成歡，龐振甲，王瑞廷,冀月飛

(1.陜西西北有色地質(zhì)調(diào)查院有限公司 陜西 西安 710054； 2.西北有色地質(zhì)礦業(yè)集團有限公司 陜西 西安 710054； 3.陜西省礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心 陜西 西安 710054；4.西北有色地質(zhì)礦業(yè)集團有限公司院士專家工作站， 陜西 西安 710054)

0 引言

吳家河金礦床位于陜西省略陽縣郭鎮(zhèn)吳家河村，地理坐標：東經(jīng)105°43′30″～105°47′30″，北緯33°21′15″～33°22′45″。礦區(qū)圈出三條金礦化蝕變帶和10個金礦體，Au4-4礦體為主礦體，全礦床探獲控制+推斷金礦石量42.11×104t，金資源量1474.19 kg，平均金品位3.50×10-6。礦床處于勉略構(gòu)造混雜巖帶西段、勉略華力西—印支蛇綠混雜巖錳磷鉻鎳金成礦帶(宋小文等，2004)，區(qū)域上在該帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有干河壩金礦床(任小華等，2007)、水得溝金礦床、金家河金礦床等(圖1)。勉略構(gòu)造混雜巖帶為揚子地塊與秦嶺造山帶的構(gòu)造邊界，造山作用引發(fā)的韌性剪切作用是成礦的有利作用(李順庭等，2021)，帶內(nèi)為一套以千枚巖為基質(zhì)，夾雜各種原地巖塊和外來巖塊混雜堆積而成的復(fù)雜地質(zhì)體，基質(zhì)和巖塊均受到不同程度的剪切變形(李亞林等，2001)。勉略帶的形成經(jīng)歷了D2-3—C2階段的裂解、P1—P3階段的俯沖消減、P3—T2-3階段的陸—陸碰撞及T3—J1的陸內(nèi)造山四個階段(張國偉等，2019)。作者通過對吳家河金礦床礦區(qū)地質(zhì)、礦床地質(zhì)及礦床地球化學(xué)特征研究，詳細分析了礦床成因及形成機制，為該區(qū)金礦找礦提供借鑒意義。

圖1 吳家河地區(qū)大地構(gòu)造位置(a)及地質(zhì)略圖(b)(據(jù)汪志強等，2018①修改)1—上古生界金家河巖組上巖段；2—上古生界金家河巖組中巖段；3—元古界相公山白云巖；4—灰?guī)r；5—白云巖；6—硅質(zhì)板巖；7—鈣質(zhì)千枚巖；8—絹云千枚巖；9—綠泥絹云千枚巖；10—鐵碳酸鹽化絹云千枚巖；11—含碳絹云母千枚巖；12—絹云石英鈉長片巖；13—蛇紋巖；14—輝綠巖；15—金礦體及編號；16—金礦化蝕變帶及編號；17—韌—脆性斷層及編號；18—韌性剪切帶；19—勘探線剖面；20—地層產(chǎn)狀；21—地化剖面；22—韌性斷裂；23—金礦床及編號：①干河壩金礦；②吳家河金礦；③金家河金礦；④水得溝金礦

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露地層由不同時代、不同巖石組合、不同規(guī)模的構(gòu)造巖塊拼合而成，區(qū)內(nèi)出露有元古界相公山構(gòu)造巖塊(Zx)、晚古生界泥盆系金家河巖組中巖段(Pzjb)(金家河千枚巖)和上巖段(Pzjc)(喬子溝火山巖)。相公山白云巖塊(Zx)主要呈“飛來峰”或“帶狀”等無根推覆體，以厚層白云巖為主，局部為灰質(zhì)白云巖(李亞林等，2002)。金家河巖組中上巖段以韌性剪切構(gòu)造接觸，地層總體走向呈東西向，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。其中，金家河巖組中巖段(Pzjb)(金家河千枚巖)為鈣質(zhì)絹云母千枚巖、絹云母千枚巖、含碳絹云母千枚巖。金家河巖組上巖段(Pzjc)(喬子溝火山巖)以中酸性—基性火山巖為主，巖石組合主要由綠泥絹云母千枚巖、鐵碳酸鹽化絹云母千枚巖、含碳絹云母千枚巖等構(gòu)成，是礦區(qū)主要的賦礦層位。

1.2 構(gòu)造

韌性剪切帶是一種重要的金成礦構(gòu)造，與金成礦作用密切相關(guān)(鐘增球和索書田，1994)。礦區(qū)總體構(gòu)造樣式是以多條近東西向韌性剪切帶為骨架，在韌性剪切帶之上疊加了韌—脆性斷裂。韌性剪切帶具有多期活動特點，層間流變褶皺、鞘褶皺等發(fā)育(汪志強等，2018①)；韌性剪切帶為金遷移提供了良好的通道和沉淀的最佳場所，尤其在有后期斷裂疊加部位，強、弱構(gòu)造域過渡部位，韌性剪切帶產(chǎn)狀變化部位及其旁側(cè)的次級構(gòu)造帶更是金礦富集的有利部位(彌建勇和王友文，1995；張永強等，2018；王超等，2020)。礦區(qū)代表性的韌—脆性斷裂有F3、F5、F7，寬幾十至幾百米不等，構(gòu)成不同巖組的接觸面，主要為近東西向，沿F3、F7韌性剪切帶有超基性巖漿侵入。

區(qū)內(nèi)巖石變形強烈，以透入性面理置換及韌性剪切為特征，可見2組面理，第一組為近東西向與韌性剪切帶產(chǎn)狀基本一致的片理(S1)，第二組為以S1為變形面的片內(nèi)褶皺而伴生的一組透入性軸面劈理(S2)，兩期片理交角近于垂直。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)出露巖漿巖主要有輝綠巖及中、酸性脈巖(鈉長斑巖脈、閃長巖脈)。超基性巖主要沿F3、F7斷裂斷續(xù)線狀分布，與圍巖呈構(gòu)造侵入接觸關(guān)系，局部見滑石化、滑鎂巖化和菱鎂巖化及與區(qū)域構(gòu)造線方向一致的片理化。

1.4 礦化蝕變特征

礦區(qū)內(nèi)與礦化有關(guān)的蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、絹云母化和鐵白云石化，其中硅化和黃鐵礦化與成礦關(guān)系密切，其蝕變強度與金礦化強度呈正相關(guān)關(guān)系，與揚子板塊西北西南緣卡林型金礦具有相同的蝕變特征(何海林等，2013)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦化蝕變帶特征

吳家河金礦區(qū)共圈定Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三條金礦化蝕變帶，由F3斷裂及其次級斷裂控制，空間上產(chǎn)于金家河巖組中巖段千枚巖與上巖段喬子溝火山巖構(gòu)造接觸帶附近，礦化蝕變帶由鐵白云石化絹云母千枚巖組成，其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向350°～40°，傾角60°～80°，3條礦化蝕變帶在空間上呈平行展布，長度800～5000 m，寬度30～400 m。帶內(nèi)巖石普遍發(fā)生鐵白云石化、黃(褐)鐵礦化、絹云母化、硅化蝕變。帶內(nèi)巖石發(fā)生韌性變形及動力變質(zhì)，主要表現(xiàn)為強烈的片理化，流變褶皺發(fā)育。其中Ⅳ號蝕變帶向東分為南、北兩條蝕變帶，兩條蝕變帶之間夾雜有大小不等的外來推覆白云巖塊、硅質(zhì)巖塊，中部有超基性巖侵入。

2.2 礦體特征

礦區(qū)共圈出10個金礦體，礦體產(chǎn)狀與蝕變帶產(chǎn)狀基本一致。其中Ⅳ號帶圈定5個金礦體、Ⅴ號帶圈定4個金礦體、Ⅵ號帶圈定1個金礦體。礦體總體呈近東西向似層狀、脈狀展布，規(guī)模不一，長度、厚度變化較大，長40～900 m，厚0.83～4.52 m，品位2.51×10-6～7.68×10-6(汪志強等，2018①)，各礦體礦石類型、圍巖蝕變等特征基本相同。位于Ⅳ號帶內(nèi)的Au4-4礦體為主礦體，受F3斷裂控制，在走向及傾向上都具波狀彎曲、膨脹收縮、分枝復(fù)合等特點，產(chǎn)狀與Ⅳ號蝕變帶產(chǎn)狀基本一致(圖2)，總體傾向320°～42°，傾角59°～80°；礦體長900 m，最大控制斜深350 m，單工程真厚度為0.62～4.66 m，平均真厚度1.40 m，單工程Au品位波動于1.00×10-6～5.88×10-6，平均Au品位2.51×10-6，賦礦巖石為黃鐵礦化(含碳)絹云千枚巖，礦化蝕變有黃(褐)鐵礦化、鐵白云石化、硅化等。

2.3 礦石質(zhì)量特征

2.3.1 礦石的礦物組成

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦和毒砂，其次少量黃銅礦、黝銅礦、褐鐵礦、磁黃鐵礦等。貴金屬礦物為銀金礦，非金屬礦物主要為石英，其次絹云母、碳酸鹽礦物。各礦物在礦石中的含量見表1。

圖2 吳家河金礦床175勘探線剖面圖(據(jù)汪志強等，2018①)1—第四系；2—白云巖；3—含碳絹云千枚巖；4—絹云千枚巖；5—金礦體及編號；6—鉆孔及編號；7—礦化蝕變帶及編號；8—地質(zhì)界線

表1 吳家河金礦床礦石礦物組成及含量

2.3.2 礦石的化學(xué)成份

礦石中主要有用元素為金，各礦體單樣金品位在1.00×10-6～9.76×10-6之間，伴生有益組分Ag含量為1.50×10-6～4.50×10-6，可以綜合回收利用。礦石中有害組分As含量為0.04%～0.60%之間，以毒砂形式存在。礦石礦物化學(xué)成份見表2。

2.3.3 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

(1)礦石結(jié)構(gòu)。①他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)：礦石中黃鐵礦、毒砂等呈他形—半自形粒狀，均勻或星散狀分布于絹云母、石英粒間。②包含結(jié)構(gòu)：石英、黃鐵礦等礦物中包裹銀金礦(圖3)。③交代結(jié)構(gòu)：礦石中褐鐵礦交代黃鐵礦。④變晶結(jié)構(gòu)：礦石中絹云母呈鱗片狀定向排列。

(2)礦石構(gòu)造。①星散狀構(gòu)造：礦石中部分黃鐵礦、毒砂等礦物呈星點狀、星散狀分布。②浸染狀構(gòu)造：礦石中黃鐵礦、毒砂等呈不均勻狀或細脈狀分布。③條帶狀構(gòu)造：礦石中部分黃鐵礦、毒砂呈條帶浸染狀分布。④千枚狀構(gòu)造：礦石賦礦巖性絹云母千枚巖呈千枚狀，絹云母呈細小的鱗片狀定向排列。

表2 吳家河金礦床礦石化學(xué)成分表

圖3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造照片a—銀金礦呈角礫狀位于黃鐵礦粒間；b—銀金礦呈角礫狀位于毒砂—脈石粒間；c—黃鐵礦中包裹微細粒銀金礦；d—銀金礦呈角礫狀與毒砂半規(guī)則連生礦物縮寫：Py—黃鐵礦；AgAu—銀金礦；Apy—毒砂；gangue—脈石

2.3.4 金礦物的粒度及賦存狀態(tài)

微細粒浸染型是卡林型金礦的重要特征之一(曹東宏等，2009)。對礦樣中62粒金礦物的粒度統(tǒng)計分析，吳家河金礦床金礦物的粒度以微粒金(≤0.01 mm)為主，占76.25%，其次為細粒金(0.01～0.0185 mm)，占23.75%，礦床金礦物粒度為微細粒金，表明礦床具有卡林型金礦的特征。

2.3.5 礦石類型

(1)礦石的自然類型。根據(jù)礦石的蝕變特征，中礦帶的礦石自然類型分為三種：黃鐵礦化絹云千枚巖型金礦石、褐鐵礦化硅化絹云千枚巖型金礦石、黃鐵礦化蝕變白云巖型金礦石。

(2)礦石的工業(yè)類型。根據(jù)載金礦物黃鐵礦、毒砂的氧化程度可將礦石分為氧化礦石和原生礦石。

3 礦床地球化學(xué)特征

1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量，在區(qū)內(nèi)圈出Ⅰ、Ⅱ共2個異常帶、7個綜合異常(圖4)。異常元素為金、砷，金濃度值為5×10-9～50×10-9，砷濃度值為20×10-9～60×10-9。異常處于金家河巖組上巖段(喬子溝火山巖)中，異常區(qū)普遍發(fā)育鐵碳酸鹽化、褐鐵礦化等蝕變。異常帶與東西向構(gòu)造關(guān)系密切。Ⅱ號異常帶與中礦化蝕變帶(F3斷裂帶)吻合，Ⅰ號異常帶與F7斷裂帶吻合。1∶2000地化剖面測量證明原生暈濃度值A(chǔ)u>150×10-9、As>120×10-6往往能指示金礦體的存在。

圖4 吳家河礦區(qū)1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量綜合異常圖(據(jù)汪志強等，2018①修改)1—上古生界金家河巖組上巖段；2—上古生界金家河巖組中巖段；3—元古界相公山白云巖；4—灰?guī)r；5—白云巖；6—硅質(zhì)板巖；7—鈣質(zhì)千枚巖；8—絹云千枚巖；9—綠泥絹云千枚巖；10—鐵碳酸鹽化絹云千枚巖；11—含碳絹云母千枚巖；12—絹云石英鈉長片巖；13—蛇紋巖；14—輝綠巖；15—金礦體及編號；16—韌—脆性斷層及編號；17—韌性剪切帶；18—勘探線剖面；19—地層產(chǎn)狀；20—地化剖面；21—金綜合異常及編號；22—砷綜合異常及編號

4 礦床成因

4.1 成礦物質(zhì)來源

晚古生代早期因陸殼裂解而產(chǎn)生裂谷—初始洋盆及火山巖，形成吳家河金礦的初始礦源層，即金家河巖組一套弱變質(zhì)的火山沉積巖系(喬子溝火山巖)，該套地層富含Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素，有利于金多金屬礦的形成。對礦區(qū)IV號礦化蝕變帶原生暈測量表明(圖5)，Au與Ag、Hg、As、Sb均呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，含量由兩側(cè)圍巖向礦體逐漸增高。對礦區(qū)微量元素統(tǒng)計結(jié)果表明Au與Ag、As、Sb呈正相關(guān)，由兩側(cè)圍巖向礦體含量逐漸增高(金文洪等，2011)。Au、Ag、Hg、As、Sb異常組合同卡林型金礦成礦元素組合具有相似特征(李紅陽等，2000；聶愛國等，2008；毛麗洪，2009)。金家河巖組Au豐度值為12.71×10-9，Ag豐度值為697.0×10-9，As豐度值為23.08×10-6，金、銀、砷等成礦元素含量明顯高于區(qū)域豐度值(任小華等，2000；趙亮亮等，2019)；1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量圈出的2個異常帶、含7個異常均位于金家河巖組上巖段(Pzjc)(喬子溝火山巖)中，顯示金家河巖組為主要的金礦源層(汪志強等，2018①)。

圖5 陽縣吳家河金礦地化剖面(HP2-2)圖(據(jù)汪志強等，2018①)

4.2 成因分析

韌性剪切帶型金礦在走向和傾向上多具有膨縮、尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象(許鋒等，2018)。吳家河金礦沿近東西向韌性剪切帶產(chǎn)出，走向及傾向上具波狀彎曲、膨脹收縮、分枝復(fù)合等特點，具明顯的韌性剪切帶控礦特征。

(1)泥盆紀陸殼裂解，產(chǎn)生裂谷—初始洋盆(勉略洋)及火山巖，形成一套以中酸性—基性火山巖為主、富含金的火山沉積建造，形成吳家河金礦的初始礦源層。

(2)晚古生代晚期隨勉略洋擴張俯沖過程中產(chǎn)生的擠壓剪切作用，使得火山沉積巖中的成礦元素發(fā)生活化、遷移，在韌性剪切帶內(nèi)初步富集。

(3)中生代早期勉略洋盆與碧口地塊及秦嶺微板塊發(fā)生碰撞，形成勉略構(gòu)造混雜巖帶(李亞林等，2000)，同時帶內(nèi)發(fā)生強裂的韌性剪切作用，導(dǎo)致金元素再次發(fā)生活化、遷移，使成礦元素伴隨構(gòu)造熱流在近東西向張性剪切斷層及派生的構(gòu)造裂隙中富集成礦。

(4)中生代中晚期的陸內(nèi)造山作用產(chǎn)生的走滑剪切，使得金礦體發(fā)生改造，形成具有較好的經(jīng)濟開發(fā)價值的金礦床。干河壩金礦石中黃鐵礦的δ34S變化范圍從9.91%～15.45%，極差5.54%，平均13.42%，以富集重硫為特點，顯示后期構(gòu)造改造的成礦作用特點(任小華等，2007)，與本礦床后期構(gòu)造改造的特征是一致的。

5 結(jié)論

(1)金家河巖組是形成于泥盆紀裂谷環(huán)境下的一套火山碎屑巖，其金、銀、砷等元素豐度明顯高于區(qū)域豐度值，是吳家河金礦的主要成礦物質(zhì)來源；在火山沉積和陸源碎屑沉積的過渡層位，是地球物理和地球化學(xué)條件變化最大的成礦構(gòu)造面，有利于成礦物質(zhì)的富集。

(2)成礦元素在勉略洋擴張俯沖產(chǎn)生的擠壓剪切作用下初始富集，在勉略構(gòu)造混雜巖帶形成時含礦元素再次活化遷移，就位于韌—脆性剪切斷層及派生的構(gòu)造裂隙中。

(3)控礦韌性剪切帶內(nèi)巖石變形、面理置換強烈，露頭尺度至少可見2組透入性面理，顯示后期構(gòu)造作用改造的特征；相鄰干河壩金礦床礦石中黃鐵礦的δ34S同位素以富集重硫為主，亦顯示后期構(gòu)造改造的成礦作用特點。

(4)吳家河金礦床是在晚古生代早期裂谷環(huán)境下形成含金背景較高的火山—沉積巖的基礎(chǔ)上，后經(jīng)多期次、多階段構(gòu)造作用改造是該礦的主要成礦機理，礦床成因類型屬產(chǎn)于剪切構(gòu)造帶中的與火山碎屑巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型金礦。

注 釋

① 汪志強，徐偉杰，鄭崔勇，陳荔湘，吉寶龍，王宏，薛曉林，馬昆，馬俊詳，向文峰，張毅，馮興貴. 2018. 陜西省略陽縣吳家河地區(qū)金礦詳查地質(zhì)報告[R]. 陜西: 漢中.