湖南益阳南郊金矿矿床地质特征及成因研究.pdf

彩 7 ／ f 1 9 9 4 年 黄 空 地 质 科 技 第3 期 l』窖 湖南益阳南郊金矿矿床地质特征及成因研究 李玉平。 ／ 5 ／ _ 中 南 工业 太辛 蕊成 矿学 研究 所 摘 宴主 皇 甜 甫郊 金矿是 一十 以石英 脉型 为 主的金 矿 床 ．它 赋 存于玲 家 溪群 玄 武质科马提岩与拽变质细碎屑岩 的过渡部位 ， 其产出受片理化带控制． 矿石物质组 俺单- 除石英外尚有自 然金及少量硫化物矿钳． 驮矿床_的地质特征、 地层和岩浆 岩曲古矿性以及穗定同位索特征可知 ， 该矿床具有步物质来源、 多成囟方式、 多成 阶段的特征 ． 是一十多田复成矿床． 矿体的产出受构造控翻 ， 与断层相伴的片理 化带是 良好的揖矿标春 ． 关 键调 期 南 I盒 矿 l片理 化 带 l矿床成 园 ． ． 一 引言 益用亩郊金矿是湖南采盒历史整久 ．也 是最难评价的矿 区之一 。早在春啾 战匾时期 公元翦 2 4 6 - - - 2 0 7年 就育先祖 柱此果 叠 。 解 放前 。王晓青 、熊永 光 、黎盛新等地质前辈 曾在该匿做连地质调查。解放后，先后有湖 南 省地 矿局地调 所 、 4 1 8队 、 地质研究所 、 黄 金部 队、中南工业大 学等单位做过勘 探与科 研工作 ，虽 然取得 了大批成果 ，但对该金矿 的评价并不十分理想． 其原因是多方面的。 矿 床成 因以及矿体 空间分布规律是找矿评价中 迫 切需要解决的 问题 ， 本文正是基于这 一状 况 ，试图对该金矿的成因及矿体的空问分 布 规律 进行分析 ， 为进 一步 找矿提供新的思路 。 二 、 区域 地 质概况 益阳南 郊金矿位于雪峰地 穹系北缘 j 洞 庭地 洼凹陷的接壤过 渡带，花果 山东西向倒 背 斜之 东南部 。其具体位置处于雪峰弧 形 1 l f 梅遣带、北东向撬江一城步深断裂带和北西 向常蔗一长抄跨伏深断裂带的变 部位。在 这地区，岩浆活动比较撩繁，从武陵期到 雪峰期、 加里东勰 印支一 燕山期都有岩浆活 动 武陵期 主要为基性 火 山岩 ，其余 大部分 为中酸性 岩浆 岩 。由此 可见 ，本矿 区是成 矿 的有 刺地段 ． 三 、矿 床地质特征 1 、地层 、构造 、岩浆 岩的主要特征 矿 区 出露 的地 层 主要 为 冷家 溪 群 第 二 组 ，其次见有新生界的第三系及第四系。前 者 以浅 灰色粉砂质扳岩 、绿泥石绢云母板岩 为主 ．央浅 变质石英粉砂岩 、细砂岩及少量 硅质绢 云母 粉砂质板岩 、细砂岩 、长石石英 粉砂质 细砂 岩。其粒 序层理 明显 ．具清晰的 沉积韵律和砂 质条带 ，为一套 远源 浊流沉积 的复理石建造 、总厚度大 于 4 0 0 0 m。 新 生界地层 宵第二 三 系与第 系 前 静主 要 出露于矿 区南部 ．面积很 小，为 套棕红 色砂岩或含砾砂岩与砂岩、砂质泥岩组成的 垂 加工作 的还 有谰 南省地质 研究所 的王甫{ ． 枉 正钰 ． 胡 盹勇和 沈阳矿 产地 质研究 所的韩 仲 文． 幸恒 新 、 帏 威 维普资讯 湖 南苴 阳 南都垒 矿矿 康 地质特 征 菠 成 因研 究 总 第 4 l胄 具有韵律的沉积建造 。后者较为发育，大片 分 布 于 矿 区东 北 部及 沟谷 中 ，约 占 全 区 面 积 的 2 5 ，具有典形的二元结构 ，上部 为蠕 虫 状 网纹红土 ，下部 为砾石 、砂砾层 ，为河 流 冲积洪积相 。 矿 区为一复式背 斜 ，其轴 线及两翼地层 走 向为北东一北北东 向，向北 已被第 四系覆 盖 。背斜核部为浅变 质基性火 山岩 ，往两翼 则为浅变质细碎屑岩 。 矿 区断裂构造发 育 ， 其 展布方 向主要为北东一北北东 向，与背斜轴 向产状大致相同 。在 断层通过 处 ，片理化 十 分发 育 。本 区的矿体绝大多数 受断层及 其相 伴 生的片理化带控制 。断层还控制 了花 岗斑 岩 的产出与分布 。 矿区主要出露有武睦期的浅变质基性火 山 岩和 次火 山岩 。基性 火 山岩 出露 面 积达 1 7 k in。 ，可划分 为玄 武质科 马提岩和 玄武岩 两类 。根 据物 质成分的不同又可将玄武质科 马提岩分 为辉石玄武质科马提岩和橄榄玄武 质科 马提 岩 。其主要 区别在于辉石玄武质科 马提岩见有由闪石化较强的针柱状辉石非定 向排列构成的鬣刺结构，丽橄榄玄武质科马 提岩除了发育鬣刺结构外，还有橄榄石斑晶 或橄榄石 骸晶。玄武岩不含橄榄石斑晶 ，也 无鬣刺结 构 ，岩石多具隐晶质结构 ，局部可 见由放射 状纤维 闪石类矿物和斜长石构成的 球粒结构 。 次火 山岩出露于硐坡矿段 ，为含石英的 辉绿岩或辉长辉绿岩， 与地层呈侵入接触。 在 麻园冲 ，盎田水库 、柳 塘坡 、金井坡、挖 龙 坑 、荆家 大屋 、大 海塘 水库 等处 ，沿武陵期 火 山岩接触带 周围有花岗斑岩 脉分布 2 、矿床物质组成及矿化类型 根 据矿化富集情 况 。本 区可划分 为三个 矿段 ，即柳塘坡矿段 、硐坡 矿段 和王删村 矿 段 。它 们都产于变质基性火 山岩和次 火山岩 与沉积 岩的接触带上 ．受断 裂带 及其相伴 的 片理 化带控制 。其 { ， 类型可分为氧化矿 石 与原 生 矿 石 两 类 。 氧 化 矿 I l l 从火 山 } 火 山岩氧化而成 的 “ 红板 和从浅 变质碎 屑 火山岩演化而成的 “ 黄板 所组成 。它们 皆 为群采的重点 。 原 生矿石 可分 为两种类型 ， 一 种为含金石英脉型 ， 另一种为含金破碎 带型 。 王四村 、硐坡 矿段以含金石英脉型 为主 ，柳 塘坡 矿段 则以含金石英脉型和含金破碎带型 为主。 这两种类型矿石基本组成大致相 同 ， 饵 具体 含量 却有 差别。在整个矿床中矿物组成 比较 简单 ，主 要矿物 有黄铁 矿 、自然金 ，次 要矿物有 闪锌 矿 、 毒砂 、 方铅矿 、 黄铜 矿 ． 玖 生矿物有褐铁矿 、硬锰 矿、蓝铜 矿 ，非金属 矿 物有 石英 、重 晶石、方解石 、锆 石、萤 石 等 。根据矿石类型 、组构 ，结合野外 地质 条 件 ，可将 成矿过程划分 为两期 4个 阶段 。热 液成 矿期有 3个矿化阶段 ；即石英 阶段 ，形 成 规模较大 的石英脉 ，石英粒度粗 ，呈长板 状拉 长 ，蚀 变较 弱 ，具变形纹 ，属韧性变形 产物 ；石英一 硫化 物阶段 ，形成细粒石英及大 量的硫化物 ；石英一 碳酸盐阶段 ，主要形成方 解石 、重 晶石等矿物。表生演化期则 只有捞 生富集阶段 ，形成了铁锰的氧化矿物，同时 也使 盘得到 进一步的富集。 本 区围岩蚀 变 比较 简单 ，主要有硅化和 黄铁矿化 。前者 常发 育在热液石英脉 、花 茂 斑岩脉 、矿脉两 侧和 破碎蕊烈或韧 性变形地 段 ，后者主要 在含金石英脉型矿体中较为发 育 。它们都是 指示矿化存在的重要标志 。 3 、片理 化带 及其与金矿化的关 系 本区在断 层旁侧 发育有延续性 好 、规模 较大的片理化带 。它 们是 追索 断层的很好标 志 。 据地表追索 ，片理化带有 四组 图 1 ， 王四村一硐坡 片理化带 、盒银 山一 邓石 桥片 理化带 、江家坪一六角 园片理化带 及麻 园冲 片理化带 。前三组主要 为北北 东向 ．但王四 村硐坡片理化带在挖 龙坑的 西南 部 已逐镩 向西偏转，从而呈北东东 近 东西 向 ，后一 组 l 北尔向 。片理化带的 主要特征 如 F。 『 其分 布与 奉区主要断裂带 一致 。已知 的这 几咀 片理 化带 ．实际 } ，在其 H理艇梧 维普资讯 黄 金 地 质 科 技 第3 期 集处即为断层破碎带。 2 规模较大，产状稳定 ，延续性较好。 片理化带在骑外露头上主要表现为一组密集 分 布的破裂面 。 这组 破裂面的广 状 十分稳定 ， 与断 层 的 产 状 一 致 。片 理 化 带 宽 一 般 为 2 0 0 3 0 0 m，局部 地段 可达 6 0 0 -- 7 0 0 m。 捆 l 盏阳南邦童矿她曩略田 1 一第再秉 2 一第三薯l 3 一睁搴曩群 {4 一基 性 山岩 5 一畸詹 6 一片瑾化帚 - 7 一盘古■ 3 片理化带具有一定的分带性 ． 在靠近 断层处，片理 面十努密集，且明显，最密集 处可达 5 8条／ 屋 米 。离开斯层 ，片理密度 变小 一般为 0 ． 5 ～1条， 厘米 ， 直至片理化 带消失。翥片理化带蓟弱片埋化带是邂渐过 渡的 ． 强 片理化带 片理面密度在 3条／ 厘米 以 上的 宽度 一般 在 8 n l 2 O m 范 围内 。 4 片理 化带 主要 出现在基性火 山岩中或 基性火 山岩 与 浅变质 细碎盾岩 接触 带 附近 。 后一 种情况尤为普遍 。 从很 多露 头点上观察 ， 可 火山岩与沉积岩中的片理产状一致。 片理化带与垒矿化关系十分密切，这主 要表现在本区_已经发现的三个矿段都产在浅 变质 基性 火 山岩与细碎屑岩接触带 附近的片 理 化带 中 ， 尤 其是在强 片理化带中就更明显 。 含 金石英 脉型矿化主要分布在强片理化带的 断裂破碎 带中 ．含金破碎带型矿化则直接产 在片理的破碎面中。在浅变质基性火山岩的 片理化带 中．也有较好 的金 矿化 。如栏江寺 的 z K1钻孔 ，在其孔 深为 6 6 ． 0 3 一 l 1 8 ． 0 0 m 处 的基性火 山岩 片理 化带 中．其金 的平均含 量 达 5 1 0 ． 8 5 p p b ，拣 块 样 分 析 金 含 量 达 2 ． 1 2 窖 ， t 片理化带与金矿化的密切关系 ，还表现 在金异常沿片理化带晨布 图 1 。已知的这 几个片理化带即 为金 的重要异 常分布带 ． 由此 可见 ，本 区广泛分 布的 片理化 带是 重要的找矿标志。 四 、矿床成 因及找矿方向讨论 益阳南部金矿威固饲艇．前人已作过不 同程度的讨论 ， 其主要观点有绿岩型0、 沉积 一 变质热浪型[ 1 ] ．笔者认为。 聋阳南郊金矿具 有多成困、多物质来钷 c ，多戚矿阶段、多控 矿 因素、多成矿作用的特征．是一个多因复 成矿床。其主要依据如下． i 、氢、毫同位素组成特征 矿石氢 、 氧同位素组成变化范围较大． 其 8 Ot为 一5． 1 2 8 D 一 1 a ．4 8 0 ％D ． B D 为 一 5 l ‰一 一7 1 ． I o 5 o。在 a D 女 一a Ot坐标 图上 主要落在 岩浆 水 变质永及大气 降承 区 图 2 ，表明益附南郊金矿成矿流体中的承 为岩浆承、变费水与大气降水的混合水． 2 、包裹体 特征 流 体 包 裹 悻 中 的 K ／ N a为 o ． O l 6 -- o ． 8 2 9 。 也 显示有大气降 水 { K／ Na为 0 ． 0 2 朝 南省地 矿局 区{ 呵队 ，期 南者 盘眠 石啊请 岩 盘矿 检查评价地质报告，1 9 8 6 年 l 2月． 朔南省地质研究所，湘束地区岩金矿拉矿疆捌研 究 报告t 科研报 告 ．1 9 8 8年． 维普资讯 湖 南苴 阳南 郏金 矿 矿 床地盾 特 征及成 因研 兜 甚 摹 ． 】囊 ⋯ ／ l ／． ．＼ Fc 4 ． 6”U r ‘ 、 圉 2 益阳南郊金矿氢 、氧同位素组成 T 一变质 分泌热蘸水， I 一原始岩浆水 0 ． 6 3 的 加 入 。 3 、硫 同位 素组 成特征 从 硫 同 位 素 组 成 来 看 ， 矿 石 硫 化 物 的 s为 一1 ． 5 3 ‰ 一2 ． 9 O ‰ ， 变化范 围小 ， 与 浅 变质火山岩中硫化物硫同位素组成类似 ，而 与 区域元 古宇地 层 中的硫化 物有显 著差别 ． 以上说明矿石硫主要为深源硫，来源于古火 山岩中。 4 、铅同位素组成特征 铅同位素组成变化较大，除主要分布在 造 山带演化 曲线上外 ，还分 布于下地壳 、地 幔演化 曲线附近 图 3 ，说 明矿石铅是壳源 铅 与幔源铅不均匀混合的结果 。 从 H H 模式 年龄值来看 ， 除硐坡 一个样为 1 0 7 4 ． 1 Ma ， 王 四村 两 个 方 铅 矿 样 品 为 1 5 8 ． 1 -- 1 7 8 ． 0 Ma 外 ， 都集中在 6 0 0 --7 0 0 Ma之间 ， 与沧水铺火 山岩系 U P b 话 石年龄 7 5 1 Ma 、花岗斑岩 u P b年 龄 7 5 4 Ma 区调所 ， 黄 兆泉 以及枕 状 熔 岩 S m Nd年 龄 8 2 1 士6 7 Ma 刘 钟 伟 ． 1 9 9 1 大致相 同。这 说明戚矿 与火 山岩系有 关 ，成 矿过程具有长期性 、多阶段性 。 5 、成 因 矿 物 学 特 征 自然金 以粒 度变化大 从重达 数公 斤的 “ 狗头 金 到微粒金都有 产出 、成 色高 绝 大多数大于 9 0 0 为特 征 ， 品示 _『成矿作用的 复杂性 与多样性 。黄铁矿 r f 1 禽台高 ，Au ．／ Ag 大， c 0 ／ Ni 有一定的变化范揖， 从小于 l 刊大 于 l 都 有分布 ， 与古火 山岩 中的 黄铁矿类 似 ， 而 与沃溪 、黄金嗣等 变质热蒗 塑金矿床和洪 水坪 、 白云铺 等渗流热液型金矿以及 七宝 f h、 大 坊等 火 山 次火 山热 液型 金矿的 黄铁 矿 有 显著的差别 表 1 。 6 、矿 源 层 本矿区范围 内， 不论 是浅变质 细碎 屑岩． 还是基性 火 山岩 、次火 山岩或 花岗斑岩 ，金 含量都很 高 表 2 ，高出 区域地层 一十数 盟 级 以上 ，且具 有多 峰分布特征 ．可用统计方 法分解 出 5十 正奋母体 ．这表明矿区的金是 易于活化的 。由此可 见 ，本区地 层及火 山岩 是金的矿源层 。 综上 所述 。 益 阳南 郊金矿矿 石中的硫 、 铅 及成矿 流体中的水是多来潭的 ．金除 了主要 来 源于基性 火山岩 、次火山岩井 ，还有部分 { I S { 9 ； “Pb ． ． Pb 围 3 盏阳南郊垒矿铅胃位素组成 、构造 攮式演化 曲线 一 上地 壳 ， i一董 山带 ； It ■ 一 F地 一 御墉骏 矿 苦 一 硐垃 矿R 3 一 王丹 忖r 来 瓣 j ’ 地 层。 作用繇 T与海相火 l J l 啧蛙 作用 订关 外辽 变质作用 、表生氧 化作 } } 】 有关 。成 过 } 所了漫 长的地瞬时驯 ．武 陵蚓 的海午 H t l “活动使金初 步寓集 ．后 来的 维普资讯 1 9 9 4 年 黄 金 地 质 科 技 第3 期 御塘 坡 1 9 6 4 ． 4 0 8 9 ． 1 7 4 8 ． 2 l O 3 7 8 ． 5 4 o “ 1 0 8 2 a 垌坡 3 5 0 2 1 ． 7 3 7 2 ． 7 1 3 0 0 ． o 3 6 6 ． 7 2 4 3 ． 3 7 6 7 8 4 ． 7 1 9 3 ． 1 7 3 ． 5 日 王四 村 3 6 4 5 1 3 ． 7 6 9 fi ． o 5 3 9 ． o 1 8 6 ． o 4 1 ． 6 3 9 ． 8 3 3 o 1 ． 2 1 4 ． 7 1 日 基性 t山岩7 7 5 ． 2 2 8 ． 0 8 0 0 1 1 6 6 ． 6 7 3 6 6 ． 7 4 6 ． 6 7 3 3 ． 3 3 1 ． 4 9 ． 4 b 元古 宇地 层 1 ． 0 0 1 6 9 1 3 1 1 4 0 4 2 5 4 9 0 8 9 b 袄攮 z 1打 5 8 0 ． 2 5 1 0 0 0 1 5 0 1 5 o 4 8 1 5 o 0 ． 3 2 3 1 o ． 3 c 黄金 { 同 6 1 9 8 ． 1 6 3 1 1 5 o 3 0 0 1 2 5 4 0 0 0 ． 3 1 6 6 ． 0 5 c 铲 子坪 3 2 5 ． 1 3 ． 5 8 5 5 21 l I 3 3 ． 3 6 I 6 ． 8 1 ． o 7 o ． 5 5 7 ． I 7 d 洪水坪 2 a o 0 3 8 o ． 2 2 4 3 5 1 7 1 ． 5 2 0 6 ． 4 3 2 ． 4 m 2 3 1 ． 8 6 m 8 9 0 ． 4 6 1 0 ． 1 7 3 e 自云栩 2 2 o ． 2 2 5 7 ． B 3 3 2 5 1 4 7 8 1 5 1 7 4 7 4 4 7 5 1 ． 6 0 ． 3 5 o ． 9 9 8 0 ． 0 2 9 e 七宝山8 o 7 3 3 6 1 ． 4 8 9 6 7 4 3 7 5 8 1 4 4 ． 5 4 ． 9 9 0 9 5 o ． o 1 2 b 大坊 7 1 ． 5 2 3 9 ． a 1 1 0 2 8 3 o 1 7 5 0 2 5 1 3 6 1 ． 8 4 o ． 0 3 8 b Ⅱ 一奉戎工作l b _ I 罗献棒l c 一胡木鼻I d t 0 7 酞l r一 捆南省地质研究所 ． 衰 2 益阳南郊叠矿地层、岩浆岩童含量寰 岩性 矿段 A p p b 样数 柳墙 垃 7 0 l O 沉租岩 硐垃 3 0 ． 3 5 6 6 8 平均 3 1 ． 0 8 6 7 8 王西村 l 8 ． 1 4 2 6 7 硐垃 l 7 ． 7 8 4 8 基性 火 挖盘坑 2 3 ． 1 4 7 山岩 栏扛 寺 ，江 束坪 5 3 ． 0 o 平均 花 岗斑岩 垌坡 4 2 ． 4 8 4 4 益 阳南郊 叠 矿区 盯． 4 2 l 0 8 B 江南 台背辩 0 8 ． 0 o 4 5 I | 壳 4 ． 0 o 总之 ，该金矿床具有 陈国达 总结 的多 因 复成矿床之特点，是一个较为典型的多因复 成矿床 。 从矿化的分布规律 来看 ，片理化带是重 要的找矿标志．片理化 带的延伸部位及深部 是成矿的有利地段，在片理化带的强应变带 及 数组片理化 带的交汇 部位 ，仍 有可能找到 新的矿体 。 本文引用了地质矿产部直管局定向研究 基金项目 ‘ 湖南主要金矿类型地质特征成矿 规律及其预测 及湖南地矿局 4 1 8队的资料 ， 在此 深表谢意 。 参 考文 献 m卢作样 1 9 9 0 ．其余 据4 1 8队t曩． [ 1 ] 摹盛斯． 1 期南金矿地质概论 ． 中南工韭大学出艟 变 质 作 用 又 使 金 进 一 步 富 集 ， 甚 至 在 印 支 燕 杜 ’ ； ． 捆 南 盐 阳 甫 郊 金 矿 古 ． 山 岩 区 地 尊 化 学 特 ⋯期还 对 原 来形 成 的 金矿床 进 。 _ 步 叠加 改 征硬托盘教果． ‘ 金银矿产选橐 ． 第奠． 1 9 8 6 年． 第1 8 8 ～ 睦 ． 近 代的表生作用 也使金发 生了次生富集 。 1 9 9 页． 维普资讯