甘肅文縣安壩里金礦床地質(zhì)特征及成礦作用

高延龍，杜等虎，王志軍，王 輝

(1.中金黃金股份有限公司； 2.中國黃金集團(tuán)陽山金礦有限公司；3.中國黃金集團(tuán)有限公司； 4.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

引 言

陽山金礦帶自20世紀(jì)80年代末發(fā)現(xiàn)以來，先后勘查、評(píng)價(jià)了觀音壩、安壩里、陽山等大中型金礦床。30余年來，許多地質(zhì)工作者在該金礦帶內(nèi)開展了大量科研工作，取得了豐富的地質(zhì)科研成果，但對(duì)該金礦帶成礦作用的認(rèn)識(shí)，不同的研究者所持觀點(diǎn)各有不同。張闖[1]認(rèn)為，陽山金礦帶大規(guī)模成礦作用發(fā)生于190 Ma左右的碰撞造山作用和區(qū)域變質(zhì)作用的晚期階段，成礦類型為淺成造山型。袁士松等[2]認(rèn)為，陽山金礦帶受斷裂控制，泥盆系地層及發(fā)育的逆沖推覆剪切變形構(gòu)造帶為第一期成礦作用的成礦地質(zhì)體，晚三疊世(200 Ma左右)巖漿活動(dòng)為第二期成礦地質(zhì)體，并在126 Ma、52 Ma左右疊加后期成礦作用。李晶等[3]認(rèn)為，陽山金礦帶形成于陸陸碰撞造山過程中，形成了新的礦床類型，即陽山型金礦床。安壩里金礦床作為陽山金礦帶的典型礦床，對(duì)其研究極具代表性意義。

筆者在已有地質(zhì)勘查、科研成果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)安壩里金礦床地質(zhì)特征，探討成礦作用，以期為深部找礦預(yù)測(cè)工作提供思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

安壩里金礦床位于陜甘川金三角區(qū)[4]，大地構(gòu)造位置處于南秦嶺構(gòu)造帶、碧口地體北側(cè)的勉略斷裂上[5-6]。

區(qū)域主要出露中—晚元古界碧口群、泥盆系、三疊系及侏羅系地層(見圖1)。其中，泥盆系地層在區(qū)域內(nèi)分布廣泛，為一套巨厚淺海相碎屑巖—泥質(zhì)巖—碳酸鹽巖沉積建造[7]，其Au元素背景值明顯高于其他地層。

1—侏羅系 2—三疊系 3—泥盆系 4—中—晚元古界碧口群 5—中生代花崗斑巖 6—礦體 7—斷裂 8—不整合接觸界線圖1 陽山金礦帶地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖

區(qū)域斷裂以逆沖斷裂為主，走向多為東西向，少數(shù)為北東向。安壩里金礦床位于安昌河—觀音壩逆沖韌性剪切帶內(nèi)，其為陽山金礦帶主要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造(構(gòu)成陽山金礦帶的主體)，走向呈北東東向—南西西向，總體向北陡傾，產(chǎn)狀350°∠60°～70°[8]，內(nèi)部構(gòu)造擠壓片理化強(qiáng)烈，局部被后期脆性斷裂疊加改造，發(fā)育中酸性花崗巖脈。

區(qū)域巖漿巖不發(fā)育，僅發(fā)現(xiàn)一些規(guī)模較小的中酸性巖脈。巖脈多沿構(gòu)造裂隙帶、韌性剪切帶及層間破碎帶分布，主要為花崗斑巖脈、花崗細(xì)晶巖脈等?；◢彴邘r脈與金礦化關(guān)系密切，常與礦體相伴產(chǎn)出，礦化一般發(fā)育在脈巖附近的圍巖中，部分脈巖本身具有較強(qiáng)的金礦化，并伴有較強(qiáng)的絹云母化、黃鐵礦化。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

礦區(qū)大面積被第四系覆蓋，僅在河谷、沖溝可見零星基巖出露，主要為泥盆系橋頭巖組下段、西溝組和岷堡溝組(Dx+m)。其中，橋頭巖組下段可細(xì)分為6層(D1q1-1～D1q1-6)(見圖2)。

1—橋頭巖組下段第六層 2—橋頭巖組下段第五層 3—橋頭巖組下段第四層 4—橋頭巖組下段第三層 5—橋頭巖組下段第二層 6—橋頭巖組下段第一層 7—西溝組和岷堡溝組 8—灰?guī)r 9—花崗斑巖 10—斷裂及編號(hào) 11—復(fù)背斜 12—短軸背斜 13—短軸向斜圖2 安壩里金礦區(qū)地質(zhì)圖

西溝組和岷堡溝組在礦區(qū)東南角小范圍分布，與上覆橋頭巖組下段為斷裂接觸關(guān)系，巖性主要為灰?guī)r(見圖3-a))、石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖等。橋頭巖組下段在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，總體呈北東東向展布，為一套淺變質(zhì)強(qiáng)變形的細(xì)碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，主要巖性為千枚巖(見圖3-b)、c))夾灰?guī)r及少量泥質(zhì)板巖、粉砂巖[9]。橋頭巖組下段是礦區(qū)主要賦礦地層，礦體主要賦存于該組地層中。

圖3 安壩里金礦區(qū)巖石手標(biāo)本照片

2.2 構(gòu) 造

2.2.1 斷 裂

礦區(qū)斷裂主要為安昌河—觀音壩斷裂，總體展布方向?yàn)楸蔽魑飨?，發(fā)育一系列次級(jí)斷裂，次級(jí)斷裂呈北東東向和北西西向展布，主要分布在背斜兩翼[2]。北東東向次級(jí)斷裂是重要的含礦斷裂，花崗斑巖呈扁豆?fàn)畛涮钤谠摻M斷裂中，賦存有305號(hào)、314號(hào)等礦體。同時(shí)，在這2組斷裂的交會(huì)處形成了多個(gè)厚大礦體。

2.2.2 褶 皺

受南北向擠壓作用影響，礦區(qū)褶皺較為發(fā)育，主要有葛條灣—草坪梁復(fù)背斜和無價(jià)山向斜。葛條灣—草坪梁復(fù)背斜西起馬連河一帶，東延至草坪梁一帶，長(zhǎng)約10 km，寬約1 km[10-11]。褶皺北翼在西部葛條灣一帶較為發(fā)育，產(chǎn)狀陡立，局部倒轉(zhuǎn)向南傾斜，褶皺南翼受斷裂影響不甚發(fā)育，產(chǎn)狀較陡。該背斜核部沿河那下—安壩里呈東西向延伸，樞紐略向東傾。無價(jià)山向斜是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大向斜，西起河那下，向東延伸至三角地一帶，翼部地層受兩側(cè)破碎帶影響發(fā)育不全。該向斜與北側(cè)的葛條灣—草坪梁復(fù)背斜之間發(fā)育斷裂破碎帶。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)出露的巖漿巖較少，主要發(fā)育花崗斑巖(見圖4)，其長(zhǎng)一般數(shù)十米，寬數(shù)米至十余米，多呈北東向、近東西向展布，主要發(fā)育在斷裂兩側(cè)或破碎帶內(nèi)部，與金礦化關(guān)系較為密切。

圖4 安壩里金礦區(qū)花崗斑巖

花崗斑巖呈灰色、灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為斜長(zhǎng)石(5 %～10 %)和黑云母(小于5 %)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)或由微細(xì)粒長(zhǎng)英質(zhì)礦物組成。斜長(zhǎng)石斑晶呈板狀，半自形晶粒狀，多因強(qiáng)烈絹云母化、碳酸鹽化而僅保留斜長(zhǎng)石假象，個(gè)別斑晶中可見包裹的云母和榍石。黑云母斑晶呈葉片狀，半自形晶，多發(fā)生強(qiáng)烈綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化蝕變。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦化帶及礦體特征

安壩里金礦床自南向北劃分為2條礦化帶(見圖5)，以F1-10斷裂為界，以北為Ⅱ號(hào)礦化帶，以南為Ⅰ號(hào)礦化帶。Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦化帶在15勘探線—25勘探線礦體分布較為集中[11]，15勘探線以西礦體較少且分散，25勘探線以東礦化帶逐漸收縮復(fù)合。礦化帶內(nèi)發(fā)育的礦體以隱伏礦體為主(見圖6)，礦體形態(tài)復(fù)雜，多呈脈狀、透鏡狀等，主要呈北東東向展布，部分礦體走向北東、北西。Ⅰ號(hào)礦化帶內(nèi)305號(hào)和314號(hào)礦體以北傾為主，29勘探線附近有少數(shù)礦體(如305-64號(hào)礦體等)向南傾。Ⅱ號(hào)礦化帶內(nèi)的364號(hào)礦體以南傾為主，360號(hào)礦體以北傾為主，366號(hào)礦體呈緩傾斜或近水平產(chǎn)出(如366-1號(hào)礦體等)。礦體沿走向和傾向上普遍具有尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合等特點(diǎn)。

Ⅰ號(hào)礦化帶位于礦區(qū)東南部，總體呈北東東向展布，向北傾斜，長(zhǎng)約2 000 m，寬約150 m，受F1-5斷裂和F1-10斷裂及二者之間的次級(jí)小斷裂控制。該礦化帶規(guī)模較大、礦化較強(qiáng)、品位較高，其內(nèi)巖脈分布最為密集，共圈出礦體176個(gè)。其中，主礦體15個(gè)，零星小礦體161個(gè)。

Ⅱ號(hào)礦化帶分布于Ⅰ號(hào)礦化帶北部，總體呈近東西向展布，以北傾為主，部分地段南傾[12]，東西長(zhǎng)約1 000 m，寬約100 m，東西向礦化在整個(gè)礦區(qū)斷續(xù)延伸。該礦化帶主要受F2-9斷裂和F3斷裂及二者之間的小斷裂控制，共圈出礦體104個(gè)。其中，主礦體4個(gè)，零星小礦體100個(gè)。該礦化帶規(guī)模較小，以緩傾斜的透鏡狀產(chǎn)出。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要有自然金、輝銻礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦和毒砂，少量雄黃、雌黃等；脈石礦物主要為石英和方解石。礦石的結(jié)構(gòu)類型主要有自形—半自形結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)、草莓結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、聚晶結(jié)構(gòu)等(見圖7)。礦石構(gòu)造類型主要有稀疏—致密浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、碎裂狀構(gòu)造等[12-13]。根據(jù)賦礦巖石類型，礦區(qū)礦石可分為4種自然類型：蝕變碎裂千枚巖型、蝕變碎裂花崗斑巖型、蝕變構(gòu)造角礫巖型、輝銻礦化石英脈型。

圖7 礦物反射光照片及礦石、巖石照片

3.3 圍巖蝕變與礦化特征

圍巖蝕變類型主要有硅化(見圖8-a))、絹云母化(見圖8-b))、黏土化、碳酸鹽化(見圖8-c))、綠泥石化和綠簾石化等，多呈不規(guī)則狀斷續(xù)分布在礦體內(nèi)及兩側(cè)或部分構(gòu)造兩側(cè)，常與礦化相伴而生?？拷V體，硅化、絹云母化較強(qiáng)；遠(yuǎn)離礦體，黏土化、碳酸鹽化更為發(fā)育。硅化是礦區(qū)較常見的一種蝕變類型，分布范圍廣，主要有石英-黃鐵礦-絹云母脈和彌漫狀硅化脈，主要發(fā)生在灰?guī)r、硅化千枚巖中。絹云母化蝕變主要有2種形式，一是發(fā)育在花崗斑巖中，斜長(zhǎng)石斑晶和基質(zhì)強(qiáng)烈絹云母化，形成顯微鱗片狀、細(xì)粒狀絹云母集合體，并保留了斜長(zhǎng)石的初始形態(tài)。二是在千枚巖、變質(zhì)粉—細(xì)砂巖中，絹云母呈顯微鱗片狀，常與石英、綠泥石等相伴出現(xiàn)，并具定向分布特點(diǎn)。黏土化和碳酸鹽化為流體晚期階段產(chǎn)物，主要沿構(gòu)造、地層層理面、巖脈發(fā)育，礦物組合均較單一。

圖8 安壩里金礦區(qū)井下蝕變照片

金屬硫化物主要有黃鐵礦、輝銻礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和毒砂等(見圖9)，以細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、細(xì)脈浸染狀、浸染狀分布。礦石中毒砂金含量最高，黃鐵礦和輝銻礦次之，黃鐵礦和毒砂為主要載金礦物。金礦物嵌布以微細(xì)粒金為主，呈角粒狀、渾圓粒狀、麥粒狀、長(zhǎng)角粒狀等。金礦物以包裹金、粒間金和孔洞邊部金等3種形式產(chǎn)出，且以包裹金(占90 %以上)為主，少量粒間金分布于黃鐵礦、毒砂等金屬礦物及脈石礦物粒間[14]。

圖9 安壩里金礦區(qū)礦石手標(biāo)本照片

4 成礦作用

4.1 地層成礦作用

安壩里金礦床主要賦礦圍巖為泥盆系的一套淺變質(zhì)強(qiáng)變形細(xì)碎屑巖夾碳酸鹽巖建造。王學(xué)明等[15-16]對(duì)陽山金礦帶各類地層的含金性進(jìn)行了研究，認(rèn)為泥盆系千枚巖、砂巖中金的背景值高于灰?guī)r。郭俊華等[17]認(rèn)為，陽山金礦帶中76 %礦體產(chǎn)于泥盆系地層中，20 %礦體產(chǎn)于泥盆系地層與花崗斑巖接觸部位，少量礦體產(chǎn)于花崗斑巖內(nèi)。不同地層、巖性中金的背景值及含金性分析均表明,安壩里金礦床金成礦對(duì)圍巖具有選擇性。泥盆系地層裂隙發(fā)育，滲透性較好，有利于成礦流體從中萃取金元素和含金成礦流體的運(yùn)移，亦為礦質(zhì)沉淀提供了良好的圍巖條件。

4.2 巖漿巖成礦作用

安壩里金礦床礦體多產(chǎn)于花崗斑巖附近，少量礦體產(chǎn)于花崗斑巖內(nèi)，礦體與花崗斑巖在空間上的分布關(guān)系顯示礦體的形成可能與花崗斑巖有一定聯(lián)系。孫驥等[18]對(duì)礦區(qū)出露的花崗斑巖進(jìn)行了系統(tǒng)的鋯石U-Pb測(cè)年，結(jié)果顯示其成巖年齡為218.7 Ma±3.7 Ma，這與已報(bào)道含礦石英脈的K-Ar、39Ar-40Ar、U-Pb年齡均主要集中在190 Ma左右[19]基本一致，說明花崗斑巖與成礦作用在時(shí)間上亦有一定聯(lián)系。

部分學(xué)者對(duì)陽山金礦帶成礦流體開展了詳細(xì)的研究，通過H、O、S同位素及流體包裹體分析，認(rèn)為成礦流體以巖漿熱液為主，礦體中硫主要來源為巖漿硫。同時(shí)，含礦石英脈流體包裹體的激光拉曼光譜研究表明，成礦流體主要來自幔源巖漿熱液流體[20-21]。這些研究成果進(jìn)一步表明,包括安壩里金礦床在內(nèi)的陽山金礦帶的成礦作用與深部巖漿作用關(guān)系密切。

4.3 構(gòu)造成礦作用

安昌河—觀音壩斷裂為陽山金礦床主要的控礦構(gòu)造，主要發(fā)育北東東向、北西西向、南北向3組次級(jí)斷裂。其中，北東東向斷裂為安昌河—觀音壩斷裂的主要次級(jí)斷裂，控制了安壩里金礦床Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦化帶的空間分布，北西西向次級(jí)斷裂也具有一定的含礦性。當(dāng)含礦流體向上遷移時(shí)，流體溫度、pH等發(fā)生變化，同時(shí)有外部流體加入，含礦物質(zhì)在沿次級(jí)斷裂、層間破碎帶及褶皺轉(zhuǎn)換虛脫部位不斷卸載沉淀并富集成礦[22-25]。

4.4 圍巖蝕變成礦作用

安壩里金礦床圍巖蝕變有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、高嶺土化、綠泥石化和綠簾石化等[26]。硅化發(fā)生在整個(gè)成礦過程中，絹云母化主要發(fā)生在成礦前和成礦期，而碳酸鹽化、黏土化則主要發(fā)生在成礦后。

從礦體到圍巖，蝕變具有一定的分帶性，內(nèi)側(cè)近礦部位主要為硅化、絹云母化，金屬礦化主要有黃鐵礦化、輝銻礦化，金礦化主要分布在該蝕變帶內(nèi)[27-28]；外側(cè)主要為高嶺石化、碳酸鹽化等低溫蝕變，屬于熱液流體后期低溫階段水-巖作用的產(chǎn)物，該階段流體性質(zhì)發(fā)生較大變化，較難發(fā)生金元素的萃取、遷移或富集作用，代表著整個(gè)成礦作用過程基本結(jié)束。

5 結(jié) 論

1)安壩里金礦區(qū)大面積出露的泥盆系地層為主要的賦礦圍巖。巖漿巖在礦區(qū)分布較少，主要為花崗斑巖。礦區(qū)構(gòu)造極為發(fā)育，北東東向斷裂為主要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

2)安壩里金礦床的成礦對(duì)圍巖具有選擇性，金元素主要就位在滲透性好、裂隙發(fā)育的泥盆系地層中，其為成礦流體的運(yùn)移及金元素的萃取和沉淀提供了良好的圍巖條件。

3)安壩里金礦床成礦作用與深部中酸性巖漿作用過程有關(guān)。金元素除來源于深部幔源巖漿流體外，地層中的金對(duì)成礦具有一定貢獻(xiàn)。