賀登平

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 龍巖市 364200)

西秦嶺位于秦嶺造山帶西段，在區(qū)域大地構(gòu)造位置上處于古亞洲構(gòu)造域、特提斯構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域交匯的特殊地段，是甘肅最主要的金礦勘查開發(fā)基地。甘肅省禮縣李壩金礦床位于西秦嶺北成礦亞帶禮岷金礦帶東部，北接中-南祁連弧盆系和北秦嶺巖漿弧，南鄰中秦嶺澤庫前陸盆地。1986年，前人通過開展溝系次生暈測量及異常驗(yàn)證工作，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)條金礦(化) 體。截止2014年，天水礦產(chǎn)勘察院共探獲各類別資源/儲量5200萬t，金屬量103 t，平均品位 1.97 g/t。在地質(zhì)研究方面，前人在研究地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，總結(jié)控礦因素，探討礦床成因[1-5]；根據(jù)礦床及礦田構(gòu)造地球化學(xué)特征[6-8]、脈巖、變質(zhì)巖、圍巖蝕變與金成礦關(guān)系[9-11]，初步進(jìn)行了找礦預(yù)測，指出了找礦方向；通過構(gòu)造特征及形成機(jī)理的研究，探討了構(gòu)造與成礦的關(guān)系[12-13]；運(yùn)用電子探針對各成礦階段主要金屬硫化物開展測試分析，查明了金的賦存形式、主要載體礦物，推測了礦床形成的物理化學(xué)環(huán)境[14]。至此，前人對李壩金礦床成礦元素空間分布特征及其找礦預(yù)測方面的研究鮮少涉及，在礦山開發(fā)過程中，構(gòu)造與成礦的關(guān)系問題一度成為采礦、勘查工作的難題，本文通過對李壩金礦床內(nèi)成礦元素的分布規(guī)律和構(gòu)造的綜合研究，探討了區(qū)內(nèi)的區(qū)域性大斷裂和李壩金礦床的空間分布、成因關(guān)系，提出該區(qū)深部及其外圍找礦思路的科學(xué)依據(jù)，對禮岷金礦帶上尋找同類型金礦具有重要的參考、指導(dǎo)意義。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

在該區(qū)已發(fā)現(xiàn)寨上特大型金礦、李壩、鹿兒壩、金山大型金礦和馬溝、馬泉、杜溝、趙溝、麻地溝、瓦屋溝、三人溝等中小型金礦床(點(diǎn))。

地層：礦區(qū)出露地層主要為中泥盆統(tǒng)李壩群第二層(D2lb2)，由一套淺變質(zhì)的細(xì)碎屑巖組成(見圖1)，巖性主要為板巖夾少量變細(xì)砂巖，分為3個(gè)亞層，且均有礦體分布。

構(gòu)造：礦區(qū)構(gòu)造格式為褶皺加斷裂的構(gòu)造體系。主干構(gòu)造為酒店-李壩復(fù)式背斜(Ⅲ級)的次級褶皺趙溝-申家山倒轉(zhuǎn)向斜(Ⅳ級)，控制著礦區(qū)地層的展布。向斜長5000 m，寬2000 m，北東翼產(chǎn)狀180°～210°∠50°～65°，向斜南西翼發(fā)生倒轉(zhuǎn)，產(chǎn)狀180°～210°∠35°～45°，礦區(qū)的26號礦帶、7號礦帶、6號礦帶均在南西翼產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，按其產(chǎn)狀可分兩組，其一為北西向斷裂，其二為北西西向斷裂。北西向斷裂有F1、F2、F10等，其中F1為礦區(qū)的主干斷裂，為導(dǎo)礦構(gòu)造，其余均為次要斷裂；北西西向斷裂有F3、F4、F5、F7、F8、F9、F11、F29等，均為次級斷裂。這些次級斷裂是礦區(qū)的主要含礦斷裂。

巖漿巖：礦區(qū)位于中川花崗巖體北東約2000 m處，但區(qū)內(nèi)未見巖體出露，僅巖脈發(fā)育，主要有云斜煌斑巖脈、花崗閃長巖脈。巖脈規(guī)模較小，長數(shù)米～數(shù)十米，寬度不足一米～數(shù)米。巖脈長軸分布方向基本同礦區(qū)構(gòu)造線一致，巖脈一般呈不規(guī)則脈狀與礦體伴生產(chǎn)出。

圖1 甘肅省禮縣李壩金礦床地質(zhì)簡圖

2 礦床地質(zhì)特征

礦體主要為似層狀、透鏡狀，膨大收縮、分枝復(fù)合及尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象明顯，其產(chǎn)出嚴(yán)格受構(gòu)造控制。從北至南依次劃分為炭窯溝、趙溝、麻地溝、瓦屋溝、杜溝、馬溝、王河、李壩5號等礦(化)帶，共圈定 69 條礦體，其中大型礦體 2 條，中型礦體 8 條，小型礦體 59 條。經(jīng)初步估算，共探獲各類別資源/儲量 5200萬t，金屬量 103 t，平均品位1.97 g/t。

礦體圍巖蝕變具有典型的熱液礦物組合特征，由中心向兩側(cè)可劃分為黃鐵礦—絹云母化亞帶、絹云母-石英化亞帶、綠泥石—黑云母化亞帶。蝕變帶沿?cái)嗔哑扑閹Х植迹?guī)模、產(chǎn)狀基本與后者相同。蝕變強(qiáng)弱與礦化程度呈正相關(guān)，蝕變帶由中心向兩側(cè)蝕變程度逐漸減弱，因而其礦化程度也逐漸降低。

礦石工業(yè)類型較單一，主要為硫化物微細(xì)浸染型金礦石。礦石結(jié)構(gòu)以粒狀、柱狀、鱗片狀、葉片狀、砂狀、溶蝕結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造以浸染狀、斑點(diǎn)狀、 脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主。金屬礦物主要為黃鐵礦，次要礦物為毒砂、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等，非金屬礦物主要為石英，絹云母。金的載體礦物主要有黃鐵礦、毒砂、石英；嵌布特征主要有吸附金、包體金、裂隙金、粒間金等4種；包體金約占 66.9%，主要在黃鐵礦和毒砂晶體內(nèi)部，少量位于石英晶體內(nèi)部。金以微細(xì)粒金為主，約占金總量的 80%，一般在0.002～0.007 mm之間。

成礦階段分為熱液期和表生期兩個(gè)成礦期。其中熱液期是主成礦期，又進(jìn)一步劃分為Ⅰ少硫化物石英階段、Ⅱ石英絹云母黃鐵礦階段和Ⅲ石英碳酸鹽階段。礦物組合為Ⅰ階段石英(少量黃鐵礦、電氣石、磷灰石等) -Ⅱ階段石英+絹云母+黃鐵礦(次綠泥石，少量碳酸鹽、毒砂 ) -Ⅲ階段石英+碳酸鹽(少量重晶石、石膏、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦等)。熱液期金的沉淀作用主要在Ⅱ階段，伴隨硅化、絹云母化、黃鐵礦化金沉淀富集。表生期以氧化作用為主，次生富集明顯，局部形成氧化富礦。

3 金成礦元素空間水平分布特征及其與構(gòu)造的關(guān)系

為了研究金成礦元素水平分帶特征與區(qū)域性構(gòu)造的空間關(guān)系，使用李壩礦區(qū)用于探礦勘查的1641個(gè)竣工鉆孔的礦體單工程平均品位和線金屬量繪制金成礦元素等值線圖；為了更好地研究金元素分帶是否與構(gòu)造有空間關(guān)系，特選取礦區(qū)內(nèi)厚大礦體所在礦段(包括趙溝和馬溝)分別繪制品位和線金屬量等值線圖(鉆探工程個(gè)數(shù)分別為186和542)。單工程平均品位和線金屬量用加權(quán)法計(jì)算得出，計(jì)算公式如下：

在金品位等值線圖中(見圖2)，分別以金品位0.1 g/t、0.5 g/t和1.0 g/t為下限圈定金品位高值區(qū)，圖2顯示，金品位≥0.1 g/t區(qū)域幾乎覆蓋全區(qū)，僅礦區(qū)東北角出現(xiàn)0～0.1 g/t區(qū)，基本反映了礦區(qū)內(nèi)金礦化的最大范圍。金品位≥0.5 g/t和金品位≥1.0 g/t區(qū)域，二者整體上分布在全區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育部位，尤其產(chǎn)于北西向的構(gòu)造蝕變破碎帶內(nèi)，可見比較明顯的3個(gè)金品位濃集中心，均明顯處于破碎帶內(nèi)，還可見處于幾組斷裂交匯處(見圖3)，值得注意的是，局部明顯可見濃集中心呈串珠狀沿構(gòu)造方向產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中(見圖4)。

在圖5中，以線金屬量40～50 m×g/t為下限圈定礦化區(qū)，總體上還是沿著北西向的構(gòu)造蝕變破碎帶分布，且高值或濃集中心均與品位分布相對應(yīng)，值得注意的是，在礦區(qū)最北部即趙溝礦段，出現(xiàn)高品位厚大礦體，明顯產(chǎn)于兩組斷裂構(gòu)造的交匯部位，寬約500～800 m，顯示金元素富集主要受到各組斷裂組成的構(gòu)造蝕變破碎帶控制。以線金屬量80 m×g/t為下限的金屬量高值區(qū)基本不連續(xù)，并呈串珠狀沿北西向構(gòu)造變破碎帶分布，從北往南大致分為：

ⅠAu濃集中心位于礦區(qū)北部(即趙溝礦段)，除去北邊未有鉆探工程控制不封邊因素外，可見該濃集中心大致呈東西向扁圓狀，總體處于兩組斷裂構(gòu)成的構(gòu)造破碎帶內(nèi)，圖3、圖6顯示，高品位及線金屬量高值區(qū)總體形態(tài)與構(gòu)造破碎蝕變帶產(chǎn)出形態(tài)相近，均北西走向；尤其線金屬量100～120 m×g/t的高值區(qū)明顯沿構(gòu)造方向分布并處于兩組斷裂交匯部位，東西走向長約700～800 m，寬約300～400 m，推測此濃集中心的分布與富集主要受到了北西向構(gòu)造蝕變破碎帶影響，此現(xiàn)象與李壩礦區(qū)內(nèi)最大的趙溝26號礦(化)帶客觀實(shí)際相吻合；

ⅡAu濃集中心位于礦區(qū)中部偏東(包括馬溝北部和南部，以下統(tǒng)稱馬溝礦段)，可見多個(gè)品位和線金屬值高值區(qū)呈串珠圓狀沿構(gòu)造線分布(見圖4、圖2)，南北向范圍約500～600 m，東西向延伸約800～1300 m，圖上顯示高值區(qū)/濃集中心主要沿構(gòu)造方向分布，推測主要受到了北西向斷裂及其它方向幾組斷裂構(gòu)造的共同影響；

ⅢAu濃集中心位于李壩礦區(qū)東南側(cè)(即李壩5號礦化帶，見圖5)，結(jié)合圖2可知，品位高值區(qū)與線金屬量濃集中心整體對應(yīng)性好，均處于近東西向的構(gòu)造破碎帶內(nèi)，可能此濃集中心主要受到近東西向-北北西向斷裂的影響。

李壩金礦目前處于礦山開采、開發(fā)階段，根據(jù)礦區(qū)內(nèi)近千個(gè)鉆孔和地表工程資料、所有剖面礦體外推的經(jīng)驗(yàn)，分析認(rèn)為線金屬量達(dá)40～80 m×g/t區(qū)域鉆孔見礦概率高；結(jié)合線金屬量高值區(qū)的分布規(guī)律，線金屬量40～80 m×g/t的區(qū)域整體上呈北西向沿構(gòu)造方向分布，局部高值區(qū)呈扁圓狀，總體分布在北西向構(gòu)造破碎帶及幾組斷裂的交匯部位，初步分析認(rèn)為這些區(qū)域仍具有較好的找礦潛力。

通過圖2～圖7中的品位與線金屬量對比可知，在趙溝礦段的ⅠAu濃集中心(見圖2、圖3、圖6)的高品位區(qū)域和線金屬量濃集中心可能都受到了兩組斷裂構(gòu)造的雙重控制；而在馬溝礦段的ⅡAu濃集中心，Au≥1 g/t的高品位區(qū)域和線金屬量≥80 m×g/t的濃集中心的形態(tài)和位置基本一致，對應(yīng)著高品位厚大礦體位置，且基本沿構(gòu)造方向呈串珠狀分布。綜上所述，金元素的空間分布規(guī)律主要受到了北西向構(gòu)造破碎帶和幾組斷裂交匯部位的共同控制。

圖2 李壩金礦區(qū)金品位等值線圖

圖3 李壩金礦區(qū)趙溝礦段金品位等值線圖

圖4 李壩金礦區(qū)馬溝礦段金品位等值線圖

圖5 李壩金礦區(qū)金線金屬量等值線圖

圖6 李壩金礦區(qū)趙溝礦段金線金屬量等值線圖

圖7 李壩金礦區(qū)馬溝礦段金線金屬量等值線圖

4 討 論

秦嶺造山帶位于我國中央造山帶的核心地段，并處于楊子古地塊與華北古地塊之間，穿越中國整個(gè)西部擠壓構(gòu)造區(qū)和東部伸展區(qū)，李壩金礦床位于西秦嶺，即處于秦嶺造山帶西段。800 Ma以來，即西秦嶺自新元古代先后經(jīng)歷超大陸裂解、俯沖碰撞造山和板塊內(nèi)伸展等復(fù)雜的地殼演化歷程，具有物理化學(xué)作用劇烈、多期構(gòu)造復(fù)合與集結(jié)等有利成礦地質(zhì)條件，由此，西秦嶺地區(qū)的金礦床分布具有獨(dú)特的地質(zhì)背景[15-18]。

西秦嶺地區(qū)主要經(jīng)歷了晉寧運(yùn)動、印支運(yùn)動和燕山運(yùn)動這3期造山運(yùn)動，期間不同構(gòu)造體制不斷演化、多旋回發(fā)展，進(jìn)而控制了礦源巖系的形成與分布，即控制了流體成礦作用及其時(shí)空分布，從而控制了區(qū)域性金礦(化)帶、礦田、礦床或礦點(diǎn)的時(shí)空分布[15,19-20]。在區(qū)域上，成礦物質(zhì)和成礦流體的活化、遷移通常受構(gòu)造應(yīng)力的影響，主要表現(xiàn)在：一是構(gòu)造應(yīng)力可釋放、提供成礦流體運(yùn)移通道及富集空間，二是構(gòu)造應(yīng)力會影響和改變區(qū)域背景的物理化學(xué)條件。由此，在本研究區(qū)內(nèi)，構(gòu)造破碎帶與金成礦元素有著極其密切的關(guān)系，研究資料顯示尤其印支運(yùn)動以來，形成的一系列近東西向-北北西向弧形大型構(gòu)造破碎帶，為成礦流體的運(yùn)移、定位、儲礦直接提供了構(gòu)造通道和淀積場所[21-23]。

甘肅禮縣李壩金礦床位于西秦嶺地區(qū)禮岷成礦帶內(nèi)，研究資料顯示，禮岷金礦帶是由若干個(gè)淺成低溫?zé)嵋航鸬V床(點(diǎn))及金的化探異常區(qū)組成，主要產(chǎn)于巖體外圍古生界淺變質(zhì)巖破碎蝕變帶[24]。帶內(nèi)區(qū)域性構(gòu)造可見禮縣-山陽大斷裂，是中秦嶺華力西褶皺帶的南北分界線，其在演化發(fā)展過程中，控制了中秦嶺泥盆紀(jì)沉積相及其環(huán)境的構(gòu)造格局，并為深部成礦熱液提供導(dǎo)礦通道，在韌性剪切帶及其一系列旁側(cè)次級斷裂等構(gòu)造所組成的有利空間滲濾、擴(kuò)散、交代而使成礦物質(zhì)富集成礦[25]。

由此，李壩式金礦床的金成礦作用與該區(qū)的大地構(gòu)造演化，時(shí)、空上關(guān)系都極其密切：時(shí)間上，金成礦流體從中、新元古代至早古生代的沉淀初期，成礦作用與區(qū)域上的拉張、裂陷活動有關(guān)；金成礦元素在中、新生代的富集成礦，與燕山-喜馬拉雅板內(nèi)造山作用有關(guān)：空間上，西秦嶺地區(qū)的金礦床均受北北西向及近東西向斷裂構(gòu)造的控制，燕山期又明顯地受到北東向斷裂構(gòu)造的疊加，致使李壩式一系列金礦床均沿上述構(gòu)造方向展布。

李壩金礦床中金元素的水平分布特征顯示金品位及線金屬量的高值區(qū)主要分布在礦區(qū)北北西向斷裂構(gòu)造帶內(nèi)及幾組斷裂構(gòu)造的交匯部位，礦床內(nèi)的斷裂構(gòu)造不僅僅導(dǎo)礦、賦礦，亦伴隨不同程度的熱液蝕變。在北北西向-近東西向斷裂構(gòu)造蝕變帶與南北向張性破碎帶(密集劈理帶)的交匯部位，往往金礦(化)體富集，品位較高，是成礦的有利地段。

綜上所述，區(qū)域性大斷裂為成礦熱液流體提供了活化運(yùn)移通道、沉淀富集有利空間，并控制了成礦流體就位，而礦田內(nèi)不同尺度的斷裂構(gòu)造往往控制了礦(化)體的分布形態(tài)和產(chǎn)狀。鑒于李壩金礦床的上述特征，建議加強(qiáng)金成礦流體活化運(yùn)移路徑與區(qū)域性斷裂、礦區(qū)斷裂的空間關(guān)系研究和成因探討，尤其在礦山開發(fā)、勘探過程中，需查明礦區(qū)內(nèi)斷裂沿走向、傾向的延伸情況，并加大沿構(gòu)造方向?qū)鸬V床的勘查力度。

5 結(jié) 論

(1) 金成礦元素的品位和線金屬量濃集中心主要分布在礦區(qū)北北西向-近東西向斷裂構(gòu)造蝕變破碎帶內(nèi)及其與旁側(cè)其他方向次級斷裂構(gòu)造的交匯部位，表明金成礦作用明顯受到了斷裂構(gòu)造的影響、控制。

(2) 區(qū)域性大斷裂對與李壩金礦床密切相關(guān)的成礦流體的就位控制明顯，而礦田內(nèi)不同尺度的北北西向-近東西向構(gòu)造帶及其與其他方向構(gòu)造的交匯部位直接影響了金礦(化)體的產(chǎn)出形態(tài)和分布空間，這一規(guī)律對李壩金礦床深部及外圍隱伏金礦體的找礦勘查工作具有重要的參考意義和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

致謝：感謝紫金礦業(yè)集團(tuán)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查院賴曉丹、琿春紫金礦業(yè)有限公司劉光永地質(zhì)工程師對本論文的支持與幫助；感謝隴南礦業(yè)有限公司部分同仁的幫助；感謝礦產(chǎn)地質(zhì)勘查院劉海英地質(zhì)工程師及紫金礦業(yè)集團(tuán)礦山管理部同仁的支持；感謝匿名評審專家的審稿及提出建設(shè)性意見；在此一并致謝！