浅析甘肃礼县金矿带矿化特征及成矿规律

　　摘要：甘肃礼县金矿成矿带处于多条断裂和褶皱构造的交汇部位，且发育大量的中酸性火山岩，成矿条件好，赋存在变质细砂岩、板岩、石英砂岩等岩石中。通过对区内已发现金矿研究得到该成矿带的成矿规律、成矿模式及金的富集特征等特征，对进一步寻找浅部金矿和深部盲矿体提供一定的地质依据。
　　关键词：礼县，构造，成矿规律，成矿模式，富集特征
　　
　　1大地构造位置及其特征
　　研究区大地构造位置属于秦岭裂陷盆地褶皱系的礼县－柞水冒地槽褶皱带西段中部，秦岭东西向构造带与天水－武都隐伏基底深断裂的交汇复合部位。其北邻区西段是中南祁连新克拉通盆地和湟源－陇东隆起区，东段是鄂尔多斯克拉通盆地；西邻区是柴达木克拉通盆地；南邻区西段是阿尼玛卿裂谷，中段是勉略裂谷，东段是褒河－北大巴山隆起。
　　秦岭裂陷盆地分为鄂拉山区、岷（县）－礼（县）、西秦岭区及南秦岭四区。岷（县）－礼（县）区为礼县金矿赋存区，是一个内部结构较为复杂的板内伸展的裂陷盆地。盆地的基底为前泥盆纪岩系，基底出露形式为热－构造隆起，同板内伸展盆地相沉积之间为剥离断层。盆地南北不对称，在泥盆纪沉积时期表现特别明显。盆内接受沉积的时间为早泥盆－中三叠世，沉积物质以陆源碎屑为主，碳酸盐为次，盆地内在二叠纪有小型的超基性岩和中性岩侵入，三叠纪时有酸性花岗岩侵入（图1）。
　　2赋矿层岩性
　　秦岭裂陷盆地内的地层岩石组合及地理分布特征，盆地南北浅，中间深，所以南北为蚀源区。赋矿地层主要为泥盆系中统舒家坝组（D2S）和中石炭统月亮寨组（C2Y）。中泥盆统舒家坝组主要为一套灰色千枚粉砂质斑点状板岩、含炭泥质板岩、含砾板岩。中石炭统月亮寨组主要为一套含炭石英砂岩、岩质板岩夹少量硅质板岩，含炭硅板岩，浅色硅板岩及粉砂质板岩等。各套地层又分若干岩性段（表1）。
　　
　　表1研究区地层简表
　　界 系 统 组 岩性段 代号 主要岩性 备注
　　古生界 石炭系 中统 月亮寨组 第五岩性段 C25 灰绿色板岩，硅板岩 
　　    第四岩性段 C24 石英砂岩夹灰绿色板岩 
　　    第三岩性段 C23 板岩夹石英砂岩 
　　    第二岩性段 C22 炭质板岩夹石英砂岩 赋金层位
　　    第一岩性段 C21 石英细砂岩、石英长石砂岩夹粉砂质板岩 赋金层位
　　 泥盆系 中统 舒家坝组 第三岩性段 D2S3 板岩、变质砂岩 含金层位
　　    第二岩性段 D2S2 泥质板岩、变质细砂岩、变质石英砂岩 含金层位
　　
　　地层的含金性与矿源层出处是根据1∶1万岩石地球化学测量成果（表2）得到，结果表明，中泥盆统舒家坝组的金含量3.6－4.1×10-9；中石炭统月亮寨组含金量3.7－4.5×10-9。
　　表2岩石地球化学测量成果表
　　项目
　　代号 含量（10-9） 衬度 变异系数 统计个数 备注
　　C23 4.5 1.6 7.7 9.3 7.4 0.36 175 
　　C22 4.2 1.8 8.8 9.6 7.2 0.43 148 
　　C21 3.7 2.0 7.7 9.7 7.1 0.54 98 
　　D2S3 4.1 1.9 7.9 9.8 7.0 0.46 105 
　　D2S2 3.6 1.9 7.4 9.3 7.4 0.53 80 
　　R51-3 2.5 1.3 5.1 6.4 2.3 0.52 23 
　　
　　从表2中可看出泥盆系和石炭系地层中的金具备高背景值，对地球化学异常和金矿床的形成有一定控制作用，加之该套地层含炭，炭对金有较强的吸附能力，所以含炭泥质粉砂岩是研究区金矿的矿源层。
　　3金矿成矿关系分析
　　3.1构造与成矿的关系
　　研究区经历了伸展裂陷、接受沉积和后来的多期次的区域构造作用。断裂构造是金矿的主导因素，如崖湾金矿的矿体明显受控于不同级别的断裂构造。罗坝－高桥大断裂为研究区的控制矿田的构造，在礼县该断裂包括礼县－兆坪断裂和酒店－罗坝－青灵寺断裂2个分支，二者构成平卧的“入”字型构造。礼县地区的各个金矿床、矿（化）点分布在断裂的锐角夹持区内。
　　罗坝－高桥断裂产生在泥盆纪，大约在华力西末期至印支末期发生中深层次的脆－韧性变质变形作用，印支末期近南北推覆挤压作用，加之燕山期叠加浅层次的脆性挤压剪切作用，在脆性为主的形变基础上产生了近东西－北西西向的容矿构造（图1）。
　　含金流体主要沿断裂构造带活动，形成了与金矿有关的硅化、黄铁硅化、褐铁硅化、赤铁硅化、硅酸盐化等蚀变。
　　3.2岩浆活动与成矿的关系
　　区域上印支－燕山期岩浆活动强烈，形成了规模较大的二长花岗岩体，研究区内岩浆岩脉较常见，主要有花岗斑岩脉，石英脉，云斜煌斑脉等。其中二长花岗岩体的含金量经化探取样统计一般在2.5×10-9，低于地壳丰度值。而花岗斑岩脉的含金量在0－0.5×10-6，如崖湾金矿的多数矿体位于两条花岗斑岩脉之间或者脉岩的下盘，故脉岩可能从深部带来部分金源。印支－燕山期中酸性岩体活动时间长，强度大，中川岩体及区内隐伏岩体对金源层（体）进行加温，促使地层和岩石中的金活化，由高变质带向低变质带迁移，并在有利的地质环境中富集。
　　3.3热液蚀变、脉体活动与成矿的关系
　　研究区金矿体主要赋存在北西西、近东西向的断裂带中，矿化与热液蚀变强度和热液脉体发育程度密切相关。
　　区内蚀变有：硅化，黄铁硅化（褐铁硅化），赤铁硅化，绿泥石化，硫酸盐化，硅酸盐化以及褪色蚀变等（表3）。
　　区内热液脉体有：石英脉，金属硫化物细脉及碳酸盐脉（表3）。
　　
　　表3热液蚀变与热液脉体活动统计表
　　蚀变类型 蚀变现象 蚀变位置 特征
　　黄铁矿化 较为发育，主要蚀变类为浸染状和细脉状两类，晶形不好，隐晶形者含金 乳白色石英脉 为乳白色块状，单脉产出者多，不含或含极少量金属硫化物，矿前期石英脉
　　硅化 常与黄铁矿共生，有脉状，浸染状和细脉状，与金矿化关系密切 含黄铁矿石英脉 灰色团块状，透镜状，不规则状，含少量粗晶黄铁矿，金含量0×10-6
　　褐铁矿化，长砂化 呈明显的红褐色，很好找矿标志 金属硫化物石英脉 由浅黄色细晶黄铁矿，银灰色毒砂和硅质组成复脉或网脉，切穿早期石英脉，金含量一般为1×10-6
　　毒砂化 常和黄铜矿，黄铁矿相伴产出，当毒砂大量出现时，则金含量高 金属硫化物细脉（网脉） 由粉末状黄铁矿，辉锑矿或二者共同组成细脉及网脉，往往切穿前几期脉体，当与二、三阶段脉体叠加时金含量高达11.42×10-6
　　辉锑矿化 呈细粒状沉岩石板理充填 白色方解石，白色石英脉 往往沿早期脉壁充填或切穿前几期脉体，含少量黄铁矿和毒砂
　　黄铜矿化，铅、锌矿化及碳酸盐化 主要分布于早期石英脉碎块旁，碳酸盐化较弱 碳酸盐脉 往往穿插早期石英脉或其它脉体，不含矿，为最晚热液脉体活动
　　表3反映了金矿化与硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、毒砂化及含黄铁矿石英脉、金属硫化物石英脉、金属硫化物网脉关系密切。当岩石破碎程度高，蚀变越发育，脉体活动期次多，金矿化就越好。
　　4金矿床时空演化规律及成矿模式
　　4.1成矿时空与造山演化的关系
　　一般认为内生金矿床形成于地壳演化的活动阶段，且与最后一次活动阶段关系很密切。研究区的金矿体位于秦岭板内裂陷盆地的岷－礼区，受加里末期碰撞造山抬升为剥蚀区。在板内伸展阶段晚古生代早泥盆世秦岭板内发生了走滑断裂活动形成裂陷盆地，按陆源碎屑层和碳酸盐沉积组合，含碳酸碎屑岩成为金源体（赋矿层），在印支－燕山期的岩浆活动为该区提供了热动力条件，金元素随之迁移，在有利的环境中富集起来形成矿体。
　　礼县金矿赋存在泥盆系和石炭系中，形成于印支－山期，因此印支－燕山期的板块活动及其构造演化是金矿形成的基本制约因素。区内在印支－燕山期造山带再次块断抬升，并经历了张性－张扭性－压扭性几个主要阶段，早期张性裂隙充填了大量的金属硅化物石英脉，中期以泥质，硅质，铁质胶角砾岩，晚期有糜棱岩，构造泥发育。该区顺层断裂带内控制的矿区主要矿体，如崖湾金矿床共圈出7个金矿体，分别产出于顺层断裂的6个次级断裂内，且矿体的产状与断裂构造基本一致。
　　4.2成矿模式研究
　　成矿流体中金的迁移形式与沉淀机制是研究金矿床成因的重点，在浅成低温热液型金矿床中，金的硫络合物是金迁移的主要形式（金在成矿热液中以Au(HS)-2等硫化络合物形式存在）。事实证明，金在硫化物的水溶液中搬运的最佳条件是含大量的HS-和PH近中性，在接近中性的溶液中，特别是金与砷、锑、汞的硫化物伴生的浅成低温热液金矿床的形成过程中，金的硫化络合物是主要搬运形式。
　　引起金沉淀的原因很多，包括流体－岩石相互作用、沸腾作用、热液混合作用、有机质的吸附作用及在胶体和矿物表面的沉淀等。沸腾是浅成低温热液型金矿床的一种普遍现象，金矿化强烈地段往往出现在沸腾范围之内，由于沸腾作用，导致成矿流体中的挥发份逸出，从而破坏起酸碱度及氧化－还原平衡，引起金硫化物的沉淀。有机制的还原作用也是引起金沉淀的机制之一。在剪切带型金矿床中，流体－岩石相互作用是金沉淀的主要机制，因此，金矿化强烈地段往往出现在特定的蚀变岩中。
　　礼县金矿床时空演化规律与该区发生的伸展裂陷作用具有一定的内在联系。区内伸展裂陷作用剧烈，持续时间长，促使地壳深部的金成矿物质大量带出，从而在裂陷盆地的构造环境中形成了广泛发育的含金建造，如炭质板岩、含炭石英细砂岩、粉砂质板岩、泥质板岩及变质石英砂岩等。因而决定了礼县金矿床集中产于泥盆系和石炭系地层中。同时由于构造变形作用和岩浆作用相当强烈，促使含金建造中的金矿成矿物质依晶格能由低至高的顺序演化，形成大规模的成矿流体，并向低能量域的空间迁移，从而富集成矿。在造山作用的早期的挤压背景下，与深成岩浆活动有关成矿流体主要沿含金剪切带活动，形成强烈片理化的片岩及糜棱岩，因而金矿类型以剪切带型金矿床为主；而在晚的伸展背景下，与浅成岩浆活动有关的成矿流体主要沿张性断裂构造活动，形成弱的泥化、硅化、硫酸盐化等低温蚀变岩，因而金矿类型以浅成低温热液型金矿为主，表现为砷，锑，汞的矿物相伴生。
　　5矿化富集规律研究
　　5.1岩性、容矿构造特征与矿化富集的关系
　　研究区内金矿化富集与岩性关系密切，一般孔隙度大或者脆性裂隙发育的岩石，有利于矿液渗透和沉淀，因而对矿化富集有利，另外岩石中含炭有利于矿化富集，这与炭对金有较强的吸附能力有关。
　　多种构造复合部位为矿化富集的有力部位，断裂破碎带、小岩体侵入的接触带等几种构造复合部位为矿化有利部位，常可形成规模较大的矿体。
　　几组次级断裂交叉部位常为矿化富集部位。如礼县－兆坪断裂和酒店－罗坝－青灵寺断裂二者构成“入”字型构造，礼县地区各金矿床，矿化点被控制在它的锐角夹持区。如崖湾金矿床也产生“入”字型构造锐角夹持区的次级构造内。
　　断裂破碎带产状变化与矿化富集密切有关。在顺层构造的断裂膨胀部分，往往上、下盘的产状均发生变化，在该处的矿化较好，矿体的厚度增大，品位较高。
　　5.2矿石及载体矿物特征与矿化富集的关系
　　金矿化富集与矿石特征特别是其中所含硫化物数量及种类有关，在金矿体中多金属硫化物种类较多、数量较大、矿石结构比较疏松的地段，常为富矿体产出部位，如崖湾金矿的金属硫化物和碲化物多达八种以上，其含量在5.65%，此处最高金含量达11.42×10-6。
　　区内载金硫化物为五角十二面细粒黄铁矿（核工业西北地质局203所1989年测试），含金量0－0.22%，细粒黄铁矿As含量较高。毒砂和黄铁矿伴生，且大部分呈浸染状。当细粒黄铁矿和毒砂大量出现时Au含量高。显微镜下见有与毒砂紧密连晶的较多微粒金，这说明毒砂与金关系密切。因此，金和砷的含量往往是正相相关。
　　5.3蚀变与矿化富集的关系
　　热液蚀变与金矿化富集关系密切，其次有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化等蚀变。硅化在所有金矿区都较发育，多为近矿蚀变，且硅化强烈部位就是金矿化富集地段。黄铁矿化一般也是近矿蚀变，黄铁矿化强烈处常常是富矿体产出部位。毒砂化与金矿化关系密切，往往在毒砂化强烈处，矿石金品位较富，其中以针状晶体呈浸染状产出者，含金更高，而细粒状或针状呈条带产出者，金品位相对较低。
　　红化（或赤铁矿化）是鉴定金矿化富集边界的重要蚀变作用。红化，主要是三价的赤铁矿散布在蚀变岩中，可能红化对金的沉淀起来地球化学障作用。
　　总之，金矿化富集规律是：有利的大地构造环境，良好的金源地质体，有利的裂隙组合在良好的热动力条件下形富集的金矿体。
　　
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《浅析甘肃礼县金矿带矿化特征及成矿规律》

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