任廣智，張友剛

（1.中國(guó)黃金集團(tuán)公司，北京 100011；2.金廠峪金礦，河北 遷西 064300）

金廠峪金礦床成礦模式探討

任廣智1，張友剛2

（1.中國(guó)黃金集團(tuán)公司，北京 100011；2.金廠峪金礦，河北 遷西 064300）

金廠峪金礦受控于太古界地層、韌性剪切帶和燕山期青山口巖體，成礦作用具有多期多階段的特點(diǎn)，礦床成因?qū)僮冑|(zhì)—重熔中溫?zé)嵋菏⒚}型金礦床。

韌性剪切帶；成礦模式；探討

1 前言

金廠峪金礦位于河北省遷西縣境內(nèi)，是全國(guó)著名的大型金礦床之一。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng)118°25′23″～118°27′05″，北緯 40°18′03″～40°19′07″。本文根據(jù)井下地質(zhì)觀察及對(duì)實(shí)際資料的分析，對(duì)其成礦地質(zhì)特征進(jìn)行探討。

金廠峪金礦位于華北地臺(tái)燕山臺(tái)褶帶馬蘭峪復(fù)背斜軸部中段。區(qū)內(nèi)出露地層為太古宙八道河群王廠組。主要區(qū)域變質(zhì)巖為斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖和變粒巖。剪切帶內(nèi)有各種動(dòng)力變質(zhì)巖。礦區(qū)西側(cè)有燕山期青山口花崗巖，西北部有賈家山花崗巖，礦區(qū)內(nèi)及外圍有同源脈巖從基性到酸性均有出露。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線呈北北東向展布。主要控礦構(gòu)造為北北東向韌性剪切帶。含金石英脈有石英單脈和鈉長(zhǎng)石英復(fù)脈兩種，礦體分布受脈帶控制。圍巖蝕變主要有絹云母化、綠泥石化、硅化、黃鐵礦化、鈉長(zhǎng)石化和碳酸鹽化。

金廠峪礦區(qū)分為三個(gè)礦段，北部黑石峪礦段（36線以北）長(zhǎng)約1 700m，南部桑家峪礦段（43線以南）長(zhǎng)約3 000m，中部金廠峪礦段（36～43線）長(zhǎng)約1 500m。含金片理化帶全長(zhǎng)6 200m，最窄部位約200m，最寬部位約900m，出露面積5km2。

2 礦源層及原巖恢復(fù)

金廠峪金礦床位于古老變質(zhì)巖系太古界八道河群王廠組地層中。礦床圍巖是角閃質(zhì)巖石。據(jù)測(cè)定斜長(zhǎng)角閃巖中，金的平均豐度值是0.0715×10-6，比其它巖石平均豐度值（3.5×10-9）高出20倍。這是由于原巖在區(qū)域變質(zhì)作用中金元素活化、遷移、富集的結(jié)果。但是，金豐度值高低不是能否發(fā)生礦化的必要條件，更重要的是取決于金在巖石或礦物中的存在形式，如果金呈易活化的狀態(tài)，就容易進(jìn)入成礦溶液，一旦遇到適宜的物理化學(xué)條件就會(huì)富集成礦。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究，本區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖中的金呈易熔狀態(tài)存在。因此，可以認(rèn)為斜長(zhǎng)角閃巖是金的最佳礦源層。

以區(qū)域變質(zhì)作用是原巖在等化學(xué)條件下的變化為依據(jù)[1]，對(duì)王廠組中斜長(zhǎng)角閃巖17個(gè)樣品的化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行了圖解投影，在AFM三角圖解中大都落入拉斑玄武巖區(qū)，見圖1。

圖1 AFM三角圖解

據(jù)以上原巖恢復(fù)，可以認(rèn)為八道河群王廠組中的斜長(zhǎng)角閃巖其原巖是拉斑玄武巖和部分沉積巖，屬海相沉積建造，為金的初始礦源層。

3 構(gòu)造對(duì)金礦化的控制

國(guó)內(nèi)外許多大型、特大型金礦床其形成都直接與韌性剪切帶有關(guān)，韌性剪切帶構(gòu)造不僅為金礦化提供了礦質(zhì)運(yùn)移的通道，而且是金礦田內(nèi)最重要的儲(chǔ)礦構(gòu)造[2]。金廠峪地區(qū)的脆性斷裂構(gòu)造帶較為復(fù)雜，不同力學(xué)性質(zhì)、不同序次和不同等級(jí)的斷裂極為發(fā)育，但以北北東向構(gòu)造為主，見圖2。

圖2 金廠峪金礦區(qū)新華夏系左行剪切應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)變橢球體

金廠峪大型金礦床賦存在燕山早期剪切帶內(nèi)，其走向呈北北東向，傾角70°～80°，區(qū)內(nèi)共有六條脈帶（剪切帶）均呈北北東向平行展布，有的長(zhǎng)達(dá)6 000余米。脈帶由各種蝕變糜棱巖組成。含金石英脈、鈉長(zhǎng)石英脈往往沿片理分布，構(gòu)成含金石英復(fù)脈，也有石英單脈。礦體分布完全受脈帶控制。含金石英復(fù)脈形成于韌性轉(zhuǎn)脆性的過渡環(huán)境，在剪切變形作用驅(qū)動(dòng)下，發(fā)生動(dòng)力變質(zhì)分異，沿片理形成了含金鈉長(zhǎng)石英復(fù)脈。晚期構(gòu)造作用，重熔巖漿使金再次遷移，富集形成含金石英單脈。

本區(qū)一級(jí)構(gòu)造是大型韌性剪切帶，它控制著礦體的展布方向和分布范圍。而金礦化的富集程度、礦體的空間分布受次級(jí)構(gòu)造控制，金礦化的有利構(gòu)造部位是褶曲軸部、構(gòu)造傾伏端、斷裂交匯處、主斷裂走向拐彎處、兩組共軛節(jié)理交匯處等。總之，各種不同性質(zhì)、不同規(guī)模的次級(jí)構(gòu)造是成礦期的構(gòu)造薄弱帶，是礦質(zhì)沉淀的有利空間，對(duì)金礦化的富集起著控制作用。

脆性斷裂構(gòu)造帶疊加于韌性剪切帶上而形成，具有明顯的繼承性，它們具有相同的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，但變形的時(shí)間有先后，變形的環(huán)境有差異。與脆性斷裂伴生的金礦主要賦存于北北東向壓（扭）性斷裂附近的一系列斷裂帶中。北北東向壓（扭）性斷裂多呈舒緩波狀，根據(jù)斷裂面上的擦痕和斷裂旁的低序次張性斷裂和扭性斷裂的分布，可確定該斷裂具逆斷層性質(zhì)。含金石英脈往往充填于平行逆斷層的次級(jí)斷裂和逆斷層旁的低序次斷裂中，或充填于斷裂帶附近的韌性剪切帶的強(qiáng)烈片理化巖石中。沿北北東向壓（扭）性斷裂充填的以石英巨脈為主，巨脈中的石英呈潔白色，顆粒較大，含金貧，但在巨脈兩旁的彎曲處含金較富。沿次級(jí)斷裂和低序次斷裂充填的以石英細(xì)脈為主，成為含金石英脈群，脈體中的石英呈鐵銹色或暗灰色，黃鐵礦顆粒細(xì)小，這種石英脈含金較富。次級(jí)斷裂和低序資斷裂是金礦賦存的主要構(gòu)造，尤其在脆性斷裂和具金礦化的韌性剪切帶的疊加部位，金礦更為富集。但不可否認(rèn)，在有的部位脆性斷裂對(duì)賦存于韌性剪切帶中的礦體有破壞作用。

金廠峪礦區(qū)三個(gè)礦段的構(gòu)造特征：①北部黑石峪礦段完全為緊密倒轉(zhuǎn)褶皺，褶皺軸面傾向NW，傾角約40°，但向深部轉(zhuǎn)陡，漸變?yōu)榻?0°，軸面仍傾向北西，本段長(zhǎng)1 700m。②中部金廠峪礦段走向?yàn)?5°，由一個(gè)主向斜與兩側(cè)兩個(gè)背斜的復(fù)式向斜組成。北部狹窄，而南部撒開，北部40線地表寬約300m，南部43線地表寬約920m，南北長(zhǎng)1 500m。③南部桑家峪礦段總體亦為一向東部倒轉(zhuǎn)，軸面傾向北西的傾伏褶皺，褶皺幅度寬緩，相應(yīng)層位向南西方向傾伏，本礦段長(zhǎng)約3 000m。礦體的分布和產(chǎn)出受后期新華夏系左行剪切應(yīng)力場(chǎng)影響，北北東向壓扭性構(gòu)造為主導(dǎo)礦構(gòu)造，而與其成銳角相交的南北向張扭性構(gòu)造及北東東向片理化帶為容礦構(gòu)造。北北東和南北向這兩組控礦構(gòu)造都是由多條規(guī)模大小不等的平行構(gòu)造組成，大的構(gòu)造控容大礦體，小的構(gòu)造控容小礦體；張扭性構(gòu)造控制石英脈型為主，壓扭性構(gòu)造控制蝕變巖型為主，兩者交叉部位即有石英脈型又有蝕變巖型。綜上可見，由北至南三個(gè)礦段共同組成一個(gè)面積約5km2的金礦田。

4 成礦模式

金廠峪金礦的成礦作用具有多期迭加的特點(diǎn)，其成礦模式可概括為以下幾點(diǎn)。

（1）太古代早期海底火山噴發(fā)和海洋沉積作用，由于金的親鐵性，形成了金的原始堆積，即初始礦源層。

（2）太古代的區(qū)域變質(zhì)作用使初始礦源層中的金部分活化、遷移，在低壓帶的斜長(zhǎng)角閃巖中富集，形成金的礦源層。

（3）燕山期重熔巖漿熱液和剪切帶周圍巖石中的礦化劑，使礦源層中的金及其它成礦元素再次活化、遷移，并在剪切帶的有利部位富集成礦、形成工業(yè)礦體。

（4）剪切帶為含金熱液的運(yùn)移和金的沉淀提供了有利條件，而且使大量的礦化劑和Au、Ag等的成礦元素富集，進(jìn)而引起圍巖蝕變，促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)，對(duì)金礦的形成起了重要作用。

5 礦床成因類型

金廠峪金礦物質(zhì)來源于太古界古老變質(zhì)巖系。在漫長(zhǎng)的地殼發(fā)展演化過程中，金元素經(jīng)多次活化、遷移富集，但主要是太古代的區(qū)域變質(zhì)作用和中生代的燕山期。據(jù)同位素測(cè)定，金廠峪金礦床成礦地質(zhì)年齡是195Ma的燕山期[2]。

據(jù)黃鐵礦中微量元素分析，含金石英脈中Co含量為279×10-6～461.3×10-6,Ni含量為96.5×10-6～614.6×10-6，Co/Ni一般小于1，屬深成成因。

從氫氧同位素看，δD為～65.7‰～-67.5‰，δ18ΟH2O為-0.35‰～＋3.4‰[4]，此數(shù)值即不屬于典型的巖漿水（δD為-48‰～-80‰，δ18Ο為＋6‰～＋9‰）,也不屬于典型的變質(zhì)水(δD為-20‰～-65‰，δ18O為＋5‰～＋25‰)，而是由二者組成的一種混合水。

碳同位素表明,δ13C值變化范圍在3.5‰～-7.6‰，平均值是5.28‰,與自然界某些已知地質(zhì)體中的δ13C相比,本區(qū)的δ13C值落入巖漿氧化態(tài)碳和巖漿成因的碳酸巖同位素范圍內(nèi)，說明該區(qū)的碳酸鹽化屬巖漿熱液成因。

礦床成礦溫度在260～320℃，屬中溫?zé)嵋旱姆秶?/p>

6 找礦方向

通過對(duì)金廠峪金礦控礦、成礦規(guī)律研究及現(xiàn)有工程揭露情況分析，金廠峪找礦方向是礦區(qū)下部、邊部太古界八道河群王廠組斜長(zhǎng)角閃巖中的構(gòu)造交叉部位及與巖體接觸帶的有利成礦部位；另外上部未做工作的北北東向壓扭性與南北向張扭性次級(jí)構(gòu)交叉的部位也是尋找中小礦體的有利部位。

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ脈帶在垂直方向上沿不同方向構(gòu)造面有依次向下延伸交匯趨勢(shì)，并產(chǎn)生走向、傾向轉(zhuǎn)折。脈帶的交匯部位及Y字型構(gòu)造的平行構(gòu)造是成礦的有利部位。在Y字型構(gòu)造控礦基礎(chǔ)上，深部尋找另一個(gè)與Ⅱ脈帶空間構(gòu)造類型相似礦脈的可能性是很大的。

7 結(jié)語

綜上所述，筆者認(rèn)為金廠峪金礦床礦源層是太古界八道河群王廠組中的斜長(zhǎng)角閃巖，其原巖是拉斑玄武巖和部分沉積巖；成礦熱液是由變質(zhì)熱液和巖漿熱液二者組成的一種混合熱液；剪切帶是主要的控礦構(gòu)造；原巖中的金在區(qū)域變質(zhì)作用和巖漿活動(dòng)過程中被活化、遷移，在燕山期富集成工業(yè)礦體。礦床成因類型為變質(zhì)—重熔中溫?zé)嵋菏⒚}型金礦床。

[1] 王仁民等.變質(zhì)巖原巖判別法[M].北京：北京地質(zhì)出版社，1987.

[2] 許曉峰.一個(gè)韌—脆性剪切變形帶型金礦床——金廠峪金礦床[J].礦產(chǎn)與勘查，1990，（4）.

[3] 林而為等.冀東金礦集中區(qū)的鉛同位素研究[J].長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1985，15（4）.

[4] 許云程.穩(wěn)定同位素在金礦床成礦研究中的應(yīng)用[J].唐山工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，1992，（12）.

Discussion on metallogenic model of Jinchangyu gold deposit

Jinchangyu gold deposit was controlled by Archean group strata,ductile shear belt and Qingshankou rock mass inYanshan.The ore-forming process was multi-period and multi-stage.The deposit genesis belongs to metamorphogenic remelting mesother?mal quartz gold-bearing deposit.

ductile shear belt;metallogenic model;discussion

1672-609X（2010）05-0048-03

P618.51

B

2010-06-08

2010-07-07

任廣智(1955-),男,河南虞城縣人,高級(jí)工程師,主要從事巖金礦山地質(zhì)工作。