杨树沟金矿床地质特征及成因探讨

张 赛，徐 刚，崔华瑞，水 彬（河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，河南郑州450016）

杨树沟金矿床地质特征及成因探讨

张 赛，徐 刚，崔华瑞，水 彬（河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，河南郑州450016）

通过对西峡县杨树沟金矿的矿床地质特征进行详细研究，对其成因进行了相关研究和对比。结果表明：杨树沟金矿是典型的与剪切带相关的金矿床。早期受到韧性剪切带作用，随后韧性剪切带经抬升剥蚀构造层次上移，叠加后期的韧—脆性、脆性变形，成矿作用也随之叠加，从而在同一构造部位出现多种矿化类型。在该矿区外围，还有查找这种与剪切带相关的金矿床的巨大潜力。

金矿；剪切带；特征；成因

1 前言

杨树沟金矿区位于河南省西峡县的北部，储量规模达到中型。大地构造属于东秦岭构造带北秦岭构造亚带。隶属于著名的多金属成矿带东秦岭二郎坪地体。它的北侧为瓦穴子—鸭河口深大断裂，南侧为朱阳关—夏馆深断裂。该金矿床赋存在由上述深大断裂带控制的次级韧性及韧—脆性剪切带中。区域上出露的地层主要为二郎坪群的大庙组、火神庙组、小寨组。区域上侵入岩发育，主要为燕山期的似斑状黑云母花岗岩，其次为古生代的中粒斜长花岗岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层为二郎坪群火神庙组的上部，见图1。主要由海相火山熔岩、火山碎屑岩组成，属细碧—角斑岩建造。根据岩性及矿物组合特征，自下而上，自南而北可分为3个岩性段：下部岩性段为变中酸性凝灰岩、石英角斑岩夹细碧岩、细碧玢岩，下部有透镜状大理岩；中部岩性段为变细碧岩夹变细碧玢岩、角斑岩、变中基性凝灰岩，下部普遍绿帘石化，夹薄层大理岩，凝灰岩是主要含矿层；上部岩性段主要为变细碧凝灰岩，上部夹变细碧岩，下部夹大理岩透镜体。矿床产于中部岩性段。

图1 杨树沟金矿(西段)地质简图

2.2 构造

矿区位于朱阳关—夏馆大断裂北10km，矿区范围内的主体构造是杨树沟韧—脆性剪切带。区内出露长约30km。一般宽40～60m，最宽可达100多米。总体走向280°～300°，倾向SW，倾角50°～60°，局部70°～80°。产状上缓下陡，在平面上及剖面上两侧岩石均表现出顺时针左行平移，因此具上盘相对向上逆推，并向北西西平移，下盘相对向下。向南东东平移的扭动性质。总体顺层延展，局部倾角大于地层。出现截切关系。带内岩石变形强烈，糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩异常发育。岩石中石英压扁拉长，波状带状消光强烈，新生矿物绢云母、绿泥石呈定向排列。该剪切带中强变形带和弱变形域呈镶嵌形式，其长度和宽度各不相同。在局部地区弱变形域的宽度远大于强变形带的宽度。该剪切带既具有韧性剪切性质，又有脆性破裂。剪切之初以韧性为主，中前期就开始出现脆性破裂，有硅质充填，逐渐转化为韧脆性。后期脆性变形对该带影响较大，普遍发育有碎裂糜棱岩、碎裂岩。该剪切带控制了矿体的分布。

2.3 岩浆岩

矿区的岩浆活动较为强烈，出露的岩浆岩多为花岗岩类，以黑云母花岗岩为主，呈小岩株及不规则状产出，且主要发育在韧—脆性剪切带的旁侧，二者近于同期形成。脉岩类主要有花岗斑岩、石英斑岩、斜长花岗岩、石英闪长斑岩等，其规模大小不一，最长脉岩可达近千米，形态复杂，分枝、膨缩、复合现象显著。黑云母花岗岩主要矿物为钾长石、更长石、石英及黑云母。该花岗岩化学成分及主要微量元素见表1。岩石中强富集Bi、Be、Sr，一般富集Ag、Pb、Ba、As、Sb、W、Sn、Mo、Cu、Zn、Au。上述岩浆岩，均未发现直接含矿，但接近韧—脆性剪切带的岩体或脉岩两侧多出现蚀变带，说明岩浆活动对本区矿床的形成具有直接或间接的控制作用。

表1 花岗岩岩石化学成分

经对岩浆岩的绝对年龄及其副矿物锆石年龄测定，确定本区岩浆岩是燕山期岩浆活动的产物。

3 矿床地质特征

3.1 矿(脉)体特征

矿区内共有矿脉20余条。构成总体走向275°～300°，倾向南西，倾角60°～70°，宽约1.5～3m的北西向成矿带。各脉带均分布于火神庙组上部第二岩性段变细碧岩中的剪切带内。在剖面上各矿脉以20～40m间距平行排列,见图2。脉体之间近等距分布，呈似层状、透镜状、脉状产出，显示出受断裂构造控矿的特点,与围岩片理呈斜交关系。矿脉沿走向和倾向均呈舒缓波状,形态简单，以单脉为主。尖灭端 常为复脉带。具分枝复合、膨大、收缩现象。矿体形态、产状，随破碎蚀变带的变化而变化。

图2 杨树沟金矿区第20勘查线剖面图

矿脉内黄铁矿及自然金则呈星点状、团块状分布于中部，两壁干净，基本无矿化和蚀变交代。只在极个别地段有很窄的蚀变矿化分带(硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化），表现出典型的单阶段充填式成矿。矿体分布于石英脉或蚀变细碧岩中，后者多分布于前者的两侧及延伸方向。矿区共圈出20个矿体，其中工业矿体12个。矿体呈似层状、长条状、透镜状，矿体长67～890m，厚0.5～1.8m，厚度变化系数30.45%～70.56%。平均含金4.34×10-6～18.18×10-6，品位变化系数40.67%～65.56%，延深35～360m。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物成分

矿区矿石矿物有45种，其中金属矿物28种，脉石矿物17种。含金石英脉型矿石的脉石矿物成分简单，主要为石英。蚀变细碧岩型矿石的脉石矿物成分较复杂。金属硫化物分布在石英脉体边部。主要呈浸染状、细脉状、团块状、网脉状分布。主要金属矿物为黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿，褐铁矿，另有少量方铅矿、闪锌矿。

3.2.2 矿石化学成分

矿石中主要成矿元素为Au，伴生元素有Ag、Cu、S等20余种。不同矿体化学成分相近。含金石英脉型矿石SiO2、Fe2O3、FeO含量较蚀变细碧岩型矿石高，后者Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO含量高于前者。矿石主要成分及微量元素含量见表2。

表2 矿石主要成分

3.2.3 矿石结构与构造

主要结构有碎裂结构、变余糜棱结构、不等粒结构、他形粒状结构、交代文象结构、胶状结构。主要构造有块状、角砾状、条带状、浸染状、细脉状、蜂窝状、胶状。

3.2.4 矿石类型

自然类型按氧化程度可分为氧化矿石和原生矿石两类。原生矿石按矿物组合和脉石矿物种类可分含金硫化物石英脉型和含金蚀变细碧岩型。其中含金硫化物石英脉型包括含金石英脉型，含金黄铁矿石英脉型，含金黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿石英脉型三种矿石类型。含金硫化物石英脉型矿石为本区主要矿石类型。

（1）氧化矿石。氧化矿石由褐铁矿及石英等组成，褐铁矿多呈蜂窝状或斑点状分布在脉石矿物间，分布在垂深200m左右潜水面以上。具他形粒状、胶状结构，条带、蜂窝状、块状构造。金属矿物为褐铁矿(20%～30%)、黄铁矿、磁铁矿、自然金等，脉石矿物为石英、黑云母、角闪石等。氧化矿石含金较富，具次生富集作用。

（2）原生矿石。①含金石英脉型矿石：脉石成分以乳白色石英为主，硫化物含量极少。②黄铁矿石英脉型矿石：半自形粒状结构、包含结构、镶嵌结构，条带状、块状构造。主要矿物为黄铁矿(13%～15%)、自然金及石英、黑云母。含金在4×10-6～6×10-6。③黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿石英脉型矿石：自然金—黄铜矿—磁黄铁矿—黄铁矿—石英组合，具粒状、他形粒状结构，块状、条带状、网脉状构造。主要金属矿物为磁黄铁矿(20%～30%)，次有黄铁矿、黄铜矿、自然金。脉石矿物为石英、黑云母、绿泥石、方解石。含金多大于6×10-6，含铜在0.12%。④蚀变细碧岩型金矿石：磁黄铁矿、黄铜矿呈浸染状、散点状分布于基性凝灰岩中，金属硫化物约5%～10%，脉石矿物为角闪石、绢云母、绿泥石、绿帘石、长石、石英等。平均含金3.97×10-6。

3.3 围岩蚀变

近矿围岩蚀变强烈，蚀变范围和强度取决于剪切带的性质、规模及岩石破碎程度。蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、绢云母化、硅化、黄铁矿化及绿泥石化，以黄铁绢英岩化和绢云母化为主，且与金矿化关系密切。此外，尚有褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等。黄铁绢英岩化是与金矿化关系最为密切的近矿围岩蚀变,蚀变强度与金矿化呈正相关关系。绢云母化分布于金矿体及其两侧，以原岩为细碧岩时较为发育，其范围数倍于金矿化，常常作为找金的直接信息。

3.4 成矿温度及盐度

根据矿物包裹体的均一温度测定资料，为155～334°C，为中低温，变化范围较大,盐度＜10%，相当低。

4 找矿标志

根据杨树沟金矿矿床特征，总结出以下找矿标志。

（1）二郎坪群火神庙组上部第二岩性段是本区金矿的赋矿层位。

（2）赋矿地层中北西西向韧—脆性剪切带为控矿和储矿构造，其邻侧常伴有中酸性侵入岩的产出。

（3）含金石英脉和蚀变细碧岩组成金矿脉，在矿脉产状变化及膨大处，往往是工业矿体的赋存部位。

（4）Au-As-Sb-Hg-Ag-(Pb，Zn，Ni，Co，V，Cu)等组合异常可指示矿化的大致部位。

（5）硅化、钾长石化、绿泥石化、碳酸盐化、多金属硫化物化是成矿的主要蚀变和矿化。

（6）含金石英脉中，发育中细粒黄铁矿者；富集多金属硫化物者；烟灰色厚大脉体的顶、底部及产状变化部位，则往往构成含金较高的富矿体。

5 矿床成因探讨

杨树沟金矿是较典型的与剪切带相关的金矿床。在岩石中的碎斑表现出强烈的韧性变形特征，动力分异造成的条带构造也比较发育。这说明矿区早期经历了强烈的韧性变形。受到过韧性剪切带的作用。另外在矿区发现密集的强片理化带，或层间破碎带，矿区部分地段拉伸线理发育，其走向为270°左右，一些强干的岩石被剪切成片干状，长宽比一般大于5∶1。矿体的侧伏方向或者说延伸方向与拉伸线理方向一致，这是矿区后期产生的脆性特征较明显的韧脆性剪切带。

对该区的金矿，矿床地球化学资料甚少，据已有地质资料，结合前人对与剪切带相关的金矿床的研究，可了解本区发生的地质事件与金矿形成的可能原因。

（1）新元古代—早古生代时期，本区地壳拉张，大量基性岩浆从洋底喷溢，形成二郎坪群火神庙组细碧岩系，金从地幔随岩浆进入地壳。

（2）随着上覆沉积物的增厚，二郎坪群进入较高的温压环境。在区域变质作用下，转入高绿片岩相—角闪岩相的变质岩，同时释放出水及其他不稳定组分。但溶液为岩石保持着基本平稳关系，金处于深化状态，无大规模的迁移富集。

（3）二郎坪群深部在南北向挤压作用下开始褶皱，同时顺时针向韧性剪切。由于在深部温度高、压力大、岩石塑性大，韧性剪切变形的影响使Au的化学位升高，且变形越强，化学位越高。具有高化学位的元素是不稳定的，将脱离原来的矿物或岩石中的赋存部位与其他成矿元素及Si、K、Na、H2O等组分一起被活化分异,形成含金热液。因此深层次韧性变形是金等成矿元素的活化迁出区,其结果是韧性剪切变形越强,岩石成矿元素含量越低。随着区域的隆升、降压，韧性剪切带在浅部逐渐转变为脆韧性剪切。由于温度、压力偏低,韧性变形较弱,主要表现为脆性破碎，元素化学位降低 加上其他物理化学条件如（Eh值、pH值等）的改变，导致Au等成矿元素聚集，形成矿床。

（4）由于区域挤压作用的持续进行，早期的韧性剪切带被不断抬升剥蚀而深部大规模韧性剪切变形持续进行。相对于先期韧性剪切带来说，变形层次在不断下移。其结果是稍早的深层次韧性剪切变形糜棱岩被抬升，当上升超过韧脆性转换带时则在其上叠加韧脆性和脆性剪切。在这种演化过程中,随着抬升、剥蚀和深层次剪切变形的发育，动力变质分异作用也在持续进行，对任一时刻的韧性剪切带而言，动力变质含金热液都可能沿剪切带上升，在韧脆性、脆性域，甚至近地表的不同部位形成相应蚀变糜棱岩型、构造蚀变岩型和石英脉型金矿化。从而在同一构造部位出现多种矿化类型，即矿区的含金石英脉型矿石和蚀变细碧岩型金矿石共存。

（5）矿区北部形成较大规模的花岗岩带，对金的成矿具有明显影响。侵入岩体侵入于剪切带的旁侧，二者近于同期形成，金矿化多集中分布于岩体所能影响到的韧性剪切带中。此时岩体规模相对较大，岩体对金矿化的作用主要是提供热源，促进金的迁移富集，也可能提供部分成矿物质。在矿区金矿化在黑云母花岗岩所毗邻的那一段剪切带中就发育的最好。

（6）经过海西、燕山、喜山构造旋回，本区不断被抬升，岩石经历了退变质过程，矿体被剥露出地表。经过风化剥蚀，在氧化带内稳定组分被原地、半原地保留。随着本区的抬升剥蚀，氧化带向纵深迁移，且金有次生加富的现象。

6 找矿潜力分析

西峡杨树沟金矿的北侧为瓦穴子—鸭河口深大断裂，南侧为朱阳关—夏馆深断裂。已有的地质资料证明在这两大深大断裂带之间的东起西峡县二郎坪经杨树沟西到卢氏县的魏王坪、涧北沟的区域内还存在着大量的次级韧性剪切带和韧—脆性剪切带。根据杨树沟金矿的成矿特征，二郎坪群是金矿的主要围岩。韧性和韧—脆性剪切带是主要的控矿和储矿构造。所以在上述区域里的二郎坪群地层中的剪切带中。特别是在连接大庙组云母石英片岩与火神庙组变中基性火山岩的剪切带中，有望找到以杨树沟金矿为代表的与剪切带相关的金矿床。

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Geological characteristic and genesis of Yangshugou gold-bearing deposit

Through detailed study on deposit geological characteristics of Yangshugou Gold Mine,Xixia county,the cause of formation was studied and compared.Results showed that the gold mine was a typical gold-bearing deposit related to shear zone.In its early period,it was affected by ductile shear zone.As time went by,the shear zone was lifted up and denuded,and its construction layers went up.Superimposed late brittle-ductile,brittle deformation,mineralization also superimposed,resulting quite a few mineralization types in the same construction zone.There was great potential for searching gold-bearing deposit related to shear zone around this mine area.

gold mine;shear zone;characteristic;cause of formation

1672-609X（2010）05-0044-04

P618.51

B

2010-03-16

张 赛（1984-），男，河南南阳人，地质助理工程师，从事地质、矿产等勘查工作。