穆新華，趙文川

（武警黃金部隊第二總隊，河北廊坊 065000）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

馬塢金礦床位于甘肅省岷縣、禮縣、武山三縣交界處，行政區(qū)劃屬岷縣馬塢鄉(xiāng)管轄。大地構(gòu)造位置處于秦嶺褶皺系（Ⅱ）禮縣—鎮(zhèn)安華力西褶皺帶（Ⅲ）之馬塢—酒店復(fù)式背斜（Ⅳ）。該區(qū)屬于岷禮金－多金屬成礦帶的西段，圍繞中川巖體群先后發(fā)現(xiàn)了李壩、羅壩、馬泉、金山、崖灣等金礦床（圖1）［1］，成為區(qū)內(nèi)重要的金成礦集中區(qū)，這些金礦大多分布在巖體的內(nèi)外接觸帶上，或分布于巖體外圍巖脈發(fā)育地段［2］。區(qū)域地層中金的背景值較高，構(gòu)造活動強烈，巖漿巖發(fā)育，成礦條件優(yōu)越［3］。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為中泥盆統(tǒng)舒家壩群何家店組，總體呈NWW向帶狀展布，自上而下分為4個巖性段，分布最廣且與成礦關(guān)系最為密切的是何家店組第一巖性段（D2h1）和第二巖性段（D2h2）。

何家店組第一巖性段（D2h1）：主要分布于礦區(qū)中部和中北部，為朱家山—明珠山向斜的主要組成層位，巖性以中－薄層灰?guī)r、灰?guī)r夾細砂巖為主，巖層傾向30°～50°（局部反傾），傾角45°～85°。

何家店組第二巖性段（D2h2）：主要分布于礦區(qū)中部和南部，巖性主要為（綠泥石）絹云母千枚巖、（斑點狀）千枚巖、板巖等，礦區(qū)南部巖層傾向210°～230°，傾角40°～72°。為礦區(qū)最主要的賦礦巖性段，已知的金礦脈主要賦存于該巖性段中。

何家店組第三巖性段（D2h3）：僅在礦區(qū)西側(cè)零星出露，巖性主要為粉砂質(zhì)板巖、千枚巖，底部為厚層塊狀變中粒石英砂巖。

何家店組第四巖性段（D2h4）：主要分布于F1斷裂以北，巖性主要為斑點狀板巖、薄層灰?guī)r、淺灰色變石英砂巖、變粉砂巖等。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，褶皺構(gòu)造主要為馬塢背斜及朱家山—明珠山向斜，斷裂構(gòu)造主要有F1，F(xiàn)3和派生的次級斷裂。

馬塢背斜位于礦區(qū)中南部（圖2），其北部為朱家山—明珠山向斜，為馬塢—酒店復(fù)背斜的組成部分，礦區(qū)成礦與馬塢背斜的關(guān)系密切。背斜由泥盆系何家店組構(gòu)成，從北東至南西，地層由厚層灰?guī)r→薄層灰?guī)r→千枚巖→薄層灰?guī)r→厚層灰?guī)r依次過渡［3］，由于后期斷裂的破壞，背斜的形態(tài)殘缺不全，總體為一直立傾伏褶皺，樞紐走向NW-SE向，西翼總體傾向SW，東翼總體傾向NE。

F1和F3斷裂為礦區(qū)的主要斷裂，貫穿礦區(qū)，走向NW向（圖3）。

F1斷裂由一系列小構(gòu)造組成，自礦區(qū)北部穿過，為禮縣—羅壩—鎖龍口深斷裂的分支，地形上表現(xiàn)為寬緩的負地形，走向320°左右，傾角65°～85°，寬80～240 m，屬壓扭性斷裂。主要發(fā)育于灰?guī)r與千枚巖的結(jié)合部位，通過灰?guī)r等脆性巖層時多形成斷層角礫巖；通過千枚巖等韌性巖層時巖石強烈破碎，多形成斷層泥、碎裂巖等。帶內(nèi)礦化及蝕變現(xiàn)象明顯，在灰?guī)r內(nèi)主要發(fā)育大理巖化、褐鐵礦化，在千枚巖內(nèi)主要發(fā)育方解石化、硅化及褐鐵礦化。該斷裂為礦區(qū)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造。

F3斷裂自礦區(qū)中部穿過，沿馬塢—酒店公路展布，發(fā)育一系列的斷層三角面，為一張性斷裂，地形上表現(xiàn)為負地形。該斷裂位于馬塢背斜核部，主要由斷層泥、碎裂巖組成，寬幾十米或上百米，發(fā)育黃鐵礦化、褐鐵礦化、方解石化、硅化、綠泥石化等蝕變礦化現(xiàn)象。在局部地段發(fā)現(xiàn)大量粗粒黃鐵礦，有一定的金礦化顯示，局部w（Au）達到2 ×10－6以上［2］。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)發(fā)育閃長玢巖脈、斜云煌斑巖脈、細晶巖脈等。閃長玢巖脈、細晶巖脈規(guī)模較小，與礦化關(guān)系不大?；桶邘r脈在礦區(qū)南部地表出露較多，與金礦脈往往出現(xiàn)在同一空間，一般寬幾米，長幾十米，分布較為零亂，與金礦脈關(guān)系密切，巖脈周邊的礦脈厚度相對較大、金品位相對較高［2］?；桶邘r與中川巖體的稀土元素組成特征十分相似，w（∑REE）＝152.330×10－6和174.427×10－6，變化較小，說明其與中川巖體是同源的產(chǎn)物［4］。

圖2 馬塢背斜褶皺控礦示意圖（據(jù)趙玉鎖等修編，2009）Fig.2 Sketch showing that the gold ore is controlled by Mawu anticline

圖3 馬塢金礦區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)崔龍，2010）Fig.3 Geological sketch of Mawu gold ore area

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變以中、低溫?zé)嵋何g變?yōu)樘卣?，蝕變寬度不大，主要發(fā)育在與成礦熱液作用有關(guān)的斑點狀千枚巖中，蝕變強度與金礦化強度呈正相關(guān)。與成礦作用有關(guān)的蝕變主要有硅化、絹云母化，次為碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺石化等。蝕變常沿斷裂構(gòu)造呈浸染狀、脈狀進行疊加交代和充填改造原巖，并伴隨著構(gòu)造活動形成了不同程度的蝕變構(gòu)造角礫巖和蝕變碎裂巖。

2.5 地球物理特征

表1 馬塢金礦區(qū)極化體特征表Table 1 Characteristics of the polarized bodies in Mawu gold ore area

礦區(qū)激電聯(lián)合剖面測量結(jié)果顯示，極化體極化率、電阻率異常明顯，且寬度較大。反映出極化體內(nèi)的金屬硫化物較多，硅化較強。經(jīng)初步驗證，極化體一般與該區(qū)已發(fā)現(xiàn)的金礦脈、斷裂吻合較好，其中多數(shù)極化體是由礦脈引起（表1）［1］。

2.6 礦體特征

礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)11條破碎帶，其中7條發(fā)育有一定規(guī)模的金礦脈，其走向NW向，與區(qū)域構(gòu)造基本一致，沿走向及傾向具有尖滅再現(xiàn)、局部膨大縮小的特點，礦體呈脈狀、似板狀，局部為囊狀，礦脈厚度變化較大。根據(jù)礦體分布位置及礦化體特征，分為南、北2個礦帶：北礦帶主要為1號、7號、8號脈，傾向SW；南礦帶主要為2號、3號、4號脈，傾向NE。北礦帶礦脈總體具有厚度較小、品位相對較高，變化小、較為穩(wěn)定的特點，厚度一般2～3 m，金品位w（Au）＝2×10－6～3×10－6，圈定1-1，7-1和8-1共3個礦體，獲得金資源量（334）5 565 kg。南礦帶具有規(guī)模大、品位低，礦化不穩(wěn)定的特點，厚度一般5～27 m，金品位w（Au）＝0.22×10－6～0.87×10－6，個別達13×10－6。

3 礦區(qū)的地質(zhì)事件序列

根據(jù)中國地質(zhì)大學(xué)（北京）劉家軍教授等對岷禮成礦帶的研究成果，綜合馬塢金礦的地質(zhì)特征，本區(qū)的地質(zhì)事件序列共分為6期（階段）。

（1）裂谷型陸源碎屑沉積期。中泥盆世，礦區(qū)作為揚子板塊北緣的陸緣沉積體系，沉積了富硅、富碳的裂谷型陸源碎屑巖建造，形成一套碎屑－泥質(zhì)濁積巖系［5］。中泥盆統(tǒng)舒家壩群為本區(qū)的容礦圍巖，其中金的平均豐度為2.79×10－9，比秦嶺造山帶地殼金豐度值高2～3倍［4］，其巖性滲透吸附力強，有利于后期改造疊加成礦，是金礦的主要礦源層。

（2）區(qū)域變質(zhì)作用期。在伸展構(gòu)造體制的水平分層剪切流變機制下，原來成層巖系發(fā)生變形－變質(zhì)作用，形成一套以順層韌性剪切帶和順層掩臥褶皺為主體的固態(tài)流變構(gòu)造群，并經(jīng)歷強烈的遞進變形——第一期構(gòu)造變形，由新生的平行面狀構(gòu)造主片理（S0）和先期面理共同構(gòu)成嶄新的構(gòu)造地層單元，形成目前礦區(qū)普遍發(fā)育的各類片巖、板巖，即產(chǎn)生了一系列密集平行的破裂面——劈理。同時舒家壩群含金建造重疊增厚，巖石中的金質(zhì)得到了初始富集。

（3）寬緩褶皺變形期。晚二疊世（或早三疊世）以后，在印支運動中，秦嶺板塊進入南北向擠壓的構(gòu)造演化階段［6］。在這一擠壓作用的影響下，該區(qū)發(fā)生第二期構(gòu)造變形，基本形成了樞紐NWW向延伸的復(fù)背斜，伴生形成區(qū)域性的F1深大斷裂，該斷裂成為礦液活動的主要通道，同時形成一些層間斷裂或與地層小角度相交的容礦斷裂［3］。

（4）韌－脆性壓性變形及巖漿侵入期。隨著擠壓作用的進一步增強，形成一系列陸內(nèi)推覆及走滑剪切斷裂，主要為背斜核部的張性裂隙和兩翼的剪性裂隙與劈理，F(xiàn)3斷裂初具規(guī)模。與此同時伴有大規(guī)模的酸性－中酸性巖漿侵入活動，中川巖體上升侵位。巖漿及巖漿熱液上涌，帶來了大量熱源，使舒家壩群中的金和其他元素被活化，并進入熱液系統(tǒng)，沿著F1深大斷裂形成的有利通道向上遷移，在層間破碎帶及與之小角度相交的斷裂構(gòu)造中沉淀，形成一些羽毛狀礦脈，在其交匯部位則形成較為富大的礦體［7］，此階段為主成礦期。同時根據(jù)測年結(jié)果得知，中川巖體形成時間為219～181.5 Ma，屬印支中期－燕山早期，而成礦時間為173.3～171.6 Ma，屬燕山早期［7］。

（5）后期改造脈巖侵入。在李壩及馬塢礦區(qū)，均發(fā)現(xiàn)巖脈切割礦體的現(xiàn)象［8］，說明成礦階段形成于巖脈侵入前，脈巖是主成礦階段之后的產(chǎn)物。燕山早期，由于印支造山期后的應(yīng)力松弛，地殼由印支期的擠壓收縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為拉張伸展?fàn)顟B(tài)，巖石圈內(nèi)發(fā)育大量的張性構(gòu)造，在拉張構(gòu)造環(huán)境下，由中川巖漿分異形成的晚期巖漿沿控礦斷裂運移上升就位于礦體中及其附近。由于同化混染導(dǎo)致有些巖脈含礦，而未同化混染的巖脈不含礦。地化剖面測量顯示，無脈巖分布的破碎帶中金的質(zhì)量分數(shù)一般為10× 10－9～25×10－9，而有脈巖分布的破碎帶中金的質(zhì)量分數(shù)則多為150×10－9～300×10－9，甚至更高［2］。說明脈巖在上升過程中伴有熱液活動，導(dǎo)致成礦元素的再次活化與富集，所以在脈巖附近常有金的高品位樣品出現(xiàn)。

（6）抬升剝蝕期。喜馬拉雅期，礦區(qū)所在區(qū)域的地殼發(fā)生強烈伸展和急劇隆升，處于全面抬升的階段［5］。由于抬升和風(fēng)化剝蝕的共同作用，礦脈逐步出露地表。根據(jù)地球化學(xué)剖面測量可知，馬塢背斜北翼前緣暈元素較背斜南翼發(fā)育，說明北翼的地層在成礦之后剝蝕程度較淺；同時礦區(qū)南部的脈巖較為發(fā)育，礦區(qū)北部地表出露的脈巖較少，而坑道中脈巖較為發(fā)育也證實了北部剝蝕較淺的推論。

4 成礦機制探討

4.1 成礦過程

馬塢金礦的成礦過程主要經(jīng)歷了3個階段。第一階段與區(qū)域變質(zhì)作用引起的早期塑性流變作用有關(guān)：在該階段中地層普遍發(fā)生了變質(zhì)，同時舒家壩組含金建造重疊增厚，金發(fā)生初始富集，即在褶皺形成前的預(yù)成礦階段。第二階段與褶皺形成及印支期中川巖體侵入有關(guān)：在該階段中地層受到自北向南的構(gòu)造擠壓［9］，并發(fā)生強烈的變形，馬塢—酒泉復(fù)背斜形成；背斜的北翼由于地層被擠壓推移而使應(yīng)力得到釋放，形成了相對引張的空間，而背斜的核部及南翼則受產(chǎn)狀的控制（產(chǎn)狀較陡，不易發(fā)生位移），只是受到長期的擠壓。在構(gòu)造演化過程中，背斜的不同部位形成了不同類型的成礦空間：北翼為連通型成礦空間 （主由剪性結(jié)構(gòu)面和碎裂巖組成），核部為連通彌漫型成礦空間（主由壓剪性結(jié)構(gòu)面、糜棱巖和碎裂巖組成），南翼為屏蔽型成礦空間。根據(jù)含金流體充填律［10］，相對引張部位礦脈的形成早于相對擠壓部位的礦脈，或前者有礦，后者無礦。在燕山期，背斜的北翼發(fā)生了多次的層間錯動，形成了容礦的層間破碎蝕變帶，成礦物質(zhì)進一步地活化、遷移，富集構(gòu)成工業(yè)金礦體；而背斜核部及南翼地層中的成礦物質(zhì)則遠遠未能達到成礦的程度。第三階段與巖漿期后的脈巖侵入有關(guān)：與中川巖體同源的燕山期煌斑巖在成礦晚期發(fā)育，沿先前形成的礦液通道（斷裂）上侵，就位于礦體分布區(qū)；脈巖的侵入一方面使地下水在循環(huán)過程中再次加熱有利于繼續(xù)萃取成礦物質(zhì)保持成礦熱液中的礦質(zhì)濃度，另一方面使原有斷裂構(gòu)造在巖漿上侵時得到進一步的擴容，又一次提供了成礦的空間。

4.2 馬塢背斜構(gòu)造對金礦體的控制

馬塢—酒泉復(fù)背斜對礦體的控制作用十分明顯：①礦區(qū)已知礦脈的產(chǎn)狀明顯受褶皺的控制，褶皺的產(chǎn)狀控制了礦脈的傾向（從北到南）由NE向→直立→SW向的變化；②礦區(qū)內(nèi)賦礦地層何家店組不同巖性段的巖性組合各異，構(gòu)造－礦化的形式亦不相同：第一巖性段的巖性差異較大，抗剪壓的能力不勻，同時灰?guī)r往往形成礦液運移的屏蔽，所以在不同巖性的接觸帶、片理化帶等軟弱部位、特別是靠近灰?guī)r的一側(cè)有利礦脈（體）的賦存（如8號、1號、7號礦脈均產(chǎn)于灰?guī)r與千枚巖的接觸帶、片理化帶中）；第二巖性段巖石的物理化學(xué)性質(zhì)差異較小，應(yīng)力的釋放傳導(dǎo)均一穩(wěn)定，所以在礦區(qū)南部形成了規(guī)模較大，厚達十幾到幾十米乃至上百米的破碎蝕變帶，形成低品位大厚度的2號、3號、4號脈。

5 結(jié)論

馬塢金礦區(qū)北部礦帶的1號、7號、8號礦脈產(chǎn)于構(gòu)造較為發(fā)育，F(xiàn)3斷裂的產(chǎn)出阻斷了成礦熱液自導(dǎo)礦構(gòu)造F1中向南部礦帶的運移通道，所以北礦帶應(yīng)比南礦帶具有更大的成礦物質(zhì)供給量；同時由于北礦帶存在較為明顯的巖性差異，容易形成較為集中的礦化富集區(qū)；從脈巖的分布情況看，北礦帶埋藏較南礦帶深；從礦區(qū)地球物理測量結(jié)果也可以看出，北礦帶的極化體寬度大、延伸長。因此推斷北礦帶比南礦帶有更大的找礦空間，同時礦區(qū)中部的F3斷裂由于具有較大的礦質(zhì)沉淀空間，也有形成較大規(guī)模金礦脈的可能性；南礦帶由于構(gòu)造活動相對較弱，容礦空間有限，比起北礦帶來成礦條件相對較差。

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