陕西煎茶岭地区金、镍、铁矿化类型与成矿作用及矿化成因

石小峰 舒 凯 冯 力

(汉中西北有色七一一总队有限公司)

煎茶岭地区是陕西省金、镍、铁矿业基地，矿产勘查工作始于20世纪50年代末[1]，先后发现了大型鱼洞子铁矿床、大型煎茶岭镍矿床、大型煎茶岭金矿床及众多矿(化)点。随着矿业开发，矿山边深部及外围找矿工作进展缓慢，虽然投入了大量人力、物力、财力，但并未圈定出工业矿体。本研究认为，该区前期找矿工作思路仍停留于“就矿找矿”方面，忽视了成矿理论指导找矿。为此，有必要对区内金镍铁矿化类型与成矿作用及矿化成因进行深入探讨和总结，为区内后期找矿工作提供有益参考。

1 区域成矿地质背景

煎茶岭地区位于松潘—甘孜褶皱系摩天岭褶皱带东端的勉(县)略(阳)阳(平关)矿集区内，北以略褒断裂与南秦岭褶皱带相接，南以汉江断裂与扬子地台毗邻(图1)[1]。区域地层由基底和盖层组成，基底为太古界鱼洞子花岗岩-绿岩结晶基底杂岩系及元古代浅变质火山-沉积岩系过渡基底；盖层主要为震旦系碎屑、化学沉积岩。受南北两大构造单元的影响，区域构造线由北至南大致呈NWW向、近EW向、NEE向展布，控制着矿产的分布。区域侵入岩活动频繁，超基性岩—酸性岩均有出露，主要发生于晋宁期、加里东期、印支—燕山期，为成矿提供了重要条件[2]。

图1 煎茶岭地区所处大地构造位置

2 矿区地质特征

2.1 地 层

煎茶岭地区北至略褒断裂，南至火地沟，西起柴家山，东至张家山(图2)。区内地层主要为晚太古界鱼洞子岩群、早元古界何家岩岩群、上震旦统断头崖组(图2)。

晚太古界鱼洞子岩群为该区变质基底，出露于区内中西部，为一套火山-沉积岩变质岩系组合，具有绿岩带特征，变质基性岩以拉斑玄武岩为主，伴有钙碱性玄武岩[3]，具有硅铁建造，岩石组合为绿泥斜长浅粒岩、绿泥斜长变粒岩、黑云母变粒岩、绢云石英片岩、磁铁石英岩、含磁铁长石浅粒岩、斜长角闪岩等。该岩群为表壳岩，呈条带状分布于早期侵入体(龙王沟浅色片麻岩、黄泥坪灰色片麻岩的原岩为云英闪长岩[4])两侧或呈包体位于其内部，受多期变质、变形的影响，岩层有层无序，与早元古界何家岩岩群呈剪切带接触，与震旦系断头崖组呈断裂、不整合接触。岩层走向NWW，总体倾向N，龙王沟—金洞子一带岩层S倾。鱼洞子岩群绿泥斜长变粒岩、斜长角闪岩为磁铁矿的主要赋矿岩性层，如鱼洞子铁矿床、龙王沟等铁矿点；黑云母变粒岩、绿泥斜长变粒岩中产有金矿，如金洞子金矿点。中早元古界何家岩岩群(Sm-Nd模式年龄为2 200 Ma[5])为过渡基底，仅出露于西南边缘，为一套低钾拉斑-钙碱过渡系列，变质基性—酸性火山沉积岩系[4]，区内岩性组合为细碧岩夹角斑岩，走向近EW向，S倾，与上震旦统断头崖组呈断裂接触，与成矿无关。上震旦统断头崖组分布于该区南、北两侧，为盖层地层，是一套浅变质的浅海相碎屑-化学沉积岩系，呈近EW—NW走向，局部为NE向。该组可分为4段，区内主要出露第三、四段，第三段下段岩性以绢云母板岩、绢云母千枚岩、碳质绢云母千枚岩为主，碳质绢云母千枚岩中产有庙儿垭金矿化，上段岩性以白云质灰岩为主；第四段岩性为厚层白云岩夹薄层硅质条带白云岩，厚层白云岩中产有金矿，如煎茶岭金矿床、水草坪金矿点以及火地沟金矿点。

图2 煎茶岭地区地质特征

2.2 构 造

区内构造由褶皱和断裂组成(图3)。基底褶皱为何家岩复式背形，为一紧闭陡倾，向北倒转的线型褶皱；核部地层由黄泥坪灰色片麻岩和龙王沟浅色片麻岩组成，翼部为晚太古界鱼洞子岩群；褶皱轴向约100°，向E倾伏，倾伏角为18°～ 25°；两翼均向N倾斜，倾角约70°。盖层地层为关帝梁向斜、西渠沟背斜[1]。金洞子背形为何家岩复式背形的次级褶皱，金洞子金矿点位于其核部。

图3 煎茶岭地区构造特征

2.3 侵入岩

区内阜平期—印支期，侵入岩均有活动，岩石种类以超基性岩和酸性岩为主。

阜平期侵入岩为黄泥坪灰色片麻岩(U-Pb变质年龄为2 657 Ma)和龙王沟浅色片麻岩。黄泥坪片麻岩主要由灰色黑云斜长片麻岩和花岗片麻岩组成，局部发生了混合岩化，为原岩电气石云英闪长岩；龙王沟片麻岩主要由黑白色花岗片麻岩、斜长片麻岩组成，为原岩中细粒云英闪长岩。两者均侵位于鱼洞子岩群中，为同源岩浆不同演化阶段的产物，且龙王沟浅色片麻侵位岩略晚，共同构成了鱼洞子花岗岩-绿岩杂岩[4]。

中条期侵入岩为角闪岩(全岩K-Ar年龄为2 038 Ma[3])、辉绿岩，呈透镜状、脉状沿NWW—NW向断裂侵入鱼洞子岩群中，与金、铁矿化无关。

图4 蛇纹岩

图5 滑镁岩

图6 菱镁岩

图7 花岗斑岩

印支期侵入岩有辉长岩(全岩K-Ar法测年206 Ma[6])及钠长斑岩(全岩K-Ar法测年239 Ma[7])2类。辉长岩仅在钻孔中见到，呈脉状侵于超基性岩中，与成矿关系较小。钠长斑岩(图8)呈脉状、透镜状侵入于何家岩岩群、断头崖组、超基性岩体中及各类地质体的断裂接触带中，与火地沟金矿、超基性岩中的金矿化有一定关系，对煎茶岭镍、铁矿起到破坏作用。

图8 钠长斑岩

2.4 金、镍、铁成矿元素分布特征

根据区内原生晕地球化学剖面资料(表1)，分析可知鱼洞子岩群、超基性岩体、断头崖组第四段白云岩中Au含量分别为86.15×10-9、(5～60)×10-9、15×10-9，背景值相对较高，认为鱼洞子岩群、超基性岩体为区内金的主要成矿物质来源，断头崖组第四段白云岩、第三段含碳绢云千枚岩次之；超基性岩体富含镍，为镍的矿源岩；鱼洞子岩群原岩及超基性岩体富含铁，为铁矿的形成提供了丰富物质。

3 矿化类型

3.1 金矿化类型

(1)晚太古界鱼洞子岩群中的金矿化。该矿化类型对应为金洞子金矿点，矿化带产于晚太古界鱼洞岩群黑云母变粒岩、绿泥斜长变粒岩中，受NWW—NW向断裂控制，碎粒岩、糜棱岩、片理化、断层泥发育，蚀变类型主要为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化，局部见黄铜矿化、孔雀石化。矿(化)体赋存于断裂带中及旁侧的羽状节理中，形态复杂，呈脉状、透镜状。矿石自然类型主要为变粒岩型、石英脉型(图9)。

图9 金洞子石英脉型金矿岩

图10 火地沟白云岩型金矿岩

图11 煎茶岭金矿硅化、褐铁矿化白云岩型金矿石

图12 煎茶岭金矿硅化、雄黄化白云岩型金矿石

(4)超基性岩体内的金矿化。根据含矿岩性，超基性岩体内的金矿化可划分为滑镁岩-菱镁岩型金矿化和钠长斑岩型金矿化2个亚类。滑镁岩-菱镁岩型金矿化位于超基性岩体西段，受NW向断裂控制，片理化带发育，蚀变类型为镜铁矿化、黄铁矿化，矿石类型为镜铁矿滑镁岩、石英菱镁岩。钠长斑岩型金矿化位于超基性岩体东段，岩体内侵入有印支期钠长斑岩，矿化带分布于钠长斑岩边部，矿石自然类型为钠长斑岩型，次为硅化体型。

3.2 镍矿化类型

区内镍矿化类型仅有1种，即为产于花岗斑岩与超基性岩体接触部位的煎茶岭镍矿床，矿(化)体围绕侵位于超基性岩体中的花岗斑岩北缘及西缘产出，形态呈似层状、透镜状，具有分枝复合、尖灭再现、侧现特征。矿石自然类型主要为叶蛇纹岩型(图13)、滑镁岩型、菱镁岩型以及透闪岩型。矿石结构构造既具有早期岩浆熔离作用特征，又具有后期热液交代作用特征，前者为乳浊状构造、似海绵陨铁结构等，后者有网脉状结构、包含结构、交代残余结构等。矿体总体产状受花岗斑岩体控制，近EW走向、S倾，主要工业矿体贴近花岗斑岩体，距离越远，规模、品位变小变低。

图13 煎茶岭镍矿蛇纹岩型镍矿石

3.3 铁矿化类型

(1)产于晚太古界鱼洞子岩群中的铁矿。该类型铁矿主要受晚太古界鱼洞子岩群绿泥斜长变粒岩、斜长角闪岩岩性层控制，变质程度达绿片-角闪岩相，如鱼洞子铁矿床及龙王沟铁矿点等。矿体严格受岩性层控制，产状与围岩一致，矿石自然类型主要为磁铁石英岩型(图14)、角闪岩型，其次为绿泥岩型。

图14 鱼洞子岩群中的磁铁石英岩型铁矿

(2)产于花岗斑岩与超基性岩体接触部位的铁矿。该类型铁矿与煎茶岭镍矿床为共生矿产，产于镍矿床内及东侧，为一贫磁铁矿床，w(TFe)平均为1.5%。矿石自然类型以滑镁岩型为主，次为菱镁岩型、蛇纹岩型以及透闪岩型。矿石多具有他形不等粒结构、填隙结构，浸染状构造[8]。

4 构造岩浆演化与成矿作用

4.1 太古代构造演化与成矿

张宗清等[5]认为鱼洞子岩群形成于2 693 Ma以前；王洪亮等[9]认为磁铁石英岩形成于2 555 Ma，本研究认为鱼洞子岩群形成于晚太古界(2 800～2 500 Ma)，具有绿岩带的特征，金、铁物源丰富；2 657 Ma 左右形成的云英闪长岩岩浆，侵入鱼洞子岩群中，部分岩石发生了气—液变质作用，形成了黄泥坪、龙王沟片麻岩，两者构成了花岗岩-绿岩地体；阜平运动末期(2 550 Ma左右)发生了区域变质作用，鱼洞子岩群形成了以斜长角闪岩、绿泥长英质变粒岩和磁铁石英岩等岩石组合，为表壳岩，变质程度达绿片、角闪岩相。该阶段在鱼洞子岩群中形成了受层位、变质相双重控制的磁铁矿床(点)，如大型鱼洞子铁矿床。

4.2 元古代构造演化与成矿

4.3 古生代构造演化与成矿

(1)镍、铁成矿。镍、铁矿石的含矿岩性，结构构造及矿石S同位素与花岗斑岩组成相近，据此本研究认为花岗斑岩的含硫气水热液萃取了超基性主岩体硅酸盐矿物中的镍、铁，并在前期熔离型镍、铁基础上进行了改造、成矿，形成了围绕花岗斑岩北缘及东西两侧产出的煎茶岭镍、铁矿床。

(2)金成矿。区内鱼洞子岩群、超基性主岩体为金的主要矿源岩，上震旦统第四段白云岩次之；花岗斑岩为超基性岩体中金的活化、迁移提供了热动力；NWW—NW向断裂的再次活动并伴有NW、近EW向次级断裂，为金的活化、迁移、就位提供了通道和场所。本研究结合已有的研究成果[12]以及区内矿体揭露情况，认为煎茶岭金矿床成矿与花岗斑岩关系密切，主成矿期为加里东—海西期。

4.4 中生代构造演化与成矿

(1)印支运动(270左右～205 Ma)，区内处于陆内造山阶段，受印支板块由SW向NE挤压，全区断裂构造再次活化，煎茶岭金矿床、水草坪金矿点等矿化再次富集，形成铬云母、雌雄黄蚀变；钠长斑岩(全岩K-Ar法测年239 Ma[7])主要沿NWW—NW向断裂上侵，使围岩发生了热蚀变，形成了火地沟、超基性岩体内东段金矿化。对于煎茶岭镍、铁矿，钠长斑岩的侵入使矿体一分为二，起到破坏作用[13]。

(2)燕山运动(205～96 Ma)，区内仍处于造山阶段，受华北地块向南推挤仰冲的影响，NWW—NW向断裂形成了一系列由北向南的逆冲推覆断裂带，但未引起岩浆活动及成矿[1]。

5 矿化成因

(1)金矿化。区内金的成矿物质来源有晚太古界鱼洞子岩群火山变质岩系、超基性主岩体、上震旦统第四段白云岩及第三段含碳绢云千枚岩；断裂发育、岩浆活动频繁，为金的活化、迁移提供了动力，并且断裂构造为含矿热液运移提供了通道及就位场所。根据矿源、元素活化迁移动力、就位场所等成矿地质条件，可将金矿成因划分为变质热液型(金洞子金矿点)、岩浆热液型及构造蚀变岩型三大类。岩浆热液型金矿可细分为产于超基性岩与白云岩断裂接触部位且与花岗斑岩关系密切的热液型(煎茶岭金矿床、水草坪金矿点)、与钠长斑岩有关的热液型(火地沟金矿点、超基性岩体内东段金矿化)。构造蚀变岩型金矿可细分为产于上震旦统断头崖组碎屑-化学沉积岩系中的蚀变岩型(火地沟白云岩中的金矿化、庙儿垭金矿点)、与超基性岩有关的蚀变岩型(温家山金矿化、超基性岩体内西段金矿化)。产于超基性岩与白云岩断裂接触部位且与花岗斑岩关系密切的岩浆热液型矿化为该区重要的金矿化类型。

(2)镍矿化。区内镍矿成因类型为岩浆熔离-热液改造型。超基性主岩体为镍的成矿母岩，岩浆经分异结晶作用形成了熔离型镍，后期入侵的花岗斑岩对超基性岩体及熔离型镍进行了改造、富集成矿。

(3)铁矿化。该区铁矿成因类型有岩浆熔离-热液改造型和火山沉积变质型2类。围绕花岗斑岩产于超基性主岩体中的铁矿与镍矿为共生矿产，成因相同，属岩浆熔离-热液改造型。产于晚太古界鱼洞子岩群中的铁矿以石英岩型为主，经区域变质作用形成于晚太古代末(2 555 Ma左右[9])，受斜长角闪岩、绿泥斜长变粒岩及绿片、角闪变质相双重控制，成因类型为火山沉积变质型(鱼洞子铁矿床等)，为铁矿的重要类型之一。

6 结 语

分析了煎茶岭地区金、镍、铁矿化类型，并就构造岩浆演化与成矿作用机理进行了分析，并进一步探讨了金、镍铁矿化成因，对于在该区进一步开展相关地质找矿工作有一定的理论指导意义。