甘肃辉铜山地区金矿成矿规律与找矿预测

刘 云，杨 超，曾敏敏，孙 峰，王小玉

（1.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院；2.山东正元地球物理信息技术有限公司，济南 250100）

甘肃省瓜州县辉铜山地区先后投入大量精力进行矿产勘查，取得丰硕找矿成果,尤其是金矿。但该矿床总体研究程度较低，对于矿床的成因类型、物质来源、成矿时间、空间富集规律和分带性等，多停留在感性认识上，缺乏理论和试验数据支撑。当前需要确立本区成矿模式，建立找矿模型，开展深部找矿预测研究，指导本区找矿工作。

1 地质背景

研究区位于瓜州县西北约100 km，东距柳园镇40 km，其地理坐标为东经95°08′00″～ 95 ° 09 ′ 41 ″，北 纬41 ° 08 ′ 23 ″ ～ 41°08′50″。从大地构造位置来看，研究区位于塔里木-中朝板块内北山陆缘活动带，俞井子-柳园陆内复式裂谷带中（Ⅲ-2-1）。该裂谷为鹰嘴红山铁-金-铜-镍-钨-钒-铀-磷多金属成矿带。该带区域上属槽台结合部，构造活动频繁、剧烈，断裂构造发育，岩体广泛分布。不同类型的矿床（点）较多。金矿床（点）总体呈东西向带状分布。该成矿带内已发现辉铜山铜矿床、古堡泉铁矿床、五峰山铁矿床、花牛山铅锌银矿床及老金厂、新金厂、拾金坡等诸多的金属矿床（点）。

2 矿区地质及矿体地质概况

F断裂是勘查区内规模最大的断裂，纵贯全区。断裂全长为8 km，呈近东西向舒缓波状延伸，断裂倾向北，倾角为75°。该断裂是由2 ～3 个时合时分的断层组成的断裂束，主断层显示不明显。断裂破碎带宽大，最宽超过30 m。构造岩主要由碎裂状花岗岩、碎裂岩、角砾岩、片理化花岗岩组成，以碎裂岩为主。断裂带中，含金石英脉呈脉状、豆荚状产出。

F断裂位于勘查区中部，全长为800 m，其东端与F断裂交汇，是F断裂的分枝断裂。断裂呈东西向舒缓波状延伸，具有分枝复合现象。断裂倾向北，倾角为74°。断裂破碎带主要由碎裂岩、角砾岩组成，规模较小，宽度介于1 ～5 m，最宽为15 m。断裂中段、东段下盘为硅质岩，上盘为花岗岩，为复合型构造，是有利的成矿地段。断裂中有含金石英脉充填，是重要的控矿断裂。

研究区内分布华力西期的钾长花岗岩。矿床内矿体无夹石，矿体围岩种类单一，上下盘围岩均为华力西期钾长花岗岩。辉铜山地区的金铜矿化都与区内大面积分布的钾长花岗岩有成因联系。钾长花岗岩为成矿提供了热源，还提供了部分成矿物质来源。

研究区含矿地质体为蚀变构造岩，是含矿热液在断裂构造中交代、充填的结果。蚀变类型以绢英岩化、硅化为主。矿脉岩石主要由石英脉、绢英岩、绢英岩化碎裂状花岗岩、硅化碎裂状花岗岩组成，以石英脉为主。石英脉多为充填式，亦见有交代型的石英脉。

3 矿体特征

通过前期地质工作，研究区内发现5 条矿化蚀变带，从北至南分别编号为①、②、③、④和⑤，其中，①号蚀变带、④号蚀变带矿化较好。

①号蚀变带呈厚脉状，沿走向和倾向呈舒缓波状，分枝复合、膨胀缩小特征明显。矿脉长近2 000 m，最大水平厚度为37 m，一般超过10 m。矿脉走向近东西向，局部为北西西向，倾向北，倾角为65°～75°。矿脉由石英脉、绢英岩化碎裂岩组成。石英脉呈尖灭再现分布。石英脉及蚀变岩中可见少量呈点状分布的黄铁矿、方铅矿，地表可见褐铁矿、孔雀石等氧化矿物。该脉地表出露较好，已施工部分槽探工程取样结果显示，31 ～48 勘查线区间矿化较好，矿体厚为0.96 ～3.75 m，金品位为（0.87 ～6.69）×10，银品位为（21.36 ～378.45）×10。

探槽揭露发现，①号蚀变带东西两侧有较好的矿化地段。东侧在64 ～88 勘查线区间矿化强，金品位为（0.50 ～1.35）×10，银品位为（2.05 ～15.40）×10。 长度超过400 m，宽度为6 ～20 m。西侧在63 ～87 勘查线区间矿化较强，金品位为（0.60 ～1.51）×10，银品位一般为（2.00 ～12.3）×10。长度超过300 m，宽度为5 ～15 m，两段矿化带中硅化、褐铁矿化强，矿化带向两侧延长，显示该部位具有较好的找矿前景。

④号蚀变带呈脉状，脉体长度超过500 m，东端与①号蚀变带合并，西端延伸至15 勘查线，地表被第四系掩盖，沿走向和倾向呈舒缓波状，分枝复合、膨缩特征明显。矿脉厚度较稳定，一般为3 ～5 m，最大为10 m，矿脉倾向北，倾角为60°～76°。④号蚀变带的矿脉岩石组合与①号蚀变带相同，其在0 ～48 勘查线区间矿化较好，地表矿体厚度为0.55 ～2.48 m，金品位为（1.01 ～30.83）×10，银品位为（42.87 ～358.79）×10。深部黄铁矿、方铅矿、黄铜矿较多，在QJ0、XJ01、CM01 坑道中见有大量团块状方铅矿、黄铁矿，矿化好。金品位最高为31.15×10，银品位最高为982×10，显示④号蚀变带具有较好的找矿前景。

在ZK0-1 钻孔中，孔深155.4 ～156.8 m 见到金矿体，矿体真厚度为0.87 m，金品位为4.70×10，银品位为5.06×10，岩性为黄铁石英脉夹黄铁绢英岩。在ZK16-1 钻孔中，83.6 ～86.0 m 见到金银矿体，真厚度为0.98 m，金品位为4.72×10，银品位为91.15×10，岩性为黄铁矿化石英脉；98.8 ～99.8 m见到金矿化体，真厚度为0.41 m，金品位为4.04×10，银品位为10.2×10，岩性为绢英岩化花岗岩。在ZK8-2 钻孔中，91.6 ～92.9 m 见到金矿体，真厚度为0.84 m，金品位为2.58×10，银品位为27.58×10，岩性为黄铁矿化绢英岩化花岗岩；96.3 ～97.6 m 见到金矿体，真厚度为0.84 m，金品位为1.49×10，银品位为2.20×10，岩性为黄铁矿化绢英岩化花岗岩。在 ZK32-1 钻孔中，97.6 ～99.1 m 见到金银矿体，真厚度为 1.00 m，金品位为2.00×10，银品位为27.10×10； 183.15 ～189.80 m 见到金银矿体，真厚度为0.85 m，金品位为0.65×10，银品位为61.26×10；岩性均为含方铅矿黄铁矿石英脉和黄铁绢英岩。

4 成矿模式

研究区内所有金矿体严格受花牛山断裂带上盘海西期花岗岩体中派生的近东西向次级构造控制。①、②、③、④、⑤号蚀变带位于研究区内，是研究区内较大的断裂构造，走向上呈舒缓波状。其本身既是导矿构造，又是容矿构造，对金有明显的控制作用。矿体富集在研究区内近东西向次级构造的蚀变带中，整体呈豆荚状。综合辉铜山地区金矿的地质背景、矿床特征、成矿流体、成矿物质来源及成岩时代等研究结果，建立该矿床的成矿模式，如图1所示。

图1 成矿模式

本矿床的形成经历了一个长期过程。金的析出和富集取决于含矿热液的性质和成矿的各种物理化学条件变化，从辉铜山地区金矿床成矿过程来看，区域构造和岩浆活动导致矿区断裂的产生以及矿源层（深部岩浆）中金元素的活化、迁移。同时，构造运动导致地热梯度明显增加，引起来自深部的岩浆水沿断裂向上大规模运移，流体在向上运移过程中萃取了钾长花岗岩中的金属成矿元素，形成了含金络合物的含矿流体。辉铜山地区金矿床早期成矿流体主要为岩浆水，成矿流体运移过程中可能混合少量大气降水，流体演化晚期逐渐向大气降水靠近。岩浆-流体系统贡献了大部分成矿物质，钾长花岗岩作为赋矿围岩，通过淋滤作用，也提供了部分成矿物质。随着成矿热液沿着断裂和裂隙向上运移，温压逐渐降低，其与围岩发生反应，金络合物逐渐解离析出金。综上所述，该金矿床成因类型为中低温热液型，工业类型为含金石英脉型。

5 结论

综合认为，研究区找矿前景非常优越，中低温热液型成矿是今后的主要找矿类型，区域性近东西向断裂构造派生的次级近东西向断裂构造控制着矿床或矿体，近东西向断裂构造是有利的找矿标志。通过对矿区大地构造背景、矿体分布规律和矿床成因的综合分析，可以预测辉铜山地区下一步找矿方向。①号蚀变带东西两侧有较好的矿化地段，与成矿关系密切的硅化、褐铁矿化较强，地表矿石类型以褐铁矿化绢英岩、石英脉为主，深部矿石类型以多金属硫化物碎裂绢英岩夹石英脉为主，仍有较强矿化显示，倾向上具有一定找矿潜力。④号蚀变带内破碎挤压强烈，有硅化、绢英岩化，局部由石英脉充填，地表可见褐铁矿呈浸染状、细脉状分布，深部以多金属硫化物碎裂绢英岩夹石英脉为主，说明矿体类型有从石英脉型向蚀变岩型过渡变化的趋势。