胡升奇， 李曉龍， 孫哲雨

(中化地質(zhì)礦山總局黑龍江地質(zhì)勘查院，黑龍江 哈爾濱 150060)

西秦嶺Pb-Zn-Cu(Fe)Au-Hg-Sb成礦帶(三級)，合作—禮縣Pb-Zn-Au(Ag)成礦亞帶(四級)為秦嶺—大別(造山帶)成礦省(二級)的重要成礦區(qū)帶[1]。成礦亞帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量的鉛鋅、金等礦床，其中金礦床包括：鹿兒壩金礦、李壩金礦、八卦廟金礦、雙王金礦、大橋金礦、柴家莊金礦床、金山金礦、馬泉金礦、竹子溝金礦、寨上金礦等[1-7]。

最近發(fā)現(xiàn)的陳家山金礦床位于甘肅省天水市秦州區(qū)南85 km，行政上屬天水市秦州區(qū)汪川鎮(zhèn)、隴南市西河縣馬元鎮(zhèn)、禮縣寬川鎮(zhèn)管轄，位于三者交匯處西秦嶺成礦帶的東部。中化地質(zhì)礦山總局黑龍江地質(zhì)勘查院開展了相關(guān)普查工作，本文分析其礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征，總結(jié)其找礦標志，這些成果為紅嶺山組深部及外圍今后地質(zhì)找礦提供了有利的參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域大地構(gòu)造位于秦嶺造山帶西段，隸屬中秦嶺斷褶帶，北鄰北秦嶺加里東褶皺帶，南鄰秦嶺區(qū)印支褶皺帶。

礦區(qū)位于西秦嶺褶皺區(qū)的禮縣—柞水冒地槽褶皺帶的東段，地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)秦祁昆地層區(qū)東昆侖—中秦嶺地層分區(qū)。區(qū)域上出露地層有古生代泥盆系、石炭系、中生代白堊系、新生代新近系、第四系。其中泥盆系、石炭系是區(qū)域的主體地層。

區(qū)域構(gòu)造位置特殊，構(gòu)造變形復雜，以斷裂構(gòu)造為主，表現(xiàn)為多條近東西向的逆斷層，分布在區(qū)域中部魯家大山—伯家磨一帶。區(qū)域上巖漿巖不太發(fā)育，僅在區(qū)域東南角出露糜署嶺復雜深成巖體的最早期馬家莊單元(T2M),出露面積3.5 km2。侵入于泥盆紀和石炭紀地層中。巖性為灰白色斑狀中細粒角閃黑云石英二長閃長巖。脈巖類型以酸性為主(如細晶花崗巖脈、石英脈、花崗閃長巖脈、石英閃長巖脈)；其次為中性脈巖(如閃長巖、閃長玢巖)；而基性脈巖不發(fā)育。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層主要為泥盆系(D)、石炭系(C)及少量白堊系(K)、新近系(N)和第四系(Q)。

泥盆系由老至新為西漢水群黃家溝組(Dh)、紅嶺山組(Dhl)、雙狼溝組(Dsl)。黃家溝組(Dh)分為砂巖段(Dhss)、板巖段(Dhsl)兩個巖性段，礦區(qū)出露砂巖段(Dhss)，主要分布南部。巖性主要為一套其砂巖為主的濱岸相陸源碎屑巖夾少量灰?guī)r、泥灰?guī)r。頂界與紅嶺山組灰?guī)r整合接觸。紅嶺山組(Dhl)分為五個巖性段：第一巖性段(Dhl1)：以灰?guī)r為主。底部普遍發(fā)育一層厚1～2 m的腕足生物富集層，與下伏黃家溝組砂板巖整合接觸；第二巖性段(Dhl2)：主要為灰-深灰色鈣質(zhì)板巖夾炭質(zhì)頁巖、少量粉-細砂巖及生屑泥灰?guī)r、含黃鐵礦泥灰?guī)r等；第三巖性段(Dhl3)：主要巖性為鈣質(zhì)泥巖、毫米級泥巖-泥灰?guī)r夾灰色粉砂巖；第四巖性段(Dhl4)：主要巖性為鈣質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖及少量含炭質(zhì)板巖夾薄-中層含鈣變粉砂巖，局部呈互層，上部加少量粉砂質(zhì)灰?guī)r；第五巖性段(Dhl5)：該段以各類灰?guī)r為主。自下而上依次出現(xiàn)：水平紋層泥灰?guī)r-薄層泥灰?guī)r-薄層粉砂巖、砂質(zhì)灰?guī)r-中層粉砂巖。紅嶺山組為金礦的主要賦礦地層。雙狼溝組(Dsl)分布于工作區(qū)中部。主要巖性為灰-深灰色、碳質(zhì)板巖夾變粉砂。西漢水群總體呈東西向展布。

石炭系包括巴都組(Cb)、下家?guī)X組(Cx)。巴都組(Cb)出露于普查區(qū)中部。以一套紅綠相間的碎屑巖沉積。巖性組合為灰綠色變粉-細砂巖、粉砂質(zhì)板巖、板巖夾暗紫紅色板巖，局部二者呈互層狀。下家?guī)X組(Cx)分布于草坪上—黃柏一帶。主要巖性深灰-灰黑色薄-紋層狀含炭質(zhì)板巖、含炭鈣質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖夾少量中厚層粉-微晶灰?guī)r。

白堊系為田家壩組(Kt1)出露于普查區(qū)西南部。巖性為紫紅色礫巖、紫紅色-淺灰色砂礫巖、紫紅色-淺灰色含礫砂巖。

2.2 構(gòu)造

受區(qū)域構(gòu)造活動影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，褶皺次之。

2.2.1 斷裂構(gòu)造

表現(xiàn)為近東西向斷裂(F1、F2、F3、F4)：

由于進水流道模型尺寸較大,流道內(nèi)的流態(tài)觀察得很清楚, 對進水流道內(nèi)的流態(tài)進行了仔細觀察。在前池內(nèi)注入與水的相對密度相近的穩(wěn)定性高的染色物質(zhì),觀察到流道內(nèi)的整體流態(tài)流暢、均勻、無脫流或旋渦。測試結(jié)果表明,進水流道進口的流速分布接近均勻,受面層流速的影響,上部流速略小、下部流速略大。流動軌跡顯示結(jié)果如圖4所示。

F1：橫跨礦區(qū)。分布于魯家大山—伯家磨一帶。西部巴都組與下家?guī)X組、東部與雙狼溝組接線處，為層間逆斷層。斷層產(chǎn)狀：傾向北，傾角50°左右，斷層寬2～3 m，斷裂帶內(nèi)產(chǎn)物為淺灰-深灰色斷層泥，主要為炭質(zhì)、泥質(zhì)、斷層角礫巖，角礫成分為灰?guī)r、板巖，棱角清楚，礫徑不等。泥鈣質(zhì)、少量硅質(zhì)膠結(jié)。

F2：展布于馬鞍山一帶。出露下家?guī)X組巖性內(nèi),屬逆斷層。斷層產(chǎn)狀：傾向南，傾角70°左右。斷層充填物主要有灰?guī)r、板巖角礫。具斷裂糜棱巖化。

F3：分布于黃柏一帶。東部下家?guī)X組與巴都組接線處,為逆斷層。斷層產(chǎn)狀：傾向北西，傾角50°左右。斷層寬1～2 m，見褐鐵礦化、碳酸鹽化。

F4：出露于工作區(qū)中部。巴都組與下家?guī)X組接線處,為逆斷層。斷層產(chǎn)狀：傾向北，傾角60°左右。斷層寬0.5～1 m，見有構(gòu)造角礫巖。

2.2.2 褶皺構(gòu)造

區(qū)內(nèi)局部地段層間褶皺較為發(fā)育，主要賦存于砂質(zhì)板巖和泥質(zhì)板巖互層出露地段。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，僅出露少量脈巖，為閃長巖脈、石英脈。其中石英脈出露附近斷裂構(gòu)造金礦化較好。

2.4 變質(zhì)作用及圍巖蝕變特征

礦區(qū)變質(zhì)作用以低變質(zhì)相-板巖相為主。

2.5 礦區(qū)地球化學特征

通過土壤地球化學測量，全區(qū)共圈出4個多元素組合異常，其中Ht-1、Ht-2、Ht-3為乙類異常，Ht-4為甲類異常。

位于礦區(qū)南部的Ht-4號異常，最具找礦前景，元素組合以Au、As、Sb、Bi為主，Pb、Zn、Sn、Ag、Cu為輔的多元素組合異常。異常面積約為6.34 km2,總體形態(tài)呈條帶狀，東西向分布。其中Au、Bi、As主要成礦元素異常套合較好,其峰值分別為Au 389.6×10-9;As 223.65×10-6;Bi1.69×10-6。該異常規(guī)模大，峰值高，位于礦區(qū)南部粉砂板巖及東西向構(gòu)造破碎蝕變帶中，經(jīng)槽探驗證，發(fā)現(xiàn)1條長859 m礦化體。

總體上，異常與區(qū)內(nèi)出露的蝕變帶、礦化帶、巖體的內(nèi)外接觸帶等地質(zhì)體相吻合。

3 礦床地質(zhì)特征

陳家山金礦床為受構(gòu)造破碎帶控制的中低溫熱液型金礦床，礦體產(chǎn)于中泥盆系紅嶺山組微晶灰?guī)r和砂質(zhì)板巖巖層中，由于受褶皺和構(gòu)造破碎帶的控制和影響，礦體產(chǎn)狀與地層、斷裂產(chǎn)狀基本一致，礦體形態(tài)以脈狀為主，并沿走向和傾向上具有膨脹收縮現(xiàn)象。

3.1 礦體特征

金礦化脈體均產(chǎn)出于構(gòu)造破碎蝕變帶中，從容礦斷裂構(gòu)造系統(tǒng)和礦體展布方向分析，可以分為南、北兩個礦帶。礦脈主要產(chǎn)出于南礦段，南構(gòu)造破碎蝕變帶礦帶，橫貫全區(qū)，容礦斷裂方向近東西向，礦脈有1、2、4號礦(化)體；北礦帶礦脈規(guī)模較小，為3、5、6、7號礦(化)體，共7條礦(化)體。其中1號礦體為主要礦體。

1號礦體：位于柳條溝西側(cè)山坡上，碎裂蝕變巖型，賦存在中泥盆系紅嶺山組層間破碎帶中，頂板為微晶灰?guī)r，底板為灰色泥砂質(zhì)板巖。地表有Tc1、Tc6、Tc7、Tc9、Tc10控制，礦體長859 m，真厚度1.2～1.7 m，Au品位1.36×10-6～11.18×10-6，平均品位3.35×10-6，礦體形態(tài)呈脈狀，具膨縮現(xiàn)象，局部含有夾石。礦體產(chǎn)狀與地層基本一致，傾向5°～340°，傾角58°～63°。礦化主要為褐鐵礦化、毒砂礦化。蝕變主要為硅化、鐵碳酸鹽化、絹云母化。

其他礦體特征見表1。

表1 各礦體特征表

3.2 礦石特征

礦石為微細粒變晶結(jié)構(gòu)，浸染狀、細脈狀、塊狀構(gòu)造。礦石物質(zhì)成分包括金屬礦物和脈石礦物。金屬礦物為金、褐鐵礦、黃鐵礦、毒砂等。脈石礦物為石英、方解石、絹云母等。其中金：呈微細粒狀、裂隙狀、絡(luò)合物狀與褐鐵礦、黃鐵礦、毒砂伴生。褐鐵礦：呈它形粒狀產(chǎn)出。

黃鐵礦：呈半自形-自形粒狀、浸染狀產(chǎn)出，含量1%～3%，多以氧化成褐鐵礦。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

(1)地層及巖性控礦：陳金山金礦主要賦礦地層紅嶺山組(Dhl)含金量為22.43×10-9，遠高于其他地層，表明在沉積成巖過程中金已初步富集。因此，紅嶺山組(Dhl)地層為礦源層。

(2)巖漿巖控礦：陳家山金礦閃長巖脈、石英脈較為發(fā)育，尤其是石英脈為陳家山金礦提供了動力源和熱源。

(3)構(gòu)造控礦：東西向壓性斷裂控制區(qū)域礦體的展布，為區(qū)域控礦構(gòu)造。次一級的褶皺，北東、北西向共軛剪切節(jié)理及一些層間滑動斷裂，為區(qū)內(nèi)導礦、容礦構(gòu)造?？氐V、導礦、容礦構(gòu)造控制了金礦體的空間展布。

(4)熱液蝕變與礦化：礦區(qū)熱液蝕變比較強烈，圍巖蝕變的范圍多受破碎蝕變帶控制。硅化、絹云母化、褐鐵礦化、黃鐵礦化與金礦化極為密切。蝕變礦化對金的富集成礦控制作用明顯。

陳家山金礦體主要賦存在構(gòu)造破碎蝕變帶中，少量賦存在破碎石英脈中，因此其工業(yè)類型主要為蝕變巖型，次要為石英脈型。礦石中多含褐鐵礦、黃鐵礦等中低溫熱液礦物組合[8]，其成因類型為中低溫熱液型金礦床。

4.2 找礦標志

(1)地層標志：中泥盆系紅嶺山組(Dhl)是區(qū)內(nèi)找金的地層標志。

(2)構(gòu)造標志：區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育地段，尤其構(gòu)造破碎蝕變帶中，是找金的構(gòu)造標志。

(3)巖性標志：硅化、碎裂化的微晶灰?guī)r和板巖等構(gòu)造巖石是區(qū)內(nèi)找金的巖性標志。

(4)圍巖蝕變標志：含多金屬硫化物石英脈、金屬硫化物細脈、浸染狀硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、絹云母化是找金的圍巖蝕變標志。

(5)地球化學標志：土壤測量Au、As、Sb、Bi等元素異常，是尋找金礦礦體的重要地球化學標志。