岩石成因分析

甘肃省岷县寨上超大型金矿中构造对成矿

作用的意义研究

前人研究

西秦岭是我国秦岭造山带的重要组成部分。因其复杂的构造与丰富的矿产资源而 成为众多地质专家、学者关注的“热点地区”。在上世纪初，以赵亚曾、李春昱、黄 汲清、叶连俊、关士聪等为代表的许多地质先辈就对该地区进行过开创性调查研究。 1933 年，谭锡畴、李春昱先生沿岷江进行路线地质调查时，将该区广泛分布的黑色碎 屑岩系称为“西康系”，1941 年，熊永先在草地进行地质调查，将黄胜关以西出露的 绿色碎屑岩系称为“草地系”，时代定为石炭-三叠纪。1944 年，叶连俊、关士聪在甘 肃南部舟曲、武都一带开展地质调查，将以志留系为主的浅变质岩系命名为“白龙江 群”，并在碧口一带建立了“碧口群”。在1950 年代，中国科学院西北科研所、甘肃 地质局、四川地质局以及冶金系统等科研、生产单位在该区开展了大量地质调查研究， 发现了一批铁、铀等矿产地。在1960-70 年代，上述单位又陆续开展了1∶20 万区域 地质调查和铀、铁、铜矿普查。同时，中国地质科学院、中科院、核工业部、冶金部 等单位也相继在该区开展地质考查与铀、金和铅锌矿的找矿。在1980 年代以后，四川 和甘肃地质局、甘肃有色地勘局、地矿部秦巴项目组，以及一些科研、教学单位在该 区开展了以金矿勘查为主的地质找矿和 1∶20 万区调、重要成矿区带1∶5 万区调、 1∶20 万化探扫面、1∶100 万—1∶5 0 万重力及航磁地面调查等多学科地质研究工作， 获得金矿勘查工作的重大进展。特别是上世纪80 年代中期，微细浸染型（卡林型）金 矿概念的引入和找矿实践，突破了原有以找寻石英脉型为主的相对单一模式的约束， 全面提高了对金矿床多成因、多类型的了解和认识，理论与实践的结合，取得了本区 金矿找矿、勘查的重大进展，从1985 年发现舟曲县九源第一个微细粒浸染型金矿以来， 前后相继发现了拉尔玛、李坝、鹿儿坝、大水、阳山5 处大型金矿，坪定、石鸡坝、 金山、马泉、赵沟、锁龙、西安河、花崖沟、枣子沟、柴家庄10 处中型金矿和众多的 小型金矿及矿点，显示了西秦岭地区具有良好的金矿找矿前景，并成为我国卡林型金 矿找矿的热点地区之一。

随着金矿床（点）的陆续发现和评价，对金矿的研究也逐渐加深。早期以单一矿 床特征、成因、成矿模式的总结研究居多，对金矿找矿起步较晚的西秦岭地区起到积 极推动的作用。随着找矿难度的加大和金矿开发对资源需求形势的要求，运用新理论、 新技术、新方法，对该区金矿的成矿条件、成矿特征、成矿规律与找矿方向研究，显 得尤为重要。近几年来，成矿系统思想的创立和发展，为区域成矿规律的研究提供了 理论和方法，并在西秦岭地区应用成矿系统的理论和方法系统地研究包括金矿在内的 金属成矿系统，取得了明显的找矿效果，有力地推动了这一地区的地质找矿研究工作 深入。

研究内容

寨上金矿床是近几年在西秦岭地区发现的又一个十分重要的金矿床，其位于岷-礼 成矿带的西部。在该成矿带上分布有较多的金矿床（点），如岷县的鹿儿坝金矿、漳县

曹家沟、胭脂沟金矿、礼县李坝金矿、西和马家河金矿、安家岔金矿、岷县洒金沟砂 金矿等。对于寨上金矿床，近几年通过武警黄金第五支队的工作，取得了显著的找矿 效果。现已累计提交推断内蕴经济资源量(333) 超过100t ，被视为在西秦岭地区寻找 卡林型金矿床的一个新突破。随着勘探工作的进一步展开, 矿床资源量仍在继续扩大。 由于对寨上金矿床的研究程度不高，对有关矿床的物质组成、围岩蚀变、成矿阶段与 期次、金的赋存状态与富集机制、金的成矿规律与找矿前景等许多问题的研究还十分 薄弱。而对于这些问题的研究，将直接关系到矿区及外围的找矿效果。因此，深入研 究寨上金矿床的金元素的分布规律，金矿物的赋存状态，研究金矿化体的时空分布规 律，研究金矿成矿条件及其形成机理，探索该矿床的成矿规律与找矿远景，推进我国 卡林型金矿床在西秦岭地区的找矿和科学研究无疑十分重要。

自甘肃寨上金矿床被发现以来，武警黄金部队第五支队及相关单位开展了如下工 作。

2000 年10 月，通过地质调查及槽探揭露，发现了11、21 号脉西段(72-88 线) ； 2001 年，在甘南地区开展了金矿预查工作，对甘肃省岷县-马坞一带开展遥感地质工作； 在岷县-闾井开展了1:5 万水系沉积物测量工作，圈定12 处金异常；在寨上矿区利用 槽、坑探对11、12 号脉进行控制，探获预测(334)资源量2041kg ；2002 年，在矿区外 围开展了哈达铺-宕昌1∶5 万水系沉积物测量工作，圈定金异常14 处；在矿区开展了 1:1 万地质简测、激电中梯、1:1 万电法联剖、1:1 万土壤测量等工作；新发现了19 号 矿脉，探获 (333)资源量5492kg 、(334)资源量4836kg ；2003 年，在外围开展了甘肃 省临潭县-岷县蒲麻1∶5 万水系沉积物测量工作，圈定16 处金异常；新发现31 号脉， 探获 (333)资源量9928kg 、(334)资源量7675kg ；2004 年，新发现32、41、42 号脉及 多处矿化点，经物探测定发现6 处电阻率及9 处极化率异常，探获推断内蕴经济(333) 资源量10298kg 、预测(334)资源量8546kg ；2005 年主要针对已知9、10、11、12、19、 21、31、32、41 号等矿脉开展工作，利用钻探、槽探探获(333)资源量35632kg 、(334) 资源量11058kg ；发现了29 号脉；经物探方法发现6 处电阻率及9 处极化率异常；2006 年在矿区外围开展了金及多金属资源潜力评价工作；物探发现电阻率异常4 个、极化 率异常8 个、极化体4 个；新发现了16、17、18（盲矿体）、33 号脉；探获（333）资 源量4696kg ，（334）资源量8710kg ；2007 年继续在矿区外围开展了金及多金属资源潜 力评价工作；矿区主要对19-1、19-2、20、9、18、10、16、29、23、31、32 号等矿 脉开展工作，新发现23、35、43 号脉；探获(333)资源量9837 kg、(334)资源量20686 kg ；物探新发现电阻率异常6 处，极化率异常9 处；至2007 年底共发现矿脉22 条， 由9、10、11、12、18、19-1、19-2、20、21、23、31、32、41 号脉圈定20 个矿体， 累计探获(333+334)资源量74714kg ；2008 年第五支队对寨上金矿床中金的矿物赋存状 态进行了初步查定。

在2003-2004 年期间，武警黄金研究所路彦明开展了《甘肃省岷县寨上金矿区深部 及外围成矿规律及找矿预测》项目，对矿床特征作了研究，并提出了找矿预测；2007-2008 年武警黄金研究所刘刚开展了《甘肃寨上金矿床构造地球化学研究》项目研究，对研究 的构造进行了初步拟定。在2006-2007 年期间，武警黄金五支队与中国地质大学刘家军 等人开展了《甘肃省岷县寨上金矿床成因机制研究》，在矿床物质组成、金的赋存状态 和成矿机制方面取得了一些研究成果。2008-2009 年，武警黄金第五支队与长安大学资 源学院合作，做了《甘肃省岷县寨上金矿床金矿物赋存状态查定》专题研究。专题报告 研究得出，寨上金矿床金矿物赋存状态有三种类型，分别是金呈晶格金或超显微金赋存 在黄铁矿、毒砂、石英等载金矿物中，金以微细粒形式存在于碎屑粒间呈粒间，金以微 细粒形式存在于硫化物中粒间或裂隙中呈粒间金或裂隙金。

研究目的

我们认为寨上金矿床是微细浸染型金矿床。寨上金矿1/20 万水系沉积物测量、1/5 万水系沉积物测量、1/万地化剖面测量，以及钻孔岩芯原生晕测量等数据及以此为据圈 定的异常为我们提供了找矿的依据。为了扩大找矿范围，精确定位，我们拟以各种水系 沉积物测量数据为基础，进行化探综合评价，重新圈定异常，结合已有的矿脉分布规律， 更加准确的厘定矿脉与异常关系，确定异常找矿准则，并重新确定找矿靶区。 研究切入点

卡林型金矿的形成过程构造是主要的因素，构造对于金矿化的控制作用甚至强于地层，但构造的影响在不同的地区的矿区有着不同的表现，可以概括为：⑴高角度断层系主要的导矿构造，通常被煌斑岩和二长岩岩墙充填。⑵原地碳酸盐岩中宽缓带中等的背斜。一般来说宽缓背斜无论是对于单个矿床还是区域性流体的捕获都具有重要的意义；（3）高角度和控层的成矿前的坍塌角砾岩体。角砾岩化对于增强后期的成矿流体的渗透性是非常必要的。在粗粒的沉积岩中，矿化比较好，也正是由于渗透性好的缘故。

在多年的研究中将构造对成矿的影响，以及导矿容矿研究较少，本文主要想通过对构造的研究，来对寨上金矿成矿模型的一个补充。

普查区位于西秦岭造山带北亚带，属于晚古生代以来发育在秦岭微板块北缘被动陆缘之上的岷礼前陆盆地，历经了西秦岭地区陆陆碰撞，地壳抬升板块变形等陆内演化阶段。构造性质复杂多变，但保持整个秦岭造山带的近东西向为主构造方向的特征。西秦岭造山带北亚带北侧以漳县-武山断裂为界与北秦岭造山带相连，南侧岷县-宕昌断裂与西秦岭造山带南亚带相连，区域断裂构造发育。主要断裂构造有漳县-武山断裂、岷县-宕昌断裂，总体呈北西西向展布（区内为北西向），二者为区域性的超壳断裂、构造单元分界断裂。断裂两侧褶皱、次级断裂发育，在它的东北部产出了不同形式的构造，由南向北依次有各老里-碌础坝-大庄反S 状构造、茶埠-沟脑里-凤凰山帚状构造、老幼店-砖头寨-郭家沟弧形构造。资料表明：茶埠-沟脑里-凤凰山帚状断裂的收敛部位的两侧，特别是在开始撒开的部位是寻找与构造有关的多金属矿或热液型稀有放射性矿产的有利地段，是本区最主要的控矿构造，寨上金矿位于该断裂北约12km 处[7-10]。礼县-罗坝-锁龙口断裂和礼县-洮坪断裂为上述两超壳断裂之间的次级断裂。二者实际上是东部礼县-凤县-山阳断裂向西的两个分支断裂。两条断裂向西均成为由多起断裂组成的构造带（带宽可能在150m 以上），带内岩石变形强烈，发育有各种挤压组构。岩石硅化强烈，热液蚀变明显。众多的资料表明，这两条断裂可能是区域上（包括寨上金矿）最重要的控矿断裂构造[11-17]。

研究方法

1. 测年方法

测年是活动断层研究的基础。测年可分为绝对年龄测定和相对年龄测定, 活动断层测年主要是绝对测年。近年来常用的有以下几种方法

（1）地球化学年代学包括以下几种放射碳 测年法, 测年范围为一万年, 测年误差小于钾一氢一与氢一氢‘“ 一, 测年法, 测年范围为几万至十几亿年, 精度为一电子自旋共振法, 其测年原理是通过测量样品的顺磁中心的浓度和环境剂量率来计算样品年龄, 其测年误差约。

（2）释光年代学释光测年是以晶体矿物的电离辐射效应为基础的一种测年方法, 包括热释光和光释光两种常用方法, 测定年龄范围为从距今几十年至十几万年。两者不同之处在于是通过加热使晶体中储存的电离辐射能释放出来而则是通过单色光激发使晶体中储存的电离辐射能释放出来。

2. 遥感地质学方法

遥感地质学方法具有观测范围大、综合、全天候、周期短的优点, 是迅速发展起来的 一种技术方法。它使用、、卫星图像以及航空摄影等作为信息源, 通过图像处理包括图像显示、图像增强和变换、边缘检测和形状分析、纹理分析等来提取地质地貌信息, 判断活动断层的性质和特征。利用色调的线性特征可以解译活动断层。像片上色调的线性形迹和色调变化的界线常常是断层通过的位置, 线状色调的粗细、长短、深浅、隐显可以区分活动断层的规模和活动强弱。分布在山东省的郑庐断裂带在卫片上表现为两条近平行、色调粗而明显的线性 带, 两侧的地面灰度值明显不同, 表明它是一条规模大并且强烈活动的断层川。根据色调所显示的影像特征, 可识别水下的和被第四系覆盖的隐伏断层。使用影像进行增强处理、假彩色合成和主成分分析, 并利用模型和软件对断层矢量图进行叠加分析, 进行了三维显示, 提高了图像上断层的清晰度和解像力, 易于识别和分析。断层的活动往往对地貌、水系和地层产生影响, 并在卫片上反应出来, 对这些现象的影像特征进行分析可以推断活动断层的存在。在卫片上根据几组活动断层的交切关系确定活动时序, 根据活动断层两侧地物的相对位置确定两盘的相对运动方向, 根据构造形迹展布的总体影像确定活动断层的力学性质。

目前, 分辨率很高的、和一等影像蕴含有大量的活断层信息, 使得研究者能够从更细微的角度去研究活动断层的特征。活动断层本身就是一种构造地貌, 断层活动又可以形成新的地貌形态, 断层地貌沿断层线两侧发育, 主要有断层崖、断层陡坎、掀斜山和洪积扇等类型。尤惠川叫从断层崖演化模型和理论分析人手, 给出了断层崖模型的数学分析解, 导出了一次古地震事件和蠕动成因断层崖演化的等时地形线、最大坡度和堆积体截面积的精确表达式, 并且从这些表达式出发推导出了在干旱地区远离冲沟的洪积扇上也可能形成蠕动断层崖, 丰富了松散沉积物中的断层崖成因的认识。 给出了一种利用大比例尺地形图粗略判读断层断错地貌面位移量的方法。有了位错量的大小和方向, 如果还能确定其形成时代, 那么就可以确定各个时期活动断层活动的强度。

活动断层的活动对地貌、水系和地层产生影响, 利用这些现象可以推断活动断层的存在。山西地堑系发育着呈型排列的新生代断陷盆地、凹陷以及相应的隆起, 它们的发育主要受活动断层的控制〕。河流阶地是一种普遍发育的河流地貌。当有顺河的活动断层通过时, 则表现为两岸阶地发育不对称, 河流不断地向下降一侧侧蚀和扩展。断层活动如果发生水平位移, 那么阶地在水平方向上被错开。河流的改道和袭夺有时是断层活动的结果。杨景春利用地貌法研究了青海省热水大通河南岸的三条小冲沟, 发现它们被错断而成为断头河, 其断错宽度和深度自东南向西北依次增大, 偏离上游源头分别为、和, 说明该断层至少经过三次水平错动。

3. 探槽技术

古地震的研究主要采用天然断层剖面或者人工开挖探槽的方法。古地震事件的识别标 志主要有崩积楔、充填楔、断层泥和地层的沉积、覆盖以及断错关系。利用探槽法可以分 析古地震的活动期次, 利用地层的断错关系及其年龄可以获得古地震事件的时间。 参考文献

1. 活动断层的常用研究方法 ，李玉森 ，中国地震局地壳应力研究所北京

2. 断裂构造的遥感研究方法综述 隋志龙1, 李德威1, 黄春霞2( 1. 中国地质大学地球科学学院, 湖北武汉430074; 2. 北方交通大学土木建筑工程学院, 北京

3. 甘肃寨上金矿综合信息找矿模型研究岳连雄 ，杨高学 ，王彦明 ，刘新会武警黄金第五支队，陕两西安长安大学地球科学 资源学院，陕西西安

4. 甘肃省岷县寨上金矿床地质特征与成因初探刘新会，于岚，刘爽，张复新武警黄金第五支队 西北大学地质系

5. 甘肃省岷县寨上超大型金矿成矿作用研究 张永文

6. 甘肃岷县寨上金矿床流体包裹体研究马星华1，刘家军2，毛光剑2，李立业／x 3，郭玉乾2北京大学地质学系中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，．中国地质科学院矿产资源研所