楊樹溝金礦床地質(zhì)特征及成因探討

張 賽，徐 剛，崔華瑞，水 彬（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，河南鄭州450016）

楊樹溝金礦床地質(zhì)特征及成因探討

張 賽，徐 剛，崔華瑞，水 彬（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，河南鄭州450016）

通過對西峽縣楊樹溝金礦的礦床地質(zhì)特征進行詳細研究，對其成因進行了相關(guān)研究和對比。結(jié)果表明：楊樹溝金礦是典型的與剪切帶相關(guān)的金礦床。早期受到韌性剪切帶作用，隨后韌性剪切帶經(jīng)抬升剝蝕構(gòu)造層次上移，疊加后期的韌—脆性、脆性變形，成礦作用也隨之疊加，從而在同一構(gòu)造部位出現(xiàn)多種礦化類型。在該礦區(qū)外圍，還有查找這種與剪切帶相關(guān)的金礦床的巨大潛力。

金礦；剪切帶；特征；成因

1 前言

楊樹溝金礦區(qū)位于河南省西峽縣的北部，儲量規(guī)模達到中型。大地構(gòu)造屬于東秦嶺構(gòu)造帶北秦嶺構(gòu)造亞帶。隸屬于著名的多金屬成礦帶東秦嶺二郎坪地體。它的北側(cè)為瓦穴子—鴨河口深大斷裂，南側(cè)為朱陽關(guān)—夏館深斷裂。該金礦床賦存在由上述深大斷裂帶控制的次級韌性及韌—脆性剪切帶中。區(qū)域上出露的地層主要為二郎坪群的大廟組、火神廟組、小寨組。區(qū)域上侵入巖發(fā)育，主要為燕山期的似斑狀黑云母花崗巖，其次為古生代的中粒斜長花崗巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層為二郎坪群火神廟組的上部，見圖1。主要由海相火山熔巖、火山碎屑巖組成，屬細碧—角斑巖建造。根據(jù)巖性及礦物組合特征，自下而上，自南而北可分為3個巖性段：下部巖性段為變中酸性凝灰?guī)r、石英角斑巖夾細碧巖、細碧玢巖，下部有透鏡狀大理巖；中部巖性段為變細碧巖夾變細碧玢巖、角斑巖、變中基性凝灰?guī)r，下部普遍綠簾石化，夾薄層大理巖，凝灰?guī)r是主要含礦層；上部巖性段主要為變細碧凝灰?guī)r，上部夾變細碧巖，下部夾大理巖透鏡體。礦床產(chǎn)于中部巖性段。

圖1 楊樹溝金礦(西段)地質(zhì)簡圖

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于朱陽關(guān)—夏館大斷裂北10km，礦區(qū)范圍內(nèi)的主體構(gòu)造是楊樹溝韌—脆性剪切帶。區(qū)內(nèi)出露長約30km。一般寬40～60m，最寬可達100多米?？傮w走向280°～300°，傾向SW，傾角50°～60°，局部70°～80°。產(chǎn)狀上緩下陡，在平面上及剖面上兩側(cè)巖石均表現(xiàn)出順時針左行平移，因此具上盤相對向上逆推，并向北西西平移，下盤相對向下。向南東東平移的扭動性質(zhì)?？傮w順層延展，局部傾角大于地層。出現(xiàn)截切關(guān)系。帶內(nèi)巖石變形強烈，糜棱巖、超糜棱巖、千糜巖異常發(fā)育。巖石中石英壓扁拉長，波狀帶狀消光強烈，新生礦物絹云母、綠泥石呈定向排列。該剪切帶中強變形帶和弱變形域呈鑲嵌形式，其長度和寬度各不相同。在局部地區(qū)弱變形域的寬度遠大于強變形帶的寬度。該剪切帶既具有韌性剪切性質(zhì)，又有脆性破裂。剪切之初以韌性為主，中前期就開始出現(xiàn)脆性破裂，有硅質(zhì)充填，逐漸轉(zhuǎn)化為韌脆性。后期脆性變形對該帶影響較大，普遍發(fā)育有碎裂糜棱巖、碎裂巖。該剪切帶控制了礦體的分布。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)的巖漿活動較為強烈，出露的巖漿巖多為花崗巖類，以黑云母花崗巖為主，呈小巖株及不規(guī)則狀產(chǎn)出，且主要發(fā)育在韌—脆性剪切帶的旁側(cè)，二者近于同期形成。脈巖類主要有花崗斑巖、石英斑巖、斜長花崗巖、石英閃長斑巖等，其規(guī)模大小不一，最長脈巖可達近千米，形態(tài)復(fù)雜，分枝、膨縮、復(fù)合現(xiàn)象顯著。黑云母花崗巖主要礦物為鉀長石、更長石、石英及黑云母。該花崗巖化學成分及主要微量元素見表1。巖石中強富集Bi、Be、Sr，一般富集Ag、Pb、Ba、As、Sb、W、Sn、Mo、Cu、Zn、Au。上述巖漿巖，均未發(fā)現(xiàn)直接含礦，但接近韌—脆性剪切帶的巖體或脈巖兩側(cè)多出現(xiàn)蝕變帶，說明巖漿活動對本區(qū)礦床的形成具有直接或間接的控制作用。

表1 花崗巖巖石化學成分

經(jīng)對巖漿巖的絕對年齡及其副礦物鋯石年齡測定，確定本區(qū)巖漿巖是燕山期巖漿活動的產(chǎn)物。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦(脈)體特征

礦區(qū)內(nèi)共有礦脈20余條。構(gòu)成總體走向275°～300°，傾向南西，傾角60°～70°，寬約1.5～3m的北西向成礦帶。各脈帶均分布于火神廟組上部第二巖性段變細碧巖中的剪切帶內(nèi)。在剖面上各礦脈以20～40m間距平行排列,見圖2。脈體之間近等距分布，呈似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)出，顯示出受斷裂構(gòu)造控礦的特點,與圍巖片理呈斜交關(guān)系。礦脈沿走向和傾向均呈舒緩波狀,形態(tài)簡單，以單脈為主。尖滅端 常為復(fù)脈帶。具分枝復(fù)合、膨大、收縮現(xiàn)象。礦體形態(tài)、產(chǎn)狀，隨破碎蝕變帶的變化而變化。

圖2 楊樹溝金礦區(qū)第20勘查線剖面圖

礦脈內(nèi)黃鐵礦及自然金則呈星點狀、團塊狀分布于中部，兩壁干凈，基本無礦化和蝕變交代。只在極個別地段有很窄的蝕變礦化分帶(硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化），表現(xiàn)出典型的單階段充填式成礦。礦體分布于石英脈或蝕變細碧巖中，后者多分布于前者的兩側(cè)及延伸方向。礦區(qū)共圈出20個礦體，其中工業(yè)礦體12個。礦體呈似層狀、長條狀、透鏡狀，礦體長67～890m，厚0.5～1.8m，厚度變化系數(shù)30.45%～70.56%。平均含金4.34×10-6～18.18×10-6，品位變化系數(shù)40.67%～65.56%，延深35～360m。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物成分

礦區(qū)礦石礦物有45種，其中金屬礦物28種，脈石礦物17種。含金石英脈型礦石的脈石礦物成分簡單，主要為石英。蝕變細碧巖型礦石的脈石礦物成分較復(fù)雜。金屬硫化物分布在石英脈體邊部。主要呈浸染狀、細脈狀、團塊狀、網(wǎng)脈狀分布。主要金屬礦物為黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，褐鐵礦，另有少量方鉛礦、閃鋅礦。

3.2.2 礦石化學成分

礦石中主要成礦元素為Au，伴生元素有Ag、Cu、S等20余種。不同礦體化學成分相近。含金石英脈型礦石SiO2、Fe2O3、FeO含量較蝕變細碧巖型礦石高，后者Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO含量高于前者。礦石主要成分及微量元素含量見表2。

表2 礦石主要成分

3.2.3 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

主要結(jié)構(gòu)有碎裂結(jié)構(gòu)、變余糜棱結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代文象結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)。主要構(gòu)造有塊狀、角礫狀、條帶狀、浸染狀、細脈狀、蜂窩狀、膠狀。

3.2.4 礦石類型

自然類型按氧化程度可分為氧化礦石和原生礦石兩類。原生礦石按礦物組合和脈石礦物種類可分含金硫化物石英脈型和含金蝕變細碧巖型。其中含金硫化物石英脈型包括含金石英脈型，含金黃鐵礦石英脈型，含金黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦石英脈型三種礦石類型。含金硫化物石英脈型礦石為本區(qū)主要礦石類型。

（1）氧化礦石。氧化礦石由褐鐵礦及石英等組成，褐鐵礦多呈蜂窩狀或斑點狀分布在脈石礦物間，分布在垂深200m左右潛水面以上。具他形粒狀、膠狀結(jié)構(gòu)，條帶、蜂窩狀、塊狀構(gòu)造。金屬礦物為褐鐵礦(20%～30%)、黃鐵礦、磁鐵礦、自然金等，脈石礦物為石英、黑云母、角閃石等。氧化礦石含金較富，具次生富集作用。

（2）原生礦石。①含金石英脈型礦石：脈石成分以乳白色石英為主，硫化物含量極少。②黃鐵礦石英脈型礦石：半自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)，條帶狀、塊狀構(gòu)造。主要礦物為黃鐵礦(13%～15%)、自然金及石英、黑云母。含金在4×10-6～6×10-6。③黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦石英脈型礦石：自然金—黃銅礦—磁黃鐵礦—黃鐵礦—石英組合，具粒狀、他形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。主要金屬礦物為磁黃鐵礦(20%～30%)，次有黃鐵礦、黃銅礦、自然金。脈石礦物為石英、黑云母、綠泥石、方解石。含金多大于6×10-6，含銅在0.12%。④蝕變細碧巖型金礦石：磁黃鐵礦、黃銅礦呈浸染狀、散點狀分布于基性凝灰?guī)r中，金屬硫化物約5%～10%，脈石礦物為角閃石、絹云母、綠泥石、綠簾石、長石、石英等。平均含金3.97×10-6。

3.3 圍巖蝕變

近礦圍巖蝕變強烈，蝕變范圍和強度取決于剪切帶的性質(zhì)、規(guī)模及巖石破碎程度。蝕變類型主要有黃鐵絹英巖化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化及綠泥石化，以黃鐵絹英巖化和絹云母化為主，且與金礦化關(guān)系密切。此外，尚有褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化等。黃鐵絹英巖化是與金礦化關(guān)系最為密切的近礦圍巖蝕變,蝕變強度與金礦化呈正相關(guān)關(guān)系。絹云母化分布于金礦體及其兩側(cè)，以原巖為細碧巖時較為發(fā)育，其范圍數(shù)倍于金礦化，常常作為找金的直接信息。

3.4 成礦溫度及鹽度

根據(jù)礦物包裹體的均一溫度測定資料，為155～334°C，為中低溫，變化范圍較大,鹽度＜10%，相當?shù)汀?/p>

4 找礦標志

根據(jù)楊樹溝金礦礦床特征，總結(jié)出以下找礦標志。

（1）二郎坪群火神廟組上部第二巖性段是本區(qū)金礦的賦礦層位。

（2）賦礦地層中北西西向韌—脆性剪切帶為控礦和儲礦構(gòu)造，其鄰側(cè)常伴有中酸性侵入巖的產(chǎn)出。

（3）含金石英脈和蝕變細碧巖組成金礦脈，在礦脈產(chǎn)狀變化及膨大處，往往是工業(yè)礦體的賦存部位。

（4）Au-As-Sb-Hg-Ag-(Pb，Zn，Ni，Co，V，Cu)等組合異?？芍甘镜V化的大致部位。

（5）硅化、鉀長石化、綠泥石化、碳酸鹽化、多金屬硫化物化是成礦的主要蝕變和礦化。

（6）含金石英脈中，發(fā)育中細粒黃鐵礦者；富集多金屬硫化物者；煙灰色厚大脈體的頂、底部及產(chǎn)狀變化部位，則往往構(gòu)成含金較高的富礦體。

5 礦床成因探討

楊樹溝金礦是較典型的與剪切帶相關(guān)的金礦床。在巖石中的碎斑表現(xiàn)出強烈的韌性變形特征，動力分異造成的條帶構(gòu)造也比較發(fā)育。這說明礦區(qū)早期經(jīng)歷了強烈的韌性變形。受到過韌性剪切帶的作用。另外在礦區(qū)發(fā)現(xiàn)密集的強片理化帶，或?qū)娱g破碎帶，礦區(qū)部分地段拉伸線理發(fā)育，其走向為270°左右，一些強干的巖石被剪切成片干狀，長寬比一般大于5∶1。礦體的側(cè)伏方向或者說延伸方向與拉伸線理方向一致，這是礦區(qū)后期產(chǎn)生的脆性特征較明顯的韌脆性剪切帶。

對該區(qū)的金礦，礦床地球化學資料甚少，據(jù)已有地質(zhì)資料，結(jié)合前人對與剪切帶相關(guān)的金礦床的研究，可了解本區(qū)發(fā)生的地質(zhì)事件與金礦形成的可能原因。

（1）新元古代—早古生代時期，本區(qū)地殼拉張，大量基性巖漿從洋底噴溢，形成二郎坪群火神廟組細碧巖系，金從地幔隨巖漿進入地殼。

（2）隨著上覆沉積物的增厚，二郎坪群進入較高的溫壓環(huán)境。在區(qū)域變質(zhì)作用下，轉(zhuǎn)入高綠片巖相—角閃巖相的變質(zhì)巖，同時釋放出水及其他不穩(wěn)定組分。但溶液為巖石保持著基本平穩(wěn)關(guān)系，金處于深化狀態(tài)，無大規(guī)模的遷移富集。

（3）二郎坪群深部在南北向擠壓作用下開始褶皺，同時順時針向韌性剪切。由于在深部溫度高、壓力大、巖石塑性大，韌性剪切變形的影響使Au的化學位升高，且變形越強，化學位越高。具有高化學位的元素是不穩(wěn)定的，將脫離原來的礦物或巖石中的賦存部位與其他成礦元素及Si、K、Na、H2O等組分一起被活化分異,形成含金熱液。因此深層次韌性變形是金等成礦元素的活化遷出區(qū),其結(jié)果是韌性剪切變形越強,巖石成礦元素含量越低。隨著區(qū)域的隆升、降壓，韌性剪切帶在淺部逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇囗g性剪切。由于溫度、壓力偏低,韌性變形較弱,主要表現(xiàn)為脆性破碎，元素化學位降低 加上其他物理化學條件如（Eh值、pH值等）的改變，導(dǎo)致Au等成礦元素聚集，形成礦床。

（4）由于區(qū)域擠壓作用的持續(xù)進行，早期的韌性剪切帶被不斷抬升剝蝕而深部大規(guī)模韌性剪切變形持續(xù)進行。相對于先期韌性剪切帶來說，變形層次在不斷下移。其結(jié)果是稍早的深層次韌性剪切變形糜棱巖被抬升，當上升超過韌脆性轉(zhuǎn)換帶時則在其上疊加韌脆性和脆性剪切。在這種演化過程中,隨著抬升、剝蝕和深層次剪切變形的發(fā)育，動力變質(zhì)分異作用也在持續(xù)進行，對任一時刻的韌性剪切帶而言，動力變質(zhì)含金熱液都可能沿剪切帶上升，在韌脆性、脆性域，甚至近地表的不同部位形成相應(yīng)蝕變糜棱巖型、構(gòu)造蝕變巖型和石英脈型金礦化。從而在同一構(gòu)造部位出現(xiàn)多種礦化類型，即礦區(qū)的含金石英脈型礦石和蝕變細碧巖型金礦石共存。

（5）礦區(qū)北部形成較大規(guī)模的花崗巖帶，對金的成礦具有明顯影響。侵入巖體侵入于剪切帶的旁側(cè)，二者近于同期形成，金礦化多集中分布于巖體所能影響到的韌性剪切帶中。此時巖體規(guī)模相對較大，巖體對金礦化的作用主要是提供熱源，促進金的遷移富集，也可能提供部分成礦物質(zhì)。在礦區(qū)金礦化在黑云母花崗巖所毗鄰的那一段剪切帶中就發(fā)育的最好。

（6）經(jīng)過海西、燕山、喜山構(gòu)造旋回，本區(qū)不斷被抬升，巖石經(jīng)歷了退變質(zhì)過程，礦體被剝露出地表。經(jīng)過風化剝蝕，在氧化帶內(nèi)穩(wěn)定組分被原地、半原地保留。隨著本區(qū)的抬升剝蝕，氧化帶向縱深遷移，且金有次生加富的現(xiàn)象。

6 找礦潛力分析

西峽楊樹溝金礦的北側(cè)為瓦穴子—鴨河口深大斷裂，南側(cè)為朱陽關(guān)—夏館深斷裂。已有的地質(zhì)資料證明在這兩大深大斷裂帶之間的東起西峽縣二郎坪經(jīng)楊樹溝西到盧氏縣的魏王坪、澗北溝的區(qū)域內(nèi)還存在著大量的次級韌性剪切帶和韌—脆性剪切帶。根據(jù)楊樹溝金礦的成礦特征，二郎坪群是金礦的主要圍巖。韌性和韌—脆性剪切帶是主要的控礦和儲礦構(gòu)造。所以在上述區(qū)域里的二郎坪群地層中的剪切帶中。特別是在連接大廟組云母石英片巖與火神廟組變中基性火山巖的剪切帶中，有望找到以楊樹溝金礦為代表的與剪切帶相關(guān)的金礦床。

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Geological characteristic and genesis of Yangshugou gold-bearing deposit

Through detailed study on deposit geological characteristics of Yangshugou Gold Mine,Xixia county,the cause of formation was studied and compared.Results showed that the gold mine was a typical gold-bearing deposit related to shear zone.In its early period,it was affected by ductile shear zone.As time went by,the shear zone was lifted up and denuded,and its construction layers went up.Superimposed late brittle-ductile,brittle deformation,mineralization also superimposed,resulting quite a few mineralization types in the same construction zone.There was great potential for searching gold-bearing deposit related to shear zone around this mine area.

gold mine;shear zone;characteristic;cause of formation

1672-609X（2010）05-0044-04

P618.51

B

2010-03-16

張 賽（1984-），男，河南南陽人，地質(zhì)助理工程師，從事地質(zhì)、礦產(chǎn)等勘查工作。