天水市梨树沟金矿地质特征及找矿前景分析

赵小强

（甘肃省核地质二一三大队，甘肃 天水 741000）

天水市梨树沟金矿位于北秦岭关子镇—娘娘坝—利桥金、银、铅多金属成矿带（Ⅳ）中的柴家庄—利桥金矿集中区的东部，地处甘肃省划定的天水市—两当县太阳寺金银矿远景区[1]。关子镇—元家坪区域韧性剪切带以南出露的李子园群是北秦岭最重要的含金层位，金矿床（点）成群成带分布，围绕错落分布的花岗岩体成群产出。北部的党川—利桥北部区域，金矿主要赋存于陇山群和葫芦河群中，类型为高品位石英脉型，代表性矿床有党川花石山金矿、利桥曼坪金矿和金厂沟金矿；中部柴家庄—大店沟一带金矿主要赋存于李子园群中，少数赋存于陈家河群中，石英脉型和构造蚀变岩型兼而有之，代表性矿床有柴家庄金矿、水洞沟金矿、大店沟金矿等；南部太阳寺以北区域的太阳寺岩组中赋存柳梢沟金银铅矿和杨家坪金银矿。梨树沟金矿西部毗邻两当县大店沟金矿，控矿构造为褪色蚀变韧性剪切带，含矿岩石为石英脉及构造蚀变带，与梨树沟金矿梨树沟矿点具有相似的成矿地质条件，如图1所示。

图1 天水市李子园-利桥-带区域地质矿产简图

1 区域成矿地质背景

矿区大地构造位置属秦岭褶皱系北秦岭加里东构造带中，北邻祁连褶皱系，南邻中秦岭华里西褶皱带，区域构造线呈NW、NE向展布。区域出露地层主要有古元古界秦岭群、中元古界陇山群、震旦—奥陶系李子园群、葫芦河群、上奥陶统陈家河群。震旦-奥陶系李子园群主要出露于李子园—利桥南部一带，呈反“S”带状展布，形成于俯冲带之上的岛弧构造环境，为天水地区西秦岭北缘早古生代沿关子镇-李子园俯冲碰撞构造带古洋壳俯冲作用的产物[2]。该地层中石英脉分布较广，在构造发育区往往形成脉体密集带，为梨树沟金矿成矿主要层位。关子镇—元家坪韧性剪切带是代表性构造之一，该剪切带横贯全区，北侧为秦岭岩群，南侧为李子园群，为地质体边界断裂，控制了区域地质体展布，该剪切带南部发育的次级断裂构为该区主要的容矿构造。区域上岩浆岩活动频繁，侵入岩十分发育，属于西秦岭东部构造岩浆岩发育区。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要有古元古界秦岭岩群、震旦—奥陶系李子园群木其滩组第二和第三岩性段，北部零星线状分布震旦-奥陶系葫芦河群石嘴组（如图2所示）。

图2 天水市梨树沟金矿地质图

古元古界秦岭群（Pt1Q）：整体呈带状分布于关子镇—元家坪韧性剪切带以北。区内西北部仅出露其二岩段（Pt1Q2），岩性为混合岩化黑云母斜长片麻岩夹黑云母石英片岩和白云石大理岩。该地层整体构成近东西向向形构造，与金矿化关系不明。

震旦—奥陶系李子园群木其滩组：第二岩段（ZO）m2分布于关子镇—元家坪韧性剪切带以南，与北部的秦岭群断裂接触。整体为向南倾斜的单斜构造，岩石变形强烈，接近韧性剪切带岩石变质程度增强。原岩为海相基性火山岩—碳酸盐岩组合，主要岩性为斜长角闪片岩、绢云石英片岩、白云石大理岩。其中条带状白云石大理岩变形强烈，走向上往往呈宽缓的S状弯曲。该地层中石英脉分布较广，为矿区主要找金层位。第三岩段（Z-O）m3出露于区内南部一带，岩性为石榴白云片岩，二云母片岩、绢云母绿泥片岩等。

2.2 构造

区内断裂构造发育，主要为横贯于区内中部关子镇—元家坪韧性剪切带，东部见有NW至NNW向脆性断层。区内褶皱构造不发育，在北部古元古界秦岭群显示近东西向向形构造，以南李子园群为整体向南倾斜的复式单斜构造。

关子镇—元家坪韧性剪切带呈向北凸出的弧状展布，整体向北倾斜，宽度变化大，最宽＞1km，为多期活动的深大断裂，产状变化大，糜棱岩面理产状为 350°～10°∠50°～70°。该构造可辨认的构造行迹有4期，早期为韧性和脆韧性活动，形成长英质糜棱岩和斜长角闪质糜棱岩，晚期为脆性叠加，形成断层碎裂岩，第3期活动中伴有超基性岩脉侵入。该剪切带多期活动可能是造成南部李子园群中大理岩强烈变形和酸性脉岩反“S”状变形弯曲的主要原因，断裂活动往往造成不同岩石之间发生位移并为脉岩侵入和石英脉体充填形成了有利空间，为金成矿创造了有利条件。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩出露面积广，主要分布在关子镇—元家坪韧性剪切带北部和东部区域，为志留纪酸性侵入岩，整体呈北西向展布，显示岩墙扩张就位机制。梨树沟北部依次出露熊山沟超单元西沟单元（S2X）肉红色中粗粒似斑状钾长花岗岩和简平沟单元（S2J）肉红色中—粗粒似斑状二长花岗岩，各单元之间均为脉动侵入与围岩接触，岩体边部见有少量捕虏体，均未发现金属矿化。李子园群木其滩组分布大量的花岗岩脉及少量闪长岩脉，为成矿提供了充足的热源。

2.4 变质作用

矿区变质作用主要为区域变质作用和动力变质作用，接触变质作用弱。秦岭群岩石变质程度达角闪岩相，形成片麻岩类、含石墨大理岩等，李子园群变质程度达绿片岩相，以片岩为代表。动力变质作用集中于关子镇--元家坪韧性剪切带中，形成糜棱岩系和碎裂岩系。接触变质作用表现在区外南部磨扇沟岩体的内外接触带上，主要形成绿泥绿帘石化等。

2.5 水系沉积物异常特征

1:2.5 万水系沉积物金异常有三处，分别位于梨树沟、磨石沟、青山沟，其特征见表1。铜异常2处，均为点状异常，一处位于元家坪南200m处，另一处位于青山沟沟脑。元家坪南Cu异常铜含量68.05×10-6， 金含量 1.27×10-9， 异常赋存于关子镇--元家坪韧性剪切带之中；青山沟沟脑铜异常铜含量 60.19×10-6，金含量 0.75×10-9。As异常 1 处，为面状异常，异常面积约0.8km2，位于磨石沟-梨树沟一带，异常下限为35×10-6。该异常覆盖区包涵了磨石沟金水系沉积物异常。异常覆盖区地层为李子园地层，大理岩条带、断裂构造、岩浆岩脉发育，已发现多处岩金矿化。

3 矿区金矿化体特征

3.1 梨树沟金矿化带

矿区南部的梨树沟沟脑一带，出露地层为震旦-奥陶系李子园群木其滩组第二岩性段，主要岩性为灰色斜长角闪片岩和灰白色绢云石英片岩，片状构造发育，片理产状 174°～210°∠50°～64°。该地层中发育的顺层挤压片理化破碎蚀变带（F2），为关子镇—元家坪区域韧性剪切带(F1)的次级构造，产状与地层产状一致，与围岩呈渐变过渡关系。该破碎蚀变带内闪长岩脉和石英脉密集出现，发育硅化、绢云母化、褐铁矿化和黄铁矿化等蚀变如图2所示（照片1-6）。该破碎蚀变带走向上与土壤化探测量圈定的Au、Ag、Cu异常展布方向吻合，为梨树沟金矿化带的控矿构造。

图3 梨林沟金矿化带出现蚀变

地表石英脉作为直接找矿标志，研究区石英至少包括三期，第一期呈乳白色，厚度0.2～0.6m，顺层及切层分布，与围岩界线清晰，无蚀变；第二期呈白色，厚度0.1～0.4m，节理发育，沿裂隙面分化呈浅黄色，交织状分布，碳酸盐化，岩石硬度较小，具金矿化异常；第三期呈黄褐色，为含金岩性，厚度0.01～0.5m，顺层分布，受挤压片理呈S型香肠状构造，与围岩具混染特征，接触带褐铁矿化、黄铁矿化强烈，具油脂光泽，局部黄铜矿化强烈，被氧化成铜蓝。硫化物石英脉集中分布于强蚀变带中，产状与强破碎蚀变带产状近一致。矿化带中含金岩石主要为硫化物石英脉，脉壁蚀变围岩金含量0.2×10-6～0.54×10-6。工程揭露发现有一定规模含金石英脉3条，含金石英脉呈薄脉状，大致平行排列，走向上断续出露，尖灭再现状态明显。单条脉体厚0.1～0.5m，断续出露长 30～200m，金含量为 1.1×10-6～10.7×10-6，个别样品金含量为25.2×10-6。深部找矿既要以石英脉型金矿为重点，更要重视蚀变韧性剪切带在深部成矿的优越前景。

3.2 青山沟含金断层

矿区西南部青山沟沟脑一带，出露震旦-奥陶系李子园群木其滩组第二岩性段和第三岩性段，主要岩性为灰白色绢云石英片岩和少量白色大理岩，地层中石英脉稀疏，花岗岩岩枝（脉）发育。在花岗岩岩枝发育区赋存两条大致平行展布的顺层挤压构造（F3、F4），其中 F3断层长度＞600m，宽 2～5m，走向上膨大收缩明显，产状350°∠70°。构造岩石为碎裂岩化片岩和碎裂岩，挤压片理化构造发育，与围岩呈渐变过渡关系。构造岩石发育硅化、绢云母化及星点状黄铁矿化，石英细网脉充填，其中拣块采样金含量 0.42×10-6～1.00×10-6。F4断层位于 F3断层南部南部 200m 处，长度＞500m，宽 2m，产状 332°∠75°～80°，造特征与F3基本相似，拣块采样尚未发现金矿化。

4 找矿前景分析

4.1 有利的成矿地质条件

西秦岭天水市东南部，沿关子镇—元家坪和娘娘坝—太阳寺两条区域韧性剪切带夹持区出露的晚元古代—早古生代火山变质岩系是金成矿的有利岩性，夹持区发育的次级断裂构造与岩浆岩发育区为成矿的有利部位，已经发现了柴家庄、水洞沟、湘潭子和大店沟金矿等矿产地，显示了良好的找矿潜力。关子镇—元家坪区域韧性剪切带在区内北部通过，该断裂是北秦岭褶皱带中的重要金矿控矿构造之一。自加里东运动以来，该剪切构造带先后经历了四次构造（韧性、脆性）活动，伴随构造活动有脉状超基性岩侵入，为区域金成矿的重要导矿构造。区内南部出露的李子园群变质基性火山岩，岩性以片岩为主，夹有多条大理岩条带，大理岩与围岩的接触带往往是断裂构造的发育区，也是重要容矿部位。

4.2 邻区矿床对比的指导意义

梨树沟金矿西部相邻的大店沟大型金矿形成于晚三叠世扬子板块与华北板块发生俯冲碰撞的地质背景，造山作用伴随有晚印支期―早燕山期构造－岩浆－热液成岩、成矿事件[3]。二者相距10km，同受一条区域断裂构造控制，其矿区地质特征、地球化学特征及控矿因素等具有高度的相似性。大店金矿找矿突破前因水系沉积物金异常面积小、异常值低和控制因素不明而经历了反复认识、实践的找矿过程，即在认识上实现了从稀疏石英脉控矿到构造蚀变带控矿的深化，在找矿方法上从揭露单一石英脉，到全面控制石英脉产出的整个蚀变剪切带的转变，最终对蚀变剪切带采用钻探工程系统揭露后获得了重大找矿突破。通过对比研究认为，梨树沟金矿与大店沟金矿地质特征和控矿因素相似，运用大店沟金矿找矿突破的成功方法和经验，指导梨树沟金矿新的找矿实践，可能取得找矿突破。

4.3 已发现的矿化线索

区内发现了具有成矿潜力的找金远景区两处，其中梨树沟地段发现1条含金构造蚀变带，长300余米，宽11～32m，其中硫化物石英脉密集出现，单个脉体出露长度一般大于50m，厚度一般0.05～0.40m，最厚为 0.5m，地表金含量一般为 1.1×10-6～10.7×10-6，最高25.2×10-6，含铜1.2%。在该破碎蚀变带中已发现四条金矿化体和一条铜金矿化体，石英脉及围岩中褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化发育。在青山沟地段发现两条构造蚀变带，在F3构造蚀变带中发现了金矿化，受构造控制明显。

5 结论

第一，梨树沟金矿含矿地层为李子园群第二岩性段，主要岩性为绢云母石英片岩、斜长角闪片岩及大理岩条带。

第二，关子镇—元家坪区域韧性剪切带控制的次级断裂构造为容矿构造，成矿有利部位经多期次的热液活动促成了金的富集，表现出构造控矿特征。

第三，矿区发育三期次石英脉，第三期石英脉为含矿岩石，分布于褪色蚀变韧性剪切带中，发育黄铁矿化、褐铁矿化、黄铜矿化及铜蓝等蚀变。

第四，对比大店沟金矿找矿成果，梨树沟金矿化带成矿地质条件优越，探索地表石英脉型金矿向深部韧性剪切带成矿的转化，有望获得深部找矿的重大突破。