河南镇平县祈子堂金矿地质特征及矿床成因分析

赵景武, 胡 楠, 王 菲, 杨贺杰, 张 莹 , 喻艳丽

(1.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队,河南 郑州 450016;2.河南省有色金属地质矿产探测工程技术研究中心,河南 郑州 450016)

0 引言

祈子堂金矿区隶属河南省镇平县城关镇刘家岗村管辖,地理位置为北纬33°06′01″～33°06′46″,东经112°13′32″～112°16′49″。该矿区于1973年由河南省有色金属地质矿产局第三地质大队(以下简称“三队”),在楸树湾铜钼矿区外围普查找矿时发现。最初,发现了坦头山、老君山、凉水泉等金矿点。1973-1978年,三队对该区进行普查,主要集中在坦头山金矿点,虽实施了多种地质勘查手段,但找矿效果不佳。1981年,三队对该区扩大普查找矿,在祈子堂后山发现了金矿化硅化带,而后经填图、化探原生晕测量、探槽揭露,在祈子堂发现两处含金蚀变破碎带。区内圈出化探原生晕8个,又找到周家、井沟等金矿化点。通过钻探工程等进一步勘探工作,三队1986年9月提交了矿区“7～20线地段详细普查报告”,探获金储量1135.5 kg,金平均品位5.31×10-6,初步认定该矿床为小型低温热液构造蚀变岩型金矿床[1-2]。但在以往认识下,矿区及外围有诸多地域未能积极开展有效勘查和评价工作,为此,本研究通过对地质资料的再开发,对祈子堂金矿的矿床成因进行了研究,以期通过新认识挖掘该矿区及其外围的找矿潜力。

1 区域地质背景

祈子堂金矿区位于秦岭造山带北秦岭构造亚带秦岭地体东段[3],四棵树大背斜南西翼,区域性朱阳关—夏馆深大断裂的北东侧。

区内出露地层[4]主要为古元古界秦岭岩群郭庄组(Pt1g)、雁岭沟组(Pt1y),下白垩统高沟组(K1g),新近系凤凰镇组(Nf)和第四系(Q)(图1)。其中,郭庄组赋存金云母及蛭石,并见有铅、银、金矿化点分布;雁岭沟组赋存金、银矿化点多处,距矿区6 km的楸树湾铜钼矿床[5,6]也赋存于该层位中。

图1 祈子堂金矿床区域地质及矿产分布略图

区内构造复杂,秦岭岩群长期受近SN向水平挤压应力作用,形成了NWW-SEE向展布的褶皱和断裂构造。主要断裂: ① 区域性朱阳关—夏馆深大断裂是横贯本区的主干断裂。断裂面呈305°～310°方向延伸,倾向SW,局部倾向NE,倾角65°～77°。它与北侧相平行的次级断裂之间,破碎带及碎裂岩石极为发育,构成数百米宽的挤压破碎带。该断裂对区内金矿点分布有着明显的控制作用。 ② 渔沟-狼洞沟断裂位于朱阳关—夏馆深大断裂之南,NWW向延伸,断裂面走向300°～315°,倾向NE,倾角30°～58°不等。具有多次活动的特征。该断裂延伸长度及所造成破碎带的宽度不及朱夏断裂,但两者因倾向相反构成了北西狭长断陷盆地,控制了区内白垩系的沉积,亦是区域构造单元的重要划分线。除此之外,本区还见有NE、NNE、NW向断面粗糙的张性或张扭性断裂,其中NNE向张扭性断裂控制着坦头山、老君山金矿化点,规模不大,但金品位较高,可能是NWW向压性断裂的同序次的配套构造。

本区处于四棵树大背斜的南西翼,主要表现为一单斜构造,但秦岭岩群地层中,小型紧密褶皱发育,岩石柔皱现象普遍。

区内岩浆活动频繁。侵入活动分为三期:第一期加里东期;第二期华力西期,该期侵入活动规模大,分布广,呈岩基、岩株产出;第三期燕山期,主要分布在华力西期侵入体的周边部,呈岩株、岩枝侵入于秦岭岩群地层中。区内成群出现的花岗岩脉也为燕山期岩浆活动的产物[7-9]。该期岩浆活动及其空间分布与区内铜-钼矿床、金矿点(矿床)关系密切。此外,该期岩浆活动使区内岩石发生了区域热液变质作用。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区主要出露地层[4]为古元古界秦岭岩群雁岭沟组(Pt1y)变质岩系,其次为下白垩统高沟组(K1g),新近系凤凰镇组(Nf)和第四系(Q)(图2)。由北至南、由老至新分述如下:

图2 祈子堂金矿区地质略图

(1)秦岭岩群雁岭沟组(Pt1y):分为三个岩性段。

下段(Pt1y1):分布于矿区北部,NWW向展布。主要岩性为条纹状及条带状含石墨大理岩,夹有多层白云石大理岩,局部夹黑色薄层碳质条带及斜长角闪片岩层。出露厚度约1500 m。岩层柔皱构造发育,似为塑性状态下由于海底滑坡而致。与上覆中段地层呈过渡关系。

中段(Pt1y2):分布广泛,主要分布在矿区中部。岩性为灰白色厚层状白云石大理岩和含石墨白云石大理岩。碎裂结构,夹多层斜长角闪片岩。为矿区金矿主要赋存层位。总厚500～800 m。该层位的碎裂白云石大理岩其分布地段往往有金矿化及金的化探异常。在含金破碎带通过的碎裂白云石大理岩与斜长角闪片岩接触部位,尤其是金矿脉所在部位则发育糜棱状黄色碎裂白云石大理岩。

而在夹层斜长角闪片岩中常有方解石脉,并有伟晶岩的小细脉。

上段(Pt1y3):主要分布在矿区的南、东部。为一套蚀变斜长角闪片岩,夹含蛇纹石、黑云母、透辉石、大理岩薄层。呈黄绿、黑绿与灰白色相间的层状。最大厚度为455 m,与下段地层呈过渡关系。

(2)下白垩统高沟组(K1g)

分布于矿区西南部,呈NWW狭长带状,与下伏雁岭沟组呈断层接触。岩性为砾岩夹薄层紫红色泥岩。

(3)新近系凤凰镇组(Nf)

呈不整合覆于其它层位之上,产状平缓,岩性为灰绿色、棕红色砂岩及灰白色、浅绿色砾岩。砾岩底部有一层1～2 m厚的灰白色-米黄色泥灰岩。

(4)第四系(Q)

分布在沟谷和坡地,岩性为砂砾石、亚砂土、亚黏土、黏土。

2.2 构造

本区处于秦岭加里东褶皱带的南部,由于长期受近SN向水平应力的作用,断裂构造多期性活动,区内构造较为复杂。

2.2.1 褶皱

本区处于四棵树大背斜的南西翼,为一单斜构造。岩层走向280°～340°,倾向SW,倾角25°～50°,偶有70°陡倾斜,局部平缓或向北东倾斜。仅有小型背、向斜,但其柔皱构造发育。矿区的主要小褶皱为3～20线间,形成小型褶曲,其轴向与岩层走向斜交,向南东侧伏,呈宽展型短轴背、向斜,矿区较有规模的矿体在空间分布上与该构造关系密切。

2.2.2 断裂

区内断裂构造十分发育,主要为NWW向断裂,其次为NNE和NW、NE向断裂。NWW、NNE向形成时间较早,为成矿前断裂,但在成矿后仍有活动。NW、NE向形成时间较晚,为成矿后断裂[10]。

(1) NWW向断裂

断裂编号为F1～F8、F11、F16、F17,是由朱阳关-夏馆断裂及其北侧一系列近于平行的次级断裂组成。总的排列形式为向东撒开,向西收敛。平面上多为成组成带状展开。每组带中断裂与断裂之间小断裂发育,岩石受不同程度破碎,构成区内3个大破碎带(编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。由于区内发现的金原生晕异常及金矿体主要赋存在Ⅱ号、Ⅲ号断裂破碎带内,故又称为含金断裂破碎带。而位于矿区北部的F4、F7断裂,则多有花岗岩脉充填。

其中,Ⅰ号破碎带由F1和F2断裂(朱阳关-夏馆大断裂的南东延长部分)夹持而成,破碎带构造角砾、片理化、褐铁矿化、千枚岩化十分强烈。化探原生晕汞异常,沿该带分布,可能为一导矿性构造。在矿区出露长1500～3000 m,向南东倾没于第四系之下。

Ⅱ号和Ⅲ号含金断裂破碎带则分别由F8、F8-1～F8-5断裂和F3、F11断裂构成,断裂均分布在矿区中部雁岭沟组碎裂白云石大理岩岩性段中。

Ⅱ号含金断裂破碎带长约2200 m,宽80～160 m,由一系列间距宽20～60 m的次级断裂组成,具分支复合现象。单个断裂面呈舒缓波状,破碎带局部硅化强烈,矿区金矿体主要赋存在该带内。

Ⅲ号含金断裂破碎带位于Ⅱ号含金断裂破碎带北侧,总长约1000 m,宽数十米至100余米,该带岩石破碎程度、红色铁染及硅化均不及Ⅱ号含金断裂破碎带。带中有小矿体零星的分布。

值得一提的是,位于矿区北部、同属NWW向断裂组的F4、F7断裂,多有花岗岩脉充填。

(2) NNE向断裂

为长几十米的小型断裂,总体走向NE10°～20°,属以张性为主的张扭性断裂。主要发育在含石墨大理岩中。坦头山、老君山金矿化点,为该组断裂所控制。为成矿前断裂。

(3) NE及NW向断裂

NE及NW向断裂组,为成矿后断裂,一般规模小,长数十米至100余米。表现以扭性为主的张扭性特点。水平断距一般为1～2 m,断裂规模小,对矿体破坏性影响不大。

2.3 岩浆岩

区内仅见花岗岩出露。主要呈岩脉或岩枝产出,呈NWW向沿断裂面或层间侵入,少数为NE向或NNE向。区内东部及北部较发育,一般长数十米至数百米,最长超过1000 m,宽一般数米至20余米。

岩石表面呈灰黄、黄白-肉红色,细—中粒结构。主要成分为钾长石、石英,次为少量黑云母,有些含有石榴石和黑色电气石,呈灰黑色团块状集合体。镜下主要成分为钾长石、微斜长石、条纹长石等,含量占50%～60%,石英含量约占37%,少量斜长石(钠—更长石),常有绿泥石化,黑云母含量占0～2%,绢云母微量。在岩体(脉)中常夹有白云石大理岩透镜体,多已蚀变。区内偶见伟晶岩脉,宽仅数厘米至数十厘米。岩石化学成分分析结果见表1。

表1 祈子堂矿区花岗岩脉岩石化学成分分析结果

该期岩浆活动主要为成矿前,此后仍有活动。在Ⅱ-6矿脉北端及Ⅲ-17号矿脉处,花岗岩脉边部破碎有金的矿化或构成金矿体。

2.4 围岩蚀变

主要围岩蚀变有硅化、褐铁矿化、绢云母化、黑云母化、绿泥石化、碳酸盐化。

硅化在碎裂白云石大理岩中较强,呈云团状及细脉状。在糜棱状黄色白云石大理岩中多呈石英细脉状分布。蚀变宽数厘米至2 m,在Ⅱ-1和Ⅱ-2矿脉地段形成硅化带。

褐铁矿化:分布较普遍,呈散点状、细脉状、条带状、团块状。散点状、细脉状主要见于交代石英岩中,条带状、团块状主要见于糜棱状黄色白云石大理岩中。

绢云母化、黑云母化主要见于近矿斜长角闪片岩中。

碳酸盐化:分布普遍,主要在斜长角闪片岩及糜棱状黄色白云石大理岩中,呈细小的方解石脉。

硅化、褐铁矿化与成矿关系密切。硅化、褐铁矿化强烈处,金矿化较好,可为寻找金矿体的标志。绢云母化、黑云母化在成因上与成矿有一定的联系。绿泥石化、碳酸盐化则由区域变质作用及成矿后期形成的。

3 矿床地质特征

本文所述的祈子堂金矿床,是指“矿区内已详细勘查和评价的矿床”和“矿区及外围已发现但未积极勘查和评价的矿点”。本节主要介绍前者特征,并简略介绍后者特征。

3.1 矿体特征

3.1.1 矿体空间分布

区内共圈定矿体22个,分别分布在Ⅱ、Ⅲ含金断裂破碎带内。Ⅱ号带赋存矿体18个(含盲矿体2个),Ⅲ号带赋存矿体4个。大多数矿体赋存在NWW断裂构造或其侧部破碎带中,尤其是断裂构造或其侧部破碎带附近有花岗岩脉或石英脉发育处(图2、图3)。围岩是含铁碎裂白云石大理岩及斜长角闪片岩,矿体赋存在两岩层接触处白云石大理岩一侧为主。具有一定规模的金矿体主要集中在Ⅱ号带7～20线间近700 m地段内,特别在0～5线及8～20线间的两个同向小倾伏背斜部位,矿体的规模最大。

图3 祈子堂金矿区0线剖面图

3.1.2 矿体形态、规模及产状

矿体严格受断裂构造控制,断裂两侧的岩石往往产生不同程度的破碎,形成断裂破碎带。因而,矿体形态变化亦较大。一般为脉状,其次为扁豆状、似层状等,尖灭再现及分枝复合现象明显,由于受后期挤压作用,矿体两侧往往形成糜棱岩及片理化。矿体走向290°～320°,倾向南西,倾角25°～75°,所有矿体均为上部较陡向深部逐渐变缓。

一般矿体走向延长数十米至100余米,最长者230 m,脉宽0.3～4 m,最宽5.41 m。已控制的最大延伸300 m。沿走向,矿体断续出现,间断部位由断裂破碎带或蚀变带相连接。由于受同向小倾伏背斜的控制作用,一般向南东侧伏,侧伏角30°～35°。

Ⅱ-5、Ⅱ-8矿体,主要受层间破碎带的控制,硅化及褐铁矿化较弱也不均匀,所以与围岩界线不清,形态变化亦较大。各矿体主要特征见表2。

表2 矿体规模、形态、产状、品位统计

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型及其矿物组成、结构构造

矿石矿物成分简单,金属矿物极少,按矿石的岩石性质、蚀变特征、结构构造划分出以下四种类型:

(1)硅化白云石大理岩型: 主要脉石矿物为白云石,其次为方解石及石英、石墨等。灰白色,见有硅质小脉及灰色云团状的硅化体分布。一般见不到金属矿物,褐铁矿也极少见到,含Au量低,Au一般为(0.n～2)×10-6,主要分布在矿体边缘部位。

(2)交代石英岩型: 浅灰色,脉石矿物有交代所形成的石英(80%～90%),其次有少量残留的白云石、方解石,并见蛋白石,偶见绢云母等。金属矿物含量占1%,主要有赤铁矿、黄铁矿、针铁矿、自然金、自然铋等。偶见磁铁矿。呈隐晶—花岗变晶结构、星点状结构,浸染状构造、块状构造及角砾状构造。

(3)糜棱状黄色白云石大理岩型: 浅黄色,脉石矿物主要为方解石及少量石英,金属矿物见褐铁矿呈团块状或细小脉状分布。实为糜棱岩或超糜棱岩。碳酸盐化强烈。一般Au含量为(1～4)×10-6。

(4)硅化、褐铁矿化糜棱状黄色白云石大理岩型: 黄褐色,脉石矿物主要为方解石及少量石英,褐铁矿化、硅化较强,见石英小细脉,金属矿物见褐铁矿呈脉状、团块状或细条带状分布,Au含量一般为(3～7)×10-6,普遍金含量较高。分布也相对稳定。

各类型矿石的分布规律,交代石英岩型金矿石是构成矿体的主体,主要分布在矿体的中心部位(或分布在扁豆体的中部),其余三种类型矿石多分布在矿体侧部及两端部分,或扁豆体与扁豆体之间连结部分。硅化白云石大理岩型矿石在白云石大理岩中发育,如与交代石英岩型矿石并存时,两者无明显界线,两者约占总矿石量70%。糜棱状黄色白云石大理岩型矿石多分布在矿体与斜长角山片岩接触部位,硅化、褐铁矿化糜棱状黄色白云石大理岩型矿石不规则的分布在该类型之中,两者约占总矿石量的30%,但在某些部位可能为几种矿石类型并存。

3.2.2 矿石的化学成分

选矿实验样矿石化学分析和光谱分析结果及矿区对9个矿石样所做的光谱全分析结果,表明金矿体中,其他元素含量很低。经51个矿体刻槽样分析结果,Au平均品位为4.76×10-6,Ag平均品位为0.87×10-6,Ag最高品位为6.1×10-6,计算Ag与Au相关系数为0.78,说明Au和Ag关系密切。

3.3 金矿化特征及金的赋存状态

3.3.1 金矿化特征

矿石Au品位一般为(1～4)×10-6,全区Au平均品位为4.63×10-6,主要金矿体平均品位为5.47×10-6,单样最高Au品位大于200×10-6。金矿化在交代石英岩金矿石中较为稳定,而在糜棱状弱硅化黄色白云石大理岩型金矿石中Au品位变化较大,一般以混合类型出现时品位较高,Au品位可达(5～10)×10-6。

金矿化沿矿体走向或厚度方向均表现出跳跃性的变化特点,分布很不均匀。在较富集部位,硅化和褐铁矿化较强。总体来看,金在矿体中部,特别是矿体膨大部位较富集,向矿体两端矿化减弱(图4)。从厚度方向看,矿体两侧矿化较中间强。

图4 288 m中段Ⅱ-6矿体沿走向厚度、金品位变化曲线图

从构造影响情况看,糜棱岩化、片理化发育处,特别是有第二期石英发育处,矿化较强。

主要金矿体Au品位变化系数为103%～134%,属很不均匀性分布。

3.3.2 金的赋存状态

金为自然金,金黄色,不规则粒状、枝杈状,一般粒径为1～10 μm,最大粒径达50 μm,属细粒金。主要见于第二期石英裂隙中,偶见于针铁矿中,或呈散点状分布于早期石英颗粒中。金含量为93.22%～94.30%,含银量为4.03%～5.65%,其他元素含量甚微,金成色为943‰～959‰。

3.4 矿区及外围其他金矿化点

包括矿区内花岗岩脉中金矿化体、矿区北部外围坦头山及老君山矿点处金矿化体等。

3.4.1 矿区内花岗岩脉中矿化体特征

在Ⅱ-6矿脉北端及Ⅲ-17号矿脉处,花岗岩脉边部破碎有金的矿化或构成金矿体。该类型矿化体为个别发现,勘探过程中未单独圈出矿体,因而对该类型矿体特征未进行积极研究。

3.4.2 矿区北部外围坦头山及老君山矿点处金矿化体特征

该矿段,发现了金矿体,也进行了勘查,但勘查效果不佳,矿体规模较小,未积极地进一步勘查和评价。其特殊的地质特征,反映出其与“矿区内已详细勘查和评价的矿体”具有不同的成因类型,其特征简略介绍如下。

(1)金矿化体基本特征

该矿段,在祈子堂矿区北部边界外500 m,属其北部外围。在坦头山、老君山各发现单一矿体1个,同属多金属硫化物金矿点。矿体规模较小,但金含量较高。

坦头山矿体赋存在含石墨白云石大理岩中,受NNE向(10°～25°)向以张性为主的张扭性断裂控制。矿石类型为赤铁矿、多金属-石英-自然金类型。金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等,氧化矿物有赤铁矿、褐铁矿。金属矿物呈细脉状、浸染状分布。自然金呈树枝状、片状及粒状产于赤铁矿中,最大金粒径达3 mm。成矿期可分为两个矿化阶段:第一阶段为金-黄铁矿-黄铜矿-石英阶段;第二阶段为方铅矿-闪锌矿-石英脉阶段。矿石含金量一般为(2～25)×10-6,高者达162.5×10-6。矿体呈似筒状,规模小,倾向NW,倾角50°～75°,矿体膨缩现象显著。金属矿物呈细脉状、浸染状分布。

(2)同位素特征

矿区硫化物矿石的硫同位素测试结果(表3)表明:① 矿石硫同位素δ34S值分布范围0.83‰～3.36‰之间,集中在1.5‰～3‰之间,变化范围较小,具有陨石硫特征。② 与含水花岗岩质熔体处于平衡的岩浆流体相的δ34S值接近于4‰[11],岩体中未见到硫酸盐矿物。表3中测定硫同位素的矿物是本矿段矿体的主要硫化物,说明成矿流体的硫以还原形式占绝对优势。因此,表中硫化物的δ34S值代表了与花岗质熔体处于平衡流体相的δ34S值,可以认为形成本矿体的硫来源于岩浆。

表3 硫同位素测定结果

石英包裹体均一化温度及氢、氧同位素组成测试结果(表4)显示,本矿化地段的成矿温度集中于275℃～350℃区间,属中温范畴;将氢氧同位素组成投影至δD-δ18O关系图上显示本区的成矿热液为混合来源,早期为岩浆水,而晚期则明显与地层水关系密切。

表4 石英包裹体均一化温度及氢氧同位素组成

4 矿床成因分析

4.1 低温热液构造蚀变岩型金矿床

祈子堂金矿区内已详细勘查和评价区域,金矿体(脉)赋存于秦岭群雁岭沟组大理岩岩性段的断裂破碎带中。矿体严格受断裂构造控制。

通过地质-化探联合剖面上样品微金分析统计结果表明,雁岭沟组各种岩性的金丰度平均值均低于克拉克值,说明金矿质的来源,很难从围岩中提取。

金矿石中金属矿物组合,主要有针铁矿、褐铁矿、赤铁矿、自然铋、自然金。自然金呈粒状、枝杈状分布在石英及针铁矿晶隙中。再生石英的产生对金矿富集有显著的影响。对选矿试验样岩相分析,赤铁矿、水云母含金量最高,而赤铁矿、水云母在矿石中呈脉状或交代碳酸盐矿物呈浸染状。分布在矿体侧部的糜棱状黄色大理岩,实际是一种糜棱岩或超糜棱岩,并受硅化及碳酸盐化的作用。

围岩蚀变有硅化、赤(褐)铁矿化,局部可见钾化、绢云母化等。

金为自然金,一般粒径为1～10 μm,最大粒径达50 μm,属细粒金。

综上所述,认为矿床的形成具有低温热液成矿特征,故祈子堂金矿床为低温热液构造蚀变岩型金矿床。

4.2 中温热液构造蚀变岩型金矿床

矿区北部外围坦头山、老君山矿段,矿体赋存在含石墨白云石大理岩中,受NNE向(10°～25°)以张性为主的张扭性断裂控制。矿体规模小,但金含量较高。金属矿物有黄铁矿、黄铜矿等中温矿物。金属矿物呈细脉状、浸染状分布。自然金粒度大,金最大粒径达3 mm,是矿区自然金粒径的60～3000倍。

矿段硫同位素特征显示:硫为陨石硫,即深源硫;成矿物质来自于岩浆。氢、氧同位素特征显示成矿热液为混合来源,早期为岩浆水,晚期则明显与地层水关系密切。成矿温度属中温范畴。

综上所述,祈子堂矿区北部外围坦头山、老君山矿段矿床的形成具有中温热液成矿特征,为中温热液构造蚀变岩型金矿床。

4.3 金矿床与花岗岩岩枝、岩脉关系

矿区及外围金矿床与花岗岩岩枝、岩脉关系密切,证据如下:

(1)矿区及区域内成群出现的花岗岩脉为燕山期岩浆活动的产物,燕山期岩浆活动及其空间分布与区内铜钼矿床、金矿点关系密切[7]。

(2)本矿区属楸树湾铜钼矿床外围,矿区花岗岩岩枝、岩脉是形成楸树湾斑岩复合型铜钼矿床的楸树湾燕山期斑岩体的外围岩枝、岩脉。成矿元素围绕楸树湾燕山期斑岩体具有分带现象[13],表现为平面上楸树湾铜钼矿床从楸树湾斑岩体中心到外围矿化具有 Mo→Mo、Cu→Cu、Mo→Cu→Cu、Ag→Ag 不规则环状分布特点(图5),由图5可见,各种矿化带与岩体围岩的不同蚀变带相对应。本矿区金中含有银,其它元素甚微,银与金成矿关系密切,表明这种环状至本矿区处可能增加了Au,这种不规则的环状可能又增加为 Mo→Mo、Cu→Cu、Mo→Cu→Cu、Ag→Ag→Ag、Au→Au。故理论上矿区具有形成“含金岩浆-热液”的可能。

图5 楸树湾矿区蚀变与矿化水平分带图[13]

(3)从表1可以看出Ⅱ-6矿脉、Ⅲ-17号矿脉在矿区各矿体中金平均品位最高,且Ⅱ-6矿脉出现了200×10-6矿区最高品位。应是与其相连的、形成有金矿体的花岗岩脉提供了含金热液。这也从侧面说明矿区部分花岗岩脉的成脉岩浆中有“含金岩浆-热液”。

(4)由图1可以看出,金矿(点)附近基本都有燕山期花岗岩出露。说明金矿体与γ5花岗岩岩枝、岩脉关系密切。矿区还有伟晶岩脉出现,而伟晶岩脉是岩浆气—液分离的产物[14]。

(5) 结合表1和图2可知,与花岗岩脉接近的矿体产出的金的最高品位都较大,如Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-6、Ⅲ-17矿体,说明花岗岩脉可能提供了成矿物质。从矿区宏观上来说Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-6矿体是受同一花岗岩脉的影响,只是该花岗岩脉断续出露,并断续矿化。

(6)矿区低温热液构造蚀变岩型金矿体,金矿化沿矿体走向或厚度方向均表现出跳跃性的变化特点,分布很不均匀。金在矿体中部,特别是矿体膨大部位较富集。表明含矿低温热液不是由热流作用下原地活化迁移而形成,而可能是由含金岩浆-热液演化而来。

(7)由图2可以看出,老君山矿点的矿体Ⅱ-24附近分布有多个花岗岩岩枝、岩脉。

(8)矿区北部外围坦头山及老君山矿段硫同位素特征显示,硫为陨石硫,即深源硫;成矿物质来自于岩浆。

综上所述,祈子堂矿区及外围金矿床与花岗岩岩枝、岩脉关系密切,金矿体与其在空间分布上联系紧密,成矿物质可能来源于楸树湾斑岩体外围花岗岩岩枝、岩脉。

4.4 矿床成因类型及形成机制

根据上述分析,认为祈子堂金矿床为“成矿物质可能与斑岩有关的、分布在斑岩外部围岩构造破碎带中的低—中温热液构造蚀变岩型金矿床”。

其可能的形成机制:岩浆在侵位时发生大规模气—液分离,析出富含挥发分和矿质的、具有向流体过渡性质的过渡性岩浆[15-16],这些过渡性岩浆随后沿着岩体上方的断裂或裂隙运移,在适合的物理化学、地质条件下,过渡性岩浆再次发生气—液分离,析出富含矿质的岩浆-热液后,残留体以花岗岩岩枝、岩脉形式出现。而析出的富含矿质的岩浆-热液则通过交代等形式进一步演化形成成矿流体[16](有的则结晶形成伟晶岩),当富含矿质的岩浆-热液在NWW向以压性为主的压扭性断裂破碎带运移时,由于破碎带疏松、开放性程度高,富氧等原因,富含矿质的岩浆-热液演化为低温含金热液,这种矿液交代破碎带中白云石等易交代矿物,形成低温热液构造蚀变岩型金矿体,同时近矿围岩被交代硅化或形成石英脉,且硫化物基本被氧化为氧化物;当富含矿质的岩浆-热液在NNE向以张性为主的张扭性断裂中运移时,由于有断续张性裂隙、围岩坚硬等原因,开放性程度相对较低,富含矿质的岩浆-热液演化为中温含金热液,这种矿液沿断裂裂隙或围岩裂隙充填交代,并沉淀成矿,形成中温热液构造蚀变岩型金矿体,金属矿物以硫化物为主。

5 结论及建议

(1)祈子堂金矿区及其外围金矿床为成矿物质可能与斑岩有关的、分布在斑岩外部围岩构造破碎带中的低—中温热液构造蚀变岩型金矿床。不仅仅是前人认为的单一的低温热液构造蚀变岩型金矿床。改变找矿思路,认为区内具有较大金找矿潜力。

(2)本区位于秦岭构造带北秦岭构造亚带秦岭岩群地体东段,变质作用复杂。褶皱与断裂构造发育,具多期岩浆活动,特别是燕山期酸性岩浆活动频繁,具有金及其他多金属矿床形成的良好条件。区内已知的矿床有掌耳沟锑矿、大河沟锑矿、红卫(板厂)铜矿、楸树湾铜-钼矿床。二龙-祈子堂一带分布有众多的铜、铅、锌,金、银等多金属矿(化)点或物化探异常。区内具有较好的找矿前景。

(3)本矿区属楸树湾铜钼矿床外围,矿区花岗岩岩枝、岩脉又是形成楸树湾复合斑岩型铜钼矿床的楸树湾燕山期斑岩体的外围岩枝、岩脉。

成矿元素围绕楸树湾燕山期斑岩体具有分带现象,平面上,矿化具不规则环状分布。本矿区处,这种不规则的环状可能又增加为 Mo→Mo、Cu→Cu、Mo→Cu→Cu、Ag→Ag→Ag、Au→Au。故本矿区及外围具有较大金矿找矿前景。

(4)坦头山、老君山矿体,是祈子堂金矿区及北部外围发现的、受NNE向张性断裂控制的中温热液构造蚀变岩型金矿体。张性断裂常具有沿走向、倾向断续延续的特点,祈子堂金矿区内又具有断裂带向北东侧伏的特点。应据此两个特点,选取合适位置施以槽探、钻探工程,控制矿体走向、倾向延伸。并不断研究该类型矿体的成矿、赋矿规律,指导全区NNE向断裂处(尤其是花岗岩脉附近NNE向断裂处)该类型矿体的进一步找矿工作。

(5)矿区目前发现的矿体,以花岗岩岩脉附近及NWW与NNE向断裂交汇处附近,受NWW向断裂破碎带控制的低温热液构造蚀变岩型金矿体为主。其品位不高、单个矿体资源量不多,但也具有一定的找矿潜力。今后,结合化探原生晕异常(Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号破碎带均有),宜在这些部位及其他矿点处加大找矿力度,力求尽量增加该类型金矿体的资源量总量。