甘肅省西和縣鄧家溝鈷金礦礦床成礦地質(zhì)條件分析及找礦標志

[摘要]鄧家溝鈷金礦位于西秦嶺造山帶東段，橫跨中秦嶺陸緣盆地和澤庫前陸盆地二個Ⅲ級構(gòu)造單元，構(gòu)造單元邊界為合作-臨潭-兩當區(qū)域斷裂。（其以合作-臨潭-兩當區(qū)域斷裂為界）。成礦時代初步判斷為三疊紀晚期。鄧家溝鈷金礦點受北東東向鄧家溝-石家河斷裂控制，控礦斷裂帶呈北東東向展布，走向75°，出露長約4km，寬10～15m，傾向北西，傾角較陡，一般70°～75°，局部倒轉(zhuǎn)。該斷裂帶具發(fā)現(xiàn)厚大鈷金礦體的潛力，區(qū)內(nèi)發(fā)育的其他北東東次級斷裂構(gòu)造，蝕變特征顯著，熱液活動明顯，沿斷裂構(gòu)造延伸方向具發(fā)現(xiàn)金、鈷礦、鉛鋅礦的潛力。區(qū)內(nèi)鄧家溝-石家河北東東向斷裂構(gòu)造為主要的構(gòu)造標志。

[關鍵詞]鈷金礦；地質(zhì)特征；礦床成因；找礦標志。

[作者簡介]宋小兵（1983—），男，本科，地質(zhì)工程師，主要從事地質(zhì)找礦工作。

調(diào)查區(qū)位于甘肅省西和縣境內(nèi)，2008～2012年，甘肅省地質(zhì)調(diào)查院實施的大調(diào)查“甘肅成縣-臨潭地區(qū)銅鎢金礦產(chǎn)遠景調(diào)查”項目，通過1∶50000水系沉積物測量，在調(diào)查區(qū)圈出Pb、Zn、Ag、Au、Sb的元素異常，但未分析Co元素，異常分布于金陵山-青崗嶺山口斷裂（合作-臨潭-兩當區(qū)域斷裂）以北的泥盆紀地層，與地層走向一致。元素組合以Ag、Au、Cd、Hg、Pb、Zn為主。顯示了泥盆紀地層對Pb、Zn、Ag、Au的濃集控制作用。本次工作依托“甘肅省西和縣金陵山—鄧家溝一帶鈷金礦調(diào)查評價”項目選擇前人副樣，增加測試Co元素，圈鈷元素異常及綜合異常；結(jié)合物探、遙感、礦產(chǎn)等綜合信息，開展找礦工作；擇優(yōu)對1∶50000鈷、金元素化探異常采用1∶10000地質(zhì)測量、地化剖面測量和槽探揭露等手段，進一步縮小找礦靶區(qū)，以發(fā)現(xiàn)礦體。

1.區(qū)域成礦背景

調(diào)查區(qū)處于西秦嶺造山帶東段，橫跨中秦嶺陸緣盆地（中秦嶺西成鉛鋅礦帶）和澤庫前陸盆地（南秦嶺夏河-兩當金銻汞成礦帶）二個Ⅲ級構(gòu)造單元，構(gòu)造單元邊界為合作-臨潭-兩當區(qū)域斷裂。合作-臨潭-兩當區(qū)域斷裂及次級斷裂，控制著調(diào)查區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿巖及其礦產(chǎn)的展布。

2.礦體地質(zhì)特征

2.1礦體特征

礦區(qū)內(nèi)在夏河-禮縣逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi)。根據(jù)礦區(qū)構(gòu)造特征，在晚古生代陸緣沉積體系的基礎上，前印支期構(gòu)造行跡主要表現(xiàn)為北西西向的順層脆-韌性剪切變形，巖層劈理置換明顯，構(gòu)造形式集中表現(xiàn)為順層的強劈理化帶。印支期以來的逆沖推覆造山運動，使礦區(qū)發(fā)生了強烈的構(gòu)造變形和低綠片巖相變質(zhì)作用，形成了復式褶皺和疊置逆沖推覆斷裂構(gòu)造組合，表現(xiàn)為東西向不對稱褶皺構(gòu)造和系列北東東向或近東西向的逆沖推覆斷裂。褶皺構(gòu)造主要屬成礦前構(gòu)造，逆沖斷裂構(gòu)造為主要的成礦構(gòu)造，構(gòu)造走向延伸與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。燕山期變形構(gòu)造主要為淺層次斷裂和寬緩褶皺。

通過地表露頭及槽探控制，圈定鈷金礦體一條編號為CoAu-1：由4個槽探工程控制，礦體長55m，近東西向展布，呈似層狀，礦體嚴格受斷裂控制，礦體總的走向為255°礦體厚度為0.97～7.8m，平均厚度為3.78m，其中Co品位0.02%～0.113%，平均品位0.057%，Au品位1.86×10-6～5.36×10-6，平均品位3.07×10-6。礦體產(chǎn)狀345°∠75°。賦礦巖石主要為褐鐵礦化蝕變灰?guī)r、構(gòu)造角礫巖。礦體頂板主要為灰白色中厚層灰?guī)r、灰白色中厚層大理巖化灰?guī)r，極少量的青灰色含生物碎屑灰?guī)r；礦體底板主要為灰黑色-灰色鈣泥質(zhì)板巖，部分地段為灰黑色含碳質(zhì)板巖。

本次施工探槽主要布設于礦區(qū)北東東向斷裂帶上可見圍巖蝕變的露頭處，未發(fā)現(xiàn)新的鈷、金礦（化）體。沿鄧家溝-石家河斷裂帶，金、鈷礦（化）體延伸不穩(wěn)定，呈豆莢狀、透鏡狀，具膨大縮小現(xiàn)象。

礦區(qū)其余兩條北東東向斷裂帶，地表蝕變特征與鄧家溝、石家河相似，通過槽探揭露未發(fā)現(xiàn)鈷、金礦（化）體。盡管沿斷裂帶熱液活動明顯，具蝕變現(xiàn)象，但鈷、金元素未富集達到礦化，推斷熱液活動不是同一期。

2.2礦石特征

礦區(qū)礦石主要為產(chǎn)出于斷裂破碎蝕變帶中的褐鐵礦化蝕變灰?guī)r、構(gòu)造角礫巖和石英脈，礦石類型為構(gòu)造蝕變巖型鈷金礦石和石英脈型鈷金礦石，礦石出露于地表，氧化程度較高（圖2、圖3、圖4）。

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形-半自形晶結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要有稠密浸染狀構(gòu)造、細脈-浸染狀構(gòu)造、多孔狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造、粉末狀構(gòu)造、結(jié)核狀構(gòu)造。

主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、輝鈷礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、雄黃、雌黃、褐鐵礦、孔雀石等；脈石礦物主要為石英、方解石、黃鉀鐵礬、絹云母、綠泥石等。

礦石主要有用組分為鈷和金，伴生組分有As、Ag、S等。

經(jīng)初步研究分析，鈷主要以輝鈷礦的獨立礦物的形式產(chǎn)出于黃鐵礦的邊部，形態(tài)不規(guī)則，且多具有細脈狀特征。其產(chǎn)出特征表明鈷的形成與熱液作用關系密切（圖5）。

2.3礦石化學成分

礦石及圍巖巖石化學分析結(jié)果詳見表2-3-1，QFX01為圍巖樣品，QFX02為礦石樣品。根據(jù)分析結(jié)果，礦石及圍巖中Fe2O3含量高（30.46%～39.11%），F(xiàn)eO（8.01%～12.02%），CaO（20.02%～21.22%）。礦石及圍巖整體表現(xiàn)出“富鐵”“富鈣”和“貧硅”的特點。

依據(jù)化學基本分析及組合樣分析，礦石中主要有用組分為金和鈷，金邊界品位為1g/t，鈷為0.02%。礦石中金含量一般0.32～6.51g/t，平均1.45g/t；鈷含量一般0.013%～0.176%，平均0.057%。

礦石中伴生主要有用組分有Ag、As、Cu、S等元素。其中只有Cu和S達伴生元素工業(yè)品位要求，其余幾種元素與地殼克拉克值相比，雖有一定富集，但均不具有工業(yè)價值。

2.4礦體類型

鄧家溝鈷金礦區(qū)礦石按照其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征和產(chǎn)出狀態(tài)可以分為兩種類型，分別為構(gòu)造蝕變巖型礦石和石英脈型礦石；根據(jù)其氧化程度可以分為褐鐵（黃鐵）化灰?guī)r和蜂窩狀褐鐵礦。

礦石整體的氧化程度較高，多以原生為主出現(xiàn)。

3.礦床成礦地質(zhì)條件分析及成因

3.1成礦地質(zhì)條件

鄧家溝鈷金礦床的成礦地質(zhì)條件主要包括區(qū)域構(gòu)造條件、含礦建造、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦地質(zhì)體等四個方面。

（1）區(qū)域構(gòu)造條件

礦區(qū)位于合作-臨潭-兩當區(qū)域深大斷裂的北側(cè)中秦嶺地層分區(qū)，安子梁復式向斜的南翼泥盆系黃家溝組中。主要產(chǎn)出于北東東向鄧家溝-石家河次級斷裂帶中，沿該斷裂帶，熱液蝕變現(xiàn)象明顯，斷裂帶北東延伸方向發(fā)育有花崗閃長巖、煌斑巖脈。該斷裂為主要的控礦斷裂。

（2）含礦建造

礦區(qū)出露地層主要為泥盆系中統(tǒng)黃家溝組第二和第三巖性段（D2h2、D2h3），整體為一套細碎屑巖夾碳酸鹽巖建造。鈷、金的含礦建造為薄-中厚層（含生物碎屑）灰?guī)r建造，頂、底板為泥質(zhì)、鈣質(zhì)板巖夾含少量薄層灰?guī)r，傾向北西，局部倒轉(zhuǎn)呈南東向，傾角較陡，70°～75°。

（3）成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面

鄧家溝鈷金礦位于安子梁復式向斜南翼的次級背斜構(gòu)造的核部，區(qū)域斷裂的北東東向次級斷裂斜切了背斜構(gòu)造，該褶皺為成礦前的構(gòu)造。

礦區(qū)廣泛發(fā)育北東東向和近南北向斷裂構(gòu)造，北東東向斷裂主要分布于灰?guī)r建造和板巖建造之間，其中鄧家溝-石家河斷裂（圖6）為主要的控礦斷裂構(gòu)造，走向75°，出露長約4km，斷裂破碎帶寬8～15m，傾向北北西，傾角較陡，一般70°～75°。近南北向斷裂一般錯斷北東東的含礦灰?guī)r建造，但近南北斷裂附近，金、鈷礦（化）體具膨大富集現(xiàn)象，近南北向斷裂為次級的控礦斷裂，寬3～6m，可見斷層破碎帶和溝谷負地形發(fā)育。

在北東東向鄧家溝-石家河斷裂帶中，鈷礦（化）體為褐鐵礦化、硅化、赤鐵礦化、黃鉀鐵礬化等礦化蝕變灰?guī)r、斷層角礫巖或呈疏松多孔狀的褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化、硅化的斷層角礫巖及褐鐵礦；金礦（化）體主要為硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化的斷層角礫巖。在鄧家溝鈷金礦實體剖面圖上清晰可見，礦體賦存于斷裂破碎帶中，兩側(cè)圍巖為（含生物碎屑）灰?guī)r，斷裂帶中破裂面為其成礦結(jié)構(gòu)面（圖7）。

（4）成礦地質(zhì)體

礦區(qū)廣泛發(fā)育合作-臨潭-兩當區(qū)域深大斷裂的次級斷裂，沿斷裂帶發(fā)育花崗閃長巖、閃長巖、煌斑巖脈等中酸性、基性侵入巖脈，巖漿熱液活動較為強烈，侵入時期主要為印支期。礦區(qū)所在泥盆系為西成鉛鋅礦田的成礦地層，該礦田鉛鋅礦認為為噴流沉積-改造型，與該礦田類比，礦田可能存在Au、Co、Cu、Pb、Zn的熱水沉積及構(gòu)造活化富集作用。沿區(qū)域斷裂及次級斷裂深部可能存在隱伏巖體，為成礦地質(zhì)體。

3.2礦床成因

本次調(diào)查工作對鈷多金屬礦未開展深入的成因研究，該類型鈷礦在西秦嶺地區(qū)缺乏可類比研究的礦床。根據(jù)礦體地質(zhì)特征及礦物共生關系，初步認為成礦主要與后期的熱液蝕變作用關系密切。

潘彤（2016）研究認為東昆侖成礦帶鈷礦成因分別為熱液噴流（礦源層）+熱水疊加改造型、熱水沉積-改造型、熱液型，其中熱液型與中酸性巖漿活動密切。

礦區(qū)廣泛發(fā)育合作-臨潭-兩當區(qū)域深大斷裂的次級斷裂，沿斷裂帶發(fā)育花崗閃長巖、閃長巖、煌斑巖脈等中酸性、基性侵入巖脈，巖漿熱液活動較為強烈，侵入時期主要為印支期。礦區(qū)所在泥盆系為西成鉛鋅礦田的成礦地層，該礦田鉛鋅礦認為為噴流沉積-改造型，與該礦田類比，礦田可能存在Au、Co、Cu、Pb、Zn的熱水沉積及構(gòu)造活化富集作用。

4.找礦標志

（1）三疊系滑石關組第二巖性段（T2h2）泥鈣質(zhì)板巖、長石石英砂巖碎屑巖與微晶灰?guī)r建造為地層標志；

（2）區(qū)內(nèi)北東東向斷裂構(gòu)造為主要的構(gòu)造標志；

（3）圍巖發(fā)育的輝銻礦化、硅化、方解石化、褐鐵礦化等礦化蝕變?yōu)橹饕奈g變標志；

（4）Au、As、Sb等元素異常為主要的地球化學標志；

（5）礦區(qū)內(nèi)早期有民采活動，民采坑及老硐亦是尋找該類礦床的直接標志。

5.結(jié)論

（1）本次調(diào)查工作對比西秦嶺區(qū)域含鈷礦床，綜合礦區(qū)礦體地質(zhì)特征及礦物共生關系，認為鈷、金成礦主要與后期的熱液蝕變作用關系密切。類比東昆侖成礦帶鈷礦成因，本礦區(qū)鄧家溝鈷金礦初步判斷為熱液型鈷金礦。

（2）泥盆系黃家溝組第二巖性段（D2h2）薄-中層（含生物碎屑）灰?guī)r建造為鄧家溝鈷金礦的地層標志；礦區(qū)內(nèi)鄧家溝-石家河北東東向斷裂構(gòu)造為主要的構(gòu)造標志；圍巖發(fā)育的黃褐色、紅褐色的褐鐵（黃鐵）礦化、黃鉀鐵礬化、硅化、碳酸鹽化等礦化蝕變?yōu)橹饕奈g變標志；Co、As、Mn、Au等元素異常為主要的地球化學標志；礦區(qū)內(nèi)的早期民采活動，民采坑及老硐亦是尋找該類礦床的直接標志。

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