皖南金家山金矿地质特征及控矿因素

2020-07-31章贤能寇尚文丁勇

安徽地质 2020年2期

章贤能，寇尚文，丁勇

（安徽省地质矿产勘查局332地质队，安徽黄山 245000）

0 引言

金家山地区位于安徽省祁门县祁山镇300°方向约11km处，毗邻祁门县东源斑岩型钨（钼）大型矿床[1]。本世纪初，安徽省地勘基金在祁门县先后设立了廖家、金家山、黄古田等金矿勘查项目，其成果丰富了江南隆起带找金信息，本文拟在已经取得的成果基础上探讨该区微细浸染型金矿的特征及控矿因素。

1 区域地质特征

研究区位于扬子地块东南部，江南隆起带北缘历口构造区(图1)。历口构造区以南为鄣公山隆起带，二者以祁门—歙县脆韧性断裂带(F1)为界。按南京地质调查中心划分的华东片区Ⅳ级成矿单元方案，本区属江南隆起东段Au-Ag-Pb-Zn-W-Mn-V萤石成矿带“Ⅲ-70A”（九岭-鄣公山隆起Cu-Pb-Zn-W-Sn-Au成矿亚带Ⅲ-70A-①）[2]，其基底为新元古代浅变质碎屑岩，盖层为南华系—奥陶系。燕山期构造活动强烈，在祁门-歙县边界断裂上形成拉分盆地，沉积了侏罗纪、白垩纪地层。

历口构造区经历了长期复杂的变形历史，晋宁运动导致基底地层褶皱，卷入地层有新元古代环砂组、牛屋组、大谷运组，褶皱规模大，长约数十千米，横向上发育复式褶皱，奠定了历口构造区基本构造样式，后期构造作用则是在此褶皱构造的基础上叠加和改造而呈现不同的形态[3]。历口构造区见晋宁期休宁、许村花岗闪长岩的侵入。

研究区构造线以北东向为主，次为北西向。北东向经公桥-古溪断裂(F2)和北西向东源-塔下断裂(F3)侵入东源、西源、大屋里花岗闪长斑岩，其中东源岩体(146.00±0.73)Ma[4]为东源钨矿成矿地质体；此外部分北东、北西向断裂见有中酸性脉岩充填，为金矿形成提供一定热源。

2 矿区地质特征

2.1 地层

研究区为新元古代环砂组、牛屋组基底地层出露区。

环砂组(Pt3h)：分布于区内居士堂—西坑一带，古溪、廖家也有出露。沉积一套非纹层状层理的块状碎屑岩，以绿色、灰绿色为主色调，沉积部位相当于大陆斜坡中扇末端水道环境，岩性为块层状、中厚层细砂岩、粉砂岩，夹板岩，见有递变层理，具高密度浊流沉积特征，发育不完整的鲍玛(Bouma)序列。

牛屋组(Pt3n)主要分布于研究区北西部和南东部，与下覆环砂组为整合接触关系，以出现薄层状紫色泥岩(紫色层)为标志，“紫色层”宽1.5～22m不等，为区域上标志层。分上下两个岩性段。

图1 安徽省祁门县金家山地区区域地质图Figure 1.Regional geological map of the Jinjiashan area，Qimen County，Anhui Province

下段(Pt3n1)岩性以纹层状层理为主的绢云板岩，夹细砂质粉砂岩及数层紫色泥岩；上段(Pt3n2)岩性以岩屑砂岩为主，夹(含碳)绢云板岩。牛屋组为深海扇环境沉积，是一个海底扇推进式相层序，下段为外扇亚相沉积，上段为中扇亚相。

2.2 构造

矿区主构造线为北东向。褶皱自北西向南东分布古溪背斜、白毛坑向斜、居士堂复背斜。断裂构造以北东向断层为主，次为北西向及少量东西向断层。主要控矿断裂有：

廖家断裂：斜贯矿区，断层走向北东，倾向北西，倾角45°～60°，为逆断层，围岩为环砂组、牛屋组，是廖家金矿、黄古田金矿的控矿构造，其旁侧次级断层赋存金矿体。

西坑断裂：位于西坑南700m处，走向北东东，断裂带长约1km，宽55～165m不等，由数条破裂面夹刚性岩层组成，岩石受挤压扭曲破碎，发育硅化岩和泥质胶结的角砾岩，具有先压后扭张的特征，带内岩石具硅化、绢云母化蚀变，并见毒砂矿化、黄铁矿化，为研究区Au赋矿构造。

樟源断裂：走向北东50°±，倾向北西，区内长约9.0km，两端延出矿权区，宽约2～22m不等，为左行逆冲断层，断面波状起伏，并留有近水平擦痕。断裂带内见有含毒砂矿化碎粒岩，刻槽样 Au1.37～9.04g/t，为后续勘查对象。

2.3 岩浆岩

岩浆岩不发育，仅见沿断裂及旁侧充填的中基性-酸性岩脉，脉岩岩性有花岗(闪长)斑岩、闪长玢岩及少量辉绿玢岩。吴家坦北侧地段地表岩石具角岩化蚀变，花岗斑岩脉较为集中，地表见有30条，大小不一，大者延伸约870m，宽度大于20m，小者延伸长仅30～40m；另外在吴家坦施工的钻孔中见隐伏花岗斑岩脉11条，预示着吴家坦北侧深部可能有隐伏岩体。

研究区围岩蚀变较弱，在吴家坦见角岩化面状蚀变，其他地区多表现为沿断裂带内构造岩分布的线型蚀变，主要有硅化、绢云母化及少量毒砂矿化、黄铁矿化。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

金家山地区圈定了7条金矿体，分布于西坑和樟源。其中西坑断裂为主要成矿结构面，断裂倾向北，倾角69°～85°，构造岩见毒砂矿化和少量黄铁矿化，部分构造岩可圈定金矿体。有9个探槽见金矿化，矿体根据岩石类型不易识别，依据化验结果圈定，地表圈定金矿体5个；深部施工3孔，有5个样见Au在边界品位之上，但厚度较小，只有ZK1501-H9达工业米·克/吨值。

Au1矿体：位于西坑断裂东段，属低硫化物微细浸染型金矿，由TC30、TC01、TC31及ZK001控制，Au仅TC01可圈定工业矿体，属地表矿，厚2.87m，Au品位2.58×10-6～6.20×10-6，厚度加权平均3.94×10-6，矿体呈透镜状，长约86m，延深40m；ZK001中西坑断裂带内有15个样见Au矿化，最高为H34，厚0.34m，品位3.84×10-6。矿体顶底板为环砂组变质粉砂岩。

Au2矿体：位于西坑断裂西段，亦为低硫化物微细浸染型金矿，由TC32、TC24、TC25、TC34及ZK701控制，其中TC25见Au工业矿体，厚4.56m，Au品位1.47×10-6～5.39×10-6，厚度加权平均品位3.08×10-6，矿石由透镜状石英脉+构造岩组成，长约170m，延深40m；深部施工的ZK701中西坑断裂带内有10个样见金矿化，最高为0.96×10-6(H97)。矿体顶底板为环砂组碎裂绢云板岩。

3.2 矿石特征

金家山矿区Au矿石自然类型为低硫化物含金构造角砾岩，少量含金石英脉，工业类型为原生硫化矿，其矿石矿物为毒砂、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、褐铁矿；脉石矿物为石英、长石、绢云母、碳酸盐矿物和黏土矿物。采集的薄片、光片均未见独立金矿物，邻区廖家金矿ZK301见自然金。矿石一般呈灰褐色、黄褐色、杂色，碎粉状—角砾状构造，硅质、泥质胶结，硬度中等，主要脉石矿物为石英(30%～85%)、长石(10%～45%)、碳酸盐矿物(2%±)、绢云母+黏土矿物(1%～25%)、金属矿物≤2%～5%。镜下石英多为粒径大于0.5mm的大颗粒，呈他形粒状、长粒状分布，具波状消光，颗粒间接触界线呈锯齿状，小部分为0.1mm±者呈细小他形粒状分布于大颗粒石英之间；长石呈他形粒状变晶，具双晶；绢云母呈显微鳞片变晶分布于小颗粒石英之间；碳酸盐矿物呈细小他形粒状，呈脉状分布。金属矿物：毒砂呈自形—半自形晶，以星散浸染状分布为主，粒径0.03mm，个别0.3～1mm，少量毒砂集合体呈细脉状分布；黄铜矿、闪锌矿他形晶结构，偶见交代毒砂；黄铁矿呈半自形晶结构，粒径细小，少量呈浸染状分布；褐铁矿多呈细脉状，少量呈黄铁矿假象，部分交代毒砂。

研究区矿石结构有他形粒状结构、碎裂结构、自形—半自形晶粒状结构、交代假像结构、包含结构等；矿石构造以浸染状构造为主，少量细脉状构造。

3.3 围岩与蚀变

金矿体产于断裂带中，矿体围岩为变质粉砂岩、碎裂绢云板岩，与围岩间以断面为界，界线清楚。围岩蚀变较弱，沿构造带线性发育硅化、绢云母化及少量的碳酸盐化；金属硫化物矿化主要为毒砂矿化、黄铁矿化，零星在断层中见褐铁矿化，镜下见黄铜矿化、闪锌矿化。

3.4 成矿期及成矿阶段

研究区矿化有热液成矿期和表生成矿期。新元古代环砂组、牛屋组浊积岩金丰度值较高，受构造扰动时可造成金元素活化；燕山期随着古太平洋板块活动增强，侵入东源、西源、大屋里花岗闪长岩和城安花岗岩类，岩体侵入后岩浆冷凝出溶形成富含水、Cl-、F-、H2S及金属元素流体[5]，沿构造带向低压区流动，这些远成岩浆热液[6]部分影响到矿区构造岩，叠加并萃取围岩、构造岩中金元素，形成金矿体，热液阶段主要形成石英、毒砂、黄铁矿、黄铜矿及闪锌矿等特征矿物。表生成矿期由于地表水的淋滤及在大气氧化作用下，矿床中的硫化物发生分解、氧化、淋失，形成胶状褐铁矿等矿物，如樟源断裂中含金褐铁矿化角砾岩。

4 控矿因素分析

4.1 地层与成矿

金家山地区的金矿形成与Au高丰度值浊积岩地层相关。根据岩石地球化学剖面和岩心采集的2915件岩石光谱样品统计，Au平均含量3.03mg/t，约是中国东部地壳元素丰度的4倍(图2)。从容矿构造围岩来看，金矿化与环砂组变质细碎屑岩、牛屋组绢云板岩夹细砂质粉砂岩密切相关，尤其是砂岩类岩石性脆，在构造运动及演化过程中表现为不同程度的破碎或碎裂，有利于矿质渗透。随着含矿热液运移，萃取围岩中含矿元素，在一定构造部位聚集成矿。

4.2 构造与成矿

图2 各岩石类型原生晕Au平均含量直方图Figure 2.Histogram of average Au content in primary halo of each rock type

矿区北东向褶皱与断层发育，规模较大，并侵入有花岗闪长斑岩、闪长玢岩，另见少量北西向中基性岩脉。区域上燕山晚期受南北应力作用较强，形成了东西向城安-镇头断裂带，并侵入了城安岩体。区内表现为自北北西向南东东的逆冲，形成一系列北东向大断裂，晚期表现为扭张，在早期断面留有近水平擦痕，区内Au土壤异常多沿北东向断层分布。断裂是金家山金矿最直接、最重要的控矿因素，断裂活动不仅提供了成矿空间，为地表水和地下水渗透循环提供通道，也是扩容低压区，为含矿热液的形成提供了热源和动力，使流体通过不同的通道向低压区聚集[7]。区内西坑断裂先压后张赋存Au1—Au5矿体；新发现的北东向早期挤压晚期扭张的樟源断裂见金矿化，因而张性、扭张性断裂为容矿(储矿)构造。成矿地质体为构造岩，本区构造岩金丰度值高，据采集的75件构造岩原生晕，Au元素均值达16.76mg/t，构造岩中Au富集系数K为21.76，金矿是晚期含矿流体沿早期构造岩裂隙交代浸染叠加形成。

4.3 岩浆岩与成矿

金家山地区岩浆岩不发育，以出现大量中基性—酸性岩脉为特征，为金矿形成提供一定热源。岩脉的出现说明断裂中有岩浆期后的热液活动，并从深部带来部分热液，在流动过程中萃取成矿元素，叠加在早期构造岩上，使构造岩Au丰度增高或沉淀形成浸染型矿体。

5 矿床成因探讨

5.1 物质来源

矿区金矿成矿地质体为含金构造角砾岩，多数分布在浊积岩中变质粉砂岩与板岩岩性界面上，这类浊流沉积岩为金矿提供一定矿质。区内浊积岩金元素丰度高，一旦有断层通过或轴面劈理发育时造成金元素活化，有可形成金矿(化)体，如吴家坦北侧角岩化蚀变区Au明显富集，达到地层丰度2倍以上。浊流间隙沉积的泥岩可吸附金，但缺点是泥(板)岩是柔性岩石，虽可对成矿流体具有遮挡作用，促使含金矿液在构造有利地段停滞成矿，但不利于流体通过，因而发育在板岩中金矿体连续性差，如西坑TC25控制Au2矿体、XD836所见的毒砂矿化角砾岩，围岩均为绢云板岩，走向长度有限，矿体规模小。浊积岩中砂岩岩性性脆，受构造扰动时，有利于断裂与裂隙产生，为矿液运移和停滞提供了良好的通道和储矿空间；此外断裂带中成矿物质组分，经过天水长期淋滤亦可形成含矿流体。

Au元素另一来源为远成低温热液携带而来，矿区断裂中角砾岩发育毒砂矿化，距离东源含矿岩体为2～8.8km，且区内吴家坦地表中酸性岩脉发育，其深部可能有隐伏岩体，说明岩浆活动影响到金家山地区，金矿叠加有东源成矿流体或岩浆期后远成低温热液是具有可能性的。区内浊积岩地层中顺层石英脉大都不含矿，为变质分异形成的透镜状石英脉，其Au丰度低于围岩，与构造带内热液末期形成石英脉Au丰度差别大。

5.2 成矿作用

金家山地区成矿作用具多期性。区内赋矿围岩地层丰度值较高，受到构造扰动时Au容易活化富集，如褶皱应力集中处轴面劈理密集带；构造作用持续活动形成的断层是金矿的成矿结构面，沿断层充填有岩浆岩脉，证明有远成或深成热液活动，热液在向低压带活动过程中萃取围岩中金元素形成矿液，交代、叠加天水长期活动的构造岩，形成金矿(化)体。

综上所述，金家山地区金矿成矿物质来源于浊积岩地层，叠加有远成低温热液携带的成矿元素，共同形成含矿流体，沿断层向扩容减压带流动。在浅成低温热液型金矿中，金主要以硫的络合物形成迁移[8]，随着含金流体达到近地表，由于天水的参与，热液温压、pH值、组分等环境改变，导致金矿沉淀，形成微细浸染型金矿床。