甘肅金山金礦地質(zhì)特征及礦床成因

袁明杰

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局天水礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741000）

金山礦床位于我國甘肅肅北境內(nèi)，具有良好的成礦地質(zhì)條件。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育深大斷裂和韌性剪切帶，巖漿活動較為頻繁，超基性至酸性的各類巖漿巖均有出露，并且表現(xiàn)為多層次和大規(guī)模的特征。甘肅金山礦區(qū)是我國重要的金礦成礦帶，具有重要的勘探開采和研究價值[1]。目前對于金山金礦床的研究相對較少，主要集中在地質(zhì)特征、流體包裹體和同位素等內(nèi)容的研究，對具體礦化機理的研究并不充分。因此本文對甘肅金山金礦的地質(zhì)特征和礦床成因進行研究，豐富對金礦床的地質(zhì)認識和成礦理論，為甘肅金山礦區(qū)的金礦勘探和開發(fā)提供理論依據(jù)，促進我國地質(zhì)勘探事業(yè)的進一步發(fā)展。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

金山礦區(qū)的出露地層，主要有下二疊統(tǒng)和第四系地層。受斷裂帶控制，礦區(qū)地層總體沿近東西方向展布。下二疊統(tǒng)地層，主要為基性火山巖夾雜碎屑巖沉積形成。按巖性組成特征，下二疊統(tǒng)地層可以分為下巖組和上巖組兩個層次。下巖組地層主要分布于礦區(qū)中部和南部，具體為灰色泥質(zhì)板巖，中間夾雜淺黃色變質(zhì)砂礫巖，表現(xiàn)為巖石片理化發(fā)育；上巖組地層主要分布于礦區(qū)北部，具體為板巖，中間夾雜淺灰色變質(zhì)砂巖[2]。第四系地層，主要為碎石、礫石、沖洪積層和化學(xué)沉積物沉積形成，按巖性組成特征，可分為上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。礦區(qū)第四系地層發(fā)育較為完整，占全部調(diào)查區(qū)域的一半面積，并未見明顯的礦化現(xiàn)象。

1.2 構(gòu)造

構(gòu)造運動是金礦床成礦的重要條件。礦區(qū)位于東天山和塔里木兩大板塊之間，在前震旦紀基底的基礎(chǔ)上，兩大板塊曾發(fā)生多期次的碰撞和拼接，在中新生代持續(xù)進行運動，因此導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造變化復(fù)雜，尤其發(fā)育褶皺和斷裂兩類構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)主要分布兩組區(qū)域性大型復(fù)式向斜。按照地層序列和沉積特征，礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要呈現(xiàn)出上、中、下三個層次。下層表現(xiàn)為結(jié)晶基底巖系，由結(jié)晶巖、片麻巖和混合巖構(gòu)成；中層表現(xiàn)為淺變質(zhì)巖系，由碎屑巖、中基性和碳酸鹽巖構(gòu)成，經(jīng)過構(gòu)造運動，成為礦區(qū)的褶皺基底；上層表現(xiàn)為地臺型巖系，由酸鹽巖、碎屑沉積巖和淺變質(zhì)火山巖構(gòu)成。第一組復(fù)式向斜構(gòu)造，軸向呈北東東方向，其中北翼向南傾斜，傾角為70°，南翼表現(xiàn)為向北傾斜，傾角為60°。該復(fù)式向斜構(gòu)造，是金山礦床的主要控礦構(gòu)造，礦體富集于南翼的次生褶皺中；第二組復(fù)式向斜構(gòu)造，軸向呈東西-北東東方向，其中西轉(zhuǎn)折段表現(xiàn)為向南東傾斜，傾角為55°，東轉(zhuǎn)折段表現(xiàn)為向北傾斜，傾角為65°，也是有利的金屬礦床成礦部位。礦體的分布同時也受斷裂構(gòu)造的控制。礦區(qū)多發(fā)育深大斷裂，主要表現(xiàn)為近東西向的走向，其中發(fā)育兩條明顯的主斷裂帶[3]。第一條主斷裂帶，表現(xiàn)為向北凸起的弧形，呈現(xiàn)出近東西走向，東部被沖洪積物掩蓋，內(nèi)部出露鐵質(zhì)侵入巖，其中還發(fā)育多條相互平行的次級斷裂，由于受到強烈的擠壓作用，巖層破碎程度較為明顯，發(fā)育構(gòu)造透鏡體和角礫巖；第二條主斷裂帶，走向和傾向都與第一條類似，發(fā)育較多斷層泥，可見糜棱巖帶。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)火山巖帶整體呈近東西方向展布，主要表現(xiàn)為海底裂隙噴發(fā)的火山熔巖，其次為火山碎屑巖。從巖性上看，以淺變質(zhì)玄武巖和輝綠巖為主，其次為安山巖，此外還有少量英安巖存在，出現(xiàn)在沉積巖夾層中。從時間上看，早期火山巖以中酸性為主，逐漸演化為中基性?；鹕綆r主要呈灰綠色的塊狀，以細粒為主，局部可見氣孔構(gòu)造，顯微鏡下可觀察到輝綠結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 巖漿巖鏡下輝綠結(jié)構(gòu)

巖漿巖礦物成分為斜長石、輝石和石英，蝕變后出現(xiàn)綠泥石和碳酸鹽巖。巖體附近有硅化和褐鐵礦化發(fā)育。

1.4 礦體地質(zhì)特征

金山礦區(qū)含礦巖石主要為輝綠巖，其次為石英脈型。金礦礦化主要發(fā)生在近東西向斷裂的南側(cè)，具體為二疊紀火山巖帶。

根據(jù)含金石英脈表現(xiàn)和礦化蝕變程度，共圈定出90 條具有一定規(guī)模的礦體。礦體形成深度相對較淺，由于受到主斷裂方向控制，礦體大致呈現(xiàn)出北西和北東向。礦體形態(tài)表現(xiàn)為不規(guī)則脈狀和透鏡體狀，容易出現(xiàn)膨脹收縮和尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象。由于受到斷層的控制和影響，礦體總體呈現(xiàn)間斷性，產(chǎn)狀變化明顯，通常呈現(xiàn)向西傾斜的傾向，從上至下傾角逐漸減小。

2 金礦礦床成因

2.1 成礦物質(zhì)來源及流體演化

金山礦區(qū)早期成礦流體以巖漿水為主，晚期演變?yōu)閹r漿水和大氣降水的混合體，成礦物質(zhì)表現(xiàn)出多源性的特征，礦體對賦存巖性的選擇較為明顯。

礦流體的運移方式、裂隙發(fā)育程度和后期熱液蝕變等情況，都對成礦物質(zhì)的元素富集和演化造成一定影響。黃鐵礦和毒砂等礦體中的硫元素，由于流動主要呈現(xiàn)為脈狀，引起大范圍同位素均一化，裂隙發(fā)育程度大的部位，黃鐵礦硫元素同位素值變化大，含礦熱液同化作用強烈，會導(dǎo)致黃鐵礦硫元素更接近幔源硫值。在成礦流體演化的初期階段，表現(xiàn)為以幔源巖漿硫為主，逐漸向地層硫演化的趨勢，后期以多金屬硫化物脈的形式產(chǎn)出，礦液主要沿斷裂和節(jié)理通道流動，與周圍巖體元素交換反應(yīng)不明顯，混入周圍巖體的成分較少。在印支-燕山期經(jīng)歷了大規(guī)模的巖漿侵入活動，在此侵位過程中，不僅帶來大量成礦物質(zhì)，還使地層中成礦元素活化和進行遷移。成礦熱液在遷移中遇到有利構(gòu)造空間，就會沉淀和富集，最終形成礦床。

2.2 構(gòu)造與成礦關(guān)系

金山金礦礦體產(chǎn)出和分布，主要受到區(qū)域復(fù)式向斜構(gòu)造的控制作用，同時還受到斷裂構(gòu)造的性質(zhì)和規(guī)?？刂啤３傻V物質(zhì)通過長期運動的基地斷裂帶，從深部移動到盆地中沉積，在后期變形強烈的斷裂和裂隙處，更容易得到富集和賦存。金礦礦體主要沿大斷裂帶展布，多產(chǎn)于花崗巖接觸破碎帶和東西向斷層破碎帶，已經(jīng)成為深源巖漿侵位通道。礦床沿深斷裂帶兩側(cè)分布，礦化均與侵位的花崗巖脈密切相關(guān)，同時還受到脆韌性剪切破碎帶和扭性斷裂的次級控制。金礦礦體的產(chǎn)出和分布表明，印支-燕山期的花崗巖基底，與周圍巖體的帶狀接觸帶，以及向外延展的巖枝、巖脈等部位，是礦床產(chǎn)出的有利區(qū)域，次級巖枝、巖脈等的交匯部位，除此之外還有次級背斜核部斷裂的侵位巖脈也是礦體富集的有利場所。

2.3 礦床成因分析

金山金礦床的主要成礦階段表現(xiàn)出的礦物組成、元素同位素和礦化蝕變等，具有典型的中低溫組合特征，以石英流體包裹體為主的成礦流體表現(xiàn)出低鹽度、低密度的特性，因此也說明礦床在溫壓低、深度淺的環(huán)境形成。二疊紀的金山地帶處于伸展變化環(huán)境，形成了近東西向的主斷裂和次級斷裂，主斷裂具有深大的特點，在斷裂形成的同時，地殼由于拉伸和減薄，導(dǎo)致軟流圈地幔逐漸上涌，因此輝綠巖體向上侵入礦區(qū)地層，也為后期巖漿流體提供了運移的通道。主要的成礦期巖漿熱液活動，使金在沉積物中賦存，經(jīng)過熱接觸變質(zhì)作用，周圍黃鐵礦發(fā)生磁礦化作用，使黃鐵礦的金析出并在此富集。深源巖漿富含金、硫等元素的含礦熱液隨著斷裂構(gòu)造向上運輸，與大氣降水淋慮作用共同形成富含金的成礦熱液，在礦區(qū)內(nèi)的斷裂和裂隙發(fā)育部位，在巖體中以充填方式沉積，成為礦體，礦物組合較為復(fù)雜，礦石具有浸染狀、脈狀及交代結(jié)構(gòu)，礦體以層狀為主，少數(shù)表現(xiàn)為不規(guī)則脈狀和團塊狀。礦區(qū)北側(cè)的板巖起到隔擋層的作用，進一步促進含金流體在金山礦區(qū)的富集和賦存，使金礦再次富集和沉淀，最終成為金礦礦床。

3 結(jié)束語

針對甘肅金山金礦的研究現(xiàn)狀和存在問題，本文通過以甘肅金山金礦地質(zhì)特征為研究內(nèi)容，對礦床成因進行探討，取得了一定進展和成果，豐富了對甘肅金山金礦地質(zhì)條件的認知。但本文的研究還存在不足之處，需要進一步對礦床成因類型進行分析。后續(xù)研究可結(jié)合區(qū)域地球化學(xué)特征，建立金山地質(zhì)-地球化學(xué)模型，同時結(jié)合區(qū)域物理場參數(shù)，進一步確定金礦成礦期次和階段，深化對礦床形成背景認知，為探明礦區(qū)金礦儲備和富集狀態(tài)提供理論指導(dǎo)依據(jù)，為金礦找礦提供方向。