甘肃流沙沟金矿床围岩蚀变特征及其与金矿化的关系

望开磊 缪广 屈海浪 刘文江 白会良 张羿生 韩彪

摘要：流沙沟金矿床位于甘肃省南东部的李子园金多金属矿田内。通过岩矿鉴定和矿物短波红外光谱分析确定了流沙沟金矿床围岩蚀变类型、含量及特征，围岩蚀变主要包括硅化、黄铁绢英岩化、黏土化、碳酸盐化、绿泥石化。定量探讨了围岩蚀变与金成矿之间的关系，认为金矿化强度与绢云母、绿泥石、蒙脱石等蚀变矿物含量呈正相关性，且与较短的绢云母Al-OH波长和较高的伊利石光谱成熟度关系密切，可作为有效找矿标志。

关键词：流沙沟金矿床；围岩蚀变；绢云母化；蚀变矿物；短波红外光谱；找矿标志

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2023）03-0081-05doi：10.11792/hj20230316

李子园金多金属矿田是中国重要的金多金属矿田，发育了一系列造山型、浅成低温热液型金、银、铜、铅锌矿床^［1］。流沙沟金矿床位于甘肃省东南部的李子园金多金属矿田西南部天子山岩体内，成因类型为浅成低温热液型金矿床^［2］，热液蚀变作用强烈。本文在分析矿区地质特征的基础上，系统开展了围岩蚀变类型、组合、分带及与金矿化关系研究，其对后续找矿勘查工作具有十分重要的现实意义。

1 区域地质背景

流沙沟金矿床大地构造位置为西秦岭造山带东段加里东褶皱带，为华北板块、扬子板块及特提斯古海洋板块（松潘地块）碰撞应力集中作用区，位于商丹缝合带上（见图1-A）。区域内多期强烈的构造岩浆活动造就了优越的成矿地质背景^［2-3］，形成了一系列金矿床。

区域地层属于祁连—北秦岭地层区，由老至新出露中—下元古界秦岭群，上古生界丹凤群、西汉水群、舒家坝群及中新生界新近系等地层（见图1-B），地层主要呈带状分布，整体受区域北西向构造控制，各地层间多以韧性剪切带、断裂或层间破碎带接触。区域内褶皱和断裂极为发育，构造行迹以北东向和北西向为主，且与金矿床时空分布关系密切，元家坪—小寺沟韧性剪切带及其南侧一系列次级构造控制了众多金矿床的产出，在李子园金多金属矿田主要表现为北西向逆冲推覆断裂和北东向构造^［4-5］。岩浆活动以印支期最为强烈，主要发育天子山、柴家庄、八卦山等岩体，对金和多金属成矿起着极为重要的作用^［6］，流沙沟金矿床产在天子山岩体内。

因流沙沟金矿床所在的西秦岭造山带东段多期构造复合活动、壳幔系统交换、地表与深部物理化学作用剧烈，使其成为成矿物质与流体活跃的汇聚区和矿产资源富集的良好场所，构成中国最大的卡林—类卡林型金矿省^［7］和造山型金矿集中区^［8］，前人将流沙沟金矿床所在的西秦岭东段划分了8个金成矿亚带，具有良好的找矿前景^［9-10］。金矿床类型主要有造山型、卡林—类卡林型、斑岩型、中低温岩浆热液型等，典型金矿床有李子金矿床、柴家庄金矿床、大店沟金矿床、吊坝子金矿床等^［11］。

2 矿区及矿床地质特征

矿区地层主要为出露在北东部的下古生界李子园群四、五岩性段（见图2-A）变质火山—沉积岩系，岩性以斜长角闪片岩、绿泥角闪片岩、绿泥绢云母石英片岩、黑云母石英片岩为主。

构造以断裂为主，岩体内部多发育走向北东、倾向北西的断裂破碎带及裂隙，其具有张剪性特征，控制了矿体的产出；地层中多发育走向北西、倾向南西的片理化带及断裂，其具有右行逆冲剪切性质，显示多期活动叠加特征。

矿区岩浆活动与金成矿关系密切，侵入岩发育。印支期天子山岩体占据了矿区大部分面积，是矿体的最主要围岩^［6］，岩性主要有中细粒二长花岗岩、钾长花岗岩、斑状二长花岗岩等。岩脉、岩株众多，主要为成岩成矿后期侵入，岩性以正长斑岩、闪长玢岩和石英正长岩为主，部分与矿体存在空间伴生关系^［12］。

矿体赋存于岩体内部的断裂破碎带中，总体形态为脉状，类型为构造蚀变岩型，以北东走向、北西倾向为主，产状在走向和傾向上均不稳定。目前控制的矿体主要有9号、9-2号、10号、11号等矿体。其中，9号矿体规模最大，水平方向工程控制在17勘探线—10勘探线，垂向工程控制为1 626 m中段至1 450 m中段。走向北东51°～69°，倾向北西，倾角60°。矿体金平均品位为2.06×10^-6，平均厚度为1.17 m。

矿石组分相对复杂，金属矿物主要有方铅矿、黄铁矿、辉银矿、黝铜矿、银黝铜矿，次为黄铜矿、闪锌矿；次生矿物有黄钾铁矾、蓝铜矿、孔雀石等；脉石矿物有方解石、石英、长石等。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构造、细脉浸染状构造等。

3 围岩蚀变类型及特征

经岩矿鉴定和短波红外光谱分析，矿区围岩蚀变类型主要有硅化、黄铁绢英岩化、绿泥石化、黏土化、碳酸盐化等，围岩蚀变范围小且不同类型蚀变相互叠加，导致围岩蚀变分带不明显。

3.1 硅 化

硅化在矿区内广泛发育，主要分为线状和面状2种类型，与断裂及矿化具有良好的空间和成因联系，为近矿蚀变。其中，线状硅化以石英脉为典型产出状态，面状硅化（见图3-a）主要发育在矿体边缘，呈晕状不均匀分布。镜下观察可见石英晶体呈他形粒状、脉状，充填于长石、云母矿物间隙和矿物裂隙中，或交代前期成岩矿物，蚀变矿物组合为石英±钾长石＋黄铁矿±方铅矿±闪锌矿。

3.2 黄铁绢英岩化

黄铁绢英岩化在二长花岗岩和闪长玢岩中表现最为强烈，与矿体关系密切。蚀变岩体多呈灰白色，发育大量石英细脉，见较强的浸染状、团块状黄铁矿化，部分裂隙和岩脉中见大量黄铁矿晶体聚集成集合体（见图3-b），一些石英脉两侧发育明显的绢云母化。镜下观察，其主要以斜长石斑晶被细小的鳞片状绢云母交代、分解为特征（见图3-e），部分钾长石也见微弱的绢云母蚀变。蚀变矿物组合为绢云母＋石英＋黄铁矿±黄铜矿等。

3.3 绿泥石化

绿泥石化主要存在于构造蚀变带内及含矿石英脉附近的局部地段，有时热液成因的绿泥石化致使小范围构造蚀变岩呈浅绿色（见图3-c）。镜下观察，绿泥石化多以绿泥石、叶蜡石等交代长石为特征。蚀变矿物组合为绿泥石±绿帘石±叶蜡石。

3.4 黏土化

黏土化主要见于天子山岩体与地层接触带附近的岩体一侧，分布面积大，叠加在前期蚀变带上。岩石多呈灰白色。镜下观察，钾长石和部分斜长石被以蒙脱石为主的黏土矿物交代，表面不平滑（见图3-c），蚀变严重的长石矿物晶型较差，局部呈环带状。主要矿物组合为蒙脱石±高岭石±伊利石±水云母等。

3.5 碳酸盐化

碳酸盐化为成矿晚期蚀变，同时伴生后期铅锌银成矿作用，主要表现为方解石等碳酸盐矿物呈细脉状充填于岩石裂隙和早期构造中（见图3-d），在断裂和断裂破碎带处较强。镜下观察，较自形的方解石石英脉充填矿物间隙及不规则的方解石交代造岩矿物，主要矿物组合为方解石＋铁白云石±黄铁矿±方铅矿±闪锌矿±自然银等。

4 蚀变与金矿化关系的定量评价

利用短波红外光谱开展蚀变矿物种类、丰度测试的技术十分成熟^［13］。为进一步定量评价围岩蚀变与金矿化强度之间的关系，采用短波红外矿物分析仪对流沙沟金矿床钻孔ZKL0002的114件样品进行分析，每件样品采集3条短波红外光谱，共采集了342条光谱，流沙沟金矿床钻孔ZKL0002柱状图、蚀变矿物相对含量及羟基特征见图4。

由图4可知：钻孔ZKL0002主要发育的蚀变矿物有白云母（普通白云母、多硅白云母、绢云母和伊利石）、绿泥石、蒙脱石和碳酸盐矿物（方解石和铁白云石）。其中，白云母最为发育，整个钻孔中都广泛发育，含量高值区出现在60～120 m、170～190 m、260～300 m、330～400 m深度，也是金品位高值區出现的范围，显示了白云母蚀变与金矿化强度的正相关性；其次为绿泥石，在350～420 m深度比较发育，同样显示了一定的正相关性；该钻孔中发育一定量的蒙脱石，在180～220 m和330～400 m深度发育，以上2处也是金矿化较为发育的部位；该钻孔中还有零星的碳酸盐矿物出现，多发育在金矿化周边。

钻孔ZKL0002中绿泥石Fe-OH波长的分布范围为2 246～2 253 nm，为富镁绿泥石；Al-OH波长、伊利石光谱成熟度（ISM）可以用于指示矿物的蚀变温度^［14］，测量结果显示在该钻孔200 m、360～440 m、520 m深度均具有Al-OH波长较短且ISM值较高特征，表明在这些地方矿物的蚀变温度较高，是成矿热液运移的集中部位，同样也是矿体赋存部位。

5 结 论

1）流沙沟金矿床围岩蚀变类型主要有硅化、黄铁绢英岩化、绿泥石化、黏土化、碳酸盐化等。其中，硅化、黄铁绢英岩化与金成矿关系最为密切。

2）短波红外光谱测试定量评价蚀变矿物种类与金矿化强度之间的空间关系表明：白云母（黄铁绢英岩化）、绿泥石、蒙脱石与金矿化强度存在正相关性，可以作为重要的找矿标志。

3）较短的Al-OH波长和较高的ISM值特征，可用于指示流沙沟金矿床矿物的蚀变温度和位置，此处是成矿热液运移的集中部位和矿体赋存部位，也是重要的成矿预测参数。

［参 考 文 献］

［1］ 刘家军，刘冲昊，王建平，等.西秦岭地区金矿类型及其成矿作用［J］.地学前缘，2019，26（5）：1-16.

［2］ 毛景文.西秦岭地区造山型与卡林型金矿床［J］.矿物岩石地球化学通报，2001，20（1）：11-13.

［3］ 霍福臣，李永军．西秦岭造山带的建造与地质演化［M］．西安：西北大学出版社，1995．

［4］ 缪广，董国臣，屈海浪，等.西秦岭大店沟金矿成矿流体演化及矿床成因［J］.现代地质，2021，35（6）：1 565-1 575.

［5］ 徐学义，何世平，王洪亮，等.早古生代北秦岭—北祁连结合部构造格局的地层及构造岩浆事件约束［J］.西北地质，2008，41（1）：1-21.

［6］ 吕彦兵.甘肃李子园-太阳寺矿集区天子山岩体特征和成因［D］.北京：中国地质大学（北京），2019.

［7］ 刘家军，刘冲昊，王建平，等.西秦岭地区金矿类型及其成矿作用［J］.地学前缘，2019，26（5）：1-16.

［8］ MAO J W，QIU Y，GOLDFARB R J，et al.Geology，distribution and classification of gold deposits in the western Qinling belt，Central China ［J］.Mineralium Deposita，2002，37（3/4）：352-377.

［9］ 胡晓隆，杨礼敬，马佩文，等．西秦岭东部地区区域成矿带划分及找金方向［J］．黄金，2003，24（10）：10-13．

［10］ 肖力，张继武，崔龙，等．西秦岭地区金矿控矿因素和资源潜力分析［J］．黄金，2008，29（7）：12-17．

［11］ 魏居珍，劉云华，王海林，等.西秦岭阳山金矿床地球化学特征及成因探讨［J］.黄金，2017，38（2）：8-14.

［12］ 刘云华，刘怀礼，黄绍峰，等．西秦岭李子园碎石子斑岩型金矿床地质特征及成矿时代［J］．黄金，2011，32（7）：12-18．

［13］ 韩剑.近红外矿物光谱技术研究及其在德兴斑岩铜矿的应用［D］.北京：中国地质大学（北京），2008.

［14］ 彭自栋，申俊峰，曹卫东，等.蚀变矿物近红外光谱特征对地质找矿的指示意义——以甘肃岗岔金矿为例［J］.地质通报，2016，35（5）：822-831.

Characteristics of wall rock alteration and its relationship

with gold mineralization in Liushagou Gold Deposit，Gansu Province

Wang Kailei1，Miao Guang2，Qu Hailang2，Liu Wenjiang1，Bai Huiliang2，Zhang Yisheng1，

Han Biao2

（1.Gansu Tianshui Lizi Gold Mining Co.，Ltd.; 2.Beijing Jinyou Geological Exploration Co.，Ltd.）

Abstract：Liushagou Gold Deposit is located in the Liziyuan gold polymetallic ore field in the southeast of Gansu Province.In this paper，the types，contents，and characteristics of wall rock alterations in the Liushagou Gold Deposit are determined by rock-mineral identification and mineral short-wave infrared spectrum analysis.The alteration types mainly include silicification，pyrite sericitization，clayization，carbonatization，and chloritization.Through the quantitative discussion of the relationship between wall rock alteration and gold mineralization，it is considered that the gold mineralization intensity is positively correlated with the content of altered minerals such as sericite，chlorite，and montmorillonite，and is closely related to the shorter sericite Al-OH wavelength and the higher spectral maturity of illite，which can be used as an effective prospecting marker.

Keywords：Liushagou Gold Deposit;wall rock alteration;sericitization;altered minerals;short wave infrared spectrum;prospecting marker