陜西水磨坪金礦床地質(zhì)特征及成因分析

王養(yǎng)民++王凱++郭君

摘 要：水磨坪金礦位于南秦嶺西段（即西秦嶺）【1】東部的晚古生代地層中，受EW向區(qū)域大斷裂F2及其次級(jí)斷裂組成的多級(jí)序多期次斷裂體系控制，礦體主要賦存于蝕變閃長(zhǎng)玢巖脈構(gòu)造破碎帶和裂隙密集帶中。金礦體呈透鏡狀、似層狀。載金礦物主要為含砷黃鐵礦，金的嵌布以包裹為主。該礦雄黃礦化顯著，成礦主元素為Au-As-Sb-Hg組合，礦石建造顯示為低溫?zé)嵋航鸬V床。分析水磨坪金礦床的地質(zhì)特征，能為該區(qū)找礦提供有益啟示。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征；礦床成因；低溫?zé)嵋旱V床；水磨坪金礦

中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

西秦嶺瑪曲—舟曲—留壩成礦亞帶的西部已發(fā)現(xiàn)有坪定、拉爾瑪、刀扎等微細(xì)粒型金礦床，突出特點(diǎn)為金汞銻砷共生，表現(xiàn)為低溫成礦作用特征【1】。近年在該成礦亞帶東部發(fā)現(xiàn)的水磨坪小型金礦床，既和西部金礦床有相似的特征，又有自身的獨(dú)特性。研究水磨坪金礦的地質(zhì)特征，可以加深對(duì)該成礦帶東部地質(zhì)背景和成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)，為該區(qū)找礦提供有益啟示。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

水磨坪金礦床位于南秦嶺留壩—旬陽(yáng)晚古生代陸緣海盆的西部，地層區(qū)劃屬華南地層區(qū)秦祁昆地層分區(qū)紫柏山小區(qū)（圖1）。華力西晚期的伸展裂陷作用形成了以區(qū)域大斷裂F1、F2、F3等為代表的正斷層體系及其北側(cè)的留鳳關(guān)盆地；印支期揚(yáng)子地塊由南向北推擠的造山運(yùn)動(dòng)，使本區(qū)隆起，形成一系列近EW向的逆沖斷裂和褶皺，并沿?cái)嗔褞詡?cè)發(fā)育中酸性巖脈群；燕山晚期區(qū)內(nèi)發(fā)生和區(qū)域構(gòu)造一致的左行平移走滑。喜山運(yùn)動(dòng)沿先成斷裂產(chǎn)生差異性斷塊隆升，直至形成本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造景觀。本區(qū)處于陜甘交界，在嘉陵鎮(zhèn)—紫柏山一帶已發(fā)現(xiàn)了甘肅通天坪、頭灘子【2】及陜西水磨坪等金礦床【3】。

圖1 陜西水磨坪金礦地質(zhì)略圖

1.鳳縣—鎮(zhèn)安陸源盆地 2.隆務(wù)河—留鳳關(guān)濁積盆地 3.留壩—旬陽(yáng)晚古生代陸緣盆地 4.舟曲—安康早古生代裂谷 5.羊山灰?guī)r

6.四峽口組 7.袁家溝組 8.鐵山組 9.閃長(zhǎng)玢巖 10.礦化體 11.礦體 12.斷層 13.地層產(chǎn)狀 14.倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀 15.省界 16.礦區(qū)

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地處水磨坪背斜轉(zhuǎn)折端，為EW向和NE向斷裂交匯部位，總體呈近EW向的斷褶帶。

礦區(qū)上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)鐵山組（D3-C1）t由下而上為中厚層狀灰?guī)r夾鈣質(zhì)板巖，薄層灰?guī)r、條帶灰?guī)r，絹云板巖夾泥灰?guī)r。下石炭統(tǒng)袁家溝組C1y為硅質(zhì)板巖夾含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r。下—中石炭統(tǒng)四峽口組C1-2s由含菱鐵礦結(jié)核的炭質(zhì)板巖及粉砂質(zhì)板巖、條帶灰?guī)r組成。下二疊統(tǒng)羊山（組）灰?guī)rP12y由鮞?；?guī)r、含蜓灰?guī)r、砂屑灰?guī)r等組成。

水磨坪背斜軸線近EW向，長(zhǎng)近10 km，向東延至紫柏山以南。核部為（D3-C1）t地層，南北兩翼出露C1y和C1-2s地層。在水磨坪軸面向NNW陡傾，并于佛崖一帶傾沒(méi)。由于受后期NE向走滑斷裂的破壞，其形態(tài)已不完整，水磨坪以東往往缺失C1y地層。

礦區(qū)以F2斷裂及其次級(jí)斷裂構(gòu)成的斷裂體系控制了閃長(zhǎng)玢巖脈和金礦體的產(chǎn)出與分布。斷裂可分早中晚三期。早期斷裂F2是石炭系與二疊系的分界斷裂，由近于平行的一組斷裂組成，斷續(xù)切割了C1y和C1-2s地層，斷層破碎帶寬數(shù)十米，斷帶內(nèi)為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、斷層泥等，屬韌—脆性斷裂，具有多期活動(dòng)特點(diǎn)，即由華力西期張性—印支期逆沖—燕山期走滑。F2在區(qū)域上斷面總體南傾，在水磨坪一帶因受后期應(yīng)力影響而向北陡傾，傾角50°-70°。中期斷裂有F5、F7、F8、F9、F12等，形成于印支期的擠壓逆沖，后期伴隨有走滑作用，沿該期斷裂帶充填了大量的閃長(zhǎng)玢巖脈。F5是（D3-C1）t與C1y的分界斷裂，斷裂帶內(nèi)巖石破碎并炭化，斷面南傾，傾角70°。F9、F12是F2的分支復(fù)合斷裂，特征與F2相似。F9斷層后期走滑顯著。晚期斷裂有F11、F13、F14，形成于燕山期的平移走滑，呈NE向，規(guī)模較小。

礦區(qū)巖漿巖為印支期沿?cái)嗔褞秩氲拈W長(zhǎng)玢巖脈。巖脈總體產(chǎn)狀與各地段主斷裂產(chǎn)狀基本一致，水磨坪以西巖脈產(chǎn)狀320°±∠70°±，水磨坪以東65°±∠80°±。閃長(zhǎng)玢巖脈最長(zhǎng)可達(dá)300米，最寬30米以上。巖脈具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量20%～30%，主要為板狀斜長(zhǎng)石和少量柱狀角閃石組成，自形～半自形中粒狀，基質(zhì)含量50%～60%，由斜長(zhǎng)石、角閃石和少量石英、黃鐵礦等組成，半自形微細(xì)粒狀。斑晶和基質(zhì)蝕變強(qiáng)烈，其中斜長(zhǎng)石蝕變?yōu)榻佋颇浮⒄惩令惡桶自剖?，角閃石被交代蝕變?yōu)榻佋颇?、白云石、金紅石、黃鐵礦、石英等，但蝕變長(zhǎng)石、蝕變暗色礦物形態(tài)可辨。

2.2礦體特征

礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)5條金礦體，其中KT1、KT2較大，為主要金礦體，其它金礦體都很小。除KT4礦體產(chǎn)出于（D3-C1）t的條帶灰?guī)r裂隙中，由含輝銻礦的方解石雄黃石英脈組成外，其余礦體均產(chǎn)出于閃長(zhǎng)玢巖脈內(nèi)或巖脈的接觸帶內(nèi)，受斷層破碎帶控制。金礦體呈透鏡狀、似層狀，具上大下小、上富下貧的特征。礦體一般長(zhǎng)50～210米，沿傾向延深40～104米，厚0.62～11.25米，平均厚1.13～4.12米，金品位0.50×10-6～11.6×10-6，礦體平均金品位1.86×10-6～3.59×10-6。礦體產(chǎn)狀與巖脈產(chǎn)狀基本一致，KT4礦體為110°∠35°±，其余礦體為330°～340°∠70°±。礦石主要由巖脈形成的碎裂巖和少量角礫巖組成，礦化蝕變主要有黃鐵礦化、雄黃礦化、硅化、輝銻礦化等，以星散狀、微細(xì)網(wǎng)脈狀雄黃礦化發(fā)育為直觀特征，礦化石英脈含量不足5%。礦體地表氧化深度僅1～5米，主要以褐紅色褐鐵礦化為特征，原生礦石占90%以上。

2.3 礦石特征

主要礦體礦石中的礦物成分為：黃鐵礦3.1%、雄黃1.7%、輝銻礦0.1%；石英35.2%、斜長(zhǎng)石10.8%、白云石14.3%、絹云母16.5%、黑云母8.5%、粘土礦物9.7%，還有微量的褐鐵礦、赤鐵礦、毒砂、辰砂等。黃鐵礦為含砷黃鐵礦，平均含砷1.95×10-2，平均含金60.15×10-6，呈浸染狀、團(tuán)窩狀、細(xì)脈狀分布于蝕變閃長(zhǎng)玢巖中；浸染狀黃鐵礦結(jié)晶較好，團(tuán)窩狀黃鐵礦晶形較差；黃鐵礦粒度一般為0.003～0.15 mm，其中85.15%的黃鐵礦粒徑都<0.05 mm。雄黃含金量為0.50×10-6～1.72×10-6，主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀不均勻分布于脈巖及灰?guī)r的裂隙中，一般不與黃鐵礦共生；雄黃粒度為0.002～0.258 mm。輝銻礦含金量0.19×10-6～6.80×10-6，呈細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀、浸染狀，與石英、雄黃共脈產(chǎn)出；輝銻礦粒徑0.01-0.08 mm，呈針狀、長(zhǎng)柱狀自形晶。石英有兩種產(chǎn)出狀態(tài)，一種石英主要分布在蝕變閃長(zhǎng)玢巖中，石英顆粒粒度細(xì)，含包裹體多，主要為原生石英和交代蝕變生成的石英，與黃鐵礦關(guān)系密切；另一種為脈狀石英，和雄黃、白云石、輝銻礦共脈產(chǎn)出。經(jīng)取樣統(tǒng)計(jì)，脈狀石英平均含金量為3.48×10-6±。白云石、絹云母、粘土等礦物主要是長(zhǎng)石或角閃石蝕變的產(chǎn)物。endprint

礦石結(jié)構(gòu)有交代假象結(jié)構(gòu)、自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)、角礫結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、團(tuán)窩狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。

礦石中Au為有用元素，As、S為伴生組分。金主要分布于黃鐵礦（占71.72%）和脈石（占27.40%）中，雄黃和輝銻礦中含金量<1%。金多以微細(xì)粒（-0.0385 mm）自然金形式賦存，包裹金占95.12%，少量裂隙金、粒間金。其中硫化物包裹金74.91%，硅酸鹽、褐鐵礦、碳酸鹽包裹金各占9.76%、6.27%、4.18%。As、S含量1.21%、2.56%，主要賦存于雄黃和黃鐵礦中。

2.4 成礦熱液活動(dòng)和圍巖蝕變

成礦熱液活動(dòng)主要分兩個(gè)階段：前一階段為交代蝕變，形成浸染狀、團(tuán)窩狀、細(xì)脈狀黃鐵礦，細(xì)粒狀石英等，斜長(zhǎng)石呈現(xiàn)絹云母化、白云石化。后一階段主要為充填作用，形成石英、雄黃、白云石等礦物的單脈、網(wǎng)脈和共生復(fù)脈。閃長(zhǎng)玢巖脈普遍呈現(xiàn)強(qiáng)烈的黃鐵絹英巖化，由礦體中心向外一般為斷層角礫巖—構(gòu)造碎裂巖或裂隙帶—蝕變脈巖—地層，隨著破碎程度減弱，黃鐵礦化、硅化、雄黃礦化、絹云母化等也逐漸變?nèi)?。礦化蝕變局限于地層巖石裂隙、脈巖及其接觸帶，黃鐵礦化、硅化蝕變愈強(qiáng)，金礦化愈強(qiáng)，各種礦化的蝕變疊加愈強(qiáng)，金礦化愈強(qiáng)。

3 礦床成因分析

3.1 礦床形成的條件

早期斷裂F2及其次級(jí)斷裂（中期斷裂）組成的斷裂體系控制了閃長(zhǎng)玢巖脈的分布，并起導(dǎo)礦、配礦作用，燕山期先成斷裂的繼承性活動(dòng)所產(chǎn)生的晚期更次級(jí)斷裂、節(jié)理、剪性裂隙帶則起到儲(chǔ)礦的控制作用。閃長(zhǎng)玢巖脈位于構(gòu)造活動(dòng)的有利部位，因脆性易于形成斷裂和裂隙，不同巖性接觸帶易于位移破碎，為礦液的運(yùn)移就位提供通道和空間。礦體主要賦存于脈巖或其接觸帶內(nèi)，礦化規(guī)模形態(tài)嚴(yán)格受構(gòu)造破碎帶和裂隙帶的控制。因此，多期次、多級(jí)序斷裂構(gòu)造組成的構(gòu)造體系及其閃長(zhǎng)玢巖巖脈相互依存，對(duì)礦化共同控制，是本區(qū)成礦的必要條件。

3.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

該區(qū)地層中金汞呈低背景，砷銻呈高背景【3】。盡管地層中金平均值較低，但閃長(zhǎng)玢巖和灰?guī)r中金的含量分別為地層平均值的5.73倍、4.68倍，顯示二者是重要的金源層。同時(shí)，含礦溶液中砷銻的存在，極利于流體對(duì)圍巖中金的萃取，金的溶解度會(huì)成倍增長(zhǎng)，有利于成礦，含砷黃鐵礦為主要載金礦物就說(shuō)明了這一點(diǎn)【4】。

3.3 礦床成因類型

成礦作用形成于閃長(zhǎng)玢巖脈侵入之后。受燕山運(yùn)動(dòng)影響及地壓增溫作用，巖石建造水、下滲地表水等地體水被加熱、擠壓、浸出，形成熱液，并對(duì)地層圍巖不斷進(jìn)行礦質(zhì)萃取及交換。同時(shí)，在構(gòu)造應(yīng)力持續(xù)作用下，先期斷裂活化，在閃長(zhǎng)玢巖和地層中形成壓扭性斷裂和剪性裂隙。隨著地體物化條件改變及熱液擠壓力作用，含礦質(zhì)熱液向減壓帶運(yùn)移聚集，在巖脈和地層的裂隙及其薄弱部位滲透交代圍巖，并進(jìn)一步沉淀、充填，形成礦體。該礦雄黃礦化顯著，礦石中銻、汞含量是本區(qū)地層平均值的數(shù)百倍和數(shù)十倍，成礦元素表現(xiàn)為Au-As-Sb-Hg組合，礦石建造和礦物組合表明水磨坪金礦為典型低溫?zé)嵋航鸬V床。

結(jié)論

（1）水磨坪金礦床受近EW向多期次多級(jí)序構(gòu)成的斷裂系統(tǒng)和閃長(zhǎng)玢巖脈的共同控制，呈現(xiàn)斷裂構(gòu)造—巖脈—金礦體三位一體的時(shí)空分布規(guī)律。礦石為與閃長(zhǎng)玢巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型，礦化作用以低溫?zé)嵋航淮俺涮顬樘卣?，成因類型為低溫?zé)嵋航淮涮罱鸬V床。

（2）嘉陵鎮(zhèn)—紫柏山一帶的晚古生代地層中， 沿區(qū)域斷裂帶有大量的花崗斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)巖、煌斑巖等巖脈產(chǎn)出，這些巖脈大多蝕變，并具金礦化，脈巖局部含金0.1×10-6～0.5×10-6【2】【3】，具較好的找礦前景。

參考文獻(xiàn)

【1】姜寒冰，李宗會(huì)，楊合群，等.秦嶺地區(qū)成礦單元?jiǎng)澐諿J].西北地質(zhì)， 2014，47（2）： 146-153.

【2】孫明，蔡賢，石素娟，等.甘肅省徽縣嘉陵鎮(zhèn)-兩當(dāng)云屏寺地區(qū)金礦地質(zhì)特征及找礦方向[J].地質(zhì)找礦論叢，2006，21（4）：253-257.

【3】李方舟.陜西水磨坪—尖峰埡銻金礦資源富集區(qū)及找礦方向[J].陜西地質(zhì)，2001，19（2）：48-57.

【4】張復(fù)新，張萬(wàn)業(yè)，李建華，等.陜西鳳縣溫江寺銻—金礦床地質(zhì)特征[J].黃金科學(xué)技術(shù)， 2010，18 （5）： 12-15.endprint