廣西龍頭山金礦床地質(zhì)特征及成礦分析

肖來庚，陳根文

（1.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心南方所，長(zhǎng)沙 410001；2.廣州地球化學(xué)研究所，廣州 510640）

廣西龍頭山金礦床地質(zhì)特征及成礦分析

肖來庚1，陳根文2

（1.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心南方所，長(zhǎng)沙 410001；2.廣州地球化學(xué)研究所，廣州 510640）

龍頭山金礦床產(chǎn)于一個(gè)中生代殘留火山頸構(gòu)造中，火山頸周圍的地層主要為下泥盆統(tǒng)蓮花山組和寒武系黃洞口組。礦體呈細(xì)脈浸染狀和脈狀產(chǎn)于次火山巖筒與周圍地層的內(nèi)外接觸帶上。圍巖蝕變主要有電氣石化、硅化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化和綠泥石化。金礦化與硅化和黃鐵礦化密切相關(guān)。流體中氧同位素組成反映了流體系巖漿水與大氣降水混合成因。硫同位素特征表明礦床礦液中硫是多源的，主要來自火山－侵入雜巖及基底地層。據(jù)鉛同位素特征推測(cè)鉛主要來自中生代火山巖，部分來自基底地層。該礦床的成礦物質(zhì)主要來源于深部巖漿和部分基底地層。成礦溫度在215～260℃之間，屬中－低溫次火山期后熱液型金礦。

廣西；龍頭山金礦；次火山巖；斑巖；圍巖蝕變

1 區(qū)域地質(zhì)背景

龍頭山金礦位于廣西貴港市北西約14 km處，構(gòu)造上位于南華準(zhǔn)地臺(tái)西南的大瑤山凸起西南段龍山鼻狀復(fù)背斜西南傾沒端，也是廣西山字型構(gòu)造前弧東翼。

區(qū)域內(nèi)出露的地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系及第四系（圖1）。寒武系為一套淺變質(zhì)的細(xì)砂巖、粉砂巖夾炭質(zhì)板巖、斑點(diǎn)狀板巖；泥盆系下統(tǒng)為一套砂巖、粉砂巖及礫巖，泥盆系中統(tǒng)至二疊系為一套灰?guī)r、硅質(zhì)巖、白云巖。三疊系為一套酸性凝灰熔巖、砂巖，白堊系為一套礫巖、砂巖，第四系為坡積層。其中泥盆系蓮花山組為龍頭山火山巖體和部分礦體的圍巖。

區(qū)域斷裂構(gòu)造主要有NE、NW、SN向三組，NE向憑祥－大黎斷裂帶斜貫全區(qū)。SN、NW與近EW向三級(jí)斷裂構(gòu)造是區(qū)內(nèi)的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造（圖2）。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要有燕山早期大平天山細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖－黑云母花崗巖復(fù)式巖體，呈不規(guī)則的巖株產(chǎn)出，面積29 km2。燕山晚期有花崗斑巖、石英斑巖、流紋斑巖、角礫熔巖和諸多的霏細(xì)斑巖、電英巖脈等，分布在龍頭山、大平天山西部獅子頭、獅子尾一帶。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 出露地層

礦床出露地層有寒武系黃洞口組下段和下泥盆統(tǒng)蓮花山組，兩者呈角度不整合接觸。寒武系黃洞口組下段分布于龍頭山北坡及砷礦溝一帶。巖性為淺變質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、碳質(zhì)板巖和斑點(diǎn)狀板巖。下泥盆統(tǒng)蓮花山組分為上、中、下三段。下段分布于礦床北西部，主要為石英砂巖夾細(xì)砂巖，底部為底礫巖與黃洞口組呈角度不整合接觸；中段分布于礦床中部龍頭山火山－次火山巖體周圍，為泥質(zhì)粉砂巖夾石英砂巖、細(xì)砂巖、不等粒砂巖；上段分布在礦床之南緣，為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖。

2.2 礦床構(gòu)造

龍頭山礦床褶皺斷裂構(gòu)造發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主。區(qū)內(nèi)褶皺主要為龍山復(fù)背斜西南傾伏端。礦區(qū)北部的寒武系地層呈北東東向緊密線性褶皺，礦區(qū)內(nèi)的蓮花山組地層均呈平緩的單斜構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，按其展布方向可分為北西向，近南北向，北東向和東西向四組。這些斷裂是本區(qū)控巖、控礦、儲(chǔ)礦構(gòu)造。

2.3 次火山巖體特征

龍頭山金礦床產(chǎn)于殘留火山頸構(gòu)造中，主要巖石有花崗斑巖－流紋斑巖－隱爆角礫巖等（圖3）。

花崗斑巖分布于龍頭山火山巖體中部，侵入在流紋斑巖中，呈不規(guī)則長(zhǎng)形體，巖體邊緣支脈繁多，部分與角礫熔巖侵入接觸。絹云母化、高嶺石化強(qiáng)烈，電氣石化微弱。巖石為灰白色，地表被風(fēng)化和鐵質(zhì)渲染，呈白色或黃褐色。斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具變余微細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)。主要礦物有石英、斜長(zhǎng)石（有環(huán)帶斜長(zhǎng)石、更長(zhǎng)石）、鉀長(zhǎng)石等。

流紋斑巖為火山巖體的主要巖石，分布在巖體中間及邊部，花崗斑巖侵入其中。流紋斑巖遭受強(qiáng)烈蝕變呈灰黑色、暗綠色，具有變余流紋構(gòu)造、多孔狀構(gòu)造，變余斑狀－碎斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具變余球粒狀結(jié)構(gòu)和變余微粒結(jié)構(gòu)。斑晶有石英、長(zhǎng)石，含量約20%～30%。石英斑晶呈不規(guī)則粒狀，斑晶表面常被熔蝕呈圓形豆?fàn)罨蚋蹫碃?。流紋斑巖是本礦區(qū)主要的含礦巖石之一。

角礫熔巖，灰－淺灰色，風(fēng)化后呈淺褐、灰白等混雜色，熔巖結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造。成分主要由砂巖質(zhì)角礫和熔巖碎屑物（凝灰質(zhì)、長(zhǎng)英質(zhì)等）凝結(jié)組成。巖石經(jīng)受強(qiáng)烈硅化、電氣石化、黃鐵礦化，局部絹云母化和高嶺石化。砂巖角礫多具有熔蝕邊，呈棱角或滾圓狀。角礫大小不一，礫徑一般1～4 cm，分布雜亂，石英顆粒有次生加大現(xiàn)象。熔巖角礫極不規(guī)則，長(zhǎng)英質(zhì)中常見石英斑晶。由于蝕變作用，巖石中常見針狀、束狀電氣石不規(guī)則分布。星散狀黃鐵礦化普遍，且風(fēng)化后殘留的小孔多見。角礫熔巖是礦區(qū)主要的含金銀礦石之一。

2.4 礦體特征

龍頭山金礦體分布于火山巖體的角礫熔巖、流紋斑巖及火山巖體內(nèi)、外接觸帶的斷裂裂隙帶中。金礦體主要受火山巖巖性和斷裂構(gòu)造控制。產(chǎn)于火山巖體內(nèi)的角礫熔巖、侵入角礫巖、流紋斑巖中的礦體呈似脈狀，產(chǎn)于斷裂帶中的礦體呈脈狀，礦體產(chǎn)狀與斷裂帶產(chǎn)狀一致，沿走向或傾向有膨大、收縮、分支復(fù)合現(xiàn)象。Au的伴生元素有Ag、Cu、Pb等，個(gè)別礦體向深部過渡為銀金礦或銀礦體，同時(shí)，Cu、Pb含量也明顯增高，局部地段Cu可富集成為銅礦體。從上向下形成Au(Ag)-Ag(Au、Cu、Pb)-Cu(Au、Pb)分帶現(xiàn)象[5]。

2.5 礦石礦物成分

龍頭山金礦體屬于角礫熔巖及震碎角礫巖型金礦石，其中角礫熔巖型金礦石石英含量59%～79%、平均67.09%，電氣石含量18%～38%、平均30%。震碎角礫巖型金礦石石英含量略有增加。其它金屬礦物及次生氧化礦物基本相同，但含量較少，分布不廣泛。

金屬礦物有自然金、銀金礦、黃鐵礦、白鐵礦、毒砂、黃銅礦、輝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦等。次生氧化礦物有銅藍(lán)、孔雀石、臭蔥石、泡鉍鉛礦、褐鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦等。

脈石礦物有石英、電氣石、絹云母、白云母、高嶺石等。其中石英+電氣石含量在90%以上，二者呈相互消長(zhǎng)關(guān)系。

微量礦物有鋯石、金紅石、獨(dú)居石、硅灰石等。

根據(jù)選礦試驗(yàn)樣分析結(jié)果，各礦物相對(duì)含量見表1。

2.6 金的賦存狀態(tài)

在原生礦石中的金礦物有自然金及含銀自然金兩種，以含銀自然金為主（70%）。原生礦石中的自然金主要呈包裹金、晶隙金及裂隙金三種形式存在，其中以包裹金為主（占45.56%）；次為晶隙金（占33.73%）及裂隙金（占21.21%）；載金礦物有黃鐵礦、石英、方鉛礦、黃銅礦、電氣石等。自然金的粒度最長(zhǎng)為0.01～0.05及＜0.005 mm為主，屬于細(xì)粒金和微粒金。粗粒金可在含金量較高的氧化礦石中偶見，最大者可達(dá)3 mm。自然金呈不規(guī)則粒狀、片狀、棒狀、線狀、樹枝狀、海綿狀、苔蘚狀等形狀,多分布在石英－電氣石細(xì)脈中，特別是在梳狀石英細(xì)脈中，部分在石英－褐鐵礦基底之上。

2.7 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)巖漿期后熱液活動(dòng)十分強(qiáng)烈，其活動(dòng)階段多，分布范圍廣，造成巖體蝕變種類較多。整個(gè)火山巖體由于熱液蝕變作用而改觀。主要有電氣石化、硅化、鉀長(zhǎng)石化、高嶺土化、綠泥石化、黃鐵礦化，局部有透閃石、陽起石、綠簾石化和碳酸鹽化、角巖化等。

表1 各礦物相對(duì)含量統(tǒng)計(jì)表(據(jù)龍頭山金礦,2006)Table 1 Relative contents of various mineral

上述蝕變略有分帶現(xiàn)象，鉀長(zhǎng)石化、絹云母化和高嶺土化，多分布于火山巖體中部的花崗斑巖中；電氣石化、硅化多分布于火山巖體的周圍流紋斑巖、角礫巖及內(nèi)外接觸帶。綠泥石化、透閃石、陽起石、綠簾石化和碳酸鹽化多分布于巖體邊緣及外接觸帶。黃鐵礦化普遍，尤以內(nèi)外接觸帶較為強(qiáng)烈。后期霏細(xì)斑巖、英斑巖、鈉長(zhǎng)斑巖多為絹云母化和高嶺土化。

3 成礦探討

3.1 硫、鉛同位素特征及物質(zhì)來源

根據(jù)黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦等硫同位素測(cè)試資料，δ34S＋0.69‰～1.99‰，屬于隕石硫類，可見礦區(qū)成礦的硫質(zhì)是來自深部的巖漿。

根據(jù)黃鐵礦的鉛同位素測(cè)試結(jié)果，鉛同位素組成特征206Pb/204Pb比值為18.548～19.019；207Pb/204Pb比值為15.736～16.169；208Pb/204Pb比值為38.972～40.242。計(jì)算單階段模式年齡為226.67～406.32百萬年[6]（表2）。

這些鉛同位素的組成演化呈線性，在207Pb/204Pb對(duì)206Pb/204Pb和208Pb/204Pb對(duì)206Pb/204Pb的坐標(biāo)圖上，其樣品點(diǎn)落在一條直線上。說明鉛的來源是同一的，是多階段長(zhǎng)期積累過程。也說明了本區(qū)加里東期和印支期鉛的演化已經(jīng)開始并持續(xù)進(jìn)行。

氫氧同位素特征：氫氧同位素測(cè)試樣是采自Ⅸ號(hào)礦體角礫熔巖金礦石，從中取自石英包裹體測(cè)定δ18O為＋15.24‰，δD為-111.6‰，從δ18O值高，δD值低的特點(diǎn)，推測(cè)礦區(qū)的成礦熱液是來自基底的變質(zhì)水和大氣降水相混合的混合水。

3.2 流體包裹體及成礦溫度

根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)特征和礦石礦物包裹體測(cè)試資料，成礦介質(zhì)是復(fù)雜的，有單相包體，兩相氣液包體和復(fù)相包體等。

礦區(qū)成礦礦化劑主要是有CO2、HCO3－、Cl、CH4，其次有 F、O、CO、Ca、Mg、K、H2O 等。成礦介質(zhì)是富含HCO3－、C－、B－的堿性氣－液體。其中H2O、CO2、HCO3－、Cl－是主要搬運(yùn)劑，在初期較高溫階段Au是以氯絡(luò)離子〔AuCl2〕－、〔AuCl4〕－形式遷移，后期中溫階段以硫絡(luò)離子形式遷移，隨著成礦介質(zhì)物理化學(xué)條件的變化，在電英巖化、硅化－多金屬硫化物階段金礦充分沉淀富集。根據(jù)礦化劑還原參數(shù)值（CO＋CH4/CO2＋O的比值）為0.082～0.969，比值小，屬于弱還原環(huán)境。依據(jù)有關(guān)參數(shù)計(jì)算得PH值為0.39～0.50，屬于強(qiáng)酸性。從礦化劑的還原參數(shù)值和PH值了解，當(dāng)時(shí)成礦是在富含氣的熱液中，是在強(qiáng)酸性，弱還原的條件下成礦的（表3）。

根據(jù)礦石礦物包裹體測(cè)溫結(jié)果（表4），推測(cè)成礦溫度，如果以均一法測(cè)定溫度近似代表成礦時(shí)的溫度，爆裂法測(cè)定溫度代表成礦溫度上限，則礦區(qū)成礦主要為中溫階段。

3.3 礦床成因

龍頭山金礦床產(chǎn)于一個(gè)中生代殘留火山頸構(gòu)造中,火山頸周圍的地層主要為下泥盆統(tǒng)蓮花山組和寒武系黃洞口組，礦體呈細(xì)脈浸染狀和脈狀產(chǎn)于次火山巖筒與周圍地層的內(nèi)外接觸帶上，圍巖蝕變主要有電氣石化、硅化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化和綠泥石化,其中金礦化與硅化和黃鐵礦化密切相關(guān)。

表2 鉛同位素組成特征統(tǒng)計(jì)表Table 2 Lead isotope composition characteristics

表3 礦石礦物包裹體成分統(tǒng)計(jì)表(據(jù)廣西地質(zhì)六隊(duì)，2006)Table 3 Ore mineral inclusions composition

表4 礦石礦物包裹體測(cè)溫統(tǒng)計(jì)表（據(jù)廣西地質(zhì)六隊(duì)，2006)Table 4 Ore mineral fluid inclusion temperature

龍頭山次火山巖體Au元素豐度值為0.24×10-6～0.42×10-6，是形成龍頭山金礦的成礦母巖。

黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦等硫同位素測(cè)試資料，δ34S＋0.69‰～1.99‰，屬于隕石硫類，說明成礦的硫質(zhì)來自深部的巖漿[7]。

氫氧同位素δ18O為＋15.24‰，δD為-111.6‰，呈現(xiàn)δ18O值高，δD值低的特點(diǎn)，推測(cè)礦區(qū)的成礦熱液是流體系巖漿水和大氣降水相的混合水。

根據(jù)礦石礦物包裹體測(cè)溫結(jié)果：均一法測(cè)定流紋斑巖中的石英平均溫度為215℃，角礫熔巖中的石英平均溫度為260℃，均一法測(cè)定溫度近似代表成礦時(shí)的溫度，所以龍頭山金礦床成礦溫度區(qū)間為215～260℃。爆裂法測(cè)定黃鐵礦和電氣石的溫度區(qū)間270～600℃，它代表了成礦溫度上限，所以成礦主要為中溫階段。

鉛同位素組成特征206Pb/204Pb比值為18.548～19.019；207Pb/204Pb比值為15.736～16.169；208Pb/204Pb比值為38.972～40.242。計(jì)算單階段模式年齡為226.67～406.32百萬年（表2）。而且鉛同位素的組成演化呈線性，在207Pb/204Pb對(duì)206Pb/204Pb和208Pb/204Pb對(duì)206Pb/204Pb的坐標(biāo)圖上，其樣品點(diǎn)落在一條直線上，鉛的來源是同一的，主要來自中生代火山巖,部分來自基底地層，自加里東期和印支期鉛的演化已經(jīng)開始并持續(xù)進(jìn)行。

綜上所述：該區(qū)火山巖物質(zhì)是Au、Ag元素的載體和成礦母巖，深部地層和巖體中的金元素在次火山－斑巖期后斷裂構(gòu)造熱液的作用下逐步向上疊加、富集成礦；礦體與巖漿巖體在空間上具有密切的關(guān)系；構(gòu)造－熱液作用導(dǎo)致次火山巖、斑巖體或周圍地層產(chǎn)生破碎,并使成礦熱液沿裂隙充填和再充填而形成現(xiàn)狀金礦化和高品位礦體，后期次火山作用，花崗斑巖的侵入，增加熱能、疊加成礦物質(zhì)，驅(qū)動(dòng)成礦熱液遷移，促進(jìn)Au的活化和再次富集成礦，于前期礦化疊加形成低品位礦化。該礦床屬中－低溫次火山期后熱液型金礦床，具有多期、多階段富集成礦的特征。

[1]陳業(yè)清.廣西龍頭山次火山熱液型金礦地質(zhì)特征及成礦條件探討[J].貴金屬地質(zhì)，1992，1(2-3)：153-157．

[2]李福春，朱桂田，朱金初.關(guān)于廣西龍頭山金礦礦質(zhì)來源的討論[J].礦床地質(zhì)，1998，17(增刊)：335-338．

[3]朱文鳳，楊國高，張芳.廣西龍頭山金礦床顯微構(gòu)造特征及金礦物特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2OO7，2l(2)：155-158．

[4]朱文鳳，朱桂田.廣西龍頭山金礦床黃鐵礦特征與金礦化的關(guān)系[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2005，19(2)：l55-158．

[5]楊國高，朱文鳳，張芳.廣西龍頭山金礦床多期次成礦及金銀元素的分布特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2008，22(5)：437-440.

[6]陳富文，李華芹，梅玉萍.廣西龍頭山斑巖型金礦成巖成礦鋯石SHRIMPU Pb年代學(xué)研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，82(7)：921-925．

[7]阮思源，陳冬梅.廣西龍頭山金礦床成礦物質(zhì)來源.南方國土資源科技園地，2006，8（2）：25-27.

Geological Characteristics and Metallogenic Analysis of
the Longtoushan Gold Deposit in Guangxi Province

XIAO Lai-geng1,CHEN Gen-wen2
(1.Southern institute of China Non-freeous Metals Resource Geological Survey,Changsha 410001,China;2.Guangzhou Insititute of Geochemistry,Guangzhou 510640,China)

The Longtoushan gold deposit occurs in a Mesozoic residual volcanic neck.The main strata around the neck are Lianhuashan group of Lower Devonian Series and Huangdongkou group of Cambrian System.Displaying veinlet disseminated type and vein type,the ore bodies are found in the sub-volcanic rock pipe and internal or external contact zone of surronding strata.The wall-rock alteration have tourmalinization,silicification,potassic alteration,pyritization,sericitizetion,kaolinization,and chloritication action.The gold mineralization is closely related with silicification and pyritization.The oxygen isotope compositions in the fluid are mixture of magma water with meteoric water.The feature of sulfur isotope shows multiple origins of sulfur in mineralization fluid,mainly from volcanic-intrusive complex and the basement strata.It is assumpted from lead isotope characters that lead is mainly origin from Mesozoic volcanic rocks and partly from basement rocks.It is therefore believed that the ore forming matter of the deposit is mainly origin from magma of the mantle and partly from the strata.The temperature for mineralization is between 215～260℃ .The deposit belongs to middle-lower temperature post-subvolcanic hydrothermal gold deposit．

Guangxi;Longtoushan gold deposit;sub-volcanic rock;porphyry;wall-rock alteration

P581;P588;P591

A

1672－4135(2011）02－0133-06

2011-04-06

國家危機(jī)礦山項(xiàng)目：廣西貴港市龍頭山金礦接替資源勘查（200745058）

肖來庚（1979-），男，地質(zhì)工程師，2001年畢業(yè)與中南大學(xué)資源環(huán)境與建筑工程學(xué)院地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)從事資源勘查與找礦工作，Email：jjyy088@163.com。