嘉峪关阴洼沟金矿地质特征及成因探讨

陈百磊

（甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000）

早古生代黑茨沟组、香毛山组和阴沟群等成生于裂谷一岛孤环境的火山杂岩和碎屑岩是研究区的主要基底岩系，呈现无序分布的蛇绿岩岩片（块）、寒武纪裂谷沉积建造和奥陶纪残留洋盆火山岩建造。中生代前陆盆地碎屑岩在早古生代地层周围堆积[1]。该区发育褶皱与断裂构造，紧闭线状是区内褶皱构造的主要特征，发育的断裂构造主要呈近东西向、北西相展布，其性质主要为压性、压扭性。石英脉发育于断裂构造的及其刺激裂隙中，其展布方向为近东西向，断裂构造对其起着明显的控制作用，多数脉体即为矿体。

1 矿床地质特征

（1）地层。寒武系是该区的主要地层出露，同时还有奥陶系地层。在矿区外围的东北侧区域，主要除了寒武纪地层，沉积组合为碎屑岩和火山岩共同组成，大陆裂谷环境是由于陆壳扩张因素所形成，由于构造特征，不同层级结构的差异性和不同的岩石组合以及不同的古生物类型等，主要有黑茨沟组以香毛山组之分[2]。中基性碎屑岩、碳酸盐岩以及火山喷发岩共同组成的建造特征为奥陶纪地层的主要特点，该地层形成过程当中受到洋陆转化各个时期的发展影响，俯冲碰撞主要出现在洋盆拉伸时期，同时由于汇聚增生作用促进该地层的形成，阴沟群主要分布于工作区，由于不同的岩性组合和不同的岩相建造存在的差异性，主要的亚群有两个之分，分别位于上下部，研究区重要的含矿层位为阴沟群（下奥陶统）上亚群。

（2）构造。褶皱构造：该区发育明显的褶皱构造，榆树沟山一带是奥陶系地层的主要出露部位，构造性质为复式背斜，同时在该背斜地层当中，有一些小型的次级向斜与背斜出现，分布特点和该区的构造走向呈现类似的特征，展布方向为东西向。断裂构造：主要有六条较大的规模构造，展布特点和北侧区域上具有较大规模的F4断裂（北西向）和F1、F2、F3（近东西向）共同组成“入”字形构造格局，金矿化不在F1、F2断裂中产出。在延伸方向上F3断裂呈现平直的枕部特征，长度在3.2km，处于五至十米的宽度范围，向300°方向走向，呈现2100＜720产状特征，榆树沟山复背斜构造轴部是其发育部位，呈现近东西向的展布特点，向北侧进行倾斜，断层性质属于压扭性，次一级构造发育在南侧区域阴沟群（奥陶系下统）地层，断裂构造蚀变带受其控制，金矿化产出于中不背斜核部，规模上不大，较为分散，而且品位不高。F4断裂在走向呈现弧形特征，突出向北东方向，有约2.9km长，处于五到十米的宽度范围，最宽的在17.5m左右，-310°，呈现207°＜51°产状特征，在中沟背斜核部位置比较发育，小的构造蚀变带有四条呈现右行斜列状分布于南侧东端，处于100m到200m的长度范围，主要发育时应团块、透镜体、网脉以及石英细脉等，同时出现明显的破碎特征。F5在走向上呈现平直的延伸特点，有约一千米长，处于一到五米的宽度范围，呈现北西向走向特点，为220＜410产状特征，在北沟区域比较发育，属于层间破碎蚀变带，赤铁矿化主要强烈发育于碎裂构造蚀变岩中（红褐色），还发育硅化、碳酸盐化以及褐铁矿矿，石英脉状透镜体分布于局部呈现乳白色的特点，强片理化围岩分布于两侧，性质主要为压扭性。金异常主要分布在南东段区域上，达到70×10-9。F6断裂在走向上具有北侧突出的特点，有约700m长，处于五到十米的宽度范围，呈现北西向展布，为226°＜65°产状特征，在北沟背斜核部位置比较发育，碎裂构造蚀变岩（黄褐色）中发育黄铁绢英岩化以及绿泥石化和褐铁矿化等，发育网脉和石英细脉，压扭性是其主要特征，该构造蚀变带是主要的产金部位，有单点状金矿化在地表部位产出，表现为不连续的特征，通过坑探技术手段对其深部进行揭露，产出的金矿体规模较大，而且还具有非常高的品位。

（3）岩浆岩。加里东晚期侵入体是阴洼沟一带，侵入体在规模上不是非常大，由于时代的不同，主要包括加里东晚期阶段侵入岩，以及海西区花岗岩等，同时还有很多石英脉和花冈斑岩脉发育于下奥陶统地层以及中寒武统地层当中。花岗斑岩脉：主要为斜长花岗斑岩脉，闪长花岗斑岩脉发育较少，在阴沟群上亚群（下奥陶统）中分布广泛，褐红色的岩脉特征，还有的为灰白色，宽度在0.1m到几十米之间，结构特点主要呈现为中粒斑状，发育云英岩化。石英脉：要表现为纯净的结晶，有大粗颗粒特点，分宜变质作用非常突出，在褶皱轴部纵张裂隙以及挤压片理化带，产出特点主要表现为网脉状，脉体主要表现为灰白色，有的委及毫米宽，有的为几米，还有的为几十米，规模上各不相同，褐铁矿发育与裂隙面部位，和金矿化有着非常紧密的联系。该区的金成矿作用和区内的花岗斑岩脉以及海西区斑状花岗岩有着非常紧密的联系，为这些金矿成矿提供了丰富的动力条件与热源，和成矿关系密切的还有石英脉，研究区的石英脉就是金矿体。

（4）变质岩。该区有着非常强烈的变质作用，主要为低级变质岩组成的一套灰绿色阴沟群（下奥陶统），变质砂砾岩以及板岩和变砂岩是其主要的岩性特征。动力变质作用：在近东西向以及北西向展布的褶皱构造核部和该区断裂构造破碎带，断层泥以及构造角砾岩和碎裂蚀变岩（褐黄色），矿区中主要的赋矿岩石为褐黄色碎裂蚀变岩，黄铁娟英岩化发育强弱和区内金矿化贫富有着密切的联系，金城矿和该区动力变质有着非常紧密的联系。

（5）围岩蚀变。围岩蚀变在矿区当中非常的发育，由于蚀变特征不同，主要有成矿之前的围岩蚀变，还有成矿阶段的围岩蚀变以及成矿后期阶段的围岩蚀变。碳酸盐化以及褐铁矿化和赤铁矿化与绿泥石化等是成矿前期阶段的主要蚀变类型。绿泥石化以及碳酸盐化和赤铁矿矿化等在其阶段的裂隙以及断裂构造中产出，是成矿后期阶段的主要蚀变特征。

2 矿体地质特征

（1）矿体分布特征。有七条金矿化体在矿区内被发现，次级断裂对这些矿体起着明显的控制作用，矿化体展布特点呈现南倾特点，具有较为陡峭的倾角特征，保持在60°～80°，矿体有着不同的形态，主要表现为脉状以及似层状，矿体有着大小不同的规模，阴沟群上亚群（上奥陶统）绢云绿泥板岩是主要的含矿围岩，由于后期蚀变因素影响，主要表现为褐红色蚀变岩以及褐黄色蚀变岩。

（2）矿化体特征。①矿石特征，自然金是主要的矿石矿物之外。还有褐铁矿，黄铁矿以及白铁矿等，自然金主要表现为薄膜状，在片里面以及裂隙面上分布，处于0.03mm～1.0mm的粒度。白铁矿形状不规则，有毛头状的颗粒特征，处于0.01mm～0.25mm的力度大小，与黄铁矿反射颜色相比，黄白色更白，与钢针相比硬度更大，具有强非均质性，黄色是主要的偏光色，颜色主要为黄绿色，蓝灰色以及紫灰色，褐铁矿是主要的氧化颗粒，黄铁矿呈现较小的颗粒，主要保持在0.01mm～3.00mm，具有非常多的含量，褐铁矿化在地表位置对其进行交代，和白铁矿相比，具有黄白色的反射色，均质体，褐铁矿呈现不规则的粒状特点，有红褐色和黄褐色的反射色，晶形主要呈现为毛头状或者菱形特征，氧化因素对白黄铁矿造成很大影响，是其重要的产物。绿泥石娟云母以及石英等是其主要的脉石矿物。绿泥石、绢云母以及石英等是主要的脉石矿物，石英含量达到59%，无色呈现大小不一的特点，主要保持在0.01mm～0.10mm粒径大小，具有条带状和眼球状的集合特点，相对较小。还有石英具有变形带或者变形纹的特征，存在波状消光特点，有黄绿色和褐栗色的绿泥石，呈现针柱状的特征，娟云母无色，鳞片状细小集合体。②矿石组构。依照矿石伴生组分进行研究，Au是矿区矿石的主要组分，同时有Ag与Cu和Pb以及Zn、Hg、Sb、Bi等有益组分，但是在含量上都不很高，难以实现综合利用的效果。As、s是主要的有害元素，含量也不高，不会对矿石选矿造成不利影响。

（3）矿石氧化特征。地表矿石以及氧化程度没有相同的特点，与破碎矿石氧化程度相比，石英脉具有较高的氧化程度，同时具有较强的褐铁矿化特征，在地表部位表现为特黄色以及棕红色，这种矿石具有非常高的矿石品位，属富矿石。和致密矿石相比，石英脉具有较低的氧化特征，地表部位主要表现为乳白色和烟灰色，褐铁矿化非常的微弱，矿区当中没有发现风化淋滤特征，硫化物以及矿石富集有着非常密切的联系。

3 矿床成因分析

（1）控矿要素。该区的控矿要素主要为地层控矿以及构造控矿等，金矿化主要产出在阴沟群（下奥陶统）上亚群灰绿色绢云母板岩部位。构造控制条件。发育绢云母板岩（灰绿色）的背斜构造核部与褐黄色构造蚀变带内是该区金矿化的主要产出部位。褐黄色构造蚀变带内灰白色石英细脉以及网脉和张扭性断裂，由于后期阶段含金硅质热液对其进行有效改造，叠加富集金元素，促进较大规模的金矿体形成。

（2）成矿特征。灰绿色绢云母板岩发育于区内张扭性构造断裂蚀变带，对该区的矿体起着明显的控制作用，不造裂隙发育以及矿化带强烈位置分布矿体。发育非常强烈的金矿体围岩蚀变，黄铁绢英岩化以及硅化和绿泥石化等较为强烈的部位产出金矿，具有非常高的金品位。金矿体呈现180°左右的产状特征，有较为陡的倾角，处在50°～80°范围之间，更加体现出构造对矿体起着明显的控制作用。

（3）成矿机理。综合研究认为，该矿成因类型主要是由构造演化所形成，该区突出的断裂构造活动特征，对区内的构造发展起着非常重要的控制作用，造成该区地层出现明显的张压扭性变质变形特征，受该区构造演化作用影响，岩体蚀变在张-压性构造中不断发展促进赋矿岩石形成，所以构造蚀变矿床是嘉峪关阴洼沟金矿主要的矿床成因类型。