甘肃省合作矿集区金矿床构造特征及成矿规律

杨 壮，潘晓雨

（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000）

合作矿集区内金矿床围岩以三叠系砂板岩建造为主，矿体多以受构造控矿为主，在夏河-合作断裂以南，玛略断裂以北分布着一系列超大型、大型金矿床。其中早子沟金矿床是甘肃省控制深度最深、勘查程度最高、开发效益最好的特大型金矿床[1]。近年来，随着找矿向深部发展，陆续实施了甘肃省玛曲-合作矿集区找矿预测、甘肃省合作矿集区深部找矿预测、甘肃省夏河-合作地区金矿整装勘查区矿产调查与找矿预测、甘肃玛曲-合作整装勘查区深部找矿预测与钻探验证项目、甘肃省玛曲-合作整装勘查区资源潜力评价与深部找矿预测示范等一系列国家级矿集区及整装勘查区项目，对矿集区内周边找矿勘查起到积极作用。

1 区域地质

合作矿集区位于西秦岭造山带，甘肃省中南部，是秦岭造山带的西缘延伸，整体呈北西-南东延伸，矿集区地层出露为石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。断裂褶皱发育，岩性出露呈浅海相-滨海相砂板岩建造，整体倾呈北倾，区内铜、金等矿床、矿点和矿化点主要产在二叠系和三叠系。矿集区及外围一带矿床、矿（化）点统计共计47处，按矿产成因类型可分为构造破碎蚀变岩型、热液充填交带型等，以构造破碎蚀变岩型为主，其它类型较少[2]。

2 构造特征

2.1 断裂

矿集区内构造发育，整体上构造均受到祁连造山带及松潘-甘孜地块的的挤压，区域性构造以北西向展布，有力士山-为当山断裂、夏河-合作断裂、桑科南-格里那逆冲断裂。区域性深大断裂的多期次活动可能控制热穹隆构造的多期次活动或多期次岩浆的脉动侵入和成矿作用的多期次叠加（1）。而北东向受到剪切作用的张性小断裂对深大断裂起到了破坏作用，但同时也为热液的运移提供了通道，以中部的夏河合作深大断裂不仅控制着地层的分布，也对构造起到了控制。该断裂带由达麦—合作、三岔沟—早仁道、扎油梁—枣子沟三条大的冲断层组成，呈NS-SE向延伸，断裂均为压性、压扭性逆冲断裂，延伸35~50公里，倾向北东向，倾角45°~70°，为区域的主控断裂，同时也是最重要的控矿断裂。其次一级的压性、压扭性及张扭性断裂是赋矿的有利空间，目前发现的金矿床（点）均受控于夏河-合作断裂与桑科南-格里那断裂的控制范围。该断裂为区域中秦岭构造的前缘断裂，断裂规模大，变形强，沿断裂带在三叠纪地层中多形成构造破碎带，并有中酸性岩脉及方解石脉的侵入[2]。在以该断裂以北的北带断层以北西向为展布、北东向相互剪切为主，以南的南带断裂呈现北西向、东西向延伸，在断裂间挤压形成次级张性小断裂的特征规模较小，延深0.5km～2km，沿断裂带有脉岩、石英脉等充填，与成矿关系十分密切。

图1 矿集区夏河-合作断裂带主、次断裂玫瑰花图

2.2 侵入岩

矿集区内夏河-合作断裂控制了侵入岩的延伸及展布，侵入体的延伸方向与区域构造延伸方向均呈北西向展布（图2）。

图2 合作矿集区构造、侵入岩分布

夏河合作断裂以北出露以三叠系较大岩体分布，其中美武岩体出露面积最大（423km2），其次为夏河岩体（320km2）德乌鲁岩体（19km2），其他岩体分布面积较小，主要有闪长岩脉、闪长玢岩脉、花岗斑岩脉、辉绿岩脉、石英脉等。一般小于0.5km2~8km2[1]。岩体多成东西向展布的不规则状岩株、岩枝产出，部分受北西向断裂控制的岩墙则呈北西向展布。断裂以南分布较小的串珠状侵入体，与断裂构造形成密切，美武岩体及夏河岩体的SHRIMP锆石U-PB年龄分别为246Ma±6Ma和238Ma±4Ma[3]，德乌鲁岩体的LA-ICP-MS锆石U-PB年龄为247.6Ma±1.3Ma[4]，这些印支期的中酸性花岗闪长岩、石英闪长岩形态展布受到夏河-合作区域性深大断裂的控制，尤其以闪长岩脉、花岗闪长岩脉、花岗斑岩脉为主的小脉岩产状与断层产状基本一致。花岗闪长岩和石英闪长岩为金、铜、铅、锌的含矿母岩，花岗斑岩矿化微弱，种类单一，仅见铜、砷矿化。其与围岩多呈外倾接触，接触面多为港湾状，局部含有围岩的捕虏体，外接触带硅化、大理岩化发育,围绕岩体及接触带形成金、铜等多金属矿点[2]。

在夏河－合作断裂带合作以南地段，多呈EW向或NWW向展布的小岩株、岩枝、岩床及岩墙产出，通过在那扎、塔哇、大洒等地对小岩体采取同位素样品，岩体年龄为锆石U-PB年龄为250.4Ma±1.0Ma,主要为花岗花岗闪长岩，岩体附近围岩呈角岩化、硅化，内、外接触带受岩浆期后热液蚀变作用强烈，伴随硅化、碳酸盐化、重晶石化、云英岩化、黄铁矿化及矽卡岩化等。岩体的侵位提供了热动力，从其周围萃取矿液，又经后期低温热液变质的叠加，生成与其相关的金、锑矿床和矿化带[2]。

图3 矿集区内主要矿化特征

3 成矿特征

矿集区大面积分布的三叠纪郭家山组、光盖山组、隆务河组和大河坝组组成的陆内裂陷盆地，即是连接中秦岭和南秦岭造山带的纽带，又为印支期南北两侧逆冲推覆造山作用过程中，南北对冲构造的前陆盆地，地层展布方向为北西西或东西向，区内矿床（点）均沿夏河合作断裂断裂带两侧呈块形带状分布。据区内不同时期沉积建造、火山作用、构造作用、变质变形作用等，区内可划分出陆内裂陷-挤压收缩造山阶段和陆内断陷-抬升造山阶段两个大的构造演化阶段。成矿地质作用主要有陆源碎屑-碳酸盐岩沉积、区域变质作用和陆壳花岗质岩浆活动成矿作用（2）。在成矿空间上展布严格受区域大断裂带的控制，区域深大断裂带一般为导矿构造，但在局部地段为容矿构造。

图4 矿集区内成矿模式图

矿集区内Au元素与As、Sb、Ag关系密切，其中As不受地层控制，与中酸性岩脉有关；Sb异常多数与Au、As异常重合，显示了与侵入体及后期热液活动有成因上的联系；Ag异常与燕山晚期侵入岩有关；各元素异常集中区分布区也与深大断裂分布相一致，从具有一定的水平分带性，即由中高温向中低温组合过渡，这一特征与区域矿产分布相一致[2]。

夏河合作断裂以北，高温岩体发育，在凝结过程中形成节理裂隙，以大气降水及地下水形成的含矿热液沿裂隙运移，形成中高温热液构造蚀变岩型金矿及热液交代充填型金铜铅锌多金属矿的多样性为代表，矿床矿石类型较复杂，矿化受岩体边缘接触带及不同方向断层交汇部位控制。主要矿化样式包括斑岩型、矽卡岩型、破碎带蚀变岩型等，含矿地层也以二叠为主，该地区受到的剥蚀较早，剥蚀深度较深。

夏河-合作断裂以南，主要围绕小岩体形成中低温热液构造蚀变岩型金锑矿，该断裂以南1∶5万化探显示，区内Au、Ag、As、Sb元素明显富集，分异程度强，离散性高，存在一定的矿化作用，与本区成矿元素相一致，成矿条件好，其余各元素异常多呈低值区相伴产出，反映了该区中低温锑金成矿带的特征，矿床矿石类型简单，含矿围岩以三叠系为主，该地区受到剥蚀程度较低。

4 成矿规律

通过对成矿地质体、成矿构造、成矿结构面及成矿特征标志“三位一体”找矿预测地质模型[5]进行总结，与矿床（体）存在确定关系的参照物是成矿地质体，成矿地质体是勘查区找矿预测各类要素的核心载体，也是构建找矿预测地质模型的基础，对找矿预测具有定向性[6]。

4.1 成矿地质体

合作矿集区内主要成矿地质体为二叠、三叠中酸性浅成侵入体，深成高温侵入体不是矿集区的致矿因素，在夏河合作断裂以南地壳塌陷并形成了一系列浅成中酸性岩体，这种小侵入体发育，说明剥蚀程度较断裂以北低，在加甘滩-早子沟一带锑金成矿带及其以南覆盖区，其深部存在着隐伏的成矿地质体。这类隐伏侵入体为造就矿集区内大型和超大型金矿床集群的良好深部背景，其为金矿提供了热液，促使地层中早期汇聚的含金矿物再次汇集，在构造有利部位再次成矿[9]。

4.2 成矿构造及成矿构造面

印支期晚期-燕山期早期，夏河合作断裂以南，桑科南格里纳断裂北的范围内是区域性构造的挤压强烈部位，北东向张性小断裂发育，矿床主要受断裂控制明显，往往形成在两组或两组以上的断裂交汇部位，通过对一系列的蚀变带、矿体统计分析，均存在着两期以上的成矿模式，北西、东西向断裂为早期的构造挤压作用形成，北东、南北向为后期叠加作用演化，尤其在断层交汇部位，构造混乱，赋矿断裂呈现北东、北西、近南北向断裂上，作用过程中中低温侵入流体滞后，是主要的成矿构造和成矿构造面。

4.3 成矿特征

合作矿集区内的金矿床主要有以下特征：

（1）构造特征：矿集区内金矿，其成矿期的构造主要是切层断裂或破碎带构造，如早子沟金矿、加甘滩金矿，已发现的金矿床均有多期叠加的特征。

（2）岩浆岩特征：Au异常与中酸性岩体及岩脉有关，但大岩体内无Au的显示，仅在接触带形成较小异常,金异常与小岩体密切相关，在较小的中酸性侵入体附近同时有断裂通过往往有金矿化显示。

（3）地球化学特征：金异常与1:5万水系圈定套合较好，1:1万土壤异常指示了金矿带的展布。

（4）围岩蚀变特征表现为黄铁矿化、硅化、辉锑矿化、毒砂化的特点，硅化与金属硫化物蚀变程度越强，金矿化程度越高。

5 结论

综上所述，在夏河-合作断裂以南，桑科南-格里纳断裂以北，剥蚀深度浅，构造活跃，深部存在隐伏岩体，对于深部寻找中低温热液型金矿床有较好前景。