賴(lài)曉丹

( 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門(mén) 361000 )

0 引言

西秦嶺位于秦嶺造山帶西段，是中國(guó)中央造山帶構(gòu)造集結(jié)部位，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，獨(dú)特的區(qū)域地質(zhì)背景致使成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，各類(lèi)金屬礦產(chǎn)豐富，尤以汞銻、金和鉛鋅礦床著稱(chēng)，是甘肅主要的金礦勘探開(kāi)采基地，也是我國(guó)重要的金礦產(chǎn)區(qū)。截至目前，在該區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了大水、李壩、陽(yáng)山、寨上等大型、超大型金礦床。

甘肅省禮縣金山金礦床位于西秦嶺北成礦亞帶中的禮岷金礦帶上，北接中—南祁連弧盆系和北秦嶺巖漿弧，南鄰中秦嶺澤庫(kù)前陸盆地。1967年開(kāi)始，該區(qū)就相繼開(kāi)展地質(zhì)填圖和普查等工作，截至1998年①，探獲了金礦石量369.5萬(wàn)噸，其中金屬量(333+334)20.079 t(其中333類(lèi)約3 t，占比約15%)，平均品位為5.43×10-6。在地質(zhì)研究方面，前人已初步開(kāi)展礦床基礎(chǔ)地質(zhì)特征、控礦因素、成礦模式、成因探討等有關(guān)研究[1-7]；根據(jù)地球化學(xué)特征建立綜合找礦模型，通過(guò)礦物組分研究查明金礦石礦物種類(lèi)及金賦存形式，通過(guò)Au元素品位變化特征進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)等[8-9]。由此，前人對(duì)金山礦區(qū)金礦(化)體與區(qū)域構(gòu)造關(guān)系方面的研究鮮少涉及，而在地質(zhì)勘探階段，構(gòu)造與成礦的關(guān)系甚至一度成為勘查工作的最大難題。

本研究嘗試采取原生暈結(jié)構(gòu)特征找礦預(yù)測(cè)方法，通過(guò)對(duì)礦區(qū)的野外地質(zhì)調(diào)查、基巖化探(原生暈)化學(xué)分析樣品的系統(tǒng)采集、原生暈元素組合特點(diǎn)的歸納總結(jié)、成礦構(gòu)造條件分析等，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)深部及外圍金礦的基本地質(zhì)特征、成礦特征及礦化分布規(guī)律的綜合研究，探討了區(qū)內(nèi)主要的控礦因素和控礦規(guī)律，進(jìn)而對(duì)研究區(qū)的成礦及找礦潛力做出評(píng)價(jià)，即在礦區(qū)深、邊部進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)，對(duì)于礦山資源的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的理論指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。

1 地質(zhì)概況

金山礦區(qū)處于西秦嶺北成礦亞帶中的禮岷金礦帶東段，構(gòu)造位置處于石家河壩復(fù)式向斜南翼的張鳳坡次級(jí)背斜構(gòu)造的南翼，地層總體呈NE—NEE向展布，斷裂褶皺均較發(fā)育(圖1)。區(qū)域上，中泥盆統(tǒng)李壩群(D2Lb)廣泛分布于中川巖體的南、北、西側(cè)，在本區(qū)出露面積最大；中石炭統(tǒng)下加嶺組(C2x)廣泛分布于中川巖體的南東、西北部；第四系(Q)主要分布于本區(qū)東部。區(qū)域上構(gòu)造格架由洮坪—禮縣主干斷裂、吳家河—羅壩—禮縣分支斷裂與石家河壩復(fù)式向斜構(gòu)成。區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，印支期、燕山期酸性侵入巖均較發(fā)育，其中中川花崗巖體、碌碡壩巖體的北部及柏家莊巖體的東部與本礦床關(guān)系密切。區(qū)域上，已發(fā)現(xiàn)寨上特大型金礦、鹿兒壩、李壩、金山大型金礦和馬泉、杜溝、趙溝等中小型金礦床(點(diǎn))(圖1)。

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要有中泥盆統(tǒng)李壩群和中石炭統(tǒng)下加嶺組、第四紀(jì)沉積物(圖1)。中泥盆統(tǒng)李壩群是礦區(qū)分布最廣泛的地層，是礦區(qū)礦體的主要賦存層位，與成礦關(guān)系十分密切，不整合接觸上覆中石炭統(tǒng)下加嶺組；其中李壩群第二巖性段(D2Lb2)以千枚狀變質(zhì)粉砂巖為主，部分夾粉砂質(zhì)板巖，主要分布在礦區(qū)西北部、南部；然而礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦(化)體主要分布在礦區(qū)中西部的李壩群第三巖性段(D2Lb3)，巖性以粉砂質(zhì)千枚巖為主。中石炭統(tǒng)下加嶺組出露于礦區(qū)北部，下與李壩群多呈斷層接觸，巖性以變質(zhì)石英砂巖、千枚狀板巖、條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r等為主。第四系為現(xiàn)代河床沖積物，由砂礫和淤泥等組成。

區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育，從走向上總體可劃分為近EW向、近SN向和NE向三組斷裂(圖1)。近EW向斷裂與地層走向基本一致，傾角相近(30°～65°)，該組斷裂相互平行或近于平行，常成群出現(xiàn)，規(guī)模大小不一，斷層破碎帶較發(fā)育，可見(jiàn)硅化、綠泥石化、絹云母化、黃(褐)鐵礦化、毒砂化等，已圈定各礦(化)體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀與該組斷裂基本一致，是金山礦床最主要的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造。近SN向斷裂主要發(fā)育于礦區(qū)西部，中東部次之，走向總體近SN向，常錯(cuò)斷地層，斷距幾米至數(shù)十米不等，常充填石英閃長(zhǎng)巖(δο)、煌斑巖脈(χ)。NE向斷裂常錯(cuò)斷近EW向、SN向斷裂，是區(qū)內(nèi)主要的后期斷裂；礦區(qū)西部的小峪河一帶還可見(jiàn)一組近SN向劈(節(jié))理帶，走向?yàn)镹W340°～NE20°，頻度大于20條/m，帶寬達(dá)數(shù)十米至上百米，裂隙間多充填碳酸鹽。因受區(qū)域褶皺的影響，礦區(qū)內(nèi)褶皺較發(fā)育，軸向大致為NE70°～75°，北東端揚(yáng)起，南西端傾伏。區(qū)內(nèi)溝門(mén)前向斜整體不對(duì)稱(chēng)，北翼較陡，南翼相對(duì)較緩，已知金山金礦床中的礦(化)體均分布于向斜南翼。

圖1 甘肅禮縣金山金礦床區(qū)域地質(zhì)略圖(a)及礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)2016年金山金礦勘探報(bào)告②修編)

金山金礦床區(qū)域上處于中川和碌碡壩兩大花崗巖體之間，北距中川巖體約3.5 km，南至碌碡壩巖體約5 km。礦區(qū)僅零星可見(jiàn)石英閃長(zhǎng)巖脈(巖石均發(fā)生強(qiáng)烈熱液蝕變，具碳酸鹽化和絹云母化)和煌斑巖脈，走向?yàn)镹E、近SN向。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

金山礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造蝕變帶由眾多密集的小型層間破碎帶、層間滑動(dòng)面、揉褶帶組成，巖石具不均勻的低—中溫接觸熱變質(zhì)(熱蝕變)特征，以硅化、絹云母化、黃鐵礦化、泥化蝕變?yōu)橹鳎怀式麰W走向，水平寬度約100～200 m，其產(chǎn)狀與地層基本一致，局部呈小角度相交。其中，區(qū)內(nèi)金礦(化)體大多分布在構(gòu)造蝕變帶內(nèi)，各礦(化)體明顯受控于帶內(nèi)的次級(jí)層間斷層(破碎帶)(圖1)。

金山礦區(qū)內(nèi)的礦(化)體大多產(chǎn)于小峪河—金山—老溝金礦化帶，該帶整體上夾持于F1與F5斷層之間(圖1、圖2)，平面呈側(cè)臥“S”形態(tài)，近EW走向，北傾，傾角西側(cè)較陡(50°～60°)，東部較緩(30°～40°)，礦(化)體出露總長(zhǎng)度約1.84 km，水平寬76～270 m，展布面積約0.34 km2。帶內(nèi)所揭露礦(化)體明顯受控于帶內(nèi)次級(jí)層間斷層(圖2)，礦體走向延伸長(zhǎng)度一般為10～200 m，少部分可達(dá)300～800 m，帶內(nèi)可圈定30多個(gè)金礦(化)體，經(jīng)資源量初步估算，礦石量可達(dá)1200多萬(wàn)噸。

圖2 金山金礦區(qū)小峪河—金山—老溝金礦化帶及原生暈采樣位置圖

礦區(qū)內(nèi)，金屬礦物以黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦為主，還包括少量的閃鋅礦、方鉛礦、白鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、針鐵礦等，自然金、銀金礦微量；非金屬礦物主要為絹云母、石英、綠泥石、黑云母和方解石，還包括少量的斜長(zhǎng)石、白云石、伊利石、電氣石等。其中，礦石樣品組合分析結(jié)果顯示，金屬礦物含量由多至少依次為黃鐵礦(1.5%)、毒砂(1.0%)、磁黃鐵礦(0.4%)、閃鋅礦與方鉛礦(<0.1%)、自然金與銀金礦(微量)；而脈石礦物絹云母+石英+綠泥石+斜長(zhǎng)石+鈦鐵礦+金紅石的組合含量通常可達(dá)90.0%，方解石則約7.0%。金山金礦區(qū)的礦石結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要為自形、半自形—他形、填隙、包含結(jié)構(gòu)(圖3a)，局部可見(jiàn)交代結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有斑點(diǎn)狀構(gòu)造、(星散)浸染狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)脈狀構(gòu)造等(圖3b、3c、3d)。

圖3 甘肅禮縣金山金礦床手標(biāo)本與鏡下照片②

金山金礦床的成礦階段按時(shí)間先后順序可細(xì)分為三期，包括成巖期、熱液期和表生期，金礦化主要發(fā)生在熱液期的中、晚階段。在成巖期，大部分泥質(zhì)巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖等均因廣泛發(fā)育的低綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)及局部的接觸變質(zhì)作用，淺變質(zhì)成具有千枚狀構(gòu)造、顯微揉皺構(gòu)造的絹云母千枚巖、絹云綠泥千枚巖等變質(zhì)巖，但中川花崗巖體內(nèi)外接觸帶附近，因熱液蝕變作用更強(qiáng)，常見(jiàn)斑點(diǎn)狀千枚巖、黑云母角巖等。在熱液期，低溫?zé)嵋何g變強(qiáng)烈，以褪色化為特征，礦化程度與蝕變強(qiáng)度成正相關(guān)，常見(jiàn)蝕變有黃鐵礦化、硅化、絹云母化、毒砂化，綠泥石化、黑云母化、碳酸鹽化次之；礦體頂?shù)装寮捌鋬?nèi)部，蝕變呈明顯的分帶特征，從礦化中心至外部圍巖，可見(jiàn)毒砂化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化及綠泥石化等。在表生期，石英脈內(nèi)及巖石裂隙面上可見(jiàn)褐鐵礦化明顯富集。

3 原生暈地球化學(xué)特征

選取地表和深部礦化較好、較典型的4條勘探線剖面(從南西到北東，依次為25線、13線、7線、24線)采取基巖化探(原生暈)樣品，每條勘探線上各選取3個(gè)鉆孔及其地表進(jìn)行系統(tǒng)采樣(圖2)，共采集基巖光譜分析樣品887件(巖心采樣總長(zhǎng)為2510.33 m)，其中，鉆孔巖心采樣是在每個(gè)采樣點(diǎn)上下共1～5 m范圍內(nèi)采取5～10塊巖石合為1個(gè)樣品，采樣間距視采樣部位礦化、蝕變及構(gòu)造發(fā)育的變化情況適當(dāng)加密或抽稀，在變化較大部位應(yīng)當(dāng)加密取樣，控制至2.5～5 m范圍，巖性單一、礦化蝕變均勻及構(gòu)造不發(fā)育的部位可以抽稀至10 m間距；地表采樣是在采樣點(diǎn)附近(一般在直徑1～5 m范圍內(nèi))采若干小塊巖石(通常為15～20塊)組成為1個(gè)樣品。分析的元素包括Au、Ag、Mn、Cu、Zn、Mo、Sn、W、Pb、Bi、U、As、Sb、Hg共14種。所取得的基巖光譜分析樣品均委托甘肅省有色地勘局蘭州礦產(chǎn)勘查院中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)試(表1)。

表1 樣品測(cè)試方法檢出限

3.1 元素異常下限

表2 各元素地球化學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果

3.2 Au原生暈地球化學(xué)特征

利用Surfer軟件繪制元素等值線圖(圖4)，成礦元素Au異常分布特征如下：

圖4 25號(hào)/13號(hào)/7號(hào)/24號(hào)勘探線地質(zhì)剖面示意圖及成礦元素Au等值線圖

Au是金山礦床的主成礦元素，整體主要分布在高程1750～1950 m處，異常形態(tài)角度20°～30°，整體上比較緩，局部25線較陡，異常內(nèi)帶常呈EW向緩傾斜的透鏡狀、囊狀；空間上與F1、F5所組成的構(gòu)造蝕變帶范圍總體一致；越向東部，從25線至24線，隨著深度的增加，礦(化)體主要集中在1750～1850 m高程之間。

3.3 元素相關(guān)性分析

為了研究各個(gè)元素之間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)所測(cè)定的14個(gè)元素進(jìn)行相關(guān)性分析(相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3、表4、表5)，分析研究結(jié)果顯示，Au與Ag、As、Pb、Sb、Bi、Hg顯著正相關(guān)，與Cu、Sn、W、Mo、U、Zn弱相關(guān)，與Mn顯著負(fù)相關(guān)；Ag與As、Mo、Pb、Bi、U、Sb、Hg顯著正相關(guān)，與Cu、Sn、W弱正相關(guān)，與Mn顯著負(fù)相關(guān)，與Zn弱負(fù)相關(guān)；As與Au、Ag、Pb、Sb、Bi、Hg、U顯著正相關(guān)，與Mn顯著負(fù)相關(guān)。綜上，元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Hg、Sb、U之間相關(guān)性較強(qiáng)，Mn與Au、Ag、As、Zn、Bi、U呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 元素相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

表4 不同剖面元素相關(guān)系數(shù)

表5 不同高程元素相關(guān)系數(shù)

元素的聚類(lèi)分析譜系圖(圖5)顯示：Au與Ag、As、Hg、Sb、Pb、Bi、Mo、U、Cu、Sn、W、Zn在23～24的距離系數(shù)下可以聚成一大類(lèi)；而Mn自成一類(lèi)，可能受氧化作用的影響。其中，在22～23的距離系數(shù)下，聚為兩類(lèi)：① Cu、Sn、W、Zn，其中Cu、Sn、W相關(guān)性明顯，在3～4的距離系數(shù)下便可聚類(lèi)，顯示了極強(qiáng)的相關(guān)性，指示了巖漿熱液成因，即可反映巖漿作用對(duì)本礦床中的金成礦作用有所影響，提供了一定的揮發(fā)組分、含礦液體和礦質(zhì)；② Au、Ag、As、Hg、Sb、Pb、Bi、Mo、U，其中以13～14的距離系數(shù)可以將Au、Ag、As的主成礦作用與Hg、Sb、Pb、Bi、Mo、U劃分為兩類(lèi)，表明礦床中可能存在多階段的元素富集沉淀。另外，As、Sb是典型的低溫礦床成礦元素組合，它們與主成礦元素能夠聚為一類(lèi)，與地質(zhì)事實(shí)相符，同時(shí)As也是礦床中產(chǎn)出載金礦物毒砂、黃鐵礦的指示元素。

圖5 元素系統(tǒng)聚類(lèi)分析譜系圖

3.4 原生暈地球化學(xué)縱向分帶

采用改良的格里戈良分帶性指數(shù)法[10](即線金屬量襯度法)，計(jì)算元素分帶序列，簡(jiǎn)要過(guò)程：取不同高程或剖面巖礦石樣品的化學(xué)分析結(jié)果平均值，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[11]，進(jìn)而計(jì)算出各元素在不同中段或剖面的分帶指數(shù)和變異性指數(shù)梯度差。將所測(cè)元素按照高程(1940～1580 m)劃分為10個(gè)截面，按照前述的元素分帶序列計(jì)算方法得出各元素在不同截面上的元素均值、標(biāo)準(zhǔn)化處理數(shù)據(jù)、分帶指數(shù)和變異性指數(shù)梯度差得出礦床縱向分帶序列：(Mn-Hg-As)-(Au-Ag)-(U-Mo)-Mo-(Zn-Sb)-(As-Ag-Au-Sb)-(Sb-Cu-W)-(Pb-Mo)-(Sn-Bi-Sb-Zn)-(Mn-W)。若只取元素最大分帶指數(shù)所在高程，可得礦床縱向分帶序列：Mn-Hg-As-Au-U-Zn-Sb1-Ag-Sb2-Cu-Pb-Mo-Sn-Bi-W。

該縱向元素分帶序列反映了元素組合(原生暈)與礦體空間上的關(guān)系，通過(guò)因子、單元素等值線圖中各元素的空間分布規(guī)律及其與勘探線地質(zhì)剖面圖的擬合、對(duì)比，并結(jié)合該縱向元素分帶序列，研究得出最佳指示元素組合為As-Sb-Hg前緣暈元素組合，Au-Ag-Cu-Pb-Zn為近礦暈元素組合，W-Sn-Mo-Bi為尾暈元素組合。依據(jù)該元素組合及前述的縱向分帶序列，對(duì)金山礦段4條剖面上的元素含量的累乘暈在不同高程求和、投影，見(jiàn)圖6。由圖6顯示，礦體的原生暈在縱向(傾向)上，存在尖滅再現(xiàn)、相互疊加的現(xiàn)象。

圖6 各高程上所有元素縱投影圖

3.5 原生暈地球化學(xué)軸向分帶

由于金山礦床中的礦體產(chǎn)狀整體較緩，且北傾，由此，分別將1840 m、1800 m、1760 m中段以25線、24線、13線、7線剖面劃分4個(gè)截面，通過(guò)元素分帶指數(shù)和變異性指數(shù)梯度差的計(jì)算，得出元素軸向分帶序列整體為(圖6)(U-Mo-Cu)-(Sb-As-Hg)-(Pb-Ag-Au-Zn)-(Sn-W-Mn-Bi)。

圖7顯示，25線在高程1840 m和1800 m上，可見(jiàn)近礦暈(Cu-Pb)和尾暈元素(Mo-Sn)富集，而1760 m未見(jiàn)元素的明顯富集。13線，可見(jiàn)成礦元素(Au)和近礦元素(Ag-Cu-Pb-Zn)明顯富集于高程1840 m和1800 m；同時(shí)可見(jiàn)前緣暈(Sb-As-Hg)和尾暈(Bi)元素，可能該處有不同礦(化)體在空間上的疊加，進(jìn)而顯示深部有一定的找礦前景。7線，淺部Mn元素的富集，可能是受地表氧化作用的影響，與野外實(shí)際相符；1840 m高程上可見(jiàn)前緣暈元素(As)；1800 m高程上可見(jiàn)成礦元素(Au)、近礦暈(Pb)和尾暈(Bi)元素；通過(guò)與13線的元素分帶序列的對(duì)比研究，得知在金山采場(chǎng)區(qū)域由西向東，礦體總體低角度北傾。24線，1840 m上可見(jiàn)尾暈元素(W、Bi)和前緣暈(Sb)；1800 m上可見(jiàn)尾暈元素(Sn)和近礦暈元素(Zn)；1760 m上可見(jiàn)尾暈元素(Mo、Mn、Sn、W)、近礦暈元素(Ag、Pb)和前緣暈(Sb、Hg)；推測(cè)該線深部還有一定的見(jiàn)礦可能性。

圖7 高程1840 m、1800 m、1760 m中段元素分帶序列示意圖

3.6 原生暈結(jié)構(gòu)模型

不同元素在成礦過(guò)程中的地球化學(xué)行為的差異，造成了這些元素的原生暈分帶特征。As、Sb、Hg等較活潑元素在成礦中易于向遠(yuǎn)處富集，成為礦體的前緣暈元素；Cu、Pb、Zn與Au、Ag性質(zhì)相近，因此這些元素形成近礦暈；W、Sn、Mo、Bi是高溫元素，在熱液成礦過(guò)程中較早沉淀，成為礦體的尾暈元素(圖8)。

圖8 金山礦床原生疊加暈理想模型

3.7 原生暈地球化學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)

利用前文已經(jīng)建立好的前緣暈、近礦暈、尾暈分帶序列，計(jì)算礦體地球化學(xué)剝蝕程度評(píng)價(jià)指標(biāo)(表6)，指示元素累乘指數(shù)公式為IAu=(As×Sb×Hg)/(Bi×Sn×W)。

表6 不同剖面上各個(gè)高程剝蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)

計(jì)算結(jié)果顯示，25線，高程1820～1860 m處IAu值高；而1780～1820 m處，所有元素均未見(jiàn)富集，預(yù)測(cè)25線剖面的深部沒(méi)有太大的找礦前景。13線，高程1780～1820 m處，前緣暈元素(Sb、Hg、As)明顯富集，越往深部，高程1740～1780 m，也可見(jiàn)與金礦體相關(guān)系數(shù)最大的前緣暈元素As富集，表明13線深部具有較大的找礦前景。7線，高程1740～1780 m處，IAu值高，可見(jiàn)前緣暈元素As和少量的Sb、Hg富集，隨著深度的加深，尾暈元素(Bi、Sn、W)慢慢富集，預(yù)測(cè)7線上已經(jīng)有完整的元素分帶序列，深部可能沒(méi)有太大的見(jiàn)礦可能性。24線，1780 m高程的深部，前緣暈元素As、Hg、Sb漸漸富集，而尾暈元素漸漸減少，前緣暈與尾暈的疊加部位及其深部，具有一定的找礦前景。

4 礦床成暈機(jī)制與深邊部找礦前景探討

4.1 金礦(化)體與控礦構(gòu)造的關(guān)系

為了研究金礦化的分布與區(qū)域性大構(gòu)造的空間關(guān)系，用金山礦區(qū)的183個(gè)竣工鉆孔的礦(化)體平均品位和線金屬量繪制成礦元素Au的等值線圖(金礦區(qū)勘探階段的勘探線網(wǎng)度為40 m×40 m，選用的183個(gè)竣工鉆孔均勻分布在金山礦區(qū)內(nèi))。用加權(quán)平均法計(jì)算單工程平均品位和線金屬量，計(jì)算公式具體如下：

單工程線金屬量=∑(單樣樣品長(zhǎng)度×單樣品位)

礦(化)體產(chǎn)出及斷裂的出露形態(tài)在1800 m中段平面圖上，清晰且較完整，故把成礦元素Au的平均品位和線金屬量等值線圖均投影到中斷1800 m的平面圖上(圖9)。

在金品位等值線圖中(圖9a)，分別以金品位0.1×10-6、0.5×10-6和1.0×10-6為下限圈定金品位高值區(qū)，金品位≥0.1×10-6區(qū)域幾乎覆蓋全區(qū)，小面積空白區(qū)僅在金山礦區(qū)西北角、東北角和南邊出現(xiàn)，圖9a基本反映了礦區(qū)的金礦化范圍，該范圍在礦區(qū)東北部并未封閉。金品位≥0.5×10-6和金品位≥1.0×10-6區(qū)域，兩者整體上均產(chǎn)于EW向斷裂F1和F5構(gòu)成的EW構(gòu)造破碎帶內(nèi)，在該帶內(nèi)可見(jiàn)4個(gè)Au品位濃集中心，其中兩處明顯處于該破碎帶及其與SN向斷裂(裂隙)的構(gòu)造交匯部位；同時(shí)這4個(gè)濃集中心，整體上不太連續(xù)，呈串珠狀產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中。

在Au元素線金屬量等值線圖中(圖9b)，以線金屬量40 m×w(Au)/10-6為下限圈定礦化區(qū)，總體上存在2個(gè)礦化范圍，均分布在F1和F5構(gòu)成的構(gòu)造破碎帶內(nèi)及兩組斷裂的交匯部位，寬400～1000 m，顯示Au元素富集主要受到斷裂及其構(gòu)造破碎帶控制。以線金屬量80 m×w(Au)/10-6為下限的金屬量高值區(qū)呈現(xiàn)為3個(gè)濃集中心，即ⅠAu、ⅡAu、ⅢAu；其中，ⅠAu濃集中心位于礦區(qū)中部偏北，呈EW向的橢圓狀，總體處于F1和F5構(gòu)成的構(gòu)造破碎帶，尤其線金屬量120 m×w(Au)/10-6的高值區(qū)明顯還處于構(gòu)造交匯部位，東西走向長(zhǎng)400～500 m，寬200～300 m，推測(cè)此濃集中心的分布與富集主要受到了EW向斷裂F1、F5的影響，次為SN向斷裂F2；ⅡAu濃集中心位于礦區(qū)中部偏東北，呈SN向的橢圓狀，SN向長(zhǎng)300～400 m，EW向?qū)?00～300 m，圖9上顯示其主要處于構(gòu)造蝕變破碎帶內(nèi)，推測(cè)主要受到了EW向斷裂F1、F5的共同影響；ⅢAu濃集中心位于礦區(qū)東側(cè)，總體處于EW向的構(gòu)造破碎帶內(nèi)，但以120 m×w(Au)/10-6為下限的高值區(qū)整體比較零散，可能此濃集中心主要受到了EW向斷裂的影響。

圖9 甘肅省禮縣金山金礦區(qū)金品位等值線圖(a)和金線金屬量等值線圖(b)

根據(jù)金山礦區(qū)鉆孔資料和所有剖面礦體連接、外推的經(jīng)驗(yàn)，推測(cè)鉆孔中線金屬量達(dá)40～80 m×w(Au)/10-6的區(qū)域見(jiàn)礦概率較高；結(jié)合線金屬量高值區(qū)的分布規(guī)律，線金屬量(40～80) m×w(Au)/10-2的區(qū)域整體呈EW向長(zhǎng)條狀，局部高值區(qū)呈橢圓狀，總體分布在EW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(guò)深入研究、總結(jié)和后期的鉆孔驗(yàn)證，認(rèn)為金山金礦區(qū)西南部(斷裂F2的東部)和北部線金屬量值(40～80) m×w(Au)/10-6區(qū)域仍有一定的找礦潛力，建議繼續(xù)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證和控制。

通過(guò)對(duì)比可知(圖9a、9b)，EW向構(gòu)造破碎帶和SN向斷裂(裂隙)可能雙重控制了金高品位區(qū)域和線金屬量濃集中心，在ⅠAu、ⅡAu、ⅢAu濃集中心處，w(Au)≥1×10-6的高品位區(qū)域和線金屬量≥80 m×w(Au)/10-6的濃集中心的形態(tài)和位置基本一致，對(duì)應(yīng)著高品位厚大礦體位置。而且通過(guò)成礦元素Au的等值線圖(圖10)，從三維角度更直觀地展示了Au元素的高值區(qū)均處于F1和F5構(gòu)成的構(gòu)造蝕變破碎帶內(nèi)。綜上所述，金元素的空間分布規(guī)律主要受到了EW向構(gòu)造破碎帶和幾組斷裂(裂隙)交匯部位的共同控制。

圖10 25線/13線/7線/24線勘探線剖面地質(zhì)圖及其Au元素等值線圖

4.2 成礦流體演化與地球化學(xué)成暈機(jī)制

甘肅禮縣金山金礦床正處于西秦嶺北成礦亞帶上的禮岷成礦帶東段，其中北成礦亞帶北以渭河斷裂、南以臨潭一鳳縣斷裂為界，東起陜西鳳縣附近，西至甘肅禮縣、岷縣一帶，主要沿禮縣—山陽(yáng)區(qū)域大斷裂分布。研究資料顯示，禮岷金礦帶由若干個(gè)淺成低溫?zé)嵋航鸬V床(點(diǎn))(主要產(chǎn)于巖體外圍的古生界淺變質(zhì)巖破碎蝕變帶內(nèi))及Au元素化探異常區(qū)所組成[12]。禮縣—山陽(yáng)大斷裂在演化過(guò)程中，控制了沉積相的分布及構(gòu)造格局、中秦嶺泥盆紀(jì)沉積環(huán)境，成礦物質(zhì)主要在有利空間(由次級(jí)斷裂、剪切帶、褶皺等構(gòu)造所組成)中滲濾、擴(kuò)散、交代，進(jìn)而富集成礦；該斷裂進(jìn)一步控制金礦成礦帶的分布及礦床(點(diǎn))的富集和就位，主要表現(xiàn)在對(duì)成礦物質(zhì)的富集與就位的控制[3，13]。

通過(guò)對(duì)西秦嶺地區(qū)的金礦成礦時(shí)代研究，結(jié)果顯示西秦嶺地區(qū)的金礦成礦時(shí)代明顯存在3個(gè)峰期：晚三疊世—早侏羅世(220～160 Ma)、早白堊世(130～100 Ma)和新近系(60 Ma以來(lái))[14-21]；金的成礦作用過(guò)程貫穿整個(gè)西秦嶺構(gòu)造演化歷程(包括印支期的交接拼合及其期后造山伸展塌陷、板內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng))[22-23]。有學(xué)者在金山金礦床中，做了黃鐵礦鉛同位素測(cè)年，結(jié)果顯示該礦床模式年齡為159～194 Ma，其年齡相當(dāng)于中川巖體(燕山期)花崗巖年齡；硫同位素測(cè)定結(jié)果顯示，毒砂和黃鐵礦的硫來(lái)源于深成巖漿[6]。

由此，在該礦床中，印支—燕山期巖漿侵入伴隨著中川巖體的形成，含礦熱液向外遷移，與深循環(huán)下滲地表水混合；由于花崗巖體的侵位，不僅給成礦作用提供了礦源、熱源和動(dòng)力，而且給成礦流體的富集與沉淀提供了有利空間(即較強(qiáng)的接觸變質(zhì)作用和強(qiáng)烈擠壓破碎致使圍巖產(chǎn)生錐狀裂隙)[3]，故含礦熱液主要沿構(gòu)造有利部位遷移；當(dāng)所處的物理、化學(xué)條件和環(huán)境逐步發(fā)生變化時(shí)，隨著溫度降低、壓力減小，成礦環(huán)境由酸性氧化環(huán)境向中性還原環(huán)境逐漸轉(zhuǎn)化，即成礦流體經(jīng)歷了高、中、低溫?zé)嵋撼傻V期，進(jìn)而形成具有以下暈帶組合特征的元素序列：As-Sb-Hg頭暈元素組合，Au-Ag-Cu-Pb-Zn礦體暈元素組合，W-Sn-Mo-Bi尾暈元素組合。

5 結(jié)論

1)金山金礦床內(nèi)，所選14種元素光譜分析測(cè)試數(shù)據(jù)的描述統(tǒng)計(jì)研究結(jié)果顯示，Au與Ag、As、Pb、Sb、Bi、Hg顯著正相關(guān)，與Cu、Sn、W、Mo、U、Zn弱相關(guān)，與Mn顯著負(fù)相關(guān)；元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Hg、Sb、U之間相關(guān)性較強(qiáng)，Mn與Au、Ag、As、Zn、Bi、U呈顯著負(fù)相關(guān)，不排除表生氧化作用的影響。

2)R型聚類(lèi)分析結(jié)果顯示，有兩大元素組合(包括Cu、Sn、W和Au、Ag、As)在3～4或12～13的距離系數(shù)下便可聚類(lèi)，反映組合內(nèi)元素的相關(guān)性明顯；所有元素在22～23的距離系數(shù)下大致分為三類(lèi)：Cu、Sn、W、Zn；Au、Ag、As、Hg、Sb、Pb、Bi、Mo、U；Mn各成一類(lèi)。

3)金山金礦床內(nèi)最佳指示元素組合：As-Sb-Hg為頭暈元素組合，Au-Ag-Cu-Pb-Zn為礦體暈元素組合，W-Sn-Mo-Bi為尾暈元素組合；通過(guò)元素均值的分帶指數(shù)計(jì)算，得出：元素縱向分帶序列為Mn-Hg-As-Au-U-Zn-Sb1-Ag-Sb2-Cu-Pb-Mo-Sn-Bi-W；元素軸向分帶序列為(U-Mo-Cu)-(Sb-As-Hg)-(Pb-Ag-Au-Zn)-(Sn-W-Mn-Bi)。

4)25線、13線、7線、24線剖面的地球化學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)IAu值對(duì)比研究結(jié)果顯示，在礦區(qū)13線和24線剖面的深部均具有較大的找礦前景。

5)區(qū)域性大斷裂對(duì)與金山金礦床密切相關(guān)的成礦流體的就位控制明顯，礦區(qū)尺度的近EW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)和富集成礦，即區(qū)內(nèi)近EW向構(gòu)造帶及幾組構(gòu)造的交匯疊加部位是成礦的有利地段。成礦元素金的高品位富集區(qū)及其線金屬量濃集中心主要分布在礦區(qū)近EW向構(gòu)造蝕變破碎帶內(nèi)及其與其他方向斷裂構(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。這一成礦規(guī)律對(duì)金山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指導(dǎo)意義。

致謝：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)張旺生教授、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司羅孝桓教授級(jí)高級(jí)工程師，對(duì)本論文的精心指導(dǎo)和支持鼓勵(lì)；“甘肅省禮縣金山金礦勘探項(xiàng)目”會(huì)戰(zhàn)項(xiàng)目經(jīng)理郭祥清及其他全體同仁(饒東平、林榮添等)、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦產(chǎn)地質(zhì)勘查院張錦章院長(zhǎng)、戴茂昌工程師、隴南礦業(yè)有限公司師彥明副總經(jīng)理等領(lǐng)導(dǎo)及其他同仁對(duì)本人給予的野外勘查工作、生活的支持與幫助；編輯部及匿名審稿老師對(duì)本文提出的寶貴建議；在此一并致謝。

注釋?zhuān)?/p>

① 甘肅省有色地質(zhì)勘查局三隊(duì). 甘肅省禮縣金山金礦床普查地質(zhì)報(bào)告[R]. 1998.

② 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司. 甘肅省禮縣洮坪鄉(xiāng)金山金礦勘探報(bào)告[R].2016.