天水市水洞沟金矿成矿年龄

白彦祥

（甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741000）

水洞沟金矿位于甘肃省天水市，是甘肃西秦岭金矿集区的主要矿床之一，为一韧性剪切带发育的中低温热液型中型金矿,对其成矿期次的研究，对水洞沟矿区及其外围矿区找矿有重要的指导意义。

1 水洞沟金矿地质概况

水洞沟金矿床的大地构造位置属西秦岭造山带东段之北秦岭鸳鸯镇-关子镇蛇绿混杂岩带。以木集沟门逆冲断裂F1为界，断层北侧出露震旦-奥陶纪木其滩组[(Z-O)m]，为一套玄武岩夹细碎屑岩、灰岩，安山岩夹英安岩、碎屑岩；南侧分布泥盆纪大草滩群（D3D），岩性为一套薄-中层状石英砂岩，粉砂岩夹板岩。木其滩组英安岩夹凝灰岩、(含碳)泥岩、硅质岩该套地层是主要的赋金含矿层位。

矿区位于李家坝-向家梁背斜的南翼，次级褶皱构造，主要有银牛梁-水洞沟复式背斜和白崖沟北向斜。矿区发育有NE向、NWW向和近SN向三组断裂。

矿区内岩浆活动主要表现为基性、中性和酸性岩脉的倾入，主要有煌斑岩脉、闪长岩脉、二长花岗岩脉等，脉岩多顺层产出，脉岩发育区也是金矿化赋存地段。其中，二长花岗斑岩脉与金矿体、矿化体空间关系较为密切。

2 同位素年龄法测成矿期年龄

2.1 样品特征及分析方法

本次针对水洞沟金矿典型矿床研究，在水洞沟金矿主要工程中（PD3-1648），选择同一矿体的5个不同地段的样品进行石英Rb-Sr同位素年龄分析和黄铁矿Rb-Sr同位素年龄样分析。首先粉碎样品，在双目镜下挑出单矿物。测试单位为核工业北京地质研究院测试中心，用MAT-253质谱仪联机测试。

2.2 分析结果及讨论

因为黄铁矿等金属矿物的Rb、Sr含量较低，为了将Rb-Sr同位素年的可行性进行确定，首先要对三种黄铁矿样品石英以及黄铁矿进行微量元素Rb、Sr的测试，根据所测定出来的结果分析，样品Rb/Sr值(表1和表2)，发现这组样品的Rb、Sr含量较高，石英样品Rb/Sr值(0.4362～1.9209)，黄铁矿Rb/Sr值(4.36～6.21)变化明显，且黄铁矿样品Rb、Sr含量大，说明该组样品可以进行Rb-Sr等时线定年。

表1 水洞沟金矿石英Rb、Sr同位素分析结果

表2 水洞沟金矿含金黄铁矿Rb-Sr同位素分析结果

3 成矿时代讨论

3.1 早期——加里东期成矿

加里东早期构造变形可能与区域变质作用发生时间大致相当或稍滞后，早期主要是NW-SE向的挤压构造变形作用，主要表现在NE向的片理化带的形成。

晚期构造变形伴有早期酸性岩浆作用及以金为主的成矿作用，从而形成花岗岩脉体及薄而富的金矿体。

3.2 第二期——海西期成矿期

这个时期的构造作用具有变形强度较大、周期性长、顺层发育以及多期次活动等活动特征，在早期的韧性剪切的作用下，形成片理化带、糜棱岩化矿体以及糜棱岩；在晚期时，主要以脆性为主，形成一组近乎于平行的断裂面，并伴随岩石破碎形成角砾岩、碎裂岩，裂隙发育。该时期的破坏，沿早期断裂所侵入的花岗岩岩脉，使在部分地段的花岗岩呈现出角砾状；该时期所形成的断层，使得后期北西西向右行走滑断层截切。

随着这一阶段的构造活动，形成了第二阶段的成矿作用。金是这一阶段的主要成矿物质。随着银、铅、锌的成矿作用，形成的金矿体或银金矿体叠加于早期形成的金矿体之上，形成许多宽度为0.1cm～20cm的细铅锌矿脉。该阶段成矿强度高、周期长。

3.3 第三期——印支期成矿期

上述两期之后，发生了强烈的右行剪切变形，形成了NWW-SEE向的一系列走滑断层，具有多期活动的特点。NWW向右行走滑断层的走向长度一般为100m～200m，个别长度可达500m；断层破碎带较窄，宽度0.1m～3m；断层面一般比较平直，断层面走向200°～220°，少数为20°～40°，倾角65°～80°。

近NWW向的走滑断层破坏形成的构造过程中的前两个阶段,尤其是有一个很大程度上影响了在东北向的空间的分布，矿化蚀变带和矿体,并造成不同程度的地层的位移。

该阶段北西向右走滑剪切变形，形成了第三阶段的金矿化活动。然而，北西向断裂与早北西向断裂的叠加作用使金矿化富集。

4 结论

水洞沟金矿蚀变岩型矿体含金黄铁矿的Rb-Sr定年给出的等时线年龄是(328土7.3)Ma,初始87Sr/86Sr=0.70679+0.00054,MSWD为1.8,表明水洞沟金矿隐爆角砾岩型矿体形成是在海西期。

本次对爆角砾岩型矿体进行分析，该类型的黄铁矿流体包裹体Rb-Sr定年工作认为，矿体赋存在韧性剪切带当中，水洞沟金矿床属于热液型金矿床，该金矿床属于多期次矿床，并且在各期内部间还有可能是多次脉动式成矿。由此判定加里东期是水洞沟金矿蚀变岩型金矿体形成的主要时期，而海西期则是隐爆角砾岩型矿体形成的主要时期。