廣東河臺(tái)金礦“三位一體”找礦預(yù)測(cè)模型*

彭兆金

（廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)）

廣東省高要河臺(tái)金礦是華南地區(qū)最大的金礦，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)就一直備受地質(zhì)學(xué)者們關(guān)注，其礦床成因有剪切帶型［1］、糜棱巖帶蝕變巖型［2-3］、變質(zhì)熱液和重熔巖漿熱液型［4］、熱動(dòng)力變質(zhì)疊加熱液循環(huán)富集［5］等不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。不管是哪種觀點(diǎn)都認(rèn)為河臺(tái)金礦與韌性剪切帶有關(guān)，本研究對(duì)河臺(tái)金礦進(jìn)行以韌性剪切帶型金礦的成因建立“三位一體”成礦模式及找礦預(yù)測(cè)模型。

1 地質(zhì)背景

河臺(tái)金礦位于華南褶皺系內(nèi)，屬粵西隆起區(qū)的大瑤山隆起［6］，處于羅定至廣寧斷裂帶與吳川至四會(huì)斷裂帶交匯部位［7］，屬于粵西—桂東南Sn-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Mo-W 成礦帶的廣寧Au-REE 成礦帶［8］，為華南地區(qū)著名的金成礦帶。

1.1 地層

礦區(qū)出露的地層主要為震旦系老虎塘組，為淺海相類復(fù)理石碎屑巖建造，巖石大部分已發(fā)生變質(zhì)，形成變質(zhì)砂巖、片巖、片麻巖以及石英巖等；礦區(qū)內(nèi)混合巖化強(qiáng)烈，形成條帶狀、條痕狀、眼球狀等多種混合巖等。原巖主要由砂巖、砂礫巖、長(zhǎng)石石英砂巖及砂頁(yè)巖組成。1∶5 萬(wàn)化探成果表明老虎塘組為粵西地區(qū)金的高背景地層。

1.2 巖漿巖

礦區(qū)出露的巖體為華力西—印支期的云樓崗巖體和燕山期的伍村巖體。云樓崗巖體主要由中粒、細(xì)—中?；旌虾谠颇富◢忛W長(zhǎng)巖，部分黑云母斜長(zhǎng)花崗巖及黑云母二長(zhǎng)花崗巖組成。巖體中主要礦物成分變化大，但是巖石的礦物特征、結(jié)構(gòu)、組合等是一致的。巖體的鋯石U-Pb 法同位素年齡為242 Ma。伍村巖體則主要由不等粒的巨斑狀黑云母混合花崗巖或二長(zhǎng)花崗巖組成。該巖體全巖Rb-Sr 法同位素年齡為210±69 Ma，鉀長(zhǎng)石年齡為224 Ma。

1.3 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造的發(fā)展演變過(guò)程經(jīng)歷了由遠(yuǎn)古代到燕山晚期的多期次組成［9］，區(qū)內(nèi)的含金韌性剪切帶（糜棱巖帶或者礦體）的展布、延伸、范圍和規(guī)模等均嚴(yán)格受構(gòu)造控制。

基礎(chǔ)構(gòu)造主要為加里東運(yùn)動(dòng)形成的一系列北東東向的褶皺和區(qū)域性斷裂。包括雪頂背斜、羅定—廣寧斷裂、吳川—四會(huì)斷裂。地層同時(shí)發(fā)生區(qū)域變質(zhì)及混合巖化。華力西—印支期，區(qū)域性斷裂重新活動(dòng)與加強(qiáng)，使加里東期變質(zhì)巖進(jìn)一步變質(zhì)，并引起重熔與交代，生成混合花崗巖，沿北東向構(gòu)造侵入。

成礦構(gòu)造主要包括兩期：第一期為北東東向的河臺(tái)韌性剪切帶長(zhǎng)可達(dá)30 km，寬達(dá)4.5km 主要由糜棱巖類的構(gòu)造巖組成，是河臺(tái)礦區(qū)主要成金期構(gòu)造，韌性剪切帶切穿含礦地層及礦區(qū)外圍混合花崗巖。第二期為斷裂，為含金石英脈充填，規(guī)模較大者可構(gòu)成工業(yè)礦體。石英脈產(chǎn)狀與糜棱巖帶有一定的夾角。

成礦后構(gòu)造主要為一些北東、北西及近南北向的壓性、扭性脆性斷裂，局部可見沿脈斷裂，后者對(duì)礦體有一定的破壞作用。

2 成礦模式

2.1 成礦地質(zhì)體

成礦地質(zhì)體是指與礦床形成在時(shí)間、空間和成因上有密切聯(lián)系的地質(zhì)體［10］。

（1）礦床與成礦地質(zhì)體的形成時(shí)間。已有大量年代學(xué)數(shù)據(jù)顯示，河臺(tái)地區(qū)的變質(zhì)作用主要形成于印支晚期到燕山早期，如蔡建新用白云母Ar-Ar定年測(cè)得糜棱巖的年齡為187～192 Ma［11］，王成輝在云西礦床中測(cè)得黑云母Ar-Ar年齡為161.8±1.2 Ma［12］。

河臺(tái)金礦礦床成礦年齡分析較多的主要集中在2 個(gè)地方：河海礦床和高村礦床。符力奮對(duì)河臺(tái)金礦區(qū)雙保礦床、太平頂?shù)V床和高村礦床的硫化物進(jìn)行Pb-Pb 法測(cè)年，得到148～174 Ma 年齡；翟偉等［13］用石英全溶法測(cè)得河臺(tái)金礦床高村11號(hào)礦體富硫化物含金石英脈流體包裹體Rb-Sr 等時(shí)線年齡為172±2 Ma。綜合前人資料表明，河臺(tái)金礦成礦年齡主要集中在170～150 Ma。

（2）礦床空間分布。從空間上看，河臺(tái)金礦都產(chǎn)于糜棱巖中，區(qū)內(nèi)的金礦石絕大部分為糜棱巖，少部分為石英脈。糜棱巖內(nèi)的裂隙構(gòu)造、剪切運(yùn)動(dòng)面（Sc）和壓性結(jié)構(gòu)面（Ss）構(gòu)造是韌性剪切帶型礦石重要的容礦空間，礦化主要呈浸染狀細(xì)條紋狀沿裂隙面、Sc面、Ss 面產(chǎn)出。另一種是糜棱巖中的小褶皺的核部往往是成為重要的容礦空間。礦床的規(guī)模、展布等均嚴(yán)格受韌性剪切帶的控制，糜棱巖是韌性剪切帶中的主要組成巖石。

綜上所述，河臺(tái)金礦成礦地質(zhì)體主要是韌性剪切帶。

2.2 成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面

結(jié)合前人的認(rèn)識(shí)，將河臺(tái)地區(qū)成礦構(gòu)造系統(tǒng)分為四級(jí)構(gòu)造控礦：

（1）一級(jí)控礦構(gòu)造為廣寧—羅定斷裂帶（圖1（a）），分布在吳川—四會(huì)斷裂的西側(cè)，在河臺(tái)、廣寧一帶與吳川—四會(huì)斷裂相交?？傮w走向方位55°，長(zhǎng)200 km，寬10～15 km，形成于海西—印支期，疊加在加里東期變質(zhì)結(jié)晶基底之上。廣寧—羅定斷裂帶主體是1 條大型韌性剪切帶，北起肇慶市廣寧縣以北，南延伸至云浮羅定市以西的粵桂省界附近。目前，該斷裂帶范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金礦床（點(diǎn)）一百多處，包括高村、云西、京村等大中型金礦，這些金礦床（點(diǎn)）嚴(yán)格受剪切帶內(nèi)強(qiáng)變形糜棱巖帶控制［14］。過(guò)去一些研究者將羅定—廣寧斷裂當(dāng)作吳川—四會(huì)斷裂變質(zhì)帶的次級(jí)斷裂。但吳川—四會(huì)斷裂主要表現(xiàn)為脆性剪切的性質(zhì)，時(shí)代可能早于廣寧—羅定斷裂，從區(qū)域上看，該斷裂限制了羅定—廣寧斷裂向東發(fā)展。

（2）二級(jí)控礦構(gòu)造為糜棱巖帶（圖1（b）），在羅定—廣寧韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育有70多條糜棱巖帶。其規(guī)模大小不等，含礦性差異也較大，其總體展布方位在52°～72°。按照糜棱巖帶的排列，可以把河臺(tái)金礦田不同位置的糜棱巖分成幾個(gè)糜棱巖帶群。如北部糜棱巖帶群、中部糜棱巖帶群和南部糜棱巖帶群。這些糜棱巖帶群整體展布方位大致為55°。河臺(tái)金礦已勘查的礦床主要分布在北部糜棱巖帶帶里，該糜棱巖帶群內(nèi)包括9、11、12 及13 號(hào)糜棱巖。這幾條糜棱巖內(nèi)均發(fā)現(xiàn)了金礦體。其中9 號(hào)糜棱巖是云西礦床的控礦構(gòu)造巖，11 號(hào)糜棱巖是高村礦床的控礦構(gòu)造巖，目前河臺(tái)金礦的主要金儲(chǔ)量產(chǎn)于這2條糜棱巖帶中。另外13 糜棱巖也是河海礦段的控礦構(gòu)造巖，而12號(hào)糜棱巖是預(yù)測(cè)的金礦位置。

（3）三級(jí)控礦構(gòu)造主要為糜棱巖內(nèi)的褶皺、裂隙（圖1（c））。從礦區(qū)的橫剖面看，并不是整個(gè)糜棱巖帶都全部含礦，而只是其中一部含礦。在糜棱巖中普遍存在的小褶皺核部以及糜棱巖中的裂隙往往是礦區(qū)重要的容礦空間。

（4）四級(jí)控礦構(gòu)造為糜棱巖帶中Sc-Ss 面理［15］（圖1（d））。Sc 面理為剪切運(yùn)動(dòng)面，代表了構(gòu)造剪切運(yùn)動(dòng)方向，具剪切結(jié)構(gòu)特征。Ss 面理具壓性結(jié)構(gòu)面特征，相當(dāng)于構(gòu)造擠壓面，由單剪作用下壓應(yīng)力作用形成。糜棱巖中的Sc-Ss 面理組成的微裂隙與在糜棱巖帶中普遍發(fā)育的微褶皺共同形成眾多的天然容礦空間。

2.3 成礦作用特征

（1）礦體特征。高村礦床由多個(gè)礦體組成。除51 號(hào)礦體產(chǎn)于隱伏石英脈中外，其余礦體均產(chǎn)于ML-11中。

11 號(hào)糜棱巖體（ML-11）是礦區(qū)內(nèi)最大的糜棱巖體，走向N70°E，其東西長(zhǎng)約1 600 m，南北寬20～50 m，高村礦床96%的金礦儲(chǔ)量賦存于該糜棱巖體內(nèi)。整個(gè)糜棱巖體均有不同程度的礦化。但礦體主體產(chǎn)于糜棱巖體內(nèi)的強(qiáng)韌性變形帶中。

礦體產(chǎn)狀與糜棱巖體產(chǎn)狀基本一致。據(jù)礦體在11號(hào)糜棱巖體中的位置可將礦體分成4個(gè)帶：一礦帶緊鄰糜棱巖體下盤，礦體規(guī)模不大，寬1 m 左右，由互不連續(xù)的多個(gè)礦體組成；二礦帶離糜棱巖體下盤與變質(zhì)圍巖的接觸帶約10 m，是11 號(hào)主礦體的賦存場(chǎng)所，礦體厚，規(guī)模大；三礦帶距下盤接觸帶20～30 m，礦體厚1～3 m；四礦帶緊跟11號(hào)糜棱巖體上盤，距三礦帶5～8 m，礦體規(guī)模較小，上述四帶，一、四帶沿走向、傾向皆不穩(wěn)定，礦體尖滅復(fù)現(xiàn)現(xiàn)象十分明顯。二、三礦帶穩(wěn)定性較好，在二、三礦帶之間，是金含量＜0.1×10-9的“無(wú)礦走廊”，其特點(diǎn)是韌性變形相對(duì)較弱，由糜棱巖化片巖、糜棱巖化混合巖、糜棱巖化偉晶巖或片巖、混合巖、偉晶巖等巖石的粗糜巖組成。

11 號(hào)主礦體是高村礦床規(guī)模最大的礦體，其直接頂?shù)装寰鶠榫呓鸬V化的糜棱巖。礦體分布在47～96線。走向上延伸1 404 m，傾向NNW，近直立（傾角85°～90°）與陡傾（62°～85°）相間出現(xiàn)，無(wú)論在走向上還是在傾向上都呈舒緩的“S”形。礦體縱向上延伸300～500 m，厚0.37～15.2 m，平均厚2.55 m，其中厚度大于5 m的部位均位于剖面的中、上部，233線以東位于-30 m 達(dá)高以上，23 線以西則位于100 m 標(biāo)高以上。礦體埋深從-300 m 標(biāo)高以下至地表，向NE 側(cè)伏。24線以西為露頭礦，24線以東為隱伏礦，主要工業(yè)儲(chǔ)量位于-150 m 以上。沿走向和傾向皆有分技復(fù)合現(xiàn)象，礦體Au 品位（1.6～15）×10-6，平均8.43×10-6，高品位礦石分布在礦體的中上部，其亦與礦體厚度膨大部位基本一致。

51 號(hào)礦體為高村礦床第二大礦體，其產(chǎn)于ML-11 北部（上盤）的隱伏石英脈中，距主礦體水平距離約40 m。礦體產(chǎn)狀與糜棱巖型礦體基本一致，走向53°，傾向NW，傾角65°±，礦體埋深距地表約100 m，平均Au品位10.72×10-6。

云西礦床主要礦體產(chǎn)于ML-9糜棱巖體中，ML-9呈SWW～NEE 舒緩波狀延伸，傾向NW，傾角55°～88°，局部直立或傾向SE。ML-9 在地表東西長(zhǎng)1 280 m，深部可達(dá)1 600 m 以上，水平寬6.7～40 m，平均20～30 m。糜棱巖體由石英糜棱巖、石英千糜巖和長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖以及各種粗糜棱巖和糜棱巖化巖石組成。

9 號(hào)礦體為礦床的主礦體。其位于ML-9 中部。礦體有分枝復(fù)合、上下擺動(dòng)現(xiàn)象，沿走向和傾向均呈舒緩波狀延伸。礦體出露地表長(zhǎng)1 080 m，深部長(zhǎng)超過(guò)1 300 m，走向與ML-9 基本一致。傾向NW，傾角71°～90°，厚0.58～12.5 m，品位（1.56～37.81）×10-6。

（2）礦石特征。礦石構(gòu)造包括浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造等。常見的礦石結(jié)構(gòu)有自形一半自形、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、變余結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。

礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦，有少量自然金、閃鋅礦、方鉛礦、菱鐵礦、毒砂和銀礦。非金屬礦物為石英、長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、方解石以及微量電氣石、磷釔石、鋯石、屑石、獨(dú)居石等。

（3）成礦階段。根據(jù)礦石中各種礦物的形態(tài)特征及相互穿插關(guān)系，將河臺(tái)金礦金礦化劃分為3 期5個(gè)階段：動(dòng)力變質(zhì)期，熱液期，表生期（圖2）。其中熱液期可分為石英—硫化物礦，金—硫化物，金—硫化物—碳酸鹽3個(gè)階段。

動(dòng)力變質(zhì)期形成各類糜棱巖，除此之外還形成一些硫化物。在薄片下發(fā)現(xiàn)一些變形的破碎硫化物，例如絲狀的黃鐵礦，磁黃鐵礦可能也是在這個(gè)時(shí)期形成的。另外還見到一些礦物包體，例如被毒砂包裹的黃鐵礦也可能是在這個(gè)時(shí)期形成的。

在石英—硫化物階段形成毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化物，這期硫化物有一個(gè)特點(diǎn)是晶型相對(duì)較好，為自形—半自形。金—硫化物階段形成大量硫化物，包括黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等，并且可見到自然金，并且有大量與硫化物共生的綠泥石出現(xiàn)。在金—硫化物—碳酸鹽階段最主要的特點(diǎn)是有大量的與硫化物共生的碳酸巖脈的出現(xiàn)，這期硫化物包括黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦及閃鋅礦、方鉛礦等，并且都以它形交代前期形成的硫化物。

表生期由于表生氧化，可形成一些褐鐵礦，孔雀石，硫磺等礦物。

（4）蝕變類型及分帶。通過(guò)對(duì)河臺(tái)礦區(qū)巖性構(gòu)造蝕變專項(xiàng)地質(zhì)填圖、鉆孔構(gòu)造巖相—蝕變編錄、坑道巖相—蝕變礦物編錄等工作，區(qū)內(nèi)主要圈定了強(qiáng)黃鐵礦化強(qiáng)硅化帶、黃鐵礦化絹云母化硅化帶、千糜巖化帶、糜棱巖化帶、碎裂巖化帶。礦體分布在糜棱巖帶中，其中，硅化、黃鐵礦化與金礦化關(guān)系最為密切［16］。

（5）成礦流體特征。根據(jù)前人研究成果，在河臺(tái)金礦床中的石英脈、糜棱巖中主要存在氣—液相包裹體、流體—熔融包裹體及熔融包裹體［17］。成礦流體富含水，成礦以熱液充填為主［18］。

3 找礦預(yù)測(cè)模型

通過(guò)對(duì)河臺(tái)金礦床成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用的特征標(biāo)志研究，初步構(gòu)建了河臺(tái)韌性剪切帶型金礦床“三位一體”找礦預(yù)測(cè)模型（圖3）。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)分析河臺(tái)金礦的成礦地質(zhì)體、成礦地質(zhì)構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志的特征建立了“三位一體”找礦預(yù)測(cè)模型。

（2）該“三位一體”找礦預(yù)測(cè)模型的建立，指導(dǎo)了河臺(tái)整裝勘查區(qū)內(nèi)京村金礦、百旁金礦2個(gè)中型金礦的探礦工程部署。

（3）“廣東河臺(tái)金金屬礦整裝勘查區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查與找礦預(yù)測(cè)”項(xiàng)目提交了2 個(gè)新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地，更是河臺(tái)金礦“三位一體”找礦預(yù)測(cè)模型在實(shí)際工作中的應(yīng)用和驗(yàn)證。

致 謝本研究是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《廣東河臺(tái)地區(qū)金多金屬礦整裝勘查區(qū)專項(xiàng)填圖與技術(shù)應(yīng)用示范》、《廣東河臺(tái)金金屬礦整裝勘查區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查與找礦預(yù)測(cè)》項(xiàng)目取得的成果，項(xiàng)目工作中得到了眾多同事的幫助，在此表示衷心的感謝。