湘东北地区金矿成矿时代研究.pdf

2 0 1 0年 6月 J u n e ，2 0 1 0 矿床地质 M I NERAL DEP OSI TS 第 2 9卷 V0 I ．2 9 第 3期 No．3 文章编号 0 2 5 8 7 1 0 6 2 0 1 0 0 3 0 5 6 3 0 9 湘东北地 区金矿成矿时代研究 韩凤彬 ． 一 ， 常 亮2 ， 蔡明海3 ， 刘孙泱2 ， 张诗启3 ， 陈 艳3 ， 彭振安。 ， 徐 明。 1中国地质科学院地质力学研究所 ， 北京1 0 0 0 8 1 ； 2湖南省有色地质勘查研究院， 湖南 长沙4 1 0 0 0 7 ； 3广西大学资源与冶金学院， 广西 南宁5 3 0 0 0 4 摘要产于中元古界冷家溪群浅变质碎屑岩中的一系列金矿床是湘东北地区主要金矿床类型。早期研究者 认为该类金矿床的成矿时代属加里东期或燕山期 ， 但均没有高质量的测年数据支持。笔者对湘东北地区黄金洞、 万 古、 团山背 3个典型金矿床开展了石英流体包裹体 R b S r 同位素测年工作 ， 获得黄金洞、 万古和团山背 3个金矿床 R b - S r 等时线年龄， 分别为 4 6 2 1 8 Ma MS WD1 ． 6 、 4 2 5 3 3 Ma MS WD0 ． 1 4 和 2 2 2 ． 49 ． 4 Ma MS WD 2 ． 6 ， 跗 S r ／ 8 S r 初始值分别为 0 ． 7 5 8 9 0 ． 0 0 0 5 、 0 ． 7 5 1 7 0 ． 0 0 0 4 和 0 ． 7 3 3 50 ． 0 0 0 9 。测年结果表明， 湘东北 地区金成矿主要发生在加里东期 ， 并存在印支期金成矿作用。此外， 湘东北地区与湘西地区金矿床成矿时代具有一 致性 ， 均集中于加里东期和印支期， 是江南古陆上金矿床成矿的两个主要时期。 关键词地球化学 ； R b - S r 测年 ； 黄金洞金矿床； 万古金矿床； 团山背金矿床 ； 湘东北地区 中图分类 号 P 6 1 8 ． 5 1 文献标 志码 A Or e f o r mi n g e p o c h o f g o l d d e p o s i t s i n n o r t he a s t e r n Hu n a n HAN F e n g Bi n 一 ，CHANG L i a n g 2 ， C AI Mi n g Ha i 。 ， LI U Su nYa n g 2 ， Z HANG S h i Qi 。 ，CHEN Ya n 3 ， PE NG Z h e n An 3 a n d XU Mi n g 3 1 I n s t i t u t e o f G e o me c h a n i c s ，C h i n e s e A c a d e my o f G e o l o g i c a l S c i e n c e s ， B e i j i n g ，1 0 0 0 8 1 ，C h i n a ； 2 Hu n a n G e o l o g i c a l Mi Nn g I n s t i t u t e f o r No n - F e r r o u s Me t als ，Ch a n g s h a 4 1 0 0 0 7 ，Hu n a n ，C h i n a ；3 C o l l e g e o f Re s o u r c e s a n d Me t all u r g y，Gu a n g x i Un i v e r s i t y ，N ann i n g 5 3 0 0 0 4 ， Gu a n g x i ，C h i n a Ab s t r a c t Go l d d e p o s i t s i n n o r t h e a s t e r n Hu n a n a r e ma i n l y h o s t e d i n e p i me t a mo r p h i c e l a s t i c r o c k s O f M i d d l e Pr o t e r o z o i c L e n g j i a x i Gr o u p．I t wa s t h o u g h t b y s o me e a r l i e r r e s e a r c h e r s t h a t g o l d mi n e r a l i z a t i o n t o o k p l a c e i n C a l e d o n i a n o r Ya n s h a n i a n e p o c h，wh i c h，h o we v e r ，wa s n o t s u p p o r t e d b y h i g h q u a l i t y a g e d a t a ．I n t h i s p a p e r ，t h e Rb S r i s o c h r o n o f fl u i d i n c l u s i o n s t r a p p e d i n q u a r t z wa s u s e d t o d a t e t h e o r e f o r mi n g e p o c h s o f g o l d d e po s i t s ．Th e Hu a n g j i n d o n g ， Wa n g u a n d T u a n s h a n b e i g o l d d e p o s i t s a r e d a t e d a t 4 6 21 8 Ma MS wD1 ． 6 ， 4 2 5 3 3 Ma MS WD0 ． 1 4 a n d 2 2 2 ． 4 9 ． 4 Ma MS WD2 ． 6 r e s p e c t i v e l y ， wi t h S r ／ S r b e i n g 0 ． 7 5 8 9 0 ． 0 0 0 5 ， 0 ． 7 5 1 70 ． 0 0 0 4 a n d 0 ． 7 3 3 50 ． 0 0 0 9 ． Da t i n g r e s u l t s s h o w t h a t g o l d mi n e r a l i z a t i o n i n n o r t h e a s t e rn Hu n a n ma i n l y o c c u r r e d i n Ca l e d o n i a n，wi t h I n d o s i n i a n p r o b a b l y b e i n g t h e o t h e r me t a l l o g e n i c e p o c h．I n a d d i t i o n．g o l d o r e f o r mi n g e po c h s o f we s t e rn Hu n a n a n d n o r t h e a s t e rn Hu n a n we r e l i k e l y c o n c e n t r a t e d i n C a l e d o n i a n a n d l n d o s i n i a n，i mp l y i n g t h a t Ca l e d o n i a n a n d I n d o s i n i a n we r e t h e t wo ma i n o r e f o r mi n g e p o c h s i n J i a n g n a n * 本文得到湖南省国土资源厅 “ 湘东北地区成矿规律及靶 区优选研究” 项 目 2 o 0 7 0 3 0 4 0 和全 国危机矿山接替资源找矿 项 目 2 0 0 8 9 9 5 0 联合资助 第一作者简介韩凤彬 ，男 ， 1 9 8 1年生 ， 博士研究生 ，主要从事 矿床学 和构造地质学研究。E ma i l l i c 1 e j1 2 6 ． c o i n 收稿 日期2 0 0 9 1 0 2 9 ；改回 日期2 0 0 9 1 2 2 8 。李德先编辑 。 矿 床 地 质 2 0 1 0正 t e r r a i n． K e y w o r d s g e o c h e mi s t r y ，R b S r d a t i n g ，Hu a n g j i n d o n g g o l d d e p o s i t ， W a n g u g o l d d e p o s i t ，Tu a n s h a n b e i g o l d d e p o s i t ，n o r t h e a s t e r n Hu n a n P r o v i n c e 。 湘东北地区是湖南省重要的产金基地之一， 区 内金矿床主要产于中元古界冷家溪群 P t z l n 一套 浅变质碎屑岩 中， 金矿床类型以石英脉型和破碎蚀 变岩型为主， 断裂构造及韧性剪切带为主要控矿因 素。前人对区内金矿床地球化学特征及矿床成因等 进行 了 比较详 细 的研究 刘 荫 椿 ， 1 9 8 9 ； 罗 献林 ， 1 9 8 8 ； 1 9 9 0 ； 刘英俊等 ， 1 9 9 1 a ； 1 9 9 1 b ； 马东升 ， 1 9 9 1 ； 张乾等， 1 9 9 2 ； 柳德荣等， 1 9 9 4 ， 认为区内金成矿物 质主要来源于冷家溪群 ， 成矿与变质作用和构造作 用密切相关。毛景文等 1 9 9 7 、 贺转利等 2 0 0 4 和 袁兰陵等 2 0 0 8 研究提出， 区 内金成矿物质不仅来 源于冷家溪群 ， 也来 自深部岩浆。刘荫椿 1 9 8 9 、 罗 献林 1 9 8 8 ； 1 9 8 9 、 张 景 荣 等 1 9 8 9 、 胡 瑞 英 等 1 9 9 5 、 罗 晓滨 等o、 毛景文等 1 9 9 7 和董 国军等 2 0 0 8 对区内金成矿时代进行 了讨论 ， 分别得出了 雪峰- 力 Ⅱ 里东期和燕山期成矿 的不 同认识。由于缺 少更多的测年数据支撑 ， 区内金成矿时代 尚不明确， 制约了对区内金成矿规律认识的深化及找矿方 向的 判断。为此 ， 本文运用石英 流体包裹体 Rb S r 法开 展了湘东北地区黄金洞、 万古 、 团山背等典型金矿床 的成矿年代学研究。 1 区域地质背景 湘东北地区位于扬子板块东南缘江南古陆中段 图 1 。受扬子板块与华夏板块相互作用及深部岩 石圈作用影响， 区内经历 了多期次构造活动， 形成了 复杂的构造格局， 并导致了大范围花 岗岩侵位以及 以金 、 铜为主的大规模多金属成矿作用。 区内地层从中元古界冷家溪群到第 四系均有 出 露， 但以冷家溪群和白垩系分布最广。其 中， 中元古 界冷家溪群和新元古界板溪群两套浅变质岩系组成 区内变质褶皱基底 ； 震旦纪至中生代早期主要为海 相沉积； 中． 新生代则 以陆相沉积为主 湖南省地质 矿产局 ， 1 9 8 8 。中元古界冷家溪群为区内金矿床主 要赋矿层位。 区内褶 皱和断裂 构造 发育 ， 构造线方 向以近 E W 向和 NE向为主。近 E W 向构造是区内武陵 雪 峰构造层和加里东构造层 的主体构造， 由一系列 紧 闭褶皱、 倒 转褶皱、 断裂 及韧． 脆性 剪切带等组成。 NE向构造是中新生代以来形成的盖层构造 ， 由一系 列断裂组成 ， 形成 了区内典型的盆岭构造 李鹏春 ， 2 0 0 6 。 湘东北地区岩浆岩发育， 共有大小岩体 3 6 0多 个， 占区内总面积的 1 3 ％， 活动期次多 ， 尤以燕山期 中酸性一 酸性岩浆活动最为强烈， 加里东期次之。基 性一 超基性侵入岩不发育 ， 以辉绿岩脉为主。 2 典型金矿床地质特征 2 ． 1 黄金洞金矿床 黄金洞金矿床位于研究区东北部， 由金枚、 金 塘 、 杨山庄 3个矿段组成 图 2 。 矿区出露地层主要为中元古界冷家溪群第 四岩 组 P t 2 I n 第一段、 第二段砂质板岩夹绢云母板岩 ， 白垩系红色砂砾岩仅在西北角发育。矿区构造主要 有近 E W 向褶皱和 Nww E W 向、 N E向断裂， 其 中 NwW E W 向断裂为区内主要控矿构造。矿区内岩 浆岩不发育 ， 仅在东北部杨 山庄矿段南约 2 k m处见 规模极小 的两条斜 闪煌斑岩脉 罗献林 ， 1 9 8 8 。此 外 ， 矿区北约 4 k m处的团山咀一带有黑云母花岗岩 小岩株出露 沈克富， 2 0 0 0 。 区内金矿脉产于 E W一 ， 断裂破碎带 中， 在 空间上成群平行展布， 由石英细脉和蚀变破碎板岩 组成 ， 产状与含矿破碎带一致 ， 走向 E W- N WW， 大多 数倾向北 ， 倾角 4 0 ～7 5 。 ， 少数倾向南， 倾角 6 0 --7 5 。 。 矿脉地表最大延长 2 6 4 5 m 金塘 3号脉 ， 一般长十 几米到 3 0 0 --4 0 0 m， 倾向最大延深大于 6 0 0 m 金塘 1 号脉 。矿体呈脉状 ， 透镜状及不规则状 ， 产状与断 裂带一致 ， 金平均品位 4 ～1 0 g ／ t 。 矿石以含金石英脉为主 ， 局部地段含金蚀变破 碎板岩具工业价值 。 黄铁矿 、 毒砂和石英是主要含 O 罗晓滨， 凌水成． 1 9 9 6 ． 湘东 北 ． 赣西有色金属贵金属成矿区带 湖南段 成矿背景、 成矿规律和成矿预测研究报告． 湖南省有色地质 勘杏局 ． 第 2 9 卷第 3期 韩凤彬等湘东北地区金矿成矿时代研究 5 6 5 厂 _ 圈， 圜 重 圈 s 圈1 0 图 1 湘东北地区地质及金矿分布图 据罗晓滨等， 1 9 9 6 o修改 1 一第 四系一 白垩系；2 一 中泥盆统一 中三叠统 ；3 一元古界 ；4 一燕山早期 花岗岩 ；5 一燕山晚期 花岗岩 ；6 一 加里东期花 岗岩 ； 7 一元 古代花 岗岩 ；8 一断裂 ； 9 一韧性剪切带 ；1 O 一金矿 F i g ．1 G e o l o g i c a l s k e t c h ma p s h o w i n g t h e d i s t r i b u t io n o f g o l d d e p o s i t s i n n o r t h e a s t e rn Hu n a n mo d i f i e d a f t e r L u o e t a 1 ． ，1 9 9 6 1 -- Qu a t e r n a r y C r e t a c e o u s ； 2 -- Mi d d l e D e v o n i a n Mi d e T ri a s s i c ； 3 -- P r o t e r o z o i c ； 4 一 Ea r l y Ya n s h ani a n g r a n i t e ； 5 一 L a t e Y a n s h ani a n g r ani t e ； 6 -- Ca l e d o n i an g r an i t e ；7 -- Pr o t e mz o i c g r an i t e；8 一 Fa u 1 t 9 一 Du c t i l e s h e a r z o n e ；1 0 -- Go l d d e p o s i t 金矿物 ， 另有少量 自然 金、 黄 铜矿 ， 磁黄铁 矿、 辉 锑 矿 、 白钨矿 、 方铅矿和 闪锌矿等。矿石含金稳定 ， 为 A u - as 组合 ， 局部地段含钨较 高。脉石矿物 以石英 和绢云母为主 ， 方解石、 白云石、 绿泥石次 之。金以 可见金 粒度 5 0／ a m 和显微金 粒度0 ． 7 1 0是壳源， S r ／ s S r W 矿床 中富放射成因锶 的成矿流体及其指示意义 [ J ] ．矿物岩石地球化 学通报 ， 2 2 3 1 9 3 1 9 5 ． 沈克富 ．2 0 0 0 ．平江黄金洞金矿田成矿 特征及找矿前景 [ J ] ．湖南地 质 ，1 9 4 2 3 7 2 4 0 ． 肖拥军 ， 陈广浩 ． 2 0 0 7 ． 湘东北万古地 区金矿床成矿构造特征 的初步 研究 [ J ] ．地质 与勘探 ，4 3 3 4 2 _ 4 5 ． 袁 兰陵， 季玮 ． 2 0 0 8 湖南万古金矿地质地球化学特征及 其成 因探 讨 [ J ] ．华南地质与矿产 ， 3 2 2 2 9 ． 张景荣， 罗献林． 1 9 8 9 ． 论华南地区内生金矿床的形成时代[ J ] ． 桂 林冶金地质学院学报 ，9 4 3 6 9 3 7 9 ． 张乾 ，曹裕波 ， 张宝贵 ， 潘家永 ．1 9 9 2 湖南黄金洞金矿床的稀土 与微量元素地球化学一 矿石成 因证据 [ J ] ．地质 与勘探 ， 2 8 1 1 】 2 1 7 ．