小秦岭地区金矿床特征及成因分析

赵君星 （成都理工大学地球科学学院，四川 成都610059）

裴攻衢 （四川省核工业地质局二八三地质大队，四川 达州635000）

1 区域地质背景

小秦岭西起陕西蓝田、华县，东至河南嵩县，是我国第2大岩金产地。小秦岭地区金矿位于华北地台南缘，其北为汾渭断陷，南邻金堆城台凹，呈狭长带状展布，区内出露地层可分为基底和盖层2部分［1－2］。

1.1 区域地层

1）结晶基底 区内结晶基底主要由太古宇太华群构成，分布于小秦岭核部，是一套以片麻岩为主的中深变质岩系，变质程度普遍达角闪岩相，局部已达麻粒岩相。其下部是由黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、混合岩等构成的片麻岩和片麻状花岗岩组成的灰色片麻岩系，其上部主要是由石墨斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、矽线石榴片麻岩、大理岩及含铁石英岩构成的陆源碎屑－碳酸盐岩建造。

2）盖层岩系 该地区出露的盖层岩系主要为古元古界铁铜沟组、中元古界熊耳群和中新元古界官道口群：①铁铜沟组。出露于霸源一带，主要由含砾石英岩、片状石英岩、大理岩和磁铁绢英岩等构成的浅变质岩系，不整合盖于太华群之上。②熊耳群。熊耳群为主要的盖层岩系，为一套中基性－中酸性火山熔岩组成的双峰式火山岩，局部见火山碎屑岩及沉积岩夹层，以断层或角度不整合覆盖于下伏太华群之上。③官道口群。为一套浅海相硅镁质碳酸盐岩建造夹滨海碎屑岩，自上而下可分为高山河组、龙家园组、巡检司组、杜关组和冯家湾组。

1.2 区域构造

小秦岭地区金矿构造格局由南北两侧区域性断裂及断裂范围内的小秦岭复式褶皱所组成。北界区域性断裂为山前断裂，出露长度大于75km，断裂破碎带宽度数十至数百米不等，断面北倾，倾角60～70°，呈近东西向波状展布。破碎带内硅化、绿泥石化、绢云母化等热液蚀变现象十分发育。南界区域性断裂为巡马道断裂，长75km，也呈近东西向波状展布，断裂带宽度数十米至百余米，断面南倾，倾角50～60°，断裂带内绿帘石化与磁铁矿细脉等热液蚀变发育。此外，两侧断裂都具有发育时间长、多期活动的特点。

由太古界太华群组成的大月坪－金罗斑复式背斜横贯全区，呈近东西向展布，两翼不对称，北翼岩层倾角缓（30～60°），南翼较陡（55～85°），南翼在西峪－善车峪间局部倒转。背斜脊线呈舒缓波状，向西倾伏，倾伏角35～55°，背斜两翼均可见到与区域构造线吻合的次级褶皱。总之，多次构造运动影响导致背斜形态复杂。

2 矿区地质特征及成矿年代

2.1 矿床特征

石英脉型金矿是小秦岭地区金矿的主要类型，其次为少部分蚀变岩型及爆破角砾岩型。区内不同的含金石英脉有1200余条，规模自几十米至数千米不等，矿体多呈不连续的透镜状，脉体具分支复合、歼灭再现特征，所有矿体均产出于韧－脆性剪切带中，分布范围西至华山，东至灵宝－朱阳盆地西北部边缘，北至山前断裂，南以巡马道断裂为界，与太古界太华群隆起地区完全一致。小秦岭地区金矿分布图如图1所示。

图1 小秦岭地区区域地质及金矿床分布图

该区矿床中矿体以单脉为主，长度一般长数百米，矿脉厚几厘米至数米。据资料统计，单一脉体的脉石英含量以50%左右者居多，含矿地段一般60%左右。在矿脉的中上部、膨大部位，以不同矿脉交汇处含金性最好。

2.2 矿石特征

1）石英脉型金矿矿石矿物组合 该地区石英脉型金矿矿物主要为黄铁矿型和多金属硫化物型2种矿石类型，含金硫化物以黄铁矿为主。石英脉型金矿床物质成分基本一致，金属矿物主要为黄铁矿，次要矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，并见有多种微量矿物，如磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿、黑钨矿、白钨矿、斑铜矿、辉钼矿、辉铜矿等。贵金属矿物主要为自然金，其次为自然银，少量为碲金矿等。脉石矿物以石英为主，其次为方解石、白云石、绢云母、微斜长石及微量金红石、榍石、重晶石、绿泥石和绿帘石等。依矿石中矿物产出状况不同，在小秦岭金矿区可划分出多个不同的矿物共生组合（见表1）。

2）金矿物的嵌布方式 区内金矿床中金矿物形态多种多样，呈等粒状、乳滴状、不规则状和自形晶等，主要为粒间金、裂隙金和包裹金3种嵌布方式。

2.3 成矿年代

从矿床作为一种特定的地质作用产物这个角度来看，印支期是秦岭造山带构造演化阶段至关重要的时期［3］。该时期华北与扬子板块正式完成对接，秦岭造山阶段结束。这次重大的构造运动，在西秦岭产生大量印支期碰撞与岛弧型花岗岩。太华群中黑云母正长石测试为213Ma和223Ma（K－Ar）的数据，表明印支期是构造热事件的产物年龄。

对小秦岭变质核杂岩东部拆离断层下部厚层糜棱岩带中糜棱岩化片麻岩的黑云母进行40Ar／39Ar测定，得到（217.75±0.31）Ma和（219.97±0.32）Ma的年龄，从而小秦岭变质核开始形成的确切年龄，进一步证明小秦岭伸展构造开始于印支期。研究表明［4］，小秦岭地区为地幔上隆区，由于地幔柱作用和岩石圈的拆沉作用，地幔流体向地壳运移扩散，从而形成了小秦岭地区众多金矿床。

表1 小秦岭金矿矿石中矿物组合特征表

3 成矿流体来源

流体不仅包括水，还包括挥发分CO2、CxHy、H、卤素、S、N等。由于挥发分对温度和压力很敏感，因而在地质作用过程中十分活泼，是一类重要的催化剂，同时也是物质迁移、聚集和转化的载体［5］。自然界中硫有4个稳定同位素，即32S（原子丰度为95.02%）、33S（原子丰度为0.75%）、34S（原子丰度为4.21%）和36S（原子丰度为0.02%）。硫同位素组成以δ34S表示，δ34S正值越大，说明34S的富集度越高。通过小秦岭地区金矿硫同位素分析可知（见图2），多数矿床δ34S值在－5‰～5‰，表明该地区金矿流体主要以幔源为主［6］。

图2 小秦岭地区金矿中黄铁矿δ34S分布图

4 金矿床成因

4.1 构造制约

金常在某些具有特定的构造扩容中富集成矿，而且对围岩的选择性不大。容矿构造主要包括变质核杂岩的外围主次拆离滑脱带、韧性－脆韧性剪切带、沿韧性剪切带侵入的各类岩体的内外接触带、构造裂隙等。构造为成矿流体迁移提供通道和聚集场所，既起到导矿作用，也起到容矿作用，这在很大程度上决定了矿床的空间展布形式［7］。目前区内所发现并研究的脉体多呈EW、NE向分布，这表明构造对矿床的空间展布有绝对的制约作用。

4.2 沉淀机制

石英脉型金矿中金在成矿早期以AuCl2－形式存在，在成矿中期主要以Au（HS）2－和AuH3SiO4－形式存在，随着成矿作用的进行，温度降低，成矿早期以AuCl2－形式存在的金络合物在低温条件下不稳定，多数被Au（HS）2－和AuH3SiO4－络合物多取代。随温度进一步降低，热液中金的溶解度变小，当热液达到饱和时，可形成Au等矿物的沉淀。

另外，矿床氧同位素研究也表明，成矿早期氧同位素较高，成矿晚期出现负值，明显具大气降水特征，这反映了成矿作用过程中成矿流体被大气水混染的特征［8］。当热的上升溶液与大气降水混合时，促使成矿流体温度降低，导致矿物沉淀。此外，稀释作用对于配位数较高的络合物（如AuCl2、Au（HS）2－等）将产生明显的沉淀效应［9］。

5 金矿床找矿方向

根据小秦岭地区成矿作用与区域伸展构造演化之间的耦合关系，可以将该区的金成矿作用模式概括如下［10－11］：在中生代晚期的后碰撞阶段，岩石圈拆沉作用导致软流圈热物质上涌和地幔楔部分熔融，从而引发华北克拉通南缘的伸展构造运动，在小秦岭地区形成了典型的变质核杂岩。随着基底的不断抬升、构造层次的不断上移，在基底岩系中形成了张扭性或压扭性的剪切断裂系统。起源于深部的成矿流体沿伸展构造系统向上运移，深部流体与浅部流体逐渐混合，同时流体与围岩之间发生水－岩相互作用，引发广泛的物质和能量交换。随着温度和压力不断降低，成矿物质在流体系统中不断富集，最终在适宜的温压条件和矿化剂作用下在变质核杂岩内部的剪切扩容空间中富集成矿。根据上述分析，可以将小秦岭地区找矿方向总结如下：①应重点对太华群发育的深变质核杂岩区以及各类剪切构造进行研究。②由于成矿流体来源于地幔，区内深成岩浆活动部位如中基性岩、碱性岩、火成碳酸盐、爆发角砾岩体的来源很深，同时贯通地壳上下的通道对地幔流体的上升和迁移十分有利，因而这种深源岩浆活动发育地区是找矿的有利地区。③地幔上拱处是成矿流体的活跃区，也是找矿的重点区域。④由于造山运动对该区的抬升剥蚀，现存在的小秦岭矿区位于太华抬拱之上，由此推断，矿区的南界（巡马道断裂）以南、北界（山前断裂）以北的区域深部应该存在含金太华群地层，可进行远景开发研究。

6 结论

1）小秦岭地区金矿主要赋存于太古宇太华群深变质核杂岩中，受近东西走向的深大断裂（南界为山前断裂，北界为巡马道断裂）以及大月坪－金罗斑复式背斜等主要构造所控制。

2）小秦岭地区金矿成矿年代主体为印支期，且燕山期成矿作用作为补充叠加于印支期之上。成矿流体来源于地幔，金的沉淀阶段主要为石英－黄铁矿－多金属硫化物阶段。

3）小秦岭地区金矿的找矿方向主要为脆－韧性剪切带、深源岩浆岩以及地幔流体活跃地区。

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