加甘滩金矿床成矿过程分析-来自岩石地球化学及金赋存状态的证据

罗高培（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃　兰州730050）

加甘滩金矿床成矿过程分析-来自岩石地球化学及金赋存状态的证据

罗高培
（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃兰州730050）

位于西秦岭夏河-合作断裂带南侧的加甘滩金矿床是近年来新发现的一个超大型金矿床。通过对加甘滩金矿矿床地质特征、矿相学和矿石化学成分分析，金矿体赋存于三叠纪隆务河组石英长石砂岩夹粉砂质板岩中，呈雁行状、羽状分布，围岩蚀变强烈。矿石全分析结果显示Fe2O3、K2O、Al2O3含量较正常沉积砂岩略高，说明含矿热液与地层发生元素间的交代作用；微量元素中Th、U、Ta、Sr、Co、Zr、Y低于地壳均值，而Ba、Co、Ga、La、W较高，且Th/U（0.19）、Th/Sc （2.7）比值明显低于地壳均值，说明成矿过程中可能存在富铁镁质物源的参与。矿石中主要金属硫化物以黄铁矿、毒砂为主，次为辉锑矿、少量的石墨，极少的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。金矿物组成主要为自然金，很少的银金矿。金主要为自然金，与金属硫化物关系密切。加甘滩金矿床的成矿作用主要为热液充填（渗滤）交代成矿，具多期性成矿的特点，不同阶段热液成矿作用的叠加，对金起到一定的富集作用。

地质特征；地球化学特征；赋存状态；加甘滩金矿

西秦岭造山带位于中国大陆构造的主要地块与造山带聚集交接的转换部位，受古亚洲洋、特提斯和环太平洋3大构造动力学体系三面围限［1］，区域构造复杂，岩浆作用发育，成矿地质条件优越，矿化类型多样，尤以金矿化最为发育，是我国最大的金成矿带之一［2-4］。

位于西秦岭西段的夏河—合作地区近年来的金矿床勘查工作取得重要进展，以早子沟特大型金矿床为代表的一批金矿床的相继发现显示出该地区具有巨大的找矿潜力［3-5］。甘肃加甘滩金矿床位于西秦岭松潘构造结的西北部，夏河—合作—岷县断裂带以南。自1997年甘肃省地矿局第三地质队发现以来，随着矿区内勘查工作的不断开展，目前已圈出金矿体178条，控制金储量达到90.35t，是西秦岭地区继大水、寨上、阳山、早子沟金矿床等之后，又一特大型金矿床。

1　区域地质背景

加甘滩矿区大地构造位置上位于西秦岭造山带西段南秦岭构造带三叠纪陆内裂陷盆地上，北部和南部分别以合作—岷县大断裂和尼日—马热送多逆冲断裂为界如图1所示。区域上由北向南依次出露二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系，其中赋矿地层主要为下、中三叠统。区域上发育EW向褶皱和NWW向、NE向和SN向三组断裂，断裂以走滑平移为主，为中—浅构造层次环境下形成。区内印支—燕山期岩浆活动频繁，沿着夏河—合作断裂带分布，断裂北东部发育美武岩体、得乌鲁岩体和阿米山岩体，南西部有马九勒、杂恰勒布和华尔赛梁岩体。区域上以中低温热液型金、银、锑等矿产为主，受断裂构造严格控制，典型矿床有枣子沟、桑曲、索拉贡玛、纳合迪、也赫杰、南格加、早仁道金锑矿及杂恰勒布金银矿等［6］。

2　矿床及矿体地质特征

2.1矿区地质

加甘滩金矿床位于夏河-合作区域性逆冲推覆断裂以南，矿区总体位于纳合迪南向斜的北翼。矿区出露地层为下三叠统隆务河组（Tl），岩性为长石石英砂岩、粉砂质板岩、岩屑砂岩等，金矿体赋存于长石石英变砂岩夹粉砂质板岩岩性段内。受纳合迪南向斜的控制，矿区地层总体走向呈NW向（255°～280°），倾角35°～55°，表现为一单斜构造，层间褶皱及揉皱非常发育。矿区内断裂有NWW向、EW向和NE向三组，NWW向为主干断裂，近EW向断裂较晚，NE向断裂形成最晚，对早期断裂具叠加改造作用如图2所示。岩石呈灰白色，中粒结构，块状构矿物成分为长石、石英、角闪石、黑云母等。与围岩呈侵入接触关系，接触带上常见绿泥石化、绢云母化蚀变，受断层作用影响，接触带内岩石破碎，且发育赤铁矿化蚀变。

图1　夏河—合作地区区域地质简图（引自刘春先等，2011）

2.2矿体特征

加甘滩矿区共圈出金矿体178条，其中Au18-2、Au19-1、Au24、Au25-1、Au26、Au27-2、Au37-1为主矿体（见表1），矿体赋存于三叠系下统隆务河组长石石英变砂岩夹粉砂质板岩岩性段内，矿体的产出严格受该逆冲断裂的次级构造控制，其中NWW向的F1断裂为最主要的控矿断裂，严格控制了矿体的分布、形态和规模，金矿体（群）产出于F1断层的破碎带内，呈雁行状、羽状分布（表1）。在F1断层及其次级断裂的倾向、走向等断裂产状变化部位、断裂带内局部引张地段、羽状三级断层发育的构造应力释放部位以及与EW向断裂或NE向断层交汇部位，往往是成矿最有利的地段，常形成厚度较大、品位较高的矿体。

2.3矿石特征

2.3.1矿石的矿物组成

加甘滩金矿床矿石的成因类型以浸染状矿石为主，其次为石英—硫化物细网脉型矿石。上述两种类型的矿石均主要为原生矿石，局部地段原生矿石出露地表遭受氧化形成少量次生矿石。浸染状矿石的金属矿物主要为黄铁矿和毒砂，其次有少量辉锑矿、黝铜矿、闪锌矿和白铁矿，非金属矿物主要有石英、长石、绢云母、少量方解石等。石英-硫化物细网脉型矿石的金属矿物以黄铁矿、毒砂和辉锑矿为主，伴有少量黝铜矿、闪锌矿和白铁矿等，非金属矿物以石英和方解石为主。

2.3.2矿石组构

镜下详细观察可知，矿石结构主要有粒状结构、交代结构、胶状结构、纤维状结构。

粒状晶结构：磁铁矿和毒砂多为不规则的它形粒状，部分磁铁矿呈浑圆状，而毒砂略显长针状，粒径在0.02～0.1mm之间。

交代结构：黄铁矿被灰白色的胶状集合体褐铁矿交代，该集合体以粒状黄铁矿晶形假象的形态存在，粒径约为1.0～2.0mm。

胶状结构：黄铁矿强烈褐铁矿化，晶体细小者完全被褐铁矿的集合体交代，晶体相对粗大呈孤岛状残留，褐铁矿为灰白色的胶状集合体。

纤维状结构：主要见于氧化矿石中。针铁矿晶体具纤维状、针状形态，粒径约0.02～0.03mm。

矿石构造主要有星点浸染状构造、块状构造、细脉—网脉状构造、碎裂构造、纹层状构造等如图3所示。

图3　加甘滩金矿矿石矿物特征显微照片

2.3.4矿石化学成分

加甘滩金矿幢的矿石化学组成如见表2～表4。光谱分析结果显示 （表2），矿石中Ag、Pb、Zn、Cu、Mn、Sb含量较低，仅As含量较高，平均为0.24%。矿石多元素分析显示了相同的结果（表4），Au品位变化较大，而Ag、Cu、Pb、Zn未显示出与Au元素有相关性；As含量较高，均值0.68%；C含量较高，均值2.38%，不利于金的综合回收利用；S、Sb仅个别样品中含量高。

矿石全分析结果显示 （表 3），SiO2含量为57.42%，说明金的富集成矿与硅化作用关系密切；Fe2O3、K2O、Al2O3含量较正常沉积砂岩略高，说明含矿热液与地层发生元素间的交代作用；微量元素中Th、U、Ta、Sr、Co、Zr、Y低于地壳均值，而Ba、Co、Ga、La、W较高，且Th/U（0.19）、Th/Sc（2.7）比值明显低于地壳均值。说明成矿过程中可能存在富铁镁质物源的参与［7］。

加甘滩金矿（化）体赋存于三叠纪隆务河组石英长石砂岩夹粉砂质板岩中，该碎屑岩岩石能干性较强，易于碎裂而形成较为密集的节理、裂隙，有利于热液的渗透交代作用。岩矿石全分析显示成矿热液中主要带入的组分有 K2O、H2O、CaO、S、Fe、Au、Ag、As、Sb等，微量元素的特征反映出成矿过程中有富铁镁物质源的带入，表明成矿物质来源具有深源特征。

表2　加甘滩金矿岩矿石光谱分析结果表

表3　加甘滩金矿矿石全分析结果表

表4　加甘滩金矿矿石多元素分析结果表

2.4金的赋存状态

对原生矿石的金矿物特征及赋存状态研究表明，金在矿石中主要以不可见金的形式分布在金属硫化物中，这种形式的金仅能通过化学溶解法进行检测，但光学显微镜下无法观测。不可见金约占73.28%（表5），经对光片高倍镜下检测加甘滩金矿矿石中金矿物较为稀少，主要为自然金，很少的银金矿，以微细粒包裹金、粒间金和裂隙金形式，镶嵌在脉石中、金属矿物与脉石粒间、脉石微裂隙中等。金矿物在矿石中的粒度微细，小于0.01mm占89.11%。

3　矿床成矿过程

加甘滩金矿产于索拉贡玛—格里那逆冲断裂下盘，该断裂为成矿热液运移提供了良好通道，而断裂旁侧的次级断裂则控制了矿体的就位。矿区的NNW向断裂严格控制了矿体的分布、形态、规模，是本矿区重要的控矿和容矿构造。此外，在其倾向上由陡变缓部位、羽状次级断层发育地段及与NW、赋矿围岩中的石英长石砂岩和粉砂质板岩之NE向断裂叠加复合部位，往往形成厚度较大、品位较高的矿体。

表5　金矿物赋存状态测量结果

赋矿围岩中的石英长石砂岩和粉砂质板岩之间存在较大的能干性差异，使围岩极易破裂形成构造角砾岩，岩石能干性较强的石英长石砂岩往往破碎成刚性角砾，而能干性较弱的粉砂质板岩则发生塑性变形并包络砂岩角砾。这些构造角砾岩中，特别是塑性变形的粉砂质板岩条带中，形成了密集的劈理和裂隙，有利于热液的渗透交代作用。而断裂的多期次活动造成的多期次角砾岩化、碎裂岩化和弱片理岩化，保证了控矿断裂内成矿流体的持续流动，有利于富集成矿。

对加甘滩金矿床的成矿过程大致分析如下：在印支期花岗质岩浆上侵过程中，岩浆逐渐冷却，释放出大量富含Au、As、S等成矿元素的岩浆期后热液，并沿着构造破碎带朝向压力较小的浅部空间运移。含矿热液进入靠近地表的浅部构造破碎带的裂隙之后，由于压力减小、温度降低和围岩条件改变造成的pH、fO2、Eh值变化而引起矿质饱和沉淀。早期阶段热液温度相对较高，围岩孔隙度良好，形成了强烈的浸染状黄铁矿、毒砂矿化和隐晶质硅化、绢云母化蚀变。随着成矿温度进一步降低和围岩空隙度的降低，晚期阶段，富含SiO2的含矿热液局限在少数构造裂隙内，主要形成石英-多金属脉以及无矿石英—方解石脉等。

4　结论

1）加甘滩金矿床中矿石矿物主要有黄铁矿、褐铁矿、辉锑矿、磁铁矿、毒砂、赤铁矿。矿石结构包括粒状晶结构、交代结构、胶状结构、纤维状结构。矿石构造主要有星点浸染状构造、块状构造、细脉—网脉状构造、碎裂构造、纹层状构造等。

2）金矿物组成主要为自然金，很少的银金矿，矿石工艺类型为贫硫化物微细粒浸染型含金矿石。金与金属硫化物关系密切，占73.28%，单体裸露金占7.49%，脉石中金占17.68%。

3）矿区主要找矿标志有区域性NW向断裂破碎带控制的次一级断裂破碎带、褐铁矿化、黄铁矿化、赤铁矿化、硅化、碳酸盐化、辉锑矿化等蚀变组合和Au、As、Hg、Sb的元素组合。

［1］ZhangGuowei，DongYunpeng，LaiShaocong，etal. 2004，MianluetectoniczoneandMianluesuture zoneonsouthernmarginofQinling-Dabie orogenicbelt.ScienceinChina，Ser.D，47（4）：300-316.

［2］李先梓，严阵，卢欣祥，秦岭-大别山花岗岩［M］.北京：地质出版社，1993：1-128.

［3］ 姚书振，丁振举，周宗贵，等.秦岭造山带金属成矿系统［J］.地球科学，2002，27（5）：599-604.

［4］ 卢欣祥，尉向东，丁在平，等.小秦岭—熊耳山地区金矿的成矿流体特征［J］.矿床地质，2003，22：377-384.

［5］陈衍景，张静，张复新，等.西秦岭地区卡林—类卡林型金矿床及其成矿时间、构造背景和模式［J］.地质论评，2004，50（2）：134-152.

［6］柳生祥，陈耀宇，刘强，雒晓刚.？甘肃夏河—合作金矿密集区控矿因素及资源潜力分析［J］.矿床地质，2012，31：757-758.

［7］于炳松，裘愉卓.贵州地区新元古代—三叠纪沉积岩中稀土元素地球化学特征与地壳演化［J］.现代地质，1998，02：24-30.

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