益陽(yáng)南郊金礦床地質(zhì)特征與成因分析

熊建勛 代仁鳳 謝武

摘要：本文闡述了益陽(yáng)南郊金礦的地質(zhì)特征，并對(duì)成礦成因進(jìn)行了分析，初步認(rèn)為該金礦成因?qū)倩鹕健练e變質(zhì)——巖漿期后熱液（中低溫）型金礦。

關(guān)鍵詞：噴溢環(huán)境；變基火山巖；拉班玄武巖；中～酸性巖脈；金礦化；富集規(guī)律

益陽(yáng)南郊金礦位于益陽(yáng)市城區(qū)南部，東起梓山村水庫(kù)南端至七里橋，西至白若寺經(jīng)觀音寨至槐樹(shù)灣一線，長(zhǎng)約7km，面積20km2。筆者通過(guò)收集相關(guān)資料并進(jìn)行整理，結(jié)合礦山開(kāi)采時(shí)呈現(xiàn)的礦化富集特征進(jìn)行研究分析，討論和介紹該金礦床的地質(zhì)特征與成因，對(duì)未來(lái)尋找同類(lèi)型金礦具有一定指導(dǎo)意義。

1礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要有冷家溪群下組（pt2ln1）、中組（pt2ln2）和第四系更新統(tǒng)馬王堆組（Qpmw）。

（1）冷家溪群下組（pt2ln1）巖性由粉砂質(zhì)板巖和板巖構(gòu)成，分布于礦區(qū)西部。

（2）冷家溪群中組（pt2ln2）：按其巖性組合特征可分為三部分：下部為灰綠色泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)板巖互層為主；中部為灰綠色泥質(zhì)不等粒石英砂巖、鐵泥質(zhì)細(xì)中粒砂巖；上部為灰綠色厚板狀板巖、硅質(zhì)板巖、砂質(zhì)鐵質(zhì)斑點(diǎn)板巖、粉砂質(zhì)板巖等。分布于礦區(qū)東部及作為夾層分布于火山巖體內(nèi)。

（3）第四系更新統(tǒng)馬王堆組（Qpmw）：下部礫石層，上部棕紅色含礫網(wǎng)紋狀粘土，含粉砂，分布于資江河岸附近和礦區(qū)低洼處。

1.2 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，主要有武陵期變基火山巖和雪峰期中—酸巖脈。

1.2.1武陵期變基火山巖

由一套以變基玄武質(zhì)科馬提巖—拉斑玄武巖夾少量砂質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖及板巖為主的火山巖系，組成幼年島弧型火山噴溢——沉積巖相。

（1）拉斑玄武巖：分布廣泛，構(gòu)成本區(qū)火山巖的主體，其風(fēng)化深度為10~110m之間，且風(fēng)化裂隙節(jié)理發(fā)育。新鮮巖石呈灰綠色、深灰色、灰黑色，致密塊狀，具架狀結(jié)構(gòu)、纖狀結(jié)構(gòu)。金的背景值為5.54ppb。

（2）玄武質(zhì)科馬提巖：為數(shù)不多，分布于下部旋回底部，新鮮巖石呈灰綠色、暗綠色、淺綠色，風(fēng)化后呈黃褐色、桔黃色，部分為紫紅色，?；郀罱Y(jié)構(gòu)。金的背景值為3.52ppb。

1.2.2雪峰期中—酸性巖脈

該礦區(qū)火山巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)中—酸性巖脈近百余條，侵入冷家溪群中組變基火山巖內(nèi)及附近的沉積變質(zhì)巖中，大多數(shù)呈脈狀產(chǎn)出，少數(shù)呈小巖株（出露面積0.04平方公里）產(chǎn)出，巖脈受構(gòu)造斷裂控制，走向各異，以北東向?yàn)橹鳌Ｖ小嵝詭r脈內(nèi)金的背景值為8.19ppb。

1.3 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造位于柳溪—花果山褶皺帶與北東向石砠塘倒轉(zhuǎn)背斜的交接處。礦區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)石咀塘倒轉(zhuǎn)背斜、油麻沖向斜、王四村扭性斷裂、鄧石橋壓扭性斷裂。

（1）石咀塘倒轉(zhuǎn)背斜：位于益陽(yáng)市南部的赫山廟至鄧石橋一帶，總體傾向3000，傾向50～600之間，軸線長(zhǎng)大于7km，在其傾伏部位及火山巖與沉積巖接觸部位次級(jí)裂隙發(fā)育，并有含金石英脈、花崗巖巖脈充填，其中以500、700方向兩組裂隙充填為主要含金脈。

（2）油麻沖倒轉(zhuǎn)向斜：位于益陽(yáng)市西南鄧石橋之北，巖層向北西傾斜，傾角40～600之間，北西翼倒轉(zhuǎn)，軸線長(zhǎng)約5.0km，寬1.5km,被清溪沖壓扭性斷裂、鄧石橋壓扭性斷裂所切割錯(cuò)開(kāi)，向斜中次級(jí)裂隙發(fā)育，石英脈成群出現(xiàn)，并為金礦脈賦存場(chǎng)所。

（3）王四村壓扭性斷裂：位于益陽(yáng)南部王四村礦段，斷裂切割了變基性火山巖，沿?cái)嗔褞r石較為破碎，寬達(dá)20m，長(zhǎng)2.5km。斷裂走向40～450，向北西傾斜，傾角750左右，是主要的含金破碎帶。

（4）鄧石橋壓扭性斷裂：位于益陽(yáng)市南部鄧石橋地區(qū)，該斷裂切割了冷家溪群板巖及變基火山巖，斷裂走向北東200～250方向，長(zhǎng)約6.5km，斷面向北西傾，傾角720～780，斷裂中石英脈發(fā)育，并含金較富。

1.4 變質(zhì)作用與蝕變

本區(qū)火山巖巖體為中元古代中期（武陵期構(gòu)造）噴溢作用形成的產(chǎn)物，且經(jīng)了漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)變動(dòng)，在多次熱液蝕變及區(qū)域變質(zhì)作用下，已成為綠片巖相的變質(zhì)巖。變質(zhì)及蝕變作用種類(lèi)繁雜，主要有透閃石化、簾石化、綠泥石化、絹云母化、硅化及泥化等?；鹕綆r內(nèi)和內(nèi)外接觸帶均有中～酸性巖脈和含金石英脈分布，說(shuō)明后期巖漿熱液侵入其中，蝕變過(guò)程促使金礦化的遷移和富集。

2礦床地質(zhì)特征

2.1 礦脈特征

礦區(qū)火山巖體內(nèi)和巖體的內(nèi)外接觸帶均有含金石英脈分布。但主要集中成礦構(gòu)成工業(yè)礦體的地段還是巖體的內(nèi)外接觸帶上。根據(jù)含金石英脈分布和金礦化富集程序，劃分良田水庫(kù)、王四村、金井坡礦段三個(gè)富集礦段。其中良田水庫(kù)礦段：位于礦區(qū)西側(cè)中段的良田水庫(kù)附近，為石咀塘倒轉(zhuǎn)背斜西北翼。發(fā)現(xiàn)金礦脈17條，礦化體57條，整體走向40～500方向，傾向各異，傾角700左右，礦脈長(zhǎng)30～200m，礦脈厚度數(shù)厘米至1.2米，金脈含量均在4.0～10.0克/噸，局部可達(dá)200克/噸。王四村、金井坡礦段，位于礦區(qū)東南部，王四村礦段發(fā)現(xiàn)礦脈14條，礦化體43條，礦脈受王四村壓扭性新裂控制，走向50～550，傾向330～100，礦脈長(zhǎng)50～140m，礦脈厚數(shù)厘米，金脈含量2.0～6.0克/噸。金井坡礦段，發(fā)現(xiàn)礦脈20條，礦化體33條，礦脈走向700左右，礦脈整體傾向于北向，傾角650左右，礦脈長(zhǎng)約70～120m，礦脈厚數(shù)厘米，該礦段構(gòu)造發(fā)育、節(jié)理、裂隙縱橫交錯(cuò)，中—酸性巖脈和礦脈到處可見(jiàn)，常出現(xiàn)雞窩形金，是本礦區(qū)巖金礦脈最富集地段。

2.2 礦化富集規(guī)律

（1）含金石英脈除少量賦存于火山巖體內(nèi)外，主要賦存于火山巖與正常沉積變質(zhì)的接觸帶及附近，構(gòu)成工業(yè)金礦床。

（2）含金石英脈主要受構(gòu)造控制；表現(xiàn)為金礦脈集富于石咀塘倒轉(zhuǎn)背斜兩翼，并賦存在鄧石橋、王四村壓扭性斷裂附近次級(jí)節(jié)理、裂隙構(gòu)造中。

（3）金礦化的富集與中～酸性巖脈的侵入和多次熱液蝕變有關(guān)，即巖脈頻繁出現(xiàn)和蝕變強(qiáng)烈處其金品位高。

（4）礦脈和金礦化的富集地往往集中在次級(jí)節(jié)理，裂隙構(gòu)造的交叉處是雞窩金分布的有利部位。

（5）礦脈和金礦化的富集，與后期小型東西向斷裂有關(guān)。因小型東西斷裂切割了北東向和北北東向斷裂，說(shuō)明后期構(gòu)造和熱液作用促使金更進(jìn)一步地遷移和富集。

2.3 礦石類(lèi)型

該區(qū)金礦床的礦石類(lèi)型有金復(fù)式石英脈型、金破碎帶型、金黃鐵礦型等。

2.4 微量元素特征

本礦區(qū)的微量元素特征如下：

（1）與維氏值相比，本礦區(qū)各巖類(lèi)的微量元素含量普遍偏低，僅Cr、Ni、As、Au幾種元素高于維氏值，其中在火山巖中Cr、Ni、As三種微量元素高于維氏值，Au微量元素與維氏值相當(dāng)。上述現(xiàn)象與強(qiáng)烈蝕變和風(fēng)化作用有關(guān)。

（2）Au微量元素在變基火山巖和正常沉積巖中的含量與維氏值相當(dāng)，而在強(qiáng)破碎帶蝕變巖、中～酸性巖脈、石英脈中的含量高出維氏值1.9～5.5倍，這說(shuō)明后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及熱液蝕變作用對(duì)Au的遷移和富集起促進(jìn)作用。

3成因分析

3.1 火山活動(dòng)與噴溢環(huán)境

北西益陽(yáng)—寧鄉(xiāng)—麻田—醴陵深部斷裂是本區(qū)最早發(fā)育并長(zhǎng)期活動(dòng)的構(gòu)造，武陵運(yùn)動(dòng)中前期，本區(qū)處于動(dòng)蕩活動(dòng)環(huán)境。本區(qū)變基火山巖是幔源巖漿在海底水下裂隙式寧?kù)o噴溢環(huán)境下形式。

3.2 控礦因素

從礦脈空間分布特征及富集規(guī)律來(lái)看，控礦因素有如下特點(diǎn)：

（1）層位控礦：該區(qū)金礦床的空間分布特征明顯受一定層位控制，賦礦層層位是冷家溪群中組（pt2ln2）。

（2）建造控礦：一套以變基玄武質(zhì)科馬堤巖—拉班玄武巖夾少量砂質(zhì)板巖，變質(zhì)砂巖及板巖為主的火山巖系對(duì)金礦的形成起到明顯的控制作用。

（3）構(gòu)造控礦：石咀塘倒轉(zhuǎn)背斜與鄧石橋、王四村壓扭斷裂很明顯地控制了金礦帶的分布。

3.3 物質(zhì)來(lái)源分析

（1）從微量元素分析：在變基火山巖及正常沉積變質(zhì)巖中Au元素的含量在3.52～5.54ppb與維氏值4.3ppb相當(dāng)；重礦物分析在變基火山巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)自然金，兩者可說(shuō)明金的礦物質(zhì)來(lái)源于變基火山巖和正常沉積變質(zhì)巖。

（2）從破碎帶蝕變巖、巖脈、石英脈中的微量元素分析，Au的含量為維氏值的1.9～5.5倍，一方面說(shuō)明后期構(gòu)造和熱液活動(dòng)有利于金的遷移和富集，另一方面說(shuō)明金礦物質(zhì)來(lái)源于后期深處巖漿溶液。

3.4 金礦床成因

綜上所述，早期武陵運(yùn)動(dòng)前的北西向益陽(yáng)—寧鄉(xiāng)—麻田—醴陵深部斷裂為幔源巖漿噴溢及金源提供了通道，后期廣西運(yùn)動(dòng)形成的褶皺和斷裂、裂隙構(gòu)造為金的富集提供了賦存空間和聚集場(chǎng)所，其后的區(qū)域變質(zhì)作用和構(gòu)造熱液蝕變作用促使金物質(zhì)遷移和富集。因此，該金礦床大致經(jīng)歷了海底火山噴溢—沉積成巖—區(qū)域變質(zhì)—巖漿及后期熱液作用等過(guò)程。其中火山—沉積作用是形成礦源層的基礎(chǔ)，區(qū)域變質(zhì)作用促使金物質(zhì)遷移，是初步富集的先決條件，后期斷裂及裂隙為礦物質(zhì)提供了富存空間，巖脈的侵入和熱液蝕變促進(jìn)了金礦物的進(jìn)一步遷移的富集。其成因初步認(rèn)為應(yīng)屬火山—沉積變質(zhì)—巖漿期后熱液（中低溫）型金礦床。