甘肃金山金矿地质特征及矿床成因

袁明杰

（甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院，甘肃 天水 741000）

金山矿床位于我国甘肃肃北境内，具有良好的成矿地质条件。矿区内发育深大断裂和韧性剪切带，岩浆活动较为频繁，超基性至酸性的各类岩浆岩均有出露，并且表现为多层次和大规模的特征。甘肃金山矿区是我国重要的金矿成矿带，具有重要的勘探开采和研究价值[1]。目前对于金山金矿床的研究相对较少，主要集中在地质特征、流体包裹体和同位素等内容的研究，对具体矿化机理的研究并不充分。因此本文对甘肃金山金矿的地质特征和矿床成因进行研究，丰富对金矿床的地质认识和成矿理论，为甘肃金山矿区的金矿勘探和开发提供理论依据，促进我国地质勘探事业的进一步发展。

1 矿区地质特征

1.1 地层

金山矿区的出露地层，主要有下二叠统和第四系地层。受断裂带控制，矿区地层总体沿近东西方向展布。下二叠统地层，主要为基性火山岩夹杂碎屑岩沉积形成。按岩性组成特征，下二叠统地层可以分为下岩组和上岩组两个层次。下岩组地层主要分布于矿区中部和南部，具体为灰色泥质板岩，中间夹杂浅黄色变质砂砾岩，表现为岩石片理化发育；上岩组地层主要分布于矿区北部，具体为板岩，中间夹杂浅灰色变质砂岩[2]。第四系地层，主要为碎石、砾石、冲洪积层和化学沉积物沉积形成，按岩性组成特征，可分为上更新统和全新统。矿区第四系地层发育较为完整，占全部调查区域的一半面积，并未见明显的矿化现象。

1.2 构造

构造运动是金矿床成矿的重要条件。矿区位于东天山和塔里木两大板块之间，在前震旦纪基底的基础上，两大板块曾发生多期次的碰撞和拼接，在中新生代持续进行运动，因此导致矿区内构造变化复杂，尤其发育褶皱和断裂两类构造。矿区内主要分布两组区域性大型复式向斜。按照地层序列和沉积特征，矿区内褶皱构造主要呈现出上、中、下三个层次。下层表现为结晶基底岩系，由结晶岩、片麻岩和混合岩构成；中层表现为浅变质岩系，由碎屑岩、中基性和碳酸盐岩构成，经过构造运动，成为矿区的褶皱基底；上层表现为地台型岩系，由酸盐岩、碎屑沉积岩和浅变质火山岩构成。第一组复式向斜构造，轴向呈北东东方向，其中北翼向南倾斜，倾角为70°，南翼表现为向北倾斜，倾角为60°。该复式向斜构造，是金山矿床的主要控矿构造，矿体富集于南翼的次生褶皱中；第二组复式向斜构造，轴向呈东西-北东东方向，其中西转折段表现为向南东倾斜，倾角为55°，东转折段表现为向北倾斜，倾角为65°，也是有利的金属矿床成矿部位。矿体的分布同时也受断裂构造的控制。矿区多发育深大断裂，主要表现为近东西向的走向，其中发育两条明显的主断裂带[3]。第一条主断裂带，表现为向北凸起的弧形，呈现出近东西走向，东部被冲洪积物掩盖，内部出露铁质侵入岩，其中还发育多条相互平行的次级断裂，由于受到强烈的挤压作用，岩层破碎程度较为明显，发育构造透镜体和角砾岩；第二条主断裂带，走向和倾向都与第一条类似，发育较多断层泥，可见糜棱岩带。

1.3 岩浆岩

矿区火山岩带整体呈近东西方向展布，主要表现为海底裂隙喷发的火山熔岩，其次为火山碎屑岩。从岩性上看，以浅变质玄武岩和辉绿岩为主，其次为安山岩，此外还有少量英安岩存在，出现在沉积岩夹层中。从时间上看，早期火山岩以中酸性为主，逐渐演化为中基性。火山岩主要呈灰绿色的块状，以细粒为主，局部可见气孔构造，显微镜下可观察到辉绿结构，如图1 所示。

图1 岩浆岩镜下辉绿结构

岩浆岩矿物成分为斜长石、辉石和石英，蚀变后出现绿泥石和碳酸盐岩。岩体附近有硅化和褐铁矿化发育。

1.4 矿体地质特征

金山矿区含矿岩石主要为辉绿岩，其次为石英脉型。金矿矿化主要发生在近东西向断裂的南侧，具体为二叠纪火山岩带。

根据含金石英脉表现和矿化蚀变程度，共圈定出90 条具有一定规模的矿体。矿体形成深度相对较浅，由于受到主断裂方向控制，矿体大致呈现出北西和北东向。矿体形态表现为不规则脉状和透镜体状，容易出现膨胀收缩和尖灭再现的现象。由于受到断层的控制和影响，矿体总体呈现间断性，产状变化明显，通常呈现向西倾斜的倾向，从上至下倾角逐渐减小。

2 金矿矿床成因

2.1 成矿物质来源及流体演化

金山矿区早期成矿流体以岩浆水为主，晚期演变为岩浆水和大气降水的混合体，成矿物质表现出多源性的特征，矿体对赋存岩性的选择较为明显。

矿流体的运移方式、裂隙发育程度和后期热液蚀变等情况，都对成矿物质的元素富集和演化造成一定影响。黄铁矿和毒砂等矿体中的硫元素，由于流动主要呈现为脉状，引起大范围同位素均一化，裂隙发育程度大的部位，黄铁矿硫元素同位素值变化大，含矿热液同化作用强烈，会导致黄铁矿硫元素更接近幔源硫值。在成矿流体演化的初期阶段，表现为以幔源岩浆硫为主，逐渐向地层硫演化的趋势，后期以多金属硫化物脉的形式产出，矿液主要沿断裂和节理通道流动，与周围岩体元素交换反应不明显，混入周围岩体的成分较少。在印支-燕山期经历了大规模的岩浆侵入活动，在此侵位过程中，不仅带来大量成矿物质，还使地层中成矿元素活化和进行迁移。成矿热液在迁移中遇到有利构造空间，就会沉淀和富集，最终形成矿床。

2.2 构造与成矿关系

金山金矿矿体产出和分布，主要受到区域复式向斜构造的控制作用，同时还受到断裂构造的性质和规模控制。成矿物质通过长期运动的基地断裂带，从深部移动到盆地中沉积，在后期变形强烈的断裂和裂隙处，更容易得到富集和赋存。金矿矿体主要沿大断裂带展布，多产于花岗岩接触破碎带和东西向断层破碎带，已经成为深源岩浆侵位通道。矿床沿深断裂带两侧分布，矿化均与侵位的花岗岩脉密切相关，同时还受到脆韧性剪切破碎带和扭性断裂的次级控制。金矿矿体的产出和分布表明，印支-燕山期的花岗岩基底，与周围岩体的带状接触带，以及向外延展的岩枝、岩脉等部位，是矿床产出的有利区域，次级岩枝、岩脉等的交汇部位，除此之外还有次级背斜核部断裂的侵位岩脉也是矿体富集的有利场所。

2.3 矿床成因分析

金山金矿床的主要成矿阶段表现出的矿物组成、元素同位素和矿化蚀变等，具有典型的中低温组合特征，以石英流体包裹体为主的成矿流体表现出低盐度、低密度的特性，因此也说明矿床在温压低、深度浅的环境形成。二叠纪的金山地带处于伸展变化环境，形成了近东西向的主断裂和次级断裂，主断裂具有深大的特点，在断裂形成的同时，地壳由于拉伸和减薄，导致软流圈地幔逐渐上涌，因此辉绿岩体向上侵入矿区地层，也为后期岩浆流体提供了运移的通道。主要的成矿期岩浆热液活动，使金在沉积物中赋存，经过热接触变质作用，周围黄铁矿发生磁矿化作用，使黄铁矿的金析出并在此富集。深源岩浆富含金、硫等元素的含矿热液随着断裂构造向上运输，与大气降水淋虑作用共同形成富含金的成矿热液，在矿区内的断裂和裂隙发育部位，在岩体中以充填方式沉积，成为矿体，矿物组合较为复杂，矿石具有浸染状、脉状及交代结构，矿体以层状为主，少数表现为不规则脉状和团块状。矿区北侧的板岩起到隔挡层的作用，进一步促进含金流体在金山矿区的富集和赋存，使金矿再次富集和沉淀，最终成为金矿矿床。

3 结束语

针对甘肃金山金矿的研究现状和存在问题，本文通过以甘肃金山金矿地质特征为研究内容，对矿床成因进行探讨，取得了一定进展和成果，丰富了对甘肃金山金矿地质条件的认知。但本文的研究还存在不足之处，需要进一步对矿床成因类型进行分析。后续研究可结合区域地球化学特征，建立金山地质-地球化学模型，同时结合区域物理场参数，进一步确定金矿成矿期次和阶段，深化对矿床形成背景认知，为探明矿区金矿储备和富集状态提供理论指导依据，为金矿找矿提供方向。