陕西水磨坪金矿床地质特征及成因分析

王养民++王凯++郭君

摘 要：水磨坪金矿位于南秦岭西段（即西秦岭）【1】东部的晚古生代地层中，受EW向区域大断裂F2及其次级断裂组成的多级序多期次断裂体系控制，矿体主要赋存于蚀变闪长玢岩脉构造破碎带和裂隙密集带中。金矿体呈透镜状、似层状。载金矿物主要为含砷黄铁矿，金的嵌布以包裹为主。该矿雄黄矿化显著，成矿主元素为Au-As-Sb-Hg组合，矿石建造显示为低温热液金矿床。分析水磨坪金矿床的地质特征，能为该区找矿提供有益启示。

关键词：地质特征；矿床成因；低温热液矿床；水磨坪金矿

中图分类号： 文献标识码：A

西秦岭玛曲—舟曲—留坝成矿亚带的西部已发现有坪定、拉尔玛、刀扎等微细粒型金矿床，突出特点为金汞锑砷共生，表现为低温成矿作用特征【1】。近年在该成矿亚带东部发现的水磨坪小型金矿床，既和西部金矿床有相似的特征，又有自身的独特性。研究水磨坪金矿的地质特征，可以加深对该成矿带东部地质背景和成矿规律的认识，为该区找矿提供有益启示。

1 区域地质背景

水磨坪金矿床位于南秦岭留坝—旬阳晚古生代陆缘海盆的西部，地层区划属华南地层区秦祁昆地层分区紫柏山小区（图1）。华力西晚期的伸展裂陷作用形成了以区域大断裂F1、F2、F3等为代表的正断层体系及其北侧的留凤关盆地；印支期扬子地块由南向北推挤的造山运动，使本区隆起，形成一系列近EW向的逆冲断裂和褶皱，并沿断裂带旁侧发育中酸性岩脉群；燕山晚期区内发生和区域构造一致的左行平移走滑。喜山运动沿先成断裂产生差异性断块隆升，直至形成本区地质构造景观。本区处于陕甘交界，在嘉陵镇—紫柏山一带已发现了甘肃通天坪、头滩子【2】及陕西水磨坪等金矿床【3】。

图1 陕西水磨坪金矿地质略图

1.凤县—镇安陆源盆地 2.隆务河—留凤关浊积盆地 3.留坝—旬阳晚古生代陆缘盆地 4.舟曲—安康早古生代裂谷 5.羊山灰岩

6.四峡口组 7.袁家沟组 8.铁山组 9.闪长玢岩 10.矿化体 11.矿体 12.断层 13.地层产状 14.倒转地层产状 15.省界 16.矿区

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区地处水磨坪背斜转折端，为EW向和NE向断裂交汇部位，总体呈近EW向的断褶带。

矿区上泥盆统—下石炭统铁山组（D3-C1）t由下而上为中厚层状灰岩夹钙质板岩，薄层灰岩、条带灰岩，绢云板岩夹泥灰岩。下石炭统袁家沟组C1y为硅质板岩夹含燧石条带生物碎屑灰岩、细晶灰岩。下—中石炭统四峡口组C1-2s由含菱铁矿结核的炭质板岩及粉砂质板岩、条带灰岩组成。下二叠统羊山（组）灰岩P12y由鲕粒灰岩、含蜓灰岩、砂屑灰岩等组成。

水磨坪背斜轴线近EW向，长近10 km，向东延至紫柏山以南。核部为（D3-C1）t地层，南北两翼出露C1y和C1-2s地层。在水磨坪轴面向NNW陡倾，并于佛崖一带倾没。由于受后期NE向走滑断裂的破坏，其形态已不完整，水磨坪以东往往缺失C1y地层。

矿区以F2断裂及其次级断裂构成的断裂体系控制了闪长玢岩脉和金矿体的产出与分布。断裂可分早中晚三期。早期断裂F2是石炭系与二叠系的分界断裂，由近于平行的一组断裂组成，断续切割了C1y和C1-2s地层，断层破碎带宽数十米，断带内为构造角砾岩、碎裂岩、断层泥等，属韧—脆性断裂，具有多期活动特点，即由华力西期张性—印支期逆冲—燕山期走滑。F2在区域上断面总体南倾，在水磨坪一带因受后期应力影响而向北陡倾，倾角50°-70°。中期断裂有F5、F7、F8、F9、F12等，形成于印支期的挤压逆冲，后期伴随有走滑作用，沿该期断裂带充填了大量的闪长玢岩脉。F5是（D3-C1）t与C1y的分界断裂，断裂带内岩石破碎并炭化，断面南倾，倾角70°。F9、F12是F2的分支复合断裂，特征与F2相似。F9断层后期走滑显著。晚期断裂有F11、F13、F14，形成于燕山期的平移走滑，呈NE向，规模较小。

矿区岩浆岩为印支期沿断裂带侵入的闪长玢岩脉。岩脉总体产状与各地段主断裂产状基本一致，水磨坪以西岩脉产状320°±∠70°±，水磨坪以东65°±∠80°±。闪长玢岩脉最长可达300米，最宽30米以上。岩脉具斑状结构，斑晶含量20%～30%，主要为板状斜长石和少量柱状角闪石组成，自形～半自形中粒状，基质含量50%～60%，由斜长石、角闪石和少量石英、黄铁矿等组成，半自形微细粒状。斑晶和基质蚀变强烈，其中斜长石蚀变为绢云母、粘土类和白云石，角闪石被交代蚀变为绢云母、白云石、金红石、黄铁矿、石英等，但蚀变长石、蚀变暗色矿物形态可辨。

2.2矿体特征

矿区已发现5条金矿体，其中KT1、KT2较大，为主要金矿体，其它金矿体都很小。除KT4矿体产出于（D3-C1）t的条带灰岩裂隙中，由含辉锑矿的方解石雄黄石英脉组成外，其余矿体均产出于闪长玢岩脉内或岩脉的接触带内，受断层破碎带控制。金矿体呈透镜状、似层状，具上大下小、上富下贫的特征。矿体一般长50～210米，沿倾向延深40～104米，厚0.62～11.25米，平均厚1.13～4.12米，金品位0.50×10-6～11.6×10-6，矿体平均金品位1.86×10-6～3.59×10-6。矿体产状与岩脉产状基本一致，KT4矿体为110°∠35°±，其余矿体为330°～340°∠70°±。矿石主要由岩脉形成的碎裂岩和少量角砾岩组成，矿化蚀变主要有黄铁矿化、雄黄矿化、硅化、辉锑矿化等，以星散状、微细网脉状雄黄矿化发育为直观特征，矿化石英脉含量不足5%。矿体地表氧化深度仅1～5米，主要以褐红色褐铁矿化为特征，原生矿石占90%以上。

2.3 矿石特征

主要矿体矿石中的矿物成分为：黄铁矿3.1%、雄黄1.7%、辉锑矿0.1%；石英35.2%、斜长石10.8%、白云石14.3%、绢云母16.5%、黑云母8.5%、粘土矿物9.7%，还有微量的褐铁矿、赤铁矿、毒砂、辰砂等。黄铁矿为含砷黄铁矿，平均含砷1.95×10-2，平均含金60.15×10-6，呈浸染状、团窝状、细脉状分布于蚀变闪长玢岩中；浸染状黄铁矿结晶较好，团窝状黄铁矿晶形较差；黄铁矿粒度一般为0.003～0.15 mm，其中85.15%的黄铁矿粒径都<0.05 mm。雄黄含金量为0.50×10-6～1.72×10-6，主要呈脉状、网脉状不均匀分布于脉岩及灰岩的裂隙中，一般不与黄铁矿共生；雄黄粒度为0.002～0.258 mm。辉锑矿含金量0.19×10-6～6.80×10-6，呈细脉状、团块状、浸染状，与石英、雄黄共脉产出；辉锑矿粒径0.01-0.08 mm，呈针状、长柱状自形晶。石英有两种产出状态，一种石英主要分布在蚀变闪长玢岩中，石英颗粒粒度细，含包裹体多，主要为原生石英和交代蚀变生成的石英，与黄铁矿关系密切；另一种为脉状石英，和雄黄、白云石、辉锑矿共脉产出。经取样统计，脉状石英平均含金量为3.48×10-6±。白云石、绢云母、粘土等矿物主要是长石或角闪石蚀变的产物。endprint

矿石结构有交代假象结构、自形—半自形粒状结构、它形粒状结构，碎裂结构、角砾结构、斑状结构等。矿石构造主要有浸染状构造、团窝状构造、细脉状构造、块状构造等。

矿石中Au为有用元素，As、S为伴生组分。金主要分布于黄铁矿（占71.72%）和脉石（占27.40%）中，雄黄和辉锑矿中含金量<1%。金多以微细粒（-0.0385 mm）自然金形式赋存，包裹金占95.12%，少量裂隙金、粒间金。其中硫化物包裹金74.91%，硅酸盐、褐铁矿、碳酸盐包裹金各占9.76%、6.27%、4.18%。As、S含量1.21%、2.56%，主要赋存于雄黄和黄铁矿中。

2.4 成矿热液活动和围岩蚀变

成矿热液活动主要分两个阶段：前一阶段为交代蚀变，形成浸染状、团窝状、细脉状黄铁矿，细粒状石英等，斜长石呈现绢云母化、白云石化。后一阶段主要为充填作用，形成石英、雄黄、白云石等矿物的单脉、网脉和共生复脉。闪长玢岩脉普遍呈现强烈的黄铁绢英岩化，由矿体中心向外一般为断层角砾岩—构造碎裂岩或裂隙带—蚀变脉岩—地层，随着破碎程度减弱，黄铁矿化、硅化、雄黄矿化、绢云母化等也逐渐变弱。矿化蚀变局限于地层岩石裂隙、脉岩及其接触带，黄铁矿化、硅化蚀变愈强，金矿化愈强，各种矿化的蚀变叠加愈强，金矿化愈强。

3 矿床成因分析

3.1 矿床形成的条件

早期断裂F2及其次级断裂（中期断裂）组成的断裂体系控制了闪长玢岩脉的分布，并起导矿、配矿作用，燕山期先成断裂的继承性活动所产生的晚期更次级断裂、节理、剪性裂隙带则起到储矿的控制作用。闪长玢岩脉位于构造活动的有利部位，因脆性易于形成断裂和裂隙，不同岩性接触带易于位移破碎，为矿液的运移就位提供通道和空间。矿体主要赋存于脉岩或其接触带内，矿化规模形态严格受构造破碎带和裂隙带的控制。因此，多期次、多级序断裂构造组成的构造体系及其闪长玢岩岩脉相互依存，对矿化共同控制，是本区成矿的必要条件。

3.2 成矿物质来源

该区地层中金汞呈低背景，砷锑呈高背景【3】。尽管地层中金平均值较低，但闪长玢岩和灰岩中金的含量分别为地层平均值的5.73倍、4.68倍，显示二者是重要的金源层。同时，含矿溶液中砷锑的存在，极利于流体对围岩中金的萃取，金的溶解度会成倍增长，有利于成矿，含砷黄铁矿为主要载金矿物就说明了这一点【4】。

3.3 矿床成因类型

成矿作用形成于闪长玢岩脉侵入之后。受燕山运动影响及地压增温作用，岩石建造水、下渗地表水等地体水被加热、挤压、浸出，形成热液，并对地层围岩不断进行矿质萃取及交换。同时，在构造应力持续作用下，先期断裂活化，在闪长玢岩和地层中形成压扭性断裂和剪性裂隙。随着地体物化条件改变及热液挤压力作用，含矿质热液向减压带运移聚集，在岩脉和地层的裂隙及其薄弱部位渗透交代围岩，并进一步沉淀、充填，形成矿体。该矿雄黄矿化显著，矿石中锑、汞含量是本区地层平均值的数百倍和数十倍，成矿元素表现为Au-As-Sb-Hg组合，矿石建造和矿物组合表明水磨坪金矿为典型低温热液金矿床。

结论

（1）水磨坪金矿床受近EW向多期次多级序构成的断裂系统和闪长玢岩脉的共同控制，呈现断裂构造—岩脉—金矿体三位一体的时空分布规律。矿石为与闪长玢岩有关的构造蚀变岩型，矿化作用以低温热液交代及充填为特征，成因类型为低温热液交代—充填金矿床。

（2）嘉陵镇—紫柏山一带的晚古生代地层中， 沿区域断裂带有大量的花岗斑岩、闪长玢岩、石英闪长岩、煌斑岩等岩脉产出，这些岩脉大多蚀变，并具金矿化，脉岩局部含金0.1×10-6～0.5×10-6【2】【3】，具较好的找矿前景。

参考文献

【1】姜寒冰，李宗会，杨合群，等.秦岭地区成矿单元划分[J].西北地质， 2014，47（2）： 146-153.

【2】孙明，蔡贤，石素娟，等.甘肃省徽县嘉陵镇-两当云屏寺地区金矿地质特征及找矿方向[J].地质找矿论丛，2006，21（4）：253-257.

【3】李方舟.陕西水磨坪—尖峰垭锑金矿资源富集区及找矿方向[J].陕西地质，2001，19（2）：48-57.

【4】张复新，张万业，李建华，等.陕西凤县温江寺锑—金矿床地质特征[J].黄金科学技术， 2010，18 （5）： 12-15.endprint