甘南以地南礦區(qū)德烏魯巖體接觸帶多金屬礦地質(zhì)特征及成因初探

鄒 凱

（湖南省地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測(cè)所，湖南 吉首 416000）

以地南金礦床位于西秦嶺造山帶西段夏河—合作斷裂帶北側(cè)，為該區(qū)近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的首例大型金礦床。截止2017年4月，礦區(qū)共探獲331+332+333金資源量27088kg，Au平均品位3.42g/t，隨著探采工作的不斷深入，礦床邊深部資源量有望繼續(xù)擴(kuò)大[1-2]。

勘查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一種不同于SN向構(gòu)造破碎蝕變帶金礦床的礦石類型：接觸帶角巖化石英巖質(zhì)礫巖型金銅礦。它產(chǎn)出于緊靠巖體的二疊系下統(tǒng)第三巖性段的砂礫巖中。巖石中見(jiàn)細(xì)粒浸染狀﹑細(xì)脈狀毒砂及黃鐵礦，見(jiàn)浸染狀﹑團(tuán)塊狀黃銅礦。礦體沿接觸帶分布，產(chǎn)狀復(fù)雜。筆者在該區(qū)工作多年，依據(jù)歷年勘查與研究成果，文章著重對(duì)礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了分析研究，探討了礦床成因，對(duì)該區(qū)域或類似地區(qū)金銅礦找礦勘查具有指導(dǎo)意義。

1 成礦地質(zhì)背景

本區(qū)域位于華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞帶，屬秦嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造帶與祁連山北西向構(gòu)造帶的交匯部位（圖1）。區(qū)域主體構(gòu)造框架由NWW向多層次逆沖推覆構(gòu)造組成[3-4]，與西秦嶺地區(qū)區(qū)域構(gòu)造方向一致。主體褶皺力士山-新堡復(fù)式背斜及其兩翼的大斷裂帶構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格架，NW向的斷裂構(gòu)造及次級(jí)近SN向斷裂是巖漿和熱液活動(dòng)的通道，具有形成大型礦床的構(gòu)造條件。

圖1 區(qū)域構(gòu)造綱要圖（據(jù)夏河-合作1∶200000地質(zhì)礦產(chǎn)圖修編）

區(qū)域地層主要有石炭系﹑二疊系﹑三疊系﹑白堊系等，但以二疊系﹑三疊系為主，為一套粉砂質(zhì)板巖﹑泥質(zhì)板巖夾薄層砂質(zhì)灰?guī)r﹑長(zhǎng)石石英砂巖﹑中～薄層細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖﹑巖屑砂巖；Cu﹑Au﹑As﹑Sb﹑Hg等元素背景值高[5]，是本區(qū)銅﹑砷﹑金礦的主要含礦層位。

區(qū)域巖漿發(fā)育，除夏河﹑阿夷山﹑達(dá)爾藏﹑德烏魯和美武等大規(guī)模的花崗巖體外，還出露大量小巖株和巖脈。巖體主要呈NW向串珠狀展布于夏河—合作斷裂以北，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，巖性主要為花崗閃長(zhǎng)巖﹑石英閃長(zhǎng)巖﹑石英閃長(zhǎng)斑巖及黑云母花崗巖等[6]。印支-燕山期巖漿活動(dòng)頻繁，各類侵入巖出露達(dá)50余處，其中以燕山期的花崗閃長(zhǎng)巖體為主，規(guī)模最大，燕山早期次之。研究表明，西秦嶺造山帶西部夏河—合作一帶的巖體侵位年齡為264～233Ma[7-9]。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)與成礦關(guān)系密切，大規(guī)模的花崗巖巖基多與銅多金屬礦產(chǎn)成礦作用相關(guān)，如在德烏魯﹑崗以和阿姨山等巖體與圍巖接觸帶內(nèi)有接觸交代型銅多金屬礦床；在德烏魯巖體內(nèi)部，還發(fā)育有受斷裂構(gòu)造控制的以地南斷裂蝕變破碎帶型脈狀金礦床；中酸性小巖株和巖脈與金礦化具有密切的空間關(guān)系，區(qū)內(nèi)的金礦床多與中酸性巖脈在空間上伴生，受SN向斷裂構(gòu)造控制。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)中部為大面積的德烏魯石英閃長(zhǎng)巖體(δ052)，北部﹑西南部出露下二疊統(tǒng)大關(guān)山群上部巖組（P1dg），主要為濱海-臺(tái)緣斜坡-深海盆地相，巖石以碎屑巖為主，夾少量碳酸鹽巖，另有呈透鏡狀的捕獲體出現(xiàn)于德烏魯石英閃長(zhǎng)巖體內(nèi)接觸帶中。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于力士山-新堡復(fù)背斜的次級(jí)褶皺日加-上郎崗向斜的南西翼，二疊系下統(tǒng)巖層總體為一單斜構(gòu)造，巖層走向NW，傾向NE，傾角50°～75°。德烏魯巖體呈NW向侵入其中。次一級(jí)的含炭質(zhì)板巖夾砂巖的層間小褶曲﹑小撓曲極為發(fā)育，且多屬柔性緊密褶曲，一般規(guī)模小，均屬北西向構(gòu)造[2]。

區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，與成礦關(guān)系密切的大致可分為2種類型：①產(chǎn)于巖體內(nèi)或接觸帶附近的近NS向斷裂破碎帶，它是本區(qū)主要控礦構(gòu)造，以地南礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)17條；②產(chǎn)于巖體外接觸帶與區(qū)域構(gòu)造線近于一致的發(fā)育在二疊系砂板巖﹑角巖及大理巖中的層間斷裂構(gòu)造。

圖2 以地南礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.3 巖體地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)主要侵入體是德烏魯石英閃長(zhǎng)巖，巖體呈NW向侵入二疊系下統(tǒng)大關(guān)山群中，巖體與圍巖呈明顯的侵位接觸關(guān)系，出露面積14.7km2，呈巖株?duì)町a(chǎn)出。巖體表面具弱的物理風(fēng)化和高嶺土化，巖體內(nèi)部發(fā)育鉀化﹑電氣石化﹑綠泥石化及黃鐵礦化﹑絹云母化等蝕變；靠近巖體的地層廣泛發(fā)育矽卡巖化，可見(jiàn)大量變質(zhì)成因的大理巖和角巖[6]。

區(qū)內(nèi)巖體及二疊系下統(tǒng)地層中，閃長(zhǎng)玢巖小巖脈成群分布，厚約2m～5m，長(zhǎng)度數(shù)十至數(shù)百米不等。

2.4 圍巖蝕變及礦化特征

區(qū)內(nèi)熱液蝕變主要發(fā)生于巖體接觸帶。二疊系下統(tǒng)第三巖性段中的礫巖夾層,經(jīng)巖漿熱液蝕變成角巖化石英巖質(zhì)礫巖，砂巖質(zhì)礫石變成石英巖質(zhì)礫石，砂質(zhì)碎屑填隙物變成微晶質(zhì)石英集合體膠結(jié)物，泥鈣質(zhì)填隙物變成纖粒狀﹑柱粒狀透輝石﹑透閃石分布于礫石周圍，同時(shí)伴有毒砂黃鐵礦化﹑黃銅礦化，近巖體部位形成金銅礦體。

2.5 礦體特征

2.5.1 礦體賦存特點(diǎn)

本次礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)與巖體接觸帶有關(guān)的三種礦化類型，即角巖化板巖型金多金屬礦（北接觸帶）﹑矽卡巖型金銅礦（南接觸帶）及角巖化石英巖質(zhì)礫巖型金銅礦（西南接觸帶）。由于各種原因，僅對(duì)后者進(jìn)行了重點(diǎn)勘查，該礦體賦存具以下特點(diǎn)：

（1）礦體僅賦存于角巖化石英巖質(zhì)礫巖中，礦體在礫巖中呈層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與礫巖一致，其它板巖﹑石英閃長(zhǎng)巖等圍巖均不含礦，可見(jiàn)成礦對(duì)巖性有選擇性。

（2）礦體的產(chǎn)出部位在礫巖與巖體接觸面沿礫巖層往上的50m范圍的礫巖層內(nèi)，但僅出現(xiàn)于礫巖層的中下部。該礦體有嚴(yán)格的賦存空間，就是巖體近接觸帶。

（3）礦體賦存與礫巖的變質(zhì)作用相關(guān)，與巖漿熱液有關(guān)，二疊系下統(tǒng)第三巖性段中礫巖是夾層，是碎屑沉積產(chǎn)物，最終變質(zhì)成角巖化石英巖質(zhì)礫巖，變質(zhì)強(qiáng)度較大，這是巖漿熱液作用的結(jié)果，因此，巖漿巖﹑巖漿熱液與成礦有重大關(guān)聯(lián)。

2.5.2 礦體特征

（1）礦體形態(tài)﹑產(chǎn)狀：本次勘查工作，圈出四個(gè)角巖化石英質(zhì)礫巖型金銅礦體，即AuCu③-1﹑AuCu③-2﹑AuCu③-3和AuCu③-4。礦體賦存于巖體近接觸帶二疊系下統(tǒng)第三巖性段③礫巖層中。礦體形態(tài)受巖體接觸面形態(tài)控制，礦體沿走向呈長(zhǎng)條狀或彎曲帶狀，沿傾向呈窄層板狀，礦體產(chǎn)狀與礫巖層一致，傾向70°～80°，傾角60°～65°。

AuCu③-1礦體走向長(zhǎng)500m，傾向?qū)?00m，厚度0.94m～1.76m，平均1.54m，Cu品位0.33%～2.38%，平均1.07%，伴生Au品位0.17g/t～5.83g/t，平均1.28g/t。

AuCu③-2礦體走向長(zhǎng)320m，傾向?qū)?00m，厚度1.18m～1.26m，平均1.22m，Cu品位1.53%～1.93%，平均1.75%，伴生金含量0.63g/t～1.54g/t，平均1.10g/t。

AuCu③-3礦體走向長(zhǎng)180m，傾向?qū)?0m，厚度0.94m～1.18m，平均1.06m，Cu品位0.94%～1.18%，平均1.20%，伴生Au品位0.63g/t～5.83g/t，平均2.94g/t。

AuCu③-4礦體走向長(zhǎng)220m，傾向?qū)?0m，厚度1.26m，Cu品位1.93%，伴生Au品位1.54g/t。

圖3 以地南礦區(qū)176線剖面圖

（2）礦石礦物成分：礦石中金屬礦物以黃銅礦為主，地表見(jiàn)銅藍(lán)﹑孔雀石﹑褐鐵礦，其次為毒砂﹑黃鐵礦。非金屬礦物主要為石英，其次為方解石﹑透輝石﹑透閃石﹑絹云母。礦石中有兩種石英，前期為原巖中的砂質(zhì)礫石碎屑重結(jié)晶成隱晶質(zhì)的石英，多保留原礫石形態(tài)；后期石英則呈自形晶脈狀或團(tuán)塊狀穿插于礦石中，常伴毒砂﹑黃鐵礦﹑黃銅礦等金屬礦物。透輝石﹑透閃石變晶呈纖柱狀﹑柱粒狀集合體不均勻分布在礫石周圍，有星點(diǎn)狀金屬礦物伴生。絹云母呈鱗片狀集合體不均勻無(wú)定向分布。

（3）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：礦石主要為礫狀結(jié)構(gòu)。其中金屬礦物主要為黃鐵礦﹑黃銅礦，少數(shù)毒砂。黃鐵礦為不等粒半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)，顆粒大小不一，粒徑2.0mm～0.05mm不等，黃銅礦為不規(guī)則它形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.2mm～0.01mm不等。

礦石主要為塊狀構(gòu)造。黃鐵礦呈塊狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造分布于礦石中。礦石中見(jiàn)兩個(gè)世代形成的黃鐵礦，晚期形成的黃鐵礦呈脈狀穿插在早期形成的黃鐵礦中，早期形成的黃鐵礦自形程度較高。黃銅礦呈不規(guī)則狀充填在黃鐵礦裂隙中，呈稀疏浸染狀分布于礦石中。

（4）礦物共生關(guān)系與生成順序：礦石中多見(jiàn)毒砂﹑黃鐵礦共生或呈自形-半自形-它形細(xì)?；旌显谝黄穑S銅礦生成較晩。見(jiàn)黃銅礦交代毒砂﹑黃鐵礦現(xiàn)象。

礦物生成順序?yàn)槎旧?石英﹑黃鐵礦-石英﹑黃銅礦。

（5）伴生金的賦存狀態(tài)：據(jù)金的化學(xué)物相分析，礦石中91.66%的金包裹于硫化物中，而單體金﹑連生金僅占6.64%。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果，黃鐵礦和毒砂中存在大量的“不可見(jiàn)金”。通過(guò)LA—ICP—MS分析，黃鐵礦和毒砂中的“不可見(jiàn)金”主要是以超顯微細(xì)粒自然金（Au）和固溶體金（Au+）的形式存在。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

本區(qū)發(fā)現(xiàn)的角巖化石英巖質(zhì)礫巖型金銅礦屬于接觸帶變質(zhì)巖類，產(chǎn)于巖體接觸帶或近接觸帶，含礦巖石為變質(zhì)巖，盡管礦化發(fā)生在二疊系下統(tǒng)地層中，巖體卻與成礦有直接關(guān)系。據(jù)相關(guān)德烏魯巖體的研究，硫的同位素顯示幔源特征；主要成礦元素Au﹑Cu﹑Pb﹑Zn﹑Sb﹑Ag﹑Fe與巖漿巖有關(guān)；H-O穩(wěn)定同位素研究顯示成礦熱液與巖漿水有關(guān)。

根據(jù)礦區(qū)成礦地質(zhì)特征，通過(guò)對(duì)已有資料的分析研究，對(duì)巖體接觸帶變質(zhì)巖型礦床的成因作以下推論：

德烏魯巖體巖漿侵位終止前后，與巖漿直接接觸的二疊系下統(tǒng)地層受到高溫高壓作用，據(jù)研究資料，還有超臨界氣—液相流體存在，溫度在600℃～800℃，壓力達(dá)100～400Mpa。凡接觸巖漿的巖石都發(fā)生變質(zhì)，礫巖變質(zhì)成角巖化石英巖質(zhì)礫巖，在熱流體降溫至100℃左右產(chǎn)生沸騰時(shí)，圍巖還可能出現(xiàn)隱爆角礫巖。

熱流體中攜帶有大量成礦元素，如Au﹑Cu﹑Pb﹑Zn﹑Sb﹑Ag﹑Fe等，Au一般以AuCl2-絡(luò)合物存在，Cu則以Cu+-Cl絡(luò)合物存在，其他元素也以絡(luò)合物形式存在熱流體中。含礦熱流體遇到圍巖，由于地表循環(huán)水，地層封存水的中和，發(fā)生降溫降壓，急劇打破含礦熱流體的物理化學(xué)平衡，熱流體濃度﹑逸氧度﹑PH值發(fā)生改變，在這種情況下，Au﹑Cu等金屬元素最容易從熱流體的絡(luò)合物中析出沉淀，形成硫化物礦床。

角巖或角巖化石英巖質(zhì)礫巖，在巖漿高溫高壓作用下，產(chǎn)生節(jié)理和爆裂裂隙，同時(shí)礫巖具有礫間孔隙度，為成礦提供了場(chǎng)所。經(jīng)充填交代等成礦作用，熱流體中析出的Fe﹑Au﹑Cu﹑Pb﹑Zn﹑Sb﹑As﹑S﹑Si等元素析出并結(jié)晶，形成毒砂﹑黃鐵礦﹑黃銅礦﹑方鉛礦﹑閃鋅礦﹑輝銻礦等硫化礦物，填隙于巖石空隙中，充填于微裂隙中，形成接觸帶變質(zhì)巖型礦床。

3.2 找礦標(biāo)志

（1）巖體標(biāo)志：接觸帶變質(zhì)巖型礦床，其成礦作用與中酸性巖漿巖的侵入有直接關(guān)系，所以要找這類礦床先找?guī)r體。

（2）巖性標(biāo)志：礫巖﹑角巖化強(qiáng)烈和裂隙，某些發(fā)育的巖石具有某些特性，往往成為這類礦床的賦礦巖石。

（3）控礦構(gòu)造標(biāo)志：巖體與圍巖的接觸面，在空間上是一個(gè)復(fù)雜多變的地質(zhì)構(gòu)造面，由于其產(chǎn)狀的極不穩(wěn)定性，往往給地質(zhì)找礦和探礦工程布置帶來(lái)難度。

（4）蝕變礦化標(biāo)志：各種角巖化﹑石英巖化﹑大理巖化﹑硅化等蝕變和毒砂﹑黃鐵礦化﹑黃銅礦化及地表的銅藍(lán)﹑孔雀石﹑褐鐵礦等氧化物，是直接找礦標(biāo)志。

（5）物化探異常標(biāo)志：這類礦床往往引起電磁﹑重力等物化探異常，還引起Au﹑As﹑Pb﹑Cu﹑Sb﹑Zn﹑As﹑Hg等分散流﹑原生暈﹑次生暈化探異常，因此，異常區(qū)是這類礦床的找礦靶區(qū)。

4 結(jié)論

以地南礦區(qū)角巖化石英巖質(zhì)礫巖型金銅礦成礦的基本規(guī)律是：成礦部位在接觸帶，礦(化)體賦存于巖體接觸面以上0～50m的圍巖中，其成礦作用與巖體和接觸帶有著密切的關(guān)系。在巖漿侵位終止前后，巖體與圍巖之間形成了一個(gè)重要的成礦構(gòu)造面，攜帶成礦物質(zhì)的熱流體，在此發(fā)生了降溫﹑降壓，流體稀釋，氧逸度﹑PH值發(fā)生重大改變，造就了極易成礦的物理化學(xué)環(huán)境。這就是接觸帶礦產(chǎn)成礦的原因。巖體接觸帶礦產(chǎn)具有很好的找礦前景，主要是礦(化)體有固定的賦存部位，接觸帶又具有良好的成礦地質(zhì)條件，所以具有重要的地質(zhì)找礦意義。