甘肅流沙溝金礦床圍巖蝕變特征及其與金礦化的關(guān)系

望開磊 繆廣 屈海浪 劉文江 白會良 張羿生 韓彪

摘要：流沙溝金礦床位于甘肅省南東部的李子園金多金屬礦田內(nèi)。通過巖礦鑒定和礦物短波紅外光譜分析確定了流沙溝金礦床圍巖蝕變類型、含量及特征，圍巖蝕變主要包括硅化、黃鐵絹英巖化、黏土化、碳酸鹽化、綠泥石化。定量探討了圍巖蝕變與金成礦之間的關(guān)系，認(rèn)為金礦化強度與絹云母、綠泥石、蒙脫石等蝕變礦物含量呈正相關(guān)性，且與較短的絹云母Al-OH波長和較高的伊利石光譜成熟度關(guān)系密切，可作為有效找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：流沙溝金礦床；圍巖蝕變；絹云母化；蝕變礦物；短波紅外光譜；找礦標(biāo)志

中圖分類號：TD11 P618.51文獻標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2023）03-0081-05doi：10.11792/hj20230316

李子園金多金屬礦田是中國重要的金多金屬礦田，發(fā)育了一系列造山型、淺成低溫?zé)嵋盒徒?、銀、銅、鉛鋅礦床^［1］。流沙溝金礦床位于甘肅省東南部的李子園金多金屬礦田西南部天子山巖體內(nèi)，成因類型為淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床^［2］，熱液蝕變作用強烈。本文在分析礦區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了圍巖蝕變類型、組合、分帶及與金礦化關(guān)系研究，其對后續(xù)找礦勘查工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

流沙溝金礦床大地構(gòu)造位置為西秦嶺造山帶東段加里東褶皺帶，為華北板塊、揚子板塊及特提斯古海洋板塊（松潘地塊）碰撞應(yīng)力集中作用區(qū)，位于商丹縫合帶上（見圖1-A）。區(qū)域內(nèi)多期強烈的構(gòu)造巖漿活動造就了優(yōu)越的成礦地質(zhì)背景^［2-3］，形成了一系列金礦床。

區(qū)域地層屬于祁連—北秦嶺地層區(qū)，由老至新出露中—下元古界秦嶺群，上古生界丹鳳群、西漢水群、舒家壩群及中新生界新近系等地層（見圖1-B），地層主要呈帶狀分布，整體受區(qū)域北西向構(gòu)造控制，各地層間多以韌性剪切帶、斷裂或?qū)娱g破碎帶接觸。區(qū)域內(nèi)褶皺和斷裂極為發(fā)育，構(gòu)造行跡以北東向和北西向為主，且與金礦床時空分布關(guān)系密切，元家坪—小寺溝韌性剪切帶及其南側(cè)一系列次級構(gòu)造控制了眾多金礦床的產(chǎn)出，在李子園金多金屬礦田主要表現(xiàn)為北西向逆沖推覆斷裂和北東向構(gòu)造^［4-5］。巖漿活動以印支期最為強烈，主要發(fā)育天子山、柴家莊、八卦山等巖體，對金和多金屬成礦起著極為重要的作用^［6］，流沙溝金礦床產(chǎn)在天子山巖體內(nèi)。

因流沙溝金礦床所在的西秦嶺造山帶東段多期構(gòu)造復(fù)合活動、殼幔系統(tǒng)交換、地表與深部物理化學(xué)作用劇烈，使其成為成礦物質(zhì)與流體活躍的匯聚區(qū)和礦產(chǎn)資源富集的良好場所，構(gòu)成中國最大的卡林—類卡林型金礦省^［7］和造山型金礦集中區(qū)^［8］，前人將流沙溝金礦床所在的西秦嶺東段劃分了8個金成礦亞帶，具有良好的找礦前景^［9-10］。金礦床類型主要有造山型、卡林—類卡林型、斑巖型、中低溫巖漿熱液型等，典型金礦床有李子金礦床、柴家莊金礦床、大店溝金礦床、吊壩子金礦床等^［11］。

2 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)地層主要為出露在北東部的下古生界李子園群四、五巖性段（見圖2-A）變質(zhì)火山—沉積巖系，巖性以斜長角閃片巖、綠泥角閃片巖、綠泥絹云母石英片巖、黑云母石英片巖為主。

構(gòu)造以斷裂為主，巖體內(nèi)部多發(fā)育走向北東、傾向北西的斷裂破碎帶及裂隙，其具有張剪性特征，控制了礦體的產(chǎn)出；地層中多發(fā)育走向北西、傾向南西的片理化帶及斷裂，其具有右行逆沖剪切性質(zhì)，顯示多期活動疊加特征。

礦區(qū)巖漿活動與金成礦關(guān)系密切，侵入巖發(fā)育。印支期天子山巖體占據(jù)了礦區(qū)大部分面積，是礦體的最主要圍巖^［6］，巖性主要有中細粒二長花崗巖、鉀長花崗巖、斑狀二長花崗巖等。巖脈、巖株眾多，主要為成巖成礦后期侵入，巖性以正長斑巖、閃長玢巖和石英正長巖為主，部分與礦體存在空間伴生關(guān)系^［12］。

礦體賦存于巖體內(nèi)部的斷裂破碎帶中，總體形態(tài)為脈狀，類型為構(gòu)造蝕變巖型，以北東走向、北西傾向為主，產(chǎn)狀在走向和傾向上均不穩(wěn)定。目前控制的礦體主要有9號、9-2號、10號、11號等礦體。其中，9號礦體規(guī)模最大，水平方向工程控制在17勘探線—10勘探線，垂向工程控制為1 626 m中段至1 450 m中段。走向北東51°～69°，傾向北西，傾角60°。礦體金平均品位為2.06×10^-6，平均厚度為1.17 m。

礦石組分相對復(fù)雜，金屬礦物主要有方鉛礦、黃鐵礦、輝銀礦、黝銅礦、銀黝銅礦，次為黃銅礦、閃鋅礦；次生礦物有黃鉀鐵礬、藍銅礦、孔雀石等；脈石礦物有方解石、石英、長石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—半自形中粒結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、細脈浸染狀構(gòu)造等。

3 圍巖蝕變類型及特征

經(jīng)巖礦鑒定和短波紅外光譜分析，礦區(qū)圍巖蝕變類型主要有硅化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化、黏土化、碳酸鹽化等，圍巖蝕變范圍小且不同類型蝕變相互疊加，導(dǎo)致圍巖蝕變分帶不明顯。

3.1 硅 化

硅化在礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，主要分為線狀和面狀2種類型，與斷裂及礦化具有良好的空間和成因聯(lián)系，為近礦蝕變。其中，線狀硅化以石英脈為典型產(chǎn)出狀態(tài)，面狀硅化（見圖3-a）主要發(fā)育在礦體邊緣，呈暈狀不均勻分布。鏡下觀察可見石英晶體呈他形粒狀、脈狀，充填于長石、云母礦物間隙和礦物裂隙中，或交代前期成巖礦物，蝕變礦物組合為石英±鉀長石＋黃鐵礦±方鉛礦±閃鋅礦。

3.2 黃鐵絹英巖化

黃鐵絹英巖化在二長花崗巖和閃長玢巖中表現(xiàn)最為強烈，與礦體關(guān)系密切。蝕變巖體多呈灰白色，發(fā)育大量石英細脈，見較強的浸染狀、團塊狀黃鐵礦化，部分裂隙和巖脈中見大量黃鐵礦晶體聚集成集合體（見圖3-b），一些石英脈兩側(cè)發(fā)育明顯的絹云母化。鏡下觀察，其主要以斜長石斑晶被細小的鱗片狀絹云母交代、分解為特征（見圖3-e），部分鉀長石也見微弱的絹云母蝕變。蝕變礦物組合為絹云母＋石英＋黃鐵礦±黃銅礦等。

3.3 綠泥石化

綠泥石化主要存在于構(gòu)造蝕變帶內(nèi)及含礦石英脈附近的局部地段，有時熱液成因的綠泥石化致使小范圍構(gòu)造蝕變巖呈淺綠色（見圖3-c）。鏡下觀察，綠泥石化多以綠泥石、葉蠟石等交代長石為特征。蝕變礦物組合為綠泥石±綠簾石±葉蠟石。

3.4 黏土化

黏土化主要見于天子山巖體與地層接觸帶附近的巖體一側(cè)，分布面積大，疊加在前期蝕變帶上。巖石多呈灰白色。鏡下觀察，鉀長石和部分斜長石被以蒙脫石為主的黏土礦物交代，表面不平滑（見圖3-c），蝕變嚴(yán)重的長石礦物晶型較差，局部呈環(huán)帶狀。主要礦物組合為蒙脫石±高嶺石±伊利石±水云母等。

3.5 碳酸鹽化

碳酸鹽化為成礦晚期蝕變，同時伴生后期鉛鋅銀成礦作用，主要表現(xiàn)為方解石等碳酸鹽礦物呈細脈狀充填于巖石裂隙和早期構(gòu)造中（見圖3-d），在斷裂和斷裂破碎帶處較強。鏡下觀察，較自形的方解石石英脈充填礦物間隙及不規(guī)則的方解石交代造巖礦物，主要礦物組合為方解石＋鐵白云石±黃鐵礦±方鉛礦±閃鋅礦±自然銀等。

4 蝕變與金礦化關(guān)系的定量評價

利用短波紅外光譜開展蝕變礦物種類、豐度測試的技術(shù)十分成熟^［13］。為進一步定量評價圍巖蝕變與金礦化強度之間的關(guān)系，采用短波紅外礦物分析儀對流沙溝金礦床鉆孔ZKL0002的114件樣品進行分析，每件樣品采集3條短波紅外光譜，共采集了342條光譜，流沙溝金礦床鉆孔ZKL0002柱狀圖、蝕變礦物相對含量及羥基特征見圖4。

由圖4可知：鉆孔ZKL0002主要發(fā)育的蝕變礦物有白云母（普通白云母、多硅白云母、絹云母和伊利石）、綠泥石、蒙脫石和碳酸鹽礦物（方解石和鐵白云石）。其中，白云母最為發(fā)育，整個鉆孔中都廣泛發(fā)育，含量高值區(qū)出現(xiàn)在60～120 m、170～190 m、260～300 m、330～400 m深度，也是金品位高值區(qū)出現(xiàn)的范圍，顯示了白云母蝕變與金礦化強度的正相關(guān)性；其次為綠泥石，在350～420 m深度比較發(fā)育，同樣顯示了一定的正相關(guān)性；該鉆孔中發(fā)育一定量的蒙脫石，在180～220 m和330～400 m深度發(fā)育，以上2處也是金礦化較為發(fā)育的部位；該鉆孔中還有零星的碳酸鹽礦物出現(xiàn)，多發(fā)育在金礦化周邊。

鉆孔ZKL0002中綠泥石Fe-OH波長的分布范圍為2 246～2 253 nm，為富鎂綠泥石；Al-OH波長、伊利石光譜成熟度（ISM）可以用于指示礦物的蝕變溫度^［14］，測量結(jié)果顯示在該鉆孔200 m、360～440 m、520 m深度均具有Al-OH波長較短且ISM值較高特征，表明在這些地方礦物的蝕變溫度較高，是成礦熱液運移的集中部位，同樣也是礦體賦存部位。

5 結(jié) 論

1）流沙溝金礦床圍巖蝕變類型主要有硅化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化、黏土化、碳酸鹽化等。其中，硅化、黃鐵絹英巖化與金成礦關(guān)系最為密切。

2）短波紅外光譜測試定量評價蝕變礦物種類與金礦化強度之間的空間關(guān)系表明：白云母（黃鐵絹英巖化）、綠泥石、蒙脫石與金礦化強度存在正相關(guān)性，可以作為重要的找礦標(biāo)志。

3）較短的Al-OH波長和較高的ISM值特征，可用于指示流沙溝金礦床礦物的蝕變溫度和位置，此處是成礦熱液運移的集中部位和礦體賦存部位，也是重要的成礦預(yù)測參數(shù)。

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Characteristics of wall rock alteration and its relationship

with gold mineralization in Liushagou Gold Deposit，Gansu Province

Wang Kailei1，Miao Guang2，Qu Hailang2，Liu Wenjiang1，Bai Huiliang2，Zhang Yisheng1，

Han Biao2

（1.Gansu Tianshui Lizi Gold Mining Co.，Ltd.; 2.Beijing Jinyou Geological Exploration Co.，Ltd.）

Abstract：Liushagou Gold Deposit is located in the Liziyuan gold polymetallic ore field in the southeast of Gansu Province.In this paper，the types，contents，and characteristics of wall rock alterations in the Liushagou Gold Deposit are determined by rock-mineral identification and mineral short-wave infrared spectrum analysis.The alteration types mainly include silicification，pyrite sericitization，clayization，carbonatization，and chloritization.Through the quantitative discussion of the relationship between wall rock alteration and gold mineralization，it is considered that the gold mineralization intensity is positively correlated with the content of altered minerals such as sericite，chlorite，and montmorillonite，and is closely related to the shorter sericite Al-OH wavelength and the higher spectral maturity of illite，which can be used as an effective prospecting marker.

Keywords：Liushagou Gold Deposit;wall rock alteration;sericitization;altered minerals;short wave infrared spectrum;prospecting marker