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(甘肃省核地质二一三大队,甘肃 天水 741020)
猴家沟位于关子镇—元家坪(北面)韧性剪切带与舒家坝—娘娘坝—太阳寺(南面)脆韧性剪切带两条区域韧性剪切带之间。矿区地层北部为下元古界秦岭群(Pt1qn)中深变质的基性火山岩—碳酸盐岩建造,是反“S”型构造中最古老的岩层,中部为震旦—奥陶系丹风群和上泥盆统大草滩群,丹风群为一套中浅变质的中基性岩夹沉积岩系,大草滩群为造山带期后的磨拉石建造。南部为中上泥盆舒家坝浅变质碎屑岩。区域上韧性、韧脆性断裂构造发育,岩浆活动频繁,热液活动及围岩蚀变强烈,具有良好的成矿地质背景条件。
矿体产于丹凤群木其滩组第二岩性段(Z-O)m2、第三岩性段(Z-O)m3,岩性主要为黑云母角闪片岩、白云母石英片岩、白云母石英岩[(Z-O)m2]和斜长角闪片岩、二云石英片岩、夹薄层状大理岩[(Z-O)m3]为主。受关子镇至元家坪区域边界韧性剪切带和老房子至白崖沟韧脆性剪切带影响。矿区内主要构造线与之平行呈近东西向展布,属区域韧性剪切带的次级构造,矿体的空间形态受次级构造控制,矿体似层状、倾向约为 153°~188°,倾角约为 69°~81°。
猴家沟矿石矿物组成经岩矿鉴定,脉石矿物主要为石英,其次是方解石、绢云母等,金属矿物主要为黄铁矿,其次是黄铜矿及少量方铅矿、闪锌矿、辉铋矿等;贵金属矿物为自然金、银金矿。矿石矿物组成及目估百分含量见表1。
表1 矿石矿物组成及百分含量 %
1)石英:石英是矿石中主要非金属矿物,粒度大小约0.15~2.0mm,它形粒状,是组成石英脉、方解石石英脉等的主要成分,由于受到构造作用影响,局部破碎,在其裂隙中有金属硫化物分布,石英与金矿物关系比较密切,在其粒间、颗粒中有金矿物赋存。
2)方解石:方解石主要分布于石英方解石脉和方解石石英脉中,粒度大小约0.13~1.0mm,呈半自形粒状,局部裂隙比较发育,在其粒间及裂隙中有金属硫化物分布。方解石与金矿物关系比较密切,在其粒间、裂隙、解理中均见到金矿物赋存。
3)黄铁矿:黄铁矿粒度大小约 0.01~0.65mm,一般为0.1~0.50mm,淡黄色,均质,呈半自形-自形粒状,主要呈团块、浸染状分布,部分呈条带状分布。团块状、浸染状分布的黄铁矿主要分布于后期石英脉中,是黄铁矿的主要分布类型。黄铁矿呈半自形粒状,由于受后期构造作用影响,裂隙发育,在其粒间、裂隙中有金矿物赋存,部分金矿物包裹于黄铁矿中;在黄铁矿裂隙中,黄铜矿、辉铋矿等呈细脉状、网脉状充填;在少量黄铁矿裂隙中有少量方铅矿、闪锌矿等分布。局部黄铁矿具弱褐铁矿化现象。条带状分布的黄铁矿,主要分布于石英脉与围岩的接触部位,或分布于近矿围岩中。这种黄铁矿裂隙不太发育,金矿化较弱,在矿石中含量少。
4)黄铜矿:黄铜矿粒度大小约 0.05~0.45mm,一般为0.1~0.40mm,铜黄色,呈半自形-它形粒状,主要呈细脉状、网脉状分布,少量呈团块状分布。细脉状、网脉状黄铜矿主要分布于黄铁矿裂隙中,其次分布于岩石裂隙中。细脉状黄铜矿与金矿物关系比较密切,在黄铜矿与黄铁矿粒间有金矿物赋存,形成粒间-裂隙金,少量黄铜矿与金矿物一起分布于岩石裂隙中,部分金矿物包裹于黄铜矿中。在黄铜矿与方解石粒间也有金矿物分布,黄铜矿是矿石中仅次于黄铁矿的又一载金矿物。局部可见黄铜矿具弱铜兰化。
矿石的结构主要有半自形—自形粒状结构、包含结构、交代结构、他形粒状结构等。矿石的构造主要团块状构造、浸染状构造、条带状构造等。
当金矿物中Au含量大于80%时为自然金;Au含量为80%~50%时,为银金矿,以此确定本区的金矿物有自然金和银金矿两种,见表2。
自然金化学成分为:Au含量为82.98%~96.73%,平均88.94%;Ag含量为2.35%~16.53%,平均10.46%。银金矿化学成分为:Au含量为78.92%,Ag含量为20.42%。
表2 金矿物的化学成分(电子探针分析) 单位(%)
根据显微镜下详细扫面观察,为全面了解金矿物的嵌布特征,对所见金矿物进行统计分析,分析结果见表3。由表3可知:金矿物以粒间金为主,含量为41.61%,其次是粒间-裂隙金,含量为32.16%,再次是包裹金,含量为22.07%,裂隙金较少,含量为4.16%。包裹金中金矿物粒度较粗,以粗粒金为主,含量为12.17%,其次是中-细粒金,含量为8.12%,显微金很少,含量仅为1.78%。图1至图4为金在载金矿物中形态。
表3 矿石中金矿物赋存状态特征
图1 金矿物呈尖角粒状、线状、角粒状等位于黄铁矿粒间及包裹于黄铁矿中
图2 (100×单反偏光)金矿物(自然金、银金矿)呈长角粒状、线状分布于黄铁矿粒间及裂隙中,黄铜矿呈细脉状沿黄铁矿裂隙充填
图3 金矿物呈浑圆状、角粒状分布于黄铁矿粒间及裂隙
图4 (200×单反偏光)金矿物(自然金、银金矿)呈角粒状包裹于黄铁矿中
矿石中金矿物外形形态多样,对本区金矿物外形形态进行了统计分析,金矿物主要呈浑圆状和角粒状,其次为针状、线状、长角粒状等,再次为尖角粒状、麦粒状、叶片状等,板片状、枝杈状少。统计结果见表4。
表4 金矿物外形形态
矿区出露地层为丹凤群木其滩组,北邻秦岭群。秦岭群从其岩石成因分析,具较高含金性,但由于秦岭群普变遭受了高温、高压区域变质作用,变质程度多达角闪岩相,因而金易于被活化逸出。丹凤群属秦岭群盖层,本身经受了中低温区域变质作用,变质相为绿片岩相,本身建造具有金的高背景值,加里东末期的陆陆碰撞造山作用,岩浆沿(细—中粒二长花岗岩)大断裂上侵,岩浆热力作用驱动秦岭群中的金活化迁移至盖层形成二次叠加,成为该区金的初始富集层,为金成矿奠定了物质基础。
关子镇—元家坪区域韧性剪切带从矿区北侧约1.5km处通过,该构造规模大,具多期次活动特点,受其影响,区内发育一组与之平行的次级断裂构造。由于区域韧性剪切构造活动时产生膨胀效应,构造热液再次活动,使活化的矿质组分沿断裂带定向迁移,同时为其提供运移通道,使早期初始富集层位中的金元素活化、迁移,在构造带上升过程中,由于压力、温度的不断降低,受构造控制的含矿物质的热液便在中其不断富集。由此认为,区域韧性剪切带为金成矿提供了重要的热力、压力条件,并控制着热液活动的范围,其在活动过程中产生的次级断裂构往往因热液活动强度小,温度、压力低,氧化还原作用强,反而成为了金成矿的有利场所,并控制矿体定位。构造热液活动中的温度、压力、氧化还原作用,使金矿化叠加再富集。
矿区岩浆活动强烈,南部约1.5km有大山坡沟印支期二长花岗岩体,规模较大,西侧有小山坡沟闪长岩体(δx),矿区北有闪长岩枝(δx),岩浆活动及其期后热液活动的热动力、氧化还原作用及本身携带的成矿物质,为本区再次成矿提供了重要条件。
1)关子镇—元家坪区域韧性剪切带与岩浆活动的交汇部位,是金矿化集中区段。该构造与柴家庄、磨扇沟岩体交汇处,形成了两个中型金矿床。本区的金矿化主要分布在元家坪韧性剪切带与大山坡沟二长花岗岩岩体、小山坡闪长岩体构成的夹持区。
2)本区的金矿化均赋存于近东西向次级断裂构造内,断裂形成的破碎带、片理化带往往是矿体产出有利地段。在破碎强烈,构造蚀变带变宽,矿体往往变厚,岩石破碎程度越高,金品位会增高。
3)金矿化成因类型表现为破碎带蚀变岩型特征。含金石英脉具分散复合特征,含矿岩石局部表现为碎裂石英岩,强烈硅化碎裂成为石英脉。
4)围岩蚀变强度与金矿化强度呈正相关,主要与黄铁矿化、黄铜矿化、硅化、碳酸盐化、褪色关系最为密切。
5)金矿化具多期性特征,并在空间上与各期次的岩浆岩关系密切。区内金矿化与闪长岩枝关系较为密切。