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一、区域地质背景概述
小秦岭金矿带分布于华北地台西南边缘太华隆起中,呈东西向巨型带状。主要含矿地层为太古界太华群。自下而上划分为大月坪组、板石山组、洞沟组、三关庙组、秦仓沟组,主要是一套中-深度变质的火山-沉积岩系,变质相为绿片-角闪岩相,局部为麻粒岩相。
区内主干构造为近东西向的大月坪-金罗斑复背斜(总体轴向280°),主背斜南翼陡(60°~80°)、北翼缓(30°~50°) ,为一不对称复式背斜。背斜枢纽无论在水平方向还是在垂直方向上均呈波状起伏,由东向西倾伏,向东分枝。背斜核部断裂发育。近轴部东西向的压性、压扭性断裂是该矿带的主要控矿构造。
区内混合岩化作用强烈,主要有均质混合岩、条痕状混合岩、条带状混合岩等。片麻岩类表现出受不同程度混合岩化作用的影响。混合岩总体上受成矿前近东西向断裂控制,背斜中段轴部混合岩化最为强烈。
二、矿床地质特征
小秦岭地区金矿床分为两大类型:一类为石英脉型金矿床,一类为破碎蚀变岩型金矿床。
1、石英脉型金矿床地质特征
小秦岭金矿带西段北坡现己发现含金石英脉200余条,除个别长英质脉体外,其余脉体经查定均含金。
(1)Q505脉带
位于潼峪西坡大月坪-金罗斑背斜北翼,脉带长4630m,倾向320°,倾角18°~20°。单个脉体长数十~200余米,最长300m;厚一般0.9~3.0m,最厚15.5m;含金品位2.25~31.38g/t。矿石类型为多金属硫化物石英脉型。
(2)Q539脉带
539脉体群分布于潼峪南岔一带,大月坪-金罗斑复背斜南翼近轴部。脉体长1250m,一般厚度0.8~2.0m,最大厚度7.8m。主要为单脉型膨缩透镜体,在走向、倾向上均呈波状起伏、断续相连,明显受较大的压扭性断裂结构面的控制。脉体在走向一般29°~307°,倾向南西,倾角45°,金品位5.24~134g/t。矿石类型为黄铁矿、方铅矿石英脉型。
(3)Q502脉带
位于潼峪侯家铺西坡大月坪-金罗斑复背斜北翼近轴部。出露地层为太华群三官庙组第一层中细粒黑云角闪斜长片麻岩和不同程度的混合岩化片麻岩。脉体呈北东东-南西西展布,长度770m,平均厚度3.0m,最大厚度7.5m。总体走向345°,倾角20°。脉体呈透镜状,沿走向、倾向均呈尖灭侧现、右行排列出现,金品位2.97-7.6g/t。矿石类型为黄铁矿石英脉型。
总之,石英脉型矿体其形态、产状及规模均严格受构造带控制,矿体一般呈透镜状、脉状产出,常见尖灭再现、尖灭侧现,走向和倾向均呈波状起伏。
2、蚀变岩型金矿床地质特征
小秦岭西段蚀变岩型金矿床主要以葫芦沟蚀变岩型金矿床为代表,此后,在驾鹿茸、碌碡沟、水草坪一带均有发现。
葫芦沟金矿床的含矿地层为太华群秦仓沟组黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩或斜长角闪岩,矿区断裂构造发育,主要为北东向,与金矿化关系密切。
葫芦沟金矿床内含金蚀变体均产于次级北东向断裂带内,断裂规模越大,则蚀变体规模越大。 蚀变体规模各异,长几十到千余米,宽几米到数米,最大延深达400m以上。蚀变体产状稳定,与赋存的断裂带产状一致,形态呈脉状、似层状。蚀变体主要由破碎蚀变岩组成,蚀变组合主要为硅化、钾化、黄铁矿化、铁锰碳酸盐化。钾化是葫芦沟蚀变岩型金矿区别于其它金矿特有的一种蚀变。
葫芦沟蚀变岩型金矿床所有矿体均产于含金蚀变体中,金矿体一般产于蚀变体的中心部位或上下盘附近。矿体形态简单,多为脉状、透镜状,沿走向、倾向具尖灭再现、尖灭侧现、膨胀狭缩和分枝复合等特点。矿体长度一般200~1000m,厚1.0~2.0m,产状稳定,品位一般1.7~5.0g/t,分段富集现象明显。
矿体中矿石矿物主要为黄铁矿,次为方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、少量黝铜矿,辉钼矿,偶见磁铁矿、白钨矿等;脉石矿物以钾长石、石英为主,次为斜长石,碳酸盐矿物、绢云母、绿泥石、重晶石等。
矿石中常量元素随脉石矿物种类及矿石类型不同而变化。主要有用金属元素为Au,次有Ag、Pb、Mo,稀有元素有Ga等。
矿石结构以他形~半自形~自形晶粒状结构,压碎结构为主,次有碎斑状结构,交代残留结构,次反应边结构,交代假象结构、变余辉绿结构等。
矿石构造有块状构造、碎裂状构造、挤压片状构造、细脉状构造、网脉状构造、角砾状构造、蜂窝状构造等。
三、成矿地质条件分析
1、金的背景含量及金的成矿物质来源
小秦岭地区太华群中金的背景含量很低。据南大胡志宏分析资料金含量介于0.6~1.5×10-9之间,姚宗仁资料金含量在0.6~1.05×10-9之间,河南地质局138个样品分析平均含量为0.71×10-9。从总的情况看,太华群金的含量变化及产出状态有如下特点(表1、表2):
(1)变质程度与金含量的关系
随着变质程度的加深,金的含量呈降低的趋势。如分布于主背斜轴部达高级角闪岩相的岩石,金含量平均为1×10-9;分布在靠近主背斜轴的两翼,达中级角闪岩相的岩石,金含量平均为0.8×10-9;远离主背斜轴的低级角闪岩相-绿帘角闪岩相岩石金含量为1.15×10-9;绿帘-角闪岩相平均金含量为1.4×10-9;而河南崤山地区的绿片岩相金含量平均则高达17.1×10-9(据富士谷),这就表明,随着变质程度的加深,金大量从深变质带向浅变质带运移。
(2)岩石中金的赋存状态
岩石中金主要赋存于硫化物中(如斜长角闪岩中黄铁矿含金30.2×10-9),其次赋存于角闪石中(斜长角闪岩中角闪石含金5.9×10-9,混合岩中角闪石含金3.7×10-9),其他矿物如黑云母、石英、长石等金含量均很低。太华群中金与其他微量元素相关分析结果表明,岩石中若无硫化物存在时,金和绝大部分其他微量元素没有一致的相关性;当有硫化物存在时,则金与亲硫元素的相关性很明显。这就表明,由于金在岩石中与硫化物密切相关,在溶液中可与硫、氯等形成络合物迁移。而变质作用增强正是一个脱水、脱硫、去氯和二氧化碳的过程。因此造成变质过程中金迁移的主要原因是硫化物的变质分解、溶解并随溶液迁移。 (3)金的物质来源
成矿物质来源是研究成矿规律的关键。关于小秦岭金矿区成矿物质来源问题,认识尚未统一,尽管如此,有一点是大家公认的,即太华群地层严格控制着区内含金石英脉的产出,至今发现的金矿床基本都赋存于太华群地层内,如此众多的含金石英脉密集于太华群地层中绝非偶然,它说明区内金矿床在地层层位及岩性上的选择是明显的,显示出金矿化具有一定的层控性质,也就是说太华群这套中深变质岩系具有成矿专属性。
微量金分析方法的改进,使灵敏度、精确度已大为提高,所以近年来众多的测定结果基本上是符合实际的。但是赋矿地层金含量低并不能说明金与地层无关。世界上许多著名金矿区如南非巴伯顿绿岩带中的科马提岩金矿、西澳大利亚亚克利佛得山的绿岩金矿等赋存围岩中金的含量都小于克拉克值。这种“反常”现象正说明成矿物质与地层是有关的,金的成矿作用与其所在的古老地层的变质作用是密切联系在一起的。目前测定的样品多来自成矿后的太华群地层,其结果未必就是太华群的原始金含量。这种现象还可用Boyle的理论做如下解释:太华群地层原始金含量较高,受区域作用和变质热液活动的影响,抹去了关于这一事实的全部记录,使金活化、迁移、富集形成金矿床,所以成矿后地层的含金量就比较低。
据矿床硫同位素组成看,桐峪矿区矿脉δs34为+4.1~+15.7‰,平均值为7.4‰,围岩的δs34为+3.4~+20.8‰,平均值为8.1‰,两者表现出极大的一致性,说明矿石硫与围岩硫是相似的,前者来源于后者。
综上所述,一个矿床的形成,尽管可能有多种物质来源,但必有一种是主要的,起决定性作用的。在小秦岭金矿中,太华群变质岩系就起了这种作用,为本区金矿的形成提供了物质基础,是小秦岭金矿的矿源层。
2、区域变质及超变质(混合岩化)作用与金的成矿作用
区域变质及超变质(混合岩化)作用不是等化学作用过程,而是同时伴随着有广泛的元素再分配的过程。前已述及,岩石中的金主要赋存于硫化物相中,随着变质作用的进行和变质程度的加深,使巨厚岩石中的水大量排出,成为变质热液的主体。而CO2、S、Cl、F等挥发组分的加入,加强了变质体系的流动效应,并起助溶、催化和强溶剂等积极作用,从而加速了变质反应的进行,促使Na、K、Ca等碱金属进入溶液,形成卤水热液。
这种热液的活动能力、溶解矿物的能力、络合元素能力均很高,渗透能力和过滤速度也较大。在其运移过程中,为达到热力学平衡必然发生物质的带出、带入作用,散布或集中于围岩中的成矿元素就可脱离原位汇集(或汲取)到热液中,成为含矿变质热液。
金在区域变质及超变质作用所产生的高温、高压及强氧化环境中,可被氧化为Au+或Au3+而发生活化并被变质热液所萃取。金在变质作用中常呈不同形式的络离子搬运。据矿床内金与硫化物密切共生这一矿化特征分析,金可能主要呈硫化物AuS、AuS2、Au(SO3)2等形式迁移。
当含矿变质热液运移到低温、低压、中性-弱碱性还原环境时,来自围岩的Fe2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+等亲硫阳离子促使变质热液发生如下的解络反应:
2〔AuS〕-+Fe3+→FeS2↓+Au0+Au+
2〔AuS〕-+Fe2+→FeS2↓+2Au0
2〔AuS〕-+2Pb(Zn)2+→2PbS(Zn)↓+2Au0
于是矿液便在有利的构造部位和断裂带及其沿之展布的緑片岩带富集沉淀成矿。
3、岩浆作用与成矿
小秦岭地区自太古代基性岩浆喷发以来,岩浆活动频繁,以花岗岩类岩体为主,其次为脉岩。岩浆活动和岩浆岩体的形成与分布受该地区地质年代和构造条件控制。岩浆活动在金矿床的形成中至少起了如下作用。
(1)岩浆作用
岩浆侵入引起了大范围升温和构造变动,区域地球化学随之改变,并促进和加强了变质分泌作用的进行,为成矿物质的活化、迁移创造了条件。
(2)对早期矿脉进行改造叠加
燕山期大规模的构造岩浆活动所产生的巨大地质改造营力,对金矿脉进行了明显的改造,常以石英碳酸盐脉的形成和多金属硫化物的叠加为标志。
(3)岩浆岩与金的关系
表3是小秦岭地区各期岩浆岩含金量一览表,从中可以看出各期次的岩浆岩含金量一般都小于1.00×10-9,分析认为花岗岩不能提供金的理由是:①金主要赋存于早期铁镁质矿物中,花岗岩的分异演化只能使金贫化;②花岗岩中的金都赋存于硅酸盐矿物晶格中,难于释放;③花岗岩中金的丰度与其源岩(太华群)相当,源岩重熔形成花岗岩的过程中没有金的迁出;④含矿剪切带在平面上不与花岗岩相交,在剖面上也未延伸至岩体。
4、控矿构造特征
(1)褶皱构造
主要见有三期构造变形。
早期构造变形:为紧密线性褶皱。因被后期变质和构造变形所改造,只能从轴面片麻理的小褶皱证明其存在。
中期构造变形:为改造早期片麻理,形成纵贯全区的大月坪-金罗班复背斜。该背斜北翼缓、南翼陡,其枢纽呈波状起伏,两翼被山前大断裂和朱家沟大断裂所限,是本区主要构造骨架,且在空间上严格控制着石英脉的分布,是矿田的一级控矿构造。
晚期构造变形:以轴向北东的宽缓小褶皱为主,使背斜进一步复杂化。小褶皱与压扭性断裂带共同组成矿田二级控矿构造。
(2)断裂构造
本区除南北两条大断裂外,主要是中、晚期构造活动时产生的一系列以压性、压扭性为主的顺层或切层断裂破碎带、挤压片理化带。按走向分为以下四组:
①近东西向断裂(走向北东70°~南东120°)
山前大断裂:位于小秦岭北坡与渭河断陷相接处,走向近东西,北倾,倾角70°,发育于太华群地层中,带宽可达数百米,由许多平行破碎带组成,具多期活动特点,为矿田之北界。
朱家沟大断裂:位于太华隆起与金堆城凹陷接触处,沿蜂王-胡家村-小河一带分布,断裂总体走向近东西,南倾,倾角55°~80°,带宽数十米~数百米不等,由碎裂岩、糜棱岩、构造透镜体组成,为驾鹿矿田与潼峪、蒲峪矿田的分界。
背斜轴部及翼部断裂:挤压片理发育,具多期活动特点,由构造片岩、蚀变破碎带组成,规模大者达千米以上,其间半数以上有石英脉充填,是金矿床的主要控矿构造,矿化较好。
②北东向断裂(走向北东20°~69°)
主要分布在复背斜向西倾伏端的北翼,为矿田内的主要控矿构造,长度一般数百米至数千米,最长4630m,带宽数厘米至20余米不等,由构造片岩组成,矿化较好。
③北西向断裂(走向北西301~340°)
主要见于矿田北部,断裂带主要由构造角砾及碎裂岩组成,分布零散、规模小,长度小于100m者居多,矿化差,虽有石英脉充填,但尚未发现工业矿体。
④近南北向断裂(走向北西341°~北东19°)
规模不大,分布零散,以张性、张扭性为主,地表延伸不大(100m左右),厚度小(0.3~1.5m),但其延深大,矿化好,品位高,值得注意。
根据构造特征分析,上述四组断裂以压性、压扭性为主,剪张、张扭性次之,因构造应力强度分布不同,故矿田内断裂构造呈现出大致等间距疏密相间的束状、带状分布格局,从而导致充填于其中的石英脉在空间上分段集中,成群出现,构成范围较小但彼此相连的密集区。
四、结论
1、太华群变质岩系是小秦岭金矿的矿源层,或者说是形成小秦岭金矿的物质基础。
2、小秦岭金矿的形成主要是通过变质作用及混合岩化作用所形成的变质热液流体对围岩中的金进行活化、迁移、富集、沉淀而形成。
3、岩浆岩对小秦岭金矿的形成不起主导作用,但其热液叠加和热力改造作用却是不可否认和忽视的。
4、小秦岭金矿在空间分布上受构造格局及构造特征的严格控制,具有规律性。认识和寻找这些规律对查脉找矿大有好处。
小秦岭金矿带分布于华北地台西南边缘太华隆起中,呈东西向巨型带状。主要含矿地层为太古界太华群。自下而上划分为大月坪组、板石山组、洞沟组、三关庙组、秦仓沟组,主要是一套中-深度变质的火山-沉积岩系,变质相为绿片-角闪岩相,局部为麻粒岩相。
区内主干构造为近东西向的大月坪-金罗斑复背斜(总体轴向280°),主背斜南翼陡(60°~80°)、北翼缓(30°~50°) ,为一不对称复式背斜。背斜枢纽无论在水平方向还是在垂直方向上均呈波状起伏,由东向西倾伏,向东分枝。背斜核部断裂发育。近轴部东西向的压性、压扭性断裂是该矿带的主要控矿构造。
区内混合岩化作用强烈,主要有均质混合岩、条痕状混合岩、条带状混合岩等。片麻岩类表现出受不同程度混合岩化作用的影响。混合岩总体上受成矿前近东西向断裂控制,背斜中段轴部混合岩化最为强烈。
二、矿床地质特征
小秦岭地区金矿床分为两大类型:一类为石英脉型金矿床,一类为破碎蚀变岩型金矿床。
1、石英脉型金矿床地质特征
小秦岭金矿带西段北坡现己发现含金石英脉200余条,除个别长英质脉体外,其余脉体经查定均含金。
(1)Q505脉带
位于潼峪西坡大月坪-金罗斑背斜北翼,脉带长4630m,倾向320°,倾角18°~20°。单个脉体长数十~200余米,最长300m;厚一般0.9~3.0m,最厚15.5m;含金品位2.25~31.38g/t。矿石类型为多金属硫化物石英脉型。
(2)Q539脉带
539脉体群分布于潼峪南岔一带,大月坪-金罗斑复背斜南翼近轴部。脉体长1250m,一般厚度0.8~2.0m,最大厚度7.8m。主要为单脉型膨缩透镜体,在走向、倾向上均呈波状起伏、断续相连,明显受较大的压扭性断裂结构面的控制。脉体在走向一般29°~307°,倾向南西,倾角45°,金品位5.24~134g/t。矿石类型为黄铁矿、方铅矿石英脉型。
(3)Q502脉带
位于潼峪侯家铺西坡大月坪-金罗斑复背斜北翼近轴部。出露地层为太华群三官庙组第一层中细粒黑云角闪斜长片麻岩和不同程度的混合岩化片麻岩。脉体呈北东东-南西西展布,长度770m,平均厚度3.0m,最大厚度7.5m。总体走向345°,倾角20°。脉体呈透镜状,沿走向、倾向均呈尖灭侧现、右行排列出现,金品位2.97-7.6g/t。矿石类型为黄铁矿石英脉型。
总之,石英脉型矿体其形态、产状及规模均严格受构造带控制,矿体一般呈透镜状、脉状产出,常见尖灭再现、尖灭侧现,走向和倾向均呈波状起伏。
2、蚀变岩型金矿床地质特征
小秦岭西段蚀变岩型金矿床主要以葫芦沟蚀变岩型金矿床为代表,此后,在驾鹿茸、碌碡沟、水草坪一带均有发现。
葫芦沟金矿床的含矿地层为太华群秦仓沟组黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩或斜长角闪岩,矿区断裂构造发育,主要为北东向,与金矿化关系密切。
葫芦沟金矿床内含金蚀变体均产于次级北东向断裂带内,断裂规模越大,则蚀变体规模越大。 蚀变体规模各异,长几十到千余米,宽几米到数米,最大延深达400m以上。蚀变体产状稳定,与赋存的断裂带产状一致,形态呈脉状、似层状。蚀变体主要由破碎蚀变岩组成,蚀变组合主要为硅化、钾化、黄铁矿化、铁锰碳酸盐化。钾化是葫芦沟蚀变岩型金矿区别于其它金矿特有的一种蚀变。
葫芦沟蚀变岩型金矿床所有矿体均产于含金蚀变体中,金矿体一般产于蚀变体的中心部位或上下盘附近。矿体形态简单,多为脉状、透镜状,沿走向、倾向具尖灭再现、尖灭侧现、膨胀狭缩和分枝复合等特点。矿体长度一般200~1000m,厚1.0~2.0m,产状稳定,品位一般1.7~5.0g/t,分段富集现象明显。
矿体中矿石矿物主要为黄铁矿,次为方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、少量黝铜矿,辉钼矿,偶见磁铁矿、白钨矿等;脉石矿物以钾长石、石英为主,次为斜长石,碳酸盐矿物、绢云母、绿泥石、重晶石等。
矿石中常量元素随脉石矿物种类及矿石类型不同而变化。主要有用金属元素为Au,次有Ag、Pb、Mo,稀有元素有Ga等。
矿石结构以他形~半自形~自形晶粒状结构,压碎结构为主,次有碎斑状结构,交代残留结构,次反应边结构,交代假象结构、变余辉绿结构等。
矿石构造有块状构造、碎裂状构造、挤压片状构造、细脉状构造、网脉状构造、角砾状构造、蜂窝状构造等。
三、成矿地质条件分析
1、金的背景含量及金的成矿物质来源
小秦岭地区太华群中金的背景含量很低。据南大胡志宏分析资料金含量介于0.6~1.5×10-9之间,姚宗仁资料金含量在0.6~1.05×10-9之间,河南地质局138个样品分析平均含量为0.71×10-9。从总的情况看,太华群金的含量变化及产出状态有如下特点(表1、表2):
(1)变质程度与金含量的关系
随着变质程度的加深,金的含量呈降低的趋势。如分布于主背斜轴部达高级角闪岩相的岩石,金含量平均为1×10-9;分布在靠近主背斜轴的两翼,达中级角闪岩相的岩石,金含量平均为0.8×10-9;远离主背斜轴的低级角闪岩相-绿帘角闪岩相岩石金含量为1.15×10-9;绿帘-角闪岩相平均金含量为1.4×10-9;而河南崤山地区的绿片岩相金含量平均则高达17.1×10-9(据富士谷),这就表明,随着变质程度的加深,金大量从深变质带向浅变质带运移。
(2)岩石中金的赋存状态
岩石中金主要赋存于硫化物中(如斜长角闪岩中黄铁矿含金30.2×10-9),其次赋存于角闪石中(斜长角闪岩中角闪石含金5.9×10-9,混合岩中角闪石含金3.7×10-9),其他矿物如黑云母、石英、长石等金含量均很低。太华群中金与其他微量元素相关分析结果表明,岩石中若无硫化物存在时,金和绝大部分其他微量元素没有一致的相关性;当有硫化物存在时,则金与亲硫元素的相关性很明显。这就表明,由于金在岩石中与硫化物密切相关,在溶液中可与硫、氯等形成络合物迁移。而变质作用增强正是一个脱水、脱硫、去氯和二氧化碳的过程。因此造成变质过程中金迁移的主要原因是硫化物的变质分解、溶解并随溶液迁移。 (3)金的物质来源
成矿物质来源是研究成矿规律的关键。关于小秦岭金矿区成矿物质来源问题,认识尚未统一,尽管如此,有一点是大家公认的,即太华群地层严格控制着区内含金石英脉的产出,至今发现的金矿床基本都赋存于太华群地层内,如此众多的含金石英脉密集于太华群地层中绝非偶然,它说明区内金矿床在地层层位及岩性上的选择是明显的,显示出金矿化具有一定的层控性质,也就是说太华群这套中深变质岩系具有成矿专属性。
微量金分析方法的改进,使灵敏度、精确度已大为提高,所以近年来众多的测定结果基本上是符合实际的。但是赋矿地层金含量低并不能说明金与地层无关。世界上许多著名金矿区如南非巴伯顿绿岩带中的科马提岩金矿、西澳大利亚亚克利佛得山的绿岩金矿等赋存围岩中金的含量都小于克拉克值。这种“反常”现象正说明成矿物质与地层是有关的,金的成矿作用与其所在的古老地层的变质作用是密切联系在一起的。目前测定的样品多来自成矿后的太华群地层,其结果未必就是太华群的原始金含量。这种现象还可用Boyle的理论做如下解释:太华群地层原始金含量较高,受区域作用和变质热液活动的影响,抹去了关于这一事实的全部记录,使金活化、迁移、富集形成金矿床,所以成矿后地层的含金量就比较低。
据矿床硫同位素组成看,桐峪矿区矿脉δs34为+4.1~+15.7‰,平均值为7.4‰,围岩的δs34为+3.4~+20.8‰,平均值为8.1‰,两者表现出极大的一致性,说明矿石硫与围岩硫是相似的,前者来源于后者。
综上所述,一个矿床的形成,尽管可能有多种物质来源,但必有一种是主要的,起决定性作用的。在小秦岭金矿中,太华群变质岩系就起了这种作用,为本区金矿的形成提供了物质基础,是小秦岭金矿的矿源层。
2、区域变质及超变质(混合岩化)作用与金的成矿作用
区域变质及超变质(混合岩化)作用不是等化学作用过程,而是同时伴随着有广泛的元素再分配的过程。前已述及,岩石中的金主要赋存于硫化物相中,随着变质作用的进行和变质程度的加深,使巨厚岩石中的水大量排出,成为变质热液的主体。而CO2、S、Cl、F等挥发组分的加入,加强了变质体系的流动效应,并起助溶、催化和强溶剂等积极作用,从而加速了变质反应的进行,促使Na、K、Ca等碱金属进入溶液,形成卤水热液。
这种热液的活动能力、溶解矿物的能力、络合元素能力均很高,渗透能力和过滤速度也较大。在其运移过程中,为达到热力学平衡必然发生物质的带出、带入作用,散布或集中于围岩中的成矿元素就可脱离原位汇集(或汲取)到热液中,成为含矿变质热液。
金在区域变质及超变质作用所产生的高温、高压及强氧化环境中,可被氧化为Au+或Au3+而发生活化并被变质热液所萃取。金在变质作用中常呈不同形式的络离子搬运。据矿床内金与硫化物密切共生这一矿化特征分析,金可能主要呈硫化物AuS、AuS2、Au(SO3)2等形式迁移。
当含矿变质热液运移到低温、低压、中性-弱碱性还原环境时,来自围岩的Fe2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+等亲硫阳离子促使变质热液发生如下的解络反应:
2〔AuS〕-+Fe3+→FeS2↓+Au0+Au+
2〔AuS〕-+Fe2+→FeS2↓+2Au0
2〔AuS〕-+2Pb(Zn)2+→2PbS(Zn)↓+2Au0
于是矿液便在有利的构造部位和断裂带及其沿之展布的緑片岩带富集沉淀成矿。
3、岩浆作用与成矿
小秦岭地区自太古代基性岩浆喷发以来,岩浆活动频繁,以花岗岩类岩体为主,其次为脉岩。岩浆活动和岩浆岩体的形成与分布受该地区地质年代和构造条件控制。岩浆活动在金矿床的形成中至少起了如下作用。
(1)岩浆作用
岩浆侵入引起了大范围升温和构造变动,区域地球化学随之改变,并促进和加强了变质分泌作用的进行,为成矿物质的活化、迁移创造了条件。
(2)对早期矿脉进行改造叠加
燕山期大规模的构造岩浆活动所产生的巨大地质改造营力,对金矿脉进行了明显的改造,常以石英碳酸盐脉的形成和多金属硫化物的叠加为标志。
(3)岩浆岩与金的关系
表3是小秦岭地区各期岩浆岩含金量一览表,从中可以看出各期次的岩浆岩含金量一般都小于1.00×10-9,分析认为花岗岩不能提供金的理由是:①金主要赋存于早期铁镁质矿物中,花岗岩的分异演化只能使金贫化;②花岗岩中的金都赋存于硅酸盐矿物晶格中,难于释放;③花岗岩中金的丰度与其源岩(太华群)相当,源岩重熔形成花岗岩的过程中没有金的迁出;④含矿剪切带在平面上不与花岗岩相交,在剖面上也未延伸至岩体。
4、控矿构造特征
(1)褶皱构造
主要见有三期构造变形。
早期构造变形:为紧密线性褶皱。因被后期变质和构造变形所改造,只能从轴面片麻理的小褶皱证明其存在。
中期构造变形:为改造早期片麻理,形成纵贯全区的大月坪-金罗班复背斜。该背斜北翼缓、南翼陡,其枢纽呈波状起伏,两翼被山前大断裂和朱家沟大断裂所限,是本区主要构造骨架,且在空间上严格控制着石英脉的分布,是矿田的一级控矿构造。
晚期构造变形:以轴向北东的宽缓小褶皱为主,使背斜进一步复杂化。小褶皱与压扭性断裂带共同组成矿田二级控矿构造。
(2)断裂构造
本区除南北两条大断裂外,主要是中、晚期构造活动时产生的一系列以压性、压扭性为主的顺层或切层断裂破碎带、挤压片理化带。按走向分为以下四组:
①近东西向断裂(走向北东70°~南东120°)
山前大断裂:位于小秦岭北坡与渭河断陷相接处,走向近东西,北倾,倾角70°,发育于太华群地层中,带宽可达数百米,由许多平行破碎带组成,具多期活动特点,为矿田之北界。
朱家沟大断裂:位于太华隆起与金堆城凹陷接触处,沿蜂王-胡家村-小河一带分布,断裂总体走向近东西,南倾,倾角55°~80°,带宽数十米~数百米不等,由碎裂岩、糜棱岩、构造透镜体组成,为驾鹿矿田与潼峪、蒲峪矿田的分界。
背斜轴部及翼部断裂:挤压片理发育,具多期活动特点,由构造片岩、蚀变破碎带组成,规模大者达千米以上,其间半数以上有石英脉充填,是金矿床的主要控矿构造,矿化较好。
②北东向断裂(走向北东20°~69°)
主要分布在复背斜向西倾伏端的北翼,为矿田内的主要控矿构造,长度一般数百米至数千米,最长4630m,带宽数厘米至20余米不等,由构造片岩组成,矿化较好。
③北西向断裂(走向北西301~340°)
主要见于矿田北部,断裂带主要由构造角砾及碎裂岩组成,分布零散、规模小,长度小于100m者居多,矿化差,虽有石英脉充填,但尚未发现工业矿体。
④近南北向断裂(走向北西341°~北东19°)
规模不大,分布零散,以张性、张扭性为主,地表延伸不大(100m左右),厚度小(0.3~1.5m),但其延深大,矿化好,品位高,值得注意。
根据构造特征分析,上述四组断裂以压性、压扭性为主,剪张、张扭性次之,因构造应力强度分布不同,故矿田内断裂构造呈现出大致等间距疏密相间的束状、带状分布格局,从而导致充填于其中的石英脉在空间上分段集中,成群出现,构成范围较小但彼此相连的密集区。
四、结论
1、太华群变质岩系是小秦岭金矿的矿源层,或者说是形成小秦岭金矿的物质基础。
2、小秦岭金矿的形成主要是通过变质作用及混合岩化作用所形成的变质热液流体对围岩中的金进行活化、迁移、富集、沉淀而形成。
3、岩浆岩对小秦岭金矿的形成不起主导作用,但其热液叠加和热力改造作用却是不可否认和忽视的。
4、小秦岭金矿在空间分布上受构造格局及构造特征的严格控制,具有规律性。认识和寻找这些规律对查脉找矿大有好处。