2012年第8期/第33卷 黄金 GoLD 甘肃枣子沟金矿床控矿因素及找矿标志 代文军,陈耀宇,金鼎国,马小云 (甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院) 摘要:枣子沟金矿床是西秦岭西段近年来勘查发现的大型金矿床之一。从成矿地质背景、矿床 地质特征等入手,分析了矿床的控矿因素,总结了找矿标志。研究表明,该矿床受地层、岩性、构造 及岩浆岩等因素的制约,矿床属中低温同生沉积、变质改造及岩浆热液叠加的多成因矿床。 关键词:控矿因素;找矿标志;枣子沟金矿床;甘肃 中图分类号:P 618.51 文献标志码:A 文章编号:1001—1277(2012)08—0017—05 枣子沟金矿床位于甘肃省甘南藏族自治州合作 断裂带。该断裂带位于矿区北东侧,具多期活动的特 市西南方向17 km处,行政区划隶属合作市那吾乡和 点。该断裂带内构造破碎带、片理化岩带发育,对区 夏河县扎油乡,地理坐标为东经102。47 00”~ 内岩浆岩、化探异常及矿床(点)的分布,具有明显的 102。51 00”,北纬34。57 00” 4。59 00”。该矿床是 控制作用。它既是大气降水下渗的通道,又是深部岩 2O世纪9O年代中期由甘肃省地矿局第三地质队在 浆上涌和成矿流体上升的主要运移通道,为含矿热液 踏勘检查金锑异常时发现并勘查评价的大型金矿床。 的产生、转移提供了条件,是矿液富集沉淀的良好场 近年来,先后有许多学者¨ 对该矿床进行了多方面 所。其旁侧的次一级压性、压扭性及张扭性断裂也是 的研究,其主要侧重于矿床原生矿选矿工艺、矿床地 赋矿的有利空间。 质特征、控矿构造、物质来源、矿床形成环境、围岩蚀 区域内岩浆活动频繁,以燕山期中酸性~酸性为 变、脉岩与金矿关系及矿床成因等方面,但对矿床主 主,受构造控制明显。形态不规则,多呈港湾状、不规 要控矿因素研究则相对薄弱。本次研究是在借鉴前 则长条状,以岩株、岩枝、岩墙和岩脉等产出,主要有 人研究成果的基础上,以区域地质及矿产勘查资料为 花岗闪长岩、石英闪长岩和花岗斑岩、闪长岩脉、闪长 基础,从成矿地质背景、矿床地质特征人手,探讨了矿 玢岩脉、花岗斑岩脉、细晶岩脉和辉绿岩脉等。这些 床的控矿因素,总结了找矿标志。期望能进一步为该 岩浆岩与本区矿床(点)的形成具有密切关系,它们 矿床的成矿预测及在该区的地质找矿工作提供依据。 不但提供了热源,还提供了部分物源。 1成矿地质背景 区内主要矿产有金、锑等,其中主要矿床(点)有 枣子沟金矿床、隆瓦寺院金矿床、桑曲金矿床、也赫杰 枣子沟金矿床大地构造位置位于西秦岭褶皱带 金矿床和早仁道锑金矿床等。 北部断褶带与中部裂陷槽之间的过渡部位,处于新 堡一力士山复背斜南翼之合作一岷县区域断裂带上 2矿区地质特征 (见图1),位于同仁一夏河一岷县金成矿带上 J。 枣子沟金矿床位于合作市枣子沟上游和夏河县 区域内出露的地层有石炭系、二叠系、三叠系、侏 扎油乡的南东侧,主要含矿地段位于枣子沟北侧一号 罗系、白垩系、新近系和第四系。其中石炭系为浅海 沟一四号沟和夏河县格娄昂村,矿带东西长1 800 m, 相碎屑岩夹中基性火山岩建造和碳酸盐岩建造;二叠 南北宽1 200 m(见图1)。 系为滨浅海相碳酸盐岩和砂页岩建造;三叠系为浅 2.1 地层 海一滨海相陆源细碎屑岩建造;侏罗系为中酸性火山 矿区内地层单一,为中三叠世古浪堤组下段 岩建造;白垩系为河湖相碎屑岩夹中性火山岩建造; (Tg。)。总体走向近南北向,略呈反“s”形展布。岩 新近系为河湖相碎屑岩建造。区内主要含矿地层为 性为深灰一灰绿色硅质板岩、灰褐一灰绿色薄一厚层 下二叠统的砂岩、板岩夹灰岩及下、中三叠统的砂岩、 岩屑长石细砂岩夹粉砂质板岩、泥质板岩等。在硅质 板岩、灰岩。 板岩、砂质板岩中普遍发育条纹、条带状构造,条纹或 区域内褶皱为新堡一力士山复背斜的一部分,总 条带由粉砂质和钙质相对聚集形成,呈断续状平行分 体构造线呈NW向;断裂构造较发育,为夏河一合作 布。其中条带状硅质板岩、泥质板岩及粉砂质板岩, 收稿日期:2012—04—15 作者简介:代文军(1974一),男,甘肃金昌人,工程师,主要从事地质矿产调查工作;兰州市七里河区兰工坪路121号,甘肃省地矿局第三地质矿产 勘查院,730050 黄金 1一第四系2一三叠系古浪堤组下段3一闪长玢岩4一黑云母闪长玢岩5一石英闪长玢岩6一细晶闪长岩 7一斜长花岗斑岩8一花岗闪长斑岩9一金矿体10一断层破碎带1 1一断层l2一岩相界线 13一地质界线 图1枣子沟金矿区地质略图( ̄R E41) 是矿区赋矿岩石之一。 浆同期或稍晚于岩浆活动,也表明岩浆活动是矿床形 2.2构造 成的重要热动力条件和热液来源。 矿区内总体上为 单斜构造,呈sN向展布,略 具反“s”型扰动现象。局部受断层影响,层间褶曲发 3矿床地质特征 育。区内断裂构造较发育,从走向来看,由NE向、 3.1矿体产状、规模及形态 NW向和近SN向3组断裂组成。规模以NE向、近 金矿床分布于枣子沟一号沟一四号沟和格娄昂 SN向最大,NW向次之,在形成时间上以NW向最 一带,从矿体的空间展布特点可将其划分为东矿段、 早,近SN向居中,NE向最晚,它们分别控制并构成3 西矿段和格娄昂3个矿段。矿体受NE、NW和近SN 组金矿带,是主要的导矿及容矿构造。 向断裂严格控制,主要局限于主断裂所切割的“菱形 2.3 岩浆岩 块体”内。 . 矿区内岩浆活动频繁,以燕山期中酸性为主,以 东矿段位于一号沟一二号沟,矿体主体展布方向 小岩脉、小岩枝产出,受断裂构造控制明显,为浅成侵 为NE向,延长大于l 000 m,宽度大于300 m,走向 入体。主要岩性有闪长玢岩、石英闪长玢岩、黑云闪 NE向,倾向NW向,倾角较陡,局部近直立,为82。一 长玢岩、花岗闪长斑岩和斜长花岗斑岩等,展布方向 87。,主矿化地段被限制在2条NE向断层之间,呈左 主要为NE向,西部偏转到近sN向,少数为NW向。 行斜列、尖灭侧现的透镜体,厚度较为稳定。矿体赋 具多次脉动充填的特点。岩浆岩总体上略具从酸性 存于岩脉和岩脉与板岩的内外接触带的破碎带中。 一中性的逆向演变特点。与金矿化关系密切的主要 矿体多呈似层状、脉状,平均厚度3.61 in,平均品位 是闪长玢岩、石英闪长玢岩和黑云闪长玢岩。 5.29 X10~。 从时空演化来看,岩浆均受控于断裂构造,多集 西矿段位于三号沟,矿体主体展布方向为NW 中以NE向的岩脉群方式产出。岩浆侵入活动与区 向,延长大于300 in,宽度大于50 nl,走向300。~ 内金矿化大体吻合,在矿区内某些地段,岩脉本身就 320。,倾向50。一70。,倾角43。,厚度较稳定。矿体赋 是金矿床的容矿围岩,或为矿体,说明金成矿期与岩 存于板岩和岩脉与板岩的内外接触带破碎带中,受 2012年第8期/第33卷 NW向断裂控制。矿体呈脉状,平均厚度3.81 m,平 了沉积成 期、变质期、热液期和表生期4期。 均品位4.32×10~。 1) f! 岩期:沿夏河一合作断裂带同生的次 格娄昂矿段位于夏河县格娄昂村及合作市枣子 级断 热水喷流及碎屑岩的沉积,形成了自形一半自 沟四号沟,矿体主体展布方向为近sN向,延长大于 形粒状、性状、棱柱状毒砂和半自形一他形粒状黄铁 800 m,宽度约600 m,走向350。~10。,倾向260。一 矿及浸染状黄铁矿,并形成金的高背景。 8O。,倾角50。~85。,延伸稳定,厚度、产状变化不大。 2)变质成矿期:区域变质作用使本区古浪堤组 矿体赋存于板岩、岩脉和断层破碎带中,呈不规则脉 碎屑岩受到大面积的轻微区域变质,使岩石的泥质及 状、长条状,具膨缩现象。平均厚度2.02 m,平均品 部分粉砂重新结晶,定向排列,出现绢云母及少量绿 位3.22×10~。 泥石,晶质石英,成为鳞片变晶结构,沿原层理方向呈 3.2矿石特征 现板状及千板状构造。区域变质作用使金活化、迁 矿石中矿物成分复杂,金属矿物较多,主要有黄 移,形成金的初步富集。 铁矿、毒砂、辉锑矿、赤铁矿、褐铁矿、闪锌矿、自然金 3)岩浆热液成矿期:是矿床形成的主要成矿期。 等,此外还含有少量的磁铁矿、磁黄铁矿;脉石矿物为 根据矿物组合、矿石结构构造,划分为3个成矿阶段, 绢云母一水云母、高岭土、长石、石英、方解石、黑云 ①早期石英一硫化物阶段,矿物组合及生成顺序为石 母、角闪石等。此外还含有少量的锆石、金红石等。 英一黄铁矿一毒砂一自然金,为矿床的初始成金阶 黄铁矿、毒砂、辉锑矿等是主要的载金矿物。 段。②自然金一多金属阶段,矿物组合及生成顺序为 矿石结构主要有自形一半自形晶结构、他形粒状 石英一黄铁矿一毒砂一自然金一方解石一磁铁矿,是 结构、包含结构、变余斑状结构、变余泥质结构、交代 金的主要成矿阶段,代表中期中温热液成矿阶段。 残余结构、乳浊状结构、假象结构、碎裂结构和碎斑结 ③晚期碳酸盐化阶段,矿物组合及生成顺序为石英一 构等。矿石构造主要有星散浸染状构造、细脉浸染状 方解石一辉锑矿一辰砂一高岭土等,代表晚期低温热 构造、脉状构造、条带状构造、网脉状构造和块状构造 液成矿阶段。 等。 4)表生成矿期:随着造山运动的发生,矿体被抬 矿石中金矿物的粒度细小,以微细粒为主,为次 升至地表遭受氧化,金属硫化物在地表及浅部氧化成 显微金,最大粒径约为0。25 mm×0.3 mm。主要以 褐铁矿、赤铁矿、锑华等,形成以褐铁矿为主的氧化矿 包裹体的形式赋存于黄铁矿、毒砂、辉锑矿、磁黄铁矿 石,伴随金的次生富集。 等硫化物中,少量赋存于硅酸盐矿物中。明金少见, 未见含金的独立矿物。 4 控矿因素探讨 根据矿石光谱分析,矿石的化学成分主要由 4.1 地层、岩性控矿 Au(9.8×10一。)、Ag(5.6×10一。)、TFe(6.32%)、 矿区赋矿地层为中三叠世古浪堤组,为浅变质陆 As(2.29%)、无机C(1.56%)、有机C(0.30%)、 源细碎屑岩建造,形成于裂陷环境。区内主要赋矿岩 s(o.85%)、Sb(0.24%)、Hg(0.32%)、Cu(0.007%)、 石的大量分析数据统计结果显示,其金丰度均高于中 Pb(0.004%)及zn(0.01%)等元素组成。矿石有 国大陆地壳及整个地壳的金丰度(见表1)。研究表 益组分为金,有害组分为砷、锑、碳及硫等。 明 J,矿区内赋矿沉积岩中的毒砂和辉锑矿颗粒显 3.3 围岩蚀变及矿化期 示地层中存在金的预富集;矿体中硫、氧、氢同位素测 枣子沟矿区金成矿与断层破碎带、中性岩脉关系 定亦显示,矿体中硫同位素组成基本接近,6弘S为 密切。由于中性岩脉的多期次贯人及断裂的多期次 一7.47%。~一9.26%。,变化甚小,表明矿石硫主要 活动,致使围岩发育不同程度、不同类型的蚀变,且各 来源于沉积地层的还原硫。矿床中石英的6 0 。w 类型蚀变常叠加出现,组成复杂的蚀变带,各蚀变类 为一7.29‰一一7.96‰,6DsM0w为一67.4%。一一68.8 型的分带性不明显。主要蚀变类型有硅化、黄铁矿 %。,表明成矿流体受到岩浆水或是变质成因水的影响 化、毒砂化、辉锑矿化、碳酸盐化、褐铁矿化、赤铁矿化 微弱,主要是来自大气降水。这些基本反映了成矿物 等。金矿化强度与硅化、黄铁矿化、毒砂化、辉锑矿化 质来源于地层和大气降水。由此说明中三叠世古浪 等蚀变类型的复杂性和强度呈正相关。往往硅化、褐 堤组岩层为金矿床的形成提供了物质来源。 铁矿化、黄铁矿化和毒砂化等最强烈地段,也是金矿 中三叠世古浪堤组初始沉积的陆源碎屑岩,在秦 化最富集部位 。 岭地区印支期碰撞造山作用过程中,发生区域低温动 根据矿化蚀变特征、矿物的共生组合嵌布特征以 力变质作用,其变质作用类型为低绿片岩相。区域低 及岩脉穿插关系等分析认为,枣子沟金矿床成矿经历 温动力变质作用,使岩石的泥质及部分粉砂重新结 黄金 晶,出现绢云母及少量绿泥石、晶质石英,同时产生变 质热液,在压力、浓度差及构造应力作用下,变质热液 到近SN向,少数为NW向。 从矿床(体)的分布来看,尽管受成矿期断裂裂 从围岩和初始矿源层部分地段萃取金及其伴生有益 组分,形成含矿热液,并沿构造裂隙运移上升,逐步在 有利的岩石中富集、沉淀,形成含金的高背景区,为后 期金矿床的形成奠定了物质基础。 矿体之所以能聚集在上述岩石中,主要是由于它 隙控制明显,但已知金矿体主要就位于中性岩脉内, 或产于中性岩脉与地层的接触带,或赋存在断裂破碎 带内,部分中性岩脉本身就是金矿石。受叠加在岩体 内外接触带的断裂与裂隙构造破碎带控制,赋存于有 金属硫化物所表征的受热液作用的各种岩石中。金 矿体与岩体空间分布上总是表现为宏观同域、形影相 伴的依存关系,说明岩浆活动与金矿化有着不可分割 的内在联系。多期次的岩浆活动一方面除可从地壳 深处携带部分金源外,还将再生矿源层中的金再度活 们的物化条件有利于成矿流体的圈闭、水岩相互作用 发生和成矿元素的富集。泥质岩石具有较高的塑性, 结构均匀致密,透水性能差,在外力作用下,易产生塑 性变形,对含矿溶液起着遮挡和屏风作用,故有利于 矿液的运移、扩散、沉淀和富集。 4.2 构造控矿 化、迁移并以络合物的形式进入热液,经过重熔、交 代、同化混染等作用形成富金侵人体,同时胶结并交 代松散的围岩和断层角砾使之成为矿体的一部分;矿 区范围内闪长玢岩和蚀变闪长玢岩的含金丰度平均 值(见表1)已得到佐证;另一方面是成岩期后的含金 热水溶液与大气降水渗透和循环过程中,通过溶淋、 渗滤亦大量摄取衍生矿源层中的金而形成含矿热水 溶液,使围岩发生蚀变,并在有利构造部位聚集成矿。 更为重要的是,岩脉与地层之间的能干性具有显著差 异,使接触带在其后构造作用过程中,利于岩脉与地 层接触带附近发生脆性变形和破裂,为成矿热液的运 移和定位提供了良好的空间。进而成为十分理想的 枣子沟金矿床位于夏河一合作一岷县区域性深 大断裂带西南,矿床受控于夏河一合作一岷县断裂活 动而派生出的次级小型断裂构造中。一般认为,深大 断裂旁侧的次级断裂,既控制着岩体的位置,也是控 制矿体形成和空间定位的主要构造形迹,是成矿流体 浅部就位和矿质沉淀的主要场所。 矿区内小断裂十分密集,多期次反复活动,互相 交叉。这些断裂构造不仅控制着岩体的侵位,而且还 给含矿溶液开辟了通道,提供了沉淀场所。据初步研 究,矿区内的主要控矿构造为NE向、近NW向和近 sN向断裂。它们不但是成矿流体浅部就位和矿质沉 淀的主要场所,还是成矿流体从深部进一步上升进入 成矿流体循环、聚集和金矿化空间,最终在其周边有 利地段形成规模较大的工业矿体。 表1 枣子沟金矿床各类岩石含金性一览表 岩石名称 样品数 (Au)/10I9 资料来源 矿床范围内的主要运移通道,是控制矿体形成和空间 定位的主控因素。除此之外,不同断裂的叠加部位、 成矿岩体周边的破碎带、断裂产状变化部位以及断裂 构造局部引张地段也属于配矿构造的范畴,对成矿流 体的浅层次运移也起到了一定的控制作用。 综上所述,各种不同形式、不同级别的构造对成 矿岩体的形成和就位、成矿流体的运移和储集以及矿 体的形成和定位均起到了至关重要的作用,是成矿最 重要的控制因素。其中,NE向、近NW向和近SN向 3组断裂不仅为含金热液浅部就位和矿质沉淀的主 要场所,也是成矿流体从深部进一步上升进入矿化空 间内的主要运移通道,是控制矿体形成和空间定位的 另外,矿区稀土元素地球化学研究表明 ,容矿 岩石(岩浆岩)和不同类型矿石的稀土元素表现出稀 主导控制因素。它们为含金热液的运移、沉淀和定位 提供了重要条件。 4.3岩浆控矿 土元素配分曲线颇为相似,总体具有LREE富集、Eu 负异常的REE分配模式。这些特征表明它们具有相 似的形成环境,暗示它们的物质来源可能是一致的。 亦可能是矿石继承了容矿岩石(岩浆岩)的稀土元素 特征。此外,矿石样品的6Ce值为0.56~0.92,平均 为0.82,均小于1.0,为Ce负异常;除一个样外,其余 均与该区容矿岩石(岩浆岩)的6ce值(0.86~0.90, 平均为0.88)基本一致,也反映了矿床矿石的ce异 常承袭了岩浆岩的Ce异常特征,反映成矿作用与岩 矿区范围内出露的岩浆岩较多,其中与成矿直接 相关的为燕山期浅成中性侵入体。主要由闪长玢岩、 黑云闪长玢岩和石英闪长玢岩组成。以小岩脉、小岩 枝产出,具有多次脉动充填的特点。岩脉的展布方向 与断裂的分布方向一致,如枣子沟一号沟一三号沟岩 脉展布方向主要为NE向,四号沟、格娄昂矿段偏转 2012年第8期/第33卷 浆作用密切相关。由此看来,矿石中的成矿物质不排 除部分矿质来自岩浆岩。 断裂的叠加部位、断裂产状变化部位、不同断裂交汇 处以及断裂构造局部引张地段,是成矿流体从深部进 一综上所述并结合矿区实际情况可以说明,本区燕 山期中性岩脉与金矿化无论在时空分布上,还是热动 力条件和成矿物质上,均显示了二者的密切成因联 步上升进入矿床范围内的主要运移通道,也是成矿 综上所述,初步认为枣子沟金矿床成因属中低温 岩体浅部就位的主要控岩构造。 同生沉积、变质改造及岩浆热液叠加的多成因矿床。 系,是本区成矿的主导因素。 5矿床成因探讨 1)从矿物组合上来说,矿床中矿物组合反映成 6 找矿标志 通过上述控矿因素分析,枣子沟金矿床金矿体主 矿与中低温构造一岩浆热液活动有关。矿石矿物发 要就位于中性岩脉内,或产于中性岩脉与地层的接触 育一套与中低温热液活动有关的矿物组合,如黄铁 带,或赋存在断裂破碎带内,部分中性岩脉本身就是 矿、毒砂、辉锑矿、褐铁矿、赤铁矿、绢云母一水云母及 金矿石。根据矿区地质特征和矿体赋存规律,矿区的 高岭土等。缺少微细浸染型金矿床中典型的低温热 找矿标志如下所述。 液标型矿物雄黄、雌黄及热液指示矿物重晶石。围岩 1)地层标志:中三叠世古浪堤组下段是主要赋 蚀变发育硅化、黄铁矿化、毒砂化、辉锑矿化、褐铁矿 矿地层。 化等。 2)岩性标志:深灰一灰绿色条带状硅质板岩、泥 2)从成矿物质来源上来说,矿区围岩地层成矿 质板岩及粉砂质板岩为直接找矿标志。 元素含量研究表明,成矿元素在原始地层中均有不同 3)构造标志:受-区域性NW向断裂带控制的次 程度的富集,成矿物质主要来自于围岩地层。矿石的 级NE、NW和近SN向构造角砾岩带、构造破碎带以 硫、氢、氧同位素结果表明,成矿物质主要来源于沉积 及两组(或多组)断裂交汇部位或是成矿期断裂与成 地层和大气降水。矿石的稀土元素地球化学研究表 矿前期断裂的叠加部位、断裂产状变化部位、不同断 明,矿区矿石表现出轻稀土富集,铕负异常明显,配分 裂交汇处、断裂构造局部引张地段。 曲线右倾的特点,表明成矿物质部分来源于岩浆,并 4)脉岩标志:蚀变闪长玢岩、石英闪长玢岩、黑 可能有深源物质参与。 云闪长玢岩发育部位及其与地层的内外接触带。 3)从矿化体产出的位置来看,金矿化往往赋存 5)围岩蚀变标志:硅化、黄铁矿化、毒砂化、辉锑 在中性岩脉内,或产于中性岩脉与地层的接触带,或 矿化等强烈发育及其相互叠加地段。 切穿中性岩脉,或赋存在断裂破碎带内,部分中性岩 [参考文献] 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Keywords:ore—controlling factors;prospecting criteria;Zaozigou gold deposit;Gansu (编辑:宿晓静)