甘肃西秦岭大桥金矿成矿地质特征分析

甘肃省地质调查院在2005年的相关研究之中发现西秦岭大桥金矿区域存在异常。2006年3月对金矿区域的地质构造特征进行了全面的研究，进而明确了该区域金矿自身的空间分布特征，明确了区域之中存在的8条金矿，并对该区域进行命名。在此后的三年时间里，甘肃省地质调查院对矿区的各种资料进行了详细全面的测绘。到2012年时已经探明大桥区域之中一共有金矿约75吨。在2013年的勘探之中再次发现新增金矿资源约5吨。在经过多年的勘探和开发之后，现阶段对于西秦岭大桥金矿整体的构造和分布已经具备了一个较为全面的认识，当前该金矿正处于开发过程之中。

已经探明的大桥金矿的矿体资源主要集中在三叠系浅变质硅化复成分角的砾岩之中，从地质特点的角度进行分析，其基本特征同近年来在西秦岭其他地区发现的金矿存在一定的差异，进而使该矿的地质特征具有了更高的研究价值，成为了当前学术界研究的重点和热点。该矿在发现之后，就引起了相关的学者和专家的深入研究，当前对于该矿的矿床成因、硅质角砾岩的形成原因

。矿藏形成的时间、矿藏同岩浆之间存在的相互作用等问题在学术界尚未形成统一的认识，因此仍然需要展开进一步的分析和讨论。

尤关进等学者在对大桥金矿的地质特征进行深入的分析研究之后，依据该矿自身矿体结构存在的层孔特征和岩控特征指出，大桥金矿床的形成属于沉积-转化型。刘月高等一些学者在对大桥金矿所含硫同位素、流体包裹体、黄铁矿类型特征进行系统分析研究后，认为该矿床应属于中低温热液流体。Liu Wu在对大桥金矿地壳内部之中包含的有机质进行了深入的分析，最终指出该矿为浅成造山型金矿。

大桥金矿区内形成多处花岗闪长岩，部分石质岩脉侵入硅化角砾岩层，因此导致了该矿区之中岩浆同金矿的作用及相互关系也成为了相关学者和专家的一个研究重点。陕亮等学者在对矿区之中花岗闪长岩锆石之中的部分元素进行测量发现，其年龄在206Ma～228Ma之间。其他学者在研究的过程之中测量发现该矿花岗闪长岩石之中锆石的年龄在230.9Ma左右。黄铁矿中硫铅同位素的检测表明，早期成矿物质是岩浆与地层有效混合的产物，晚期成矿物质主要来源于地层。借助对相关数据的深入分析研究表明大桥金矿在形成的过程之中经历了白垩纪的成矿作用，同时数据分析也表明晚三叠、早侏罗纪时期同金矿形成存在联系的可能性较小。

综上所述尽管当前西秦岭大桥金矿已经进入开发建设的阶段，但是该矿自身的成因及矿藏形成过程之中存在的相互作用存在一定的独特性，同相关区域之中金矿的特点等存在显著的差异，因此具有较高的理论研究价值，深入分析该矿自身所具备特征，能够有效的丰富相关的理论，并对下一步的金属矿藏勘探作业提供更科学的理论指导

。

1 西秦岭大桥金矿大地构造特征概述

1.1 构造单元基本特征

西秦岭大桥金矿之中最主要的金汞锑成矿地区是该区域的泽库前路盆地，该区域是整个矿区之中最受专家学者关注的区域。这一区域内包含了三叠纪地层分布区，其岩石构造组合由以下三种组成：一是滨浅海碳酸盐组合；二是陆源碎屑浊积岩组合；三是英安岩—安山岩组合，该种类型的岩石组合主要分布在矿区西部位置的断陷盆地之中，主要包含的矿藏资源是黄金、锑及同矿层位的金属。

1.2 构造特征

采用显微镜等设备对大桥金矿之中硅质角砾岩、硅质岩的薄片进行细致的观察时，未在观测样本之中发现灰岩的残余物体

。对于灰岩硅化存在的特征相关的学者和专家已经进行了系统的总结和归纳，相关研究已经认识到在自然界之中被完全硅化的灰岩较少，但是也是存在的。灰岩硅化之后不管具体硅化的程度如何，必然存在一定量的灰岩残余物质在对大桥金矿之中的相关样本进行观察的过程之中完全没有发现任何灰岩的残余物质。相应的观测结果表明，大桥金矿相关硅质角砾岩具有不同于沿断层分布的硅化岩基本特征的层状结构。

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2 矿床地质特征

2.1 矿区地质概述

依据专业地质勘探队伍的现场勘探研究当前大桥金矿在地面上露出的地层是中—上石炭系岷河组、大河坝组等。该矿区之中的金属矿藏主要集中在三叠系滑石组之中的第一岩性段同石炭系岷河组相结合的硅化角砾岩之中。金属矿藏的存储受到了硅化角砾岩的严格控制，在超出硅化角砾岩的范围之内未发现存储的黄金矿藏。该矿区之中的金品位为0.1～3.0×10

。在硅化角砾岩带两侧的板岩、闪长岩及其他岩石之中存储的黄金较为有限。金矿自身建设发展的角度看该矿底板为厚层灰岩、矿化层的岩石主要石硅化角砾岩，金属矿藏顶板的岩石通常为粉砂岩，部分区域包含了一部分灰岩。

2.2 矿区构造特征

根据目前的勘探研究，该山区在矿化前存在的主要结构是矿体本身的塑性变形，主要发生在不同类型的岩层之间，是指层间变形，在变形的过程之中产生了较强的剪切效应，充分的体现了该矿区深层次构造活动自身存在的特点

。从整体上看层间变形以基底石炭系灰岩为主，变形和剪切效应较为有限，且在整个变形区间内，呈现了不均匀变形的特点。在对矿区进行相关勘探研究的过程之中发现，该矿区的构造经历过多次后期变化，进而呈现出了多种类型的特点，无法将相关的变化有效地统一为一个具有指向性的应力场，因此上述变形不归属于成矿构造。

从构造的角度出发滑脱断层是石岩系同三叠系的直接接触线，从具体分布形态及位置的角度讲，三叠系以一种披覆的分布状态分布在石岩系上，且在地表上呈现出了不规则的曲线。从西秦岭整个区域的地质构造来看滑脱断层主要分布在矿区内有限的空间之中。滑脱断层在矿区之中的具体分布是从矿区的南部向着矿区的北部不断延伸，进而在矿区勘探线的北端点位置处。在矿区的西南位置滑脱断层逐渐消失。在矿区之中划定的31号勘探线位置区域滑脱断层从地表上完全消失，出现这一现象的原因是地表的地形。滑脱断层在北部矿区未进一步延伸和拓展。

一是韧——脆性剪切断层，此类断层主要分布在矿区的北部区域，能够直接的对该断层进行观测，其宽度大约在80m左右，呈现了西北—东南的基本延展方向。该断层上方为硅质岩系和薄层灰岩，且相关的岩石均存在一定的变形，随着高度的增加相关岩石的变形逐渐减弱。岩石的内部主要呈现了韧性变形的基本特征。在变形的作用下该区域形成了大角度的皱曲结构，相关结构外部形态不对称，符合剪切作用形成的特征。从指向数的相关数据进行分析，此类剪切作用体现了右行滑移的特征。

西秦岭大桥金矿之中的矿石类型较少，依据碎屑的基本成分和组织结构可以将矿石划分为三种类型：一是品味较低的纹层状硅质角砾石；二是硅质角砾岩型金矿石；三是复成分角砾岩型金矿石。这三种矿石之中在矿区内分布范围最广的矿石类型是角砾岩型金矿石，且此类矿石之中角砾岩的成分为40%，各种胶结物的成分为60%。角砾成分主要是各种硅质岩岩屑，其大小在2mm到20mm之间，外部形态为次棱角。

大桥金矿围岩存在的基本特点是硅化，大桥金矿各种岩石之中具有较强硅化作用的是灰岩。在实地的勘探调研之中发现，距离断裂带越近的岩石，其发生硅化的现象就越严重，这种分布特点表明灰岩的硅化是形成矿区之中各种硅质岩的根本原因。

西秦岭大桥金矿南边的界限是腊子口-鸭子滩逆冲推断裂，北部的界限是人头山断裂带，该断裂带本质上属于浅变质岩系，主要的岩石组成为三叠纪复理石。该断裂带受到了由南向北的逆冲推覆盖作用，且同石炭纪、泥盆纪之中的断层直接相连

。西秦岭大桥金矿之中的三叠纪底层基本走向为西北向西南沉积进而同石炭纪、泥盆纪之中的断层相接触。从整体上看矿区内不存在地层的缺失，且各个地层的相对位移较小。

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构成大桥金矿的基础石岩系和三叠系在同滑脱断层进行接触之后产生了部分拉张断层面的空间，形成了各种类型的裂缝空间，它为金矿的热液活动和各种矿物的沉积奠定了基础，而最终金属矿床正是在这些空间中形成和形成的。相关勘查研究表明，大桥金矿矿物的分布和储存受滑脱断层本身分布发育的影响，在一定程度上可以认为是大桥金矿的主要成矿构造面。

相关勘探研究资料表明，大桥金矿成矿期构造中形成了3类断层，每种断层在成矿过程中发挥的作用不同，在此对三种主要的断层及其特征进行全面详细的论述。

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2.3 矿体特征

第二种类型的断层为基底高角度断层，其发育基础为石灰岩之系之中的灰岩，该断裂带的形成同基底存在的隆起作用有着密切的联系。从整体上看基底的断层存在东北——西南方向的走向，整体的角度较大，其最明显的特征是断层的外表面为一个不平整光滑的外表面，不存在明显的断层发育，且断层两侧存在不规则的劈理化破碎。在矿区的南部存在诸多的发育带，向东北方向发育进入到矿区的北部，但是上述发育带均存在较为密切的断头现象。在断层发育带之中明显暴露在地面上的仅有F4断层和F5断层，从整体上看矿区的断层发育大部分集中在矿区的南部。依据露头观测的相关经验，F4断层到F7断层同其他一般的挤压断层存在一定的差异，其主要体现了一种张性构造应力。

第三种类型的断层是滑脱断层，主要集中在矿区的F3断层之中。滑脱断层是近段时间相关的地质勘探人员新发现的一种断层，这一类型的断层同成矿有着直接的联系。

该矿区之中主要的断裂带为西北、东南、东北向的逆冲断裂，断裂带呈现了弧形分布的外部构造特征，其基本的变形特征为由继承性中浅构造层次转变为浅构造层次。矿区内变形带的基本构成为断层泥、各种类型的裂缝、各种类型的褶皱、角砾岩、构造透镜体等。各个断裂带的边界区域基本组成为糜棱岩S-C构造岩组，该岩组实际上是在矿区地质活动由南向北运行的过程之中产生的巨大压力下产生的，受该压力的长时间作用致使断裂带出现了浅构造层，出现了脆裂变形、构造碎裂泥化、褶皱等诸多的现象。从整体上看受地层内部压力的作用，矿区的构造出现了严重的变形，且因各个部位的受力存在一定的差异，进而导致了矿区内各个区域的构造、各个系统之中岩片的构造纹理均存在巨大的差异。矿区内中上泥盆边界断裂位置处中面的纹理较为强烈。

3 矿床化学特征概述

3.1 主要元素化学特征

从化学成分的角度对大桥金矿之中硅质岩的成分进行分析可知，其中超过76%的成分是二氧化硅，包含了一定量的三氧化二铁、三氧化二铝等物质，但是上述三种物质在硅质岩之中的含量均小于15%，其中含量最多的是三氧化二铝。从化学成分角度分析大桥金矿硅质岩显著的特征是氧化锰的含量较低，其含量的平均值仅仅为0.003%。依据传统的理论研究硅质岩之中铁元素和锰元素同硅质岩在形成过程之中的热液运动存在密切的联系，铝元素的存在则是陆地之中的物质介入到了热液活动之中。在海洋沉积的过程之中若沉积的原因是碎屑成因，则铝元素的含量应该是铁元素、锰元素、铝元素三种元素之和的0.4倍以上，若小于0.4倍则认为是热液成因。在化学成分检测的过程之中发现，大桥金矿之中氧化铁、三氧化二铁、氧化锰的整体含量均较低，三氧化二铝的含量则较高，因此铝元素的含量是铁元素、锰元素、铝元素三种元素之和的0.32-0.97倍，若去平均值则该倍数为0.77，该值大于0.4，因此可以认为大桥金矿在海洋沉积的过程之中存在陆地上的碎屑源。在对金矿化学成分分析的过程之中常用的理论体系有铝——铁——锰三角判别图解，依据该理论，热水沉积形成的硅质岩其图解之后的数据应该落入到富含铁元素的一端，非热水沉积的硅质岩，其解析之后的数据应该落入到富含铝元素的一端。

3.2 微量元素特征

受沉积环境和沉积原因的影响，硅质岩之中含有的微量元素及微量元素自身的特征值存在一定的差异，因此在实践之中能够借助硅质岩之中微量元素的含量及特征对硅质岩沉积的环境和原因进行系统的分析。在对先关研究蚊香资料进行总结之后发现大桥金矿之中硅质岩含有的各类微量元素的含量较低，同相关的标准克拉克值相比较，处于亏损的状态之中。依据克拉克值，大桥金矿硅化岩之中亏损较多的元素是镍、锌、铜等，其含量仅为克拉克标准的10%，但钛钒等微量元素的亏损较少，含量为克拉克标准值的50%左右。结合铁元素和锰元素在硅质岩之中的含量可初步判断，大桥金矿之中的硅质在沉积的过程之中融合了大量的陆源物质。此外借助硅质岩之中的铀、钍等微量元素的含量能够对硅质岩自身的成因进行有效的分析，若硅质岩之中铀元素含量大于钍元素含量则可以认为硅质岩在形成的过程之中受到了热水活动的影响。相关研究表明大桥金矿之中铀元素同钍元素的含量平均比值仅为0.48，这表明大桥金矿硅质岩在形成的过程之中未受到热水作用，非热水沉积。

步凡被踹得跌跌撞撞，一头栽进了小黑屋。这是一间狭窄的储物室，堆满了拖把、抹布之类的杂物。还没等他站稳，身后就传来“咚”的一声响，紧接着是“咔嚓”的声音，显然“霸王龙”从外面锁上了门，将他锁在了储物间里。

SUN Wen-wen, WANG Yin, ZHU Hui-ming, BI Ke, XU Li-sha

3.3 流体包裹体特征

大桥金矿废石常见矿物有石英、萤石和方解石，它们与多种金属矿物形成较为明显的共生组合，反映了矿床成矿过程中物质组成和成矿环境的变化。矿物主要以石英、萤石、方解石，其中石英、萤石以早期脉状为主，与毒砂、黄铁矿等伴生，而方解石则主要在后期的充填脉中可见，伴生的金属矿物相对单一。显微镜下观察流体包裹体的相态和组成、测温过程中的变化以及激光拉曼分析结果，可将大桥金矿发育的流体包裹体划分为三种类型：纯气相包裹体（G型）、含CO

包裹体（C型）和水溶液两相包裹体（LV型）。本研究表明，大桥金矿成矿流体温度范围主要在263℃以下，最高可达263.8℃，最低为80.5℃，应属于介质类型和低温热液。根据现有资料，大桥金矿流体包裹体盐度分布范围为0.1～19wt.%（NaCl）。流体包裹体的密度可用Nieva，1983提出的密度公式估算。结果表明，观测到的气液两相卤水包裹体的密度为0.31～0.62g/cm

，平均值为0.56g/cm

属于低密度流体。大桥金矿包裹体密度较均匀，流体密度较低，表明成矿流体与上升的热液伴生。

4 结论

大桥金矿与造山金矿具有较为相似的成矿构造背景，成矿流体和成矿规律有较大的相似性，而卡林型金矿仅存在于矿石矿物中。有些相似，其他方面完全不同。因此，本文认为大桥金矿可能形成于晚三叠世，是受碰撞造山作用强烈影响的造山金矿。由于大桥金体受区内三叠系复理石地层和石炭系灰岩岩性分界线的严格控制，推测该矿床的形成与“硅钙面”成矿关系密切。

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