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甘肃省后驮阳沟金矿地质特征及控矿因素分析

来源: 地勘院
发布时间:2018-10-16
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  摘要: 后驮阳金矿为近年来发现的中小型金矿。矿体产于秦岭造山带志留系-奥陶系丹凤群浅灰色石英夹绢云石英片岩、灰褐色绢云母石英片中。丹凤群和附近的侵入岩浆提供成矿物质来源,变质热液和附近的岩浆热液提供成矿热动力,断裂构造为矿液提供运移通道和储矿空间,为一受断裂、岩浆活动、地层富矿物质影响的复合热液型矿床。
  主题词:秦岭造山带;丹凤群;复合热液型金矿;后驮阳
  1 概述
  后驮阳金矿为近年来发现的中小型金矿。金矿体产于秦岭造山带志留系-奥陶系丹凤群浅灰色石英夹绢云石英片岩、灰褐色绢云母石英片中。丹凤群和附近的侵入岩浆为金矿形成提供成矿物质来源,变质热液和附近的岩浆热液为其提供成矿热动力,断裂构造为矿液提供运移通道和储矿空间,为一受断裂、岩浆活动、地层富矿物质影响的复合热液型矿床。
  2 区域地质背景
  后驮阳金矿区位于中秦岭陆缘盆地与商丹蛇绿混杂岩带的接合部位(图1)。呈反“S”型展布。
  2.1 地层
  区域出露地层有下古生界丹凤群、泥盆系上统大草滩群、泥盆系中统舒家坝组、白垩系麦积山组、第三系甘泉寺组等,其中丹凤群黑湾里岩组(Pz1h)与舒家坝组)(Dsh)分布广泛,是本区金银铜矿的主要赋矿层位。
  2.2 构造
  1、褶皱
  区域内的褶皱主要有娘娘坝-上店子复背斜和大河沟复式倒转向斜。
  娘娘坝-上店子复背斜为一轴向北西、向南东弧形突出的巨型复式背斜,其与南北向主干断裂基本控制了区内地层的空间展布和构造格局。核部由Pz1m及Pz1h岩层构成,两翼为Pz1h及Pz1l地层。
  大河沟复式倒转向斜轴向北西,分布于区域西南角的大弯-大河沟一带,向西延出图外,向东被白垩系所覆。向斜核部由舒家坝组第三岩段(Dsh3) 灰绿色板岩组成,两翼为(Dsh2)之中厚层状石英杂砂岩夹板岩,两翼岩层大部分倾向北东,北东翼发生倒转,倾角60°左右。属倒转褶皱,轴面基本与舒家坝断裂一致。两翼次级褶皱较发育。
  2、断裂
  区域断裂构造发育,以近南北向的舒家坝-娘娘坝区域性反“S”形深大断裂及东西向次级断裂为主要构造线,叠加有北东向及北西向后期断裂,形成了不同期次、不同方向的断裂构造基本格架。
  表1 主要断裂特征简表
编号 名称及性质 产状及规模 影响岩石
单 元
主 要 依 据 及 特 征
走向 断 面 长度
(Km)
F5 徐家河逆断层 50° 320°∠45° 9 Ddc、 Pz1dn
Cηγ1 5
破碎带宽30米,断层泥及挤压片理及构造透镜体极为发育,Pz1d岩层逆于花岗岩体( Cηγ1 5)之上,负地形带
F6 上店子-望天沟门逆断层 50° 320°∠60° 20 Pz1dn、 Bηγ1 5
Cηγ1 5
破碎带10-20米,斜切丹凤群岩层衣北西向断裂,造成地层缺失,负地形带, Pb、Zn、Au控矿断裂。
F7 大草坝逆断层 NW 20°-60°∠60° 6 Pz1l
Pz1d
破碎带宽30-50米,带内构造透镜体及挤压片理发育,岩石硅化强烈,Pz1d岩层逆于Pz1l岩层之上
F8 黑湾里逆断层 330° 60°∠45° 5 Pz1h、Pz1m 破碎带220-50米,早期糜棱岩之上叠加有晚期脆性断层,地层缺失,Pz1m逆岩层于Pz1h岩石之上。
  2.3 侵入岩
  本区处在鸳鸯镇-天子山构造岩浆带上,岩浆活动极为频繁,从加里东晚期到印支晚期均有岩浆侵入,区带上大面积分布闪长岩-花岗岩为主的中酸性岩体。印支期柴家庄单元与八卦山二长花岗岩体分布在勘查区的东北部及东南部,岩体与围岩接触带附近脉岩及石英脉发育。区域岩浆活动为该地区的金矿及有色金属矿产的成矿提供了热动力及活动较强的热液,因此该区是良好的贵金属成矿地带。
  2.4 区域矿产
矿区位于北秦岭构造带,分属北秦岭柴家庄-庞家河金及多金属成矿带,金属矿产以金、银及有色金属占优势。独特的大地构造环境及多期次的构造、岩浆岩活动,为热液型内生矿产的形成提供了优越的条件,形成了北秦岭柴家庄-庞家河以金为主的多金属成矿带,带内已发现金、铅、锌、银、铜、铁等多种金属矿产,主要有柴家庄中型金矿、花石山中型金矿、分水岭中型银铅矿、关陵根铅锌矿、溜马槽铅锌银矿点等,矿床多产于丹凤群中,以热液型为主,并受韧脆性断裂构造控制,与中酸性侵入体密切相关。
  图1 区域地质图
  1-花岗岩脉;2-花岗斑岩脉;3-韧脆性断裂带及产状;4-实测正断层;5-实测逆断层;6-性质不明断层;7-推测断层;8-重砂黄金异常及编号;9-重砂铅族异常及编号;10-重砂辰砂异常及编号;11-勘查区范围
  2.5 区域地球化学特征
  区域地球化学特征显示出良好的成矿条件,区域上丹凤群、泥盆系都是Au、Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb、Hg元素的高背景区,特别是Ag、Pb较为富集,分异程度也高,形成大面积的高背景、高衬度异常,在中酸性侵入岩体中Au、Ag、As等元素也较富集,沿主要的区域断裂Hg、As、Sb、Au等元素也富集。
  1:20万化探扫面在该区圈定有花石山Au、Cu、Pb、Zn、As;刘家坪Au、Ag、Sb、As、Cu、Pb、Hg;柴家庄Au、Ag、Sb、Pb、Zn、Cu;花洋峪Au、Ag、Pb、Cu、Mo;关陵根Au、Ag、Pb、Zn、Sb、Cu等以Au、Ag、Cu为主的多元素异常,异常规模大,套合好,强度高。
  1:5万水系沉积物测量在该区圈有Au、Ag、Sb、Pb、Zn、Cu、As、Hg、Mo元素等综合异常 4 个,为区域主要找矿标志。
3 矿床地质特征 
 3.1 地层
  矿区出露地层有下古生界丹凤群木其滩组第三岩性段(Pz1m)、黑湾里组(Pz1h)、大草坝组(Pz1d );泥盆系舒家坝组(Dsh)第一、二岩性段。其中丹凤群黑湾里组是主要的赋矿地层。现从老到新叙述如下:
  1、下古生界丹凤群
  (1)木其滩组第二岩性段(Pz1m3):在矿区出露面积甚少,呈近东西向分布于后驮阳沟一带,岩性为绢云绿泥石英片岩、斜长角闪片岩夹大理岩。
  (2)黑湾里组(Pz1h):按岩石组合划分为两个岩性层:
  第一岩性层(Pz1h1):分布矿区的东部,岩性为灰褐色绢云石英片岩夹石英岩。
  第二岩性层(Pz1h2):岩性为灰绿色绢云绿泥石英片岩,岩石发生了较强的硅质交代作用。金矿体、矿化体及铅锌矿体均分布于该岩层中,为区内主要含矿岩层。
  (3)大草坝组(Pz1d):岩性为灰绿色绿泥绢云石英片岩、绿帘阳起石英片岩。
  2、泥盆系舒家坝组(Dsh):矿区出露有泥盆系舒家坝组第一、二岩性段:
  第一岩性段(Dsh1):深灰色钙质板岩、石英杂砂岩、粉砂岩。
  第二岩性段(Dsh2):中厚层状石英杂砂岩及粉砂岩、板岩。
  3.2 构造
  矿区断裂构造发育,以南北向断裂为主,北东与近东西向断裂为次,其中近东西向断裂为区内主要容(控)矿断裂。断层具体特征如下:
  1、F5断层:位于测区庄河沟-后驮阳沟一线,为区域性断裂,走向近东西,延伸约12公里,发育宽约180米的破碎带,断面产状350°∠60°。带内断层泥、构造透镜体、角砾岩及碎裂岩极为发育,岩石硅化较强。
  2、F6位于勘查区东部后驮阳沟脑处,呈北北东向,产状不甚清晰,走向约195°,断层宽15m,主要由黄、褐铁矿化蚀变岩、断层角砾岩、断层泥及碎裂状黄、褐铁矿化石英脉组成。为一逆断层。
  3、F7断层位于测区庄河沟内,产状110°-140°∠55°-75°,断层宽度大于15m 控制长度大于300m,为区内主要控矿断裂。
  4、F8断层宽度大于1.0m,产状40°∠70°,该断层被F7错断,Ⅱ-1矿体分布该断裂带内,为区内控矿断裂。
 
 图3 后驮阳沟金矿床地质简图
1-黄土状亚砂土、亚粘土;2-灰白色绿泥绢云石英片岩;3-灰褐色绢云石英片岩夹石英岩;4-灰绿色绢云绿泥石英片岩;5-灰褐色绿帘绢云石英片岩;6-灰绿色绢云绿泥片岩;7-闪长岩脉;8-石英闪长岩脉;9-石英二长闪长岩脉;10-石英脉;11-断层破碎带;12-实测逆断层;13-实测性质不明断层;14-地质界线;15-地层产状
  3.3 岩浆岩
  矿区未见侵入岩出露,在临区东北方向出露印支期柴家庄二长花岗岩,东南方向出露天子山、八卦山二长花岗岩,岩浆活动及其期后的热液活动为金的迁移、富集提供了必不可少的热动力。
  区内脉岩相对发育,主要为闪长岩脉(δ)、石英二长闪长岩岩脉(ηδo)、石英岩脉(q)等,在普查区中南部相对发育。
  3.4 变质作用及围岩蚀变
  3.4.1 变质作用
  本区变质作用包括区域变质作用、动力变质作用,形成的变质岩分两大类:第一类为泥盆系舒家坝组的浅变质岩,为低绿片岩相绢云母-绿泥石带;第二类为丹凤群的浅-中变质岩,为绿片岩相-低角闪岩相。
  3.4.2 围岩蚀变
  受变质分异热液、构造分异热液和其它热液作用影响,区内广泛发育蚀变交代变质作用,形成区内广泛分布的各种蚀变岩石。主要的蚀变类型有:黄(褐)铁矿化、铅锌矿化、硅化、绢云母化、大理岩化等,均沿断裂带两侧分布,下面分别叙述。
  1、褐铁矿化:有两种,第一种为大面积的沿岩石片理充填的粉未状褐铁矿化;第二种为分布在容矿断裂附近的土状、胶状、蜂窝状褐铁矿。其中前者与区域变质有关,后者与矿化有关。
  2、黄铁矿化:本区黄铁矿化有三种,一种与含矿石英脉关系密切。在石英脉中呈粗粒团块状、块状分布;另一种在石英脉两侧呈细粒、细脉状、浸染状分布,这种黄铁矿化与银金矿化关系密切;第三种呈单晶星点状分布在远离断层的岩石中,与成矿关系不密切。
  3、铅锌矿化:呈条带状、星点状、斑状与黄铁矿分布在断裂域内的石英脉中,或呈透镜状脉体与石英脉伴生,或呈细脉浸染状分布在断层近旁的岩石中。
  4、硅化:其分布除与断层有关外,还与岩石有关,在硅质含量较高的岩石中硅化强;其表现形式有两种:或均匀地交代原岩,或呈脉状沿断层、裂隙不规则状发育。
  5、绢云母化:绢云母化在区内分布广泛,主要分布在其它各种蚀变发育的部位,呈鳞片状沿片理间隙或岩石裂隙密集充填。与矿化关系不密切。
  6、大理岩化:由于热液作用,使其粒度变粗,颜色变浅,多分布于矿化体附近,与矿化无关系。
  4 控矿因素分析
  4.1 构造控制因素
  构造是矿区成矿最主要的控制因素,区内断裂构造发育,以南北向断裂为主,北东与近东西向断裂为次,其中近东西向断裂为区内主要容(控)矿断裂。由于断裂构造多期次活动,为矿液提供了运移通道和储矿空间,从而控制成矿作用的演化、矿带的空间展布、矿体定位及其形态产状变化。在成矿过程中,驱动力主要为构造应力以及断裂构造形成过程中形成的应力差和地压差。一方面在南北向挤压应力作用下,使地层岩石化学组分发生变异,活性组分随热液迁移而惰性组分保留,使原岩化学性质发生改变;另一方面,由于断裂构造作用,特别是早期形成的相对脆性岩石,经断裂构造作用后形成具有高渗透性的薄弱带,构成储矿空间。当含金热液通过断裂构造通道运移至有利部位时,因其应力骤变,从而使矿质沉淀,多次成矿热液作用叠加,最终在有利的储矿空间形成了矿体。
  4.2 地层控制因素
  矿区矿化富集受一定层位控制,主要为下古生界丹凤群黑湾里组第一、二岩性段,是金银铜矿的主要赋矿层,也是Au、Ag、Pb、Zn、As元素的高背景区,为金矿形成奠定了物质基础。
  4.3 岩浆控制因素
  区内岩浆活动以印支期为主,从侵入岩的分布特征看,矿区的南部、东部分别与天子山、八卦山侵入活动的二长花岗岩体相邻。岩浆侵入活动,是成矿物质活化富集的热动力,同时也可能是一部分成矿物质的母源。
  5 矿床成因类型
  从本区所经历的变质变形条件分析,长期持续的变质作用和构造运动,一方面为岩石中成矿物质的活化迁移和逐级富集,提供了充分的条件;另一方面也为矿(化)体就位提供了必要的空间。本区的成矿作用是多期的,是一个由贫逐渐变富的过程,即由交代成矿作用逐渐向充填成矿作用的发展过程。
  矿区位于秦岭造山带西段北秦岭加里东构造带与中秦岭华力西褶皱带的接合部位,反“S”型构造的转折部位(见大地构造位置分区图),区域性商丹断裂带从工作区通过。区域断裂构造发育,以近南北向的舒家坝-娘娘坝区域性反“S”形深大断裂及东西向次级断裂为主要构造线,叠加有北东向及北西向后期断裂,形成了不同期次、不同方向的断裂构造基本格架。加之本区处在鸳鸯镇-天子山构造岩浆带上,岩浆活动极为频繁,为矿物质的带入、活化、迁移、富集提供了有利条件。总之,矿区特殊的大地构造位置、地层、构造、频繁的岩浆等综合因素为后驮阳沟金矿的形成提供了良好的成矿背景。
  从区域到矿区地球化学特征也符合上述成矿的演化过程,在整个区域上丹凤群与舒家坝组及侵入岩为Au、Ag、Pb、Zn、As元素的高背景区,为金矿形成奠定了物质基础。在矿区Au、Ag、Pb这三种元素主要富集在赋矿断裂集中的丹凤群绢云石英片岩及绿泥绢云石英片岩、绿泥绿帘片岩中。
  综上所述,本区的成矿物质是多来源的,来自于丹凤群和附近的侵入岩浆;成矿的热动力也是多重的,来自变质热液和附近的岩浆热液,也有地下热水参与的可能;成矿作用以交代和充填两种成矿作用共存,但以交代作用为主。故此,暂将该矿床成因类型划为复合热液型,工业类型为破碎带蚀变岩型。
  参考文献:
  [1] 张新虎,刘建宏,等.甘肃省成矿区(带)研究[J].甘肃地质,2008.