廣西龍頭山金礦床熱液蝕變及其分布特征*

張春鵬曾南石

（1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院；2.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所；3.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院）

廣西龍頭山金礦床熱液蝕變及其分布特征*

張春鵬1，2曾南石3

（1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院；2.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所；3.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院）

通過分析廣西龍頭山金礦熱液蝕變礦物的分布特征，認(rèn)為電氣石化、硅化與金礦化關(guān)系最為密切；通過K－Ar同位素年齡測(cè)定，推斷電氣石化、硅化為早期熱液蝕變，與流紋斑巖、角礫熔巖有關(guān)，而高嶺石化、絹云母化等與后期花崗斑巖以及黑云母花崗斑巖脈等巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。結(jié)果表明這一金礦床的產(chǎn)出深度略大于一般所報(bào)道的大多淺熱液金礦床。

龍頭山 金礦化 熱液蝕變 電氣石化

龍頭山金礦位于廣西貴港市北西方向，雖然規(guī)模不是很大，但作為我國(guó)內(nèi)陸已發(fā)現(xiàn)的、為數(shù)不多的淺成熱液型金礦床之一，它的成礦地質(zhì)特征備受關(guān)注。廣西地質(zhì)六隊(duì)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院及桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院等生產(chǎn)與科研單位的工作人員先后在此作了大量的研究［1-8］，就其巖漿活動(dòng)以及礦化特征等方面做了詳細(xì)的描述，并對(duì)礦床成因也進(jìn)行了較為深入的探討。但是，從已發(fā)表的文獻(xiàn)資料來看，該礦床出現(xiàn)的與金礦化有關(guān)的熱液蝕變非常特殊，為區(qū)別于一般淺成熱液金礦床的強(qiáng)電氣石化作用。然而，文獻(xiàn)中有關(guān)熱液蝕變方面的描述與認(rèn)識(shí)仍比較膚淺，還有待進(jìn)一步深入。為加深對(duì)這一地區(qū)成礦地質(zhì)規(guī)律的了解，促進(jìn)在礦區(qū)深部和外圍的找礦工作，近年在這一地區(qū)開展了一些有針對(duì)性的研究。在這些工作的基礎(chǔ)上，本文將系統(tǒng)介紹對(duì)該礦床的熱液蝕變特征與演化規(guī)律的一些初步成果及認(rèn)識(shí)，供有關(guān)生產(chǎn)與科研人員參考。

1 礦床地質(zhì)概況

在區(qū)域構(gòu)造上，龍頭山金礦床位于華南褶皺系大瑤山隆起帶的龍山鼻狀背斜南西傾伏端。區(qū)域出露地層為寒武系、泥盆系、石炭系、白堊系及第四系。礦區(qū)賦礦地層為寒武系黃洞口組（∈h）淺變質(zhì)碎屑巖和下泥盆統(tǒng)蓮花山組（D1l）碎屑巖。寒武系為礦區(qū)基底地層，具緊密褶皺；泥盆系為蓋層，出露地表，呈一傾向SE的平緩單斜構(gòu)造，兩者呈角度不整合接觸。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，按其展布方向有NW、NNW（近SN）、NE和NEE向4組，是與巖漿侵入形成的火山頸周邊弧形斷裂構(gòu)造，它們均為重要的控（容）礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)燕山晚期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，先后有多期巖漿侵入。早期的流紋斑巖侵位并形成筒狀火山頸，見圖1。火山頸在平面上呈南北長(zhǎng)720 m、東西寬690 m的不規(guī)則圓形。由于它與圍巖之間的抗風(fēng)化能力的差異較大，沿火山頸壁形成高差達(dá)數(shù)百米的懸崖峭壁，成為非常壯觀的火山地貌，見圖2。稍后還有花崗斑巖和黑云母花崗斑巖呈巖枝或巖脈貫入流紋斑巖的火山頸內(nèi)［1-2］。

圖1 龍頭山金礦床地質(zhì)剖面

圖2 龍頭山火山頸

金礦化主要發(fā)育在火山頸邊部的隱爆角礫巖帶或在靠近火山頸內(nèi)外接觸帶的斷裂和裂隙中。目前，已圈出長(zhǎng)200～359m、延深80～300m、厚0.2～25 m的大小礦體20余個(gè)。礦石可分作角礫巖型和網(wǎng)脈浸染型2種類型。礦石主要礦物組成為石英和電氣石（＞97%），含少量黃鐵礦和黃銅礦及微量磁黃鐵礦、輝銅礦、銅藍(lán)，方鉛礦、閃鋅礦和硫鹽類礦物，屬于低硫化物型金礦石。礦石含金品位為（3～20）×10－6，含銀品位（20～30）×10－6。礦石中的金多為中細(xì)粒含銀自然金，60%以上產(chǎn)于黃鐵礦中，其余主要分布在石英等脈石礦物里［2，5］。

2 熱液蝕變類型

根據(jù)野外宏觀觀察、室內(nèi)顯微鏡及X衍射儀分析鑒定，礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)有多種熱液蝕變礦物。按照礦物組合特征，已確定出的蝕變類型有電氣石化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化和碳酸鹽化。雖然前人的資料中提及有鉀長(zhǎng)石化［1-2］，但是，目前所收集的樣品中尚未發(fā)現(xiàn)有熱液成因的鉀長(zhǎng)石。

電氣石化是龍頭山金礦最主要的與金礦化有關(guān)的熱液蝕變作用。它主要分布于火山頸邊部的破碎角礫巖帶，膠結(jié)圍巖和流紋斑巖的角礫，或充填在靠近火山頸的斷裂構(gòu)造，或交代邊部的流紋斑巖，見圖3。電氣石主要為暗綠色鎂鐵電氣石，呈毛發(fā)狀、針狀、柱狀，粒徑一般為0.05～0.2 mm，長(zhǎng)0.5～2 mm，多呈束狀、放射狀集合體產(chǎn)出。一般礦石中的電氣石含量可達(dá)20%～30%，局部在60%以上，主要與細(xì)粒石英緊密共生，并時(shí)而伴有少量黃鐵礦和微量自然金構(gòu)成礦體。由于礦體圍巖多數(shù)是化學(xué)惰性的碎屑巖和流紋斑巖，電氣石化對(duì)圍巖的影響范圍通常非常窄，多限于幾到幾十厘米；在巖性破碎或微裂隙發(fā)育地段可擴(kuò)大到幾米至幾十米。一般說來，電氣石是由富硼氣液直接沉淀在裂隙中或交代流紋斑巖中的微晶基質(zhì)和碎屑巖中的泥質(zhì)膠結(jié)物而成。一些含礦角礫熔巖中的角礫中含有電氣石，以及稍后的花崗斑巖中也時(shí)見有電氣石細(xì)脈，表明電氣石化作用的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，具有多期性。

圖3 電氣石化破碎角礫巖

硅化也是礦區(qū)較為普遍的熱液蝕變，普遍發(fā)育于火山巖體內(nèi)外接觸帶和斷裂帶及周邊。硅化為細(xì)粒石英充填于巖石的裂隙中，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀或彌散狀。其常與電氣石和黃鐵礦相伴，與金礦關(guān)系密切，但也見有與黃鐵礦或絹云母共生，偶見與綠泥石共生。

黃鐵礦化見于火山頸內(nèi)以及附近碎屑圍巖中。在火山頸內(nèi)，電氣石、石英、黃鐵礦呈脈狀充填于火山頸邊部的弧形裂隙中，也有充填于靠近火山頸的斷裂帶中，以各種脈狀含金礦體的形式出現(xiàn)。如前所述，黃鐵礦是礦石中金的主要載體，通常呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀和浸染狀分布。鏡下，黃鐵礦多為半自形、他形粒狀，顆粒粒徑一般為0.1～1 mm。除電氣石－石英－黃鐵礦這一礦物組合外，礦區(qū)還見有黃鐵礦－石英，以及純黃鐵礦的細(xì)脈。另外，在近礦圍巖中常見有呈星點(diǎn)狀散布的細(xì)粒自形黃鐵礦，說明它具有多期、多世代和多成因特征。

絹云母化主要出現(xiàn)在花崗斑巖和黑云母花崗斑巖中。根據(jù)所收集的樣品，絹云母有的單獨(dú)出現(xiàn)，也有的與高嶺石相伴。它呈細(xì)小的鱗片狀，以交代鉀長(zhǎng)石斑晶為特征。但是，部分受強(qiáng)烈絹云母化的斑巖樣品雖還保留原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造，其礦物成分僅剩絹云母與石英。X衍射分析結(jié)果表明礦區(qū)熱液成因的絹云母屬于2M1型。礦區(qū)粉砂質(zhì)碎屑巖中的泥質(zhì)成分同樣多為2M1型伊利石。不過在粉末樣品中，兩者的004和110的衍射峰強(qiáng)有區(qū)別，熱液成因云母的004衍射峰強(qiáng)小于110的衍射峰，而沉積型云母的004衍射峰強(qiáng)大于110的衍射峰，因此，可以把它們區(qū)分開。

高嶺石化與絹云母化相類似，受限于花崗斑巖體和黑云母花崗斑巖。它常呈白色土狀，有時(shí)因含F(xiàn)e2O3而帶褐色。高嶺石也主要交代斑巖中長(zhǎng)石斑晶而成。部分近礦圍巖中的泥質(zhì)成分也有高嶺石化的現(xiàn)象，但一般蝕變作用范圍很窄。

3 熱液蝕變的分布特征

礦區(qū)發(fā)育的主要熱液蝕變作用可歸納為與金礦化有關(guān)的石英－電氣石－黃鐵礦組合及與侵入花崗斑巖有關(guān)的絹云母化和高嶺石化。這2個(gè)主要的蝕變礦物組合在空間分布上也具有很明顯的規(guī)律性。石英－電氣石－黃鐵礦化帶主要沿繞火山頸邊部的環(huán)形斷裂構(gòu)造分布，與流紋斑巖、角礫熔巖及蓮花山組碎屑巖接觸，蝕變帶寬為50～300 m。位于火山頸外圍蓮花山組泥質(zhì)粉砂巖中，也時(shí)而有電氣石、黃鐵礦、碳酸鹽等沿?cái)嗔殉涮?，但?guī)模一般不大。

絹云母化和高嶺石化的蝕變范圍大體與花崗斑巖和黑云母花崗斑巖分布相吻合。但是，絹云母化蝕變更偏于深部，特別是在300 m以下的部分斑巖脈僅受到絹云母的交代。而強(qiáng)高嶺石化則以出現(xiàn)在淺部為特征。在540中段以上所采集的黑云母花崗斑巖樣品，部分僅受到高嶺石化的作用；而產(chǎn)在300～540 m的花崗斑巖和黑云母花崗斑巖樣品以同時(shí)出現(xiàn)以上2種蝕變礦物為特征。

4 熱液蝕變的演化規(guī)律

根據(jù)蝕變礦物組合、蝕變作用的空間分布特征及已有的巖石礦物的定年數(shù)據(jù)，將龍頭山金礦的蝕變演化過程從早到晚大致可分為3個(gè)主要階段。

（1）電氣石化－硅化－黃鐵礦化作用階段。這與早期的火山活動(dòng)有關(guān)。龍頭山金礦是以由流紋斑巖形成的火山頸構(gòu)造為特征。根據(jù)黃民智等［5］所測(cè)得的鋯石U－Pb年齡，流紋斑巖形成于107.5 Ma以前，是礦區(qū)內(nèi)最老的巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。而其后富硼酸流體沿火山通道邊部的破碎、滑動(dòng)構(gòu)造充填交代，并形成含金電氣石－石英－黃鐵礦礦體。

（2）與稍后侵入的花崗斑巖有關(guān)的絹云母化。龍頭山火山頸中的流紋斑巖多次受到后期的巖漿侵入。侵入到流紋斑巖中的早期花崗斑巖的鋯石UPb年齡為103.5 Ma［5］；本研究用鉀氬稀釋法在強(qiáng)絹云母化的斑巖樣品上測(cè)得的絹云母蝕變年齡為101.66 Ma；這2個(gè)年齡數(shù)據(jù)是比較一致的。

（3）伴隨晚期的黑云母花崗斑巖脈的侵入活動(dòng)而形成的絹云母化和高嶺石化。本研究從較新鮮的黑云母花崗斑巖樣品所獲得的鉀氬稀釋年齡為90.10 Ma；從另一同時(shí)略遭受絹云母化和高嶺石化的斑巖樣品中測(cè)得的年齡是91.76 Ma。后者略老于前者，可能是蝕變導(dǎo)致少量的氬泄漏所致，但總的說來，仍在鉀氬稀釋年齡測(cè)定的誤差容許范圍內(nèi)。根據(jù)測(cè)定年代可初步判定晚期的絹云母化和高嶺石化發(fā)生在90 Ma以后。

5 有關(guān)電氣石化蝕變的認(rèn)識(shí)

由于龍頭山金礦化與次火山巖相伴產(chǎn)于殘存的火山頸內(nèi)，國(guó)內(nèi)多稱之為火山、次火山巖型金礦［1-2，4-6］，但如按現(xiàn)國(guó)際流行的劃分，可將其歸入淺成熱液型金礦床的范疇［3］。淺成熱液型金礦床是目前國(guó)內(nèi)外研究較深入、也是最為大家所熟悉的成礦模式之一。近年，在環(huán)太平洋帶，如印度尼西亞加里曼丹島的Kelian，菲律賓呂宋島的Victoria等許多淺成熱液金礦的發(fā)現(xiàn)均可歸功于這個(gè)模式的成功應(yīng)用。在淺成熱液型金礦床中最常見的礦化蝕變有：見于高硫型礦床中的明礬石化、高嶺石化和葉臘石化等偏酸性蝕變以及在低硫型礦床中的蒙脫石化、絹云母化和鉀長(zhǎng)石化（所謂的冰長(zhǎng)石化）等中偏堿性熱液蝕變。與淺成熱液金礦化有關(guān)的電氣石化作用，目前還很少有報(bào)道的。其實(shí)，電氣石化蝕變?cè)诎邘r型銅金礦床中還比較常見，例如，在加拿大Nova Scotia的Ccoxheath斑巖Cu－Mo－Au礦床和印度尼西亞Sulavesi北部的斑巖Cu－Au礦床等。

根據(jù)流體包裹體測(cè)試結(jié)果［5，8］，龍頭山金礦的成礦熱液具有高溫（220～360℃）和高鹽度（9.4%～20.4%）特征。它遠(yuǎn)高于一般靠近巖體的高硫型淺成熱液金礦床的成礦流體，而與斑巖銅礦的成礦流體更為相近。最近，在日本九州的布計(jì)低硫型淺成熱液金礦床附近也發(fā)現(xiàn)了類似的電氣石化破碎角礫巖帶。雖然其中尚未發(fā)現(xiàn)高的金異常，但與龍頭山金礦相比，兩地的流體包裹體特征非常相似，推測(cè)龍頭山金礦化的形成深度比較大，可能為1 000～2 000 m，介于目前所報(bào)道的高硫型金礦床與斑巖型銅金礦床形成深度之間。位于龍頭山山腳的新民矽卡巖型銅礦的存在也暗示在龍頭山金礦床下部或邊部很有可能找到斑巖型銅金礦體。

在我國(guó)東南沿?；鹕綆r發(fā)育地區(qū)，由于剝蝕強(qiáng)烈，已難以發(fā)現(xiàn)成礦定位較淺的低硫型或高硫型淺成熱液金礦。但類似于龍頭山這種產(chǎn)出較深的金礦或斑巖型銅金礦卻還有可能被保留下來，所以它是今后在火山巖地區(qū)工作時(shí)需給予特別關(guān)注的一種金礦床類型。

6 結(jié) 論

（1）龍頭山金礦床發(fā)育有電氣石化、硅化、絹云母化、高嶺石化和黃鐵礦化等多種熱液蝕變，構(gòu)成3個(gè)主要蝕變礦物組合：電氣石－石英－黃鐵礦、絹云母－石英－黃鐵礦、高嶺石－絹云母，分別與流紋斑巖、早期花崗斑巖和晚期花崗斑巖的侵入活動(dòng)相對(duì)應(yīng)。

（2）電氣石－石英－黃鐵礦蝕變礦物組合與金礦化關(guān)系密切，主要沿火山頸邊部的斷裂構(gòu)造分布；在幾種蝕變相互疊加部位金礦化相對(duì)較好，這種電氣石－石英－黃鐵礦化蝕變特征是重要的金礦化找礦標(biāo)志。

（3）高嶺石化和絹云母化限于稍晚些時(shí)候侵入的花崗斑巖內(nèi)部，與礦化無關(guān)。

（4）高嶺石化主要發(fā)育在巖體上部，而絹云母化至少有2期，并多見于巖體下部。

（5）龍頭山金礦是屬于形成深度較大（偏向于斑巖銅礦床形成深度）的一類淺成熱液金礦床，但目前有關(guān)這類礦床的研究和報(bào)道還不多，還有待進(jìn)一步深化對(duì)它的各項(xiàng)研究。

［1］陳業(yè)清.廣西龍頭山次火山熱液金礦床地質(zhì)特征與成礦條件探討［J］.貴金屬地質(zhì)，1992（2／3）：153-157.

［2］謝掄司，孫邦東.廣西貴港市龍頭山火山－次火山金礦床地質(zhì)特征［J］.廣西地質(zhì)，1993，6（4）：27-42.

［3］李兆鼎.火山巖地區(qū)金礦的蝕變帶和成礦物理化學(xué)條件［J］.地球?qū)W報(bào)，1997，18（2）：150-161.

［4］李蔚錚，許仿實(shí)，李先粵.廣西龍頭山—鎮(zhèn)龍山地區(qū)金（銀）銅鉛鋅礦成礦規(guī)律和成礦預(yù)測(cè)［J］.華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，1998（4）：34-46.

［5］黃民智，陳偉十，李蔚錚，等.廣西龍頭山次火山—隱爆角礫巖型金礦床［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，1999，20（1）：39-46.

［6］朱桂田.廣西龍頭山金礦床地質(zhì)特征及成因研究［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2002，16（5）：266-272.

［7］朱文鳳，朱桂田.廣西龍頭山金礦黃鐵礦特征與金礦化的關(guān)系［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2005，19（2）：155-158.

［8］張春鵬.廣西龍頭山金礦床巖漿巖、熱液蝕變及礦化作用研究［D］.桂林：桂林工學(xué)院，2008.

Hydrothermal Alteration and Distribution Features of Longtoushan Gold Deposit in Guangxi

Zhang Cunpeng1，2Zeng Nanshi3
（1.College of Resources and Civil Engineering，Northeastern University；2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources；3.College of Earth Sciences，Guilin University of Technology）

By analyzing the distribution characteristics of hydrothermal altered minerals in Longtoushan gold deposit，it is considered that gold mineralization is closely related to tourmalinization and silicification.According to the K-Ar isotopic dating and so on，tourmalinization and silicification belong to the earliest hydrothermal alteration，which are related to hyolitic porphyry and breccia lava.Sericitization and kaoliniztion relate to the intrusions ofgranite-porphyry and biotite graniteporphyry at the later stage.The study results show that the depth of gold mineralization in this area is slightly greater than otherswhich were often mentioned.

Longtoushan，Gold mineralization，Hydrothermal alteration，Tourmalinization

2013-08-05）

*廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：桂科自0640179）。

張春鵬（1982—），男，博士研究生，110034遼寧省沈陽市皇姑區(qū)黃河北大街1號(hào)。