洪百雄

（甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水741020）

甘肃天水陶家湾金矿地质特征、矿床成因探讨

洪百雄

（甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水741020）

陶家湾金矿赋存于下古生界丹凤群木其滩组第二岩性段。矿体明显受地层和断裂构造控制，早起北东向为控矿构造，晚期北西向为后期破矿构造；矿体具有厚度小，品位高等特征。围岩蚀变主要有绢云母化、黄铁矿化、黄铜矿化、硅化等。矿石类型为黄铁矿黄铜矿化含金铜矿石。对主要控矿因素、矿床成因进行了总结分析。

地质特征；矿床成因；金矿；天水陶家湾

1 区域地质背景

天水陶家湾金矿处于西秦岭北带关子镇－李子园－太阳寺加里东构造带内。属中加里东、燕山期铅、锌、金、铜、银、锑、钼成矿带中的柴家庄－利桥金成矿区。区内地层复杂，构造运动强烈，岩浆活动频繁，成矿地质背景良好，成矿条件有利。

1.1 地层

区域出露地层主要有秦岭岩群（Pt1Q）；丹凤群木其滩组第一岩段（Z－O）m1、第二岩段（Z－O）m2和第三岩段（Z－O）m3，黑湾里组（Z－O）h；泥盆系大草滩组（Ddcb）、舒家坝组（Dsh）及少面积出露的白垩系麦积山组（km）。其中丹凤群木其滩组地层在勘查区内出露面积较大，为区内主要含矿地层。

秦岭岩群（Pt1Q）为一套以含石墨大理岩为特征的中深变质岩系。分布于赵家台子－杨家磨一带。其岩石组合为一暗灰色条带状混合岩化黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩夹混合岩化斜长角闪片岩和大理岩，为一套中深变质的基性火山岩夹碎屑岩－碳酸盐岩建造，属较稳定的滨浅海相沉积环境。

丹凤群为一套以基性－中酸性火山岩为主夹正常沉积的浅－中等变质程度的沉积碎屑岩建造，是区内重要含矿层位。主要分布中部－西南部一带，与东侧的秦岭岩群之间为韧性剪切带接触，总体呈北西－南东向分布，局部呈近东西展布。

1.2 构造

该区因处于秦祁接合部位的反“S”型构造向南西弧形凸出部位，因此，地质构造较为复杂，褶皱和断裂均十分发育。与成矿关系密切的有区域性北西向断裂和北东向及近东西向断裂，其余北北东向、近南北向小断裂对矿体错动。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动较为频繁，从加里东期到印支晚期均有岩浆侵入，以酸性侵入体为主，主要有柴家庄、八卦山和天子山等三个印支期岩体。

柴家庄中细粒似斑状二长花岗岩体 （Cηγ15）分布于北部，出露面积约50km2，属印支晚期，岩体侵入于下古生界李子园群、下古生界太阳寺组和泥盆系大草滩群，岩体无明显相带变化。岩体中围岩捕掳体及中、酸性岩脉发育，围岩不同程度的发生角岩化、硅化蚀变。

八卦山中细粒似斑状黑云二长花岗岩（Bηγ15）出露于西南部，出露面积约为35km2，侵入泥盆系舒家坝群和下古生界太阳寺岩组。岩体无明显相带变化、硅化、大理岩化等蚀变。

天山子中细粒似斑状二长花岗岩体（Tηγ15），分布于南部。造岩矿物多发生亚颗粒化及细粒化，呈透镜状定向排列。石英碎粒有重结晶现象、斜长石聚片双晶及卡氏双晶发育，副矿物有磁铁矿、磷灰石、锆石及褐帘石等。粗粒似斑状结构，块状构造，岩石主要矿物成份：斑晶为15%～20%，局部达60%～80%，由自形、斜长石、碱长石组成，粒度8×12mm～12× 20mm，基质斜长石30%～40%，微纹长石+条纹长石30%～35%，石英20%～30%，黑云母＜5%。与木其滩组呈侵入接触，围岩具角岩化及硅化等。勘查区处在其北接触带上附近。岩脉及石英脉发育，石英脉中普遍

含金，是良好的金成矿地带。

上述三个岩体，有较多的相似性。岩性均是浅肉红色中粒二长花岗岩，岩石结构和矿物形态相似，矿物以斜长石为主，次为钾长石和石英，斑晶主要为钾长石，基质为中细粒花岗结构；副矿物主要是褐帘石、磷灰石、锆石、榍石；三个岩体同位素成岩时代基本同时，围岩蚀变类型相似。岩体的差异性主要表现在斑晶含量上，八卦山岩体最高，天子山次之，柴家庄和天子山次之。柴家庄岩体具明显矿化蚀变，东北侧分岔枝夹持的港湾状区域内有该地区重要的金矿-柴家庄金矿。

1.4 地球化学特征

该区1：20万化探扫面圈定李子园-天子山Au、Ag、Sb、As、Cu、Pb、Hg组合异常带，异常编号AS-19。异常面积180km2，元素组合为Au、Ag、Sb、AS、Cu、Pb、Hg，其中Au、Ag、AS、Sb、Cu、Pb元素的异常面积大，强度高，有一定的浓集中心，具分带现象。金异常面积77.2km2，平均含量17.32×10-9，最高78× 10-9。通过1：5万异常检查，圈定出Au异常12个，Pb异常15个，Zn异常14个，Cu异常2个，AS异常2个。异常区还有3处黄金重砂异常。

丹凤群中Au元素趋于富集，其平均值为3.96×10-9。区域性主要成矿、成晕元素为Au、Ag、Pb、Zn、Cu、AS、Hg、Mo等。重砂异常、航磁异常亦多分布在该区间。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层主要出露地层主要为下古生界丹凤群木其滩组第二岩性段[（Z-O）m12]，其为一套中等程度变质的火山沉积建造。由于受强烈的区域构造活动影响，致使本区岩层构造变形叠加明显，早期层间褶皱被后期片理改造，原岩产状基本被片理产状所替代，片理产状多变，倾向南西、北东向均有。强烈的压扭性构造作用，使岩层中小褶曲、揉皱非常发育，岩层在走向或延深上呈“S”型或反“S”型波状展布，总体走向为北西～北西向，倾向南西，倾角较陡，多为70°～80°，产状近直立。依据剖面地层对比，可划分为六层。

第一岩性层（Z-O）m12：出露于矿区北部闫家沟与木其滩沟一带，局部存在倒转现象，主要岩性为灰绿色斜长角闪片岩夹黑云石英片岩 （由酸-中基性火山岩变质而成）、黑云角闪片岩。岩石呈灰绿色，节理较发育，角闪片岩中角闪石呈定向排列，局部裂隙中充填钙质胶结物，岩石总体矿化蚀变弱。但发育细小石英脉，Ⅰ矿带产出于该层中。厚度大于580m。第二岩性层（Z-O）m22：出露于矿区北部赵地沟-石家门一带，向东延伸至善滩沟。岩性为灰绿色斜长角闪片岩、绿帘绿泥片岩夹黑云斜长角闪片岩、黑云石英片岩。该套岩层为区内主要含矿地层，灰绿色斜长角闪片岩为近矿围岩，石英脉矿体分布其中，与角闪片岩顺层产出，岩石局部绿泥石及绿帘石化强烈，石英脉矿体附近见到黄铁矿零星分布。Ⅱ矿带产出于该层中。厚度980m。第三岩性层（Z-O）m23：出露于矿区中部上扎石沟-粟毛沟一带，该套地层自北向南呈在西北收敛，东南方向呈扇形散开的特征，岩性为灰绿色绢云绿泥石英片岩夹绿泥片岩、石英片岩。该套岩层为区内Ⅱ、Ⅲ矿带主要含矿的地层。矿体顺层产出，近矿围岩可见到黄铁矿黄铜矿星点状分布。厚度大于1020m。第四岩性层（Z-O）m24： 出露于勘查区南部后沟-蟠桃子沟一带，主要岩性灰绿色二云石英片岩夹绢云石英片岩；厚度大于97m。第五岩性层（Z-O）m25：出露于勘查区南部后沟-蟠桃子沟一带。主要岩性组合为灰绿色绿帘斜长角闪片岩夹石英片岩、二云石英片岩。该套地层内广见小面积出露的岩脉和岩珠。本年度检查化探异常施工ZK50001钻孔，在钻孔中见到石英脉金矿体，围岩为二云石英片岩，可为本区今后工作的新找矿靶区。厚度大于1330m。第六岩性层（Z-O）m26：出露于勘查区西南角。主要岩性灰白色石英片岩。厚度大于97m。

2.2 构造

矿区构造位置处于李子园-党川复背斜转折端，受复背斜及花石崖-立石子-阮家坑弧形逆冲大断裂等区域构造作用的影响，使该区岩层中断裂、裂隙、小褶皱及片理等脆、韧性构造普遍发育。

矿区内断裂构造极为发育，按走向可分为两组：一组为北西向，与本区构造线方向一致，形成较早，多具剪切逆冲性质，为矿区主要的控矿构造；另一组为北东向（多见于坑道中），形成较晚，具剪切张裂性质，多被后期产出的中基性岩脉充填，对矿体、地层均起到破坏作用。

2.3 侵入岩

区域内岩浆岩较发育，矿区内主要为酸性、中酸性岩脉，有花岗岩脉、花岗斑岩脉、闪长岩脉及石英脉等。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变主要有绢云母化、黄铁矿化、黄铜矿化、硅化等。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

勘查区内共划分出矿化带5条，总体走向为北西向，自北向南依次分布，较为分散。目前共圈出规模不等、控制程度不尽相同的37个金铜矿体，其中金矿体6个，金铜矿体31个。矿体均赋存于丹凤群木其滩组第二岩性段[（Z－O）m2]绿片岩相火山岩、碳酸盐岩变质建造中，严格受北西向断裂破碎带控制，矿体一般呈脉状、透镜状、似层状分布，与围岩清晰，矿体平面上呈舒缓波状，产状与断裂产状基本一致，矿体倾向均为南西，矿体倾角倾角变化较大，一般大于50°～75°。目前区内规模较大、控制程度较高的有Ⅰ－1、Ⅱ－1、Ⅱ－2、Ⅱ－3、Ⅲ－1、Ⅳ－1等矿体，其控制长度在80～285m，控制深部90～347m，平均厚度0.52～1.59m，Au平均品位在2.93～21.54 g/t，Cu平均品位在0.44%～2.11%。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石矿物组分

陶家湾金矿矿石自然类型较简单，为含金黄铁矿化黄铜矿化石英脉型金铜矿石。矿石中主要金属矿物成份有银金矿、自然金、黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿、磁黄铁矿及少量的磁铁矿。脉石矿物主要以石英、透闪石、绿泥石、碳酸盐为主，可见少量的石榴石。

根据组合样品分析，陶家湾金矿矿石矿物组分较简单，矿石中主要成矿元素为Au、Cu；有益组分主要有Ag、Pb、Zn。Ag含量在0.36～40.18×10－6；Pb含量在0.002%～0.160%；Zn含量在0.003%～0.49%；其中Ag达到有用组分含量，可以回收利用。有害组分As含量0.004%～0.22%；S含量在0.03%～10.16%。As含量较低，S含量在部分矿体含量高，对矿石加工将产生影响，但可作为伴生组分回收利用。

3.2.2 矿石组构

主要结构主要有：胶粒状结构、粒状变晶结构、自形晶体结构、鳞片结构、交代假象结构和填隙结构和它型颗粒结构。

主要构造特征有：浸染状构造、细脉状构造、斑点浸染状构造、块状构造、碎斑构造等。

4 矿床控矿因素、矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成矿控制因素

陶家湾金矿位于天子山二长花岗岩体北东部港湾内丹凤群木其滩组第二岩性段（Z－O）m2中，矿体严格受断裂控制。根据矿体产出部位、分布特征和所处地质环境，目前认为主要成矿控制因素有：断裂构造因素、地层因素、岩浆活动因素。

1）岩浆活动因素。目前所划分的5个矿（化）带，均位于天子山二长花岗岩体北东侧的港湾内，其展布方向与港湾展布方向基本一致。金矿体均分布在岩体不远的有利部位－断裂中，且矿（化）体旁侧常伴有闪长（玢）岩脉出现，空间上紧密相关。石英脉一般较小，有单脉又有复脉、网脉，厚度1－几厘米不等，在破碎带中呈雁行状平行排列。黄铁矿化石英脉与围岩接触界线清楚，含金石英脉受强片理化带中的断裂、裂隙构造控制，同时在石英脉的上、下盘围岩中存在着较强的黄铁矿化和硅化、褪色化等蚀变，局部地段形成破碎带蚀变岩型金矿体。反映出该矿床成矿与多期次的热液活动有关。

晚期（燕山－－印支期）以岩浆侵入活动为主，大量的岩浆侵入不仅为该区成矿提供了成矿物质（岩体中金的丰度为0.005×10－6），而且为成矿提供了热源和热液，使得矿化进一步沿构造有利部位富集，形成该区较广的以金为主的多金属矿化现象。该区从加里东期至燕山期的中酸性岩体广布，其岩浆活动十分强烈，不同岩性的岩脉到处可见。另外，印支期二长花岗岩体（ ηγ5 1）中金的丰度为0.003× 10－6。正是由于该区有利的成矿条件，才在该区形成了以金为主的多金属矿化现象。

区内岩浆的多次活动和发展过程中，本区矿化作用恰发生于岩浆活动的晚期阶段，岩浆活动为金的活化、迁移及在有利空间沉淀富集至少提供了必不可少的热动力和部分物质来源。故岩浆活动乃属本区重要控矿因素之一。

2）地层控矿因素。区内地层为下古生界丹凤群木其滩组第二岩性段（Z－O）m2中级变质的酸－中基

性火山岩地层，陶家湾金矿即赋存于该套地层的中、下部。据化探资料，该套地层上部含金平均为96×10-9；中部平均为58×10-9；下部平均为98×10-9。其中由中基性火山岩变质而成的斜长角闪片岩类岩石中含金平均达65×10-9。由此可见，该套地层金的丰度值高，是地壳丰度的14～24倍。目前所圈定的金矿体，集中分布于该套地层的中、下部。可见高背景值的地层，为成矿提供了重要物质来源。

3）构造控矿因素。以区域性的构造运动主。受南北向强大的挤压力，形成了以望天背斜为主的褶皱构造，同时也形成了大小不等、不同方向的各种断裂、裂隙，这些深大断裂及不同方向、不同级别的断裂、裂隙又为矿源层中金元素的活化、迁移、富集成矿提供了导矿、容矿、赋矿的通道、空间和场所，在局部有利地段形成了矿（床）体。主要表现在矿（化）点的分布受区域大断裂控制，在该深大断裂的上盘分布着大小矿（床）点20余处。

区内所发育的北西向断裂属导矿构造，北东向断裂为破坏矿的断裂构造，而晚期的次级小断裂构造则属控矿、赋矿构造，该组断裂为成矿提供了热液流动、成矿物质富集和赋存空间。由此可见，该区断裂控矿属重要控矿因素。

综上所述，诸控矿因素，是在漫长的地史发展过程中，相互制约、相互依赖、相互作用的结果。

4.2 矿床成因

经过对陶家湾金铜矿床形成的地质构造背景、成矿环境、矿床地质特征、成矿作用及其时空演化特征认为，本区形成的石英脉型矿体，属于造山带中金矿的成矿类型，通过综合分析，建立了本区金矿床的成矿模式。

区域上晚二叠至三叠纪末，为秦岭造山带的陆--陆碰撞造山阶段，在南北向强烈挤压构造体制作用下，一方面导致地层褶皱变形、逆冲叠覆，另一方面发育脆一韧性剪切带，同时伴生强烈的岩浆热液作用，形成了一系列中酸性岩体。印支岩体侵位之后，区域上东西方向大规模的走滑，岩浆后期热液在区域韧性剪切及热驱动下，含有部分成矿物质的岩浆后期热液使围岩（李子园群）地层中的Au被活化、迁移、富集，伴随着成矿流体的运移，在剪切带的有利扩容空间富集成矿体。在流体流经地层过程中，混入了部分建造水和大气降水。根据李王晔（2008）年测定李子园群的定型年龄为226Ma，结合天子山岩体的成岩年龄认为，该区石英脉型金矿的形成年龄应晚于天子山岩体。

印支末期，由于斑岩（花岗斑岩-闪长玢岩）岩浆活动，富含成矿物质和流体的斑岩岩浆，以岩株状或者脉状侵入到早期形成的二长花岗岩中，矿化主要形成于斑岩体（脉）内部及其附近的断裂破碎带中，矿石平均品位较高；斑岩岩株侵入到地层中，由于断裂较发育，斑岩中富含成矿物质的流体从斑岩岩浆中分离出来，并被早期形成的韧性剪切带中的金矿进行改造，叠加富集，形成高品位的金矿床。斑岩侵入年龄为213Ma，与斑岩有关的成矿年龄为206Ma。

纵观秦岭造山带金矿床分布、区域构造演化和岩浆活动的特点，结合金矿床的成矿物理化学条件可知，本区金矿的形成与西秦岭地区金矿床的成矿机制较为一致，但又有一定特殊性，其特殊性在于本区存在有晚期的金矿成矿作用。

印支期西秦岭地区强烈的碰撞造山作用，伴随深断裂的多次活动。区域上北西向或近东西向大规模的走滑，又进一步促使含矿带内早期脆一韧性剪切带发生走滑脆一韧性剪切，在此过程中，大量花岗岩浆经过同熔或重熔作用生成及上侵定位伴随深部流体向上运移，与其它来源流体汇合，在流体运移过程中，Au不断得到活化、迁移，当携带大量成矿物质的流体进入有利的成矿构造部位时，随着温压等物理化学条件的改变，最终形成了一系列与岩浆活动有关的大型矿床成矿系统。造山带中的多数金矿床年龄的叠加是岩浆作用和来源于造山作用过程中热作用产生的热液流体共同作用的结果。

［1］ 袁见齐，朱上庆，翟裕生，等.矿床学[M].北京：地质出版社出版，1979.

［2］ 张新虎.甘肃矿床成矿系列研究[J].甘肃地质，2008，16（4）：1-15.

［3］ 李永军.天水地区花岗岩类地质信息采集及集成研究[J]. 2010.

F407.1