碎帶及兩側各種圍巖接觸帶附近，多呈浸染狀或星點狀產(chǎn)出。主要有三種類型：一是黃鐵礦沿硅質(zhì)粉砂巖和灰?guī)r片理化帶分布，見有黃鐵礦鏡面及擦痕。二是黃鐵礦沿千枚巖、灰?guī)r片理或裂隙聚集分布，呈微細粒，晶形多為半自形-它形粒狀，少數(shù)為五角十二面體、立方體狀，有的微細粒黃鐵礦聚集呈似“草莓狀、脈狀”，粒徑多小于0.01mm。此外可見黃鐵礦沿變余砂巖的填隙物間呈星點狀分布，常與微細粒毒砂共生。該類黃鐵礦是礦區(qū)的主要類型，其含金性高，與金含量呈明顯的正相關性。三是自形-半自形黃鐵礦，粒徑相對較粗，以中細粒為主，粒徑一般為0.1mm ～0.5mm，最大可達0.8mm，晶形多為五角十二面體，少見立方體，呈星點狀不均勻分布于各類巖石內(nèi)部。

2.4.4 毒砂化

多發(fā)育在斜長花崗斑巖和千枚巖中，在薄層灰?guī)r中也有發(fā)現(xiàn)。主要分為兩期：第一期毒砂化作用出現(xiàn)在黃鐵礦-毒砂階段，該期毒砂含量較低，占該階段礦物總量的20%。毒砂呈細-微粒，自形針狀、菱形狀，長軸徑為0.02mm ～0.05mm，少數(shù)為半自形，常與微粒狀黃鐵礦共生，呈細脈狀或點線狀分布。第二期形成于毒砂-黃鐵礦-石英階段，毒砂在本階段占60%～90%，為中細粒自形晶，粒徑較粗，呈柱狀、矛狀、柱板狀、菱形狀晶形，微細粒浸染狀分布在蝕變千枚巖及斜長花崗斑巖內(nèi)。

2.4.5 碳酸鹽化

碳酸鹽化分為鐵碳酸鹽化和方解石化。含鐵碳酸鹽礦物主要為鐵白云石和細脈狀的鐵碳酸鹽。鐵白云石以自形粒狀或集合體為主，晶形自形程度較高，環(huán)帶構造比較發(fā)育；碳酸鹽化作用以細脈狀切斷絹云巖化脈體和較早期的石英顆粒和石英脈。碳酸鹽化有三種形式：一是面狀的碳酸鹽化，在巖石表面形成碳酸鹽層。二是廣泛分布的方解石脈。三是在陽山礦段常見灰?guī)r中發(fā)育的紅色含鐵碳酸鹽脈。通過野外觀察可知，碳酸鹽化發(fā)育較晚，切穿了先期形成的各類蝕變體。

2.4.6 褐鐵礦化

褐鐵礦化主要發(fā)育在地表和礦體淺部，主要為黃鐵礦氧化后的產(chǎn)物，是氧化礦石的主要載金礦物。褐鐵礦化是區(qū)內(nèi)找礦的重要標志。

2.4.7 粘土化

粘土化一部分為熱液蝕變的產(chǎn)物，常與碳酸鹽化伴生，主要為千枚巖和斜長花崗斑巖的鉀長石、斜長石、黑云母等礦物發(fā)生高嶺土化和蒙脫石化，生成的粘土礦物通常分布在巖石節(jié)理面和表層。由于粘土較強的吸附作用，可能對熱液成礦晚階段明金的形成具有富集作用。另一部分為長石經(jīng)地表風化而成，為成礦物質(zhì)賦存和富集提供條件。

2.5 成礦期次劃分

通過對前人的研究成果的分析，加上對礦床基本地質(zhì)特征的分析研究，認為安壩礦床經(jīng)歷了三個成礦期，分別為沉積變質(zhì)期、熱液成礦期和表生氧化期。

3 控礦斷裂地質(zhì)特征

陽山金礦帶主要發(fā)育于NEE 向斷裂帶以及NWW 向斷裂帶，該斷裂帶主要是安昌河-觀音壩逆沖推覆構造帶形成的一系列次級控礦斷裂。

NEE 向斷裂為礦區(qū)的主要斷裂構造，該斷裂發(fā)育規(guī)模較大，主要發(fā)育于礦區(qū)的南部，延伸1000m ～2200m 左右，走向60°～80°，傾向SE，傾角45°～70°，破碎帶寬約幾十至數(shù)百米，破碎帶內(nèi)巖石破碎強烈，巖石強烈變形，并且伴隨著強烈的熱液蝕變，斷裂帶中常發(fā)育有斜長花崗斑巖脈，該組斷裂破碎帶為主要的含礦斷裂。

NWW 向斷裂屬于安昌河-觀音壩斷裂的分支斷裂。一般 延 伸600m ～1200m，破 碎 帶 寬 約50m ～200m，走 向95°～120°，主要傾向為北傾，傾角40°～50°，該斷裂帶也是一組控礦斷裂帶。NWW 向斷裂和NEE 向斷裂交匯處形成了規(guī)模很大的金礦體。

SN 向斷裂，一般規(guī)模較小，延伸較短，是這個區(qū)域一組發(fā)育較差的線性構造，以張性為主，局部發(fā)育少量礦化。根據(jù)目前已有的資料分析，該組斷裂對該區(qū)域的金礦床控制作用并不明顯。

4 控礦斷裂地球化學特征

各種地質(zhì)作用的發(fā)生和運動過程，必然伴隨著元素的遷移變化。通過對破碎帶常量元素遷移變化的研究，可以得出SiO2帶入量最大，其次為CaO,而Na2O 為帶出狀態(tài)，在流體的作用下，長石中的Na 隨流體遷走，導致Na2O 呈帶出，SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO 遷移量變化比較大，說明破碎帶與黃鐵礦化、硅化、絹云母化、碳酸鹽巖化等蝕變有關。通過對破碎帶成礦元素遷移變化的研究，可以得出成礦元素中Au、Hg、As、Sb 遷入量都比較大，說明Au、Hg、As、Sb 元素與成礦作用有關，并且在破碎帶成礦過程中，Au、Hg、As、Sb 元素含量呈富集狀態(tài)。

通過地球化學研究表明，由于發(fā)生硅化作用，導致破碎帶中常量元素SiO2比原巖帶中高；成礦元素Au、Hg、Pb、Sb、Ag 的含量在破碎帶中比原巖帶高。通過分析元素與Au 的相關系數(shù)，SiO2、Ag、Hg、As、Sb 與Au 的相關系數(shù)較大。通過元素遷移分析，破碎帶中常量元素SiO2遷入量最大，其次為CaO,而Na2O 為帶出狀態(tài)，SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO 遷移量變化比較大，說明破碎帶發(fā)育各種蝕變作用。成礦元素Au、Hg、As、Sb 遷入量都比較大，說明破碎帶在成礦過程中，Au、Hg、As、Sb 元素含量呈富集狀態(tài)。可以通過分析元素遷移變化規(guī)律，來指導安壩金礦床找礦工作。

5 結論

安壩金礦床是陽山金礦帶內(nèi)主要的礦化集中區(qū)，礦區(qū)內(nèi)主要賦礦地層主要是泥盆系三河口群地層，主要受安昌河觀音壩斷裂及其次級斷裂的控制，陽山金礦帶內(nèi)的礦石按氧化程度可分為原生礦石和氧化礦石，以原生礦石為主。安壩金礦床內(nèi)原生礦石的賦礦圍巖主 要有以下四種類型：蝕變千枚巖型、蝕變酸性脈巖型、蝕變灰?guī)r型、蝕變砂巖型。與成礦關系最為密切的圍巖蝕變?yōu)楣杌?、黃鐵礦化、毒砂化及粘土礦化、絹云母化。安壩礦床經(jīng)歷了三個成礦期，分別為沉積變質(zhì)期、熱液成礦期和表生氧化期。

在成礦過程中，元素的遷移能力受到構造運動以及本身地球化學性質(zhì)的 影響。構造活動，對元素遷移乃至成礦作用有著重要影響。構造斷裂可指導找礦工作。