雙峰縣包金山金礦床圍巖蝕變特征及控礦因素分析

陳澤毅，周溪，董剛（.湖南省有色地質(zhì)勘查局，湖南 長沙 40007；2.湖南省有色地質(zhì)勘查局二總隊，湖南 湘潭 402；3.中南大學(xué)地球科學(xué)與物理信息學(xué)院，湖南 長沙 40083）

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雙峰縣包金山金礦床圍巖蝕變特征及控礦因素分析

陳澤毅1,2,3，周溪2,3，董剛1
（1.湖南省有色地質(zhì)勘查局，湖南 長沙 410007；2.湖南省有色地質(zhì)勘查局二總隊，湖南 湘潭 411102；3.中南大學(xué)地球科學(xué)與物理信息學(xué)院，湖南 長沙 410083）

摘 要包金山金礦產(chǎn)于白馬山—龍山—醴陵東西向構(gòu)造帶與溈山—紫云山北西向復(fù)背斜帶的交會部位，紫云山復(fù)式巖體北端舌狀凸出部位的外接觸帶中，含礦圍巖為元古界板溪群深灰色中厚層狀含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)條帶狀板巖等，礦體受一組近東西向的斷裂破碎帶控制，為一淺部石英脈型為主、深部破碎蝕變帶型為主的金礦床。本文從地質(zhì)概況入手，對蝕變圍巖的各種特征和控礦因素進行分析，得出了礦床具有“構(gòu)控—層控—巖控”多重復(fù)合控礦因素的“多因復(fù)成”礦床特征。

關(guān)鍵詞控礦因素；圍巖蝕變；包金山金礦；雙峰縣

1　地質(zhì)背景

包金山金礦位于白馬山—龍山—醴陵東西向基底隆起構(gòu)造帶與溈山—紫云山北西向復(fù)背斜帶的交會部位，紫云山復(fù)式巖體北端舌狀凸出部位的外接觸帶中，牌頭鋪區(qū)域性大斷裂由北東向轉(zhuǎn)為東西向轉(zhuǎn)折地段的南西側(cè)(毛衛(wèi)紅等，2000；周溪等，2014）（圖1）。區(qū)內(nèi)至少經(jīng)歷了雪峰、加里東、印支、和燕山運動，構(gòu)造變動復(fù)雜，多期次、多種類巖漿活動頻繁。區(qū)域礦產(chǎn)豐富，礦點眾多，屬湖南省劃分的5個成礦區(qū)（帶）之一的湘中成礦區(qū)（Ⅲ）（湖南省人民政府，2009）。元古界板溪群地層為本區(qū)重要的產(chǎn)金層位。

2　礦床地質(zhì)概況

2.1 地層

地層產(chǎn)狀平緩，傾角20～30°。區(qū)內(nèi)出露地層為元古界板溪群馬底驛組（Ptbnm），厚度大于2500 m，為一套淺變質(zhì)的具復(fù)理石特征的淺海相泥質(zhì)、粉砂質(zhì)碎屑巖，因區(qū)域變質(zhì)作用，片狀礦物具定向排列，因熱液變質(zhì)作用的疊加出現(xiàn)斑點板巖。

馬底驛組（Ptbnm）可分為三個巖性段，礦區(qū)內(nèi)主要出露為第二、第三巖性段，與成礦作用密切相關(guān)的主要是第二巖性段第1（Ptbnm2-1）、第2小層（Ptbnm2-2），并形成礦體圍巖，巖性為深灰色中厚層狀含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)條帶狀板巖、斑點板巖，下部常夾有灰?guī)r透鏡體或鈣質(zhì)條帶。

圖1　白馬山—龍山—紫云山金礦帶地質(zhì)略圖Fig.1 Simplified geological map of the Baimashan-Longshan-Ziyunshan gold belt

根據(jù)原生暈定量金分析結(jié)果，Ptbnm2中金的平均豐度值高于黎彤值（3.5ppb）的3～4.6倍，說明馬底驛組第二巖性段中的含粉砂質(zhì)鈣質(zhì)板巖可能為礦床形成提供了金的成礦物質(zhì)來源（毛衛(wèi)紅等，2000）。

2.2 構(gòu)造

由于構(gòu)造的多期性導(dǎo)致了構(gòu)造形跡的復(fù)雜性。東西向構(gòu)造組成了礦區(qū)構(gòu)造格架，由一系列東西向斷裂和單斜構(gòu)造組成。褶皺構(gòu)造不發(fā)育，總體呈一向北傾的單斜構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要為一組為近東西向的近乎平行或側(cè)羽狀排列大小不等的斷裂破碎帶F7、F9。兩側(cè)圍巖產(chǎn)生不同程度的擠壓和硅化、綠泥石化等蝕變，并形成破碎蝕變巖帶，斷裂發(fā)育部位見明顯的斷層角礫，斷層泥及擦痕等，多被乳白色石英脈充填，可見黃鐵礦等金屬礦物顆粒。具多期次活動特點，屬先張后壓的逆斷層，是礦區(qū)的控礦、導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造（圖2）。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要為花崗斑巖脈，大多沿南北向張扭性斷裂充填，地表見一條巖脈出露，分布于礦區(qū)中部，走向310°，傾向北東，傾角46～68°，長460 m，地表寬4～34 m。

圖2　包金山礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch map of Baojinshan gold deposit

通過系統(tǒng)采樣化驗對花崗斑巖脈的含礦性進行分析，其本身不含金或含金甚微，但在花崗斑巖脈切割的破碎蝕變帶兩側(cè)礦體富集，說明巖脈的侵入為成礦提供了部分物質(zhì)來源和熱源，增強了熱液活動。

2.4 礦體特征

本區(qū)金礦體主要賦存于東西向斷裂派生的次級斷裂之中，長數(shù)米至幾十米，在淺部為短小的含金石英脈為主體，外加或內(nèi)夾含礦破碎蝕變帶，石英脈呈脈狀、透鏡狀或其它不規(guī)則狀，有分支復(fù)合，膨大縮小現(xiàn)象（圖3）。根據(jù)最新的鉆探資料顯示，深部金礦體破碎蝕變帶型逐漸增多，石英脈型逐漸減少的趨勢（圖4）。

3　礦區(qū)圍巖蝕變特征

3.1 蝕變種類及分布特征

蝕變種類有硅化、絹云母化、黃鐵礦化等。當圍巖為花崗斑巖時則表現(xiàn)為云英巖化、硅化；圍巖為灰?guī)r時表現(xiàn)為大理巖化、白云石化。

硅化、絹云母化、黃鐵礦化往往重疊在一起，組成一個綜合蝕變帶，沿著含礦斷裂帶分布。

其由于礦物成分的變化，結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變形成斑點板巖帶。從外貌上看，巖石顏色變淺，絲絹光澤增強，斑點構(gòu)造明顯。斑點多為橢圓形，大小0.3～2.7 mm，成分為磁鐵礦、磁黃鐵礦、綠泥石、絹云母、黃鐵礦。

蝕變帶大致可分三帶:

內(nèi)帶：含硫化物絹云母化帶，緊靠礦體，寬數(shù)厘米至1 m，有時本身就構(gòu)成礦體。其特點是絹云母含量高達61～80%，硫化物磁黃鐵礦、黃鐵礦等較多，巖石千枚狀構(gòu)造發(fā)育。

中帶：硅化絹云母化帶，有時在內(nèi)帶之外，有時緊靠礦體，寬數(shù)十厘米至數(shù)米，當?shù)V體（含金石英脈）密集平行排列時，內(nèi)中帶也就合二為一了。其特點是絹云母稍有減少，硅質(zhì)物增達8～30%，硅質(zhì)物呈顯微狀或似顯微網(wǎng)脈狀，硫化物減少，巖石為板狀、塊狀、斑點狀構(gòu)造。

外帶：絹云母化帶，在礦體上下盤之外側(cè)或礦脈之無礦地段兩側(cè)。其特點是硅質(zhì)物、絹云母減少，硫化物少見。絹云母含量50～78%，硅質(zhì)物3～5%，含微量電氣石、金紅石、鋯石。

應(yīng)該指出的是，三帶間并無明顯界線，其礦物含量也沒有嚴格的劃分標準，這種分帶性也反映了蝕變的多期次重疊性。早期以絹云母化為主，隨著區(qū)域變質(zhì)和動力變質(zhì)作用的繼續(xù)，礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造進一步改變，SiO2明顯增加，或聚集于裂隙中形成石英脈，或分散于板巖中呈微粒狀或顯微網(wǎng)脈狀，同時有硫化物沉淀，出現(xiàn)黃鐵礦、磁黃鐵礦等，由于后期熱液作用的重疊，硫化物進一步增加。由于構(gòu)造空間的縮小和熱液作用的減弱，硅化和黃鐵礦化的范圍也隨之縮小。

圖3　礦體特征素描圖Fig.3 Sketches of orebody characters

圖4　淺部和深部不同礦石類型照片F(xiàn)ig.4 The photos of shallow and deep different ore types

從走向上看，主蝕變帶東部絹云母化強，往西硅化增強，絹云母化減弱。從傾斜方向上看，上部絹云母化強，石英脈發(fā)育；下部硅化增強，絹云母化相對減弱，石英脈不發(fā)育。出露較低的地段，主要表現(xiàn)為硅化帶，石英呈不規(guī)則脈狀或團塊分布，蝕變帶在走向、傾斜上變化與巖體距離遠近和圍巖巖性有一定關(guān)系，距巖體近者則硅化強，泥鈣質(zhì)成分較高的圍巖則絹云母化強。

3.2 蝕變圍巖的化學(xué)成分

蝕變圍巖與未蝕變圍巖（含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖）化學(xué)成分及特征見表1、2、3。

由表1、2、3可見，未蝕變圍巖—弱蝕變圍巖—蝕變圍巖：

表1　蝕變圍巖與未蝕變圍巖化學(xué)成分Table 1 Altered rock and not altered rock chemical composition

表2　蝕變圍巖與未蝕變圍巖化學(xué)成分對比Table 2 Chemical composition comparison between altered rock and not altered rock

表3　蝕變圍巖與未蝕變圍巖的K、F、A值Table 3 K、F、A-value in altered rock and not altered rock　單位：%

（1）巖石中各礦物成分的變化，反映了礦化作用引起的圍巖蝕變過程中，元素（組分）的帶出帶入情況，Al2O3基本上不變，SiO2增加幅度較大，K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3和燒失量大量減少，F(xiàn)eO、S大量增加，K、A值增大，表明了K、Na、Ca、Mg以及揮發(fā)份的遷出和Si、S等的帶入，造成明顯的硅化、絹云母化和黃鐵礦化。

（2）FeO+ Fe2O3總量自外往內(nèi)是增加的，說明Fe有圍巖向礦脈遷移的趨勢。F值的增大是由于氧化—還原作用引起。

（3）含礦熱液沿破碎帶首先與碎裂狀板巖作用，逐漸向兩側(cè)圍巖擴散。由于硅質(zhì)增加量多和K活動性大，硅化、絹云母范圍較寬。S、Fe量少而在裂隙中聚集，故黃鐵礦（磁黃鐵礦）化限于緊靠礦體的內(nèi)帶中。

4　控礦因素分析

4.1 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

如前所述，本區(qū)位于白馬山—龍山—醴陵東西向基底隆起構(gòu)造帶與溈山—紫云山北西向復(fù)背斜帶的交會部位，紫云山復(fù)式巖體北端舌狀凸出部位的外接觸帶中。以白馬山、天龍山和紫云山三個彎窿狀花崗巖體，帽子嶺、龍山和紫云山三個前泥盆系彎窿構(gòu)造呈東西向“ 一”字形排布為其重要地質(zhì)特征。這些東西向展布的彎窿狀巖體（包括隱伏巖體）和彎窿構(gòu)造控制著區(qū)內(nèi)長達400km的銻金礦帶的生成與展布（唐松芳等，1987）。區(qū)域上從西至東有：龍山金銻礦（超大型）、錫礦山銻礦（超大型）、禾青鉛鋅礦（大型）、獅子山銻礦（大型）、醴陵金礦帶（大—超大型）等。

受巖體隆起侵位的影響，東西向構(gòu)造帶與北西向復(fù)背斜帶在本區(qū)交會，構(gòu)成了本區(qū)有利的成礦構(gòu)造條件，在礦區(qū)表現(xiàn)為一組為近東西向的近乎平行或側(cè)羽狀排列大小不等的斷裂破碎帶，是礦區(qū)的控礦、導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

4.2 地層巖性與成礦的關(guān)系

湖南省已知金礦產(chǎn)地308處，其中303處產(chǎn)于地層中，75%以上的礦產(chǎn)地分布于前寒武系淺變質(zhì)巖系中（孫際茂等，2007），說明湖南金礦的成礦對層位具有明顯的選擇性，湘中地區(qū)的金礦亦不例外。

主流觀點認為：本區(qū)金礦體賦存于近東西向的近乎平行或側(cè)羽狀排列大小不等的斷裂破碎蝕變帶中；元古界板溪群馬底驛組第二段（Ptbnm2）含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)條帶狀板巖是本區(qū)金礦床的主成礦母巖亦是礦體圍巖，為礦床形成提供了豐富的物質(zhì)來源。

季克儉（1989）提出成礦元素在同一層位或者同一地質(zhì)體的同種巖石中的含量具有相對的穩(wěn)定性：若成礦物質(zhì)來源于巖體或深部，則地層中的成礦元素僅在礦體及其附近增高，往外應(yīng)無明顯變化，基本上是穩(wěn)定的；若成礦物質(zhì)主要來源于圍巖，則除在礦體及其附近存在一個顯著的增高區(qū)外，向外成礦元素的含量不會發(fā)生顯著變化。

（戚學(xué)祥等，1997；龍永珍，2000）通過研究則認為本區(qū)礦床成礦物質(zhì)來源主要是巖漿巖，地層并不是成礦物質(zhì)的主要供應(yīng)者；板溪群馬底驛組金豐度值雖高，但在礦帶外圍不存在金元素的降低區(qū)，而是呈逐漸降低趨勢，并在遠離礦體未變質(zhì)板巖中基本趨于穩(wěn)定，整個礦帶橫向上含金量變化具有明顯正態(tài)分布的特點（戚學(xué)祥等，1997）。

4.3 巖漿巖與成礦的關(guān)系

巖漿活動與成礦有一定的關(guān)系，在巖基、巖株形狀不規(guī)則處，如舌狀、巖枝伸出，凹凸明顯處，成礦有利。紫云山巖體北端舌狀突出部位和巖體兩側(cè)彎曲部位是金、鉛、鋅等礦床產(chǎn)出的有利地段。北端的包金山、金坑沖金礦即位于巖體的舌狀處，青家灣、南沖金礦點則位于巖體西側(cè)的凹陷處外接觸帶中（唐松芳等，1987），而本區(qū)遠離巖體或者巖體無變化部位金礦化明顯變差。值得注意和研究的是，距紫云山巖體僅3 km遠的歇馬巖體附近完全沒有金礦化存在（戚學(xué)祥等，1997）。

通過對花崗斑巖及石英脈系統(tǒng)分析，含Au結(jié)果分別為0～0.34×10-6和0～0.17×10-6，巖脈兩側(cè)礦體富集（唐松芳等，1987），說明巖脈不僅在空間上與金礦有密切的聯(lián)系，其本身也有一定的金礦化。

紫云山巖基由花崗閃長巖和黑云母花崗巖組成，高精度LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為222.5±1.0Ma和222.3±1.8Ma,都屬于印支晚期花崗巖（劉凱等，2014）；巖株、巖脈的鋯石U-Pb年齡則在137～168Ma之間，屬燕山期產(chǎn)物；而包金山東部金坑沖礦區(qū)中金礦石鉛同位素模式年齡在145～244Ma之間（彭勃等，2000），顯示出成礦作用貫穿了巖體侵入的整個過程。

綜上所述，區(qū)內(nèi)印支—燕山期大規(guī)模的巖漿作用在時間和空間上與成礦作用的明顯耦合關(guān)系。

5　結(jié)論

（1）礦床具有“構(gòu)控—層控—巖控”多重復(fù)合控礦因素，就位受東西向構(gòu)造帶和巖體侵位形成的北西向復(fù)背斜帶聯(lián)合控制，其內(nèi)派生的次級斷裂和元古界板溪群馬底驛組第二段（Ptbnm2）含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)條帶狀板巖控制礦體的空間產(chǎn)出位置。成因類型為中低溫變質(zhì)—熱液疊加改造型礦床；工業(yè)類型為石英脈型—破碎蝕變巖型金礦床，具有“多因復(fù)成”礦床特征。

（2）成礦物質(zhì)來源目前尚有爭論，普遍認為前寒武系淺變質(zhì)巖和巖漿巖均為礦床形成提供了物質(zhì)來源，巖體本身并不含金或含金較少，在侵位時從地層中俘獲了部分金，并為成礦提供了活化、遷移金元素的動力、部分成礦熱液以及部分成礦物質(zhì)，這一與圍巖發(fā)生反應(yīng)的過程，還造成了圍巖蝕變，后期的巖脈侵入又進一步萃取了巖體及地層中的金進行疊加改造，最終在構(gòu)造的有利部位富集成礦。

（3）根據(jù)多個鉆探工程成果顯示，礦床深部礦體工業(yè)類型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠扑槲g變巖型，規(guī)模和品位趨穩(wěn)趨好，應(yīng)在生產(chǎn)實踐中予以重點研究。

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Analysis on the Characteristics of Surrounding Rock Alteration and its Controlling Factors in Baojinshan Deposit,Shuangfeng

Chen Zeyi1,2,3,Zhou Xi2,3,Dong Gang1
(1.Hunan Bureau of Nonferrous Geological Prospecting,Changsha Hunan 410007;2.No.2 Hunan Nonferrous Geological Prospecting Bureau,Xiangtan Hunan 411102;3.School of Geosciences and Info-physics,Central South University,Changsha Hunan 410083)

Abstract:Baojinshan gold deposit located in the Baimashan-Longshan-Liling east-west tectonic belt and weishan-ziyunshan north west direction anticlinorium rendezvous area,in the outer contact north protruding parts of Ziyunshan compound rock mass.Surrounding rock of ore is in the dark gray thick bedded calcareous silty banded slate of Proterozoic Banxi group,the ore bodies are controlled by a set of near east-west trending faults.The shallow part is mainly quartz vein type and the deep part mainly is the fractured altered belt type.This article starts from the geological survey,analysis of characteristics of surrounding rock alteration and ore controlling factors,the conclusion is that deposit has “tectonic ore control- strata ore control-lithology ore control” multiple complex ore controlling factors of polygenetic compound deposit characteristics.

Key Words:Ore controlling factors;wall rock alteration;Baojinshan gold deposit;Shuangfeng

*第一作者簡介陳澤毅，男，1983年生，工程師，主要從事礦產(chǎn)勘查和地質(zhì)科研工作。E-mail：chenzeyi_1983@qq.com

收稿日期：2016-1-21；改回日期：2016-2-23。

文章編號：1672-5603（2016）01-028-7

中圖分類號：P614

文獻標識碼：A