特征及分布規(guī)律與成因
鮑振襄
(湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊(duì),湖南 吉首 416007)[1]
摘 要:湖南的共生與伴生金礦在該省金礦中占有重要位置。其中共生金礦主要分布在湘西、湘東北及湘中,受雪峰弧形隆起帶的中、東段和白馬山龍山EW向構(gòu)造巖漿巖帶控制。成礦與前寒武系淺變質(zhì)巖系有關(guān)。伴生金礦主要分布湖南地區(qū),受北南向構(gòu)造帶及北北東向構(gòu)造帶或其復(fù)合部位控制,成礦與淺成-超淺成中酸性巖漿巖有關(guān)。綜合地質(zhì)分析表明,共生金礦的成礦作用是在火山變質(zhì)巖系富金的礦源層基礎(chǔ)上,受區(qū)域變質(zhì)和動(dòng)力變質(zhì)作用新產(chǎn)生的韌-脆性剪切帶控制,礦床屬于火山沉積變質(zhì)熱液型,其成礦時(shí)代相當(dāng)于加里東早期。伴生金礦主要與巖漿活動(dòng)有關(guān),受巖體及內(nèi)外接觸帶控制,礦床屬巖漿熱液型或接觸交代巖漿熱液型,其成礦時(shí)代主要為燕山期。
關(guān)鍵詞:共生/伴生金礦;地質(zhì)特征;控礦因素;成因;湖南
在湖南的金礦類(lèi)型與儲(chǔ)量中,共生與伴生金礦床占有重要位置,礦床所在大地構(gòu)造位置、含礦層位及產(chǎn)出特征等方面各有其特點(diǎn)。根據(jù)有關(guān)資料,在較系統(tǒng)闡述其礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,分析成礦控制因素,探討其分布規(guī)律與成因。
一、共生金礦床地質(zhì)特征
共生金礦床占全省金礦儲(chǔ)量的24.13%,其分布與成礦等具有區(qū)域性特點(diǎn),礦床主要集中分布于元古宇揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的江南地軸西緣,即雪峰弧形隆起的中段和東段。礦床中金礦物主要為自然金,以顯微金和次顯微金為主,可見(jiàn)金較少,金礦化較穩(wěn)定,一般含Au3×10-6~9×10-6,特高含量者少見(jiàn)。金成色高(963.5~995.3),與砷、硫、銻多為正相關(guān)。按照有用礦物共生組合可劃分為鎢 銻 金、銻 金、銻 砷 金、砷 金和鎢 金五類(lèi),各類(lèi)礦床主要地質(zhì)特征綜述如下。
(一)鎢銻金礦床
以桃源沃溪礦床為代表,位于古佛山復(fù)背斜北翼沃溪東西向逆沖斷層下盤(pán)的韌性剪切斷裂帶內(nèi),賦礦層位為板溪群馬底驛組(圖1)。礦床平均含Au8.37×10-6、Sb3.11%、WO30.48%,三者均具有單獨(dú)的工業(yè)意義。一般在礦化中心部位富集,沿走向方向東部銻金較富,而西部鎢較富;沿傾斜方向,在礦化中心部位的十六棚公,上部白鎢礦較富,銻金品位向深部略有增高趨向;在橫向上,礦體中心的主脈一般形成鎢銻金共生礦體,在其上、下盤(pán)的網(wǎng)脈帶礦體則主要為鎢金共生礦體。
圖1 沃溪鎢銻金礦地質(zhì)剖面圖
1.白堊系紅色砂礫巖;2.五強(qiáng)溪組石英砂巖;
3.馬底驛組紫紅色板巖;4.礦脈及編號(hào)
該礦床的自然金,成色高達(dá)988.92(5件樣品),含銀雜質(zhì)極低(0~0.06%),粒徑一般小于0.5μm。大部分為顯微金和次顯微金,顯微金主要賦存于石英、黃鐵礦、輝銻礦、白鎢礦、閃鋅礦和毒砂中;次顯微金主要呈機(jī)械混入物或微包體及夾層存在于各種硫化物中,少數(shù)呈膠體離子吸附在黏土礦物邊緣。Au、S相關(guān)系數(shù)為0.79,Au、Sb相關(guān)系數(shù)0.51。單礦物分析結(jié)果,黃鐵礦含Au51.50×10-6~142.60×10-6,輝銻礦含Au62.32×10-6,白鎢礦含Au6.89×10-6,石英含Au1.17×10-6,伊利石含Au8.34×10-6,其中黃鐵礦為主要載金礦物。
(二)銻金礦床
該類(lèi)礦床在湘西分布較廣,如安化符竹溪、桃江合心橋、溆浦江溪垅和羊皮帽、新邵龍山等礦床。主要賦存于板溪群五強(qiáng)溪組,次為馬底驛組。礦床產(chǎn)于成群成帶分布的陡傾斜韌性及脆性剪切斷裂帶內(nèi),多為交錯(cuò)型脈狀礦床,礦區(qū)及附近常有淺成—超淺成石英斑巖、花崗斑巖及煌斑巖脈出露(圖2)。礦石含Au0.20×10-6~20.75× 10-6,含Sb0.34%~22.84%。銻礦體常呈透鏡狀或扁豆?fàn)?、脈狀產(chǎn)出,品位較高。自然金主要為顯微粒狀和次顯微粒狀,粒徑一般0.005~0.03mm,多產(chǎn)于石英間隙和黃鐵礦(毒砂)及少許輝銻礦中,Au、Sb無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系,但與As、Sb較相關(guān)。
(三)銻砷金礦床
該類(lèi)礦床以溆浦龍王江礦床為代表,位于淘金坪 龍鼻橋復(fù)向斜的洞坪 黑上坡兩條北東向逆斷層間,賦存于板溪群五強(qiáng)溪組上段板巖、砂質(zhì)板巖內(nèi)的遞進(jìn)式韌性剪切斷裂帶內(nèi)。礦體呈透鏡狀、脈狀產(chǎn)出,其中銻礦體多包含在金砷礦體內(nèi),呈扁豆?fàn)町a(chǎn)出,含Au 1.9×10-6~12.40×10-6、Sb0.05%~34.14%、As0.09%~1.84%。金礦物主要為自然金、含銀自然金,約96.8%的金賦存于硫(砷)化物中。主要載金礦物是毒砂,次為黃鐵礦和輝銻礦,分別為礦石攜金量的49.8%、19.60%和15.1%。自然金多呈不規(guī)則粒狀、細(xì)脈狀產(chǎn)在硫(砷)化物的裂隙中或被包裹其中,少數(shù)產(chǎn)在石英的裂隙中,Au、As密切相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.46。
圖2 板溪銻(金)礦地質(zhì)剖面圖
1.紋帶狀板巖;2.石英斑巖脈;
3.含銻(金)石英脈
(四)砷金礦床
代表性礦床為平江黃金洞和楊山莊礦床,產(chǎn)于冷家溪群板巖、砂質(zhì)板巖及變質(zhì)砂巖中,受北西西向剪切帶控制,成群成組出現(xiàn)。礦體多呈扁豆?fàn)罴巴哥R狀,含Au3×10-6~10×10-6、As0.3%~10%、S 1%~5%。礦體中毒砂、黃鐵礦含量較多,而且共生的硫化物普遍含金。自然金形態(tài)主要為麥粒狀(占64.59%)、粒狀(占33.07%),次為葉片狀(占2.32%)和細(xì)脈狀(占0.42%)。金賦存于:①蝕變板巖與石英脈接觸裂隙中;②充填在毒砂、黃鐵礦、黃銅礦等礦物顆粒間;③賦存于黃鐵礦、毒砂組成的條帶中;④充填于黃鐵礦、毒砂、黃銅礦連生體內(nèi);⑤賦存于車(chē)輪礦的包裹體內(nèi),粒間金占68.75%,裂隙金占0.78%,包裹金占30.47%。單礦物分析結(jié)果,毒砂含Au206×10-6~454.7×10-6,黃鐵礦含Au84× 10-6~200×10-6。物相分析表明毒砂為主要含砷礦物,占總砷量的90%~93%;黃鐵礦為主要含鐵礦物,占總鐵量的65%~90%。呈單體與連生體的金占金量的18%~24%,包裹金占75%~80%。
(五)鎢金礦床
該礦床僅見(jiàn)于桃源西安溪、鵝鷹巖等礦床(點(diǎn)),屬含白鎢礦自然金石英脈充填脈狀礦體,規(guī)模小。礦化賦存于板溪群馬底驛組,產(chǎn)于區(qū)域斷裂旁側(cè)之張剪性斷裂中,金礦化極不均勻,多為可見(jiàn)金,部分呈顯微狀與黃鐵礦連生。
二、伴生金礦床地質(zhì)特征
省內(nèi)主要伴生金礦床達(dá)10處之多,含金量一般為0.3×10-6~1.5×10-6,常寧康家灣大型鉛鋅礦床還可圈出單獨(dú)的金礦體,長(zhǎng)264~675m,厚2.5~7.62m,含Au3.31×10-6~9.43×10-6。伴生金礦多為大中型規(guī)模,其中含金鉛鋅礦,占全省金儲(chǔ)量的40.28%,主要是與淺成—超淺成中酸性巖漿巖有關(guān)的矽卡巖礦床或高溫?zé)嵋旱V床。
(一)含金銅鉬鎢鉍多金屬礦床
以桂陽(yáng)寶山礦床為代表,位于湘南南北向構(gòu)造帶與北北東向構(gòu)造復(fù)合部位。礦床受寶嶺倒轉(zhuǎn)背斜和層間破碎帶控制。下石炭統(tǒng)大塘階石磴子段灰?guī)r頂部及測(cè)水段底部矽卡巖化地段為礦體主要賦存部位,成礦與隱伏花崗閃長(zhǎng)斑巖有關(guān)。原生銅礦石含Au0.713×10-6,銅鉬鎢鉍礦體含Au0.27× 10-6。單礦物分析結(jié)果,黃銅礦含Au7.73×10-6~24.0×10-6,黃鐵礦含Au0.27×10-6~13.19× 10-6。主要為自然金。
(二)含金鉛鋅礦床
以康家灣礦床為代表,產(chǎn)于康家灣倒轉(zhuǎn)背斜與F22逆沖斷層相切的硅化破碎角礫巖內(nèi)(圖3)。金與方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦密切伴生,礦石含Au3.25×10-6~9.43×10-6、Pb0.97%~10.39%、Zn 0.5%~13.29%。金主要為自然金,少量銀金礦、金銀礦,其化學(xué)成分見(jiàn)表1。其中顯微金占99.4%,次顯微金占0.6%,粒徑多在0.2~1μm之間。有43.68%的金礦物分布在黃鐵礦中,40.32%的金礦物分布在閃鋅礦中,0.31%的金礦物分布在方鉛礦中,15.69%的金礦物分布在石英中[3]。據(jù)物相分析,單體金與連生金占6.95%,硫化物中的金占31.0%,硅酸鹽石英中的金占16.5%。自然金呈不規(guī)則粒狀產(chǎn)于黃鐵礦、方鉛礦中,或閃鋅礦、石英的裂隙中,以及礦物的接觸處或晶面上。單礦物分析結(jié)果,方鉛礦含Au0.31×10-6~0.52×10-6,閃鋅礦含Au1.15×10-6~1.50×10-6,黃鐵礦含Au3.25×10-6~8.39×10-6,石英含Au0.052×10-6。自然金成色為980,銀金礦為790,金銀礦為450,Au/Ag≈1/3.6。相關(guān)分析結(jié)果,Au與Pb、Zn、S呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.45、0.37和0.56。
圖3 康家灣鉛鋅金礦床地質(zhì)剖面圖(據(jù)湖南冶金地質(zhì)二一七隊(duì),1972)
1.下白堊統(tǒng)東井組;2.下侏羅統(tǒng)高家田組;3.上二疊統(tǒng)斗嶺組;4.下二疊統(tǒng)當(dāng)沖組;
5.下二疊統(tǒng)棲霞組;6.中上石炭統(tǒng)壺開(kāi)群組;7.斷層及編號(hào);8.硅化破碎帶;9.礦體
表1 湖南伴生金的礦物化學(xué)成分
注:綜合鐘東球、湖南省地質(zhì)勘探二一七隊(duì)、湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局四〇二隊(duì)資料。
(三)含金(銀)碲化物 硫化物多金屬礦床
以桂陽(yáng)大坊礦床為代表,位于湘南南北向構(gòu)造帶中段,產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)斑巖株與石炭系壺天群和梓門(mén)橋組之接觸破碎帶中,產(chǎn)狀與接觸帶大致吻合(圖4),礦體形態(tài)沿走向和傾向都為較復(fù)雜的透鏡狀,含Au1.49×10-6、Ag174.579× 10-6、Pb0.87%、Zn0.63%、S6.3%、As3.23%[4]。礦床除產(chǎn)Au、Ag外,共生有用組分有Pb、Zn、S、As等,伴生組分有Te、Cd。主要金銀礦物為碲化物,這在含Au、Ag多金屬礦床中較為罕見(jiàn)。
金礦物充填在黃鐵礦、毒砂的微裂隙中或沉淀在黃鐵礦的晶面上,或沿毒砂晶體周邊進(jìn)行交代。毒砂是其主要載金礦物,含Au3.67×10-6~17.89×10-6,次為黃鐵礦,含Au 1.13%~4.05%。銀主要與方鉛礦有關(guān),含Ag高達(dá)3465× 10-6,其他硫化物含銀較低。Au與Ag、As、Zn相關(guān)系數(shù)分別為0.56、0.29和0.31。
(四)含金銀(斑巖型)多金屬礦床
圖4 桂陽(yáng)大坊銀金礦體剖面圖
1.中上石炭統(tǒng)壺天群;2.下石炭統(tǒng)大塘階梓門(mén)橋組;
3.斷裂破碎帶;4.花崗閃長(zhǎng)斑巖;5.礦體
以瀏陽(yáng)七寶山礦床為代表,該礦床位于永和七寶山 桂竹灣斷折帶的次級(jí)北西西向永和及橫山向斜的東端,向斜軸部為中上石炭統(tǒng)壺天群,北翼為下震旦統(tǒng)蓮沱組及下石炭統(tǒng)大塘階組成,南翼受斷層破壞致使元古宇冷家溪群推覆于壺天群之上。石英斑巖、花崗斑巖與爆破角礫巖組成復(fù)式侵入體侵入于上述地層中。按成礦作用方式可劃分出由熱液作用形成的充填型礦體和由接觸交代作用形成的矽卡巖礦體。主礦體環(huán)繞爆破角礫巖邊緣呈環(huán)帶狀對(duì)稱(chēng)分布,表明礦體的賦存空間是受爆破筒邊緣裂隙帶控制。含金量以接觸交代銅鐵礦體較高,原礦石含Au0.86×10-6,其中銅精礦含Au4.33×10-6,鋅精礦含Au1.63×10-6,黃鐵礦含Au0.5×10-6。
(五)含金鎢錫礦床
以湘東鄧阜仙鎢錫礦床為代表,產(chǎn)于燕山早期花崗巖中的氣化 高溫?zé)嵋盒秃阪u礦 石英脈礦床。賦存于北東東向大斷裂旁側(cè)張剪復(fù)合裂隙帶。上部為錫石 閃鋅礦帶,中部為黑鎢 黃銅礦帶,下部為輝銅 白鎢礦帶。金主要賦存于黃銅礦中,而黃銅礦又經(jīng)常與黑鎢礦、黝錫礦、輝銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦密切共生。
(六)含金鎳鉬多金屬礦床
該類(lèi)礦床廣布于江南地軸西緣的湘西地區(qū),向北延伸至鄂西,位于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組黑色巖系底部磷塊巖及含磷結(jié)核層之上,其下與上震旦統(tǒng)燈影組硅質(zhì)巖呈假整合接觸。以大庸天門(mén)山地區(qū)最具代表性。其鎳鉬礦層由鎳的硫化物(1%~3%)、硫鉬礦集合體(10%~30%)、膠狀、球粒狀黃鐵礦(40%~50%)及磷質(zhì)、硅質(zhì)、碳泥質(zhì)、石英粉砂和白云石組成,另外還有閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦、輝鉬礦、銅藍(lán)、方鉛礦、含銀自然金。該地區(qū)鎳鉬礦層等膠狀硫化物“碎屑”稠密地或稀疏地沉積在黑色頁(yè)巖中,構(gòu)成含金的鎳鉬硫化物層。金在鎳鉬礦層中以含銀自然金(Ag7%~10.5%,Au85%~93%)的形態(tài)出現(xiàn),顆粒直徑為0.01~0.05mm。鎳鉬層中金的含量一般在0.4×10-6~0.7×10-6之間,而當(dāng)鎳鉬與黃鐵礦密集組成金屬硫化物薄層時(shí),金的含量可達(dá)2.49×10-6。
此外,“黑土型”金礦也可列入伴生金礦一類(lèi)。該類(lèi)礦床屬于含金硫化物礦床氧化帶。常見(jiàn)的類(lèi)型有:含金鐵帽;含金鐵錳帽。金在殘留鐵錳帽中及次生富集帶中含量增高。主要賦存于鐵錳礦物及黏土礦物的表面,其次呈不均勻的次顯微包裹狀及陰離子、絡(luò)陰離子狀態(tài)存在。
含金鐵帽見(jiàn)于常寧龍王山等地,礦床位于花崗閃長(zhǎng)巖與二疊系砂頁(yè)巖的接觸破碎帶附近。鐵帽具角礫狀構(gòu)造,膠結(jié)物為褐鐵礦、膠狀石英及其他硅質(zhì)物。物相分析結(jié)果[5],自然金占73.28%,硫化物連生金占4.35%,錳礦物連生金占6.36%,鐵礦物連生金占5.37%,硅酸鹽連生金占6.39%,膠體吸附金占5.12%,呈游離狀態(tài)的可見(jiàn)金占5.12%。分散金和膠體金主要在褐鐵礦和石英中,可見(jiàn)金在褐鐵礦和裂隙孔洞中。
含金鐵錳帽見(jiàn)于桂陽(yáng)大坊等礦床。地表向下垂深40m范圍內(nèi),由于風(fēng)化淋濾作用產(chǎn)生含金次生富集帶,形成含金黑土。單樣含金量達(dá)36×10-6,平均1.62×10-6,含銀較低,單樣含銀最高310.30× 10-6,平均30.3×10-6。金呈次顯微狀被黏土礦物晶體邊緣吸附,在鐵錳礦物中以顯微金為主,被針鐵礦、軟錳礦晶體邊緣吸附,或在褐鐵礦中呈細(xì)分散物集合體產(chǎn)出。
三、礦床控制因素及分布規(guī)律
(一)地層、巖性與礦床分布
湖南省約90%以上的共生金礦床賦存于元古宇板溪群,成礦圍巖主要為硅鋁質(zhì)巖石,并且沿含礦地層自然延伸,尤其是含碳凝灰?guī)r、紫紅色絹云母板巖、灰綠色砂質(zhì)板巖、含鈣絹云母板巖等圍巖,往往構(gòu)成大中型礦床,但變質(zhì)砂巖等一類(lèi)粗碎屑巖成礦條件較差,且礦床規(guī)模小,礦化分散。
湘西冷家溪群、板溪群普遍含金,據(jù)沃溪、冷家溪和西沖礦床5條剖面樣統(tǒng)計(jì)(282件樣品),金的豐度為4.987×10-9,遠(yuǎn)高于元古宇以后的沉積巖中金的豐度。由此可見(jiàn),元古宇地層是湖南省共生金礦床最主要的金源層。
伴生金礦床多賦存于湘南地區(qū)石炭系、二疊系,成礦無(wú)明顯的巖性選擇,但礦液對(duì)圍巖有一定的選擇性,賦礦地層無(wú)礦源層特征。如水口山礦床1892件石炭系—白堊系(不包括底部巖層)原生暈樣品統(tǒng)計(jì),Pb豐度為15×10-6~30×10-6,Cu豐度為16×10-6~30×10-6,低于碳酸鹽巖的平均豐度值。
(二)構(gòu)造的成礦控制作用
湘西共生金礦床主要受雪峰隆起構(gòu)造控制,在北北東向安化 溆浦 洪江深大斷裂(或稱(chēng)湘桂深大斷裂北段)兩側(cè)沿冷家溪群和板溪群分布,部分分布于湘中白馬山 龍山穹隆構(gòu)造及湘東北的北東向構(gòu)造內(nèi)。區(qū)內(nèi)層狀、似層狀礦床多產(chǎn)于開(kāi)闊褶皺的翼部之次級(jí)褶皺構(gòu)造、區(qū)域主干斷裂旁側(cè)的韌性剪切斷裂帶內(nèi),成帶出現(xiàn),成礦具有多層性和一定的側(cè)伏方向。而交錯(cuò)脈狀礦床,多產(chǎn)于區(qū)域構(gòu)造變形強(qiáng)烈地帶、倒轉(zhuǎn)背斜、區(qū)域斷裂旁側(cè)的韌性及脆性剪切帶、片理化等帶中,成群成組出現(xiàn),成礦具有明顯的方向性。
伴生金礦床主要受南北向構(gòu)造帶及北北東向構(gòu)造帶控制,同共生金礦床相比,其形成時(shí)代較晚,分布于凹陷區(qū)內(nèi),多數(shù)礦床的分布及其產(chǎn)狀形態(tài),受接觸帶或巖體控制,一般對(duì)地層層位無(wú)明顯的選擇作用,無(wú)論是石炭系還是二疊系等層位,只要是構(gòu)造條件(倒轉(zhuǎn)背斜、逆沖斷層、推覆構(gòu)造等)有利均可成礦。
(三)巖漿巖與成礦關(guān)系
共生金礦床巖漿巖與成礦的關(guān)系不明顯。據(jù)劉英俊等人的研究[8],由于地殼演化早期不均一地幔的分異,導(dǎo)致優(yōu)地槽早期的火山噴發(fā)作用向地殼表層提供最原始的富金層位。漠濱金礦凝灰質(zhì)碎屑巖含金量較沃溪鎢銻金礦黏土質(zhì)巖石高3~90倍。也就是說(shuō),湘西共生金礦床的初始富集與海底火山噴溢作用有關(guān)。此外,溆浦白馬山加里東、燕山期復(fù)式巖體和紫云山印支、燕山期復(fù)式巖體附近的一些金礦床(點(diǎn)),其圍巖蝕變和共生礦物組合具偏高溫礦床特征;漢壽巖壩橋、醴陵板杉鋪加里東期巖體中有脈金和砂金分布;益陽(yáng)滄水鋪印支期巖體中(楊泗廟)有含金石英脈及砂金分布;尤其是安化符竹溪銻金礦及桃江板溪銻(金)礦等,部分礦脈充填于石英斑巖、花崗斑巖等脈旁或其破碎帶中。上述表明,共生金礦床不同時(shí)代的巖漿巖可與金共生,雖不一定具有成礦專(zhuān)屬性,但對(duì)金礦的形成均可提供熱源,這種巖漿熱力導(dǎo)致圍巖或礦床中金的活化和遷移。此外,本區(qū)基性巖含Au豐度高于酸性巖,兩者具一定的成生關(guān)系。
據(jù)湖南省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)的研究,不同時(shí)期侵入體中金的豐度大不相同,如加里東期為1.067× 10-9、海西期1.5×10-9、印支期4.4×10-9、燕山早期0.575×10-9,以印支期含金最高,說(shuō)明巖漿巖本身可以作為成礦物質(zhì)來(lái)源之一。與巖漿作用有關(guān)的伴生金礦,表現(xiàn)出明顯的專(zhuān)屬性,大多與中酸性淺成—超淺成侵入體有關(guān)。這些侵入體基本上都是燕山期小侵入體,并常伴有爆破作用。其巖性主要有花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖、石英斑巖等。
(四)金與特征元素的關(guān)系
金具有較高的電離勢(shì)(9.22V)、負(fù)電性(2.3)、還原電位(1.42ev)及離子電位0.73(+1)、3.53 (+3),從而決定了金的惰性,它常呈原子狀態(tài)存在于自然界。而金在地球化學(xué)性質(zhì)方面的親硫、親鐵性,決定了金在共生或伴生礦床中,以主要組分或伴生組分賦存于某些礦物中。這些礦床不但賦金,而且還形成了一類(lèi)特定的元素組合(表2)。
表2 湖南省共生與伴生金礦床特征元素組合
自然金多賦存于硫(砷)化物中,尤其是含鐵的硫(砷)化物中。而各種硫(砷)化物礦物常常構(gòu)成金礦床主要的礦物組合。礦床中金的分布與硫(砷)化物密切相關(guān),凡出現(xiàn)硫化物富集地段,往往含金量有所增加。自然金的富集與硫也有密切的關(guān)系。
四、礦床成因及成礦時(shí)代
(一)成礦地質(zhì)環(huán)境
共生金礦床主要產(chǎn)于江南地軸西緣元古宇淺變質(zhì)海相火山碎屑巖-碎屑巖系內(nèi),這套具復(fù)理石 類(lèi)復(fù)理石的火山物質(zhì)及黏土質(zhì)的火山 沉積建造厚達(dá)2千余米。從板塊構(gòu)造觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,礦床主要集中分布于元古宇揚(yáng)子板塊的江南古島弧西緣,沿安化 溆浦 洪江深大斷裂兩側(cè)的韌性及脆性剪切帶分布。伴生金礦床主要產(chǎn)于華南褶皺系,礦床常局限在區(qū)域性大斷裂旁側(cè),產(chǎn)于中—酸性巖體接觸帶附近或其接觸破碎帶內(nèi),成礦與區(qū)域斷裂(推覆構(gòu)造)及巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)。
(二)成礦物質(zhì)來(lái)源與同位素
共生金礦床產(chǎn)于具礦源層特征的元古宇淺變質(zhì)巖系,特別是夾有富含火山碎屑、凝灰質(zhì)、炭質(zhì)、硅質(zhì)的碎屑物質(zhì)含金豐度較高。表明成礦物質(zhì)的初始來(lái)源可能是通過(guò)海底火山噴溢(或海底熱泉)而進(jìn)入海相沉積物中的。而伴生金礦床則與巖漿巖源有關(guān)。
(1)硫同位素:區(qū)內(nèi)產(chǎn)于元古宇的共生金礦床硫同位素組成多數(shù)以輕硫?yàn)樘卣?,硫(砷)化物的?span id="ncfs793" class="super">34S值平均(124件)0.12‰變化范圍為-14.5‰~12.3‰,極差26.8‰,離差4.4,其中δ34S值在±5‰的樣品占61.38‰,多數(shù)在零值附近,反映硫源主要來(lái)自硫同位素組成均一化程度較高的地殼深部,但少量樣品曾受到圍巖物質(zhì)的混染或埋藏變質(zhì)作用的影響,出現(xiàn)較大的正值或負(fù)值[7]。
伴生金礦床δ34S值變化區(qū)間是-5‰~7‰,總的變化在1‰左右,而且礦床的δ34S變化更小,表明硫源主要來(lái)自深源混熔巖漿的侵入作用,與深部地殼或上地幔有關(guān),并與侵入巖的來(lái)源一致。
(2)鉛同位素:金礦床鉛同位素組成均屬正常鉛,其中共生金礦床變化范圍:206Pb/204Pb為17.845~17.970,207Pb/204Pb為15.564~15.712,208Pb/204Pb為37.474.~38.365;伴生金礦床206Pb/204Pb為18.362~18.900,207Pb/204Pb為15.458~15.998,208Pb/204Pb為38.406~39.649。共生金礦床的鉛同位素模式年齡為617.6~526.71Ma,部分為837~687Ma,礦床年齡低于圍巖時(shí)代(10.63~8.9億年);伴生金礦床小于200Ma,其中兩個(gè)峰值為170Ma和80~60Ma,絕大部分在太平洋西岸島弧鉛范圍內(nèi)一個(gè)很小區(qū)域[8],也正好在華南區(qū)與同熔型花崗巖類(lèi)有關(guān)礦床鉛的范圍內(nèi),表明鉛的來(lái)源較一致。
(三)成礦作用
(1)成礦溫度:據(jù)沃溪礦床均一法測(cè)溫結(jié)果,主要成礦階段(白鎢礦 石英階段)和硫化物 自然金石英階段均一溫度為213~259℃,以中溫為主;而以水口山為代表的伴生金礦床,閃鋅礦的原生包裹體均一溫度為245~315℃,以高溫?zé)嵋簽橹鳌?/p>
(2)溶液性質(zhì):沃溪、西安等礦床包裹體成分絕大多數(shù)是水,與金有關(guān)的組分類(lèi)型屬Na-Ca-Cl型,并含少量甲烷和微量C2H4、C2H2、F/Cl<1,礦物包裹體鹽度平均值(Na Cl,%)為7.5和4.1。伴生金礦床(水口山和康家灣礦床等)以氣液包裹體為主,純液相包裹體次之,均一溫度為315~215℃,爆裂溫度為390~330℃,組分類(lèi)型為K-Ca-F型,包裹體含鹽度4.95%。坪(黃沙坪)寶(寶山)地區(qū)包裹體成分分析結(jié)果均為較低鹽度的K-Ca-F型溶液,具巖漿水特征。
(3)氫氧同位素組成特征:湘西沃溪、西安和滄浪坪等礦床20件石英δ18O值變化于15.3‰~19.5‰之間,計(jì)算成流體的δ18O值具承襲變質(zhì)前頁(yè)巖的氫氧同位素組成特征,結(jié)合5件包裹體δD值(-61‰~-118‰),表明成礦流體是以變質(zhì)水為主,并有大氣循環(huán)水加入的混合熱液。此外,沃溪礦床δ13C值在-3.39‰~(-7.24‰)之間,平均-5.14‰,相當(dāng)于初生碳,有類(lèi)似變質(zhì)熱液的特點(diǎn),并受變質(zhì)的原巖性質(zhì)所制約。
康家灣伴生金礦的δ18O值為8.69‰~18.36‰,平均12.59‰;δ13C值為-3.88‰~(-0.41‰),平均-2.32‰,屬無(wú)機(jī)碳。七寶山巖體δ18O值為4.2‰~12.0‰,平均9.2‰,礦體為4.0‰~13.6‰,平均8.8‰,巖體δ18OH2O為9.52‰~11.8‰,平均10.38‰;礦體δ18OH2O為11.2‰~11.3‰,平均11.2‰。由此可知,同熔型巖漿熱水的δ18O值與攜帶金屬物質(zhì)介質(zhì)水的δ18O值比較,兩者基本一致[10]。水口山和七寶山礦床鍶同位素初始值分別為0.70767和0.708。上述資料表明金與伴生硫化物礦床的成礦溶液主要來(lái)自巖漿水熱液。
(四)礦床成因及成礦時(shí)代
綜合上述,共生金礦床的成礦作用是在元古宇揚(yáng)子板塊巖漿弧內(nèi),在火山 變質(zhì)巖系為主體而富含金元素的礦源層基礎(chǔ)上,受區(qū)域變質(zhì)作用(綠片巖相),在低鹽度、中低溫度的變質(zhì)熱液條件下發(fā)生的,又在應(yīng)力作用下產(chǎn)生韌性及脆性剪切帶,形成擴(kuò)容空間而聚集成礦,屬于火山沉積 變質(zhì)熱液型共生金礦床。伴生金礦床則與巖漿活動(dòng)有關(guān),成礦主要受巖體及內(nèi)外接觸帶控制,礦質(zhì)主要來(lái)自巖漿源,屬巖漿熱液礦床或接觸交代巖漿熱液礦床。
根據(jù)方鉛礦的模式年齡、賦礦層位(元古宇)和板巖的K-Ar同位素年齡,給出本區(qū)共生金礦床的成礦年齡是5~6億年,相當(dāng)于加里東運(yùn)動(dòng)早期(少數(shù)略大于8億年,相當(dāng)于雪峰期),該運(yùn)動(dòng)是本區(qū)成礦作用、變質(zhì)作用和熱動(dòng)力源。
伴生金礦的成礦時(shí)期基本上與主礦種一致或略晚,和鄰省江西一樣[11],主要為燕山期。
筆者在成文過(guò)程中,參考了湖南冶金地質(zhì)二三七隊(duì)、二一七隊(duì)、二三八隊(duì),湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局四〇二隊(duì)等單位的有關(guān)資料,并得到本隊(duì)地質(zhì)工程師覃志平和歐雅蘭等的熱忱協(xié)助,在此表示由衷的謝意。
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[1]文章來(lái)源:《湖南有色金屬地質(zhì)》,1989年。作者簡(jiǎn)介:鮑振襄(1933—),男,湖北襄陽(yáng)人,高級(jí)工程師,從事金屬礦床找礦勘探、綜合研究。
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