甘肃木皮沟梁金多金属矿成矿模式及找矿标志

望开磊，缪 广，屈海浪，张羿生，韩 彪

（1.甘肃省天水李子金矿有限公司，甘肃 天水 741005；2.北京金有地质勘查有限责任公司，北京 100011）

1 成矿地质背景

李子园金矿田位于西秦岭成矿带东段，区域构造—岩浆活动强烈，成矿地质背景优越[1-2]。矿田内发育有木皮沟梁、柴家庄、望家沟、陶家湾等十余处金多金属矿床。区域地层由老至新出露有中下元古界秦岭群，下古生界李子园群、花石山群，上古生界中统西汉水群、舒家坝群、大草滩群以及中新生界。

区域地处商丹缝合带南侧，元家坪—小寺沟韧性剪切带及其南西侧一系列次级构造控制了众多金矿床的产出，在李子园地区主要表现为北西向逆冲推覆断裂构造和北东向构造[3]。岩浆活动以印支期岩浆活动最为强烈，主要发育天子山、柴家庄、八卦山等花岗岩体，对金和多金属成矿起着极为重要的作用

木皮沟梁金多金属矿位于李子园矿田核心部位，地层主要出露下古生界李子园群斜长角闪片岩、绿泥绢云母石英片岩；构造以断裂构造为主，地层中多发育北西走南西倾向片理化带及断裂构造，岩体内部多发育北东走北西倾向断裂破碎带及裂隙。岩浆活动强烈且与成矿关系密切，天子山花岗岩岩体占据了矿区西部大部分面积，成岩成矿后期发育正长斑岩、闪长玢岩和石英正长岩等脉岩（图1）。

矿体主要分布在尖草湾、宽沟、碎石子、流沙沟、石管子沟等5个矿段内（图1），其中尖草湾、宽沟矿段地处矿区中东部李子园群地层中，以北西走向南西倾向为主，碎石子、流沙沟、石管子沟矿段地处天子山岩体内，以北东走向北西倾向为主。矿体类型分为石英脉和构造蚀变岩两种，其中石英脉型矿体主要包括尖草湾矿段5号、7号矿体，宽沟矿段2号矿体；构造蚀变岩型矿体主要包括碎石子矿段10-1、20号矿体，流沙沟矿段9、10号矿体，石管子沟矿段18号等。矿石内金属矿物主要有黄铁矿、方铅矿、辉银矿、黝铜矿，脉石矿物有方解石、石英、绢云母等。矿石结构主要为自形、半自形中粒结构、碎裂结构等，矿石构造主要为脉状、细脉浸染状等。

图1 木皮沟梁金多金属矿区地质简图

2 矿床成因及成矿模式分析

一直以来相关研究人员对李子园金矿田成矿作用和矿成因存在争议，主要为造山型和岩浆热液型两种观点，本文在地质特征及成因分析基础上，建立并完善了成矿模式。

区域成矿背景表明印支末期该区处于秦岭碰撞造山的后碰撞阶段，该时期大规模侵位的岩浆岩以中酸性为主，主量元素普遍具有高Si、富Al和K、低Mg、Ca等元素、微量元素富集大离子亲石元素、稀土配分明显右倾特征，指示其为后碰撞造山阶段形成的壳幔混合作用形成[4]，为成矿作用提供了良好的背景。

空间特征表明，木皮沟梁金矿矿体赋存于天子山岩体内外接触带的断裂构造内，且与闪长玢岩、石英正长岩等脉岩显示了一定的空间伴生特征，说明成矿地质体与该期岩浆作用关系密切。年代学研究表明，天子山岩体时代为214Ma-260Ma[5]，正长斑岩和闪长玢岩的锆石U-Pb年龄分别为213.9Ma±0.9Ma和212.2Ma±0.19Ma，为天子山岩浆作用晚期活动显示，热液蚀变绢云母的K-Ar年龄为206.82Ma±1.63Ma，代表了矿床的成矿年龄[6]，说明成矿发生在天子山岩浆作用演化晚期，推断直接成矿岩体为隐伏状态，未出露地表。

流体包裹体气液相成分显示木皮沟梁金多金属矿床热液属于NaCl-H2O-CO2体系，成矿作用温度为173℃～453℃，盐度为0.5～9.1wt%[5]。O-H同位素研究表明成矿流体主要以幔源岩浆水为主，同时混有变质水和大气降水；硫同位素研究表明成矿物质具有多种来源，以深源岩浆来源为主[7]。

综合判定该矿床为与印支末期天子山岩浆作用有关的浅成低温热液型多金属矿床，成矿经历了早期富金地层韧性剪切初步富集+主成矿期岩浆热液型矿化叠加作用。主成矿期处于印支末期西秦岭造山运动晚碰撞环境[8]，持续的同源同背景多阶段岩浆作用形成了富含挥发分、S以及Cu、Au、Mo、Fe等金属的高氧逸度岩浆，在深部地壳沿区域小寺沟—元家坪、舒家坝等深大断裂系统运移，在浅部地壳受走滑断裂输导发育成大型岩浆房。在局部拉张和应力松弛环境下，长英质岩浆房分凝出成矿的岩浆流体，发育成岩浆—热液成矿系统，流体在天子山等岩体接触带附近的脆韧性剪切带、断裂构造、岩体裂隙等有利部位中形成金多金属矿床。

根据控矿地质特征本文提出木皮沟梁金多金属矿床总体为自下而上的两层楼成矿模式（图2），上部为李子园群地层+浅成中酸性岩体（脉）+浅成中低温Au-Ag-Pb-Zn多金属矿化，为现有探采工作区；中深部为天子山岩体主体和印支末期隐伏岩体，推断可能存在蚀变岩型、角砾岩等中高温矿化。成矿地质体为天子山岩浆作用同源同背景晚阶段的深部隐伏侵入体，成矿结构面为李子园群地层北西向片理化带、脆性断裂构造和岩体中张性断裂、节理构造，成矿作用标志为多金属硫化物石英脉、伴生的闪长玢岩等脉岩、黄铁绢英岩化等蚀变。

图2 甘肃木皮沟梁金多金属矿成矿模式图

3 找矿标志

3.1 地层标志

矿体多数赋存于李子园群中下岩组中的有利构造部位，间接控制矿体的产出，并提供一部分物质来源，是寻找矿体的重要目的层位。

3.2 构造标志

区域构造次级配套断裂、层间破碎带、挤压揉皱裂隙带及岩体内张性断裂带为控矿构造，并具有地层内北西为主、岩体内北东为主的特征，成矿结构面控制着矿床定位和矿体形态、产状等，是最直接找矿标志。

3.3 岩浆岩标志

印支末期岩体、岩脉不仅与矿床存在极为明显的时空关系，而且提供了热源、流体、物源和动力，是重要的控矿因素。天子山岩体东部、北部和浅部岩枝、岩凸、岩体内外接触带、岩体内构造破碎带等部位均为较好的找矿地段。闪长玢岩等脉岩与成矿时空关系更为密切，稍早的脉岩为成矿提供空间，稍晚的可对早期矿化提供富集，脉岩上下盘是良好的找矿部位，同时脉岩可作为深部隐伏地质体或岩浆房的头部标志，可能为深部矿化中心指示因素。

3.4 地表矿化露头标志

区内矿体类型多为石英脉及构造蚀变岩型，地表黄铁矿石英脉是最直接的矿化显示，可作为矿体头部或者矿带的最直接找矿标志，此民间采掘迹也具有很高的利用价值。

3.5 矿化蚀变标志

区带内矿床多发育较强的蚀变矿化特征，蚀变与矿化显示密切的成因和空间联系，主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化等。

3.6 金属矿物标志

黄铁矿是主要的载金矿物，金品位与黄铁矿的自形程度成正相关，其次方铅矿、闪锌矿、毒砂等是寻找铅锌银矿的找矿标志。

3.7 地球物理标志

断裂带显示的高低磁接触带和低阻带、激电低阻高极化异常是金赋矿空间存在的最直接的物探标志。

3.8 地球化学标志

组合分析显示最佳特征指示元素：前缘晕元素：As、Sb、Hg；近矿晕元素：Au、Ag、Cu、Pb、Zn；尾晕元素：Bi、Mo、Mn、Co。

4 结论

综合判定木皮沟梁金多金属矿矿床成因为岩浆作用主导的中低温热液型，提出了两期叠加+双层成矿模式。成矿地质体为印支期天子山岩浆作用同背景同源晚阶段的深部隐伏侵入体，成矿结构面为北西向片理化带、脆性断裂构造和岩体内北东向张性断裂、节理构造，成矿作用标志为硫化物石英脉、伴生脉岩、黄铁绢英岩化蚀变等。依据成矿模式、控矿因素和找矿实践，提出了8点找矿标志。