黔東南平秋金礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析

馬思根，楊通國，王振華

（貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)，貴州 貴陽 550025）

平秋金礦床是黔東南金成礦帶上的一個重要金礦床，也是黔東南地區(qū)賦存于淺變質(zhì)濁積巖（砂巖、粉砂巖、板巖和凝灰?guī)r）中的含金石英脈金礦[1]的典型代表。前人主要對平秋金礦在礦床地質(zhì)[2-4]、礦床成因及成礦流體來源[1，5-8]、微量及稀土元素[9，10]、同位素地球化學(xué)[8]、礦床類型[11-14]和構(gòu)造控礦[15]等方面進(jìn)行了研究，但整體上平秋金礦勘查研究程度偏低，加上金元素特殊的地球化學(xué)性狀決定了它成礦作用所特有的復(fù)雜性[12]，造成控礦因素不夠明確，找礦效果不明顯，在找礦上還一直沒有大的突破。本文在較為系統(tǒng)地研究平秋金礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對地層、區(qū)域變質(zhì)、巖性和構(gòu)造等控礦因素進(jìn)行了分析，旨在為平秋金礦找礦勘探提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

黔東南及其鄰近區(qū)域位于揚(yáng)子陸塊南東緣與南華陸塊間過渡的“江南造山帶”南西段[16]，在地史上經(jīng)歷了包括四堡、加里東、印支和燕山等多次構(gòu)造運(yùn)動[17]。區(qū)域上發(fā)育有中、新元古代至新生代地層，這些地層形成于不同的沉積環(huán)境，具有不同的沉積組合，產(chǎn)出于不同類型的盆地。其中新元古界青白口系地層為區(qū)內(nèi)的主要含礦地層，該地層主要為砂泥質(zhì)及火山碎屑沉積物的變質(zhì)、淺變質(zhì)巖系。區(qū)域內(nèi)發(fā)育有不同類型的巖漿巖和變質(zhì)巖，具有多種巖漿巖組合和變質(zhì)相帶，產(chǎn)出于不同的大地構(gòu)造背景。存在多期次構(gòu)造運(yùn)動，有洋陸轉(zhuǎn)換階段的造山運(yùn)動，也有陸內(nèi)活動階段的造山運(yùn)動[18]；區(qū)域內(nèi)發(fā)育有各種類型的構(gòu)造形跡，構(gòu)造線走向以北北東向?yàn)橹?，有不同類型褶皺、斷裂和過渡性剪切帶。燕山運(yùn)動奠定了該地區(qū)現(xiàn)今主要的地質(zhì)構(gòu)造格局和地貌發(fā)育的基礎(chǔ)[19]。構(gòu)造是成礦的充分條件，黔東南地區(qū)的金礦床幾乎都離不開“背斜加一刀”模式[20]?？傮w上，黔東南地區(qū)金礦受區(qū)域成礦背景整體性控制，金礦床的形成多與小尺度褶皺、斷裂有直接關(guān)系，具有分級成礦—構(gòu)造控礦的特點(diǎn)[21]。區(qū)域礦產(chǎn)資源較為豐富[22]，礦種繁多，除了主要有金、銀、銅、鉛鋅、汞、銻、砷、鐵、錳、鎢錫、釩鎳鈷等金屬礦產(chǎn)外，還有煤、重晶石、磷塊巖、硅石、大理石、硫鐵礦、高嶺土等非金屬礦產(chǎn)資源。區(qū)域礦產(chǎn)分布具有分帶性、區(qū)域性等特點(diǎn)，除了重晶石礦床達(dá)到大型礦床外，其他礦產(chǎn)主要為中小型礦床或礦點(diǎn)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

平秋金礦區(qū)出露地層主要為青白口系下江群番召組第二段（Pt3f2），巖性為一套綠片巖相的具條帶狀、層紋狀構(gòu)造的粉砂質(zhì)板巖、綠泥石絹云母板巖、板巖和變余砂巖，偶夾有不穩(wěn)定的變余凝灰質(zhì)板巖和余玻屑凝灰?guī)r[23]。巖石普遍含炭質(zhì)，其中的主要礦物成分為絹云母，次為綠泥石及石英，沿層理及層面有立方體黃鐵礦呈星散狀分布。

番召組第二段第一亞段（Pt3f2-1）地層，出露于礦區(qū)十二盤至松格一帶F1斷層的北西盤。為灰色、深灰、紫紅色薄至中厚層狀絹云母板巖，不穩(wěn)定的變余凝灰質(zhì)板巖和變余玻屑凝灰?guī)r。具有鱗片變晶結(jié)構(gòu)，板劈理極為發(fā)育，未見底，出露厚度大于97m。

番召組第二段第二亞段（Pt3f2-2）地層，出露于礦區(qū)F1斷層南東十二盤背斜、金廠溪背斜以南，如平秋金礦地質(zhì)圖（圖2）所示。該地層為一套灰、灰綠色薄至中厚層狀粉砂質(zhì)絹云母板巖，具水平層紋及水平條帶構(gòu)造，偶夾不穩(wěn)定的變余凝灰質(zhì)板巖和變余玻屑凝灰?guī)r，地層厚約204m。番召組第二段第二亞段地層是礦區(qū)的主要含礦地層，金礦主要賦存于淺變質(zhì)巖系的綠片巖帶中[4]。

番召組第二段第三亞段（Pt3f2-3）地層，主要出露于礦區(qū)北西及南東部。為灰、淺灰色薄至中厚層粉砂質(zhì)絹云母板巖，夾中厚至厚層狀變余砂巖。粉砂質(zhì)絹云母板巖中水平層紋發(fā)育。地層厚度大于103m。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

平秋金礦區(qū)位于華南褶皺帶與揚(yáng)子地臺的嵌接部位，次級構(gòu)造位置處于平秋背斜北西翼（圖1），向南東向北西方依次發(fā)育有金廠溪背斜、十二盤背斜（圖2）。斷裂主要有北東向斷裂F1、F2和剪切破碎帶，以及沿背斜軸部發(fā)育的層間滑動斷層。

圖1 平秋金礦床區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖（據(jù)王尚彥等[22]修改）

2.2.1 褶皺構(gòu)造

礦區(qū)褶皺構(gòu)造主要為十二盤背斜和金廠溪背斜，呈北東—南西向展布，歸屬于平秋～溪口背斜的中段。這些背斜由一系列邊幕式背斜組成。

十二盤背斜，其走向?yàn)楸睎|向，背斜南東翼地層傾向在158°～175°之間，傾角為10°～25°；背斜北西翼地層傾向在290°～326°之間，傾角為20°～25°，在背斜軸部兩翼地層產(chǎn)狀變緩。地層巖性主要為變余凝灰質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖[24]。

金廠溪背斜，其走向?yàn)楸睎|—南西向，此背斜為一寬緩的復(fù)式背斜。背斜南東翼地層傾向?yàn)?30°～150°，傾角25°～35°；背斜北西翼地層傾向325°左右，在軸部附近產(chǎn)狀平緩，傾角僅有5°左右。背斜地層巖性主要為變余凝灰質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖[24]。巖石中普遍含有碳質(zhì)，其碳質(zhì)含量約為10%，構(gòu)成巖石的原始層紋。沿層面及層理可見黃鐵礦礦物，金廠溪背斜為平秋礦區(qū)的主要控礦構(gòu)造。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

平秋礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，并且控制了區(qū)內(nèi)石英脈型金礦的分布及其產(chǎn)出形態(tài)，主要有F1和F2斷層，如平秋金礦地質(zhì)圖（圖2）所示，除了斷層之外，局部還發(fā)育有縱向和橫向節(jié)理。

圖2 平秋金礦地質(zhì)圖

F1斷層，此斷層為逆斷層，走向?yàn)楸睎|向，傾向北西，傾角45°～85°，總體表現(xiàn)為上陡下緩。F1斷裂帶寬1m～5m。垂直斷距大于90m。斷層兩側(cè)發(fā)育10m～50m 寬的劈理化帶。上盤出露地層為番召組第二段第一亞段，下盤地層為番召組第二段第二亞段[25]。

F2斷層，斷層為逆沖斷層，走向?yàn)楸睎|向，傾向南東，傾角75°左右，局部直立或反傾。斷距一般5m～15m，斷裂帶寬2m～20m。斷裂兩側(cè)發(fā)育10m～20m 寬的劈理化帶[25]。

2.3 礦體及產(chǎn)出特征

平秋金礦床礦體類型主要為石英脈型和蝕變巖型兩種。石英脈型金礦體主要產(chǎn)于斷裂層間石英脈中，層間脈主要分布在金廠溪背斜軸部。石英脈型金礦體在區(qū)內(nèi)地表沒有出露，為隱伏礦體。蝕變巖型金礦體產(chǎn)于斷裂破碎帶中，礦體產(chǎn)狀與斷裂破碎帶一致，礦體形態(tài)為透鏡狀、板狀等，蝕變巖型金礦體在區(qū)內(nèi)地表有出露。

2.3.1 蝕變巖型金礦體

蝕變巖型金礦體嚴(yán)格受斷裂帶控制，礦體產(chǎn)狀與控礦斷裂帶一致，呈透鏡狀、似板狀產(chǎn)于斷裂破碎帶中。F1斷裂帶中的蝕變巖型金礦體傾向北西，傾角45°～85°。礦體走向長約900m，平均厚1.51m，Au 平均品位3.93×10-6。F2斷裂帶中的蝕變巖型金礦體傾向南東，傾角70°～75°。礦體走向長約850m，平均厚2.38m，Au 平均品位4.83×10-6。蝕變巖型金礦體具有隨著斷裂帶由淺入深構(gòu)造變形強(qiáng)度增強(qiáng)而變富變厚的趨勢[5]。

圖3 平秋金礦剖面圖

2.3.2 石英脈型金礦體

石英脈型礦體（脈）主要賦存于番召組第二段（Pt3f2）的變余凝灰質(zhì)粉砂巖的層間斷裂帶中，呈透鏡狀、扁豆?fàn)町a(chǎn)出，礦體的產(chǎn)狀與地層的產(chǎn)狀基本一致，受金廠溪背斜控制。石英脈型金礦體呈上下疊置平行沿背斜軸部及兩翼平行展布，如平秋金礦剖面圖（圖3）所示，礦體相距70m～90m。礦體南東翼傾向?yàn)?40° ～160°，傾角15° ～30°；北西翼傾向290° ～326°，傾角20°～25°，在背斜軸部產(chǎn)狀變緩[24]。

2.4 礦石特征

2.4.1 礦石組成

平秋礦床礦石礦物組成中，金是主要礦物。金屬礦物還有黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、自然鉛、自然銅、磁鐵礦、氧化錳、褐鐵礦等，非金屬礦物有石英、重晶石、金紅石、云母等。通過野外地質(zhì)觀察發(fā)現(xiàn)，礦石氧化程度較低，以原生礦石為主，幾乎未見氧化礦石，發(fā)育有少量半氧化礦石。

2.4.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

平秋金礦礦石結(jié)構(gòu)類型主要有全晶質(zhì)自形結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)自形結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)它形結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造類型主要有塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。

2.5 圍巖蝕變特征

礦區(qū)圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、毒砂化和絹云母化等。礦區(qū)內(nèi)硅化較強(qiáng)，與石英脈呈現(xiàn)過渡關(guān)系，黃鐵礦化普遍。硅化、黃鐵礦化、毒砂化與金含量呈正相關(guān)，金屬硫化物主要沿石英脈的層間破碎帶和斷裂破碎帶呈條帶狀、細(xì)脈狀及星點(diǎn)狀分布。附近偶爾可見有黃銅礦、方鉛礦等。

硅化可分為早、晚兩期。早期硅化作用較強(qiáng)，圍巖普遍具有褪色現(xiàn)象（圍巖由灰綠色變?yōu)楹旨t色和灰白色）及重結(jié)晶現(xiàn)象（粗?；Ｍ砥诠杌^弱，主要沿巖石節(jié)理裂隙充填，對圍巖產(chǎn)生溶蝕交代作用，呈石英細(xì)脈和網(wǎng)脈產(chǎn)出，伴隨有細(xì)粒黃鐵礦、毒砂等硫化物。黃鐵礦化較為普遍，根據(jù)產(chǎn)出特征也可分為兩種。一種是沿巖層層面、層紋分布的黃鐵礦，自形程度高，有立方體、五角十二面體等，粒徑一般1mm 左右，以星散狀和條帶狀分布為主，是沉積作用的產(chǎn)物。另一種是沿巖石的裂隙、孔隙充填交代的黃鐵礦，一般晶形細(xì)小，半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，呈細(xì)脈狀、浸染狀產(chǎn)出，該黃鐵礦與金礦化關(guān)系極為密切。

毒砂化可化為兩期。早期毒砂自形程度高，一般為自形，呈星散狀分布于圍巖中，粒徑一般大于0.1mm。晚期毒砂粒徑一般小于0.5mm，自形—半自形，單獨(dú)形成細(xì)脈條帶或與其他硫化物形成細(xì)脈狀集合體。

絹云母化和綠泥石化分布也較普遍，這是一種受區(qū)域變質(zhì)作用形成的大面積蝕變。

2.6 成礦期次

根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)特征、礦石礦物組分、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，可將平秋金礦的成礦作用過程分為熱液（成礦）期和表生期，熱液成礦期又可以分為金–石英成礦階段和金–石英–多金屬硫化物成礦階段[24]。

金–石英成礦階段，此階段主要是早期的金–石英形成階段，伴隨有硅化、絹云母化等早期的與圍巖的蝕變作用，有少量金及黃鐵礦富集。金–石英成礦階段形成的金及黃鐵礦主要分布在十二盤和金廠溪背斜軸部、轉(zhuǎn)折端等部位的虛脫空間中。金–石英–多金屬硫化物成礦階段，此階段主要為金–多金屬–石英形成階段，也是礦區(qū)的主要金礦化階段，除金礦物外，其他礦物主要有黃鐵礦、毒砂、石英、方鉛礦、黃銅礦和絹云母等。在金–石英–多金屬硫化物成礦階段，構(gòu)造活動持續(xù)加強(qiáng)，早期形成于背斜軸部和轉(zhuǎn)折端滑脫空間類的石英脈以及剪切帶內(nèi)應(yīng)力集中部位形成一系列次級剪切裂隙，早期韌性變形構(gòu)造巖及早期石英脈大量碎裂巖化，從而使大量含礦熱液進(jìn)入早期的脈體裂隙中或兩側(cè)再度充填，含礦熱液在流經(jīng)碎裂巖裂隙時在大量捕獲各種成礦物質(zhì)的同時與圍巖發(fā)生強(qiáng)烈的交代作用，使脈體與圍巖發(fā)生了礦化物質(zhì)的帶入與帶出作用，最終在脈體圍巖中晶出各種金屬硫化物和金礦物[26]。

3 控礦因素分析

3.1 地層控礦

平秋金礦的含金巖石主要為青白口系下江群番召組第二段第二亞段中的灰、灰綠色薄至中厚層狀粉砂質(zhì)絹云母板巖。H-O 和He-Ar 同位素示蹤結(jié)果表明平秋金礦床成礦流體起源于殼源變質(zhì)流體，很可能來源于賦礦地層番召組淺變質(zhì)圍巖[27]，即來源于賦礦圍巖本身。黎應(yīng)書等也通過測試分析，結(jié)果指出黔東南地區(qū)金礦圍巖既是容礦層也是礦源層，因?yàn)榍喟卓谙挡糠謱游坏慕V圍巖金元素平均含量高達(dá)25.69×10-6～108.48×10-9，遠(yuǎn)高于地殼中金元素克拉克值3.5×10-9[28]，而平秋金礦就產(chǎn)于青白口系下江群番召組第二段第二亞段地層中，完全受地層所控制。

3.2 區(qū)域變質(zhì)作用控礦

礦區(qū)的區(qū)域地層中新元古界下江群最為發(fā)育，該地層為變質(zhì)沉積建造，以區(qū)域變質(zhì)為主，巖性主要有變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、板巖、片巖和少量的變質(zhì)沉凝灰?guī)r等[4]，是黔東南地區(qū)的含金層位。區(qū)域變質(zhì)作用與金成礦的關(guān)系，一方面表現(xiàn)為金礦成礦流體水來源于變質(zhì)水[27]，另一方面由于變質(zhì)作用過程溫度、壓力、溶液等因素的變化而使原有礦床的改造或使成礦元素遷移富集而成礦[29]。并且，含金等有用元素較高的原巖，在區(qū)域變質(zhì)作用下，使金元素遷移富集，形成金礦床，即區(qū)域變質(zhì)作用對金礦床的控制作用明顯。

3.3 巖性控礦

平秋金礦床石英脈型金礦體近礦圍巖巖性多為凝灰?guī)r和板巖，礦區(qū)內(nèi)礦體兩盤圍巖蝕變較弱。圍巖中富含毒砂和黃鐵礦，毒砂顆粒較大，多以自形晶產(chǎn)出，黃鐵礦多以細(xì)粒粉末狀順層產(chǎn)于圍巖地層中。

根據(jù)金元素與毒砂、黃鐵礦的共生關(guān)系可知，圍巖是金成礦的礦物質(zhì)來源之一，巖性對石英脈型金礦的控礦特征明顯。蝕變巖型金礦均產(chǎn)于斷裂破碎帶中，斷裂破碎帶中的蝕變巖型礦化特征明顯，可見黃鐵礦、毒砂等。斷裂破碎帶是金元素遷移的良好通道，在變質(zhì)作用過程中，變質(zhì)熱水溶液通過破碎巖石，在巖石基體中發(fā)生礦物和化學(xué)變化。水巖反應(yīng)以及熱水過程和礦床的形成關(guān)系密切[29]，巖石滲濾作用形成礦脈及礦體。

3.4 構(gòu)造控礦

礦區(qū)內(nèi)金礦體主要賦存于斷裂構(gòu)造的斷裂帶、背斜的層間斷裂破碎帶、背斜軸部虛脫部位及兩翼層間滑動帶中，特別是產(chǎn)在產(chǎn)狀由陡變緩的有利部位，斷裂構(gòu)造和背斜構(gòu)造是礦區(qū)十分重要控礦構(gòu)造[24]。蝕變巖型金礦受斷裂控制，呈透鏡狀、似板狀產(chǎn)于斷裂破碎帶中，礦體產(chǎn)狀與控礦斷裂產(chǎn)狀一致，礦體在區(qū)內(nèi)地表有出露；石英脈型金礦體主要賦存于層間剝離斷層中的層間脈，層間脈主要分布在金廠溪背斜軸部，石英脈型金礦體在區(qū)內(nèi)地表沒有出露，為隱伏礦體[24]。

平秋礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要有NE 向斷裂構(gòu)造F1、F2，其次為沿背斜軸部的層間滑動斷層。斷裂構(gòu)造F1、F2均局部含礦，為構(gòu)造破碎蝕變巖型金礦的主要控礦構(gòu)造和產(chǎn)出部位；層間滑動斷裂則是礦區(qū)石英脈型金礦的主要控礦構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)礦化與構(gòu)造控礦也相一致，其中石英脈型金礦化是由于區(qū)域內(nèi)平秋-南加大背斜中的次級背斜金廠溪背斜、桃子坳背斜在擠壓形成過程中產(chǎn)生的順層虛脫空間充填形成，背斜形成過程中主應(yīng)力的方向、強(qiáng)弱、主應(yīng)力作用的連續(xù)性以及地層巖石的能干性控制了背斜的形態(tài)從而控制了礦脈的形態(tài)，反之可以根據(jù)礦脈的形態(tài)反推控礦背斜的性質(zhì)。

蝕變巖型礦化主要有兩種表現(xiàn)形式，一方面是近礦圍巖巖性多為凝灰?guī)r和板巖，礦區(qū)內(nèi)兩盤圍巖蝕變較弱，圍巖中可見大量毒砂和黃鐵礦，毒砂顆粒較大，多以自形晶產(chǎn)出，黃鐵礦多以細(xì)粒粉末狀順層產(chǎn)于圍巖地層中；另一方面是在斷裂破碎帶中的蝕變巖型礦化，黃鐵礦、毒砂常見，指示深部有較好的前景。如果對破碎帶進(jìn)行構(gòu)造地球化學(xué)取樣，可以確定與金礦化有關(guān)的元素是否在該破碎帶中有遷移痕跡，對深部是否存在蝕變巖型金礦提供證據(jù)。

4 結(jié)語

研究礦體的空間分布規(guī)律及其控制因素，是進(jìn)行隱伏礦體定位預(yù)測的核心問題，只有解決這一核心問題，才能指導(dǎo)礦床找礦勘探，取得良好的找礦效果。通過研究可知，平秋金礦礦體產(chǎn)出受地層、區(qū)域變質(zhì)、巖性和構(gòu)造控礦特征明顯。在含礦地層番召組第二段第二亞段中的淺變質(zhì)灰、灰綠色薄至中厚層狀粉砂質(zhì)絹云母板巖中，在背斜轉(zhuǎn)折端虛脫部位，特別是斷裂構(gòu)造疊加區(qū)，礦體富集特征明顯，是找礦勘探的重點(diǎn)區(qū)域。礦區(qū)外圍及深部找礦，重點(diǎn)也應(yīng)放在背斜與剪切帶構(gòu)造共同作用地段，該區(qū)域的找礦前景樂觀。