湖南省醴陵市泮川礦區(qū)金銻礦地質(zhì)特征及成因分析

郭 宗，張正苗，王詩(shī)龍，呂星球

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二一四隊(duì)，湖南 株洲 412007）

1 礦區(qū)概況

泮川礦區(qū)金礦所處大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子地臺(tái)江南臺(tái)背斜東南緣，衡東～瀏陽(yáng)新華夏系隆起帶北段（圖1-1）。行政區(qū)劃屬醴陵市市浦口鎮(zhèn)管轄，直線距醴陵市區(qū)北東方向23km。湖南省有色地質(zhì)勘查局二一四隊(duì)在泮川礦區(qū)開(kāi)展了勘查區(qū)詳查工作，取得了較好的找礦成果。礦區(qū)主礦體為金、銻礦體[1]。

圖1 泮川礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

2 區(qū)域地質(zhì)背景

2.1 區(qū)域地層

區(qū)域內(nèi)出露的地層為中元古界冷家溪群、晚古生界和中生界地層，其中中元古界冷家溪群是區(qū)域內(nèi)的主要金礦賦礦地層和礦源層，少量礦床賦存于泥盆系地層中。

2.2 區(qū)域構(gòu)造

本區(qū)處于瀏陽(yáng)—衡東新華夏系隆起帶中段與北西西向的萍鄉(xiāng)—長(zhǎng)沙大斷裂帶的復(fù)合部位,以褶皺和斷裂為主。本區(qū)主要成礦階段在燕山—喜山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期間，在此期間礦源層冷家溪群普遍發(fā)生構(gòu)造變形和區(qū)域變質(zhì)作用，形成近北東向斷裂。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，活動(dòng)期次多。巖性上以中酸性侵入巖為主,并發(fā)育基性、超基性巖。

2.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)豐富，主要為金礦床，近十多年來(lái)在地質(zhì)找礦上有較大的突破，是湘東乃至整個(gè)湖南金礦最集中的地區(qū)之一。賦存于中生界泥盆系的泮川金銻共生礦床為區(qū)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)。

3 礦區(qū)地質(zhì)特征

3.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層有中元古界冷家溪群，古生界泥盆系、二疊系，中生界三疊系，新生界第四系等各組巖系。

冷家溪群小木坪組（Pt2x）：分布于礦區(qū)中部。中下部為青灰色淺變質(zhì)砂巖，夾粉砂質(zhì)絹云母板巖、絹云母板巖；上部巖性為青灰色淺變質(zhì)砂巖、變質(zhì)雜砂巖、砂質(zhì)板巖及絹云母板巖。

泥盆系上統(tǒng)佘田橋組（Ds）：分布于礦區(qū)中部及東南部，中下部為灰?guī)r、鈣質(zhì)頁(yè)巖、細(xì)砂巖、薄層粉砂巖夾頁(yè)巖；上部巖性為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r。

泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（Dyl）：分布于礦區(qū)中-西北部。下部厚層含礫石英砂巖、石英礫巖；上部粉砂質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖。

二疊系下統(tǒng)小江邊組（Px）：分布于礦區(qū)西北部。深灰色鈣質(zhì)頁(yè)巖。

三疊系上統(tǒng)紫家沖組（Tzj）：分布礦區(qū)東南部。下部頁(yè)巖夾煤線、炭質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖、灰色石英燧石礫巖；上部粉砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾煤線。

第四系（Q）主要是殘坡積物，以砂、粘土為主。厚度一般大于4.00m。

3.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)褶皺不發(fā)育，主要為斷裂構(gòu)造F1、F3及產(chǎn)于佘田橋組灰?guī)r、白云巖中的裂隙構(gòu)造，為區(qū)內(nèi)主要的控礦、容礦構(gòu)造。

F1為區(qū)域性斷裂，即老山?jīng)_—麻紅坳斷裂，屬壓扭性斷裂，其上盤(pán)為小木坪組（Pt2x）和三疊系地層（Tzj），下盤(pán)為泥盆系地層。該斷層總體走向50°～70°，傾向南東（局部反向），傾角70°～85°。斷裂帶寬3m～15m，帶內(nèi)充填物為斷層泥、石英細(xì)脈、石英團(tuán)塊、斷層角礫巖等，帶中見(jiàn)絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化、細(xì)粒黃鐵礦化。F1斷裂為本區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造也屬容礦構(gòu)造，其次級(jí)小斷裂為礦區(qū)的主要容礦構(gòu)造。

圖2 礦區(qū)地層、構(gòu)造、礦體簡(jiǎn)要分布圖

F3斷層：產(chǎn)于礦區(qū)西北角，礦區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度480m，總體走向28°，傾向南東，傾角43°～62°，斷層出露寬2.5m±。巖石破碎，呈灰白色～淺肉紅色，見(jiàn)弱褐鐵礦化、高嶺土化。斷層上盤(pán)為泥盆系岳麓山組，下盤(pán)為二疊系龍?zhí)督M[2-4]。

北東向?qū)娱g裂隙帶：走向52°～73°，傾向北西，傾角50°～74°，控制長(zhǎng)度30m～220m。裂隙帶寬0.2m～15m，帶內(nèi)充填物為斷層泥、灰?guī)r角礫、白云巖角礫、方解石細(xì)脈、方解石團(tuán)塊，帶內(nèi)往往形成金或金銻礦（化）體。裂隙中主要礦化有金礦、輝銻礦、黃鐵礦、少量黃銅礦及鉛鋅礦。該組裂隙帶是礦區(qū)內(nèi)主要的容礦構(gòu)造。

北北西向次級(jí)裂隙帶:分布于北東向裂隙帶北側(cè)，帶中見(jiàn)輝銻礦、黃鐵礦、鉛鋅礦、局部見(jiàn)少量明金。該組裂隙帶是礦區(qū)內(nèi)次級(jí)容礦構(gòu)造。

3.3 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。但礦區(qū)外圍見(jiàn)巖脈出露。

3.4 圍巖蝕變及特征

圍巖蝕變以白云石化、方解石化為主，其次有褪色化、硅化，主要發(fā)育于裂隙帶兩側(cè)，在裂隙面扭曲部位褪色化、硅化要強(qiáng)，裂隙面呈平直狀時(shí)硅化較弱，褪色化不強(qiáng)烈，甚至沒(méi)有。當(dāng)白云石化較強(qiáng)硅化同時(shí)也會(huì)強(qiáng)烈，根據(jù)整個(gè)礦床礦化特征來(lái)看白云石化、硅化是尋找金礦床的標(biāo)志，當(dāng)白云石化、方解石化、硅化都強(qiáng)烈時(shí)是尋找金銻礦床良好標(biāo)志。

3.5 化探異常特征

普查階段開(kāi)展了1/10000土壤剖面測(cè)量,在測(cè)區(qū)內(nèi)圈定了次生Au、As、Sb異常，其異常特征如下：

Au異常，以局部小異常和單點(diǎn)異常為主。局部小異常分布在橫嶺上附近的山坡上，異常呈不規(guī)則狀，展布范圍約300m×60m，長(zhǎng)軸方向呈NE向。峰值41.63（10-9），襯度2.19，變化系數(shù)（CV）0.53，平均強(qiáng)度21.89（10-9），面金屬量0.0264（m2·%），具Au、As、Sb元素異常組合特征。

As異常，呈不規(guī)則面狀或不規(guī)則帶狀廣泛的分布在白云祠、橫嶺上及十字坳一帶，異常整體規(guī)模較大，異常強(qiáng)度較高，濃度分帶發(fā)育，濃集中心明顯，峰值883.12（10-9）。

圖3 泮川礦區(qū)金礦土壤測(cè)量（Au、As、Sb）綜合異常圖

Sb異常，呈不規(guī)則帶狀分布在白云祠、橫嶺上及十字坳附近，可構(gòu)成了一條異常走向呈NE向的異常帶。異常帶整體規(guī)模較小，強(qiáng)度相對(duì)較高，具有較明顯的濃集中心，濃度分帶較發(fā)育，峰值502.97（10-9）。

3.6 礦體特征

礦體主要產(chǎn)于泥盆系佘田橋組灰?guī)r及白云巖內(nèi)的斷裂構(gòu)造中。其產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造帶控制；礦體總體呈似層狀、透鏡狀，沿走向傾向形態(tài)變化較大，具有膨脹收縮、尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象。

礦區(qū)內(nèi)圈定4個(gè)主要礦體，編號(hào)依次為Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅲ-1號(hào)礦體，如圖2-1所示。

Ⅰ-1號(hào)金銻礦體:控制長(zhǎng)度大于Xm，產(chǎn)狀260°～343°∠37°～80°，平均厚度大于Xm，厚度穩(wěn)定；金平均品位大于3×10-6，品位變化穩(wěn)定；銻平均品位大于6×10-2，品位變化穩(wěn)定。礦體呈似層狀產(chǎn)出，受北東向?qū)娱g裂隙控制，上下盤(pán)圍巖局部碎裂巖化，在礦體西段僅為平整光滑的斷裂面，呈舒緩波狀產(chǎn)出，局部呈“S”型扭曲。礦物主要有黃鐵礦、輝銻礦、微細(xì)粒金礦及少量黃銅礦。圍巖蝕變主要為硅化、白云石化、方解石化、褪色化。

Ⅰ-2金 礦 體：控 制 長(zhǎng) 度 大 于Xm，產(chǎn) 狀290°～332°∠72°～85°，平均厚度大于Xm，金平均品位大于3×10-6，礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，受F1斷裂構(gòu)造控制，上盤(pán)為圍巖為泥盆系灰?guī)r、白云巖，下盤(pán)為圍巖為冷家群小木坪組板巖。礦物主要為黃鐵礦、微細(xì)粒金礦，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。

Ⅰ-3金礦體：厚度約Xm，金平均品位大于4×10-6，該礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，受F1斷裂構(gòu)造控制，上盤(pán)為圍巖為泥盆系灰?guī)r、白云巖，下盤(pán)為圍巖為冷家群小木坪組板巖。礦物主要為黃鐵礦、微細(xì)粒金礦，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。

圖4 泮川礦區(qū)金礦成礦演化模式圖

Ⅲ-1號(hào)金銻礦體:控制長(zhǎng)度大于Xm，產(chǎn)狀50°～68°∠68°～85°，平均厚度大于Xm，金平均品位大于3×10-6；銻平均品位大于6×10-2。礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，受北北西向裂隙帶控制。礦物主要為黃鐵礦、輝銻礦、微細(xì)粒金。圍巖蝕變?yōu)榘自剖浇馐⒐杌?、褪色化?/p>

3.4 礦石質(zhì)量

礦石中主要的金屬礦物有黃鐵礦、自然金、輝銻礦、閃鋅礦、黝銅礦、方鉛礦、赤鐵礦等。銻礦物主要是輝銻礦，少量銻華、銻赭石及微量輝銻鉛礦、黃銻華等；金礦物為自然金。非金屬礦物主要是方解石，其次為白云石、石英，綠泥石等。礦石有價(jià)元素為Au、Sb等，可綜合利用，其他元素均無(wú)利用價(jià)值。

輝銻礦主要呈自形-半自形粒狀、長(zhǎng)柱狀、維狀，針狀、放射集合體狀，星散分布或沿巖石微裂隙中分布?；虿痪鶆蚍稚⒎植蓟蜓貛r石微裂隙分布，粒徑0.005mm～1.5mm。少量呈互相緊密鑲嵌，聚集呈條帶、脈狀分布，集合體狀中輝銻礦呈花崗變晶結(jié)構(gòu)。采用掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行能譜微區(qū)成分分析，輝銻礦的化學(xué)成分較為穩(wěn)定，平均含Sb71.63%，S28.37%，與它的理論化學(xué)成分較為接近。

金礦物：礦石中的金主要是自然金，經(jīng)掃描電鏡檢測(cè)發(fā)現(xiàn)自然金成分較純，含Au 100%，發(fā)現(xiàn)自然金與黃鐵礦關(guān)系緊密，主要呈粒狀包裹于黃鐵礦中，嵌布粒度主要在1~10微米之間。

4 成礦特征及成礦規(guī)律分析

4.1 礦床成因

根據(jù)礦床和礦體地質(zhì)特征，可確定礦床成因類(lèi)型為中溫～低溫?zé)嵋好}狀礦床,其特點(diǎn)為：成礦裂隙有明顯的剪切裂隙性質(zhì)；礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，交替結(jié)構(gòu)較發(fā)育，伴生中低溫礦物多，圍巖蝕變類(lèi)型有白云石化、方解石化、絹云母化、硅化等。

4.2 成礦控制因素分析

礦床的形成受構(gòu)造，巖漿活動(dòng)和地層巖性三個(gè)因素的控制。

經(jīng)過(guò)對(duì)巖石的測(cè)定，可以認(rèn)為礦床近圍中元古界冷家溪群小木坪組是成礦的礦源層。其含金量高于地殼豐度的 14～22倍，其含銻量高于地殼豐度的 8～17 倍。礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖體出露，但礦區(qū)外圍見(jiàn)巖脈出露，且礦區(qū)西南8km外范圍內(nèi)有板杉鋪巖體出露，表明礦區(qū)深部可能有隱伏巖體存在。

燕山至喜山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期間由于構(gòu)造應(yīng)力作用區(qū)內(nèi)深部隱伏巖體上涌，使上覆地層窿起，淺海沉積地層因下覆地層的窿起傾角由近水平而變得陡峭，沿積地層中膠結(jié)薄弱部位因傾角陡峭而產(chǎn)生滑落形成層間裂隙帶。此時(shí)由巖漿作用及構(gòu)造應(yīng)力的雙重作用下，活化萃取了近圍地層中的成礦物質(zhì)，形成礦液，礦液通過(guò)F1斷層運(yùn)移至層間裂隙帶中，在層間裂隙帶中及周邊次級(jí)構(gòu)造中富集成礦（圖4）。

4.3 礦化富集規(guī)律

通過(guò)工程的系統(tǒng)揭露，從采樣化驗(yàn)取得了較詳細(xì)的資料，經(jīng)過(guò)初步研究，有如下規(guī)律：

（1）礦體厚度與金銻品位呈有規(guī)律的變化，一般在裂隙扭曲或隆起部位厚度大、品位高[5]。

（2）裂隙構(gòu)造中或其兩側(cè)強(qiáng)硅化蝕變巖中，金屬硫化物密集地段為金的富集區(qū)。

4.4 找礦標(biāo)志

（1）斷層破碎帶是最直接的找礦標(biāo)志。

（2）裂隙帶中出現(xiàn)星點(diǎn)狀或細(xì)粒狀黃鐵礦是找金的好標(biāo)志。

（3）圍巖出現(xiàn)褪色化，破碎帶中角礫呈深黑色硅化較強(qiáng)時(shí)是較好的找礦標(biāo)志。

（4）當(dāng)白云石化、方解石化、硅化都強(qiáng)烈時(shí)是尋找金銻礦床良好標(biāo)志。

（5）物、化探異常區(qū)內(nèi)凡是有Au、Ag、Cu、Pn、Zn、As、Sb、Hg等元素的組合異常，均是較好的找礦標(biāo)志。