甘肃阳山金矿整装勘查区成矿控制因素分析与找矿方向

2022-10-21黄瑞琦

世界有色金属 2022年13期

黄瑞琦

（甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院，甘肃张掖 734000）

甘肃阳山是我国一处储量巨大的黄金矿区，区域内部一共发现了联合村、新关、关牛湾、阳山等多个大型及超大型含金矿床，是我国西部最重要的金矿之一。该区域在远古时期地质活动频繁、流水搬运作用明显、热源充沛，具有一系列对金矿形成有利的自然条件，对该区域的自然成矿活动进行分析，有利于矿藏勘探人员了解金矿在形成时成矿控制因素的作用原理，对区域内的进一步找矿以及全国范围内的金矿开采都能起到积极的参考价值。本文在介绍了金矿成矿控制因素的内涵的基础上，对甘肃阳山区域的成矿因素进行了分析，并对阳山区域内进一步的找矿方向进行了预测，目的是以小见大，通过阳山区域一处的地质环境分析为更大范围的黄金找矿工作提供参考。

1 金矿成矿控制因素的内涵

成矿控制因素就是控制矿床形成的地质因素，黄金矿床的形成需要多种自然条件进行巧妙的配合，不同成因、不同类型的矿藏其形成条件的配合方式也是不同的。

在内生性矿床的形成中，对成矿起到了主要的控制作用的是区域性和局部性的地质运动，包括地层的构造格局和火成岩的岩石性质；而在外生性矿床的形成中，区域性的地形构造和沉积作用则起到了主要的作用[1]。下面就对常见的金矿成矿因素进行列举分析。

1.1 地质构造运动

黄金是一种化学性质稳定、密度质量较大的物质，自然界当中的黄金重量虽然较多，但大部分都因为其自身性质在地质运动中沉入了岩浆中，只有很少一部分黄金在火山活动等地质运动的影响下随着岩浆被带出地下，并在地表附近富集形成金矿。造成岩浆活动的地质运动主要包括造山带、褶皱带、深断裂、裂谷、岛弧以及逆冲推覆构造等，这些地质活动中有的造成了岩浆的侵入，岩浆先是在地质运动中受到来自地幔深处的压力而被“挤出”地表，随后岩浆会沿着地质构造中的裂缝、洞穴等管道流动，并逐渐冷却结晶，形成矿床；还有一部分则是在地质构造的碰撞中使地下的岩石受到挤压，造成岩石元素的变质，最终在地质结构的受压处形成矿床。因此，在远古时期地质活动比较活跃的区域矿床分布多。

1.2 局部性控矿构造

在上述的探究论述中我们提到，在地质运动的成矿过程中，一些诸如裂缝、洞穴孔洞等局部性的控矿地质构造在岩浆的冷却结晶过程中也起到了重要的作用，这就是影响黄金矿床形成的另一项重要的影响因素。有利于金矿矿床形成的局部性地质构造包括断层、褶皱孔隙、裂隙带、剪切断、角砾岩带等以及他们的交接复合部位或它们与有利岩层的交接部位。这些控矿构造往往含有大量的空洞空间，可以作为容纳岩浆流体的流动运移和矿石堆积的场所，因而局部性的空旷构造往往能够决定矿体的形态、产状和空间位置。

1.3 沉积活动

对于矿产资源的探测开采工作而言，水相沉积具有十分重要的意义，当今地球上的绝大部分地壳都经过了数亿年的沉积活动，地质勘探人员甚至可以根据不同的地层中主要沉积了什么种类的矿物来判断底层处于哪一个地质时期，但是黄金矿藏由于金元素的稀缺性往往不会像其他矿藏一样产生与地质年代明显相关的富集，沉积活动对金矿形成带来的影响主要是水体的高温水的搬运富集，高温水主要存在于地下，来源既有可能是岩浆水也有可能是大气降水，这些水分渗入地下后在渗透性良好的岩石的作用下在地下流动，受到地质活动或地下运动环境的作用温度升高，然后将体积较小的黄金颗粒卷入水流当中，在水流的温度和化学成分的作用下将环境颗粒聚集成大块的黄金块，并最终沉积下来，并在地下的空隙中形成黄金矿层。

1.4 岩石性质

在金矿的成矿过程中，岩石的物理化学性质也起着举足轻重的作用，首先，从物理性质上看，岩石的矿石孔隙越多，就越适合含矿热液和水流在其中渗透、扩散，含矿流体还可以利用岩石的空洞空间，在岩石的空隙中直接结晶固化，总而言之，岩石的内部结构越是疏松，越是方便矿物的生成，因此，空隙较多的岩石种类周围金矿较多。从岩石的化学性质上看，岩石当中的一些化学元素与黄金的相容性更好，更容易吸附黄金颗粒，有利于金矿的沉积，在金矿资源的探测工作过程中，我们同样可以通过检测岩石的化学成分来判断岩石周围是否有黄金。

2 甘肃阳山地区金矿的成矿控制因素状况

2.1 区域地质背景

甘肃阳山地区位于华北地质板块、扬子地质板块和甘孜一带造山带的交汇部位，地质运动比较活跃，有利于黄金矿床的生成。地质史上该地区的主要地质运动大体可以分为三个阶段：首先，在晚古生代，该地区是古秦岭海洋盆的一部分裂陷盆地，沉积环境为深水或半深水硅质岩沉积环境，在这种环境中金、银、铂、汞等较重的元素逐渐沉积在海洋盆地的中心，为金矿的形成提供了物质基础；其次，在早中生代全球地质运动普遍活跃的背景下，阳山地区内地层褶皱、断层、变形以及岩浆活动等广泛发生，释放了大量的热量，沉积在洋盆内部的水受热形成了热流；最后，在中生代，阳山地区受到了南北方向的水平挤压，形成了一系列东西走向的大型逆断层带，包含有褶皱构造、推覆构造以及地层间剪切构造的山脉逐渐形成[2]。

2.2 区域地质特征

甘肃阳山地区的地质特征可以从岩石性质和地质结构两个方面反映出来。首先，从岩石性质上看地壳沉积时间长，岩石形态丰富，且岩石拥有有利于金矿形成的各项性质，阳山地区的岩石按形成年代可以分为以下几种，元古宙形成的岩石，化学成分上主要以碳酸、硅质为主，物理形态上则是板岩、千枚岩、绿片岩等；晚古生代泥盆纪形成的砂岩、板岩、千枚岩、灰岩等，化学成分上含铁量较高；古生代末期形成的灰岩、砂岩、板岩等。此外，该地区还存在少量中生代形成的碎屑岩，并被新生代形成的黄土所覆盖，不难看出，从岩石性质上看，阳山地区的千枚岩较多，有利于金矿的形成。其次，从地质结构上看，阳山地区受板块挤压和造山运动的影响比较明显，区域内褶皱和断裂结构广泛存在，至今仍在发育当中，由于区域地质活动历史长，因此褶皱结构多为复式交叠存在；断层结构则主要存在于安昌河至观音坝一带，长宽比约为二十比一，断层活动直接作用于金矿的形成，阳山区域的主要金矿矿脉就分布在断层北侧。

2.3 区域矿体特征

阳山地区黄金储量充足，矿脉规模大，化学性质复杂且具备一定的渐变特性。首先，从矿藏分布上看，阳山黄金矿脉主要呈东西向分布，现已开采六个矿段，其中安坝矿段的黄金产量最多，规模最大，占阳山地区黄金产量的百分之八十以上；其次，从矿脉形状上看，矿脉在水平形状上呈现波状分布，从剖面形状上看呈现似板状、脉状，且存在平行分布的形态。从金矿的化学性质上看，金矿的主体矿脉存在着一定的化学成分渐变状态，由南向北，矿藏中的毒砂含量逐渐减少，硅化程度逐渐增强，并且含碳量逐渐增多，在矿脉最北段可以看到稳定存在的自然金，在其他矿段均未发现[3]。

3 在金矿成矿过程中各影响因素的作用机理

不同的金矿当中，成矿控制因素的作用是不同的，在甘肃阳山地区，金矿成矿主要是水源、热源、成矿物质三者之间的共同作用影响了金矿的形成，下面就对这三个方面的成矿艺术具体的作用机理进行简要的分析。

3.1 成矿物质

勘探研究表明，阳山地区金矿的成矿物质主要来自地质运动。首先，从空间分布上看，阳山的金矿密集区域主要有两个地段，由东向西分别为“文县联合村到阳山”以及“康县月照到琵琶寺”，这两个地段不单是金矿产出的密集区域，同时也是花岗岩岩石的密集产出区域，就单个矿床而言，以阳山金矿为例，此处的金矿矿脉主要存在于斜长花岗岩斑岩脉与晚古生代泥盆纪底层的接触点，花岗岩是岩浆在地下活动，接触到其他岩石逐渐冷却变质而成的，是一种火成岩，而金矿从矿脉和矿床两个方面都表现出的与花岗岩的伴生，反映了当地黄金在成矿时与岩浆活动的紧密关系；从金矿成矿的时间关系上看，阳山地区金矿的成矿时间是在中生代侏罗纪，而对该地火成岩的研究分析也表明，该地的火山活动主要集中于同一时期的燕山期、印支期等地质活动，此处的火成岩与金矿集中于同一时期形成，这表明金矿的形成与地质活动从时间上看也存在对应关系；此外，对底层的同位素探测也表明，金矿主要来自于造山运动中变质脱水中形成的脱水热液，这同样是成矿物质来自中生代地质活动的又一证据。

3.2 水源作用

阳山地区的黄金矿床主要为热液矿床，在成矿过程中，金属元素是在高温水的搬运富集下形成矿床的。为了探索水源在阳山矿床行程中的作用，探测人员对阳山的石英流体进行了同位素测试，结果如下表：

表1 阳山石英流体同位素测试结果

通过与资料对照可知，氧同位素的含量符合岩浆水的同位素含量，碳同位素的含量与地幔碳同位素值高度一致，显示成矿流体大部分来自火成岩。由此可得，阳山地区的成矿流体主要来自于岩浆水，在晚期有大气降水的共同作用，在漫长的地质运动历史中出现了热液作用的叠加。而调查金矿集中产出的部位的地层可知，对金矿形成其主要作用的岩石是该地大量存在的千枚岩，这类岩石呈片理结构发育，渗透性好、含水量大，有利于成矿热液在内部流动；其次，该地的其他种类岩石如硅岩、灰岩等质地坚脆，在遇到千枚岩时容易破碎产生裂隙，进一步增强了岩石的贯通性，这些特性使得该地的地层特别适合热液流动。综上所述，阳山地区成矿时，岩浆水起到了主要的水源搬运作用，而该地广泛存在的千枚岩在地层中制造了大量的裂隙和孔道，形成了热液流动，产生了金矿形成的成矿空间[4]。

3.3 热源作用

阳山地区的金矿在成矿过程中的热源主要来自于岩浆活动，在岩浆逐渐冷却、固化的过程中，黄金逐渐沉淀，形成金矿。从成矿构造上看，阳山地区内“安昌河到观音坝”的断裂带在地质历史上曾经多次活动，断裂构造主足以深入地壳，造成岩浆的侵入，是岩浆深部的物质和热量影响到地表，除了给金矿的形成提供了成矿物质，还提供了源源不断的热源。在岩浆上升的过程中，温度逐渐降低，花岗岩体逐渐形成，残余的少量液态二氧化硅与水气流体结合形成流体，沿着更早期形成的地层裂隙运移，首先形成石英矿脉；随着温度进一步降低，气化热液大量释放，成矿热液逐渐形成；成矿热液进一步降温凝固，混合在热液内的金元素逐渐络合固化，并最终沉淀下来，成矿过程完成[5]。

3.4 阳山地区的金矿成矿过程

综上所述，阳山地区的金矿成矿过程总结如下：

在中生代，晚三叠世到早侏罗世大规模板块运动的背景下，古阳山地区也开始了地层运动，由于更早的地质时代阳山地区是一片海盆，因此地层中存在着一些原生卤水，这些卤水受构造作用影响升温活化，并开始萃取地层中的金、铂等重元素；构造运动同时造成了岩浆的侵入，在岩浆逐渐冷却形成成矿热液，并在该地充满裂隙孔道的地层中流动，与含有金元素的卤水混合；水源在靠近岩浆后温度和压力不断变化，在热量和压力的循环运动中，金元素逐渐冷却沉积，形成了阳山的矿脉和矿床。

4 找矿方向

根据上述论证中阳山地区水源、热源、成矿物质三者互相作用的原理，本文对阳山地区的找矿方向做出如下预测：

葛条湾到安坝矿段仍有进一步的找矿价值，该区域的贾那下一代存在斜长花岗岩的存在，且存在千枚岩作为围岩，结合阳山成矿原理中“花岗岩提供热源、岩浆水为主要水源”以及“千枚岩岩石构造有利于成矿热液的运动”的内容，此处存在相当大的开发潜力，且该地实际上已经发现了大型矿脉四十余条，侧面证明了此处的找矿价值。安坝一带，深处及北部仍存在尚未开发的地段，应当进一步的加大这些区域的找矿力度。