西秦岭早子沟金矿控矿断裂形成演化

梁志录, 陈国忠, 麻红顺, 张愿宁



西秦岭早子沟金矿控矿断裂形成演化

梁志录, 陈国忠, 麻红顺, 张愿宁

(甘肃省地矿局 第三地质矿产勘查院, 甘肃 兰州 730050)

甘肃早子沟金矿床位于西秦岭地区, 其成矿作用与断裂构造活动及中性岩脉的侵位关系密切, 但成矿前期构造控矿作用研究相对较为薄弱。开展早子沟金矿的控矿断裂构造特征及其与金矿化的关系研究, 可为分析矿床成矿机制、进一步开展地质找矿工作提供指导。早子沟金矿区主要发育 4组不同方向的控矿断裂, 根据断裂的相互切割关系推测, NW向断裂形成最早, SN向和NE向断裂次之, 近EW向断裂形成最晚。矿区金矿体主要赋存于断裂破碎带中, 金矿化及其展布特征显示, NE向断裂控制的矿体成矿早, 矿体规模最大; 受近EW向断裂控制的矿体发育两期矿化, 矿化强度高。结合区域大地构造演化及断裂构造活动与金成矿作用关系分析, 认为区域性的夏河–合作断裂构造带控制了早子沟金矿床的产出, 早子沟矿区内不同方向的次级断裂多期次的活动叠加控制了金矿体的产出; 推测早子沟金矿床两阶段的断裂活动控制了两阶段的金矿化作用, 从而建立了早子沟金矿控矿构造的形成与演化模式。认为矿区下一步勘查工作重点应放在NE向断裂深部和近EW向断裂控制的缓倾斜矿体, 尤其是近EW向断裂与其他控矿断裂交汇部位, 是寻找叠加矿化富矿段的有利找矿地段。

西秦岭; 早子沟金矿床; 断裂的形成与演化; 构造控矿特征; 构造与成矿

0 引 言

早子沟金矿床位于甘肃省甘南藏族自治州合作市以西 9 km, 矿床发现于 1996年, 历经多年勘探,目前规模已达上百吨, 是西秦岭地区继大水、寨上、阳山金矿床等之后, 又一特大型金矿床。

由于勘查工作的需求, 前人对矿区岩石地球化学、矿化蚀变、矿石中金赋存状态等进行了较为深入的研究, 如吕新彪等(2009)、刘春先等(2011)、曹晓峰等(2012)、隋吉祥和李建威(2013)认为矿石中可见金主要以微粒自然金形式产出, 次显微不可见金是金的主要赋存状态; 姜琪和王荣超(2010)、刘晓林(2011)研究了矿石微量元素和 S同位素特征, 认为早期矿床成因类型属岩浆期后中低温热液(交代)构造蚀变岩型矿床。对于早子沟金矿的主控因素, 普遍认为断裂构造活动与中性脉岩的侵位是成矿作用的两大主控因素(吕新彪等, 2009; 姜琪和王荣超, 2010; 刘春先等, 2011; 隋吉祥和李建威, 2013)。因此对于本区脉岩的研究更为深入, 如陈国忠等(2012)、姜琪和王荣超(2010)认为矿区中性岩脉具有壳源岩浆的特征; 代文军等(2011)、代文军和陈耀宇(2012)通过研究各期次蚀变类型, 认为矿区岩脉总体上具有从酸性向中性的逆向演变特点。但对于矿区断裂构造特征研究甚少, 对于断裂构造控矿–成矿机制、断裂与中性岩脉以及与金矿化之间的关系也未能引起重视。

本文主要以多年来的野外工作为基础, 通过矿区各期次、各方向断裂构造的形成演化及相互之间的叠加和切割关系分析, 总结构造控矿特征, 探讨断裂构造演化与金成矿之间的关系,旨在为下一步确定找矿方向和部署勘查找矿工作提供依据。

1 区域地质背景

早子沟矿区位于秦岭造山带西段夏河–合作断裂带南(图1), 区域出露地层主要为下三叠统山尕岭群和中上三叠统古浪堤组浅变质细碎屑岩系。侵入岩主要有桑曲、马九勒花岗闪长岩、将其那梁、塔日干、早仁道石英闪长岩、杂恰勒布、扎油梁斜长花岗斑岩等规模较大的侵入体及各种岩脉。

区域构造线总体上呈NW向展布, 褶皱、断裂发育, 主体褶皱为新堡–力士山复背斜, 早子沟金矿区位于复背斜的南翼。区域性断裂由北向南分别有夏河–合作、杂恰勒布–洒乙昂、桑曲–地娄塘、索拉贡玛–加甘滩–格里那逆冲断裂。夏河–合作金成矿带内区域金矿床(点)的分布都受此类区域性断裂及其次级断裂控制。此外区域尚有与金矿成矿关系密切的NE向、近SN向较小规模断裂, 沿断裂带有岩脉、石英脉等充填。

早子沟金矿属于夏河–合作成矿带金、汞、银等中低温元素成矿带的南亚带, 该带金矿床(点)密集分布, 主要有早子沟特大型金矿、加甘滩、格娄昂大型金矿和桑曲、杂恰勒布、索拉贡玛、也赫杰、直合完干、早仁道等小型金矿。

图1 早子沟金矿区域地质图(据1∶20万合作幅地质矿产图)Fig.1 Regional geological map of the Zaozigou gold deposit

2 早子沟金矿床地质特征

2.1 矿区地质概况

矿区出露地层主要为中–上三叠统古浪堤组下段陆棚斜坡相陆源碎屑岩沉积, 岩性为深灰–灰绿色硅质板岩、灰褐–灰绿色薄–厚层岩屑长石细砂岩夹粉砂质板岩、泥质板岩, 板岩发育条纹构造, 条纹由粉砂质和钙质相对聚集形成, 呈断续状平行分布。矿区东北角出露少量下三叠统山尕岭群顶部层位细碎屑岩, 岩性为灰褐–灰绿色薄–厚层岩屑长石细砂岩夹深灰–灰绿色粉砂质板岩。地层总体走向近SN向。

矿区为一单斜构造, 展布方向呈近SN向。断裂构造十分发育, 按走向和期次由早到晚可分为 NW向、近SN向、NE向、近EW向和NNE向5个断裂组, 断裂规模以NE向、近SN向最大, NNE向、近EW向和NW向次之。其中NW向断裂组形成时间最早, 在矿化期前就已形成, 在矿化期活化叠加成矿, NNE向断裂组形成最晚, 为矿化期后构造,破坏了矿体形态。

岩浆岩主要为印支末期(刘勇等, 2012)中酸性浅成侵入岩脉, 岩脉分布形态明显受构造控制, 岩性主要有闪长玢岩、黑云闪长玢岩、石英闪长玢岩, 岩石多具斑状结构, 展布方向主体为NNE向, 其次为SN向, 少数为NW向(图2)。

2.2 矿体和矿石特征

矿区共圈定金矿体 143个, 其中主矿体 16个,矿体空间展布分属NE向、NW向、SN向和近EW向 4个矿带, 各矿带内金矿体多赋存于中性岩脉的内、外接触带中, 其产出位置严格受不同方向的断裂构造控制, 形态为似层状、脉状。

NE向矿带为矿区最主要矿带, 矿体走向 48°～ 56°, 倾向总体为SE向, 上部倾向NW向, 矿体倾角陡而稳定(81°～84°); SN向矿带矿体走向 350°～10°,与矿带内中性岩脉展布方向基本一致, 倾向东或西,近地表(3200 m标高以上)倾角较陡且变化较大(70°～ 88°), 深部倾角较缓且稳定(58°～62°); NW向矿带矿体走向延伸不稳定, 总体以走向 300°～320°方向延伸, 倾向NE, 倾角较缓且稳定(41°～45°); 近EW向矿带内矿体走向100°～110°, 倾向南, 倾角缓而不稳定(8°～26°), 多在靠近近EW向断裂与其他方向断裂交汇部位变得膨大, 矿体形态为似层状、楔状, 走向上具有尖灭再现、尖灭侧现的特征。

矿区矿石结构为自形–半自形粒状、它形粒状结构、包含结构, 矿石构造为脉状构造、角砾状构造、星散浸染状构造、细脉浸染状构造及块状构造等。矿石中主要金、银矿物为自然金和碲银矿, 主要载金矿物为黄铁矿、毒砂、褐铁矿及辉锑矿, 脉石矿物主要为石英、黑云母、方解石等。自然金常呈粒状、不规则状分布于石英、黄铁矿、毒砂的裂隙, 粒径0.005～0.050 mm, 偶见粗颗粒自然金。矿石类型为伴生Ag和Sb, 含As、S、C的难选冶金矿石。

图2 早子沟金矿床矿区地质简图Fig.2 Simplified geological map of the Zaozigou gold deposit

早子沟金矿床近矿围岩蚀变由远到近依次为绢云母化–绿泥石化–高岭土化–绿帘石化–黄铁矿化、硅化、辉锑矿化, 与金矿化最密切的矿化蚀变是黄铁矿化、硅化和辉锑矿化。

3 早子沟金矿断裂构造特征

区域性夏河–合作深大断裂控制了早子沟地区区域成矿带的展布方向和早子沟金矿床在区域上的产出位置, 早子沟矿区内的控矿断裂构造根据展布的方向可分为NW向、SN向、NE向和近EW向, 它们控制了矿区矿带的展布方向和矿体的产出位置、形态。

3.1 夏河–合作断裂

夏河–合作区域断裂带为区域主控断裂, 是上二叠统与三叠系的分界线, 也是区域Ⅱ级构造单元的分界断裂, 以此断裂为界北东侧为中秦岭陆缘盆地, 南西侧为泽库前陆盆地。该断裂为区域中秦岭构造的前缘断裂, 规模大, 变形强, 呈弧形弯曲舒缓波状延伸, 主断面北倾, 沿断裂带在下盘三叠系中多形成构造破碎带、片理化岩带, 并有中酸性岩脉及方解石脉的侵入。断裂带内岩石由于受构造的多期作用形成构造角砾岩和碎裂岩。两种构造动力变质岩的分布, 说明断裂带存在张性和压性两期不同的构造应力活动。

图3 早子沟金矿构造略图Fig.3 Fault structures in the Zaozigou gold deposit

3.2 早子沟矿区不同期次断裂构造特征

矿区共有不同走向断裂构造33条(表1、图3),按照断裂构造与成矿的关系, 由早到晚分为NW向断裂5条, SN向断裂6条, NE向断裂17条, 近EW向断裂3条, NNE向断裂2条。断裂规模以NE向、SN向最大, 近EW向和NW向次之。各期次断裂构造特征及其形成时间早晚顺序以及相互之间的切割关系分述如下:

3.2.1 NW向断裂组

该组断裂形成时间最早, 形成于矿化期前, 在主矿化期活化贯入矿化热液, 形成控矿断裂。该组断裂由F33～F36断层组成, 断层走向290°～305°, 长度>300 m, 为压性逆断层(图 4), 顶底板断层面平直,镜面、擦痕、阶步特征明显, 多形成宽1～8 m的破碎带, 破碎带内发育碎裂岩和断层泥, 地表具褐铁矿化蚀变, 少数断层中充填有石英脉细脉。该组断层矿化较强, 赋含Au14、Au25等主矿体。

图4 NW向断裂特征(3号沟78线Au14老硐口)Fig.4 Characteristics of the NW-trending fault

图5 SN向断裂特征(a, 4号沟300线旧采坑; b, 4号沟295线老硐口)Fig.5 Characteristics of the SN-trending fault

3.2.2 SN向断裂组

为矿化早期形成的控矿断裂, 由 F8～F13等断层组成, 断层性质均为压扭性逆断层, 倾向 85°～95°,倾角变化较大, 从地表300勘查线(3400 m标高)到4号井2中段(3200 m标高)由88°逐渐变为62°, 向下趋于稳定。断层面走向延伸较为平直, 倾向上具波状起伏特征(图5), 断层面上镜面、擦痕、阶步特征明显。该组断层形成长度>670 m, 宽3～22 m的断层破碎带, 破碎带内发育碎裂岩、断层泥, 有网状、细脉状石英脉充填, 发育褐铁矿化、硅化、碳酸盐化、辉锑矿化、黄铁矿化蚀变。区域上可见 SN向断裂切穿NW向断裂(图6), 说明断层活动时间晚于NW向断层, 它在破坏了NW向断层的展布形态的同时,又控制了南北向矿带金矿体的分布, 其中F9、F11、F13断层分别控制着Au30、Au31和Au29矿体的产出, F8、F10、F12断层规模较小, 基本不含矿。

3.2.3 NE向断裂组

为主矿化期形成的控矿断裂, 在矿区内规模最大, 由F14～F32大小19条断层组成, 以走向40°～60°方向斜切矿区中部, 延伸长1000～2200 m。该断裂组断层总体倾向 SE, 倾角 80°～88°, 断层面平直, 走向、倾向延伸稳定, 常形成宽2～20 m的断层破碎带,破碎带顶底板镜面、擦痕、阶步等压性断层特征明显(图7), 不同方向的擦痕线理产状和阶步指示方向反映了断层多期活动的特征, 即早期断层性质为张性, 晚期转换为压扭性左行旋转平移断层; 破碎带内广泛发育的角砾岩、碎裂岩、断层泥等构造岩特征, 晚期辉锑矿脉胶结早期石英角砾、碎斑说明断裂构造和断层破碎带内矿化热液有多期活动特征,石英、方解石等脉体有膨大缩小现象, 形成许多串珠状分布的低压张开空间, 为热液活动和金的沉淀提供良好的场所。该组断层控制了矿区主要矿化带的分布, 在地表矿区中西部切穿NW向和SN向断裂组, 在垂直方向3200～3050 m标高又被近EW向断层截切(图 8)。NE向断裂组断层规模大者, 控制了主矿体分布, 如 F21、F24、F25、F26、F28分别控制Au9、Au1、Au15、Au37、Au10矿体的产出, 而规模较小断层所控制矿体矿化较弱, 含矿性差或局部含矿。

图6 SN向断裂切穿NW向断裂(4号沟292线老硐) Fig.6 The SN-trending fault cut the NW-trending fault

图7 1号井4中段采坑NE向断裂Fig.7 NE-trending fault in Segment 4, No. 1 welling

3.2.4 近EW向断裂组

为矿化晚期形成的断裂, 它们既对早期形成矿体起到破坏作用(断距一般30～40 m), 又在断裂交汇部位叠加成矿形成富矿体, 如 F3断层控制的 M6、M4矿体。由F1～F7等断层组成, 走向80°～95°, 断层面倾向南, 倾角8°～26°(图9)。该组断裂是具有逆冲性质的压性逆断层。

3.2.5 NNE向断裂组

为矿化期后形成断裂, 在区域上和矿区外围多形成于热窿构造边部及中部, 常斜切主干断裂形成菱形断块, 控制着新生代断陷盆地的展布方向。矿区仅出露F37和F40, 属于压扭性断层, 走向10°～30°,倾向NWW, 倾角48°～85°, 可形成宽5～10 m的破碎带。该断裂带斜切北东向断裂, 对矿体起破坏作用,含矿性差或不含矿。

4 断裂构造与金矿关系分析

图8 NE向断裂与其他断裂组交切关系示意图Fig.8 Photos showing the cross-cut relationship between the NE trending faults and the other fracture group

图9 近EW向断裂切割NE向断裂Fig.9 EW-trending fault cut the NE-trending fault

矿区脉岩的空间展布形态与控矿断裂基本一致,脉岩沿断裂系统侵入就位成岩后, 断裂构造晚期活化在脉岩边部形成破碎裂隙系统, 为矿化热液的迁移和就位提供了热液运移通道和矿体就位空间。统计矿区 309个见矿工程中 14个主矿体的赋矿岩性(表2), 脉岩含矿的工程数为189个, 占见矿工程总数的 61%, 明显多于板岩中的见矿工程数 120个,表明中性岩脉的分布与金矿化密切相关。进一步分析矿体在脉岩中的具体产出位置, 发现大多数矿体主要产于脉岩与地层的内、外接触带上, 而且岩脉的规模越大, 含矿性越好, 矿体延深越稳定, 特别是有断裂构造通过岩脉接触带附近时, 往往能形成厚度较大、品位较高的金矿体。

4.1 脉岩与成矿的关系及其构造控制

通过研究矿体分布与断裂构造以及井中原生晕各元素地球化学特征之间的关系(图 10), 发现岩脉与地层接触带附近的断裂构造周边 Au、As、Hg、Sb、Ag等前缘晕异常明显, 反映岩脉活动的W、Co、Bi元素也有较好的异常表现, 金矿体的分布也与断裂构造、地球化学异常以及岩脉的边界基本吻合,说明矿区断裂构造和中性岩脉是与金矿化关系最为密切的主要成矿地质体, 金矿化多赋存在通过岩脉与地层内外接触带的断层破碎带中。

表2 矿区见矿工程岩性分布情况统计表Table 2 Lithology of the ore-host rocks in ore mining engineering

图10 断裂构造、地球化学异常、岩脉分布与金矿化的关系示意图Fig.10 Distribution of the fault, geochemical anomalies, dykes, and gold mineralization

4.2 断裂构造与金矿化关系

矿区成矿作用与断裂构造关系密切, 断裂构造为矿区的主要容矿及导矿构造, 金矿体的空间展布形态严格受控于断裂带及其控制的围岩蚀变带, 断裂构造走向变化部位、不同走向断裂交汇部位及倾向上断裂角度变化部位等物理、地球化学的相变带均是金矿体富集的有利部位(陈国忠等, 2013)。

矿区控矿断裂主要为NE向、NW向、SN向、近EW向4组, 控矿断裂的倾向优势方位为NW向,倾角优势方位为60°～80°, 与走向NE向的主控矿断裂产状一致, 与2012年提交的详查报告资源量分布情况统计数据“北东向矿带主矿体资源量占矿区资源量94.44%”的结果一致, 为矿区主要含矿带。

4.3 断裂构造控矿特征

通过对矿区控矿构造的研究, 可以发现矿区矿体明显受构造控制, 并具有以下规律:

(1) 矿体产出形态及位置明显受控于构造形态及位置, 主控矿断裂走向为NE向, 其次为NW、SN 及EW向。其中NE向断裂性质早期为张性, 晚期转换为压扭性左行平移断层, 由于晚期断层发生活化、转换, 使得断层规模得以扩大和延伸, 所形成断层破碎带内碎屑破碎程度更高, 更加有利于矿化热液的就位, 叠加形成厚大矿体。就断裂带内矿体规模、资源量来看, 晚期发生断层性质转换的NE向断裂带, 明显优于未发生转换的NW、SN及EW向压扭性断裂。

(2) 主断裂及次级断裂的交汇处往往是应力集中区, 岩石破碎, 形成较好的成矿空间, 在有利的成矿条件下, 多会有矿体赋存, 且在该区段赋存的矿体具有厚度大、品位高的特点。在本矿区 NE向主断裂与近EW向断裂的交汇处是最有利的成矿区段之一(图11)。

(3) 矿区断裂构造控矿具有等间距及等密度分布规律, 在剖面上构造(矿体)大致以50～120 m间距出现, 在平面上单位面积内出现的矿体条数也大致一致, 显示出等密度分布的特点。

图11 断裂交汇部位叠加富矿体示意图Fig.11 Rich ore-bodies controlled by two intersected fault belts

5 矿区控矿断裂构造演化

早子沟金矿处于西秦岭造山带南亚带, 是诸多地块和造山带汇聚的交接地带(朱赖民等, 2008; 闫臻等, 2012)。西秦岭造山带经历了震旦纪晚期–奧陶纪华北板块与扬子板块分离、志留纪–泥盆纪的洋陆俯冲和陆陆碰撞隆升以及中晚泥盆世大陆地壳的伸展后, 在中三叠世拉丁期之后开始了板内伸展阶段向陆内叠覆造山阶段的转换(姚书振等, 2002; 毛景文等, 2003; 陈衍景等, 2004; 秦江锋, 2010)。从三叠世开始一直持续到现代的陆内叠覆造山阶段大致可分为逆冲造山期、走滑造山期和隆升造山期3个时期。逆冲造山期大致为晚三叠世, 以大规模的地壳缩短为特征, 在西秦岭及其邻区形成一系列大小不等的推覆体, 并形成与大陆地壳内部拆离滑脱所造成局部熔融有关的印支期中酸性岩的侵入; 走滑造山期大致为早侏罗世–新近纪末, 在造山带内已形成大型走滑断裂和走滑盆地, 侏罗纪之后造山带内部各条块之间以及周边各构造单元之间基本达到动力学上的平衡, 成为一个统一的整体(杜子图等, 1998;冯益民等, 2003; 万天丰, 2011)。

三叠纪和侏罗纪是西秦岭热液成矿作用的峰期, 主要发生在陆内叠覆造山阶段, 为压力减小和温度增加的过程(杨立强等, 2003)。秦岭3个板块向北俯冲碰撞发生陆内造山作用, 形成陆壳推覆叠置、剪切走滑与块断伸展等新的叠加复合构造(刘家军等, 1997)。从区域成矿学的角度来看, 成矿所需的能量来自于一定规模的构造运动和岩浆活动,一般位于构造带或岩浆带的边缘转换部位(杨立强等, 2003; 陈衍景, 2010)。早子沟金矿所属的夏河–合作金成矿带位于华北地块、扬子地块及松潘地块的交汇部位, 板块构造运动形成的区域性深大断裂所具有的连通性、方向性及区域性, 为成矿流体的运移和壳–幔间物质、能量的交换提供了良好的空间条件, 区域性深大断裂及其次级断裂构成的夏河–合作金成矿带成矿流体通道立体网络, 印支期–燕山期中酸性岩浆活动产生的成矿热液流体及三叠系浅变质细碎屑岩对成矿流体的阻隔及物理化学条件变化产生的物质交换, 构成了早子沟金优越的成矿系统。

从区域断裂构造的分布来看, 位于区域性夏河–合作深大断裂旁侧与之平行的杂恰勒布–洒乙昂次级主干断裂, 控制着区域矿床及岩体的空间分布位置。早子沟金矿区断裂构造具有继承、复合、叠加的特点, 两组或多组断裂交汇部位成矿条件更为有利(陈耀宇和代文军, 2012)。矿区断裂构造不但是成矿流体浅部就位和矿质沉淀的主要场所, 还是成矿流体从深部运移的主要通道, 是控制矿体形成和空间定位的主控因素。

基于以上区域断裂构造和矿区断裂构造特征分析, 我们初步建立了早子沟矿区控矿断裂构造的大致演化过程模型(图 12), 并分为以下四个阶段进行探讨:

第一阶段: 在印支晚期随着西秦岭海槽完全闭合扬子地块与华北地块发生陆陆碰撞隆升, 早期在SN向挤压应力场的作用下, 沿先存近EW向古弱化带或断层, 发育了近 EW 向区域性逆断层, 中晚期在碰撞主应力场作用下形成NWW向区域性逆断层(图12a), 即成矿期前断裂构造的形成。并在追踪早期EW向构造带内横张断裂的基础上形成SN向张裂隙和NE向压性裂隙系统。

第二阶段: 在印支末期–燕山早期进入陆内叠覆造山早期逆冲逆掩造山阶段, 受 NE向挤压应力场的影响, 形成NE向张性断裂和NW向压性断裂,而在SN向和EW向分别形成右行和左行压扭断层。同时在 NE向张性断裂空间内伴随着浅成中酸性侵入体的贯入(图12b), 在矿区形成以NE向为主的岩脉空间分布形态, 脉岩侵入时携带深部成矿流体与围岩进行物质交换开始进入矿化期, 形成第一阶段的矿化。

第三阶段: 在进入燕山早期后, 虽然西秦岭造山活动已经结束, 但仍然受到扬子地块自南向北挤压的构造应力场影响, 在造山带内形成了一系列大型走滑断裂和走滑盆地。在矿区则表现为不同方向转换断层的形成, NE向和NW向断裂分别转换为压扭性左行和右行平移断层, SN向断层转换为张性断层。在此阶段由于有脉岩物质成分参加, 深部含矿热液物质交换更加充分, 叠加第一阶段矿化富集成矿, 形成第二阶段的矿化(图12c)。由于NE向断裂早期为张性断裂, 脉岩的侵入数量占主导地位, 在晚期转换为压扭性断层过程中叠加形成金矿体的数量也相应在矿区占据了主导地位。

第四阶段: 由于早子沟矿区处在西秦岭南缘–松潘北西缘构造结附近(张国伟和张宗清, 1995), 多期断裂构造交汇, 岩石力学性质能干性差, 在南北向挤压应力场的持续作用下, 矿区发生小规模的逆冲推覆, 形成走向近EW向, 倾向SSW, 倾角为8°～ 26°的低角度逆断层组(F3), 形成近 EW 向矿化晚期的断裂构造。该组断层切穿了矿区其他不同方向构造矿化带, 在破坏早期矿体的同时又叠加形成了高品位的富矿体(M6、M4), 改变了NE向矿带陡倾斜主矿体在近地表的倾向从而造成矿体倾向NW的假象(图12d)。

矿区第三阶段形成的断裂构造为主成矿期断裂构造, 是矿区矿化物质的活化、迁移和叠加的主要阶段, 也充分说明了NE向和SN向断裂构造中赋存的主矿体数量和资源量都占到了 80%以上。需要指出的是 SN向矿带在早子沟金矿并不占主导地位,但是在处于同一矿田由于地域分割与之相邻的夏河县格娄昂金矿 SN向矿带主矿体和资源量占到了该矿区的 90%以上。主矿化期(第三阶段)形成的断裂构造活动主要表现为张性断层向压扭性走滑断层的转换, 在现存断裂构造面表现出既有压扭性逆断层的特征也有走滑断层的特征。

早子沟金矿区域矿化主要矿化部位集中在与区域性NW向深大断裂及其派生的次级断裂交汇部位;在早子沟矿区, 主要的矿化发生在NE向断裂带, 矿化规模大, 但近EW向断裂带由于叠加了两期成矿,其矿化强度大, 品位高, 矿体厚度大。因此, 目前在近地表勘探工程已经得到基本控制的情况下, 寻找NE向矿带深部矿体和近 EW 向断裂带控制的缓倾斜矿体将是下一步工作的重点; 此外, 由于多方向多期次断裂构造活动的叠加有利于成矿作用的发生,在早子沟矿区这点表现的尤为突出, 因此在下一步勘探工作中, 需要重视近 EW 向断裂与其他控矿断裂交汇部位, 这些部位往往是寻找富矿化的有利位置, 尤其是与NE向断裂交汇部位则为最佳。

图12 早子沟金矿区构造–金成矿演化过程示意图Fig.12 Tectonic evolution and gold-formation model for the Zaozigou deposit

6 结 论

(1) 早子沟矿区金矿主要发育NW、NE、SN和近 EW 向四组方向的控矿断裂构造, 金矿体主要发育于断裂破碎带中, 其中 NE向断裂带控制的金矿体规模最大, 近 EW 向断层内叠加了两期矿化, 矿化强度最高, SN向和NW向断裂矿化规模和矿化强度次之。

(2) 夏河–合作深大断裂控制了区域金矿床(点)的分布, 早子沟矿区内次一级断裂控制了早期中性岩脉的侵位及其后期的成矿作用, 多期次不同方向断层交切部位矿化叠加形成厚大富矿体。

(3) 早子沟金矿成矿前构造为印支晚期SN向挤压应力作用下形成的区域性深大断裂, 成矿早期构造为印支末期–燕山早期NE-SW向挤压应力作用下形成的次一级NW向、SN向、NE向逆断层; 晚期成矿阶段则表现为在 SN向持续挤压作用下, 形成的转换断层在通过脉岩边部时, 丰富的物质成分为成矿热液在迁移过程中进行充分的物质交换提供了有利条件, 从而叠加成矿成为矿区主要矿化阶段。最晚一期形成的近 EW 向低角度逆断层, 在破坏成矿期断裂构造的同时, 在构造交汇部位叠加矿化形成高品位富矿体。

(4) 矿区下一步勘查工作重点放在断层性质发生过转换, 成矿条件更为有利的NE向深部和近EW断裂控制的缓倾斜矿体, 尤其是近 EW 向断裂与其他控矿断裂交汇部位, 是寻找叠加矿化富矿段的有利找矿地段。

致谢： 由于作者专业认识水平有限和野外资料收集的欠缺, 文中难免出现错漏, 敬请各位同行师长多多批评指正, 我们将不胜感激。本文的撰写是在中国地质科学院地质力学研究所陈正乐研究员悉心指导下完成, 同时也有幸得到中国地质大学(武汉)姚书振教授、石家庄经济学院牛树银教授提出的宝贵修改意见,在此我们谨向指导老师、审稿专家付出的辛勤劳动致以诚挚的谢意！

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Ore-bodies in the Zaozigou gold deposit are mainly hosted in the fracture zones including four groups of faults with different trending directions. The crosscutting relations of the faults indicate that the NW-trending fault formed first, followed by the sequentially activation of the NS-trending fault, the NE-trending fault, and the EW-trending fault. The NE-trending fault zone hosts most of the ore bodies, while the EW-trending fault zone is host to the ores of the highest grade due to superimposition.

Investigations on the regional structural evolution and gold mineralization suggest that the Zaozigou gold deposit was controlled by the regional Xiahe-Hezuo fault and the superimposition of multi-cycle fault activation. A tectonic model which suggests that the Zaozigou deposit was controlled by two stages of fault activation, was established accordingly. Special attention should be paid to ore-bodies controlled by the NE-trending fault zones at the depth and the shallowly-dipping ore-bodies controlled by EW-trending faults, and the intersections of the near EW-trending faults and the other-direction trending faults, in particular, which are the most favorable places for exploration of the high-grade gold ore-bodies.

Evolution of Ore-controlling Faults in the Zaozigou Gold Deposit, Western Qinling

LIANG Zhilu, CHEN Guozhong, MA Hongshun and ZHANG Yuanning
(No.3 Geology and Mineral Exploration Team, Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Ganshu Province, Lanzhou 730050, Gansu, China)

The Zaozigou gold deposit is located in the western Qinling area, Gansu province. The gold mineralization is closely related to the faults and diotite dykes. The characteristics of the ore-controlling structures and their impact on gold-mineralization are the keys to understand the ore-forming mechanics and guide the further exploration, which are the major objective of this study.

western Qinling; the Zaozigou gold deposit; evolution of fault; ore-controlling characteristics; tectonics; metallogeny

P613

A

1001-1552(2016)02-0354-013

10.16539/j.ddgzyckx.2016.02.013

2015-04-28; 改回日期: 2015-12-27

项目资助: 甘肃省合作市早子沟金矿接替资源勘查项目(1212011220728)。

梁志录(1971–), 男, 高级工程师, 从事地质矿产勘查工作。Email: liangzhilu@126.com