陕西旬阳小河金矿成矿期次和成矿规律研究

葛家昆

（长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710064）

作者简介：葛家昆（1991－），男，长安大学地球科学与资源学院硕士研究生，岩石学、矿物学、矿床学专业。

摘 要：小河金矿位于南秦岭构造带镇旬盆地的中部，是镇旬盆地内重要的金矿之一。该金矿的成矿明显受控于地层层位和断层，金矿主要产于中泥盆统的大枫沟组（D2d）和杨岭沟组（D2y2）第二岩性段的灰岩、千枚岩和粉砂岩中。在构造控矿方面表现为“区域断裂导矿、次级断裂控矿”的特点。本文通过野外实地考察结合矿区已有资料及前人研究成果，将该金矿的成矿期划分为：变质成矿期、热液成矿期和表生成矿期三期，其中热液成矿期是该金矿的主要成矿期，在该成矿期内根据矿物的共生组合和相互交切关系又可分为五个阶段。

关键词：金矿；成矿期次；成矿阶段；成矿规律；镇旬盆地

Abstract：Xiaohe gold deposit is in the central of Zhen Xun basin，which is located in the south qinling tectonic belt．It is one of the important gold deposits in the Zhen Xun basin．The gold mineralization is obviously controlled by stratigraphic and fault， ore bodies mainly host in the limestone，phyllite and siltstone of Dafenggou formation（D2d）and the second lithologic section of Yanglinggou formation（D2y2）．In terms of tectonic ore－controlling，it is characterized by＂regional fracture conductivity ore，secondary faults control the ore＂．Combined with existing data and results of previous studies and field investigation，the gold mineralization period is divided into three periods，They are respectively metamorphic mineralization period，hydrother－mal ore－forming period and the table generated mineral phase，the hydrothermal mineralization period is the main metallogenic period of the gold deposits，according to the symbiotic combination and mutual cross－cutting relationships of minerals，the metallogenic period from early to late can be divided into five stages．

Key words：gold deposits；metallogenic period；mineralization stage；the metallogenic regularity；Zhenxun basin

0 引 言

小河金矿位于南秦岭构造带镇旬盆地中部，镇旬盆地位于扬子板块北部被动边缘，是秦岭地区重要的金、银、砷、锑、汞、铜、铅和锌等矿床集中分布区，尤其是金、锑、汞、铅和锌5种矿产资源丰富，已成为我国微细浸染型金矿床以及铅锌、汞锑矿床的重要矿产地之一。尤其是在盆地中部的南羊山断裂带的两侧分布着大量的金、汞锑、铅锌、钨、铜、重晶石等矿（化）点，构成了一个以金为主的汞锑、铅锌多金属成矿带。因此通过对该金矿的研究，将会对该区内的金矿的成矿条件和成矿规律研究提供参考和依据。

1 矿区地质

1．1 含矿地层

矿区出露的地层主要为志留纪－二叠纪一套碳酸盐岩和细碎屑岩组合。地层展布方向主要呈近E－W向，且由北向南，地层由老变新（如图1）。其中矿体主要赋存于大枫沟组和杨岭沟组的地层中。大枫沟组（D1d）岩性主要为一套灰色、灰绿色粉砂质千枚岩夹含钙质砂岩透镜体，是南沟矿段主要含矿层位。杨岭沟组（D2y）根据岩性又可以细分为两个岩性段，分别为第一岩性段（D2y1）和第二岩性段（D2y2）：①第一岩性段（D2 y1）岩性主要为灰－深灰色薄－中厚层状泥晶灰岩，生物碎屑灰岩；②第二岩性段（D2y2）主要为一套灰色薄－中层状灰岩和灰黄色千枚岩、粉砂质千枚岩，夹少量褐黄色－紫红色中厚状石英砂岩、砂岩和粉砂质千枚岩。依据岩性出露特征，可进一步细分为五个岩性亚段（D2y21－5），其中第—岩性亚段（D2y21）是杨门垭矿区主要容矿层位，第二岩性亚段（D2y22）是阴坡梁矿段和西沟矿段的主要含矿层位。并且这些亚段之间除在局部地段为断层接触外，其他部位均为整合接触。

1．2 矿区构造

小河金矿的含矿构造以断裂构造为主，褶皱不甚发育。控矿断裂以近东西向压扭性断层为主，主要有区域性南羊山断层（F2）和F3、F4断层。断层具多期活动特征，主要经历了早期由N－S向的高角度逆冲和晚期左旋平移。容矿构造主要为次级的小断裂，如RF6、RF7、F8、F9断裂等，它控制了矿体产态与规模（如图1）。次级断层断面光滑，呈舒缓波状，具斜一水平擦痕，长数十米至千余米，宽0．5～2m。次级断层多具压扭性或张扭性的特征。

图1 小河金矿矿区地质（底图据金峰矿业有限公司）

2 矿石及矿体特征

2．1 矿体特征

小河金矿受地层、岩性、构造和热液活动多重因素控制。根据含矿层位、岩石组合、控矿构造，结合矿化特征、矿石类型及其空间分布差异，将其划分为三个矿化相对集中的矿段，分别为：杨门垭矿段、阴坡梁矿段、南沟矿段。杨门垭矿段的矿体形态均为似层状，产状160°～280°∠39°～63°，长度数百至一千米不等，平均厚度1．5m左右，品位3～6g／t。矿化赋存在断层破碎带中，主要载金矿物为毒砂、黄铁矿，围岩具硅化、黄铁矿化、毒砂化等。南沟矿段的矿体形态主要为透镜状，产状平均185°∠58°，矿体长度400～700m，品位较高，约为4～8g／t。矿石类型为含明金白钨矿石英方解石脉型，受中泥盆统杨岭沟组第二段第一亚段的粉砂质千枚岩和RF7断层控制。阴坡矿段的矿体主要呈透镜状，产状大致为70°∠50°，矿体规模相对较小，长度200～400m，厚度不足1m，品位5g／t左右。矿化主要赋存于断层破碎带中，主要载金矿物为黄铁矿、毒砂。

2．2 矿石组构

2．2．1 矿石结构

（1）全自形针柱状：由中粗粒和细粒毒砂组成，主要分布于毒砂型矿石与矿化岩质板岩中。

（2）包含结构：中粗粒黄铁矿包裹细粒毒砂、自形白铁矿（图2a）、石英和白云石；黄铜矿包含白铁矿（图2b）等。

（3）微粒自形晶和草莓状、浑圆状结构：由低温或沉积作用形成，见于毒砂型矿化炭质板岩和黄铁矿型矿石中（图2c）。

（4）自形晶单体结构：由细粒自形晶黄铁矿、毒砂和微粒黄铁矿所形成（图2c、图2d、图2e）。

（5）它形不等粒状结构：该结构在矿石中普遍存在，尤其含黄铁矿和毒砂的矿石中最常见（图2f）。

2．2．2 矿石构造

（1）块状、团斑状构造：由黄铁矿、毒砂自连晶或互连晶堆积而成。广泛见于黄铁矿型和毒砂型矿石中（图3a）。

（2）角砾状构造：角砾由大小不等，形状各异的钙质和炭质板岩所构成；胶结物为黄铁矿、毒砂、白云石、石英等成矿物质胶结而成。是黄铁矿型和毒砂型矿石的主要构造类型。

（3）浸染状构造：由细粒黄铁矿、毒砂和微晶黄铁矿星散展布而成（图3b）。

图2 小河金矿矿石光片镜下照片

a．黄铁矿包含自形白铁矿；b．它形黄铜矿包含白铁矿；c．稠密浸染状黄铁矿，黄铁矿它形粒状；d．黄铁矿与白铁矿呈共结边结构，其中自形的白铁矿破碎后被后期的石英细脉充填；e．千枚岩中自形－半自形毒砂；f．它形不等粒黄铁矿；g．黄铁矿与白铁矿的共结边结构；h．自形白铁矿与微细浸染状黄铁矿

图3 小河金矿矿石手标本照片

a．方解石－石英脉中团块状白钨矿；b．千枚岩中的针状毒砂；c．方解石石英脉中充填的明金颗粒；d．草莓状黄铁矿

2．3 矿石类型

矿区的矿石类型包括两类：氧化矿石和原生矿石，但是由于氧化矿石较少，无工业价值。原生矿石作为矿区的主要工业可采矿石，根据矿石矿物的共生组合和产出分布特征，可划分为以下四个主要亚类：

（1）黄铁矿毒砂浸染千枚岩型：矿石中毒砂粒度细小，以半自形－自形针状均匀分布于千枚岩中，无定向排列，常切穿岩石的千枚理；黄铁矿多呈半自形粒状，粒度小于0．01mm，呈星点状分布，与毒砂相伴生，其间所夹石英脉中基本不含毒砂矿化。

（2）含黄铁矿毒砂石英方解石脉型：黄铁矿主要分布于千枚岩及其间所夹的方解石－石英脉中，以脉体中矿化最强为特征。毒砂和黄铁矿分别呈针柱状和粒状集合体分布于脉体与围岩接触的部位或者脉体中，粒径相差悬殊，最大者可达0．8～1mm，小者仅有0．02～0．04mm。主要以团块状、脉状和星点状产出，常与烟灰色硅化和淡绿色叶腊石化相伴生。

（3）黄（白）铁矿石英脉型：黄铁矿以粗大的半自形－自形晶集合体呈团块状、不规则脉状和星点状分布于石英脉中，粒径一般3～10mm。另外，在黄铁矿中往往还伴生有半自形－自形的白铁矿，粒径较大，一般为2～6mm。这种矿石类型只在阴坡梁矿段可见。

（4）含明金白钨矿石英方解石脉型：白钨矿多呈星点状沿着脉体的构造破裂面或裂缝产出，也可团块状白钨矿集合体产于方解石－石英脉中，含量较少；明金肉眼可辨，粒度0．1～2mm（图2g）。这类矿石只在南沟矿段出现。

总体研究认为，本区金矿石中，金的主要载体矿物是：中－粗粒黄铁矿和自形－半自形中－粗粒毒砂以及团块状白钨矿。

2．4 围岩蚀变

区内围岩蚀变主要沿断裂构造分布，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、叶腊石化、黄铁矿化、毒砂化等，蚀变强度与变形强度正相关，其中硅化、黄铁矿化和毒砂化等与金的矿化关系密切。围岩蚀变多呈带状产出，蚀变带一般宽0．5～5 m，这种蚀变与动力变质过程中所产生的变质热液有关，矿区围岩蚀变总体比较弱。

3 成矿期次

3．1 成矿期次划分

前人对该金矿以及与该金矿相邻的惠家沟金矿的成矿期次已经做过一定的研究，董王仓（1991）将惠家沟金矿的成矿期次划分为主成矿期和表生期两期，唐永忠（1999）将小河金矿的成矿期划分为沉积成矿期、热液成矿期和表生成矿期三期。本人结合前人的研究成果，通过对该矿区的地表地质观察结合浅部平硐、光片镜下鉴定及区域资料等资料综合分析，将该金矿成矿期次划分为：变质成矿期、热液成矿期和表生氧化期三期（如表1）。在热液成矿期内，按矿物的共生组合及交切、包含关系可将热液成矿期划分为如下五个阶段：Ⅰ早期石英阶段、Ⅱ石英—黄铁矿—白钨矿阶段、Ⅲ石英—毒砂—黄铁矿（白铁矿）阶段、Ⅳ石英—辉锑矿—黄铁（铜）矿阶段、V石英—碳酸盐化阶段。其中金矿化主要发生在Ⅲ阶段，Ⅱ阶段有少量的矿化产出。

3．2 各成矿期特点

（1）变质成矿期：由于区域变质作用使得岩石中的有用元素发生迁移和预富集，在该成矿期内主要形成硅化和黄铁矿化，具体表现为含矿气水热液沿着岩石裂隙发生运移的过程中交代、淋滤围岩中有用的金属成分，而使围岩中原有的相对稳定的硅质成分残留下来形成硅化，含矿流体在运移的过程中由于温度、压力、p H、Eh及流体浓度等因素的变化，使得黄铁矿发生出溶，形成星点状黄铁矿浸染于围岩中（图1c）。

表1 矿物生成顺序表

（2）热液成矿期：成矿元素经过变质成矿期的预富集在该期经过进一步的富集，然后在有利的成矿部位发生沉淀，是该金矿的主成矿期。该成矿期内的五个阶段的特点如下：I阶段石英脉呈不规则团块状，结构致密，成分单一，不含金属硫化物，与围岩界线不清。II阶段石英呈烟灰色并常与方解石共生，沿构造裂隙充填，含白钨矿、黄铁矿、毒砂、自然金等金属矿物，其中白钨矿呈团块状沿裂隙分布，黄铁矿呈它形粒状浸染于方解石－石英脉中（图2c），毒砂呈微细粒菱形或菱柱状浸染于千枚岩中（图3b），自然金以不规则粒状与白钨矿共生。（图3c）；III阶段石英呈深烟灰色，富含毒砂、白铁矿和黄铁矿等，脉体与围岩界线不清楚，常沿构造裂隙充填。其中毒砂多呈菱形或菱柱状呈稠密浸染状浸染于千枚岩中，此阶段的毒砂多交代上一阶段的毒砂颗粒（图2e），并且毒砂颗粒多发生破碎呈碎斑状，另外，也见部分毒砂呈菱形或菱柱状单晶产于方解石－石英脉变形裂隙中。白铁矿多为半自形—自形晶，粒度较大，多呈集合体产出（图2h）。黄铁矿多呈中—粗粒自形—半自形矿物集合体产出，在某些区域可见中粗颗粒黄铁矿穿插交代较早的白铁矿，说明白铁矿的结晶略早于黄铁矿（图2h）。该阶段是金的主要成矿阶段，自然金多呈微细显微金赋存在黄铁矿内部或边缘；IV阶段含辉锑矿石英脉沿断面分布，脉体粗大，晶洞发育，见黄铁矿及黄铜矿，脉体与围岩界线清楚。辉锑矿半自形长条状，见弱的揉皱变形，黄铁矿主要为不规则粒状，多交代毒砂和白铁矿（图2a）。黄铜矿含量较少，不规则粒状，可见交代包含白铁矿（图2b）；V阶段石英方解石多呈纯白色、粗晶，切穿各阶段脉体（图2d）。

（3）表生成矿期：该期是成矿的最后阶段，在地表附近由于风化作用，形成黄褐色－橘黄色“铁帽”，呈疏松土状、蜂窝状产出。主要矿石矿物为自然金、褐铁矿。脉石矿物为石英、绢云母。

4 成矿规律

4．1 地层及岩性的控矿特征

如表2所示，三个矿段的容矿地层虽然不尽相同，但它们之间存在一定的联系。总体而言，金的矿化主要赋存于中泥盆统杨岭沟组第二岩性段和大枫沟组中下部，且以杨岭沟组第二岩性段的控矿最重要。金矿化主要赋存在泥质粉砂质岩石中，部分产于微—薄层泥晶灰岩中，泥砂质细碎屑岩由于孔隙度适中，有利于高丰度值容矿地层中金的初步沉淀和富集。高背景地层则为金的初步富集奠定了物质基础及提供了物质来源。

表2 小河金矿容矿地层特征简表（据唐永忠，1999）

4．2 构造与成矿的关系

该矿区的矿体明显受断层控制（如图1），并且断层对矿体的控制主要表现为四个方面：1）区域断裂构造控制着矿体的宏观展布及矿化范围；2）矿区的断裂构造表现出“区域性的大断层导矿，次级小断层容矿”的特征；3）构造活动对含金热液的迁移、富集提供通道和赋矿空间，同时由于构造活动也为含金热液的迁移富集提供热源；4）矿区最后一期的断裂构造对成矿有一定的破坏作用。

4．3 金的富集规律

（1）金主要赋存在石英脉边缘及内部，白钨矿化必然伴生金矿化，且与白钨矿化伴生的自然金的颗粒基本上都是肉眼可见。

（2）金在千枚岩与碳酸岩接触界面偏千枚岩一侧相对富集。

（3）自然金在毒砂中目前显微镜下难见，可能呈超显微金赋存。

（4）金在断层交汇部位或构造产状变化较大部位较为富集。

（5）自然金在褐铁矿中主要呈显微金分布于矿物内部或边缘，局部褐铁矿边缘可见粗粒金。

（6）载金物质的种类和粒度决定矿体含金量多少的重要因素（如表3）。

表3 单矿物含金量分析简表（据金峰矿业有限公司）

4．4 围岩蚀变与成矿的关系

由于矿区及整个区域内都没有岩浆岩的出露，因此本区缺少热源和气水热液，这也就决定了该区围岩蚀变弱、蚀变简单的特点。但是这种较弱的围岩蚀变对金矿的形成依然具有重要意义。矿区的主要蚀变类型基本上都属于中低温热液蚀变类型。其中以硅化、黄铁矿化和毒砂化最为重要。硅化、毒砂－黄铁矿化是毒砂黄铁矿型金矿的主要找矿标志，硅化、绢云母化、绿泥石化是自然金白钨矿石英方解石脉型金矿的重要找矿标志，烟灰色硅化、淡绿色绿泥石化是含黄铁矿毒砂石英方解石脉型金矿的重要找矿标志，对于氧化型金矿来说，褐色－棕褐色褐铁矿化是其最重要、最直接的找矿标志。另外，围岩蚀变的强度和复杂程度与矿化程度呈明显的正相关，即在蚀变强烈且多种蚀变相叠加的部位最利于成矿。

5 结论

（1）该金矿的形成经历了变质成矿期、热液成矿期和表生成矿期三期，其中热液成矿期是该金矿的主要成矿期；

（2）该金矿的形成和产出明显受地层和岩性的控制，该金矿的形成还与断裂构造密切相关，具体表现为“区域大断裂导矿，次级断裂容矿”的特征；

（3）该金矿的自然金的赋存和富集具有明显的规律性，如在黄铁矿内部或边缘自然金常呈微细显微金赋存；在白钨矿中呈明金颗粒产出；在毒砂中呈超显微金赋存。另外，金还主要赋存于石英脉和围岩蚀变发育的地段。

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