淺談馬家坡金礦床圍巖蝕變與金礦化關(guān)系及礦床成因

羅大富，魏 翔

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一三隊(duì)，湖南 常德 415000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

湘西雪峰山一帶金礦分布廣泛，是我省重要的金礦成礦帶。目前該區(qū)域已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金礦床（點(diǎn)）多處，已知有湘西金礦、冷家溪金礦、沈家埡金礦、滄山金礦、柳林汊金礦、黃土店金礦等（圖1）。金礦化集中區(qū)嚴(yán)格受元古界淺海相沉積的一套淺變質(zhì)粘土（碎屑）巖及構(gòu)造聯(lián)合控制，為典型的造山帶型金礦床。

圖1 馬家坡金礦區(qū)域地質(zhì)略圖

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為冷家溪群小木坪組、上元古界板溪群馬底驛組、五強(qiáng)溪組，震旦系椿木組、民樂組、洪江組、金家洞組、留茶坡組，寒武系下統(tǒng)小煙溪組，第三系剪家溪組及第四系。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域東西向構(gòu)造帶：為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造，該構(gòu)造帶屬蔣家溪～興隆街區(qū)域北東向構(gòu)造帶的組成部分。從前期普查工作及區(qū)域內(nèi)的已知金礦床、重砂與化探異常的空間展布特點(diǎn)分析，上述三組構(gòu)造帶的復(fù)合部位更有利于成礦。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，以中酸性侵入巖為主，并有少量的酸性、基性和超基性巖脈。早期地槽發(fā)展階段的武陵、雪峰、加里東運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，有利于中酸性侵入巖的形成，其主要分布于該區(qū)東北部，巖性為花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

馬家坡金礦地質(zhì)特征與相鄰的合仁坪金礦非常相似，同屬于湘西著名的柳林汊金礦帶，本區(qū)位于該帶的南東側(cè)（圖1）。區(qū)內(nèi)開采歷史悠久，最早可追索到清末民初時(shí)期，直至21世紀(jì)初期仍有一定規(guī)模的民采活動(dòng)。

2.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為上元古界板溪群馬底驛組、五強(qiáng)溪組，次為震旦系、寒武系及第四系。其中，馬底驛組第二段為本區(qū)金的最主要賦礦層位，巖性以紫紅色薄至中層狀含粉砂質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、絹云母粉砂質(zhì)板巖和條帶狀板巖為主，夾青灰、灰綠色薄層狀絹云母板巖以及綠泥石石英粉砂巖。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

在漫長(zhǎng)的地質(zhì)發(fā)展史中，區(qū)內(nèi)歷經(jīng)了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，留下了大量構(gòu)造形跡；使圖區(qū)構(gòu)成了一幅錯(cuò)綜復(fù)雜的構(gòu)造圖像。

（1）褶皺。礦區(qū)總體為一背斜構(gòu)造，軸向近東西，長(zhǎng)約4.0km，次級(jí)褶皺發(fā)育。背斜核部出露板溪群馬底驛組第二段。南翼出露馬底驛組第二段、五強(qiáng)溪組及震旦系，巖層傾角為20°～59°，北翼由板溪群馬底驛組第二段、第三段及五強(qiáng)溪組組成，巖層傾角為25°～67°。該褶皺控制著區(qū)內(nèi)金礦化帶的產(chǎn)出。

（2）斷裂。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育，按其展布方向可分為近東西向、北東向、北東東向、北西向及北西西向五組。其中近東西向、北東東向斷裂與金成礦關(guān)系密切，為本區(qū)金的主要控礦構(gòu)造，當(dāng)兩組構(gòu)造復(fù)合或交匯部位金礦化明顯增強(qiáng)。

2.3 礦床地質(zhì)特征

（1）礦體特征。金礦（體）脈主要產(chǎn)于褶皺的一翼、兩翼或軸部，呈單脈或群脈產(chǎn)出，形態(tài)為脈狀、短板狀、似層狀或透鏡狀，主要受板溪群馬底驛組層間裂隙帶、剝離帶、片理化帶及次一級(jí)裂隙聯(lián)合控制。本區(qū)幾乎所有的礦體均賦存于板溪群馬底驛組第二巖性段，具一定層控特征。礦區(qū)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金礦體29個(gè)，其中盲礦體7個(gè)。走向近東西及北東東向，長(zhǎng)度40m～100m,傾向南或北，金品位為0.72g/t～31.40g/t，厚度0.39m～3.98m。規(guī)模相對(duì)較大者均產(chǎn)于近東西向及北東東向金礦化蝕變帶中，礦體主要由含金蝕變破碎板巖、含金構(gòu)造角礫巖及含金鈉長(zhǎng)石石英脈組成，其中肉紅色鈉長(zhǎng)石是礦脈的重要組分，其含量一般為7%～30%左右，最高可達(dá)40%以上。

（2）礦石特征。礦石類型主要為自然金鈉長(zhǎng)石石英型和自然金鈉長(zhǎng)石石英硫化物型。礦石光薄片示金屬礦物主要有黃鐵礦、自然金、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等；非金屬礦物主要有石英、鈉長(zhǎng)石和白云石，另外還有少量綠泥石、葉臘石和高嶺石等蝕變礦物。次生礦物有褐鐵礦、軟錳礦、高嶺土等。載金礦物主要為石英、鈉長(zhǎng)石和硫化物（黃鐵礦為主）；礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，次為壓碎結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造多呈（細(xì)）脈狀、角礫狀、塊狀和網(wǎng)脈浸染狀等構(gòu)造。

2.4 圍巖蝕變

（1）圍巖蝕變類型。本區(qū)圍巖蝕變發(fā)育，含礦地質(zhì)體經(jīng)歷了較強(qiáng)的熱液蝕變作用，導(dǎo)致圍巖蝕變作用強(qiáng)烈且較普遍。主要表現(xiàn)為褪色化、硅化、黃鐵礦化、鈉長(zhǎng)石化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化、葉臘石化等，其中以褪色化、硅化、鈉長(zhǎng)石化、高嶺土化、黃鐵礦化與金礦化關(guān)系較為密切（圖2），對(duì)金元素富集與金礦體的形成起著主導(dǎo)作用。

圖2 鈉長(zhǎng)石-石英脈金礦石

（2）圍巖蝕變與金礦化的關(guān)系。本區(qū)礦化帶中，褪色化蝕變普遍發(fā)育，其中屬近礦圍巖的褪色蝕變最為強(qiáng)烈。褪色帶規(guī)模、強(qiáng)度與礦化規(guī)模、強(qiáng)度呈正相關(guān)。所以本區(qū)金礦脈（體）的空間展布均與褪色化蝕變規(guī)模、程度密切相關(guān)。

鈉長(zhǎng)石（化）幾乎存在于所有的礦脈中。礦石光薄片鑒定及民采老窿礦脈內(nèi)，在鈉長(zhǎng)石脈中均發(fā)現(xiàn)了明金，足以證明鈉長(zhǎng)石是礦區(qū)金的一種重要載金礦物。通過大量樣品的編錄及化學(xué)全分析、光片鑒定、基本分析結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，含金量高的樣品中鈉長(zhǎng)化強(qiáng)烈，但是否含金及含金量高低與樣品中鈉長(zhǎng)石的含量高低無關(guān)。當(dāng)?shù)V石中所含鈉長(zhǎng)石顏色越深，金品位則越高。該區(qū)鈉長(zhǎng)石化與金礦化關(guān)系密切，礦石中鈉長(zhǎng)石的含量與金品位高低存在著一定關(guān)聯(lián)，但二者并不存在正相關(guān)性。

當(dāng)巖石中出現(xiàn)弱硅化、鈉長(zhǎng)石化、褪色化，同時(shí)有較弱黃鐵礦化時(shí)，預(yù)示著有弱的金礦化；反之，當(dāng)硅化、鈉長(zhǎng)石化、褪色化強(qiáng)烈，浸染狀石英細(xì)脈密集分布，且有細(xì)粒不規(guī)則脈狀黃鐵礦等多種硫化物疊加在一起時(shí)，則意味著有很強(qiáng)的金礦化，并預(yù)示著金富集地段的出現(xiàn)；若有大量綠泥石化出現(xiàn)，則預(yù)示著金礦化即將消失；當(dāng)出現(xiàn)較強(qiáng)的碳酸鹽化及葉臘石化時(shí)，金的品位迅速下降，金礦化強(qiáng)度則明顯減弱，碳酸鹽礦物載金能力很低，脈體本身不能構(gòu)成礦體，其大量出現(xiàn)往往標(biāo)志著礦化活動(dòng)的結(jié)束。由此可見，褪色化、硅化、鈉長(zhǎng)石化和黃鐵礦化共存的地方，是本區(qū)提示金礦化的最可靠標(biāo)志。

3 礦床成因分析

關(guān)于湘西北一帶金礦床的成因目前仍存爭(zhēng)議，各學(xué)者持不同觀點(diǎn)。馬家坡金礦區(qū)與西部緊鄰的合仁坪金礦床同屬于一個(gè)成礦帶中，具備相同的地質(zhì)背景與成礦條件，其礦體、圍巖蝕變及礦石等特征非常相似，類比性很強(qiáng)。

3.1 成礦物質(zhì)來源

脈金礦床礦質(zhì)來源一直以來都是爭(zhēng)議的焦點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣泛且最有效的手段主要是通過與金密切相關(guān)的硫化物的S、Pb同位素、含鈣礦物的Sm-Nd同位素及含K礦物的Rb-Sr同位素等多種方法來綜合分析解決礦質(zhì)來源問題。

對(duì)于馬家坡金礦床中硫的來源特征，鄧穆昆等[3]對(duì)鄰區(qū)合仁坪金礦研究發(fā)現(xiàn)其硫同位素達(dá)到了分餾平衡；（張婷，2014）通過對(duì)合仁坪一帶金礦床圍巖蝕變的詳細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，鈉長(zhǎng)石石英脈中鈉長(zhǎng)石的Na質(zhì)和Al質(zhì)并非來自圍巖，而是由成礦流體從外界帶入的，礦脈中的Si質(zhì)可能部分來自賦礦圍巖。

賈三石等[4]通過研究鄰區(qū)合仁坪金礦石樣品δ34S分析結(jié)果認(rèn)為可代表金礦成礦流體原始δ34S組成，其成礦熱液中原始硫同位素組成δ34S值為-4.8‰～2.0‰，分布范圍比較窄，具有巖漿硫來源特征。金礦石鉛同位素的μ(238U/204Pb)值 為9.31～9.47，平 均9.408，ω值 為37.53～39.42，平均38.78，μ值和ω值均表現(xiàn)為中等偏低的特點(diǎn)，認(rèn)為金礦內(nèi)鉛具殼幔混合來源，成礦物質(zhì)具有深源特征。

3.2 熱液流體來源及性質(zhì)

熱液流體來源是個(gè)復(fù)雜的問題，很多學(xué)者持不同觀點(diǎn)。目前，穩(wěn)定同位素追溯成礦流體來源在脈金礦床中應(yīng)用仍最為廣泛，與礦共生密切的載金礦物或伴生脈石礦物的流體包裹體C、H、O同位素組成測(cè)定來示蹤流體來源被廣泛應(yīng)用到脈金礦床中。

對(duì)于變質(zhì)成因的金礦床，Phillips等提出的變質(zhì)脫流體成礦模式認(rèn)為金和流體的釋放發(fā)生在綠片巖相向角閃巖相轉(zhuǎn)變的過程，金沉淀可發(fā)生在綠片巖相或者脆-韌性過渡的地殼深度[7，8]；賈三石等[4]基于上述理論認(rèn)識(shí)，認(rèn)為本區(qū)金礦不具備變質(zhì)熱液成礦作用的基礎(chǔ)，不屬于傳統(tǒng)意義上的變質(zhì)熱液礦床。成礦流體主要來源于巖漿熱液，但不能排除成礦過程中有變質(zhì)流體的參與；此外，毛景文等[2]對(duì)雪峰山弧形構(gòu)造隆起帶內(nèi)的萬古、黃金洞、沃溪和鏟子坪等類似金礦床的H-O同位素研究成果顯示其成礦流體來源以巖漿熱液來源為主。胡詩(shī)倩，彭建堂等[10]通過對(duì)鄰區(qū)合仁坪金礦方解石的碳、氧同位素組成的系統(tǒng)研究，認(rèn)為該礦床成礦流體中的碳主要來源于賦礦圍巖，成礦流體主要來源于變質(zhì)水，屬于低溫變質(zhì)熱液。

本區(qū)金礦的硫化物主要為黃鐵礦和方鉛礦等，同時(shí)賦礦圍巖蝕變礦物以絹云母、綠泥石和黃鐵礦等為主，顯示為酸性系列蝕變礦物組合特征。礦石中黃鐵礦爆裂溫度187℃～320℃，平均253℃，石英包裹體溫度在110℃～350℃之間變化，平均為230℃表明礦床形成于中—低溫。本區(qū)蝕變巖石中Fe2O3含量明顯降低，大量Fe3+被還原成Fe2+，形成黃鐵礦，說明成礦流體具有還原性。

3.3 金礦床成礦機(jī)制與作用

基于上述各位學(xué)者同位素研究成果，結(jié)合本區(qū)礦體地質(zhì)特征，筆者推斷馬家坡金礦是一個(gè)與巖漿熱液和變質(zhì)熱液作用均有關(guān)的金礦床，其成礦初步機(jī)制可能為還原性成礦流體與巖層的氧化還原反應(yīng)及流體混合作用；其成礦作用演化過程可能為:

從新元古代晚期發(fā)生的雪峰運(yùn)動(dòng)直至加里東強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng)，區(qū)域板溪群發(fā)生低綠片巖相變質(zhì)作用。板溪群地層受近南北向擠壓及近東西向伸展運(yùn)動(dòng)形成規(guī)模宏大的褶斷帶，地層在區(qū)域變質(zhì)作用過程中釋放的熱水溶液與來源于深部的巖漿熱液共同形成成礦熱液。

巖漿混合汽水熱液在向上侵位運(yùn)移過程中不斷降溫，同時(shí)不斷分異演化，先期主體部分形成了隱伏巖體，剩余混合汽水熱液繼續(xù)運(yùn)移過程中進(jìn)一步分異演化，并與中深部變質(zhì)流體混合，理化條件發(fā)生了改變，形成了富Na和富Au的還原性成礦流體，并通過斷裂向上遷移。部分富鈉流體沿褶皺的虛脫空間或構(gòu)造裂隙等弱化帶形成（脈狀，透鏡狀、網(wǎng)脈及浸染狀）鈉長(zhǎng)石脈；在成礦熱液中金主要以Au(HS)-2、Au2(HS)2S2-絡(luò)合物形式存在。在容礦斷裂中，由于成礦熱液與圍巖發(fā)生水/巖反應(yīng)，還原硫（HS-+H2S）被消耗形成各種硫化物，尤其是與圍巖中鐵質(zhì)反應(yīng)形成黃鐵礦，黃鐵礦等硫化物的生成消耗了大量還原硫，使含金絡(luò)合物Au(HS)-

2、Au2(HS)2S2-變得不穩(wěn)定，而在構(gòu)造中有利部位沉淀出自然金，流體的混合作用亦促使了礦物的沉淀。同時(shí)，因水/巖反應(yīng)和耦合作用，流體與賦礦圍巖發(fā)生廣泛的交代作用，形成褪色蝕變帶，并伴有鈉長(zhǎng)石化和硅化，形成鈉長(zhǎng)石石英脈，部分含金熱液無法繼續(xù)遷移時(shí)沉淀就位于鈉長(zhǎng)石英脈內(nèi)。礦石中Si質(zhì)部分源自深部混合流體，部分可能來自于硅鋁質(zhì)圍巖。

4 討論

通過對(duì)馬家坡鈉長(zhǎng)石石英脈型金礦的礦床地質(zhì)特征、圍巖蝕變特征的總結(jié)和對(duì)該區(qū)圍巖蝕變與金成礦關(guān)系的初步評(píng)價(jià)，及對(duì)該礦區(qū)金的成礦物質(zhì)、流體來源和礦床成因的簡(jiǎn)要分析，主要取得如下認(rèn)識(shí)：①馬家坡金礦床為典型的鈉長(zhǎng)石石英脈型金礦床，與金成礦關(guān)系最為密切的圍巖蝕變主要有褪色化、黃鐵礦化、鈉長(zhǎng)石化、硅化。其中，褪色化蝕變是該區(qū)最重要的找礦標(biāo)志。②該礦區(qū)金的成礦物質(zhì)及流體具多源性，主要來源于深部巖漿熱液和變質(zhì)流體。③成礦機(jī)制上，本區(qū)金礦為還原性成礦流體與巖層的水/巖反應(yīng)和流體混合作用的共同產(chǎn)物。④該礦床在成因上應(yīng)屬與深部巖漿熱液及變質(zhì)熱液作用有關(guān)的中-低溫脈型金礦床。本區(qū)金礦體大部分為隱伏狀，區(qū)內(nèi)雖未見巖體出露，深部是否存在巖體值得關(guān)注，在地質(zhì)勘查過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)形構(gòu)造、航磁異常及重力梯度帶的綜合研究。