甘肃省西和县乱石山金矿地质特征及成因浅析

仝彦飞

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730046）

1 区域地质背景

研究区大地构造位置属于昆仑秦岭地槽褶皱区秦岭褶皱系的礼县～柞水海西冒地槽褶皱带中部。位于黄渚关断裂与高桥～临洮区域大断裂间。出露地层主要为中泥盆统西汉水组、石炭系上中统、第三系和第四系；工作区东约10公里为糜署岭花岗岩基，南西15公里为草关岩体，南东13公里为黄渚关岩体[1]。

区域上主要出露沿高桥～临洮断裂形成的大面积长条状下第三系断陷沉积层及分布于该沉积层南北两侧的中泥盆西汉水组、石炭系上中统、第三系和第四系。二者呈断裂接触或不整合接触[2]。在高桥～临洮断裂及断陷沉积的周围，有零星的中石炭地层出露。研究区位于高桥～临洮断裂与黄渚关断裂之间，受高桥～临洮断裂的次级断裂控制，表现为走向近EW、NWW、NEE向的数条断裂，将其分布的大面积区域划分成网状、格子状。褶皱在该区较发育，主要有马元向斜，老人山背斜，乱石山背斜等，均为高桥～临洮断裂的次级构造。区域内侵入岩较发育，东部有糜署岭花岗闪长岩体，南有草关花岗闪长岩体，东南有黄渚关二长花岗岩体。基性—中基性岩脉出露较少。一般认为岩脉与金矿成矿具有一定的关系。产状主要为南北向，其次为北东、北西向等。区域内为浅变质低绿片岩相（属绢云母～绿泥石亚相），常见岩性为板岩、变质砂岩。

金矿成矿与铅锌成矿在空间上有一定的关系，与岩性、岩相变化带、次级构造、岩脉等关系密切。区域上有小沟里中型金矿，马元中型金矿等，大小金矿化点较多。是一个重要的金矿成矿区。

2 研究区地质特征

（1）地层。研究区内出露的地层主要为中泥盆统西汉水组，属浅海相碎屑岩沉积，岩性为碳酸盐岩夹碎屑岩。在研究区南部有下第三系出露。

研究区为一复式单斜构造，地层走向NE-NEE向，总体向北倾斜，局部南倾。将本区地层由新到老分述如下：①下第三系（E）。上部为紫红色砂砾岩，厚层状，胶结坚硬，主要沿高桥—临洮断裂分布，下部为土红色砂泥岩。②中泥盆统西汉水组（D2X）。分为上岩段（D2X2）和下岩段（D2X1）。①上岩段（D2X2）：岩性为浅黑色粉砂质板岩、灰绿色钙质板灰岩，夹少量灰色、浅灰色条纹状泥钙质板岩，分布于在研究区西北部、中部，产状南倾，倾角45°～80°。②下岩段（D2X1）：上部层（D2X21）为灰岩夹泥钙质、泥砂质板岩，灰色～浅灰绿色，厚约150m～400m；下部层（D2X11）东部为砂质板岩，西部为钙砂质板岩夹钙质、泥砂质板岩，出露厚度大于450m，产状北倾，倾角45°～70°。

（2）构造。研究区总体位于乱石山背斜北翼靠近背斜核部位置。乱石山背斜，其轴向为NNE向，两翼地层NNE走向，北翼中泥盆统西汉水组分为上岩段中部岩性层（D2X22），北倾，产状330°～350°∠70°～85°，南翼为中泥盆统西汉水组分为上岩段下部岩性层（D2X21），南倾，产状320° ～350°∠40° ～75°。

中泥盆统西汉水组上岩段下部岩性层（D2X21）中F1断层北侧发育一层间次级褶皱，地表表现为小背斜，背斜核部及南翼都为钙泥质板岩，宽约50m～200m，轴向NNE，北倾，倾角60°～75°。向西南倾伏，倾伏角15°～18°。

层间断裂：研究区内主要发育NEE向，向南或北陡倾的层间断裂，如F1，其次，NE、NW和SN向断裂裂隙较发育，常叠加在顺层的主含矿断裂之上，使矿体变得富而厚大。另外，还发育NE、NNE及SN向的节理、裂隙，往往有岩脉贯穿其中。与金矿化关系密切。

F1断裂：产状：NE—EW走向，北倾，局部南倾，倾角50°～70°。破碎带宽度3m～5m，断裂带被石英脉体、铁碳酸岩脉体及钙质板岩、砂质板岩的碎片及角砾岩充填。为乱石山金矿的主要含矿断裂带。近东西走向，向北倾，东段产状变陡，局部反倾向。为研究区典型的层间断裂。断裂上盘地层为泥钙质板岩，下盘地层为砂岩、砂板岩。

（3）岩浆岩。研究区的东部发育有中基性脉岩，近南北向，北东、东西向的小断裂也被岩脉充填。岩脉一般长100m，厚3m～5m，呈细粒状，暗色矿物已蚀变成绿泥石。

3 矿体地质特征

3.1 矿体（层）特征

研究区金矿体主要受断裂（F1）控制，断裂带发育于D2X1-12与D2X1-22两岩性层的接触部位。由于区域地质作用，岩性强度的差异，形成了许多的构造薄弱面即层间断裂。含矿断裂带长2700m，矿体厚度0.25m～3.0m，多数含褐铁矿化石英脉的破碎带。矿石主要由石英脉、铁碳酸盐脉体、钙质板岩和砂质板岩的蚀变角砾组成。地表矿石氧化后呈暗红色，黑红色，含褐铁矿较多，系黄铁矿风化所致。共发现9条矿体，其中Ⅰ-3号矿体地表规模较大，其余规模皆小，呈似层状、透镜状。乱石山金矿化明显受断裂—裂隙系统控制，层间断裂发育，蚀变对金矿有利，且地表已具有一定规模。Ⅰ-3号矿体赋存于D2X21-1与D2X21-2之间的破碎带中，上盘岩石为泥钙质板岩，下盘岩石为砂质板岩，含矿岩石为碎裂状板岩及角砾岩，北北东走向，向北陡倾。长约560m，水平厚度0.82m～1.53m，平均厚度1.44m，厚度变化系数为55.51%，膨缩不明显。最低金品位1.67×10-6，最高金品位14.91×10-6，平均金品位10.87×10-6，品位变化系63.85%。氧化矿石呈暗红色、黑红色，含较多褐铁矿，系黄铁矿氧化所致。含石英脉30%～50%。有的地段矿体由NEE走向平滑转为NWW走向，转折部位矿体变富变厚。

3.2 矿石质量

矿石类型：乱石山金矿石按自然类型分为氧化矿石，占总量的70%，以褐铁矿化碎裂石英脉组成，地表风化呈土状、角砾状。原生矿石和石英脉占总量的30%。由于断裂带含矿，多数矿石为氧化矿石。矿石成因类型主要有含金石英脉型和破碎带蚀变岩型两种类型。含金石英脉型矿石为紫红色钙泥质板岩内有许多石英脉，中～粗粒结构，矿石结构主要为镶嵌粒状，矿石构造主要为角砾状构造等。石英脉为紫红色网脉状破碎石英脉带，石英脉占30%～80%，石英颗粒粗大，直径一般2mm～7mm。矿石矿物成分：金属矿物为黄铁矿、毒砂，褐铁矿。脉石矿物主要以石英、碳酸盐类矿物。

4 矿床成因及其控矿因素

根据矿石自然类型，分析认为研究区金矿多产在砂质板岩、砂岩及钙质板岩中，多种成因形成的热卤水沿断层、裂隙、破碎带、层间构造带、岩石孔隙等通道，以淋滤、渗滤等方式在流经途中活化、转移围岩中的金，通过多种含金络合物的形式进行迁移，在适当的物理化学条件下和有利的构造条件及岩性环境下，以交代、充填等方式沉淀，形成金的富集。研究区邻近的岩浆活动是主要的热力来源，为加热地下水提供热能，为驱动热水循环提供动能。矿石构造以角砾状、浸染状、细脉状为特点，金矿物主要为自然金，颗粒极细微。研究区的金矿化基本上受岩性及破碎带的双重控制。这些破碎带又大多受挤压断裂带活动的制约，在研究区构造破碎带发育处或几组断裂交汇处，往往金矿化较集中。因此本矿床属受断裂、次级断裂及背斜构造控制的热液变质成因金矿床。