甘肅輝銅山地區(qū)金礦成礦規(guī)律與找礦預測

劉 云，楊 超，曾敏敏，孫 峰，王小玉

（1.中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院；2.山東正元地球物理信息技術有限公司，濟南 250100）

甘肅省瓜州縣輝銅山地區(qū)先后投入大量精力進行礦產(chǎn)勘查，取得豐碩找礦成果,尤其是金礦。但該礦床總體研究程度較低，對于礦床的成因類型、物質(zhì)來源、成礦時間、空間富集規(guī)律和分帶性等，多停留在感性認識上，缺乏理論和試驗數(shù)據(jù)支撐。當前需要確立本區(qū)成礦模式，建立找礦模型，開展深部找礦預測研究，指導本區(qū)找礦工作。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于瓜州縣西北約100 km，東距柳園鎮(zhèn)40 km，其地理坐標為東經(jīng)95°08′00″～ 95 ° 09 ′ 41 ″，北 緯41 ° 08 ′ 23 ″ ～ 41°08′50″。從大地構造位置來看，研究區(qū)位于塔里木-中朝板塊內(nèi)北山陸緣活動帶，俞井子-柳園陸內(nèi)復式裂谷帶中（Ⅲ-2-1）。該裂谷為鷹嘴紅山鐵-金-銅-鎳-鎢-釩-鈾-磷多金屬成礦帶。該帶區(qū)域上屬槽臺結合部，構造活動頻繁、劇烈，斷裂構造發(fā)育，巖體廣泛分布。不同類型的礦床（點）較多。金礦床（點）總體呈東西向帶狀分布。該成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)輝銅山銅礦床、古堡泉鐵礦床、五峰山鐵礦床、花牛山鉛鋅銀礦床及老金廠、新金廠、拾金坡等諸多的金屬礦床（點）。

2 礦區(qū)地質(zhì)及礦體地質(zhì)概況

F斷裂是勘查區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷裂，縱貫全區(qū)。斷裂全長為8 km，呈近東西向舒緩波狀延伸，斷裂傾向北，傾角為75°。該斷裂是由2 ～3 個時合時分的斷層組成的斷裂束，主斷層顯示不明顯。斷裂破碎帶寬大，最寬超過30 m。構造巖主要由碎裂狀花崗巖、碎裂巖、角礫巖、片理化花崗巖組成，以碎裂巖為主。斷裂帶中，含金石英脈呈脈狀、豆莢狀產(chǎn)出。

F斷裂位于勘查區(qū)中部，全長為800 m，其東端與F斷裂交匯，是F斷裂的分枝斷裂。斷裂呈東西向舒緩波狀延伸，具有分枝復合現(xiàn)象。斷裂傾向北，傾角為74°。斷裂破碎帶主要由碎裂巖、角礫巖組成，規(guī)模較小，寬度介于1 ～5 m，最寬為15 m。斷裂中段、東段下盤為硅質(zhì)巖，上盤為花崗巖，為復合型構造，是有利的成礦地段。斷裂中有含金石英脈充填，是重要的控礦斷裂。

研究區(qū)內(nèi)分布華力西期的鉀長花崗巖。礦床內(nèi)礦體無夾石，礦體圍巖種類單一，上下盤圍巖均為華力西期鉀長花崗巖。輝銅山地區(qū)的金銅礦化都與區(qū)內(nèi)大面積分布的鉀長花崗巖有成因聯(lián)系。鉀長花崗巖為成礦提供了熱源，還提供了部分成礦物質(zhì)來源。

研究區(qū)含礦地質(zhì)體為蝕變構造巖，是含礦熱液在斷裂構造中交代、充填的結果。蝕變類型以絹英巖化、硅化為主。礦脈巖石主要由石英脈、絹英巖、絹英巖化碎裂狀花崗巖、硅化碎裂狀花崗巖組成，以石英脈為主。石英脈多為充填式，亦見有交代型的石英脈。

3 礦體特征

通過前期地質(zhì)工作，研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)5 條礦化蝕變帶，從北至南分別編號為①、②、③、④和⑤，其中，①號蝕變帶、④號蝕變帶礦化較好。

①號蝕變帶呈厚脈狀，沿走向和傾向呈舒緩波狀，分枝復合、膨脹縮小特征明顯。礦脈長近2 000 m，最大水平厚度為37 m，一般超過10 m。礦脈走向近東西向，局部為北西西向，傾向北，傾角為65°～75°。礦脈由石英脈、絹英巖化碎裂巖組成。石英脈呈尖滅再現(xiàn)分布。石英脈及蝕變巖中可見少量呈點狀分布的黃鐵礦、方鉛礦，地表可見褐鐵礦、孔雀石等氧化礦物。該脈地表出露較好，已施工部分槽探工程取樣結果顯示，31 ～48 勘查線區(qū)間礦化較好，礦體厚為0.96 ～3.75 m，金品位為（0.87 ～6.69）×10，銀品位為（21.36 ～378.45）×10。

探槽揭露發(fā)現(xiàn)，①號蝕變帶東西兩側有較好的礦化地段。東側在64 ～88 勘查線區(qū)間礦化強，金品位為（0.50 ～1.35）×10，銀品位為（2.05 ～15.40）×10。 長度超過400 m，寬度為6 ～20 m。西側在63 ～87 勘查線區(qū)間礦化較強，金品位為（0.60 ～1.51）×10，銀品位一般為（2.00 ～12.3）×10。長度超過300 m，寬度為5 ～15 m，兩段礦化帶中硅化、褐鐵礦化強，礦化帶向兩側延長，顯示該部位具有較好的找礦前景。

④號蝕變帶呈脈狀，脈體長度超過500 m，東端與①號蝕變帶合并，西端延伸至15 勘查線，地表被第四系掩蓋，沿走向和傾向呈舒緩波狀，分枝復合、膨縮特征明顯。礦脈厚度較穩(wěn)定，一般為3 ～5 m，最大為10 m，礦脈傾向北，傾角為60°～76°。④號蝕變帶的礦脈巖石組合與①號蝕變帶相同，其在0 ～48 勘查線區(qū)間礦化較好，地表礦體厚度為0.55 ～2.48 m，金品位為（1.01 ～30.83）×10，銀品位為（42.87 ～358.79）×10。深部黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦較多，在QJ0、XJ01、CM01 坑道中見有大量團塊狀方鉛礦、黃鐵礦，礦化好。金品位最高為31.15×10，銀品位最高為982×10，顯示④號蝕變帶具有較好的找礦前景。

在ZK0-1 鉆孔中，孔深155.4 ～156.8 m 見到金礦體，礦體真厚度為0.87 m，金品位為4.70×10，銀品位為5.06×10，巖性為黃鐵石英脈夾黃鐵絹英巖。在ZK16-1 鉆孔中，83.6 ～86.0 m 見到金銀礦體，真厚度為0.98 m，金品位為4.72×10，銀品位為91.15×10，巖性為黃鐵礦化石英脈；98.8 ～99.8 m見到金礦化體，真厚度為0.41 m，金品位為4.04×10，銀品位為10.2×10，巖性為絹英巖化花崗巖。在ZK8-2 鉆孔中，91.6 ～92.9 m 見到金礦體，真厚度為0.84 m，金品位為2.58×10，銀品位為27.58×10，巖性為黃鐵礦化絹英巖化花崗巖；96.3 ～97.6 m 見到金礦體，真厚度為0.84 m，金品位為1.49×10，銀品位為2.20×10，巖性為黃鐵礦化絹英巖化花崗巖。在 ZK32-1 鉆孔中，97.6 ～99.1 m 見到金銀礦體，真厚度為 1.00 m，金品位為2.00×10，銀品位為27.10×10； 183.15 ～189.80 m 見到金銀礦體，真厚度為0.85 m，金品位為0.65×10，銀品位為61.26×10；巖性均為含方鉛礦黃鐵礦石英脈和黃鐵絹英巖。

4 成礦模式

研究區(qū)內(nèi)所有金礦體嚴格受花牛山斷裂帶上盤海西期花崗巖體中派生的近東西向次級構造控制。①、②、③、④、⑤號蝕變帶位于研究區(qū)內(nèi)，是研究區(qū)內(nèi)較大的斷裂構造，走向上呈舒緩波狀。其本身既是導礦構造，又是容礦構造，對金有明顯的控制作用。礦體富集在研究區(qū)內(nèi)近東西向次級構造的蝕變帶中，整體呈豆莢狀。綜合輝銅山地區(qū)金礦的地質(zhì)背景、礦床特征、成礦流體、成礦物質(zhì)來源及成巖時代等研究結果，建立該礦床的成礦模式，如圖1所示。

圖1 成礦模式

本礦床的形成經(jīng)歷了一個長期過程。金的析出和富集取決于含礦熱液的性質(zhì)和成礦的各種物理化學條件變化，從輝銅山地區(qū)金礦床成礦過程來看，區(qū)域構造和巖漿活動導致礦區(qū)斷裂的產(chǎn)生以及礦源層（深部巖漿）中金元素的活化、遷移。同時，構造運動導致地熱梯度明顯增加，引起來自深部的巖漿水沿斷裂向上大規(guī)模運移，流體在向上運移過程中萃取了鉀長花崗巖中的金屬成礦元素，形成了含金絡合物的含礦流體。輝銅山地區(qū)金礦床早期成礦流體主要為巖漿水，成礦流體運移過程中可能混合少量大氣降水，流體演化晚期逐漸向大氣降水靠近。巖漿-流體系統(tǒng)貢獻了大部分成礦物質(zhì)，鉀長花崗巖作為賦礦圍巖，通過淋濾作用，也提供了部分成礦物質(zhì)。隨著成礦熱液沿著斷裂和裂隙向上運移，溫壓逐漸降低，其與圍巖發(fā)生反應，金絡合物逐漸解離析出金。綜上所述，該金礦床成因類型為中低溫熱液型，工業(yè)類型為含金石英脈型。

5 結論

綜合認為，研究區(qū)找礦前景非常優(yōu)越，中低溫熱液型成礦是今后的主要找礦類型，區(qū)域性近東西向斷裂構造派生的次級近東西向斷裂構造控制著礦床或礦體，近東西向斷裂構造是有利的找礦標志。通過對礦區(qū)大地構造背景、礦體分布規(guī)律和礦床成因的綜合分析，可以預測輝銅山地區(qū)下一步找礦方向。①號蝕變帶東西兩側有較好的礦化地段，與成礦關系密切的硅化、褐鐵礦化較強，地表礦石類型以褐鐵礦化絹英巖、石英脈為主，深部礦石類型以多金屬硫化物碎裂絹英巖夾石英脈為主，仍有較強礦化顯示，傾向上具有一定找礦潛力。④號蝕變帶內(nèi)破碎擠壓強烈，有硅化、絹英巖化，局部由石英脈充填，地表可見褐鐵礦呈浸染狀、細脈狀分布，深部以多金屬硫化物碎裂絹英巖夾石英脈為主，說明礦體類型有從石英脈型向蝕變巖型過渡變化的趨勢。