甘肅玉門金灣子金礦地質(zhì)特征及控礦因素分析

洪棟棟

（甘肅智廣地質(zhì)工程勘察設(shè)計有限公司，甘肅 蘭州 730010）

金灣子金礦位于玉門市昌馬鎮(zhèn)境內(nèi)，該礦系1997年甘肅省地礦局酒泉地調(diào)隊二次資料開發(fā)室綜合研究前人資料，認(rèn)為金灣子區(qū)內(nèi)金（Au）成礦遠(yuǎn)景較好，經(jīng)野外踏勘取樣化驗發(fā)現(xiàn)的金礦體。前人對該區(qū)的地層層序、構(gòu)造格架形態(tài)、巖漿巖的分布特征進(jìn)行了研究，而未對礦床成因、控礦因素進(jìn)行深入研究。文章是在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合野外地質(zhì)工作，總結(jié)該礦的成礦關(guān)系、成礦條件、成礦規(guī)律，通過對該礦床地質(zhì)特征、礦床成因、控礦因素進(jìn)行探討分析，為下一步找礦奠定理論基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造處于秦祁昆造山系北祁連弧盆系走廊南山島弧祁連山北麓邊緣地帶，地層區(qū)劃屬華北板塊北祁連地層小區(qū)[1]。區(qū)域上金礦體受地層控制明顯，主要產(chǎn)于沿地層走向展布的北西向斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶及粉砂質(zhì)凝灰質(zhì)板巖的蝕變帶中，已發(fā)現(xiàn)的旱峽口東、祭公臺、金灣子梁和窟窿山口金礦床均受控于區(qū)域性展布受北西向斷裂控制。區(qū)內(nèi)侵入巖不甚發(fā)育，主要為華力西早期花崗巖、斜長花崗巖，沿構(gòu)造裂隙侵入，呈零星出露。在同一層位的巖性，靠近花崗巖、斜長花崗巖的地方褐鐵礦化、硅化相對發(fā)育，金礦化形成時代與花崗巖、斜長花崗巖時代一致，具有密切時空聯(lián)系，說明該區(qū)成礦與熱液蝕變關(guān)系密切。

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有志留系、石炭系、二疊系、新近系及第四系，區(qū)域地質(zhì)圖如圖1所示。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

（1）志留系（S）

①下統(tǒng)骯臟溝組一段（Sa1）。巖性主要為灰綠色變凝灰質(zhì)砂巖、砂礫巖；灰綠色變含礫巖屑粗砂巖，變長石中砂巖、變細(xì)砂巖；灰黑色變泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖；灰黑色凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖等組成，該段上部灰黑色凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖和變凝灰質(zhì)砂巖為區(qū)內(nèi)主要含礦巖性。

②下統(tǒng)骯臟溝組二段（Sa2）。巖性主要為灰—灰綠色變細(xì)砂巖，灰黑色變粉砂巖及泥巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r；巖石受區(qū)域低溫變質(zhì)作用的影響，多已轉(zhuǎn)變?yōu)樽兩皫r、板巖產(chǎn)出。沉積構(gòu)造以發(fā)育的紋層主，層序上表現(xiàn)為由底層到頂部粒度變細(xì)，厚度變薄。

③下統(tǒng)骯臟溝組三段（Sa3）。主要由泥質(zhì)、粉砂質(zhì)組成，構(gòu)造以平行層理為主要特征。巖性主要為灰綠色板巖夾變細(xì)砂巖，灰綠色變細(xì)砂巖，灰褐色變細(xì)砂巖夾板巖。

④中統(tǒng)泉腦溝山組（Sq）。巖性主要為灰綠—紫紅色細(xì)砂巖、粉砂巖夾灰色砂屑灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r。

⑤旱峽組（Sh）。巖性主要為紫紅色粉砂巖、細(xì)砂巖；下部以細(xì)砂巖為主，上部以粗砂巖為主。波痕、斜層理，干裂構(gòu)造發(fā)育。

（2）石炭系—二疊系（C—P）

羊虎溝組（CPy）。巖性主要為灰綠色細(xì)砂巖、灰—灰黑色雜砂巖、炭質(zhì)頁巖及煤線。其層序特征是由下而上，呈由粗變細(xì)的韻律性特征產(chǎn)出。

（3）新近系中新統(tǒng)白楊河組（Nb）

巖性主要為磚紅色含礫粗砂巖夾灰色—灰黑色頁巖，中夾有薄層石膏。

（4）第四系（Q）

由一套半膠狀、松散的沖洪積物及殘坡積形成的礫石、砂礫、砂土、沼澤堆積物的砂土及砂礫石等組成。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于華北板塊祁連山加里東褶皺帶，北祁連褶皺帶西段北緣。華北板塊與塔里木板塊的邊界—阿爾金走滑大斷裂的南側(cè)。其內(nèi)地層新老倒置，斷裂縱橫交織，總體顯示了構(gòu)造變動的強(qiáng)烈及多期構(gòu)造活動的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造大致有北西—南東向、南北向和北東—南西向三組。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較發(fā)育，主要有東大窯北向斜，傢什窯背斜等，金灣子金礦位于傢什窯背斜的東冀。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖不甚發(fā)育，有華力西早期二長花崗巖、閃長巖。其余小型脈巖有石英脈、斜長花崗巖脈、細(xì)晶巖脈、花崗閃長巖脈、石英閃長巖脈、閃長巖脈、輝綠玢巖脈。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有：銅、鐵、鉛、砂金、石油、煤、石膏等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為志留系下統(tǒng)骯臟溝組（Sa）和第四系（Q），地質(zhì)略圖如圖2所示。

圖2 金灣子金礦地質(zhì)略圖

礦區(qū)出露的主要地層為志留系下統(tǒng)骯臟溝組（Sa），據(jù)不同巖性特征，可將該組劃分為2個巖性段：

（1）志留系下統(tǒng)骯臟溝組一巖段（Sa1）

下部（Sa1a）為一套灰黑色凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，中夾有少量變凝灰質(zhì)砂巖。上部（Sa1b）為灰—灰綠色變凝灰質(zhì)砂巖，砂礫巖局部夾少量凝灰質(zhì)砂質(zhì)板巖。該層中的變凝灰質(zhì)砂巖、砂礫巖和凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖為主要含礦層。

（2）志留系下統(tǒng)骯臟溝組二巖段（Sa2）

下部（Sa2a）主要為一套淺灰—灰白色變凝灰質(zhì)砂巖，中夾有少量砂質(zhì)板巖。上部（Sa2b）主要為一套淺灰—灰白色凝灰質(zhì)砂質(zhì)板巖。該組巖石為火山碎屑沉積建造，巖石粒度以向上變細(xì)，厚度變薄為主要特征。

2.2 構(gòu)造

（1）褶皺

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要由志留系組成的東大窯—傢什窯波浪式背、向斜，礦區(qū)位于傢什窯背斜的北東冀，受該褶皺構(gòu)造的影響，礦區(qū)褶皺構(gòu)造極為發(fā)育，使礦區(qū)地層亦呈波浪式小褶皺由于后期構(gòu)造的破壞，使礦區(qū)地層中的褶皺顯得殘缺不全，但波浪式褶皺的形跡依然清晰可見。

礦（化）體位于波浪式褶皺的中間地段小背斜的核部，受F21、F26、F32等斷裂構(gòu)造的控制。

（2）斷層

礦區(qū)斷裂構(gòu)造以北西向為主，其他方向次之，礦區(qū)內(nèi)主要斷層性質(zhì)特征見表1。

表1 主要斷層性質(zhì)特征統(tǒng)計表

2.3 巖漿巖

礦區(qū)出露華力西早期侵入巖，主要分布于礦區(qū)北西—東部一帶，呈零星出露。侵入巖及脈巖受北西向斷裂構(gòu)造的控制，是沿構(gòu)造裂隙后貫入的產(chǎn)物，主要巖性為花崗巖、斜長花崗巖、花崗閃長巖脈。其中斜長花崗巖與礦化蝕變關(guān)系密切。

2.4 變質(zhì)作用與圍巖蝕變

由于受巖漿侵入活動和構(gòu)造運(yùn)動的影響，區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用發(fā)育，變質(zhì)作用以區(qū)域變質(zhì)作用為主，接觸變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用次之，在礦區(qū)廣泛發(fā)育區(qū)域變質(zhì)巖和動力變質(zhì)巖，以及圍巖蝕變。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 金礦體空間分布特征

礦區(qū)共圈定金礦（化）體15條，其中規(guī)模較大的金礦體5條，主要產(chǎn)于沿地層走向展布的北西向斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶及粉砂質(zhì)凝灰質(zhì)板巖的蝕變帶中[2]。礦體形態(tài)、產(chǎn)狀多受地層巖性和斷裂破碎帶的控制。礦體長一般為40～120 m，最大礦體長293 m，厚0.8～4.59 m，最厚6.09 m。礦體走向一般為北西向，呈似層狀、單脈狀和透鏡狀，平面上有膨縮彎曲，分枝復(fù)合等現(xiàn)象。礦區(qū)規(guī)模較大的礦體Au1、Au3、Au4、Au5、Au11主要礦體特征見表2。

表2 金灣子金礦主要礦體特征一覽表

Au1礦體在平面上呈脈狀，總體傾向北東，傾角45°～68°。礦體長度40 m，礦體平均厚度2.17 m，礦體品位1.04×10-6～2.09×10-6，礦體平均品位1.78×10-6。

Au3礦體呈似層狀，總體傾向南西，傾角45～80°。礦體長度95 m，礦體平均厚度1.01 m；礦體品位0.52×10-6～3.60×10-6，礦體平均品位2.20×10-6。

Au4礦體呈似層狀，總體傾向南西，傾角61°～65°。礦體長度117 m，礦體平均厚度2.97 m；礦體品位1.65×10-6～1.75×10-6，礦體平均品位1.25×10-6。

Au5礦體呈似層狀，總體傾向北東，傾角55°。礦體長度72 m，礦體平均厚度1.75 m；礦體品位2.25×10-6～3.00×10-6，礦體平均品位2.67×10-6。

Au11礦體呈似層狀，總體傾向南西，傾角60°～78°。礦體長度315 m，礦體平均厚度1.49 m；礦體品位1.72×10-6～3.47×10-6，礦體平均品位2.97×10-6。

3.2 礦石質(zhì)量

（1）礦石礦物成分

礦石金屬礦物主要為自然金、褐鐵礦、黃鐵礦、毒砂，次為磁鐵礦、赤鐵礦、方鉛礦、自然銀等；脈石礦物主要為石英，次為重晶石、磷灰石、鋯石等。

（2）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

主要為呈它形粒狀—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，碎裂砂狀結(jié)構(gòu)、殘留結(jié)構(gòu)。

主要為枝脈浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。

3.3 礦物生成順序

礦石中的金屬礦物為原生階段所生成的黃鐵礦、磁鐵礦呈微細(xì)粒浸染狀，形晶。從黃鐵礦殘余假象可以看出其結(jié)晶早于赤鐵礦。在粒度約0.1 mm×0.3 mm的長方形“假象”中，局部為空洞，褐鐵礦呈脈狀穿插包裹赤鐵礦，赤鐵礦中部為粒度0.01～0.03 mm的黃鐵礦殘留體。黃鐵礦被赤鐵礦交代，赤鐵礦又被褐鐵礦取代（主要為針鐵礦）。邊緣部分或部分地方又被淋濾呈空洞。毒砂呈自形晶，粒度0.01～0.04 mm，呈零星出現(xiàn)，多見于碎裂發(fā)育區(qū)域。金屬礦物的交代與脈巖蝕變都受裂隙群發(fā)育多少的控制。

綜上所述，礦物的生成順序應(yīng)為：黃鐵礦→赤鐵礦→褐鐵礦、毒砂。

4 礦體空間分布控礦因素分析

4.1 地層對礦體空間分布的控制分析

礦區(qū)出露地層主要為志留系下統(tǒng)骯臟溝組（Sa），該組巖性是一套海相沉積的火山碎屑巖系。由于后期構(gòu)造作用，區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀較為復(fù)雜，地層總體走向呈北西向，該層中的變凝灰質(zhì)砂巖、砂礫巖和凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖為主要含礦層，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀多受地層巖性控制，成為賦礦地層同時又為礦源層。

4.2 斷裂構(gòu)造對礦體空間分布的控制分析

礦區(qū)北西向斷裂最為發(fā)育，地貌表現(xiàn)為渣金子溝和骯臟溝南段切割較深的溝谷，是區(qū)域性大斷裂，控制礦區(qū)的構(gòu)造格架。

北西向斷裂以F21、F26為代表，是骯臟溝、渣金子溝斷裂的次級構(gòu)造，并具備了多期運(yùn)動構(gòu)造的特點(diǎn)。在地貌上表現(xiàn)為鋸齒狀的溝谷，傾角一般在50°以上，傾向西、北、東者均有，走向一般在320°～340°，其性質(zhì)早期為張性、晚期為壓扭性，常伴有分枝交叉現(xiàn)象。在該組斷裂的銳角部位，Au元素含量明顯增高，為控礦和導(dǎo)礦構(gòu)造，控制規(guī)模較大的礦體Au1、Au3、Au4、Au5、Au11的產(chǎn)出。

北北東向斷裂以F22、F35為代表，該組斷裂系阿爾金走滑大斷裂的次級構(gòu)造，活動時間晚于北西向斷裂。斷層性質(zhì)為逆沖—平移斷層，斷距一般不大，走向在30°～35°，往往錯斷北西向斷裂，對礦體起破壞作用。

東西向斷裂以F16為代表，其性質(zhì)不明顯，規(guī)模一般不大。往往切割上述二組斷裂，形成時間晚于以上二組斷裂，是區(qū)內(nèi)規(guī)模最小的斷裂。

南北向斷裂以F30、F31為代表，是礦區(qū)內(nèi)最新的斷層。斷層傾向260°～270°，傾角50°～60°，呈近南北向斜跨整個Sa地層。斷距寬窄不一，最寬處15 m以上，最窄處1 m左右，斷層性質(zhì)為逆斷層，控制礦體Au14、Au15的產(chǎn)出。

4.3 巖漿巖對礦體空間分布的控制分析

礦區(qū)出露華力西早期侵入巖，巖性主要為花崗巖、斜長花崗巖，分布于礦區(qū)北西向F15、F24、F26、F32斷裂構(gòu)造裂隙侵入，呈帶狀零星出露。沿斷裂具有多次脈動充填的特點(diǎn)，主要集中在北西向的花崗巖、斜長花崗巖的侵入地段；由于后期巖體的上侵，使圍巖產(chǎn)生了強(qiáng)烈的蝕變，在靠近巖體的地方，巖石普遍發(fā)生了絹云母化，碳酸鹽化和土化。金礦體和蝕變破碎帶中，多見有后期形成的石英團(tuán)塊、細(xì)脈，同時伴有黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、硅化，與金礦化關(guān)系極為密切。地表氧化帶的金礦體，均產(chǎn)于構(gòu)造破碎蝕變帶的褐鐵礦化、硅化地段，而原生金礦多富集于黃鐵礦化、硅化帶中。在同一層位的巖性，在靠近花崗巖、斜長花崗巖的地方褐鐵礦化、硅化相對發(fā)育，說明該區(qū)成礦與熱液蝕變關(guān)系密切，尤其是北西向礦帶上陡傾礦體，巖漿巖對金礦體的控制起主導(dǎo)作用。

5 結(jié)論

通過對金灣子金礦床區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體地質(zhì)特征及其礦體空間分布控礦因素分析，發(fā)現(xiàn)金灣子金礦體空間分布特征多受地層巖性、斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶、巖漿巖的控制，主要呈似層狀、單脈狀和透鏡狀產(chǎn)于北西向斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶及粉砂質(zhì)凝灰質(zhì)板巖的蝕變帶中，屬構(gòu)造蝕變巖型中—低溫?zé)嵋航鸬V床。

通過深入研究北祁連西段蝕變碎裂巖型金礦床控礦因素和成因[3]，總結(jié)金灣子金礦礦體空間分布特征、控礦因素及成礦規(guī)律，對區(qū)域內(nèi)同類型金礦床找礦具有一定的指導(dǎo)意義。