甘肃两当湘潭子金矿床成矿模式探讨

尹 刚，王 蒙

（1.甘肃地矿局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020；2.甘肃地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000）

湘潭子金矿床位于甘肃省南部，行政隶属甘肃省陇南市两当县，所处构造单元为秦祁昆造山系秦岭弧盆商丹蛇绿混杂岩带，中北秦岭加里东、燕山期铅锌、金、铜、银、锑、钼成矿带，葡萄园－两当金、铅锌成矿带，太阳寺金银铅锌成矿区[1]。区域主要出露下元古代秦岭岩群、新元古代木其滩岩组、早古生代李子园群、中泥盆世舒家坝组、晚泥盆世大草滩组，近东西向区域断裂发育，加里东期至燕山期岩浆活动频繁，具备了含矿地层、控矿构造和中酸性脉岩相伴生的良好成矿条件。

1 矿区地质

1.1 地层

区内出露地层主要为泥盆系大草滩组第二岩性段和新元古代木其滩岩组，走向以近东向为主。大草滩组主要为一套厚度较大的滨海－陆相粗碎屑沉积岩系，分为两个岩性层：上岩层为总体南倾的单斜构造，主要岩性为含砾长石石英砂岩、含砾粗砂岩、偶夹长石石英砂岩，与北部的木其滩岩组呈断层接触；下岩层以宽缓的向斜和背斜构造为特征，主要岩性有石英砂岩、紫红色粉砂岩、紫红色粉砂质板岩、偶夹含砾长石石英粗砂岩[2]。

木其滩岩组主要由中浅变质的火山沉积岩系组成，总体呈近东西走向，向南倾斜，矿区仅出露二、三岩性段。三岩性段为一套陆源碎屑岩夹碳酸盐岩建造，分为三个岩性层，其中上岩层主要为绢云石英片岩与绢云绿泥石英片岩互层、绢云绿泥片岩等，层间褶皱较为发育，为矿区重要含矿地层，Ⅲ矿带分布于该套地层内。二岩性段为正常沉积岩夹中酸性、酸性火山岩及碳酸盐岩建造，主要为斜长角闪片岩、黑云斜长片岩、绢云绿泥钠长片岩、绿泥绿帘钠长片岩、石英岩、大理岩、变砂岩等[3]。

1.2 构造

区内断裂构造可分为近东西向区域大断裂、次级近东西向、北西向、北东向及近南北向断裂。近东西向区域断裂主要为白崖沟－潘家坝断裂，其形成时间应在中生代以前。次级近东西向断裂主要发育在区域断裂间，与其平行展布，以压性逆断层为主，为区内重要的控矿断裂，Ⅲ矿带产出矿体主要赋存于该组断裂内，形成时间晚于区域断裂带。北西向和北东向断裂是区内最为重要的控矿断裂，一般长数百米至数千米，宽数米至数十米，以压性逆断层为主，倾向以西南和东南方向为主，多具不同程度的矿化蚀变，部分地段富集成金矿体。近南北向断裂是规模最小、形成最晚的一组断裂，常切割其它各组断裂和地层，对本矿区的金矿体多具破坏作用。

1.3 岩浆岩

勘查区西侧分布有天子山二长花岗岩体和太白二长花岗岩体，东北部有磨扇沟二长花岗岩体，以天子山岩体规模最大。中酸性脉岩较为发育，主要为闪长（玢）岩、石英闪长（玢）岩、花岗斑岩等。脉岩宽数米至十余米，长一般数十米，分布特征表现为北西和北东向为主，近东西向次之，南北向少见，区内中酸性脉岩与金矿化关系较为密切。

2 矿床地质

2.1 矿体特征

研究区圈定金矿体48条，即Ⅰ矿带10条、Ⅱ矿带18条、Ⅲ矿带20条。其中以Ⅰ－1、Ⅱ－10等矿体规模较大。

Ⅰ-1矿体赋存在五坪山-祖祠庙断裂破碎带内及其旁侧，地表控制长度415m，控制最大垂深328m，见矿厚度0.83m～18.20m，平均厚度6.10m，厚度变化系数59.19%，单工程矿体品位1.16-3.17×10-6，平均品位2.06×10-6，品位变化系数26.46%。脉状，沿走向和倾向均见有分枝复合、膨大收缩现象，连续性较好，延伸较为稳定，矿体产状135°～232°∠40°～78°。矿石类型主要为构造蚀变岩型，矿化蚀变主要为黄铁矿化和硅化。

Ⅱ－10矿体发育于白崖沟－潘家坝区域断裂北侧的韧性剪切带内及其附近的盲矿体，控制矿体长约610米，控制垂深535米。矿体总体产状为188°～204°∠34°～76°，矿体见矿厚度0.69m～15.76m，平均厚度4.20m，单工程矿体品位1.00-9.10×10-6，平均品位2.05×10-6。矿体含矿岩性主要为硅化、黄铁矿化糜棱岩和少量的构造角砾岩，矿石总体表现为硅化较强、低硫化物、低品位的特点。

2.2 矿石类型及围岩蚀变

Ⅰ矿带多分布于含金构造蚀变带中，主要由含金蚀变岩型、含金石英岩型及角砾岩型矿石组成。矿石中金属矿物以黄铁矿为主，另含少量的黄铜矿以及极少量的闪锌矿；脉石矿物主要为石英、绢云母，次为绿泥石、方解石和钾长石。其围岩蚀变特征主要为黄铁矿化、绢云母化、硅化，次要为细脉状碳酸盐化，远离矿体在片岩一侧发育弱的绿泥绿帘石化。

Ⅱ矿带主要由含金花岗岩、含金角砾岩及蚀变岩型矿石组成。金属矿物主要为黄铁矿，次为黄铜矿、闪锌矿，脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石、角闪石、绢云母、方解石。其矿体本身遭受较强烈蚀变，主要有碱性交代蚀变、黄铁绢英岩化+碳酸盐化蚀变、强硅化蚀变及角岩化。

Ⅲ矿带主要的矿石类型为石英脉型矿石。金属矿物主要为黄铁矿，次为黄铜矿；脉石矿物主要为石英，另含少量的绢云母。蚀变较弱，两侧围岩仅发生了小范围的角岩化。

3 成矿期次与成矿阶段

区内Ⅰ矿带以蚀变岩为主，并简单叠加后期的碳酸盐脉，而Ⅲ矿带则以厚层的石英黄铁矿脉为主，多数为简单的十几到二十公分的脉体，较少见到可以反映成矿过程脉体穿插关系。Ⅱ矿带的成矿过程可划分成三个阶段，①碱性交代阶段：此阶段主要大面积的碱性交代蚀变，将地层、岩体等染成不同的斑杂状颜色，是主成矿前过程，为成矿创造了条件，紧接着，在断裂较发育，岩石较破碎的位置发育了网脉状石英，及强硅化蚀变，局部完全蚀变成石英岩，且石英多较纯净为乳白色，不含或含少量黄铁矿，镜下可见石英主要呈浑圆状它形，及颗粒间的细粒次生石英结构；②石英黄铁矿阶段：此阶段为主成矿阶段，发育较多石英黄铁矿细脉叠加在早起的碱性交代蚀变的岩之上，并在碱性交代基础在，在细脉两侧发育不同强度的黄铁绢英岩化蚀变，其发育范围比碱性交代蚀变范围小，但对提高矿体品位有至关重要的作用；局部石英黄铁矿细脉叠加在早期的无矿石英脉之上，多以细脉状或者网脉状穿插早期无矿石英脉，且多受到地层中炭质的污染，多以灰黑色为特征，局部石英黄铁矿细脉呈黑色的网脉状。③碳酸盐阶段：此阶段主要现象为晚期的碳酸盐脉穿插早期的无矿石英脉及石英黄铁矿脉，碳酸盐脉以乳白色为特征，几乎不含黄铁矿，广泛发育，但都是以小细脉为主，此阶段的出现标志着成矿作用的结束。

4 矿床成因及成矿模式

为总结区域成矿规律，中国地质大学（北京）曹毅等对矿区地表出露的小岩体、横截面呈近圆形出露于钻孔中矿化脉岩、近东西脉岩和邻区白崖沟金矿的岩体角砾进行了锆石La－ICP MS U－Pb同位素年龄测试。测试结果显示，湘潭子矿区地表出露的小岩体和钻孔里矿化的脉岩形成于390Ma～405Ma，为加里东期的产物；而近东西向脉岩和（白崖沟金矿）岩体角砾形成于236Ma～242Ma，为印支期的产物。通过前人对区域上相关金矿成矿年龄的测试结果显示，区内金矿化时间应为印支期。结合矿床地质特征，推测湘潭子金成矿作用与印支期侵入岩相关，为印支期岩浆热液活动的产物。

湘潭子矿区印支期侵入岩两侧通常发育石英脉型矿体，同时成岩成矿年龄相近，表明湘潭子矿区金成矿作用与印支期岩浆活动具有时空上的一致性。元素地球化学和同位素地球化学研究发现，成矿物质和成矿流体主要来源于印支期岩浆岩。此外，硫同位素研究显示，从引爆角砾岩型金矿石（白崖沟金矿）→石英脉型金矿石→斑岩型金矿石→脉状铅锌矿石，硫同位素逐渐减低，与侵入体相关金矿特征一致。与此同时，矿区发现矽卡岩型矿化，流体包裹体中出现含子晶高盐度多相包裹体。以上特征均表明，湘潭子金矿是一个典型的与侵入岩相关的金矿床。

综合以上资料，建立以下成矿模型：印支末期，区域应力场已从原来的挤压逐渐转变为张性环境，同时早期韧性构造也逐渐转变为脆性，由于张性环境的转变，深源富含成矿热液的岩浆开始活动，富含成矿物质和流体的岩浆，以岩株状或者脉状沿东西向脆性构造及北西向构造交汇部位侵入，当早期韧脆性剪切带中具有早期矿化时，叠加了后期与侵入岩有关的成矿作用；当侵入岩侵入到较为封闭的环境时，矿化主要形成于岩体（脉）内部及其附近的断裂破碎带中，岩体本身普遍矿化，形成斑岩型金矿（II号矿体）或引爆角砾岩型金矿（白崖沟金矿）；当围岩断裂构造发育、空隙度较高时，成矿热液大部分进入到围岩裂隙中成矿，形成斑岩－蚀变岩型金矿床（I号矿体）或石英脉型矿体（III号矿体）。