尖山沟金矿床地质特征及成因探讨
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【摘要】在详细研究尖山沟金矿矿区地质特征的基础上，探讨了尖山沟金矿的成因。结果表明：金、银成矿物质主要来源于大石桥组上部岩石层位中富含有机物及硫和砷的矿物，金主要呈Au(HS)2-方式迁移，硅化和硫化物化导致含金矿质沉淀。
【关键词】尖山沟金矿；地质特征；成因机理
尖山沟金矿区行政区划隶属于辽宁省凤城市青城子镇桃源村、杨树村和林家村，北起桃源河谷南侧，南至大顶子山，东接北西向尖山子断裂，西临中生代新岭花岗岩体。地理坐标：东经123°40′30″，北纬40°44′56″。
1 矿区地质
矿区位于青城子铅矿东侧，出露下元古界辽河群变质岩系，北西向尖山子深断裂斜贯全区，南部和东部分别出露辽河期大顶子斜长花岗岩体和方家隈子花岗岩体。矿区横跨尖山沟两侧，南为湾地沟金矿段，西为林家三道沟金矿段。湾地沟矿段金矿体赋存于辽河群大石桥组与盖县组片岩接触过渡部位，林家三道沟矿段金矿体赋存于辽河群上部盖县组片岩中。两矿段同处于尖山子断裂下盘附近，空间上属于同一套岩石组合序列。
1.1 地层
区内出露下元古界辽河群浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组，湾地沟金矿体赋存于大石桥组上部三段四层和三段五层碳酸盐岩与盖县组下部碎屑岩组成的接触带中，林家三道沟金矿体赋存于盖县组下部片岩层位中。
1.2 构造
1.2.1 褶皱构造
区内发育两类褶皱构造，一类为辽河期东西向线状背向斜，一类为印支-燕山期背向斜。早期以东西向基底褶皱为主，褶皱轴主体呈东西向线状展布，区域上隶属于草河口复向斜低序次组成部分。受新岭花岗岩体侵位及尖山子断裂长期活动的影响，早期东西向褶皱局部地段往往形成宽缓开阔的背向斜构造。晚期北东向褶皱发育规模相对较小，并普遍叠加于早期东西向褶皱之上，在两期褶皱构造迭加部位常常构成金银矿床的赋存空间。
1.2.2 断裂构造
区内发育北西、北东、近南北和近东西向断裂构造，四组断裂均具有多期多次活动的特点。按其对金、银多金属矿产的控制关系，可以划分为成矿前断裂、成矿期断裂和成矿后断裂。成矿前断裂主要为北西向尖山子深断裂，是区内一级导矿构造；成矿期断裂主要为近东西向含矿层间滑动破碎构造带；成矿后断裂发育北东和北西向两组。
1.2.3 岩浆岩
区内岩浆活动可分为早、晚两期，早期出露辽河期龙庙北沟斜长花岗岩体、大顶子斜长花岗岩体、尖山子斜长花岗岩体，晚期出露印支期新岭花岗岩体。
2 金银矿床赋存条件及矿石类型
本区金银矿床（体）具有相同或相近的地质成矿特征。层位控矿条件：金（银）矿床赋存于大石桥组上部与盖县组下部过渡带中；构造控矿条件：金银矿床赋存于层间断裂滑动构造带和切层断裂内；岩浆岩控矿条件：新岭花岗岩体控制着石英脉型银矿体的空间展布，而且赋存于含矿层位中的金（银）矿体也不同程度地具有热液蚀变特征。
本矿区以金矿为主，伴有银矿，周围分布有桃源金矿、林家金矿、新岭银矿、高家堡子银矿、小佟家堡子金矿和杨树金矿等。金矿体可分为两种类型：以硅化蚀变岩型为主，次为韧性剪切带型。银矿体也可分为两种类型：一种是与含矿层位有关的硅化蚀变岩型，一种是受新岭岩体控制的热液石英脉型。
3 金矿床成因
3.1 成矿物质来源
辽河群下部双峰式火山沉积岩石序列反映了大陆裂谷早期动荡的沉积环境，Cu、Fe、B、Co元素普遍高于同类岩石克拉克值数倍，构成了Cu、Fe、B、Co含矿建造；中部碳酸盐沉积岩石序列反映了大陆裂谷中期相对稳定的浅海沉积环境，Pb、Zn、Ag、Au元素普遍高于同类岩石克拉克值数倍，构成了Pb、Zn、Ag、Au含矿建造；上部碎屑沉积岩石序列反映了大陆裂谷晚期海陆交互相沉积环境，Ag、Au元素普遍高于同类岩石数倍，构成了Ag、Au含矿建造。
据小佟家堡子金矿选矿试验结果，辽河群大石桥组上部层位岩石中富含石墨、硫和砷等成矿物质，大理岩型、变粒岩型和片岩型金矿石中石墨及硫、砷含量多少与金品位高低呈正相关关系，石墨、硫和砷含量越高金品位也越高，说明金、银成矿物质与大石桥组上部岩石层位中富含有机物及硫和砷存在密切的成因联系。
3.2 金元素迁移方式
在含矿溶液中，金通常以络合物方式迁移，并且依溶液中元素配位体种类不同而呈现出不同的迁移方式。几十年来，许多学者曾围绕金元素迁移方式开展过深入的理论探讨和室内研究工作。一部分学者认为金元素在溶液中以AuCl2-和AuCl4-即氯络合物方式迁移，另一部分学者认为，在弱酸-弱碱性介质中，金元素以硫络合物方式迁移。目前普遍认为，在高温、富氯、氧化和酸性介质条件下，金主要以氯络合物方式迁移，在中-低温、富硫、还原和中性至偏碱性溶液中，金主要呈含硫络物方式迁移。
本区金矿床岩石类型复杂，在含矿溶液与原岩相互作用时，不同岩石类型产生不同的蚀变矿化类型。含矿溶液与大理岩相互作用发生强硅化蚀变作用，发育形成微细粒绢云石英交代岩；含矿溶液与变粒岩、片岩、煌斑岩等长英质岩石相互作用，发育形成石英铁白云石细脉。根据金矿体矿化蚀变过程中带入带出的岩石地球化学成分判断，含矿溶液应属于富含H2S、CO2、SiO2、Fe2+的酸性溶液，金主要呈Au(HS)2-方式迁移。
3.3 矿质沉淀形式
本区金矿床蚀变类型较多，蚀变强度变化较大，其中硅化和硫化物化与矿质沉淀有着直接的相关关系。
3.3.1 硅化蚀变与矿质沉淀关系
本区硅质流体交代白云岩后形成硅质岩，交代变粒岩、片岩和煌斑岩后形成微晶石英细脉。从化学反应角度考察，石英交代白云石形成交代岩，是通过溶液中SiO2沉淀析出石英，不断占据并取代白云石空间位置来实现的。在硅化过程中，含矿溶液中H+逐渐消耗，溶液Ph值发生变化，由酸性向碱性呈递增趋势。与大理岩、硅化大理岩稀土配分型式对比，石英交代岩具铕负异常。正常情况下，稀土元素呈+3价价态存在，各元素之间地球化学性质相似，一般不会发生明显的分异现象。但是，铕属于变价元素，在蚀变过程中Eu3+容易还原成Eu2+。而Eu2+元素活动性较强，容易发生地球化学分异作用，易于被热水溶液等流体带走。由此可知，具铕负异常的石英交代岩，其含矿溶液通常显示还原沉淀的特征。
3.3.2 硫化物化蚀变与矿质沉淀关系
本区大理岩类岩石硫化物矿化蚀变强度微弱，仅在片理、节理、微裂隙部位形成黄铁矿，而片岩型、变粒岩型和煌斑岩型金银矿石硫含量远远高于大理岩型金矿石，并且其近矿围岩局部地段也大量发育金属硫化物。经显微镜下观察，可以见到煌斑岩型金矿石中硫化物保留角闪岩、黑云母假象，片岩、变粒岩型金矿石中不规则状黄铁矿等硫化物与蚀变矿物密切伴生，大理岩矿石中压溶缝合线中铁氧化物被交代形成黄铁矿。这些硫化物物化现象反映出矿化蚀变前，容矿岩石中呈氧化物状态的铁易于与含矿溶液中的H2S发生化学反应，拆解破坏溶液中的金-硫络合物，从而使金元素伴随硫化物而析出沉淀。
3.4 成因机理
本矿段金银成矿物质主体来源于辽河群上部碳酸盐岩和陆源碎岩沉积建造，硫主要来源于金银原始含矿层位。含矿流体部分来源于大气降水，部分来源于印支-燕山期岩浆热液，并以渗流热卤水为主。含矿溶液属于中低温（230°-140°），高盐度（8-10.9wt%），贫铅富银、富金、富锌，在相对低硫逸度（ -17.5-18.0）和强还原的含矿介质中沉淀成矿。主成矿期为印支-燕山期，属于沉积-变质-岩浆热液改造型金矿床。
4 结论
尖山沟金、银成矿物质与大石桥组上部岩石层位中富含有机物及硫和砷存在密切的成因联系，含矿溶液属于富含H2S、CO2、SiO2、Fe2+的酸性溶液，金主要呈Au(HS)2-方式迁移，硅化和硫化物化导致含金矿质沉淀。
参考文献
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