大水金矿床地质特征与成矿规律

大水金矿床地质特征与成矿规律_加权特征分析在综

4．1　大水金矿床地质特征与成矿规律

4．1．1　大水金矿床地质特征

甘肃省玛曲县尼玛乡大水金矿，是我国大型金矿床之一，属于西秦岭南坪玛曲成矿带的西段，区域构造上为玛曲略阳深大断裂带北侧的大水弧形构造弧顶部位（图4 -1）。地理坐标为：东经102°12′26″—102°15′04″，北纬34°01′53″—34°04′01″，海拔3 700～4 000m。

图4－1　大水金矿床区域地质构造简图

（据吕古贤等，1999）

1．K Q松散沉积建造；2．K E磨拉石建造；3．侏罗系；4．三叠系复理石建造；5．石炭系二叠系；6．泥盆系；7．志留系；8．寒武系奥陶系；9．前寒武系基底；10．花岗岩；11．闪长岩；12．断裂；13．节理裂隙带；14．地层产状；15．复背斜、复向斜；16．背斜、向斜；17．金矿床；KL．昆仑构造带；QLA．祁连造山带；QLI．秦岭造山带；NC．华北克拉通；SG．松潘甘孜造山带；LAI．龙门山逆冲构造带；YZ．扬子地块；SJ．三江造山带

地表广泛分布的浅粉红色—红褐色赤铁矿化灰岩和成群分布的闪长岩脉及方解石脉，构成大水金矿的特征标志（图4－2）。早期采矿和研究工作主要围绕地表氧化带广泛分布的赤铁矿化灰岩，并针对赤铁矿提出了“贫硫化物型金矿”的解释。随着采矿与勘探工作的深入，深部原生矿化信息不断被揭示，作者与项目组成员在氧化带下部闪长岩体内和接触带上，发现了大量的微细粒稠密浸染状黄铁矿和网脉状黄铁矿，构成重要的闪长岩型原生硫化物矿石和矿体。而且，在地表强烈褐铁矿化的铁帽和褐铁矿脉中，找到了尚未完全褐铁矿化的黄铁矿，并鉴定出与黄铁矿化相伴而生的黄铜矿和含铁砷黝铜矿，揭示了大水金矿浅部地表氧化矿中广泛分布的赤铁矿和褐铁矿，为微细粒稠密浸染状和网脉状黄铁矿等硫化物表生氧化作用所致。通过对新发现的原生硫化物等矿物的地球化学特征研究及与我国闪长岩型金矿床对比，大水金矿为富硫化物的闪长岩型金矿床。

图4－2　大水金矿床地质简图

1．白垩系；2．三叠系中统；3．三叠系下统；4．石英闪长岩；5．闪长岩脉；6．方解石脉；7．地质界线；8．地层产状；9．断层；10．金矿体

1．矿区地质特征

如图4 2所示，大水金矿床位于格尔括合石英闪长岩体南侧的枝杈状闪长岩小岩枝、岩脉、岩墙成群密集发育地带，总体呈北西向带状展布，已知金矿体和矿化体均分布在闪长岩体内和接触带附近的中三叠统马热松多组碳酸盐岩地层中，发育4个金矿体群。金矿体的规模大小和产状，严格受枝杈状闪长岩脉的规模、岩性组合和接触带形态产状的控制，多呈脉状和透镜状产出，走向近NS和NW，倾角45°～80°，矿体长20～280m，厚0．66～26．39m，金品位为（1．0～62．16）×10^－6，平均为11．70×10－6，以Au20 1矿体最大。

闪长岩脉及其附近的碳酸盐岩地层，普遍矿化。在浅部地表，以闪长岩脉顶部和两侧碳酸盐岩围岩的广泛赤铁矿化褐铁矿化硅化为主，整个矿区呈浅粉红色—红褐色，矿石类型主要为赤铁矿化硅化灰岩型、似碧玉岩型及破碎蚀变岩型。在氧化带下部，以闪长岩体和接触带微细粒稠密浸染状和网脉状黄铁矿化为主，闪长岩体本身构成金矿石，矿石类型主要为闪长岩型、破碎蚀变岩型（构造角砾岩型）和爆破角砾岩型。因此，从闪长岩体到接触带至碳酸盐岩围岩，从深部到浅部，矿石类型从闪长岩型到爆破角砾岩型破碎蚀变岩型（构造角砾岩型）至似碧玉岩型（硅质岩型）赤铁矿化硅化灰岩型规律性变化。

沿闪长岩接触带或岩体顶部，普遍大理岩化，局部矽卡岩化。近矿围岩蚀变强烈，主要为硅化似碧玉岩化、黄铁矿化（褐铁矿化赤铁矿化）、碳酸盐化，其次为高岭土化、绿泥石化、绢云母化等，与金成矿关系最为密切的是硅化似碧玉岩化和黄铁矿化（褐铁矿化赤铁矿化）。隐爆角砾岩和构造角砾岩也主要产在枝杈状闪长岩接触带附近，并强烈蚀变与矿化。

矿石构造有浸染状、块状、脉状和角砾状等。矿石结构有自形、半自形粒状结构和各种交代结构及碎裂结构。金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、含铁砷黝铜矿、赤铁矿、褐铁矿、兰铜矿、孔雀石、磁黄铁矿和自然金等；非金属矿物主要为玉髓状石英、方解石、白云石和绢云母等。

本次研究采集的蚀变矿化岩矿石的锆石裂变径迹年龄为149．5～214．9Ma，与前人的格尔括合石英闪长岩体中心相全岩Rb Sr年龄174．3Ma和3个蚀变矿化岩浆角砾岩K Ar法年龄182．6～196．0Ma基本吻合，结合已知金矿体主要产在侵入于三叠系地层之中的闪长岩体接触带附近，表明成矿时代为燕山期。

（1）地层

大水金矿区出露地层简单，主要为中三叠统海相碳酸盐岩地层（图4 2）、下三叠统砂岩、泥岩和灰岩地层，白垩系陆相砾岩、砂岩沉积地层零星分布，矿区南部分布有侏罗系火山岩地层。

中三叠统碳酸盐岩地层，岩性主要为灰岩和白云质灰岩，少量白云岩，下部常有紫红色碎屑岩夹层，灰岩与白云质灰岩呈互层关系。岩石层理较为发育，一般为中厚层状。岩性较脆，在后期应力作用下产生断裂破碎带和层间破碎带，是成矿流体运移和矿质卸载的有利构造空间。

（2）构造

大水金矿区构造简单，主要为NW EW向断裂破碎带F₃（图4 2），其次为NE NNE、NW和近SN向次级断裂。F₃断裂带，产状为210°～250°∠50°～60°，主要表现为下三叠统灰岩白云质灰岩呈向SW方向陡倾的单斜构造、灰岩白云质灰岩地层的顺层劈理化、强烈碎裂岩化、角砾岩化和次级断裂的发育，构成宽300～400m的含矿破碎带，呈现出压扭性特征。

该区金矿床，严格受F₃断裂控制，已知金矿体、闪长岩脉、隐爆角砾岩、蚀变矿化带，几乎全部发育在F₃断裂北侧区域内的不同次级断裂或构造裂隙内。

（3）岩浆岩

在大水金矿区，岩浆岩相对较为发育（图4 2），主要为燕山期石英闪长岩和闪长岩侵入岩，多沿北西向断裂及两组断裂交叉复合部位侵位，呈小岩株岩枝、岩脉群、岩墙群，分布于三叠系的灰岩地层中（图4 2）。

矿区最大的侵入岩体为大水金矿床北侧格尔括合石英闪长岩体，呈椭圆形侵位于三叠系灰岩、白云质灰岩地层中。岩石呈灰绿色，斑状结构，块状构造，斑晶主要为斜长石、黑云母和角闪石等。

大水金矿区内的闪长岩小岩枝和岩脉，普遍热液蚀变与金矿化，在时空分布和成因上与金矿化密切相关，如Au35、Au37、Au59、Au60、Au93矿体等产于闪长岩脉接触带内。部分闪长岩脉，本身就构成矿体，如Au20 1、Au7、Au37、Au11、Au75矿体等。在闪长岩脉中，普遍含有大量的黄铁矿、褐铁矿和赤铁矿。闪长岩脉围岩蚀变强烈，主要为硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。

2．矿体地质特征

大水金矿床，现已经圈出矿体95个，主要集中分布于大水金矿床98—110线之间，其中以大水金矿Au20 1、Au7、Au2、Au35、Au37矿体为代表。矿体主要产于闪长岩脉内外接触带中，闪长岩和断裂构造控矿特征明显，矿体走向为近于NS、近EW、NW和NWW，矿体倾角较大，介于45°～80°之间；矿体形态为透镜状、扁豆状、囊状和脉状等，在平面和剖面上矿体具有膨大、缩小、分枝复合和尖灭再现的特征，矿体长20～280m，厚度0．66～26．39m，金品位一般介于（1．0～62．16）×10－6，平均金品位为11．70×10^－6，矿体分布标高为3 342～3 854m，目前已经控制矿体最深为330m。

（1）Au20 1号矿体

Au20 1号矿体是大水金矿床最大的矿体，主要分布于99—105勘探线之间，由各个分枝矿体所组成（图4－2、图4－3、图4－4）。矿体产于闪长岩小岩枝岩脉与白云质灰岩、细微晶灰岩的接触带及其隐爆角砾岩中。矿体展布方向为近SN，矿体具强烈的硅化和赤（褐）铁矿化，矿体在平面上的组合形态为树枝状、帚状、囊状，向南东方向撒开，向北西方向收敛，其分枝矿体呈脉状，矿体交汇处呈掌形。矿体产于张扭性及压性断裂中，倾向西或南西，个别分枝矿体倾向南东，倾角45°～70°，该矿体最大长度为280m，厚度0．82～41．19m，延深20～170m。

矿体品位大多数为（1．22～36．23）×10－6，个别地段高达100×10^－6。该矿体由地表向下明显变窄，品位降低，矿体中夹石增多，向下到3 605m中段主矿体消失，变成宽2～4m、金品位3×10－6的小矿体。该矿体矿石类型主要由闪长岩型、似碧玉岩化硅质岩型、角砾岩型或破碎蚀变岩型、赤（褐）铁矿化硅化灰岩型组成。

（2）Au20 2号矿体

Au20 2号矿体，主要分布于102—103勘探线之间，走向为SN向，倾向西／西南，倾角55°，矿体长度83m，厚度8．46～13．57m，平均品位4．82×10^－6。矿体产于闪长岩脉及灰岩与闪长岩脉或岩枝接触带中。矿石类型主要为闪长岩型和赤铁矿化硅化灰岩型。

（3）Au7号矿体

Au7号矿体，分布于81—85勘探线之间，矿体走向为NW，产状30°∠70°～75°，地表出露长度200m，宽度2．10～17．95m，最大延深为165m，金平均品位为20．24×10^－6。在81勘探线上由地表向下金矿体厚度、品位分别为8．14m和12．52×10^－6，PD802ZK1中金矿体厚度、品位分别为10．35m和32．73×10－6，向下金矿体厚度加大，品位升高。金矿体产于闪长岩脉与白云质灰岩接触带及隐爆角砾岩中，围岩蚀变为强烈的硅化、赤铁矿化，在硅化强烈的地段，局部形成硅质岩或似碧玉硅质岩，具有明显的网脉状角砾状构造，矿石类型为似碧玉硅质岩型矿石、角砾岩型金矿石和硅化闪长岩型金矿石。

（4）Au8号矿体

Au8号矿体，分布于83—85勘探线之间，走向为NW，在走向和倾向上具有扭动特征，形态为长条状，产状220°～230°∠65°～90°，地表出露长度110m，宽度2．42～12．53m，最大延深为85m，金平均品位为4．99×10^－6。在84勘探线上，由地表→3 665m中段→3 685m中段，厚度由2．94m→3．80m→6．62m，对应的Au品位分别为7．16×10^－6→3．14×10^－6→6．03×10－6，表明矿体向深部具有尖灭再现的特征。金矿体产于北西向构造破碎带边部和闪长岩脉外接触带和隐爆角砾岩中，矿石类型为构造角砾岩型、蚀变破碎白云质灰岩型、蚀变破碎闪长岩型和隐爆角砾岩型矿石。

图4－4　大水金矿床102勘探线剖面图

（据殷先明，2000）

1．残坡积；2．灰岩；3．泥质灰岩；4．闪长岩脉；5．方解石脉；6．岩溶角砾岩；7．金矿体；8．构造角砾岩

（5）Au9号矿体

Au9号矿体，分布于83—84勘探线之间，走向为NW，产状为235°∠65°～75°，地表出露长度80m，宽度7．62～17．25m，推测深度为20m，金平均品位为3．08×10^－6，矿体在北西部位被断裂构造所截断。金矿体产于北西向构造角砾岩破碎带中，矿石类型为构造角砾岩型矿石。

（6）Au2号矿体

Au2号矿体，地表出露厚度18．93m，金品位为10．2×10^－6。通过CM701平硐验证，该矿体下部变薄为7．35m，金品位降至1．51×10^－6。

（7）Au37号矿体

Au37号矿体，主要分布于108—110勘探线之间，为一隐伏矿体（图4 5）。矿体走向为SN，倾向西或南西，倾角75°。在3 550m中段上，矿体长度170m，厚度1．70～17．88m，而在3 520m中段上，厚度为2．43～3．24m，平均品位2．86×10^－6。矿体产于灰岩或灰岩与闪长岩脉接触带中。矿石类型主要为赤铁矿化硅化灰岩型和闪长岩型。

（8）Au58号矿体

Au58号矿体，为一隐伏矿体，主要分布于76—78勘探线之间，该矿体产于灰岩、闪长岩脉和灰岩与闪长岩脉接触带中，矿体走向为近于EW向，矿体具有强烈的赤（褐）铁矿化、硅化，形态为透镜状、脉状，产状为220°～245°∠62°～68°，矿体长度116m，宽度为1．45～11．85m，延深140m，平均品位3．08×10^－6，个别地段高达100．00×10^－6。该矿体在76勘探线由上→下宽度变窄，但品位逐渐升高，在77勘探线由上→下宽度明显变窄，品位降低。矿石类型主要为赤铁矿化硅化灰岩型和赤铁矿化硅化闪长岩型。

（9）Au59号矿体

Au59号矿体，主要分布于76勘探线上，为一隐伏矿体，该矿体产于灰岩、闪长岩脉和灰岩与闪长岩脉接触带中。矿体走向为近于EW，矿体具有强烈的赤（褐）铁矿化、硅化，形态为透镜状、脉状，产状为220°∠65°，矿体长度51m，宽度为0．94～8．38m，延深94m，矿石品位为（1．67～22．63）×10^－6。该矿体由地表→地下宽度明显变窄，品位降低，向下至3 725m中段已经尖灭。

（10）Au35号矿体

Au35号矿体，矿体出露地表厚度16．25m，金品位2．86×10^－6。通过ZK1101、ZK1102钻孔验证，该矿体深部厚度、品位变化不大。下部有3个隐伏矿体Au37、Au39和Au53（图4 5）。矿体走向为SN，倾向西或南西，倾角75°。在3 550m中段上，矿体长度170m，厚度1．70～17．88m，而在3 520m中段上，厚度为2．43～3．24m，平均品位2．86×10^－6。矿体产于灰岩或灰岩与闪长岩脉接触带中。矿石类型主要为赤铁矿化硅化灰岩型、闪长岩型和破碎蚀变岩型。

（11）Au60号矿体

Au60矿体，主要分布于76—77勘探线之间，为一隐伏矿体，矿体产于闪长岩脉和灰岩与闪长岩脉接触带中。矿体走向为近EW，矿体具强烈赤（褐）铁矿化、硅化，产状220°∠50°～68°，矿体长度80m，宽度为1．29～7．18m，延深80m，平均品位为4．03×10^－6。

（12）Au61号矿体

Au61矿体，主要分布于77—79勘探线之间，为一隐伏矿体，矿体产于灰岩中，矿体展布方向为近EW，矿体具强烈赤（褐）铁矿化、硅化，产状220°～230°∠70°～78°，矿体长度97m，宽度\为1．70～16．06m，延深117m，矿石品位为（1．23～14．55）×10^－6。向下至3 685m中段矿体厚度变大，品位增高。

图4－5　大水金矿床110勘探线剖面图

（据殷先明，2000）

1．灰岩；2．白云质灰岩；3．闪长岩；4．矿体

（13）Au87号矿体

Au87矿体，主要分布于101—103勘探线之间，矿体产于白云质灰岩及白云质灰岩与闪长岩脉接触带中，矿体展布方向为近南北向和近西北向。矿体平面形态为港湾状、枝杈状。矿体产状倾向西或西南，倾角为45°，矿体长度148m，厚度为2．97～17．01m，矿体平均品位8．71×10^－6。矿体向下厚度逐渐变小，但是品位逐渐增高。在3 625m中段矿体厚度为7．19m，平均品位为20．30×10^－6。矿石类型主要为赤铁矿化硅化灰岩型和赤铁矿化硅化闪长岩型。

3．矿石物质组分和结构构造

（1）矿石物质组分特征

大水金矿床矿石物质组分简单，金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿、赤铁矿、褐铁矿、兰铜矿、孔雀石、磁黄铁矿和自然金等；非金属矿物主要为玉髓状石英、方解石、白云石、绿泥石、绢云母、重晶石等。

（2）矿石结构、构造

①矿石结构

大水金矿床矿石结构主要有微晶细晶结构、变余斑状结构、自形半自形他形结构、假象交代结构等。

微晶细晶结构：主要指似碧玉岩和硅质岩矿石中石英呈微粒或细粒结构。

变余斑状结构：主要是蚀变闪长岩型矿石保留原来岩浆岩的斑状结构。

胶状结构：是指矿石中玉髓质石英和赤铁矿呈环带状或皮壳状产出。

自形半自形他形结构：由自形半自形黄铁矿呈星散状和浸染状嵌布在脉石中，黄铁矿以立方体和五角十二面体最发育。

假象交代结构：早期黄铁矿被褐铁矿交代，但黄铁矿的立方体和五角十二面体晶形仍然保留其假象，有时核心残留有黄铁矿。

隐晶泥晶结构：矿石中的赤铁矿、褐铁矿呈非晶质或隐晶质块状体。

不等粒结构：黄铁矿呈不等粒状嵌布在脉石中。

交代碎裂结构和交代残留结构：方解石和玉髓沿碎裂和裂隙充填交代，或灰岩中的方解石被石英交代成不规则状残余存在。

交代角砾结构：方解石、玉髓沿碎裂、裂隙充填交代角砾和胶结物。

碎裂角砾状结构：矿石被压碎或者碎裂后被赤铁矿、褐铁矿及热液石英、方解石充填交代胶结而成。

交代结构：石英交代方解石。

②矿石构造

大水金矿床矿石构造主要有稀疏浸染状和细脉浸染状、细脉网脉状、碎裂和角砾状、致密块状、纹层状和条带状和蜂窝状构造等。

稀疏浸染状构造：黄铁矿等在矿石中呈浸染状或星散状分布。

细脉网脉状构造：方解石或黄铁矿或褐铁矿、赤铁矿呈细脉网脉状分布在矿石中，是黄铁矿、褐铁矿等矿物沿构造裂隙呈细脉或者网脉充填而形成。

角砾状构造：早先生成的矿物集合体经构造运动后多次破碎成角砾，角砾大小较为均匀，砾径1～3cm，后期被热液方解石、赤铁矿或者玉髓状石英胶结而成。

碎裂状构造：矿石碎裂后又被含矿热液物质胶结或充填。

块状构造：未破碎的赤铁似碧玉岩化硅质岩呈块状产出。

纹层状构造：在似碧玉硅质岩型矿石中，由铁质和硅质交替形成细层韵律。

条带状构造：由赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿和石英等矿物集合体沿一定构造或沿层理作定向排列，呈条带状相间出现。

晶洞状构造：在似碧玉硅质岩中有完整的石英晶体充填于空洞中。

纹层状和条带状构造：是指硅质岩矿石中细层的微细粒黄铁矿或褐铁矿、铁硅质成分与细粒方解石呈韵律互层或带状产出。

碎裂角砾状构造：是指矿石或矿化围岩由于热液隐爆作用而破碎成大小不等棱角分明的角砾，并为硅铁质或方解石胶结。

4．围岩蚀变

大水金矿床围岩蚀变强烈而广泛，围岩蚀变类型主要为硅化似碧玉岩化、黄铁矿化褐铁矿化赤铁矿化、碳酸盐化，其次为高岭土化、绿泥石化、绢云母化、矽卡岩化等，与金成矿关系最为密切的是硅化似碧玉岩化和黄铁矿化褐铁矿化赤铁矿化。

硅化似碧玉岩化：是大水金矿床的重要蚀变类型之一，主要表现为富含硅质的热液对碳酸盐岩地层和闪长岩体进行交代，围岩大量二氧化硅的带入和原岩组构与矿物成分相应变化的热液蚀变作用。它是该区最重要的成矿热液蚀变矿化作用之一，发育于成矿作用早期与主成矿期。

早期硅化似碧玉岩化为大规模面状和带状蚀变，主要表现为碳酸盐岩地层被交代成二氧化硅含量不等的弱硅化强硅化灰岩白云质灰岩至似碧玉岩或硅质岩，而闪长岩基质则大部分被交代成微晶石英、长石斑晶玉髓化。晚期硅化似碧玉岩化为线性蚀变，主要表现为方解石黄铁矿石英细脉或网脉充填于早期蚀变矿化体的构造裂隙中。两期或两种类型的硅化似碧玉岩化均伴随重要的金矿化。

黄铁矿化褐铁矿化赤铁矿化：是大水金矿床的重要蚀变矿化类型，构成大水金矿床的主要特征与标志。在深部原生矿化带中，广泛发育微细粒稠密浸染状黄铁矿化；在地表氧化带中，微细粒稠密浸染状黄铁矿广泛褐铁矿化和赤铁矿化，并伴随金的次生富集作用。黄铁矿化褐铁矿化赤铁矿化可明显区分为面状和线状两种类型，与硅化似碧玉岩化密切相关，是最重要的蚀变矿化作用之一。

碳酸盐化：大水金矿床碳酸盐化分布极为广泛，也是构成大水金矿床的重要标志与特征之一。早期碳酸盐化，主要表现为灰岩重结晶作用，方解石呈粗晶状—伟晶状；晚期碳酸盐化，主要表现为线型方解石脉的广泛分布。

5．成矿阶段

根据大水金矿床形成的地质背景、矿体特征、野外产状和矿物镜下微观特征，该矿床经历了两个成矿期，即热液期和次生富集氧化期。早期金在闪长岩岩浆中的预富集，伴随着岩浆上升侵位，形成成矿流体，由于温度、压力降低，成矿流体在有利的构造空间卸载形成了金矿体；晚期（喜山期）由于矿区处于构造隆升阶段，该区全面抬升，原生金矿体处于表生氧化条件，使金的品位进一步加富，次生富集。

金在热液期间成矿初步划分为4个阶段：①硅化阶段：热液蚀变的早期阶段，硅化十分强烈，部分地段蚀变为黄铁绢英岩，该阶段伴随着一定的金矿化，但是未形成矿体；②早期硫化物阶段：随着成矿流体温度、压力降低，大量硫化物开始沉淀，沉淀的硫化物以黄铁矿为主，次为磁黄铁矿，该期硫化物主要呈浸染状产出，自形程度较差；③晚期硫化物阶段：硫化物一般呈脉状体产出，镜下见到晚期形成硫化物穿插早期硫化物现象，主要矿物为黄铁矿，为成矿的主要阶段；④碳酸盐化阶段：本阶段以大量出现碳酸盐矿物为主，碳酸盐矿物交代早期形成的石英、黄铁矿为其主要特征，见到有少量细粒浸染状黄铁矿，有少量自然金形成，一般分布于矿物的裂隙之中。

次生富集氧化期是在热液期形成金矿体之后，部分出露地表或近地表的矿体，发生了表生氧化次生富集作用，原生金属硫化物氧化分解为赤铁矿、褐铁矿，部分地段形成黄钾铁钒。

4．1．2 大水金矿床成矿规律

1．闪长岩与金矿化时空分布规律

（1）闪长岩脉岩枝与金矿化时空分布的统一性

在大水金矿区，闪长岩脉、岩枝与金矿化存在着十分密切的时空分布关系，部分闪长岩脉本身即是金矿石（图4－2、图4－3、图4－4、图4－5、图4－6、图4－7、图4－8、图4－9）。

图4－6　大水金矿床98—110线岩脉矿体分布及应力分析简图

左图：1．岩脉；2．矿体及编号；3．方解石脉；右图：1．岩脉与金矿体；2．主裂面；3．应力方向；4．拉张区与矿化区

在矿区范围内，矿脉群与闪长岩脉、岩枝群存在着一一对应的空间分布一致性（图4－2、图4－3、图4－4、图4－5、图4－6、图4－7、图4－8、图4－9）。闪长岩岩墙密集发育的地段，也正是金矿体成群密集分布之处；而矿体密集区之间的无矿地段，闪长岩脉也不发育。大水金矿床，自东而西可以划分出3个较大的矿体群，分别对应大水东（98—110线）、大水中（78—92线）和大水西（66—72线）三个矿段。

这三个矿段同时也是闪长岩脉、岩枝、岩墙密集发育的地方，而三个矿段之间的无矿地段基本未见闪长岩脉的出露（图4－2、图4－3、图4－4、图4－5、图4－6、图4－7、图4－8、图4－9）。此外，大水金矿床东南约2km处的格尔托金矿床，矿脉和岩脉的产状也均为近南北走向，脉岩岩性及矿化产出规律与大水金矿床基本相同。

图4－7　大水金矿床110线岩脉矿体分布及应力分析简图

左图：1．岩脉；2．矿体及编号；3．方解石脉；右图：1．岩脉；2．矿体及编号；3．方解石脉；4．应力方向；5．应变椭球切面；6．主拉张区与矿化区

图4－8　大水金矿床110线岩脉矿体分布及应力分析简图

左图：1．闪长岩脉、岩枝；2．金矿体；3．断裂；右图：1．张裂隙；2．剪切应力方向；3．椭球切面

在金矿体的具体空间产出位置上，金矿化主要产于闪长岩脉、岩枝与碳酸盐岩地层的接触带或其附近的围岩地层中。从闪长岩脉、岩枝的中心部位向外，依次为黑色细晶闪长岩—黑云母花岗闪长斑岩—蚀变矿化闪长玢岩—细脉网脉状闪长岩型矿石—交代似碧玉岩型矿石—赤铁矿化硅化灰岩型矿石至灰岩地层，而且矿体的空间展布与闪长岩脉、岩枝的产状相吻合。

图4－9　大水金矿床100—110线闪长岩脉应力分析简图

1．闪长岩脉；2．主张扭裂轴线；3．剪切方向；4．主应力

金矿体规模大小、金矿化的强弱，与闪长岩脉、岩枝规模、岩性组合具有统一性。闪长岩脉、岩枝规模大，岩性组合复杂，对应的金矿化明显较强；反之，规模小、岩性单一的闪长岩脉，其周围的金矿化明显较弱。例如，大水金矿Au20号矿体是矿区内规模最大的矿体，产于近南北走向的闪长岩枝与灰岩地层的接触带附近。该岩枝南北延伸约500m，东西宽约100m，而且岩性组合比较复杂，包括细晶闪长岩、黑云母花岗闪长岩和闪长玢岩等，共同组成一条矿区内规模最大的闪长岩岩枝。

与金矿体密切伴生的闪长岩脉、岩枝发生了强烈蚀变。闪长岩脉、岩枝普遍强烈褪色而呈浅灰白色，暗色矿物消失，长石均高岭土化。蚀变种类主要有硅化玉髓化、褐铁矿化赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和高岭土化等。后期矿化主要为沿构造裂隙充填。

在时间上，闪长岩脉、岩枝、隐爆角砾岩与蚀变矿化岩石和金矿体，均为燕山期（149．5～214．9Ma），成岩成矿时代具有统一性。

（2）近地表闪长岩岩枝岩脉与深部闪长岩体的时空分布统一性

一般来说，岩浆热液矿床深部成矿母岩体或主岩体，往往伴随浅部大量岩脉、岩枝和岩株的分布。这些脉岩和岩枝，通常作为矿液上升“前奏”与成矿更为密切。

在9号矿体采场，见闪长岩脉顶部呈逐渐变细的枝杈状，向下则逐渐变大。在岩脉东侧，见沿硅化灰岩裂隙分布的岩浆角砾岩，角砾岩脉宽5～10cm。它们揭示了深部岩浆沿裂隙上侵的岩体顶部特征。

在12号金矿体采场，有3处可以观察到闪长岩脉的顶部特征。其中一处顶部宽度仅30cm，产状为265°∠65°。这3条岩脉，均强烈高岭土化、绢云母化和褐铁矿化，在外接触带构造发育处或沿灰岩层理和层间构造发育似碧玉岩、硅化灰岩和方解石脉。在岩脉顶部或西侧沿断裂构造或裂隙发育线性蚀变矿化，表现为中心多为似碧玉岩或硅质岩，两侧为强硅化灰岩，外围为方解石包裹。

在1101号矿井观察，岩体规模较大，并非简单的岩脉，而是岩枝。不同中段的坑道和斜井，均揭示浅部近地表闪长岩脉向深部逐渐变大。而且，地表出现的闪长岩脉，在深部往往是相互贯通的岩枝和岩株，甚至于规模更大的闪长岩体。在整个金矿区，越来越多的深部工程证实：南侧闪长岩脉在深部与北侧格尔括合石英闪长岩体很可能是相互连通的。

总之，金矿区广泛分布的岩脉，深部可能连接成为一个较大的岩体，各岩脉实际上为深部较大规模岩体顶部的枝状岩脉，并非前人所称的岩脉。岩体不仅向深部明显变大，而且岩性也有一定的不同，有的长石斑晶明显较大，1cm左右，有的岩体富含深源暗色包体，可能指示闪长岩来自于深部。

金矿区构造角砾岩和岩浆隐爆角砾岩均发育。其中，隐爆角砾岩的产出，主要受断裂构造的交叉复合作用和岩浆侵入活动的控制，往往产在岩体与碳酸盐岩围岩接触带附近，角砾岩主要由闪长岩和石英闪长岩等岩浆成分所组成。在9号矿体采场，见岩浆角砾岩在闪长岩脉两侧或顶部沿层间裂隙贯入，形成宽度仅有数厘米的岩浆角砾岩脉。

在12号金矿体南侧，贯穿矿区的近东西向方解石大脉中见闪长岩角砾岩块。这一方面指示方解石大脉可能将矿化岩体切穿，又暗示深部岩体的存在。

由于断裂构造多期活动，岩浆角砾岩又可进一步破碎，有时难以与构造角砾岩相区别。

（3）金矿化与闪长岩的成因关系

金矿化与中酸性脉岩，在时间和空间上密切伴生，在成因上密切联系，是一个非常普遍的地质现象。例如，产于变质岩区的中温热液脉状金矿床，产于沉积岩区的微细浸染型金矿床，以及浅成低温热液脉状金矿床，几乎所有类型的热液金矿床均伴随闪长玢岩、煌斑岩等岩脉、岩枝的广泛分布。国内外很多学者对脉岩与金矿伴生的内在成因关系进行了探讨，并提出了一些有价值的观点和模式。

大水金矿床在成因上，闪长岩与金矿床、矿体具有统一性。闪长岩脉、岩枝为成矿岩体，提供含金热液和主要成矿物质来源。闪长岩脉除本身金矿体之外，金的丰度值明显较高（表4－1），亦可随热液活动使其中的金、铁、硅等物质向外围迁移，进而在有利的接触带、构造破碎带等构造部位沉淀富集。

表4－1　大水金矿区闪长岩脉金砷测试分析结果（×10⁶）

注：分析方法为INAA。

从表4－1金的分析测试结果分析，大水金矿区闪长岩脉体的金丰度值远远高于地壳克拉克值（4×10－9），最高值高达19×10^－6，30件样品平均值为1．98×10^－6，为地壳克拉克值的494倍（表4－1），上述统计结果表明矿区岩脉可以为成矿提供物质来源。

①与闪长岩有关的岩浆热液矿床

大量观察表明，大水金矿为典型的与闪长岩有关的岩浆热液矿床，已知金矿床、金矿化均与岩浆演化晚期岩枝、岩株和岩脉的侵入活动密切伴生，是岩浆侵入活动晚期演化出来的中低温富金流体成矿作用的产物，深部大岩体顶部枝杈状成群分布的小岩枝和岩脉空间就位和形态特征（产状、岩体不同部位），直接控制金矿体的形成、空间分布和产状特征。

格尔括合闪长岩为金矿区出露面积最大的侵入岩体，新鲜岩石蚀变矿化不明显，局部地段劈理较为发育。然而，在格尔括合闪长岩体南侧，密集分布的闪长岩脉或岩枝则普遍蚀变与矿化，已知金矿体和矿化体均分布在闪长岩体接触带附近。沿接触带或岩体顶部，普遍大理岩化、硅化似碧玉岩化、黄铁矿化、褐铁矿化、碳酸盐化及矽卡岩化。构造角砾岩和隐爆角砾岩也主要产在接触带附近，并强烈蚀变与矿化。金矿区矿石类型主要为闪长岩型、硅化灰岩型、似碧玉岩型和角砾岩型。例如，金矿区主要金矿体20 1、20 2均分布在闪长岩体接触带附近，矿石类型主要为闪长岩型、似碧玉岩型和硅化灰岩型。又如，在大水金矿区35号矿体1101号斜井和竖井内，可观察到金矿体沿接触带分布。可见，大水金矿床与闪长岩有着密切的成因关系。

闪长岩体本身往往发育强烈的热液蚀变与矿化。比如，在1101号斜井35号矿体，见闪长岩几乎全岩蚀变，主要为绿泥石化、绿帘石化、硅化和绢云母化。在岩体边部，闪长岩强烈糜棱岩化，形成绿泥石化糜棱岩，而且广泛发育稠密浸染状和细网脉状黄铁矿以及黄铜矿等硫化物。

关于格尔括合石英闪长岩体是否为成矿母岩，可以从不同的角度去分析。该岩体本身无矿化，边部也未形成普遍的矽卡岩和接触带矿化。这可能是由于南西侧围岩断裂构造过于发育，促使岩浆热流的迅速失散，故未形成高温矽卡岩，而是在岩体西南侧围岩中发育面型硅化、似碧玉岩化和碳酸盐围岩的广泛大理岩化，而与岩浆有关的成矿流体也迅速沿断裂构造带扩散，导致沿接触带或岩体内无明显的矿化。另一方面，深部岩浆房岩浆可能已分异良好，含矿流体在深部与岩浆分离，因而，在浅部与主岩体空间上完全分离，而与岩浆期后热液或岩浆活动晚期岩浆侵入活动相伴而生。

大水金矿床主要载金矿物黄铁矿中的Co／Ni比值多大于2，与岩浆成因黄铁矿相吻合。

硫同位素研究表明，大水金矿区内δ³⁴S值变化范围较窄，塔式分布特征明显，14件黄铁矿δ³⁴S平均值为＋2．143‰，反映硫同位素深部来源特征，也表明成矿物质与岩浆岩关系密切。

硅同位素、硫同位素研究表明，大水金矿区内矿石（闪长岩脉、灰岩）δ³⁰Si变化范围较大，介于－0．7‰～＋1．2‰，均值为－0．28‰；矿化岩石δ³⁰ Si介于－0．8‰～＋0．1‰，均值为－0．475‰；围岩（灰岩）δ³⁰Si介于＋0．2‰～＋1．4‰，均值为＋0．80‰。上述同位素数据表明大水金矿各种矿化／矿石硅同位素组成特征具有深部岩浆流体来源的特征。

大水金矿区早期方解石、含矿灰岩和硅质岩矿石的碳、氢、氧同位素研究结果表明（δ¹³ C＝－2．7‰～＋4．3‰，δ¹⁸ O＝6．63‰～19．42‰，δD＝－100‰～－75‰），成矿流体在成矿早期是以岩浆水为主，后期为改造的大气降水。

大水金矿床，流体包裹体均一温度为105～400℃。

综上所述，大水金矿床侵入岩与金的矿化关系十分密切，它不但提供了成矿物质，而且提供了成矿流体，即大水金矿床成矿流体主要来源于岩浆热液，碳、硫和成矿元素主要来源于赋矿闪长岩体，为富硫化物的闪长岩型岩浆热液金矿床。

②金矿化与控矿构造岩浆演化的统一性

金矿化与闪长岩脉、岩枝等中酸性岩体，往往是区域地壳演化过程中同一构造岩浆活动旋回内的系列产物。两者在时间和空间上密切伴生，具有统一物质成分来源和继承演化规律。而且，岩脉的侵位和金矿化的就位，通常沿用了相同的导岩容矿断裂构造。其中，断裂构造直接控制了岩脉的侵入，而岩脉与灰岩地层的接触带既是物理化学性质截然不同的界面，又是力学性质最为脆弱的部位，往往是构造多次活动的有利部位和矿液活动的最佳场所。因此，闪长岩脉、岩枝是一种重要的控矿构造部位和重要的找矿标志。

2．断裂构造闪长岩体金矿体的“三位一体”

（1）区域不同级别与序次断裂构造对成矿的控制“构造岩浆成矿带三位一体”

区域断裂构造、闪长岩体、金矿床“三位一体”的时空分布规律，指示不同级别与序次的断裂构造控制了闪长岩体和金矿体的空间产出。区域断裂构造主要有NWW—近EW向压剪性断裂、近SN向（NNW和NNE向）张裂性断裂、NEE及NE向扭性断裂，且各组断裂均表现出多期次、继承性活动的特点。

从宏观区域上，NWW—近EW向断裂构造是西秦岭地区的主干格架构造，构成了区域各III—IV级大地构造单元的分界断裂，控制了各次级构造单元的复杂演化。NWW—近EW向压剪性主干断裂带，具有重要的导岩、导矿和配矿的构造作用，控制了构造岩浆成矿带的区域空间展布。例如，大水、贡北、忠曲及格尔托等矿床（点）总体呈串珠状沿北西西向断裂构造带断续分布，与呈串珠状分布的闪长岩体构成典型的构造岩浆成矿带。近SN向（NNW和NNE向）张裂性断裂、NEE向扭性断裂，主要为伴随区域构造发展演化而派生出的低序次级构造，为控岩、控矿和容矿断裂构造，直接控制了构造岩浆成矿带内各闪长岩体、金矿床和矿体的具体产出空间位置。

（2）矿区控岩控矿断裂构造“断裂构造闪长岩体金矿体三位一体”

如图（图4 －1、图4－2、图4－3、图4－4、图4－5、图4－6、图4－7、图4－ 8、图4－9）所示，格尔括合岩体和大水金矿明显受断裂构造控制，矿区主要发育F₃断裂构造。从大水金矿区东部高地观察，矿区F₃断裂地貌标志十分明显，或山谷或硅化和碳酸盐化断裂破碎带突起的地貌形态。F₃断裂均向南倾，倾角基本一致。因此，大水金矿区主要断裂构造以地形地貌（沟谷）、断裂破碎带和晚期伟晶状方解石脉、岩脉及矿体为标志。这些断裂构造是区域控岩控矿构造岩浆成矿带的一个重要组成部分，具有区域可对比性和多期活动的特点，对应一系列派生构造，据此可以判断断裂构造的性质。

在格尔括合岩体东北侧，环绕岩体发育明显的环形构造。在岩体内部，广泛发育一组近南北向节理和劈理。该组裂隙构造可能是矿区南北向断裂构造作用的结果，也可能是岩体上侵顶托的产物，有待进一步观察。

矿区追踪张节理相当发育，主要为两组共轭节理演化的产物，发育几毫米的细脉到几十米宽的岩脉，可能是该区重要的一种控岩、容矿构造类型。

矿区西南侧贯穿矿区的晚期伟晶状方解石大脉及其下盘断裂破碎带，发育一系列派生或伴生构造，主要表现为不同时期的碳酸盐脉沿主断裂破碎带旁侧次级派生张裂隙充填。根据其与主断裂面的夹角大小（锐角），指示断裂的性质和运动方向，对研究矿区成矿断裂构造活动和应力场，具有重要意义。比如，在20 1金矿体采场，方解石大脉由几条几米宽的方解石脉组成，见有伴生构造（小方解石脉），据此判断该断裂破碎带具有逆冲特征。

在大水金矿区格尔括合岩体南侧，不同规模大小的岩脉在空间上互相贯通，组成复杂的岩脉群或形态复杂的岩枝。在垂向上，岩脉与深部北西西向主岩体构成复杂树枝状控矿成矿岩体形态产状特征。这主要与区域北西西向断裂构造、岩体侵入活动顶托作用引起的近南北向断裂构造（放射状构造）和追踪张性断裂构造的复合作用有关。这种复合作用导致矿区北西西向岩脉或岩枝的成群分布，垂向和水平方向上的复杂形态产状特征，并与深部岩体贯通。

多样式的容矿构造决定了矿体产出空间形态的复杂性及矿体规模大小的多变性。沿断裂破碎带和闪长岩脉接触带产出的矿体多为大脉状，产状相对稳定，规模相对较大，如大水金矿Au20号矿体。在两组或多组断裂构造交叉复合处，往往形成囊状、枝杈状矿体，规模大小不等。

由闪长岩体顶部隐爆机构控制的矿体，产状复杂，多呈规模不大的筒状或漏斗状和不规则墙状或细条状产出，如大水金矿100线山顶处的Au23号矿体，90—94线间的金矿体等。

（3）碳酸盐围岩的层纹状构造与金的次生富集作用

在断裂构造交叉复合地带和岩浆侵位顶托作用地段，常常导致碳酸盐地层产生微细薄层状密集劈理化带，形成纹层状裂隙构造，甚至局部进一步褶曲。这种薄层状、条带状、纹层状灰岩和白云质灰岩，由于热液蚀变而发育成条带状硅质岩、似碧玉岩以及微层状碳酸盐细脉。而且，由于断裂构造的多期次活动，硅化似碧玉岩化灰岩和细纹层状方解石脉往往强烈破碎，形成微晶方解石或碳酸盐质断层泥，多呈红褐色和棕褐色沿断层面、挤压破裂面和层间滑脱面呈条带状、带状和纹层状分布，主要为碳酸盐矿物强烈破碎和红色粘土化产物。这些断层破碎带，在地下水表生氧化作用和岩溶作用下，往往强烈红色粘土化，并具有金的次生富集作用。因此，如果不仔细观察，容易被误认为是近地表完全开放氧化环境下“溶洞、热泉”等直接沉积产物。

总之，断裂构造具有控制岩脉侵位、蚀变矿化、红色粘土化、岩溶和金的表生富集作用等。

3．微细粒浸染状黄铁矿与金的表生氧化富集规律

大水金矿是我国大型金矿床之一，近十年的采矿工作主要围绕地表氧化矿，前人的研究工作也主要围绕地表氧化带，特别是广泛分布的赤铁矿化，并对赤铁矿这一黄铁矿的表生氧化作用产物提出了“陆相喷流沉积型”、“温泉型”、“溶洞型”等不同成因解释。由于没有揭露和观察到中深部原生稠密浸染状、网脉状微细粒黄铁矿的广泛发育，也就未能发现原生微细粒黄铁矿型矿石的大量存在，进而导致“金和赤铁矿为近地表完全开放氧化环境直接沉积”的错误认识。随着中深部采矿、探矿工作的不断深入，大量稠密浸染状、网脉状微细粒黄铁矿的揭露与发现，证实地表氧化带广泛发育的赤铁矿化是黄铁矿表生氧化作用的产物，大水金矿是一个富黄铁矿型金矿。这对观察与研究大水金矿，正确认识该区金矿成矿作用具有重要意义。

（1）广泛发育的稠密浸染状、网脉状微细粒黄铁矿

本次研究工作，在大水金矿深部闪长岩石中，发现微细粒稠密浸染状黄铁矿和网脉状黄铁矿的广泛分布。黄铁矿化岩石，呈青灰色或灰绿色，致密块状构造，黄铁矿含量可达15%～30%，比重明显较大，介于黄铁绢英岩与块状黄铁矿之间。黄铁矿颗粒多小于0．5mm，或者沿裂隙呈树枝状浸染，或是呈不规则团块状。而且，在强烈褐铁矿化的铁帽中和褐铁矿脉中发现了尚未完全褐铁矿化的原生黄铁矿。这些原生金矿化标志与特征，揭示了大水金矿为一典型的富黄铁矿型金矿。

与此同时，在大水金矿床浅部地表新鲜岩矿石中，也发现微细粒细脉状黄铁矿的广泛分布，并在褐铁矿脉之中见到了尚未褐铁矿化的黄铁矿，充分反映了该矿床黄铁矿化作用的客观存在。而且，脉状、浸染状大量而广泛分布的微细粒黄铁矿的发现与认识，特别是与黄铁矿化相伴而生的黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等硫化物的识别与鉴定，表明该区不仅存在大量新鲜未风化的硫化物矿物、原生硫化物型矿石和硫化物型金矿，而且反映赤铁矿、褐铁矿仅为黄铁矿等硫化物表生氧化作用所致，并非开放、氧化环境沉积（溶洞沉淀、陆相喷流、温泉等）所致。这对研究原生矿床，正确认识成矿作用具有重要意义。因此，加强黄铁矿等多金属硫化物的研究，弥补前人研究的空白与不足，正确了解该矿床的成矿作用、成因和成矿规律，对进一步找矿突破具有重要的理论与实际意义。

（2）黄铁矿表生氧化作用“赤铁矿化”

强烈而广泛的赤铁矿化和褐铁矿化，是大水金矿近地表氧化带的重要标志与特征。在氧化带氧化矿石之中，分布有大量褐铁矿和赤铁矿，是主要开采对象。赤铁矿和褐铁矿广泛分布在硅化灰岩、似碧玉岩和构造碎裂岩内。其中，赤铁矿主要分布在褐铁矿外围或包裹褐铁矿，而在褐铁矿之中，通常又有尚未氧化的黄铁矿存在。赤铁矿化和褐铁矿化岩石，多呈红褐色、粉红色、棕褐色等不同色调的红色。特别是在矿体附近（顶部、两侧）的硅化重结晶灰岩、白云质灰岩，由于赤铁矿的分布，通常呈现出红色。在岩体边部和内部，褐铁矿脉广泛发育，而且褐铁矿脉中间仍有未褐铁矿化的黄铁矿分布，反映了褐铁矿脉主要为黄铁矿脉的表生氧化物形式。

众所周知，黄铁矿（FeS₂）为硫化物矿床最常见的金属矿物或工业矿物之一，又是分布最广的含硫矿物。黄铁矿的氧化作用主要表现为S^2－₂氧化为SO^2－₄，产生硫酸亚铁（FeSO₄）和硫酸。其中硫酸亚铁将进一步氧化为高价铁的硫酸盐［Fe₂（SO₄）₃］。在中性或弱酸性溶液中，高价铁的硫酸盐将发生水解作用最终转变为氢氧化铁［Fe（OH）₃］。氢氧化铁凝聚为分布最广泛的水赤铁矿、针铁矿、褐铁矿等各种表生铁矿物。在干旱地区，硫酸浓度相对增大，往往产生黄钾铁矾、叶绿矾、针绿矾、水绿矾、纤钠铁矾等多种硫酸盐类矿物。

黄铁矿的氧化作用反应式可概括为：

大水金矿的赤铁矿化和褐铁矿化，也主要是水赤铁矿、针铁矿、褐铁矿等各种表生铁矿物，反映广泛的褐铁矿、赤铁矿是原生黄铁矿等硫化物表生氧化作用逐渐氧化所致。

前人所描述的成矿作用，主要为表生氧化作用。赤铁矿为黄铁矿典型的表生氧化作用产物，并非开放环境的原生沉积产物。这对正确认识该区金矿成矿作用十分重要。

（3）岩溶作用与含金硫化物的表生氧化作用

一般说来，大多数金属硫化物矿物在近地表氧化带中不稳定，在溶有氧、二氧化碳、硫酸、硫酸铁和硫酸铜的地下水的作用与影响下，硫化物转变为硫酸盐。其中易溶的硫酸盐进入水体而流失，难溶的硫酸盐则保留在原地。硫酸盐又可进一步氧化或与其他无机酸反应生成氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。当然，硫化物矿物的氧化作用可使许多矿床近地表部分产生次生富集而大大提高其工业价值。

在大水金矿区，地下水表生岩溶作用十分突出，是黄铁矿等硫化物矿物发生表生氧化作用，产生赤铁矿化、褐铁矿化的重要地质因素。比如，在20号金矿体，表生氧化作用较强。该区主要为碳酸盐岩地层，而且断裂构造十分发育，因此，岩溶作用十分发育，成为重要的表生作用。

岩溶作用主要沿断裂破碎带和蚀变矿化带发育，形成大小不等、形态各异的溶洞，表现为同心环状、半环状方解石晶族环绕着蚀变矿化灰岩、硅化灰岩生长，呈钟乳石状。在几组断裂破碎带交叉复合地段，岩溶作用更为发育。因此，该区岩溶作用是表生作用的重要形式。由于岩溶作用，蚀变矿化和断裂破碎带岩石表生氧化作用明显较强，表现为岩石普遍破碎、粘土化和泥化。在地下水作用下，溶洞内多充填未固结成岩的红色粘土或砂泥质。在蚀变矿化带内，地下水淋滤作用使部分金发生次生富集，在溶洞内红色粘土之中形成红色粘土型金矿石，前人曾认为是矿液充填在岩溶之中的岩溶型金矿。

该区各类蚀变、矿化岩石和矿体，多受断裂构造活动影响而普遍破碎。然而，岩溶、溶洞内钟乳石则没有发生任何明显的断裂构造破碎，反映岩溶作用明显是在原生金矿成矿作用之后，与金矿无成因关系。

总之，表生氧化作用，特别是表生岩溶作用和红色粘土化作用，是导致该区黄铁矿等硫化物矿物氧化为赤铁矿和褐铁矿的原因所在。

4．碳酸盐化与大规模脱碳酸盐化

（1）广泛而强烈的碳酸盐化

强烈而广泛的碳酸盐化，是大水金矿的重要标志与特征之一。碳酸盐化具有面型和线型两种形式。其中，面型碳酸盐化表现为矿区灰岩和白云质灰岩等碳酸盐岩地层普遍重结晶和大理岩化；线型或线状碳酸盐化表现为不同规模与大小的碳酸盐脉，既有宽数米至十几米、长数十米至数百米的碳酸盐大脉，亦发育微细网脉。碳酸盐化明显具有多期多阶段性，其中宽大梳状、晶洞状碳酸盐脉明显较晚，主要为成矿期后产物，表现为方解石包围矿化角砾，也见方解石脉两侧分布有褐铁矿（黄铁矿氧化物）。

在Au20 1金矿体上盘灰岩地层之中，见白色无矿方解石脉沿红褐色铁方解石脉边部或中心分布，铁方解石呈角砾分布在白色方解石脉之中，而红褐色铁方解石脉又沿张性灰岩角砾岩带分布（充填或胶结张性灰岩角砾）。白色无矿方解石脉与红褐色铁白云石脉的组合脉宽20cm不等，延伸稳定，与含矿闪长岩脉接触带产状基本一致，明显分布在蚀变与矿化灰岩之中。在闪长岩体内接触带，广泛发育网脉状碳酸盐化以及绿帘石、绿泥石化，具有青盘岩化特征。

（2）脱碳酸盐化

脱碳酸盐化是指成矿热液中的热和二氧化硅等组分进入碳酸盐围岩中，通过重结晶大理岩化作用和硅化矽卡岩化交代作用，碳酸盐围岩的矿物组成和化学成分发生变化，成矿流体中的大量二氧化硅等组分进入碳酸盐岩石之中，带出二氧化碳和氧化钙，促使碳酸盐围岩岩石向不同程度的硅化灰岩、似碧玉岩等热液交代蚀变岩石转变。碳酸盐围岩的脱碳酸盐化，主要是成矿热液交代碳酸盐围岩的产物，特别是与硅化和矽卡岩化相伴而生，或者说硅化和脱碳酸盐化是成矿热液交代碳酸盐围岩过程中物质组分带入与带出的具体体现。

在大水金矿，伴随成矿热液的大规模活动，矿区碳酸盐围岩普遍重结晶和硅化、似碧玉岩化，特别是闪长岩脉、岩枝的外接触带，普遍形成由硅化灰岩、似碧玉岩、硅质岩等组成的硅化带。碳酸盐围岩脱碳酸盐化释放出来的二氧化碳和氧化钙，在硅化带外侧或上部边部沉淀富集，形成相应的碳酸盐化带，表现为各种规模大小的方解石脉、白云石脉等。比如，金矿区碳酸盐脉广泛发育，是未矿化区的几倍。在硅化与碳酸盐化之间的过渡带，表现为石英、铁方解石、黄铁矿的矿物组合或单一矿物脉。因此，大水金矿广泛而强烈的碳酸盐化，特别是碳酸盐脉，主要是成矿热液以硅化的形式大规模交代围岩，导致碳酸盐围岩脱碳酸盐化。而且，碳酸盐岩围岩脱碳酸盐化的强弱，主要取决于成矿热液对碳酸盐围岩硅化交代作用的强弱，而碳酸盐化的强弱又主要取决于脱碳酸盐化的规模大小。

根据野外观察，大水金矿成矿热液的热源和流体源，以闪长岩（岩浆侵入活动中心）为中心，向外围或四周温度逐渐降低，成矿流体中不同化学性质与成分的成矿物质依次沉淀析出，表现为硅化（脱碳酸盐化）、碳酸盐化以及金的析出。由于金主要与硅化相关，所以金矿化主要与硅化伴生，而碳酸盐次之。因此，碳酸盐围岩的硅化，意味着碳酸盐的脱碳酸盐化，标志着含金富硅流体与碳酸盐发生水岩反应，而二氧化硅大量带入碳酸盐围岩，必然伴随大规模氧化钙和二氧化碳的带出和碳酸盐脉的广泛发育。因此，近地表大量碳酸盐脉的分布，多意味深部大量硅化的发生以及金的沉淀。可见，提供热源和成矿流体的闪长岩浆活动，是导致大水金矿区碳酸盐围岩大规模脱碳酸盐化的原因所在。又如，在岩枝和岩脉的外接触带构造发育处或沿灰岩层理和层间构造，发育似碧玉岩、硅化灰岩和方解石脉；在岩脉顶部或两侧沿断裂构造或裂隙发育线性蚀变矿化，表现为中心多为似碧玉岩或硅质岩，两侧为强硅化灰岩，外围为方解石包裹；当沿断裂构造透镜状蚀变矿化时，中心多为紫红色硅质岩、似碧玉岩，外围为晶洞状方解石。这些特征反映成矿热液与灰岩发生水岩反应，硅质交代灰岩带入硅，由灰岩蚀变成硅质岩或似碧玉岩，碳酸盐岩中的方解石、白云石被交代转变为隐晶、微晶石英、非晶质二氧化硅，析出的氧化钙在硅质岩外侧重新沉淀富集，以晶洞状或粗晶方解石形式包裹硅质岩或似碧玉岩。

5．岩浆接触变质作用与大理岩化和似碧玉岩化空间分布规律

根据野外观察和区域碳酸盐岩地层对比，大水金矿区碳酸盐围岩普遍重结晶、大理岩化、硅化似碧玉岩化以及矽卡岩化，主要表现为与闪长岩浆活动有关的接触变质作用。这种岩浆接触变质作用，可划分为热接触变质作用和接触交代变质作用两个主要类型。从接触变质作用强度、空间分布特征分析，矿区内很可能存在统一的岩浆接触变质作用（图4－10）。这对研究矿床成因、总结成矿规律、指导找矿预测具有重要意义。

（1）热接触变质作用

热接触变质作用是最常见的一种岩浆接触变质作用，主要产于岩浆侵入体的相邻围岩中，围岩受岩浆侵入体温度的影响，产生吸热反应而发生广泛的变质结晶和重结晶作用，形成新的矿物组合和组构。

在大水金矿区，热接触变质作用主要表现为碳酸盐围岩普遍重结晶，局部地带强烈大理岩化。在矿区外围，灰岩、白云质灰岩等碳酸盐岩地层，没有明显的重结晶作用，颜色也主要为深灰色。经重结晶作用和大理岩化，碳酸盐围岩普遍颜色变浅，主要为灰白色或白色；矿物颗粒明显变粗，主要为中细粒，少量为中粗粒，甚至伟晶状；岩石结构主要为粒状变晶结构。

在格尔括合石英闪长岩体东北侧，发育大水金矿区最强烈的大理岩化，形成几十米宽的大理岩。大理岩颗粒很粗，约1cm，呈糖粒状或砂糖状。因此，该地段大理岩的产出，对认识岩浆侵入活动可能具有重要意义。

在选矿厂东西两侧至玛曲郎木寺公路北侧，见有两个强烈大理岩化的地带，形成纯白色、肉红色的细粒状、粗粒状、糖粒状大理岩，是整个大水金矿区分布面积最大的大理岩化地带，应当是由深部隐伏岩体岩浆侵入活动引起的热接触变质作用造成的（图4－10）。

（2）接触交代变质作用

闪长岩侵入体和碳酸盐类围岩接触，易形成广泛的接触交代变质作用，通过交代作用使碳酸盐围岩的化学成分发生改变，并形成新矿物。这种交代作用主要有硅化似碧玉岩化、矽卡岩化等（图4－10）。

①矽卡岩化

矽卡岩主要是由中酸性侵入岩与钙镁质碳酸盐类岩石接触时，由接触交代变质作用所形成的一类岩石。

在大水金矿35、37号矿体地表观察发现，石英闪长岩体外接触带明显矽卡岩化。岩石致密坚硬，呈黄褐色、红褐色、黄绿色，比重较大，可能为矽卡岩化程度不同的灰岩。通过室内进一步鉴定与证实，矽卡岩化可能是该金矿不可忽视的重要热液蚀变作用，在矿化区深部应当具有较为广泛的分布。

在格尔括合闪长岩体东北侧强大理岩化地段，见有矽卡岩。岩石致密坚硬，比重明显较大，颜色呈红褐色和黄绿色（图4－10）。

野外观察发现，闪长岩脉两侧往往发育一定程度的矽卡岩。

这种闪长岩侵入体、矽卡岩及大理岩的空间分布，对指导寻找隐伏岩体具有不可忽视的作用。

②硅化与似碧玉岩化

强烈而广泛的硅化似碧玉岩化，是大水金矿的重要标志与特征之一，主要表现为矿区内硅化灰岩、白云质灰岩和似碧玉岩的广泛分布。在金矿区，蚀变矿化灰岩的二氧化硅含量通常在50%～60%，高出未蚀变灰岩二氧化硅含量的几倍。其中，似碧玉岩主要靠近矿体分布，硅化灰岩则主要围绕似碧玉岩产出。从矿化中心向外，硅化逐渐减弱，具有明显的水平分带性，表现为二氧化硅的大量带入和脱碳酸盐化。根据野外观察，硅化也具有面型和线型两种类型，其中面型硅化表现为金矿区碳酸盐岩石普遍硅化和似碧玉岩化，主要与矿区内含矿岩浆侵入主期热液活动有关。线型硅化主要表现为沿接触带和构造裂隙分布的线状硅化似碧玉岩化，与含矿岩浆晚期岩枝、岩株侵入活动和成矿作用有关。

在20－1金矿体采场，见紫红色、褐红色、棕红色似碧玉岩分布在闪长岩与灰岩接触带内，宽1～3m不等，致密坚硬，表现为细晶石英、硅质胶结接触带内张性破碎灰岩，或呈脉状充填在灰岩裂隙中。在强硅化地带，形成似碧玉岩，弱硅化地带则保留或残留灰岩角砾。在内接触带，硅化表现为硅质沿岩体裂隙交代闪长岩；在外接触带，硅化可使强劈理化灰岩，特别是呈条带状和纹层状的强劈理化灰岩形成似碧玉岩和强硅化灰岩。

由于构造作用，硅化岩石往往形成大小不等、棱角分明或有一定磨圆度的构造角砾岩、断层泥，并被伟晶状方解石、晶洞状方解石包裹和胶结，或以构造角砾岩为核心，方解石呈同心环状、梳状和条带状生长。这种构造角砾岩，有时角砾磨圆度较好，呈几毫米～50毫米“豆状”、“肾状”分布在未固结的断层泥之中，前人曾误认为是岩溶溶洞充填沉积和温泉的产物。

强烈的硅化和似碧玉岩化等接触交代变质作用，往往在侵入体顶部形成硅化帽。例如，在大水金矿35、37号矿体采场揭露，闪长岩体顶部发育红褐色褐铁矿化硅化帽，反映岩体侵入活动中热液对顶部围岩的强烈硅化与矿化。这种顶盖的封闭作用，可能起到阻止成矿热液向上进一步迁移的作用，导致内压聚增而产生隐爆，从而形成该区的爆破角砾岩（热液气爆角砾岩）。

图4－10　大水金矿区大理岩化简图

1．闪长岩体；2．弱矽卡岩化；3．粗晶大理岩；4．细晶大理岩；5．大理岩化灰岩；6．弱大理岩化重结晶灰岩

6．三阶段成矿与方解石脉演化规律

岩浆热液矿床成矿期次通常划分为早期氧化物阶段、中期多金属硫化物阶段和晚期碳酸盐阶段。就金矿床而言，早期多为石英黄铁矿阶段、中期石英多金属硫化物阶段和晚期碳酸盐化阶段。

在大水金矿也明显为三个阶段，即早期硅化似碧玉岩化阶段、中期多金属硫化物阶段和晚期碳酸盐化阶段。不同的成矿阶段又可包括不同的期次，比如，硅化似碧玉岩化阶段包括早期面型硅化和晚期线型硅化，矿物组合主要为石英黄铁矿、隐晶质石英（玉髓）黄铁矿等；晚期碳酸盐化阶段也总体有早期面型和晚期线型两个时期，但线型碳酸盐化明显又有多期多次，十分复杂，矿物组合主要为方解石铁白云石、方解石黄铁矿等（氧化为褐铁矿和赤铁矿）。由于大水金矿原生多金属硫化物矿物多呈微细粒以及其表生氧化作用的存在，肉眼很难识别。但是，本次野外工作发现，原生多金属硫化物矿物不仅存在，而且广泛分布，主要呈稠密浸染状和细网脉状。根据野外观察分析，多金属硫化物明显晚于硅化似碧玉岩化，而早于碳酸盐化，明显属于金矿成矿期的中期多金属硫化物阶段。多金属硫化物阶段矿物组合，主要是黄铁矿石英（或玉髓）、黄铁矿黄铜矿方铅矿闪锌矿、黄铁矿石英方解石（铁白云石）等。

多期多阶段碳酸盐化，是大水金矿的重要标志与特征之一。比如，在20 1矿体采场伟晶状碳酸盐脉之中，可以观察到四期碳酸盐脉的穿切关系。第一期为微细网脉（丝瓜瓤），全岩发育密集微细网脉，可能为最早期蚀变矿化脉；第二期为方解石褐铁矿（黄铁矿）脉，宽2～3cm，切穿微细网脉，以方解石和白云石为主，褐铁矿次之，且多分布在脉壁；第三期方解石褐铁矿（黄铁矿）细脉，脉宽2～5mm，以方解石为主，褐铁矿次之（对称分布在方解石两侧，该期方解石褐铁矿细脉可能与第二期脉为同一期，仅仅是较窄或共轭、稍晚些）；第四期方解石细脉，脉宽2～3mm，主要为方解石。

上述四期蚀变矿化脉，分布在被矿区近东西向巨晶或伟晶方解石脉所包裹的蚀变矿化灰岩角砾内，成为该区的一个特点，反映了该区以伟晶状、晶洞状方解石脉为特征的碳酸盐化，为典型的成矿期后产物。

在大水金矿区不同矿化地段，均可观察到方解石脉或铁白云石方解石脉明显穿切褐铁矿方解石脉（黄铁矿方解石脉）和褐铁矿脉（黄铁矿脉），反映碳酸盐化明显晚于矿化期黄铁矿（方解石）脉。这与金矿床一般的矿化期次顺序是吻合的。

大水金矿区近东西向伟晶状方解石大脉，几乎贯穿整个矿区。该伟晶状方解石脉明显穿切已知蚀变矿化体和岩体，包括蚀变矿化灰岩、早期蚀变矿化碳酸盐脉。该方解石脉之中包裹了大量成矿期蚀变矿化岩角砾以及闪长岩体角砾，而岩脉本身无明显蚀变与矿化，指示成矿期后碳酸盐脉或破坏矿的成矿后碳酸盐脉。在该岩脉南侧仍有蚀变矿化分布，但尚未发现具有工业意义的金矿体。

已知金矿体均集中分布在该碳酸盐脉的北侧，可能指示该碳酸盐脉为统一成矿热液活动的晚期演化产物，即靠近成矿热液活动演化的晚期和热液迁移活动的边部，对该区指导找矿预测工作具有重要意义。

7．大水金矿成矿模式

大水金矿床的空间产出、矿体的空间定位、矿化类型、成矿物质来源、成矿的热动力机制等

均与燕山期的构造岩浆活动有着密切的内在成因关系。北西西向不同层次的断裂构造活动、中深成和浅成超浅成闪长岩的侵入、富金富硅成矿热液蚀变与矿化，构成了一个统一的受深部地质构造制约的构造岩浆成岩成矿体系（表4－2）。

表4－2　大水金矿床成矿模式

大水金矿床是这一体系演化的产物。在空间上，北西西向断裂构造、闪长岩体（岩枝和岩脉）、金矿床三者构成典型的“三位一体”。

这也是众多金矿床普遍的成矿模式。其中，区域断陷和深断裂构造是深部物质上涌及能量释放的主要通道，决定了岩浆活动与成矿作用的发生与否，控制了矿带和矿田的空间产出。而大水金矿区次级控矿断裂均表现出多期次、继承性活动的特点，为闪长岩的侵位和矿液的输运和沉淀堆积提供了有利的成矿空间，控制和决定了闪长岩岩枝、岩脉群和矿床、矿体的具体定位（表4－2）。

大水式金矿的找矿方向，应首先立足于区域岩浆作用的研究，特别是燕山期偏碱性的中酸性岩浆岩小岩体（岩株）、岩脉发育的地区，如大水岩体的南部、东部地区。