地质通报  2020, Vol. 39 Issue (8): 1204-1211  
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苏秋红, 贾儒雅, 刘鑫, 王辉. 甘肃西秦岭阳山金矿控矿构造特征及对勉略构造混杂岩带金矿勘查的启示[J]. 地质通报, 2020, 39(8): 1204-1211.
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Su Q H, Jia R Y, Liu X, Wang H. The ore-controlling structural characteristics of Yangshan gold deposit and its enlightenment for the exploration of gold deposits in Mian-Lue tectonic mélange belt, West Qinling Orogen[J]. Geological Bulletin of China, 2020, 39(8): 1204-1211.
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基金项目

中国地质调查局项目《甘肃阳山地区金矿整装勘查区专项填图及技术应用示范》(编号:12120114050201)和国家重点研发计划项目课题《深部矿产资源三维找矿预测评价示范》(编号:2017YFC0601506)

作者简介

苏秋红(1981-), 女, 工程师, 从事矿产资源勘查工作。E-mail:154262762@qq.com

通讯作者

贾儒雅(1988-), 男, 博士, 工程师, 从事岩石学、矿床学及找矿预测研究工作。E-mail:jiaruya@126.com

文章历史

收稿日期: 2019-04-12
修订日期: 2020-03-25
甘肃西秦岭阳山金矿控矿构造特征及对勉略构造混杂岩带金矿勘查的启示
苏秋红1, 贾儒雅2, 刘鑫1, 王辉1    
1. 甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院, 甘肃 天水 741020;
2. 中国地质调查局发展研究中心, 北京 100037
摘要: 阳山金矿大地构造位置位于秦祁昆造山系秦岭弧盆系南秦岭勉略构造混杂岩带,成矿区划属秦岭成矿省南秦岭成矿带新关-阳山成矿亚带。由于矿床位于构造混杂岩带中,控矿构造复杂,给勘查工作带来了很大的困难,一度无法提交勘查报告。为了详细理清构造控矿样式,利用矿区探矿工程资料,提取大量的构造要素,利用构造统计分析及应力分析方法,结合野外现场观察,提出了全新的构造控矿模式。通过研究认为,阳山金矿位于勉略构造混杂岩带文县安昌河-观音坝逆冲断裂推覆构造体系前锋断褶带的葛条湾-草坪梁复背斜东部转折端,矿体受褶皱两翼的韧脆性断裂破碎带及其核部楔入式断层控制,总体以北东东向展布为主,平面上呈"网结状"展布,剖面上倾向既有向北,也有向南,还有近水平的。从而解决了阳山金矿的控矿构造和矿体圈连问题,对勉略构造混杂岩带中金矿勘查具有很好的借鉴意义。
关键词: 控矿构造    阳山金矿    勉略构造混杂岩带    西秦岭造山带    
The ore-controlling structural characteristics of Yangshan gold deposit and its enlightenment for the exploration of gold deposits in Mian-Lue tectonic mélange belt, West Qinling Orogen
SU Qiuhong1, JIA Ruya2, LIU Xin1, WANG Hui1    
1. The First Institute of Geology and Mineral Exploration, Gansu Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Tianshui 741020, Gansu, China;
2. Development and Research Center of China Geological Survey, Beijing 100037, China
Abstract: The Yangshan gold deposit in Wenxian County is located in the triangle area north of the Yangtze plate, south of the China-Korea plate, and east of the Songpan-Garze fold system, and belongs to the south belt of the West Qinling orogenic belt.Since the deposit is located in the tectonic melange belt with extremely complicated metallogenic structure, it has brought great difficulties to the exploration work of the deposit in the past, and researchers even once failed to submit an exploration report.In order to find out the style of metallogenic structure, the authors, based on the data of prospecting engineering in the mining area and a large number of structural elements, proposed a new metallogenic structure model by using structural statistical analysis and stress analysis methods combined with a large number of field observations.It is held that it is located at the eastern turning point of Getiaowan-Caopingliang complex anticline in the forward fault-fold belt of the nappe structural system of Anchanghe-Guanyinba thrust fault in Wenxian County, Mianlue tectonic mixed rock belt.The orebodies are controlled by folding wings toughening brittle fracture fault fracture zone and the wedge type, with the typical "netted" tectonic melange tectonic style characteristics, and are generally NNE-trending.The strikes of orebodies are diverse in north, south or horizontal direction.Thus, the problem of ore-control structure and orebody circle connection of the Yangshan gold deposit is solved, which provides a good reference for gold exploration in Mian-Lue tectonic melange belt.
Key words: metallogenic structure    Yangshan gold deposit    Mian-Lue tectonic mélange belt    West Qinling orogenic belt    

西秦岭阳山金矿是20世纪90年代武警黄金第十二支队发现的,经过十余年的勘查,累计提交普查金资源量100 t以上,达到特大型规模。安坝里金矿位于甘肃省文县境内,是阳山金矿床的核心矿区,大地构造上位于扬子板块以北、中朝板块以南、松藩-甘孜褶皱系以东的三角区内,属西秦岭造山带的南亚带。

阳山金矿自发现以来,很多学者对其控矿因素及矿床成因方面开展了研究,主要有2种观点:一种观点认为金矿是受燕山期斜长花岗斑岩控制的岩浆期后热液型矿床[1];另一种观点认为是受构造控制的蚀变岩中低温热液矿床[2-5]。相较于勉略构造混杂岩带中金矿控矿构造的复杂性,前人普查报告总体认为控制矿体的构造相对简单,走向为近东西向,向南倾斜[6-7],依据这种控矿构造格架,把复杂的矿体形态连接成相对整齐的平行排列的形态,在一定程度上夸大了矿体规模。前人据此报道的阳山金矿带资源量超过300 t[8-9]

为了解决阳山金矿的控矿规律和矿体圈连问题,笔者所在的研究团队主要从研究控矿因素着手,在野外实地观察的基础上,结合系统的坑探、钻探资料,提取了大量的构造要素,利用构造统计及应力分析方法,开展控矿构造解析,配合少量的坑内钻工程验证,提出阳山金矿矿体主要受褶皱两翼的韧脆性断裂破碎带及其楔入式断层控制,总体以北东东向展布为主,倾向既有向北,也有向南,还有近水平的,平面上呈“网结状”。研究成果对解决阳山金矿安坝里矿区矿体的圈连问题,以及勘查开发等一系列难题意义重大,也对勉略构造混杂岩带中金矿的勘查具有一定的借鉴意义。

1 区域地质背景

西秦岭阳山金矿位于勉略构造混杂岩带文县安昌河-观音坝逆冲断裂推覆构造体系前锋断褶带的葛条湾-草坪梁复背斜东部转折端。区域上,金矿主要分布在安昌河观音坝断裂带的北侧,含矿地层为泥盆系桥头组海相浅变质含炭、含硅细碎屑岩夹碳酸盐岩建造[10]。矿床及矿(化)点沿断裂带呈北东东向展布。长约30 km,宽3~5 km,自西向东分布有联合村、新关、关牛湾、阳山、张家山、北金山、金坑子、塘坝、铧厂沟8个金矿床(矿点)(图 1),其中阳山金矿位于西部。

图 1 阳山金矿区域构造纲要图 Fig.1 Outline of the Yangshan gold orefield 1—新近系;2—白垩系河东群;3—二叠系大关山组;4—三叠系光盖山组、郭家山组;5—石炭系益哇沟组;6—泥盆系屯寨组、桥头岩组;7—志留系白水江群、石坊群;8—下古生界碧口群;9—黑云母花岗岩:10—整合及不整合地质界线;11—断层;12—金矿床(矿化点)
2 矿床地质概况

阳山金矿安坝里矿区出露地层主要为下泥盆统桥头岩组下段(D1q1),呈北东东向展布。岩性自上而下依次为千枚岩夹灰岩、碎裂状炭质千枚岩及少量灰色绢云母千枚岩,钙质千枚岩、板状千枚岩、绢云母千枚岩及少量泥质板岩、变石英粉砂岩,底部发育一层不稳定的灰黑色灰岩和硅质岩(图 2)。矿体主要分布在碎裂状炭质千枚岩及少量灰色绢云母千枚岩中。安坝里矿区构造复杂,褶皱两翼及核部断裂构造发育。顺断裂带侵入有中酸性岩脉,主要岩性为花岗斑岩、花岗细晶岩脉等,金矿化与花岗斑岩脉关系密切。

图 2 阳山金矿安坝里矿区地质简图 Fig.2 Geological map of Anbali mine ares Yangshan gold deposit 1—钙质、炭质千枚岩夹薄层状灰岩透镜; 2—灰白色千枚岩、绢云母千枚岩夹薄层状灰岩透镜体; 3—炭质千枚岩、少量绢云母石英千枚岩; 4—板状绢云母千枚岩及少量泥质板岩变石英粉砂岩; 5—硅质岩; 6—灰黑色中厚层状灰岩; 7—灰色灰岩、砂质板岩、粉砂岩、细砂岩等; 8—灰岩透镜体; 9—花岗斑岩脉; 10—实测及推测断层; 11—复背斜; 12—复向斜; 13—短轴背斜;14—短轴向斜;15—倒转背斜;16—详查区范围及19号勘查线位置

矿区矿化范围长3000 m,宽500 m,共圈定金矿体280个,其中金金属量大于500 kg的主矿体19个,长度在126~485 m之间,平均厚度在2.61~8.15 m之间,其余261个零星小矿体,长度在25~50 m之间,平均厚度在0.85~6.17 m之间。矿体以隐伏矿体为主,形态复杂,多呈脉状、大透镜体状、扁豆状,局部见马鞍状、不规则状等(图 3)。矿体受褶皱两翼的韧脆性断裂破碎带及其楔入式断层控制,总体以北东东向展布为主,次为北东向、近东西向、近南北向,倾向既有向北,也有向南及近水平的,平面上呈“网结状”。矿石自然类型主要为蚀变碎裂千枚岩型、蚀变碎裂花岗斑岩型、蚀变构造角砾岩型和少量辉锑矿化石英脉型。矿石中金属矿物主要有毒砂、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉锑矿等,一般含量低于5%,脉石矿物主要有石英、铁白云石、方解石、绢云母、长石及粘土矿物,属低硫化物型矿石。

图 3 阳山金矿安坝里矿区19号勘探线剖面 Fig.3 Geological section along No.19 exploration line of Anbali mine area, the Yangshan gold deposit 1—矿体;2—脉岩;3—断层;4—中段;5—钻孔;6—矿区界线
3 成矿构造特征

从区域上看,阳山金矿主体构造是由南向北的逆冲断裂带。矿区位于勉略构造混杂岩带文县安昌河-观音坝逆冲断裂推覆构造体系前锋断褶带的葛条湾-草坪梁复背斜东部转折端[11-12]。矿区构造复杂,断裂破碎带极发育,小褶皱大量发育,安昌河-观音坝逆冲断裂推覆构造体系控制着研究区的构造岩浆活动、成矿作用、矿带的空间展布、矿体定位及其形态产状等,矿区基本的构造格架如下。

3.1 褶皱

阳山金矿位于葛条湾-草坪梁复背斜东部转折端,褶皱两翼及核部断裂构造发育,自北向南宏观上延展为一个次级背斜和一个次级向斜(图 4),枢纽走向北东东向,轴部和翼部岩层次级褶皱发育,轴部变形更强烈。

图 4 阳山金矿成矿构造特征(a~f)及成矿模式图(g) Fig.4 Features of metallogenic structure(a~f)and tectonic setting model(g) of the Yangshan gold deposit a—连续的向背斜褶皱;b—层间褶皱;c—近南北向断层;d—北北东向断层;e—北北西向断层;f—近东西向断层

(1) 葛条湾-草坪梁复背斜:区域性葛条湾-草坪梁复背斜在安坝里一带两翼出露较全,背斜核部沿贾那下—安坝里一带呈东西向延伸。背斜枢纽走向与主断裂走向近一致,总体为近东西向,近水平,略向东倾伏,产状为105°∠1°。褶皱地层为泥盆系桥头岩组下段,主要岩性有千枚岩、砂岩、灰岩。复背斜南翼地层总体较陡,产状为194°∠53°,且受安昌河-观音坝断裂带错动发育不完全;而北翼地层较缓,产状为16°∠45°,地层相对出露齐全。在纵向上,该复背斜在安坝东部出露较好[7-10]。由于地层受剥蚀程度不同,该复背斜在地表产出形式上存在差异。安坝一带海拔标高为1900 m,以东由于地层差异性切割不明显,地层层位出露较少,且断裂构造也以北东东向为主,北西西向构造不发育。复背斜内部层间剪切带是矿体的主要赋存空间。受主断裂影响,复背斜中发育一系列韧脆性断层或层间剪切破碎带,构成安坝里金矿的主要容矿空间。

(2) 阳山金矿次级背斜和次级向斜:北部次级背斜,其两翼发育较全,北翼地层中的断裂产状以330°~15°∠55°~85°为主;南翼地层中发育的断裂产状以180°∠80°为主。受二期构造运动影响,核部有闭合趋势,且核部岩石特别破碎,可见近水平产出的岩脉。南部次级向斜北翼与次级背斜连接,南翼受逆冲推覆体系前锋断裂影响发育不全,南翼地层中发育的顺层断裂产状以340°∠70°为主,165°∠70°次之,少部分为90°∠70°(图 4)。

3.2 断裂

由于矿区位于构造混杂岩带前锋断褶带内,形成了构造混杂岩带独特的“网结状”构造样式,断裂破碎带总体展布方向为北东东向,由一系列次级断裂及强变形带构成。矿区构造格架主要经历了印支期和燕山期2期构造运动。印支期以南北向挤压应力为主,发育强烈的轴向近东西向的一系列连续褶皱及配套的断裂系统(图 5-a),主要形成东西向、北东东向和北西西向断裂构造。燕山期为陆内造山阶段的晚期,也是区域成矿作用发生时期,转换为北东—南西向挤压,导致背斜构造的两翼发育许多的层间近东西走向的剪切带及其配套断裂裂隙系统[14-15],断裂继承了早期的构造(图 5-b)。总体形成北东东向、北东向、近东西向、北西向、近南北向5组断裂(图 5-c)[16-17]。这些次级断裂主要在褶皱的翼部发育,其中以北东东向断裂为主,规模大,延伸远,为矿区主要的控矿断裂,其次为北东向、北西向断裂及少量近南北向断裂(图 5-d)。北东东向主断裂和次级断裂构造交会部位、背斜核部楔入式断裂为成矿有利部位。层间的小型双重构造形成的挤压破碎带也是矿脉充填区[18]。燕山晚期—喜山期,区域上主应力方向又转变为南北向,形成北西向和北北东向破矿断裂[19]

图 5 两期构造运动示意图 Fig.5 Schematic diagrams of two-stage tectonic movement

综合分析,成矿前构造为东西向、北东东向、北西西向;成矿期构造为近东西向、北东东向、近南北向;成矿后构造主要形成北西向和北北东向破矿断裂。控矿构造主要有北东东向、近东西向、近南北向、北西西向、北东向5组。其中最主要的控矿构造为北东东向断裂构造。矿区主要断裂构造特征详述如下。

(1) 北东东向断裂带:阳山金矿床的主要控矿断裂,有多处分枝复合现象,常夹岩石较硬的构造透镜体,是重要的含矿断裂。该断裂带也由一系列次级断裂构成,这些次级断裂产状不同,大部分断裂为北倾,另一部分断层向南倾,与所处部位的地层产状基本一致,所以也称为顺层断层。断裂带内常有炭质千枚岩发育,局部炭质千枚岩出露厚度达5 m以上,显示断层形成部位与岩石强度也有一定关系,即断层沿地层中的软弱层面发育。此外,断层中充填有蚀变花岗斑岩脉,且该岩脉常被挤压成扁豆状,显示断层发生过多次活动。断层走向一般为北东东向,倾角较陡,为50°~88°,断裂带内岩石破碎、岩石强烈挠曲变形,并伴有较强的热液蚀变、岩石褪色等现象,局部地段可见2组擦痕,也显示断层多期次活动的特点。根据断层局部地段阶步、擦痕等派生构造,确定早期构造活动最大主压应力σ1方向为近南北向,晚期构造活动最大主压应力σ1方向为北东—南西向。

(2) 近东西向断裂:多为压扭性断裂,属区域性断裂构造的次一级断裂,一般延长较短,多小于260 m,大多数向北倾斜,局部地段向南倾斜,倾角为31°~69°, 矿化较发育,局部地段有较强的金矿化。

(3) 近南北向断裂:多为张性构造,属区域性断裂构造的派生构造,一般延长较短,多小于90 m,断层面陡倾,局部地段有较强的金矿化,但规模较小。

对全矿区坑探工程及部分钻探工程揭露的断裂产状及地层产状进行了统计,并对产状数据进行极射赤平投影。结果表明,整个矿区的断裂走向以北东东向为主,且以北倾为主,还存在少量南北向断裂,多向东陡倾;地层走向为北西向,以北倾为主,南倾次之,与安坝里矿区“一背一向”及断裂复合控矿特征吻合(图 6图 7)。

图 6 阳山金矿安坝里矿区断裂产状极射赤平投影 Fig.6 Attitudes of faults in the form of equatorial polar projection in the Yangshan gold deposit
图 7 阳山金矿安坝里矿区地层产状赤平极射投影 Fig.7 Attitude of red plane polar projection of strata in the Yangshan gold deposit
4 构造控矿模式应用效果

根据研究形成的构造控矿模式,对矿区矿体重新进行了圈连,矿体数量、形态、产状、规模、资源量均发生了非常大的变化。首先,矿体数目从原来的77个增加到200个以上;从矿体形态看,以往报告把主要矿体看成似层状、大透镜状,而从现在的矿体形态看,多数为不规则状、透镜状,少数为脉状,且矿体在走向和倾向上非常不稳定;矿体产状变化更大,以往报告中矿体产状为近东西走向,倾向南,而本次研究认为矿体产状变复杂多样,既有南倾的,也有北倾的,还有水平的;矿体长度缩小了一半。

为了验证矿体圈连的可靠性,在17勘探线进行了钻探验证,施工了KZK17-1和KZK17-2两个坑内钻进行控制(图 8-a),在深部没有追索到这2个矿体,证实以前矿体的连接与实际不符。为了验证305-6-2号矿体产状的正确性和矿体连续性,施工KZK17-3在倾向上进行控制,在其39.5 m处见305-6-2号矿体,厚11.41 m,Au品位5.71×10-6,证明该矿体倾向连接正确。为了验证305-1、305-3和314-1-2号矿体连接的正确性,施工了KZK17-5进行验证,结果显示深部有4层矿体,以上所述说明本次对305-1、305-3、314-1-2号矿体的圈连合理、可靠,符合现阶段的认识(图 8-b)。

图 8 阳山金矿安坝里矿区圈定的新旧矿体对照图 Fig.8 Comparison of old and new orebodies in the Yangshan gold deposit a—以往圈定矿体;b—本次圈定矿体; 1—矿体; 2—脉岩;3—断层;4—中段;5—钻孔;6—矿区界线
5 结论

(1) 阳山金矿安坝里矿区褶皱构造由2个紧闭的背斜和向斜组成,褶皱两翼及核部断裂发育,矿体严格受褶皱两翼的韧脆性断裂带及核部楔入式断裂控制。

(2) 控矿构造是在燕山期北东—南西向挤压应力作用下形成的,并继承了印支期南北向挤压形成的构造。控矿构造带总体呈北东东向展布,成矿构造以北东东向为主,次为北东向、近东西向、近南北向展布,倾向既有向北,也有向南,还有近水平的,平面上呈“网结状”形态。

(3) 本次总结的构造控矿模式对阳山金矿带上的金矿勘查具有指导意义,对勉略构造混杂岩带中构造控矿的解析也有一定借鉴作用。

致谢: 感谢甘肃省地矿局胡晓隆教授级高工对本文的指导和帮助,以及审稿专家提出的宝贵修改意见。

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