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甘肃金 山、 马泉金矿床对比研究 姜启明, 鲁挑建 甘肃工业职业技术学院, 甘肃 天水7 4 1 0 2 5 摘 要 金 山、 马泉矿床定位于礼县一白云一 山阳大断裂西段膨大、 分支锐角夹持区, 通过对矿床区域地质背景、 地质特征、 成因等 要素的对比分析 , 认为矿床地质特征相似、 成 因相 同或类似 。金 山、 马泉金矿 的金 源很 可能来 自中石炭统 ; 硫来 自深部 , 可能 由岩 浆水提 供 ; 成矿热 液水 由大气降水与岩浆水 、 变质水混合而成 ; 矿床是在 中低温 、 弱酸性、 弱氧化一还 原介质、 弱矿化度 条件 下形 成的微 细浸染型热液金矿床 。这 2个矿床应 为同一个矿床 , 在以后 的地质勘查 中应统筹考虑 特别是 2个矿床的结合部 , 扩大现 有矿床规模 。 关键词 金 山金矿床 ; 马泉金矿床 ; 地质背景; 地质特征 ; 矿床成 因; 甘肃省 中图分 类号 P 6 1 8 . 5 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 ~ 2 5 1 8 2 0 1 0 0 1 0 0 2 2 0 5 金 山、马泉金矿床相距不足 2 k m,都是 2 0世纪 8 0年代后期发现的类卡林 型金矿床。由于当时的条 块分割 , 以东经 1 0 5 o 线为界 , 线东属核地质系统勘查 区 , 线西属地矿系统勘查区 , 使 1 个矿床分为 2个 矿 床 , 进一步勘查和开发缺乏统一性 , 造成勘查经费的 浪费和开采的不便。 1 区域地质背景 矿区位于华北古陆板块、 滇青藏古海洋板块和扬 子古陆板块 的夹持 区 图 1 r I I。西秦岭地区被大多数 学者划分为北带 、 中带和南带 3个成矿带 , 各带间均 以深大断裂为界_ 2 1 。其中 , 中带又以礼县一白云一 山 阳断裂为界划分为 2个亚带。 西秦岭地区经历 了长期复杂的构造演化_ 2 l 。新元 古代早期 约 1 0 0 0 Ma , 冈瓦纳古陆开始解体 , 扬子 地台与澳大利亚古陆因拉张而分离 , 并以较快的速度 向北迁移。 进人早古生代 , 华北 、 扬子地台作为 2个独 立陆块向北迁移。在迁移过程 中, 华北南缘和扬子北 缘分别发生了裂解 , 其主要表现是北秦岭从华北地台 南缘分裂出来 , 中 、 南秦岭从扬子地台北缘分裂出来 , 图 1 甘肃 东南部地 区大地构造分 区及金矿分布略图 I 一 祁连北秦岭加里东褶皱带 ; Ⅱr _ 西秦岭北带北亚带华力西褶皱带 ; Ⅱ 一 西秦岭北带南亚带华力西褶皱带 ; 11 1 一 西秦岭南带北 亚带 印支褶皱 带; Ⅲ 一 西秦岭南带南亚带印支褶皱带; ①一 临夏一天水一宝鸡一级断裂; ②一 临潭一宕昌一凤县一级断裂; ③一 玛曲一武都一略阳 一 级断裂; ④一 碧口西北缘一级大断裂; ⑤一 阳平关一勉县一级大断裂; ⑥一 天水一武都隐伏基底深大断裂; ⑦一 罗坝一礼县一白云一山阳二级大断裂; ⑧一 光盖山一成县二级大断裂; 1 .金矿床; 2 省 界 收稿 日期 2 0 0 9 0 9 0 8 ; 修订 日期 2 0 0 9 1 0 2 8 . 基金项 目 中央财政资助地质勘查项 目 编号 2 0 0 4 1 9 7 资助 . 作者简介 姜启 明 1 9 6 3 一 , 男 , 陕西眉县人 , 高级工程师 , 主要从事地质勘查研究工作. E m a i l g s t s j q m1 6 3 . c o rn ~气 - S CI ENCE ‘‘ - 叠 ■ 砸船 o 1 觚 初步奠定 了秦岭构造带三分的基础。在共 同向北俯 冲、 迁移 的过程中 , 由于速度不同 , 在早古生代末期 北秦岭与华北地台、 中秦岭与北秦岭 、 南秦岭与中秦 岭先后拼合 , 形成统一的中国大陆[2 1 。而此时的主缝 合带位于北秦岭北缘附近 。 进入晚古生代 , 北 、 中、 南秦岭 因拉伸又 出现新 的裂陷槽 陆内裂谷 。该裂谷位 于岷县一礼县一成 县一带 , 其 中心位置与高桥一礼县 图 1中的⑥号断 裂的一部分 同生断裂位置相当。 中秦岭 晚古 生代裂谷 的发展一 直持续到 中生 代早期 。印支运动使裂谷封 闭 , 挤 压造 山 , 海水 从 西秦岭全部退 出 。在 晚三叠世 ,碰撞 造 山达 到高 潮 ,造成秦 岭地 区强烈 的构造变形 和大规模岩浆 活动 , 并使古断裂 复活 , 燕 山早期一 印支期从而成 为西秦岭最重要 的成矿期 ,也基本 形成现今秦 岭 的壮观地貌 。 其后 的中一新 生代 , 该 区又进入新一 轮 以陆 内断陷盆地为特征 的构造运动时期 。 由于该区经历 了多次以近 S N向为主的伸展裂 陷 、 挤压造山运动 , 形成 了以近 E W 向为主 , E W 向与 N S向构造 如天水一武都断裂 并存的构造格架。 由于燕山早期一印支期大规模岩浆活动形成 了 教场坝、 闾井 、 柏家庄 、 中川 1 、 碌碡坝及温泉六大花 岗 岩体 。 前五大花岗岩体相对位置较近 , 因其附近产有 多种有色金属矿床而被称为“ 五朵金花” 。特别是 中 川 I 岩体北 、 东 、 南外接触带 1 ~ 8 k m范围内产有李坝 超大型 、 崖湾 小型 、 金 山~ 马泉 大型 金矿而 闻 董全纠学控 2 0 1 0年 2旯 名于世 。 金 山一 马泉金矿受 控于 礼县一 白云一 山阳深 大 断裂西段膨 大分支 的“ 人 ” 字形夹 持 区。该 断裂 在 礼县 以西分 支为礼县一 罗坝 和礼 县一上洮 坪 2 条 断裂 。金 山一 马泉金 矿位 于南 支 断裂 附近 , 距 中川岩体外边界约 4 k m, 赋矿层位为中石炭统第 一 岩性 段第 一 、 二 层 , 岩 性为 千枚状 粉砂 质板 岩 、 泥 质粉 砂质斑 点板 岩 、 长石石 英砂 岩及 灰 岩透镜 体 等 。 2 矿床地质特征 金山一马泉金矿床矿体全部位于断裂带 内。故 断裂既是矿体 的控制因素 , 也是矿体的容矿空间, 断 裂产状是矿体形态的决定 因素。 2 . 1 断裂带特征对 比 金山、 马泉金矿断裂带特征见表 1 。由图 2和表 1 可见 , 金 山金矿床南矿带走向与马泉金矿床三号矿 带走 向一致 ,且马泉金矿 四号矿带主要含矿断裂可 直接与金山金矿中矿带相连 , 这一点已被 1 9 9 5年钻 探工程和其后的采矿揭露所证实 。马泉金矿以四号 矿带为主 , 三号矿带 次之 ; 金 山金矿 以中矿带 为主 , 南矿带次之。2个矿床断裂规模亦很相似 , 均是由同 方向的多条小规模断裂带组成 。金山金矿挤压片理 化带和节理发育 ,与马泉金矿亦很相似 ; 2个矿床都 有断裂叠加处金矿体变大、 变富的趋势。 多数断裂有 多期活动特征。 表 1 金 山、 马泉金矿断裂带主要地质特征 注 外 围矿带包括一 、 七 、 十 、 二十 、 二十二号矿带 2 . 2 矿石特征 矿石矿物组成相 同, 非金属矿物有石英 、 绢云母 水云母 、 粘土矿物、 碳酸盐矿物等 ; 金属矿物主要 是褐铁矿 赤铁矿 、 黄铁矿 、 毒砂 、 辉锑矿 、 方铅矿 、 闪锌矿 、 磁黄铁矿 、 辰砂等 ; 主要贵金属矿物为 自然 金 、 含银 自然金、 银金矿、 自然银等。 矿石结构构造相同。矿石结构为 自形一半 自形 粒状、 它形粒状、 变余泥质、 变余粉砂质 、 交代残余、 假象、 包含等; 矿石构造为千枚状、 斑点状 、 浸染状、 细 网 脉状 硫化物脉 、 碳酸盐脉等 、 角砾状 主要 是石英角砾 等。 主要矿化蚀变有褐铁砂化 、 黄铁矿化 、 褪色化 、 硅化、 碳酸盐化、 绢云母化等。 金 山金矿石中金粒 以显微粒级为主 占6 4 % , 细粒金 占 2 8 %, 中粒金小于 5 %, 尚有少量超显微粒 级金圜 。 马泉金矿金粒中显微粒级金和超显微粒级金 各 占一半 分别为 4 9 . 7 %、 5 0 . 3 0 % [ 3 1 , 有极少量 巨粒 金存在[4 1 。金 山金矿金 的平均成色 8 2 7 % 。 ; 马泉金矿 自然金和含银 自然金平均成色 8 8 2 . 9 9 % 。 ,银金矿平 均成色 7 6 7 . 0 %。 。金山金矿金粒 以间隙金 、 裂隙金为 第 1 8 卷 第 1 期 2 3 主, 主要分布于毒砂集合体 晶间及裂 隙中, 其次分布 于毒砂与脉石矿物 、 磁黄铁矿与脉石矿物、 黄铁矿与 脉石矿物的间隙中, 包裹金较少。 马泉金矿金粒 以吸 附金 尤其在氧化矿石 、 包裹金 尤其在原生矿石 中 、 裂隙金 、 间隙金为主 , 主要分布于毒砂 、 黄铁矿 裂 隙、晶隙及黄铁矿 内核 中,与金 山金矿床 略有差 异 。矿床主要有用元素为 A u 、 A g ,主要有害元素为 A s 局部地段接近 A s 的工业品位 【5 l 。 图 2 甘肃金山一 马泉金矿床地质图 Q一 第四系冲 、 洪积 物及黄土 ; N一 新近系灰 白色泥灰岩 、 杂色砂岩 、 紫红色砂砾岩等 ; 风一 喜 山期橄辉玄武岩 ; C i- 2 一 中石炭统第一 岩性段第二层长石石英砂 岩夹粉砂质板岩 ; c } 1中石炭统第一岩性段第一层 千枚状粉砂质板岩 、 泥质板岩 、 含钙板岩及灰岩透镜体等 ; y 一 花 岗斑岩脉 ; 1 . 断裂带及 编号 ; 2 .金矿床 ; 3 马 泉 、 金山金矿床分界线 2 - 3 矿体特征 矿床矿体特征见表 2 。由表可见 , 2个矿床矿体 数量都很多 , 矿体形态一致 , 平均品位较低 , 反映了 2 个矿床都以低品位矿石为主。 3 成 因对 比 3 . 1 成矿物质来源对比 金源层。据大面积 1 1 万地球化学测量 , 马泉金 矿床赋矿岩层 c 之 、 c 』 平均金含量分别是5 . 1 5 1 0 、 5 . 2 0 1 0 。金 山金矿大面积化探测量表明, 赋矿岩层 平均金含量 为 9 . 7 2 1 0 9 7件样品 _ 2 l 。可见该套岩 层平均金含量普遍偏高, 高于其克拉克值 4 . 0 0 x l 0 , 局部可为克拉克值的 2 倍 以上。据核地质 2 1 9大队 1 9 8 8年测量 , 中J I I 岩体平均金含量 3 . 0 0 1 0 2 1 件 样品 , 低于克拉克值 , 不可能是金源层 , 故中石炭统 很可能是 A u矿的矿源层。 稳定同位素对比。由表 3可见 , 黄铁矿和毒砂都 富重硫 , 且变化范围小 , 说明其来源单一。 根据资料[ 6 1 1 7个矿床 统计 典 型岩 浆硫 6 3 4 S均值在 1 . 1 ‰ ~ 4 . 6 ‰ 之 问 , 6 的 变 化 范 围 小 于 1 0 % o 一 1 . 3 % 0 ~ 7 . 5 % 0 。由此可见 , 金山、 马泉金矿床中的硫应为 岩浆成因的硫 , 具有深源性 , 矿石中的硫与中川岩体 有密切 的成因联系。 经计算 , 金山金矿石英平衡水的 6 D为一 8 1 . 5 ‰ 、 6 1 s 0为 3 . 7 8 % o 。由表 4可见 , 金 山、 马泉金矿含氧矿 物石英和方解石的 6 O和 6 D分别位于变质水 6 0 为 5 % 。 ~ 2 5 % 。 和岩浆水 6 D为一 5 0 %。 一 8 0 % 。 之间 ; 非含氧矿物毒砂的 y s o和 6 D值却位于天水线附近。 说 明成矿热液水应 以大气降水为主,同时掺入 了少 量 的变质水和岩浆水 , 为混合水源。 经测 1 , 金山金矿围岩全岩6 0平均值为 1 6 . 8 9 % 0 5 个样 , 矿 化 体 6 O平均值 1 5 . 8 9 % 0 7 个样 , 二 表 2 金 山、 马泉金矿床矿体特征对 比 7 表 3 金山、 马泉金矿床成 矿期硫化 物 6 含量 黄金 , 杖 2 0 1 0年 2 月 . 注 带 号 的为矿物包裹体 中 H 0的8 1s 0及 8 D p ; 马泉金矿测试单位为核工业西北地质局测试中心和成都地质学院 , 1 9 9 0 者相差很小 ,与马泉金矿石英脉 中的 0略有不 同 表 4 , 这是因为测试物质不 同 1 个是全岩 , 1 个是 石英脉 。但其差别很小 , 表明矿石的主要成分 石英应来 自地层 。 3 . 2 成矿温度、 压 力 金 山金矿床热液成矿早期 阶段黄铁矿爆裂温度 为 1 4 0℃ 1 个样 ,热液 主成矿期毒砂爆裂温度为 1 8 0 ~ 2 8 0℃ 5个包裹体测量结果 。马泉金矿石英气 液包裹体大小 以 7 ~ 1 0 m者居 多 ,说 明成矿盐度 低 , 矿物生长较慢 ; 气液 比为 1 0 %~ 2 5 %; 原生包裹体 均一温度 未经压力校正 为 2 3 0 2 5 0℃ 1 5个包裹 体 , 平均为 2 0 7 o C , 应属早期石英脉形成温度 ; 次生 包裹体均一温度为 1 7 0 ~ 2 4 0℃ 6个包裹体 , 平均为 2 0 7℃, 应属主成矿期温度。 可见金山、 马泉金矿的主 成矿温度约为 1 7 0 ~ 2 8 0 o C , 属 中低温热液矿床 。 金 山金矿经包裹体 C O 流体压力测定 ,其压力 为 2 1 0 x 1 0 5 - 6 0 3 x l O P a , 平均为 4 4 8 . 6 x 1 0 P a , 其压 力相当于上覆地层 8 5 0 ~ 1 8 0 0 m[2 1 。马泉金矿未测定 压力值 , 矿床应属浅成矿床 。 3 - 3 成矿流体特征 金山金矿石英 、 方解石 中所见包裹体多为液相包 裹体 , 矿化度为 1 . 3 8 %~ 1 3 . 0 8 %, 平均为 7 . 2 %。成矿溶 液相当于卤水 ;包裹体中含 s 0 、 a一 、 F _ 等阴离子 , 且 S 0 C l 一 , F - 。阳离子有 C a 2 n N a 、 、 Mg 2 fi,且 C a N a 、 、 Mg 。马泉金矿床石英气液包裹体 中的气体 以 C O z 占绝对优势 约 占气体总量 的 8 1 . 5 5 % , 其次是 C O 相对含量 1 1 . 4 0 %及少量 H 6 . 0 0 %和 C H 3 . 9 3 % ;平均矿化 度为 2 .7 2 %; p H值 为 1 5 0 o C 5 . 4 3 - 5 .40 ; E h值 1 5 0 o C 为一 0 . 3 4 叶0 . 3 6 mV; 阴离 子 中 H C O 相对较多 ,其次是 F 一 , C 1 _ 含量相对较少 阳离子以 N a 、 C a 相对较多 , 、 Ma 离子相对较少。 由此可见 , 金 山、 马泉金矿热液矿化度为弱矿化度 ; 阴离子 中 S O 一 和 H C 0 3 - 离子相对 较多 , 阳离子 以 C a 2 、 N a 离子相对较多 , 可能与测试矿物 方解石 和 成矿时碳酸盐类矿物相对较多有关 。承担运移金 的 c l 一 含量 相对 偏 少 ,但 其 绝 对 含量 在 8 1 6 1 0 ~ 2 4 1 6 1 0 之间 平均 1 6 1 6 x 1 0 , 其值大大高于山东 三 山岛金矿 平均值 2 x l O _ 6 1 , 比招掖金矿 平均值 1 9 7 7 9 x 1 0 低。可见矿床是在弱矿化度 、 弱酸性、 弱 氧化一还原的介质中生成 。 3 . 4 稀土元素配分模式 金 山金矿床 围岩和矿 化 体轻重稀 土 比值 E L R E E / HR E E 分别为 3 . 3 0 、 5 . 4 9 。围岩与矿 化 体稀土配分模式相同 , E u中等负异常 ,稀土总量分 别为 2 1 3 . 4 9 3 x 1 0 和 2 8 3 . 2 9 x 1 0 。在稀土配分模式 图上都是轻稀土富集 的右倾斜型 。 马泉金矿床矿石、 矿化岩石和围岩稀土配分模式亦相同 ,轻重稀土 比 值 E L R E E / HR E E 在 8 ~ 1 2之间 , 比金 山金矿略大。 稀土总量平均值为 1 8 8 . 0 9 x l O , 比金 山金矿床略低 。 可见成矿过程 中稀土元素并未 发生进一步分馏 , 说 明成矿温度较低。 金山 、 马泉金矿稀土总量与上地壳 2 1 0 . 0 7 1 0 稀土总量接近 。成矿物质应来 自浅部 地层。 至于从围岩到矿 化 体稀土总量的变化 , 可能 与大气降水的淋滤作用有关。 3 . 5 其他微量元素特征 由表 5可知 , 金 山、 马泉金矿毒砂和黄铁矿都含 有 A u 、 A g 马泉金矿黄铁矿含银量在检 出限以下 , 并且黄铁矿都含少量的 A s , s含量差别不大; 黄铁矿 中 C 0 含量 N i 含量 、 C o / N i 在 0 . 5 7 ~ 0 . 8 7 5之 间 ; S e / T e大于 2 ; S / S e 2 0 4 8 7 。 毒砂中 C o / N i 0 . 4 3 。 据栾世伟 资料[ 6 ] , 典型岩浆热液金矿床 小秦岭金矿床 黄铁矿 中 C o / N i 1 . 1 7 ~ 3 . 1 0 、 S e / T e 一1 、 S / S e 1 0 6 0 ~ 8 4 5 1 7 、 C u 第 1 8 卷 第 1 期 2 5 表5 金山、 马泉金矿载金矿物电子探针微区分析结果 % 注金 山金矿 A u 、 A g测试为化学分 析 ; 马泉金矿毒砂和黄铁矿测试值 均为 3件样 品 含量大于 1 2 0 x l O 。由此可见 , 金山 、 马泉金矿 的成 矿 的确与岩浆热液有关 ,但不完全 由岩浆热浆分异 作用 形成。 此测试值与上述热液水 的来源推断相吻 合 。 3 . 6 成 矿 时代 金 山金 矿床 P b同位素 年龄测 试结果 为 1 5 9 ~ 1 9 4 Ma t 。据核工业 2 0 3研究所对马泉金矿 的测试 R b S r 法 , 其等时年龄 为 1 5 3 _ 2 0 Ma 。中川 I 岩体的 主侵入期为 1 8 8 ~ 2 2 7 M a , 可见 , 矿床形成于中川岩 体大规模侵入之后 , 中川岩体为金山、 马泉金矿的形 成提供 了巨大持久的热源 。 4 结论和建议 1 金 山、 马泉金矿成矿地质背景相同 , 矿床地 质特征相似 , 矿床成因相同或类似 , 可以说 明这 2个 矿床是 1 个矿床。 2 金 山、 马泉金矿 的金源很可能来 自中石炭统 地层 ; 硫来 自深部 , 可能 由岩浆水提供 ; 成矿热液水 由大气降水与岩浆水 、 变质水混合而成 ; 矿床是在 中 低温 、 弱酸性 、 弱氧化一还原介质 、 弱矿化度条件下 形成的微细浸染型热液金矿床。 3 建议统筹考虑矿床的勘查和开发工作 , 特别 是 2个矿床结合部应是地质勘查 的重点部位。相信 随着勘查力度 的加大 , 必将取得很好的地质成果。 参考文献 [ 1 ] 孙明. 甘肃礼县马泉金矿床地质特征及成因探讨[ J ] . 甘肃 地质学报 , 2 0 0 0 , 9 2 2 7 3 6 . 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A Co mp a r a t i v e S t u d y o f Ga n s u J i n s h a n a n d M a q u a n Go l d De p o s i t J I A N G Q i m i n g , L U T i a o j i a n G a n s u V o c a t i o nT e c h n o l o g y I n s t i t u t e o fI n d u s t r y , T i a n s h u i 7 4 1 0 2 5 , G a n s u , C h i n a Ab s t r a c t J i n s h a n a n d Ma q u a n g o l d d e p o s i t s a r e l o c a t e d i n L i x i a n Ba i y u n S h a n y a n g d e e p f a u l t b e t w e e n s w o l l e n we s t s e c t i o n a nd b r a n c h a c ut e a n g l e c l a mp a r e a .Ac c o r d i n g t o t h e c o mp a r a t i v e s t ud y o f r e g i o na l g e o l o g i c a l s e t t i n g , g e o l o g i c a l c ha r a c t e r i s t i c s a n d me t a l l o g e n i c g e ne s i s , we t h i n k t ha t i t h a v e s i mi l a r g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a nd d e p o s i t g e n e s i s . J i n s h a n , Ma q u a n g o l d r e s o u r c e s i s l i k e l y t o c o me f r o m t h e C a r b o n i f e r o u s ; s u l f u r c o me f r o m d e p t h , i t ma y b e c a u s e d b y ma g ma t i c w a t e r ; o r e - f o r mi n g h y d r o t h e r ma l wa t e r c o me f r o m mi x t u r e o f a t mo s p h e r i c p r e c i p i t a t i o n a n d ma g ma t i c w a t e r ,me t a mo r p h i c w a t e r ; d e p o s i t s a r e mi c r o - d i s s e mi n a t e d h y d r o t h e r ma l g o l d d e p o s i t f o r me d i n c o n d i t i o n s o f l o w t e mp e r a t u r e , we a k a c i d , we a k o x i d a t i o n r e d uc t i o n me d i u m, we a k mi n e r a l i z a t i o n. I t i s t ho ug h t t h a t t h e t wo d e p o s i t s s h o u l d b e o n e , a n d i t r e q u i r e o v e r a l l c o n s i d e r a t i o n f o r f u t u r e g e o l o g i c a l s u r v e y e s p e c i a l l y t h e j o i n t o f t w o d e p o s i t s , a n d e x p a n d t h e c u r r e n t d e p o s i t s c a l e . Ke y wo r d s J i n s h a n g o l d d e p o s i t ; Ma q u a n g o l d d e p o s i t ; Ge o l o g i c a l s e t t i n g ; Ge o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ; Me t a l l o g e n i c g e n e s i s ; Ga n s u P r o v i n c e
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