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陕西省镇安县金龙山金矿床

陕西省镇安县金龙山金矿床为陕西省秦岭南坡的镇安县米粮乡所辖，是80年代末武警黄金部队在南秦岭镇旬盆地丁-马汞锑矿带上发现的微细浸染型锑-金矿床，经勘查已达到大型规模。

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1 区域成矿地质环境

1.1 大地构造单元

金龙山金矿床位于秦岭褶皱系的南秦岭印支褶皱带，区域构造上位于镇安-板岩镇断裂南侧，金鸡岭复式向斜北翼的次级复背斜构造中。

1.2 区域地层

区内古生界地层出露较齐全（图1），有寒武—奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。中生界仅三叠系，新生界第四系零星分布。

图1 金龙山金矿田地质图

（据武装警察部队黄金指挥部，1997）

Q—第四系；P2l—上二叠统龙洞川组；P2y—上二叠统熨斗滩组；P1sh—下二叠统水峡口组；C1-2t—中—下石炭统铁厂铺组；C1-2s—中—下石炭统四峡口组；C1y—下石炭统袁家沟组；D3n—上泥盆统南羊山组；D2l—中泥盆统冷水河组。1—断裂；2—矿脉及编号

古生界主要沿镇安-旬阳盆地周边分布，随着沉积盆地的不断演化，古生界地层的沉积范围也不断扩大，沉积中心向北迁移，赋矿地层上泥盆统南羊山组和下石炭统袁家沟组在沉积盆地的中心地带发育。三叠系分布于研究区的中部地区，组成金鸡岭复式向斜核部，为一套浅海相碎屑岩和泥质碳酸盐岩沉积。

1.3 区域构造格架

区内褶皱构造十分发育，主要有金鸡岭复向斜，位于镇安-板岩断裂以南，为镇-旬地区印支褶皱的主体，轴向近东西延伸，背斜核部由三叠系、二叠系和石炭系组成，两翼及仰起端为泥盆系及下古生界组成，其两翼为次级褶皱复杂化。断裂构造主要有商南-丹凤断裂、镇安-板岩镇断裂、凤镇-山阳断裂及石泉-安康-竹山大断裂。

1.4 区域岩浆活动

研究区未发现任何岩体，但区域上岩浆活动较强，侵入岩以印支期花岗岩为主，多分布于研究区西部的凤县—宁陕地区，而在研究区两侧则有与铜、铅、锌矿化有关的华力西期、加里东期的花岗岩类，与铬铁矿有关的超基性岩类，与稀土矿床有关的二长花岗岩类。

2 矿区地质特征

2.1 赋矿地层

矿体赋存于旬阳盆地的上泥盆统南羊山组（D3n）和下石炭统袁家沟组（C1y）中，其中，南羊山组是金矿床的主要赋矿层位，含矿岩系普遍含有机质（Zhang等，2000）。

南羊山组整合覆于冷水河组之上。区域上岩性岩相横向变化较大，由西向东大致划分出层位及时代相当的南羊山组碳泥质粉砂质钙质板岩，灰岩-粉砂岩-页岩，粉晶中细晶灰岩3个相地层区段。

袁家沟组整合覆于南羊山组之上，岩性为灰—深灰色中薄层含燧石条带（团块）细灰岩、微晶灰岩和粒屑灰岩。岩石中富含有孔虫、蜓类底栖生物。

2.2 控矿构造

控矿构造具有区域性的褶皱式脆-韧性、韧-脆性剪切变形构造的特点。矿区南（F1）北（F2）大断裂成为区内一级断裂构造。F1和F2在走向上呈波形弯曲，断裂面倾向N，倾角为70°～80°，属高角度逆冲断层，金龙山矿床即受限2条断裂之间。NE，NW向断裂为共轭的同期断裂，NW向断裂发育且规模较大，时序较长。NE向断裂走向40°～60°，断面向NW陡倾。SN向断裂与成矿的密切关系无论在区域还是中小尺度都十分明显。EW，NE，NW，SN向构造复合是金矿形成的一个重要构造条件，它们形成的米字型构造地段及其所处的有利含矿岩性部位，由于应力集中形成包括节理、裂隙和劈理等一系列透入性破裂构造，与金矿化蚀变关系十分密切。当这些透入性破裂构造发育在有利含矿岩层的剪切带上时，破碎岩石可直接构成工业矿体。

2.3 围岩蚀变

围岩蚀变一般比较简单，与锑金矿化较为密切的蚀变主要有硅化和碳酸盐化，其次为重晶石化、伊利石化、黄铁矿化、毒砂化、褐铁矿化和高岭土化等。矿化蚀变分可为3期：早期以黄铁矿化、含砷黄铁矿化、毒砂化及微弱硅化为特征；中期仍以黄铁矿化、含砷黄铁矿化及毒砂化为特征，但伴随共生的硅化、铁白云石化及方解石化较明显；晚期矿化蚀变以粗晶黄铁矿化、辉锑矿化及辰砂化为特征，同时伴随强烈的似碧玉岩化、方解石化、重晶石化和少量伊利石化。其中早、中期矿化蚀变作用与金矿化关系密切，含砷黄铁矿和毒砂是主要的载金矿物。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

金龙山矿区规模较大的工业矿体主要为1，3，6，16号矿体，其他均规模较小或仅为矿化体。

1号矿体及其外缘蚀变带总长380m，宽4m左右。矿体南西部分呈脉状，走向40°～60°；矿体北东部分呈扁豆体状，走向60°～100°。总体倾向NW—N，局部反倾，倾角72°～86°。矿体在走向和倾向上均呈舒缓波状，整体呈反之字复杂形态。实际控制矿体长度230m，水平厚度1.03～20.80m，平均厚6.71m。矿体出露标高906m，工程控制标高746m。矿体金品位1.04×10-6～64.26×10-6，平均6.13×10-6。矿体主要由浸染状黄铁矿-毒砂金矿石和浸染状黄铁矿金矿石组成，在局部NE向脆性断裂叠加之强烈破碎蚀变带处，出现角砾状锑-金矿石。

6号矿体分布于矿段偏东一侧，金矿构造蚀变带长＞1000m，宽3.00～12.70m，走向40°～55°，倾向NW，倾角75°～88°。其中，矿体控制长度为280m，水平厚度0.73～14.92m。矿体出露标高849.6m，工程控制标高750.11m，控制斜深257.60m。矿体金品位1.00×10-6～16.47×10-6，平均3.19×10-6。由于厚度上的明显变化，矿体沿走向、倾向呈舒缓波状延伸，并向深部矿石品位有明显变富的趋势。矿体总体具分叉边缘之透镜体状形态，内部常见有围岩块体。矿体主要由浸染状黄铁矿—毒砂金矿石和浸染状黄铁矿金矿石组成，偶见角砾状锑—金矿石。

16号矿体分布于矿段东南部，位于金龙山背斜南翼。矿体受近EW 向层间断裂控制。断裂长度＞300m，走向90°～105°，倾向180°～195°，倾角75°～80°。工程控制矿体长98m，矿体水平厚度2.06～9.32m，平均厚5.00m。矿体出露标高855m，工程控制标高733m。矿体金品位1.13×10-6～52.58×10-6，平均8.15×10-6。矿体主要由浸染状黄铁矿—毒砂金矿石及浸染状黄铁矿金矿石组成。

3号矿于金龙山背斜轴部，赋存于南羊山组中-上岩性段，呈近EW向展布，主要受褶皱轴面劈理扩张带控制。地表控制矿体长度60m，水平厚度5～15m，金品位1.03×10-6～33.53×10-6，平均4.13×10-6。矿体主要由浸染状黄铁矿—毒砂金矿石及浸染状黄铁矿金矿石组成，形态呈透镜体状。

3.2 矿石成分

矿石中主要金属矿物为含砷黄铁矿、毒砂、辉锑矿、黄铁矿及少量辰砂、黄铜矿等。脉石矿物有石英、方解石、铁白云石、绢云母及地开石。主要载金矿物为含砷黄铁矿及毒砂。金以次显微状（0.014～0.075 μm）小圆珠及链球状赋存于含砷黄铁矿增生环带及毒砂晶粒中。

3.3 矿石组构及成矿阶段划分

矿石结构主要为自形—半自形—他形、包含、交代、固溶体分离和溶蚀等；构造为（细脉）浸染状、角砾状、团块状和（网）脉状等。

矿床成矿作用划分为3个成矿期：同生沉积成矿预富集期、构造叠加-热液改造成矿期和表生氧化次生富集期。构造叠加-热液改造成矿期可进一步划分为4个成矿阶段：褶皱变形成矿阶段、次级褶皱-应变滑劈理变形成矿阶段、膝折变形成矿阶段和脆性变形成矿阶段。

3.4 矿石组分

矿石中富含Au，Cu，Pb，Zn等元素，含量变化大，Au主要与Cu，Ag，Bi，Fe呈正相关关系，相关系数分别为0.86，0.60，0.44，0.30，这与载金矿物主要是黄铁矿和黄铜矿是基本一致的。

4 矿床成因分析

4.1 矿物包裹体特征

金龙山金矿带的流体包裹体特征、液相成分、气相成分见表1，2和3（张复新，1997；赵利青，1997）。

包裹体比较发育，但个体偏小，绝大多数＜5 μm，一般在1～3 μm之间，而且从金矿化、锑矿化阶段到碳酸盐化阶段，包裹体个体逐渐变大，包裹体以液相和气液相为主，气液比集中在5%～25%之间。包裹体形态为似球状、椭圆状、长条状和不规则状等，在40×10倍的显微镜下可见晚期样品中有很多以小黑点形态存在的气相在液相包裹体中跳动。

成矿流体总体上Cl-＞F-，Na＋＞K＋，属于Cl--Na＋型流体。

矿物流体包裹体测定，含金成矿流体液相成分的阳离子K＋＞Na＋，Au＞Sb；阴离子（ ）＞（F-＋Cl-）；气相成分以H2O为主，次为CO2，CH4，CO，N2。

从金、锑矿化阶段到碳酸盐化阶段，包裹体中N2，CO2含量增加，碳酸盐化阶段还测到了一定量的O2，说明随成矿作用演化，成矿流体系统愈趋开放，越来越多的大气降水加入到成矿流体中，指示成矿深度逐渐变浅，成矿过程中发生了地壳隆升。

表1 金龙山金矿带的流体包裹体特征及均一温度 表2 金龙山金矿带的流体包裹体液相成分

注：①未计 ；②未计Ca2＋；“—”为低于检测限。

从早到晚，成矿流体中H2O含量降低，CO2含量增加，H2O/CO2比值明显降低（表3），表明CO2的浓度在逐渐增加，根据化学平衡的原理，溶液中的 和 离子的含量也应增加。与典型卡林型金矿特征（Kerrich等，2000；Berger等，1991）一致，也与金龙山金矿带的矿物组合顺序吻合。

表3 金龙山金矿带流体包裹体气相成分

注：还原参数R=(H2+CO+CH4)/CO2；“—”为低于检测限。

表4 金龙山金矿带矿物及矿物流体包裹体碳（PDB 标准）和氢、氧（SMOW 标准）同位素组成

注： 为计算值，石英和方解石与水的分馏方程式分别采用：1000l nα石英-水＝3.4 2×106T-2-2.8 6（张理刚，1985，200～500℃）；1000lnα方解石-水＝2.78×106T-2-2.89（O'Neil，1969，0～800℃），其余栏目均为实测值；者引自张复新等（1997），者引自赵利青（1997），未知注者由地质科学院同位素开放实验室测试，质谱计型号为MAY251EM，碳和氧同位素分析精度为0.2%，氢同位素分析精度为2%；“-”为未测者。

从金龙山和丘岭金矿床来看，晚期包裹体中CH4，C2H6的含量高于金锑矿化阶段，这可能是因为赋矿地层的有机质含量较高，在成矿热液作用下，氧化分解产生CH4，C2H6和CO2等，从而导致晚期的轻烃含量高于主矿化阶段；另一个原因是晚期成矿温度低，有利于C2H6等的稳定存在。

4.2 物理化学条件

金矿化阶段的包裹体的均一温度范围为158～268℃，集中在180～220℃之间，盐度为5.7%～7.85%（张复新等，1997）；锑矿化阶段均一温度为120～277℃，集中在140～220℃之间，盐度为8.3%～8.6%（张复新等，1997）；而成矿晚期的均一温度为81～184℃，集中在130～180℃之间。表明从主成矿期到成矿晚期，均一温度逐渐降低，同时显示了成矿流体具有中低温、中低盐度的特征，符合微细浸染型金矿床的一般特征。

4.3 同位素地球化学标志

4.3.1 氢氧碳同位素

矿物δ18O集中在16.5‰～25.5‰之间，富集18O，与沉积岩δ18O范围（5‰～25‰；魏菊英等，1988）接近。从金龙山矿床δ18O的特征可以看出，从金矿化阶段（24.3‰～25.9‰）到碳酸盐化阶段（16.5‰～17.9‰）有降低的趋势，加之矿化过程的温度是降低的，故流体的δ18O应是逐渐降低的，表明大气降水的加入量增多。从早到晚，流体包裹体的δD值逐渐增加（表4）。金龙山矿床主成矿阶段流体δD平均值为-87‰，而晚期为-65‰；丘岭矿床由-83‰变化到-69‰；这些δD值在当地中生代（J-K）大气降水δD（δD＝-88‰）（张理刚，1985）附近波动。在成矿流体δD-δ18O关系图上，研究区成矿流体投影点位于岩浆水的区间内或左右两侧以及变质水的下边界附近。绝大部分样品的投影点相对于大气降水线都明显向右漂移，表明流体与围岩进行了充分的交换或者来自围岩，从而富集了δ18O，也表明成矿流体可能是由来源于大气降水的沉积建造水演化而成的（表4）。

从早到晚，成矿流体有向大气降水演化的趋势。金龙山金矿带在δD-δ18O图上的投影点分布情况与该区同在泥盆系中的八卦庙金矿（石英包裹体的 δD，δ18O 值分别为-117.9‰～-53.5‰和-3.07‰～13.3‰（韦龙明等，1994））和双王金矿（石英、方解石和铁白云石包裹体的δD、δ18O分别为-62.2‰～-131.9‰和8.31‰～15.20‰（樊硕成等，1994））相似，同时还与整个微细浸染型金矿（刘东升等，1994）类似。

此外，对于双王金矿的研究也可以发现，从成矿早期到晚期，流体包裹体δD的平均值分别为-98.0‰（4个样品）、-78.6‰（6个样品）和-32.6‰（1个样品）（樊硕成等，1994），逐渐增加；而δ18O平均值分别为13.9‰，10.8‰和-7.63‰，依次降低，这一变化趋势和金龙山金矿带是一致的。

这些相似的特征可能是与它们具有相同的大地构造背景，从而导致相似的流体演化过程有关。

4.3.2 硫同位素

含矿岩系沉积岩黄铁矿δ34S值为-4.23×10-3～＋0.73×10-3，极为4.96×10-3，接近陨石硫并偏向负值，显示具有来自火山热液硫源，且被生物轻度还原硫的特点，与该含矿岩系中发现与生物成因黄铁矿共生的少量火山凝灰物质有密切关系。矿石中热液成因硫化物δ34S值为11.05×10-3～19.76×10-3，极为8.71×10-3，重硫较富集，早、中期金矿化阶段硫化物较晚期锑矿化阶段明显富集重硫，显示出本区锑金矿床含黄铁矿较不含金黄铁矿富集重硫，是本区矿床同位素的地球化学特征。

4.3.3 铅同位素

含矿岩系沉积岩黄铁矿的铅同位素变化范围较大，206Pb/204Pb为18.058%～18.478%，207Pb/204Pb为15.523%～15.843%，208Pb/204Pb 为 38.356%～39.117%，变化系数分别为 1.28%，0.96%，2.27%，显示出地层铅同位素组成不均一的多来源特征。

4.4 成矿时代

40Ar/39Ar年龄分析结果表明，金矿成矿年龄为135.5 Ma，即矿床形成于白垩纪早期。

综合以上分析，初步认为金龙山金矿床为细脉浸染型。

参考文献

刘新会，刘爽，李渊等.2000.金龙山-丘岭金矿床成矿流体的储运规律及区域找金方向.地质找矿论丛，（增）：10～14

张静，陈衍景，张复新等.2002.陕西金龙山卡林型金矿带成矿流体地球化学研究.矿床地质，21（3）：283～291

（张艳春编写）

倪培的代表性文章、论著

1. Pei Ni, Xia Zhu, Rucheng Wang, Kun Shen, Zeming Zhang, Jiansheng Qiu, Jianping Huang. 2008. Constraining ultrahigh-pressure (UHP) metamorphi and titanium ore formation from an infrared microthermometric study of fluid inclusions in rutile from Donghai UHP eclogites, eastern China，Geological Society of America Bulletin，v. 120, no. 9/10, p. 1296-1304