天水银铜山金矿床类型及其找矿认识

2022-10-21孔德鹏

世界有色金属 2022年13期

孔德鹏

（甘肃西北黄金股份有限公司，甘肃兰州 730000）

黄金的开采需了解矿区储量情况，结合有效找矿工作，基本查明矿床特征。但是，如果在不了解具体金矿床类型的基础上，勘查工作不够完善，就会对后续的金矿开采造成不利影响，甚至造成金矿资源浪费。基于此，本文结合银铜山金矿的基本情况，对具体金矿的矿床类型进行研究，再探讨银铜山金矿的找矿认识，详细内容如下。

1 银铜山金矿的矿区概述

矿区位于甘肃省天水市秦州区娘娘坝镇银铜山一带，距天水市约50km，行政区划隶属于天水市秦城区娘娘坝乡管辖，位于北秦岭山脉南麓，地貌类型为侵蚀构造低中山区和河谷侵蚀堆积区，区内地势起伏较大，海拔1552.32m～2017.0m，相对高差一般为200m～500m。

出露北秦岭地层有下古生代李子园群第三岩段；志留纪太阳寺组第二岩段；中秦岭地层有泥盆纪舒家坝组第一、第二、三岩段、白垩纪麦积山组等。

1.1 地层

区域出露地层有震旦-奥陶系丹凤群、泥盆系舒家坝组、白垩系麦积山组、新近系甘泉寺组等（附图1），其中，丹峰组和舒家坝组分布广泛，与成矿密切相关，是该区金银铜矿床的主要含矿层位。

（1）震旦-奥陶系丹凤群（Pz）。分布于娘娘坝-大草坝一带，为一套浅－中变质的海相基性-中酸性火山岩-碳酸盐岩沉积建造，与泥盆系舒家坝组呈韧性剪切带接触[1]。出露区为丹凤组木基滩组、黑湾里组、大高坝组和李家沟组，自下而上总体呈现镁铁质—中镁铁质火成岩—正常沉积岩的沉积旋回和韵律。

木其滩组（Pz1m）：为以中基性火山岩为主夹正常沉积的浅-中等程度变质的绿片岩系，呈北西向分布徐家河金子沟、李子园驴男子沟一带，区内出露木其滩组第二、三岩性段。第三岩性段（Pz1m3）岩性以灰绿色绢云绿泥石英片岩、斜长角闪片岩为主，夹薄层大理岩；第二岩性段（Pz1m2）岩性以深灰绿色斜长角闪片岩夹角闪石英片岩为主，夹黑云绿帘石英片岩及黑云石英片岩，为驴男子沟金矿赋存层位。

黑湾里组（Pz1h）：分布在娘娘坝、银铜山一带，为中酸性火山岩为主的沉积建造，与下伏木其滩组（Pz1m）呈整合或断层接触。岩性为绢云石英片岩、绢云绿泥石英片岩夹石英岩等，该岩组中分布有庄河沟、徐家河金矿（床）点。

大草坝组（Pz1d）：分布在大桥下-大草坝一带，为一套变质的中酸性火山凝灰岩-正常沉积岩组成的韵律组合，岩石组合有灰绿色-浅灰绿色泥绢云母石英板岩、阳旗绿帘石英板岩和石灰岩板岩、细粒大理岩等，该岩组中分布有大桥金银矿、教场坝沟铅锌矿、银硐沟金银矿、大草坝铜铁矿等矿（床）点多处。

李家沟组（Pz1l）：呈北西向分布于舒家坝韧性剪切带北东部，位于小南峪-银铜山复式背斜的南西翼，为浅变质的正常沉积岩偶夹中酸性火山沉积岩－碳酸盐岩沉积建造，与下伏大草坝组呈断层接触关系。岩石组合为灰白－浅灰色薄－中层状细晶大理岩与绢云母千枚岩、片岩及粉砂质板岩互层，局部可见有安山质火山碎屑岩及硅质岩夹层，为猪波沟铜铁矿赋矿岩组[2]。

（2）泥盆系舒家坝组（Dsh）。分布于马家湾-大河沟一带，与丹凤群呈断层接触。测区出露泥盆系舒家坝组第一、二、三岩性段。第一岩性段（Dsh1）：呈南北向分布于徐家河－钱家坝一带，岩石组合为深灰色钙质板岩、细粒石英砂岩、粉砂岩与泥质灰岩互层，厚度大于230m，水平状层理、平行层理发育，属浅海深水相沉积。第二岩性段（Dsh2）分布于童家磨下－大河沟一带，岩石杂岩为灰-绿-灰色薄-中-厚层状石英冰川、粉砂岩和粉砂片岩，地层较发育，呈流韵律，厚度350m以上，为亚深海-深水大洋浊积岩岩体。该岩性段中分布有峰火山、寨沟铜矿点、磨子沟、大河沟金矿点、小南峪金、铁矿点等。第三岩性段（Dsh3）呈北西向分布于金长沟一带，主要由灰绿色粉质片岩组成，少量细粒石英冰川形成较薄的鲍马层序，厚约150m，属深海浊积岩。该岩性段中分布有王家沟、拐沟、金长沟等铜、金矿点[3]。

舒家坝群沉积序列为下部不纯碳酸盐岩-中部碎屑岩-上部细碎屑岩。

（3）白垩系麦积山组（Km）。分布于大河沟东侧，不整合于老地层之上，为陆间河湖相沉积建造，岩性为紫红色厚层状砾岩、砂质泥岩，水平层理发育，产状平缓，厚度约100m。

（4）新近系甘泉寺组（Ng1）。分布于小峪、大门镇一带，不整合于泥盆系舒家坝组之上，为河湖相沉积的粗碎屑岩建造，岩性为砖红色薄－中厚层状砾岩夹砂岩及泥岩，产状平缓，厚度约61m。

第四系（Q）：主要分布在现代河床及其两侧和山地的梁峁地带。沟谷内以冲洪积物为主，为冲洪积砾石、砂石等，山麓、山坡基本由残坡积物组成，为黄土、亚砂土、亚粘土等。

区域出露地层与区内矿化关系见表1。

表1 区域地层层序简表

1.2 构造

本区经历了长期而复杂的构造运动，形成了较为复杂的构造体系。

褶皱：主要为娘娘坝-李子园复式背斜，为一轴向北西、向南东弧形突出的巨型复式背斜，核部为丹凤群木其滩组（Pz1m）第二、三岩性段，轴向北西，轴线位于徐家河-上店子一线，长度大于20Km，两翼主要由黑湾里组（Pz1h）、大草坝组（Pz1d）及李家沟组（Pz1l）组成，还形成了多个次生褶皱构造，褶皱区由东北部的金鸡沟延伸至西南的竹柏沟。区内金、银、铅、锌主要矿床（点）分布于褶皱南翼次生褶皱和断层中。断裂：区域性断裂构造发育，以近北向的区域性反S型舒家坝—念扬坝深大断裂和东西向次生断裂为主要构造线，叠置在晚东北和西北断裂之上。形成不同类型断层的趋势断层，不同阶段、不同方向的断层构造主架。

（1）舒家坝-娘娘坝韧、脆性断裂：分布在舒家坝－猪波沟-娘娘坝-徐家河一线（附图1），在舒家坝-猪波沟一带为北西走向，娘娘坝-徐家河一带呈南北走向，河的北边须家河，向西北转，总体呈倒“S”形，以东北坡为主，倾角50°～75°。断层宽度约50m～200m，张开长度超过20km，向东延伸至陕西，与东秦岭唐藏-山东地区的大断层为同一断层。该断裂为区域性推覆构造，对下古生界丹凤群与泥盆系舒家坝组地层的分布起着主要的控制作用，断裂带东、北东为下古生界丹凤群，属北秦岭加里东断褶带，南西为泥盆系舒家坝组，属中秦岭华力西断褶带，断裂使丹凤群岩层普遍逆覆于舒家坝组岩层之上。沿该断裂两侧的次级断裂中分布有猪波沟铜铁矿、小南峪铁矿及徐家河、磨子沟、大河沟金矿等矿（化）点。

（2）钱家坝断裂：近东西向分布于孙七甲-小南峪-千头洋沟地区，西端为孙七甲地区新近系所覆盖。断层宽度约50m～200m，露头长度10km。断层总范围为350°∠60°，分几个阶段活动：早期为压扭，形成挤压透镜和凹槽，后期为拉扭。形成角砾岩、碎屑岩等。该断层是在该区（燕山早期）逆“S”形构造转向后形成的，右旋断层切断了地质边界和NW向和东北部构造线走向长达4公里，大桥金银矿和庄河沟金矿位于南侧次生断层中[4]。

大地构造位置处于西秦岭造山带北秦岭加里东商丹蛇绿混杂岩带与中秦岭华力西褶皱带的接合部位，褶皱构造较发育，勘查区内主要有紫霞沟复式背斜、殷家沟向斜、金长沟向斜等，其中本次工作的重点区域大河沟矿段金矿体产于金长沟向斜的北东翼舒家坝第二岩段中。

断裂构造相对发育，位于舒家坝—娘娘坝深大断裂区域性反S型带的西南侧，是区域构造活动形成的次生断裂。矿区断裂构造高度发育，以NE向断裂构造为主，NE向和近EW向次要断裂叠加。本区北西向断裂构造为早期区域性断裂，北东向断裂为同期的次级断裂，晚期为近东西断裂，在大河沟一带近东西向断裂与北东向断裂相互交汇导致地层较破碎。

区域上侵入岩发育，印支期柴家庄岩体、天子山岩体分布在勘查区的东部，八卦山岩体分布在勘查区的南部，岩性均为肉红色似斑状二长花岗岩，并伴有脉状产出的闪长岩（δ）、花岗岩（r）、花岗斑岩、石英脉（q）等，为区内成矿物质的活化、矿液运移、富集提供了热动力。

2 银铜山金矿矿床类型研究

结合具体勘查工作，对银铜山金矿床类型进行分析研究。

银铜山大河沟矿段位于勘查区西南部大河沟一带泥盆纪舒家坝组地层中，受F5断裂组控制，呈近南北向展布，矿化带走向20°～40°，倾角60°～75°。矿化带长度约500m，宽100m，带内目前圈出金矿体6个，矿体产状与断裂一致。矿化蚀变以黄铁矿化、褐铁矿化、硅化为主，其中与本区金成矿关系密切的矿化有黄铁矿化、方铅矿化、黄铜矿化。主要矿体特征见表2。

表2 勘查区金矿体特征一览表

3 银铜山金矿的找矿认识

银铜山金矿的金储量较高，为研究具体的银铜山金矿找矿，结合该矿区的基本情况，对银铜山金矿的找矿标志和矿床成因进行分析研究，具体如下。

3.1 矿床成因

由于矿区成矿的物理化学条件和氧、硫、铅的稳定同位素尚未确定，从地质环境、控矿条件、岩石特征及矿床特征等方面简要探讨了矿床的成因。核算区矿石杂岩和地球化学特征：根据地质条件，该区位于中亚柴家庄-潘家河金多成矿带西部和黎巴金成矿带东部的尼央坝逆“S”型构造断裂点。秦岭成矿环境优良，志留纪太阳西组和泥盆系舒家坝组含矿层是秦岭北部和中部地区金、银、铜元素背景较高的层系，是该区成矿的物质基础。控矿条件分析表明，该区矿体均为断层控矿区，主控矿断层F3、F5、F7由多条平行断层斜穿岩层、切穿各类岩石构成。成矿流体的形成对流循环和深部岩石中成矿物质的提取，为成矿流体的上升提供了通道，为矿床提供了场所，成矿空间，可形成楔形矿体。从侵入岩分布特征来看，勘探区位于印支时期八卦山二长岩和天脊山二长花岗岩的北、西两侧接触带，岩浆侵入是激活富集岩浆的热驱动力。成矿材料，同时也是一些成矿矿物的来源。从矿石组织和热液特征来看，该区矿化是多阶段的，由贫到富的过程是渐进的，即从交代到充填矿化的发展过程。

3.2 矿区矿化富集规律

矿区以北中秦岭区域断裂F1为分界，断裂以北为北秦岭志留纪太阳寺组地层中Au、Cu、Ag、Pb、Zn多金属矿富集，矿化富集规律自南向北呈Au-Cu-Au、Ag-Pb、Zn变化，即矿区中部大草坝矿段铜矿体、中北部银洞沟矿段金银矿体及北部教场坝矿段铅锌矿体；区域断裂南部的中秦岭泥盆纪舒家坝组地层中成矿元素富集较单一，以Au元素为主，局部见Cu元素富集，该地层中分布矿点自南向北呈北西向分布，即九条沟金矿、天子坪金矿、大河沟金矿点及西北部金长沟金矿点，其中天子坪、金长沟金矿均发现铜矿点。大河沟矿段金矿体则产于该成矿带泥盆纪舒家坝组第二岩段，该地层为一套砂质或含砂质浅变质岩与含钙质浅变质；主要原因是与岩性的物理性质相关，砂质或含砂质浅变质岩脆性相对大、渗透性强，容易形成贯通的裂隙，便于含矿热液在其中沉淀；而含炭质、泥质或钙质千枚岩等泥质岩层,因矿物粒度小，不易形成有效连通性的裂隙，对于含矿热液起屏蔽作用，有利于含矿热液在其下面砂质岩中沉淀。

北东向断裂F5与大河沟矿段III号金矿体成矿关系密切，III-1、III-2、III-3等金矿体产状受F5断裂构造控制；银洞沟矿段I-1金银矿化体受F3断裂构造控制呈北东向展布；F4断裂为F2区域断裂的次级断裂与勘查区大草坝矿段铜矿成矿关系密切，II-1、II-2、II-3、II-4、II-5铜矿体严格受F4断裂构造控制，呈北西向展布；教场坝VIII-1铅锌体受F8断裂构造控制呈近东西向展布。断裂带内硅化、黄铁矿化、黄铜矿化蚀变部位是矿化富集处。

通过对大河沟矿段金矿体的控矿断裂F5进行分析统计，得出该断裂具有局部膨大或分支、缩小或复合等特征，金矿化富集与控矿断裂膨大、缩小关系极为密切。具体表现为F5断裂组在102线向北东延伸方向出现分支，而在深部分支断裂复合为一个断裂。在PD10302主穿脉工程中，断裂具膨大现象，断裂厚度变大，带内矿化富集度较高。含金品位均高于其他工程的见矿厚度及品位。金矿体严格受断裂F5控制，矿体形态同控矿断裂形态特征具膨大复合现象。

勘查区内未见有岩浆岩，但距离勘查区东部约5km处，岩浆活动频繁，岩浆活动为金的活化、迁移及在有利空间沉淀富集提供了必不可少的热动力和部分物质来源，印支－燕山期岩浆活动与金矿的成矿关系最为密切，金矿床（点）主要分布在天子山岩体外接触带或岩体不远的有利部位－断裂破碎带中分布。

综上所述，根据本次对银铜山矿区大河沟矿段金矿体的控矿断裂得出大河沟矿段金矿体矿化沿断裂倾向方向向深矿矿体厚度变小，但含金品位相对稳定，且深部受近东西向断裂组破坏的较小，矿体较地表及浅部稳定，矿化富集均匀。其次断裂的膨大部位往往是金矿化富集的最有利部位，例如PD10302主穿脉工程中控制的III-2矿体品位厚度高于矿区其他见矿工程中的III-2矿体品位及厚度，同时断裂带内硅化、黄铁矿化、黄铜矿化蚀变强烈部位是矿化富集处。

3.3 找矿标志

区内找矿标志明显，主要地质找矿标志是：①矿区内北秦岭地层广泛发育的近东西向、北东向断裂，中秦岭地层广泛发育的北西、北东向断裂是区内最主要的容矿构造。②古采硐群是最直接的找矿标志。③矿化蚀变：该区与矿化相关的围岩蚀变主要有（钙）铁矿化、硅化、黄铜矿化、绢云母化和碳酸盐化。硅化作用主要发生在靠近矿体的围岩和矿体中，远离矿体明显减弱。金属硫化物集中在矿石或矿化体中，变化的强度与矿化程度呈正相关。④矿物学标志：矿石的主要组成矿物为石英、黄铁矿等，均具有指示金矿化的标型特征。石英：是矿石中最常见的脉石矿物之一，呈白色，半透明，具有镶嵌结构，单晶呈叶状，结壳紧密，结晶体较脏，含尘。黄铁矿：广布于金矿带和金矿体中，是最重要的载金银矿物，以碎粒状集合体的形式紧密相嵌聚积，具两种结构形态，一种为碎粒黄铁矿，多以星散状分布为主，破碎并被后期重结晶所掩盖，一种为二次破碎黄铁矿，沿裂隙可见自然金的贯入，个别黄铁矿细脉切穿重结晶的毒砂，证明了在毒砂重结晶之后，有过一期硫化物热液出现并和自然金关系密切。⑤地球化学标志：1∶10000土壤测量金异常是重要的地球化学标志，其异常浓集中心往往是金矿化部位，是最具找矿前景的区段。