甘肅省阿爾金東段余石山西金礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因研究

［摘要］余石山西金礦是近年來甘肅阿爾金構(gòu)造帶東段新發(fā)現(xiàn)的金礦床，礦體賦存于寒武—奧陶系拉配泉群變火山巖系礦化蝕變帶中，含礦巖性為構(gòu)造蝕變巖。初步圈定3條金礦化蝕變帶，12條金工業(yè)礦體，礦體長度在34～448 m，厚度0.81～3.45 m，金平均品位在2.34～17.35 g/t，受控于阿爾金走滑帶派生的次級韌脆性斷層構(gòu)造，多為北西走向，少數(shù)近東西向。通過對礦床成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、礦物組合、圍巖蝕變、礦床成因等研究，認為該礦床成因?qū)贅?gòu)造蝕變巖型金礦床。通過該項研究，對該區(qū)進一步擴大找礦以及在區(qū)域上尋找同類型礦床具有重要意義。

［關鍵詞］阿爾金東段；余石山西金礦；礦床地質(zhì)特征；礦床成因

阿爾金構(gòu)造帶中物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及地質(zhì)演化極為復雜，早古生代末期洋盆的完全閉合，形成了北阿爾金與南阿爾金兩條規(guī)模相對較大的蛇綠混雜巖帶[1-3]。該構(gòu)造帶是尋找銅、金、稀有金屬、鉛、鋅、銀、鐵、錳以及石棉等礦種的有利區(qū)塊，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

近年來，該帶新疆區(qū)段陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大平溝、祥云等金礦[4-6]，取得了較好的金礦找礦進展，甘肅區(qū)段陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了余石山鈮鉭礦、青砂溝錳礦、紅柳溝石棉礦、化石溝銅礦等大中型礦產(chǎn)，但金礦找礦工作未取得重大突破。

余石山西金礦位于甘肅省阿克塞縣境內(nèi)，是近年來甘肅阿爾金山東段北阿爾金蛇綠混雜巖帶中發(fā)現(xiàn)的第一個也是唯一一個具有重要意義的構(gòu)造蝕變巖型金礦[7]。甘肅省地質(zhì)調(diào)查院通過開展中央基金項目“甘肅阿克塞縣余石山地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”首次發(fā)現(xiàn)了該礦床，通過“甘肅省阿克塞縣余石山西金多金屬礦普查”（甘肅省地質(zhì)勘查基金項目）完成了礦區(qū)普查工作，控制規(guī)模為小型，礦石品位高、品質(zhì)好，進一步找礦前景良好。

本文通過詳細的野外地質(zhì)調(diào)查和實驗測試，首次對礦床的地質(zhì)特征、礦床成因、找礦標志、成礦模式等方面進行初步總結(jié)和探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

余石山西金礦位于阿爾金構(gòu)造帶東段紅柳溝―拉配泉蛇綠混雜巖帶中（圖1），礦區(qū)構(gòu)造十分復雜，處于柴達木板塊、塔里木板塊交會部位。主導性斷裂為北東東向走滑斷裂及一系列不同級別的剪切斷層，其兩側(cè)產(chǎn)出相應的具有壓扭或張扭性質(zhì)的斷層，形成導礦和容礦構(gòu)造。

古元古界達肯大坂巖群古老變質(zhì)巖系、長城系熬油溝組變粒巖及火山巖、薊縣系安南壩群濱海、淺海相的碎屑巖―碳酸鹽巖沉積建造、寒武―奧陶系拉配泉群構(gòu)造巖塊和糜棱巖基質(zhì)、石炭―二疊系因格布拉克組沉積巖建造等不同時代的地層沿阿爾金斷裂帶互相混雜、交錯、拼貼、疊置。不同巖塊間均以斷層接觸。近東西向斷層最為發(fā)育，多為剪切性質(zhì)斷層。

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要產(chǎn)出有超基性、基性、酸性巖體，侵入時代為加里東期、華力西期。超基性―基性巖體呈帶狀產(chǎn)出在拉配泉紅柳溝蛇綠混雜巖帶中，中―酸性侵入以花崗閃長巖、閃長巖、花崗巖類為主，在各構(gòu)造單元均有出露。

工作區(qū)屬柴達木―祁連―北秦嶺變質(zhì)區(qū)，變質(zhì)作用類型主要分為區(qū)域變質(zhì)作用、動力變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

2.1.1地層

礦區(qū)主要出露長城系熬油溝組（Cha）、寒武―奧陶系拉配泉群（ ―OLp.）、薊縣系安南壩群（Jxa）、石炭―二疊系因格布拉克組（CPy）、第四系（Q）地層。

拉配泉群是礦區(qū)內(nèi)出露面積最大的地層單位，同時也是金礦賦礦地層，是拉配泉―紅柳溝蛇綠混雜巖帶最主要的地質(zhì)單元。巖性組合有中基性火山巖、構(gòu)造片巖與板巖、酸性火山巖、大理巖?？傮w成層無序，主要由不同的構(gòu)造巖塊和糜棱巖基質(zhì)（構(gòu)造片巖或強韌性變形巖石）組成，其中最主要的構(gòu)造巖塊為變安山巖、凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、大理巖等，基質(zhì)組分仍然和這些巖塊一致，經(jīng)過強烈的剪切碾磨最終成為巖塊間產(chǎn)出的糜棱巖基質(zhì)。

2.1.2 構(gòu)造

礦區(qū)斷層系統(tǒng)是以阿爾金南緣斷裂帶為主導，一系列北西向及近東西向次級斷層為輔，少量近南北向或北東向斷層（圖2）?？辈閰^(qū)內(nèi)斷層可分韌性和脆性兩大類，早期為深層次韌性剪切斷層，晚期為淺表層次脆性斷裂。韌性剪切帶有兩類：北西西向、近東西向；脆性斷層按規(guī)模及走向大致歸為4類：不同構(gòu)造單元的劃分性斷層、阿爾金斷裂帶派生出的北西西向次級斷裂、總體近東西向斷裂、近南北向或北東向斷裂。

礦化蝕變帶和礦體受控于北西剪切斷層構(gòu)造，多呈北西―北西西走向，目前圈定的所有礦體均為構(gòu)造蝕變巖性金礦，區(qū)內(nèi)Ⅰ號和Ⅴ號主礦化帶都賦存于斷裂蝕變帶中。

2.1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)主要出露奧陶紀中酸性侵入巖，主要產(chǎn)出二長花崗巖、花崗閃長巖、正長斑巖、石英閃長巖、英安斑巖等巖石類型。礦區(qū)主要出露中元古代、寒武―奧陶紀火山巖，主要巖石類型為安山巖、英安巖、玄武巖等，顯示弱變質(zhì)作用。

2.1.4 變質(zhì)作用與圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用、動力變質(zhì)作用，變質(zhì)地層主要為熬油溝組、冰溝南組、拉配泉群。礦體主要發(fā)育于寒武―奧陶系拉配泉群構(gòu)造蝕變巖（原巖為長英質(zhì)糜棱巖、凝灰質(zhì)板巖、變安山巖、大理巖）中，圍巖一般為凝灰質(zhì)板巖、綠泥片巖、長英質(zhì)糜棱巖、大理巖、變安山巖、變流紋巖等。近礦圍巖蝕變有硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、孔雀石化、鉀化、炭化等。

2.2 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)圈定3條金礦化蝕變帶（Ⅰ、Ⅲ、V號），為NW-NWW走向，受控于阿爾金走滑帶派生的北西剪切斷層構(gòu)造[8]，帶內(nèi)初步圈定12條金工業(yè)礦體。

（1）Ⅰ號礦化蝕變帶賦礦地層為寒武―奧陶系拉配泉群，礦體主要受控于北西向斷裂蝕變帶，長約2.8 km，兩端未控制住，產(chǎn)于NW-NWW向斷層破碎蝕變帶中，該蝕變帶由早期北西向韌性剪切帶疊加晚期脆性變形形成（圖3）。Ⅰ號礦化蝕變帶受層間3條逆平移斷裂控制，分布有工業(yè)金礦體7條，金礦體長度在34～448 m，厚度0.81～3.45 m，金品位在2.33～46.6 g/t。

（2）Ⅲ號礦化蝕變帶產(chǎn)于寒武―奧陶系拉配泉群中，圍巖為變（玄武）安山巖。走向NW-NWW向，長大于1.43 km，寬20 ～ 80 m，向西隱伏于第四系之中。帶內(nèi)發(fā)育了不同級別NW向斷裂，斷裂帶內(nèi)褐鐵礦化常見，局部見孔雀石化和硅化，金礦化一般在褐鐵礦化和硅化較強部位，蝕變越強金含量越高，并伴有鉛銀鉑鈀等礦化。礦石中蜂窩狀構(gòu)造十分發(fā)育，為金屬硫化物溶蝕孔隙。帶內(nèi)分布有1條金工業(yè)礦體，長度40 m，厚度0.88 m，金平均品位2.34 g/t。

（3）V號礦化蝕變帶為NW向的斷層破碎帶，總體傾向NE，長約3 km（兩端未尖滅），寬20～150 m不等，露頭覆蓋嚴重，地表部分中西段傾向向南（深部反轉(zhuǎn)向北），該帶貫穿切割其他地質(zhì)體和構(gòu)造，故推測其形成時間相對較晚，斷裂性質(zhì)初步判斷為平移逆斷裂。分布有5條金工業(yè)礦體，長度40～400 m，厚度0.82～3.24 m，金品位2.70～11.76 g/t。

2.3 礦石質(zhì)量特征

礦石主要為構(gòu)造蝕變巖，主要為微―細粒它形粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，偶見角礫狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造。礦石礦物主要有磁鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、孔雀石等，局部見方鉛礦、白鉛礦；脈石礦物有石英、方解石、斜長石、綠泥石、絹云母、綠簾石等。金主要為裸露與半裸露自然金，沿裂隙均勻分布，次為銅鉛硫化物包裹金（圖4）。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 成礦物質(zhì)來源

區(qū)內(nèi)寒武―奧陶系拉配泉群中的中基性火山巖中Au（5ppb以上）、Cu（80ppm以上）等元素背景值最高，判斷這套巖內(nèi)石為余石山西金礦的主要礦源層。

3.2 礦床成因

目前不少文獻資料已對阿爾金成礦帶上的各類礦床進行了一定的總結(jié)及研究[9-11]，重點總結(jié)了阿爾金斷裂帶對區(qū)域成礦的重要作用，它控制著阿爾金斷裂兩側(cè)的構(gòu)造蝕變巖型金礦，余石山西金礦就是其中1個，礦床經(jīng)歷了3個主要成礦階段，其中Ⅲ號礦化帶為第一期，與成巖期相當或稍晚；Ⅴ號礦化帶成礦期最晚，受后期構(gòu)造改造影響最小，延伸最穩(wěn)定。

第一階段成礦為加里東期早期，區(qū)域上北阿爾金洋盆處于擴張階段，洋底火山活動形成一套中基性火山巖，這套火山巖中Au-Cu-Pt-Pd-Co等元素含量較高，局部出現(xiàn)礦化，在火山噴發(fā)間隙，沉積了一套厚度不大硅泥質(zhì)巖、沉凝灰?guī)r、碳酸鹽巖、酸性火山巖組合，形成了最早的含礦巖系。在板塊俯沖匯聚階段，一方面，區(qū)域巖漿活動頻繁，形成了勘查區(qū)南部分布廣泛的閃長巖和花崗閃長巖類；另一方面，早期形成的火山巖系、沉積巖發(fā)生構(gòu)造變形。巖漿―熱液活動導致中基性火山巖中Au等元素發(fā)生初步遷移，在距離礦源層較近的構(gòu)造有利部位形成金多金屬礦體，距離較遠的有利部位出現(xiàn)了金元素的初次富集，形成了Ⅲ號礦化帶。

第二階段成礦在區(qū)域陸內(nèi)碰撞階段（471 Ma左右），一系列巖漿活動，形成了勘查區(qū)及鄰區(qū)的二長花崗巖和少量的正長斑巖脈，這些巖體在勘查區(qū)表現(xiàn)為多沿著阿爾金斷裂派生的北西向次級斷裂系侵入，特別是層間破碎帶，同時對Ⅲ號礦化帶進行構(gòu)造改造；構(gòu)造―巖漿活動導致含礦熱液發(fā)生進一步遷移和富集，形成了Ⅰ號礦化帶。

第三階段成礦阿爾金斷裂活動階段，阿爾金斷裂的長期活動，導致北西向次級斷裂系活動，造成Ⅰ號礦化帶礦體內(nèi)部一系列構(gòu)造變形和Ⅲ號礦化帶礦體走向上出現(xiàn)尖滅再現(xiàn)，改造破壞嚴重；同時使Ⅴ號礦化帶中大理巖和中酸性火山巖之間層間斷裂進一步活動，出現(xiàn)大規(guī)模炭化和硅化，導致金元素進一步富集成礦，最終形成Ⅴ號礦化帶。

3.3 找礦標志

（1）寒武―奧陶紀拉配泉巖群變火山巖和淺變質(zhì)沉積巖之間巖性界面（層間斷裂帶）是直接層位找礦標志；構(gòu)造蝕變巖為賦礦巖性標志，原巖主要為變安山巖、凝灰質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、長英質(zhì)糜棱巖、大理巖等。

（2）北西―北西西向斷裂構(gòu)造是金礦找礦構(gòu)造標志。

（3）勘查區(qū)內(nèi)Au-Bi-Pb-磁鐵礦組合、Au-Ag-As-Sb-Pb等元素組合是金礦的有效地球化學找礦標志。

（4）硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、孔雀石化、炭化等圍巖蝕變，是金礦找礦的主要蝕變標志。

4 成礦模式

依據(jù)余石山西金礦礦床成因及成礦作用分析，余石山西金礦為中低溫熱液構(gòu)造蝕變巖型金礦床[12-14]。其中巖漿熱液占主導作用，建立余石山西金礦成礦地質(zhì)模型[15-23]（圖5）。

根據(jù)“三位一體”找礦預測理論[24]，系統(tǒng)梳理了余石山西金礦成礦要素，這些要素也可作為該區(qū)的找礦標志（表1）。

5 結(jié)論

（1）余石山西金礦賦存在寒武―奧陶系拉配泉群礦化蝕變帶中，含礦巖性為構(gòu)造蝕變巖。礦石呈微細粒它形粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、殘留結(jié)構(gòu)，構(gòu)造以條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主。金主要為裸露與半裸露自然金，次為銅鉛硫化物包裹金。

（2）結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、礦石特征及圍巖蝕變特征，余石山西金礦應屬于中低溫熱液構(gòu)造蝕變巖型金礦床。

（3）寒武―奧陶紀拉配泉巖群火山巖和淺變質(zhì)沉積巖之間巖性界面（層間斷裂帶）是直接層位找礦標志；構(gòu)造蝕變巖為金礦找礦的巖性標志，原巖主要為變安山巖、凝灰質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、長英質(zhì)糜棱巖、大理巖等；北西―北西西向斷裂構(gòu)造是金礦找礦的構(gòu)造標志；勘查區(qū)內(nèi)Au-Bi-Pb-磁鐵礦組合、Au-Ag-As-Sb-Pb等元素組合是金礦的有效地球化學找礦標志；硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、孔雀石化、炭化等圍巖蝕變是金礦找礦的主要蝕變標志。

（4）通過綜合分析余石山西金礦綜合地質(zhì)特征、主要成礦要素等內(nèi)容，建立了余石山西金礦成礦模式， 對阿爾金構(gòu)造帶金礦找礦及其他地區(qū)具有相似地質(zhì)條件下找礦具有重要指示意義。

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