西秦岭南部赵家庄金矿床地质特征及控矿因素分析

胡菲菲 张良 荆国强 李万华

摘要：赵家庄金矿床位于西秦岭南部，是近年来新发现的金矿床。矿区内金矿化主要产于三河口群浅变质碎屑岩中，北东东向F5断裂及其上下盘次级构造控制矿体的分布、形态及产出;矿体总体呈透镜状、似层状北东东向产出，倾向320°～20°，倾角50°～70°，长68～200 m，厚1.03～5.94 m，金品位3.04～8.04 g/t。矿石类型主要为构造蚀变岩型，载金矿物主要为黄铁矿，其次为闪锌矿、黄铜矿;矿石中金以自然金形式存在，可见金嵌布于金属矿物的晶隙及裂隙或包裹于脉石矿物中，不可见金在载金矿物中以Au0形式存在。综合分析认为，具有高金背景值的三河口群及下伏震旦系碧口群地层为赵家庄金矿床的矿源层;早侏罗世来自碰撞造山背景下的变质流体，上升运移并不断萃取地层中的成矿物质，在三河口群地层中富集成矿;印支期岩浆侵入的构造薄弱地段，为成矿流体运移和聚集提供了部分空间;后期碰撞造山过程中，由于脉岩与地层的物性差异，易在接触面附近形成韧性变形带，为成矿流体循环、聚集和金成矿提供有利空间。

关键词：地质特征;矿体特征;矿石特征;控矿因素;赵家庄金矿床

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）02-0017-07doi：10.11792/hj20210204

秦岭造山带是华北板块和扬子板块之间的复合型大陆造山带，自元古代以来经历了长期构造演化[1-2]。以徽成盆地为界，将秦岭分为东秦岭和西秦岭[3]。赵家庄金矿床地处西秦岭南部，位于西秦岭Hg-Sb-Au成矿带的文县—康县Au-Mn成矿亚带内[4]。本文以野外地质调查为基础，结合室内研究，分析了赵家庄金矿床的成矿地质背景、金矿化特征及控矿因素，以期为下一步找矿工作提供借鉴。

1 区域地质背景

赵家庄金矿床地处勉略构造带西段，位于秦岭微板块、松潘—甘孜褶皱带及碧口微板块结合部位。区域地层发育齐全，大面积出露中泥盆统三河口群地层，该地层为一套遭受不同程度、不同规模、多期次构造改造和区域浅变质作用的岩系，是一套由砂岩、板岩、千枚岩、灰岩、含铁石英岩组成的浅海相火山碎屑岩—碳酸盐岩建造，厚度巨大，是区域最重要的赋矿地层[5-7]。区域断裂发育，总体表现为走向北东东，倾向北西西，主要分布于区域南部，多表现为近平行排列、顺层产出的剪切性逆断裂。岩浆活动不强，主要以规模较小的岩脉及岩株形式产出，岩性主要为花岗斑岩。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区出露地层主要为中泥盆统三河口群（D2S），为一套浅海相火山碎屑岩—碳酸盐岩建造，自东南至西北由老至新依次分为3个组：桥头组（D2q）、屯寨组（D2t）和羊汤寨组（D2y）（见图1）。其中，桥头组主要为强变形浅变质碎屑沉积岩夹薄层碳酸盐岩，屯寨组主要为浅变质碎屑岩及碳酸盐岩，羊汤寨组主要为碳酸盐岩。矿体有利赋矿层位为桥头组、屯寨组，广泛出露于矿区中部及东南部，呈北东东向展布，岩石构造变形强烈，具有典型的韧—脆性变形变质特征。

2.2 构 造

矿区位于北东东向文县—康县区域大断裂东段北侧，褶皱总体表现为倾向北西西的单斜构造。受南部文县—康县区域大断裂及其次级F5断裂影响，矿区内断裂发育，共发现有12条断裂，主要分布于矿区中部及南部，走向北东东，规模较大的有F5、F7、F17、F21断裂。其中，F5断裂为最主要断裂，走向北东东，贯穿矿区，其与两侧破碎岩石形成构造带，宽约30 m，早期为张性构造，晚期发展为压性构造，构造带内构造角砾岩发育，棱角明显，胶结物为泥质、钙质。在F5断裂上盘的上坝里地段及下盘的巩家山、昌河坝地段均发现强烈金矿化，金矿化产于F5断裂上下盘的断裂和韧性剪切带之中。

2021年第2期/第42卷  黄金地质黄金地质  黄 金

2.3 侵入岩

矿区内侵入岩以脉状形式产出，长100～600 m，宽1～4 m，岩性主要为浅灰白色细晶花岗斑岩、浅灰色中—细粒斜长花岗斑岩，在矿区东南部分布较多，中部及西北部分布较少，受周家沟复式背斜和F5断裂控制，在次生断裂两侧平行成群产出，多数发育黄铁矿化，围岩发育碳酸盐化及星点状黄（褐）铁矿化。区域内花岗斑岩大多不发育金矿化，仅在邻近的塘坝金矿区个别蚀变花岗斑岩中见有弱金矿化[5]。花岗斑岩侵入年龄为215～220 Ma[8-9]，具有硅铝过饱和S型花岗岩特征，物质来源于印支期秦岭碰撞造山过程中下地壳部分熔融[9]。 

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

目前，矿区内共圈定矿体21个：昌河坝地段10个、馍馍山地段2个、巩家山地段9个。矿体主要呈透镜状、似层状产出，倾向320°～20°，倾角50°～70°，长68～200 m，厚1.03～5.94 m，金品位3.04～8.04 g/t;矿体顶底板岩性以含碳（绢云）千枚岩夹薄层微晶灰岩为主（见图2）。

3.2 矿石特征

礦石中金属矿物主要为黄铁矿、褐铁矿，少量方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及自然金（见图3-a），沿石英脉裂隙及石英脉与变质地层接触面分布，相对含量约为2 %。非金属矿物主要有石英、长石、方解石、绢云母，少量碳质成分等，绢云母在剪切应力作用下呈拉丝状定向排列。

矿石结构主要有鳞片变晶结构（见图3-b）和鳞片粒状变晶结构;矿石构造主要为千枚状构造、片状构造、条带状构造、角砾状构造、块状构造。其中，大部分矿石具有片状构造及千枚状构造，在变质作用过程中，岩石又经过剪切应力作用发生糜棱岩化，表现为绢云母呈纤状定向排列，局部绕过石英集合体形成眼球状构造。

根据矿物组成及蚀变矿化特征，将矿石类型分为构造蚀变岩型和硫化物石英脉型，且以构造蚀变岩型为主，按岩石类型可分为含碳绢云母千枚岩型、含碳白云母千枚岩型、碳质白云母糜棱岩型、钙化韧性变形变余含碳泥质千枚岩型等，矿物组成相对简单，但总体变形强烈（见图3-c、d）。

3.3 载金矿物及金的赋存状态

在野外观察和光片、薄片鉴定的基础上，对不同类型矿石中金属矿物进行电子探针分析。分析工作在成矿作用及其动力学实验室（长安大学）完成，电子探针分析仪型号为JXA-8100（日本）。通过高倍显微镜寻找金属矿物，对金属矿物元素组成开展微区化学成分定量分析，结果见表1。

由表1可知，矿石中载金矿物主要为黄铁矿，其次为黄铜矿和闪锌矿。黄铁矿主要有3种形态：①重结晶黄铁矿（粗晶黄铁矿），粒度100～250 μm，具有重结晶结构、半自形结构特征（见图4-a），可见个别

黄铜矿包裹其中（见图4-d），金平均质量分数为0.15 %;②破碎黄铁矿（细晶黄铁矿），均匀分布于变形带中，粒度20～50 μm，具有碎粒结构特征（见图4-b），金平均质量分数为0.18 %;③草莓状黄铁矿，呈草莓状集合体产出，粒度15～30 μm（见图4-c），金平均质量分数为0.13 %。黄铜矿包裹于粗晶黄铁矿中，含量较少，粒度200 μm（见图4-d），他形粒状结构，金质量分数为0.11 %;闪锌矿含量较少，粒度50～500 μm，自形—半自形粒状结构，金平均质量分数为0.21 %。载金矿物中金含量由高到低依次为闪锌矿、破碎黄铁矿、重结晶黄铁矿、草莓状黄铁矿、黄铜矿。可见金一般指镜下可见（粒度大于1 μm）[10-13]，嵌布在矿物晶隙、裂隙或包裹于脉石矿物中;矿区可见金粒度为2～5 μm，主要赋存于黄铁矿和黄铜矿中，少量赋存于黏土矿物中。

不可见金一般指无法在镜下观察到的次显微金（粒度小于1 μm）[10-13]。近年来大量分析研究结果表明，金在含砷黄铁矿中以Au+（固溶体金）和Au0（纳米级自然金） 2种形式存在[14-17]。REICH等[15]通过对美国多个卡林型和低温热液型金矿床的含砷黄铁矿分析研究，总结出含砷黄铁矿金溶解度曲线。溶解度曲线以上的金以Au0形式赋存于含砷黄铁矿中，溶解度曲线以下的金以Au+形式赋存于含砷黄铁矿中，以此判断金在含砷黄铁矿中的赋存形式[10，15]。在含砷黄铁矿金溶解度曲线图（见图5）中，样品点全部落在溶解度曲线以上，表明赵家庄金矿床不可见金主要以Au0形式存在。

3.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变发育，常见蚀变类型有黄铁矿化、褐铁矿化、硅化、碳酸盐化、绢云母化、赤铁矿化、高岭土化、绿泥石化、雄黄矿化、雌黄矿化等，多沿断裂和韧性剪切带呈带状分布。其中，与金矿化密切相关的为黄铁矿化、硅化，其强弱直接反映金矿化的强弱。

4 控矿因素分析

4.1 地 层

通过对矿区钻孔、探槽见矿部位及围岩进行观察研究，金矿化主要赋存于桥头组、屯寨组千枚岩及糜棱岩中，少量矿体产于这2组地层的石英脉中。桥头组、屯寨组不仅是主要含矿岩石，还是重要的赋矿围岩，表明金矿化受这2组地层控制。

三河口群金质量分数为2.61×10-9～7.78×10-9。其中，砂质岩类金质量分数最高为7.78×10-9，碳质岩类金质量分数为4.52×10-9[18]，均高于中国大陆地壳金丰度[19]。三河口群与下伏震旦系碧口群以区域性大断裂相接触，碧口群为一套浅变质滨浅海相陆缘碎屑岩夹火山碎屑岩，金质量分数为4.00×10-9～13.00×10-9[20-21]，同样高于中国大陆地壳的金丰度。

三河口群在印支期秦岭碰撞造山运动中发生区域低温变质作用，变质程度达到低绿片岩相[22]。刘国平等[23]通过对国内外含碳岩系与金矿床的关系研究，认为金矿化在绿片岩相变质程度以下的变质区容易发生明显富集。赵家庄金矿床矿体主要赋存于三河口群桥头组、屯寨组中，其内低绿片岩相变质岩利于金元素富集。

区域大量研究表明，金成矿流体为早侏罗世碰撞造山背景下深部变质流体[24-26]，沿深大断裂及其次级断裂运移上升并不断萃取地层中的成矿物质，运移至三河口群低绿片岩相地层中，在合适的温压条件下，于成矿构造交汇处发生沉淀、富集。

综上所述，具有高金背景值的三河口群及碧口群地层是赵家庄金矿床的矿源层。

4.2 构 造

赵家庄金矿床位于勉略缝合带的文康大断裂东段北侧，区域内已发现阳山、联合村、塘坝等大中型金矿床。多数研究表明，大型断裂旁侧的次级构造控制含矿热液的运移，成为导矿、储矿构造[21];区域内许多金矿床位于文康大断裂北侧，表现出断裂控矿特征，其次级F5断裂控制着赵家庄金礦床内矿体的产出。

印支期秦岭造山带碰撞造山过程中，由于扬子板块不断向南秦岭板块俯冲，南秦岭板块向北发生仰冲作用[1]，在文康大断裂北侧形成一系列次级断裂和脆韧性剪切带，产状与F5断裂基本一致，呈北西西倾。矿区内矿体赋存于F5断裂上下盘的韧性剪切带和断裂中。

赵家庄金矿床含矿岩石和围岩主要为含碳绢云母千枚岩、含碳白云母千枚岩、碳质白云母糜棱岩、钙化韧性变形变余含碳泥质千枚岩夹薄层微晶灰岩。从图2-b）中可以看出，同一矿体穿过千枚岩和板岩2种不同的围岩，表明矿体受断裂控制明显。

昌河坝地段共圈定10个矿体，其中厚度和品位最大的AuⅡ、AuⅦ矿体位于构造及热液活动强烈部位。强烈的构造活动表现为岩石破碎及塑性变形;矿区内多期次构造活动有利于热液蚀变的多次叠加，表现为多期次黄铁矿化、硅化等矿化蚀变作用。因此，在构造活动频繁、强烈地段易形成厚而富的矿体。

文康大断裂控制区域内金矿床的分布，该断裂的次级断裂F5及其上下盘的韧性剪切带和断裂控制矿体的空间分布及产出形态，同一矿体穿过不同围岩，表明矿体受断裂控制明显。多期次韧性剪切作用使岩石发生碎裂岩化、角砾岩化及强烈塑性变形，形成大量断裂及断裂面，为成矿流体运移、沉淀提供了空间。总之，构造作用与赵家庄金矿床成矿作用关系密切，控制矿体的分布、形态及产出。

4.3 岩浆岩

矿区内与金矿化相关的侵入岩主要是规模较小的花岗斑岩脉，其侵入年龄215～220 Ma，与三河口群发生构造变形的时期相同[21-22]。形成花岗斑岩脉的岩浆沿面理侵入，就位后受挤压改造，表现出弱片理化特征。矿区内3个见矿地段发现的花岗斑岩脉两侧均可见薄的烘烤边，但在区域上并未见大规模侵入岩热变质晕，可能是脉体规模小，岩浆本身携带的热能较少导致的。碰撞造山作用及变质脱水作用为成矿提供流体[27]，成矿流体受区域压力和温度差异驱动向低压区域运移。已有研究表明，区域成矿流体是造山作用形成的深部变质流体[24-26]，并非岩浆流体。

花岗斑岩脉普遍发育弱黄铁矿化、硅化蚀变，明显经历了含矿热液的叠加改造，未能形成金矿化可能与热液叠加较弱有关。已有研究表明，区域花岗斑岩脉具有深源浅成特征[28]，岩浆沿构造薄弱地段侵入，在此过程中又对构造空间进一步扩容，为成矿流体的运移和聚集提供了场所。同时，由于花岗斑岩脉的刚性与三河口群变质岩系的相对塑性具有明显物性差异，在侵位后的构造活动中，脉岩与地层接触带附近易发生韧性剪切变形和破裂，为其后成矿流体运移及就位提供有利空间[21]。

矿区岩浆热液活动弱，花岗斑岩脉侵位于金成矿作用之前，成矿流体来自于早侏罗世秦岭造山运动的改造及变质脱水作用。印支期岩浆沿构造薄弱地段侵入，此过程对构造空间进一步扩容，为其后成矿流体的运移和聚集提供场所。同时，由于岩脉与变质地层的物性差异，后期碰撞造山过程中容易在接触带附近形成韧性变形带，为成矿流体运移、聚集及金沉淀提供有利空间。

5 结 论

1）赵家庄金矿区围岩蚀变较发育，与金矿化最密切的为硅化及黄铁矿化。载金矿物主要为黄铁矿，其次为黄铜矿和闪锌矿。矿石中金主要以自然金形式存在。其中，可见金以颗粒金形式嵌布于金属矿物晶隙、裂隙或包裹于脉石矿物中，不可见金在载金矿物中以Au0形式存在。

2）矿体主要产于桥头组、屯寨组中，北东东向F5断裂及其上下盘的次级构造控制金矿体的分布、形态及产出。

3）具有高金背景值的三河口群及碧口群地层是赵家庄金矿床的矿源层，早侏罗世来自于碰撞造山背景下的深部变质流体，运移上升并不断萃取三河口群及碧口群地層中的成矿物质，在三河口群低绿片岩相地层中富集成矿。

4）矿区花岗斑岩脉侵位作用发生在金成矿之前，不是该区金成矿的主导地质条件;岩浆侵入的构造薄弱地段，同样为成矿流体运移和聚集提供空间;由于岩脉与地层的物性差异，后期碰撞造山过程中易在接触面附近形成韧性变形带，为成矿流体、聚集及金沉淀提供有利空间。

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