湖南仙人巖金礦床地質(zhì)特征及找礦方向

宋煥霞 景 明 趙桂軍 宛克勇

(1. 國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 燕郊065201;2. 湖南省有色地質(zhì)勘查局217 隊(duì)，湖南 衡陽(yáng)421001)

湖南仙人巖金礦床含金層位原巖主要為下二疊系當(dāng)沖組含錳硅質(zhì)巖與泥巖類(lèi)，因受構(gòu)造擠壓使原巖破碎成角礫，該類(lèi)原巖角礫即為金的賦礦、容礦巖石，其與金成礦關(guān)系密切的燕山期淺成巖類(lèi)(巖脈、巖枝)侵入產(chǎn)生強(qiáng)烈蝕變和含金熱液疊加，形成了蝕變角礫巖型原生金礦體［1-3］，后經(jīng)淺部風(fēng)化、淋濾，金從硫化物中活化、轉(zhuǎn)移、疊加富集而成為含金黑土夾角礫(氧化)型外生金礦床。仙人巖金礦成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，具有較大的找礦潛力，本研究在對(duì)區(qū)內(nèi)大量地質(zhì)勘探資料詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，著重對(duì)區(qū)內(nèi)金礦床地質(zhì)特征及找礦方向進(jìn)行探討。

1 成礦地質(zhì)構(gòu)造背景

仙人巖金礦區(qū)內(nèi)地層主要為石炭系中、上統(tǒng)壺天群白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r、當(dāng)沖組含鐵錳硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r、斗嶺組碎屑巖等［4-6］。其中，與金成礦關(guān)系密切的為當(dāng)沖組上段含鐵錳硅質(zhì)巖段。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為仙人巖西傾倒轉(zhuǎn)背斜，核部為二疊系棲霞組和石炭系壺天群，兩翼地層為斗嶺組及當(dāng)沖組。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造有近SN，近EW，NW 向3 組，以近SN 向的F3、F4斷層與成礦關(guān)系密切。金礦體賦存于S 型波狀倒轉(zhuǎn)背斜上部或頂部的蝕變破碎角礫巖帶中。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)主要有淺成侵入花崗閃長(zhǎng)斑巖，淺部以巖枝群產(chǎn)出，深部為巖脈或巖墻，具多期次活動(dòng)特征。圍巖蝕變與金礦化關(guān)系密切，主要為硅化、綠泥石化、黏土巖化、褐鐵礦化、黃鉀鐵釩化等。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)金礦體嚴(yán)格受黑土夾角礫巖與F3、F4斷層的聯(lián)合控制，礦體賦存標(biāo)高一般在－200 m 以上，礦體形態(tài)多呈透鏡體、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)出形態(tài)空間與礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力基本吻合。初步查明，區(qū)內(nèi)工業(yè)金礦體8個(gè)，低品位金礦體6 個(gè)，磁鐵礦體6 個(gè)，鉬礦體2 個(gè)。區(qū)內(nèi)工業(yè)金礦體特征見(jiàn)表1。

表1 工業(yè)金礦體地質(zhì)特征Table 1 Geological characteristics of the industrial gold orebodies

(1)Ⅰ#金礦體。產(chǎn)于地表淺部，呈近SN 走向，長(zhǎng)1 000 m，剖面呈U 形產(chǎn)出，西翼E 傾，東翼W 傾，傾角變化較大，總體為西陡東緩，厚1 ～8 m，最大厚28.87 m。Au 品位1.5 ～5.5 g/t，最大約40 g/t。礦體出露標(biāo)高大于100 m。該礦體控制程度高，占全區(qū)資源量的40%以上。

(2)Ⅱ#金礦體。產(chǎn)于Ⅰ#金礦體下部，出露標(biāo)高約100 m，沿傾向呈U 形產(chǎn)出，長(zhǎng)約700 m，厚1 ～4 m，Au 品位1 ～4 g/t，最高品位18.98 g/t。

(3)Ⅲ#金礦體。產(chǎn)于Ⅱ#金礦體下部，產(chǎn)出標(biāo)高50 ～0 m，近SN 走向，長(zhǎng)約600 m。東西方向嚴(yán)格受F3、F4斷層夾持，呈透鏡狀，寬80 ～100 m，礦體最大厚66 m，但整體品位較貧，多為1 ～2 g/t。

2.2 仙人巖黑土夾角礫型金礦床地質(zhì)特征

仙人巖金礦區(qū)地表出露地層主要由二疊系當(dāng)沖組(P1d)含錳硅質(zhì)巖、泥巖、泥灰?guī)r及斗嶺組(P2dl)碎屑巖組成。當(dāng)沖組上段含鐵錳硅質(zhì)巖因受F3、F4斷層的破壞與控制，除局部地段原巖保留完整外，大部分地段破碎成角礫巖，沿倒轉(zhuǎn)背斜軸部出露于地表。下段泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)頁(yè)巖小部分成為角礫，大部分成為膠結(jié)物并具基底式膠結(jié)特征。經(jīng)巖漿熱液上侵帶來(lái)的含金硫礦液形成的原生金礦，受后期風(fēng)化、淋濾、轉(zhuǎn)移、疊加形成氧化型金礦體。礦體的形成由于受地下水的氧化電位控制，一般呈水平產(chǎn)出，與此同時(shí)，原硅質(zhì)角礫巖中的Fe、Mn 因風(fēng)化淋濾轉(zhuǎn)移將膠結(jié)物染成黑色，即定名為含金黑土夾角礫巖。斗嶺組(P2dl)分布于含金角礫巖帶東西兩側(cè)。

2.3 含金黑土夾角礫巖帶地球化學(xué)特征

對(duì)區(qū)內(nèi)含金黑土夾角礫巖帶進(jìn)行次生暈掃面，發(fā)現(xiàn)平面上次生暈元素組合為Au、As、Zn、Bi 等，外中帶為Au，內(nèi)帶為As、Zn、Bi。其中Au 為主成礦元素，見(jiàn)三級(jí)濃度帶，含量峰值大于200 ×10－9，呈NNE 向長(zhǎng)條狀分布，在剖面上Zn、Cu、Pb、Ag、As、Hg 異常面積為礦體的10 倍以上［7-10］。通過(guò)鉆孔采樣分析，垂直方向自上而下出現(xiàn)As、Sb、Pb、Cl、Co、Ag、Au、Zn、Cu、F、Cr、Hg，其中，As、Pb、Cl 發(fā)育于礦體上盤(pán)，Au、Ag、Zn、Cu 形成中暈，F(xiàn)、Hg 為下盤(pán)暈。軸向分帶從礦頭至礦尾為Pb、Hg、Sb、Au、Zn、Cu、Cr、F、Ag、Co、Cl、As。垂直分帶中、下盤(pán)暈出現(xiàn)F、Hg 等前暈元素;軸向分帶中，尾暈出現(xiàn)F、As 等前暈元素，均預(yù)示區(qū)內(nèi)深部和水平方向都存在第2 個(gè)化學(xué)暈的疊加。

在整個(gè)含金黑土夾角礫的化學(xué)組分中，w(SiO2)為62.05%、w(Fe2O3)為5.69%、w(CaO)為0.16%、w(MgO)為0.86%、w(MnO)為10.5%，表現(xiàn)了貧鈣鎂、富鐵錳硅的特點(diǎn)，與當(dāng)沖組地層化學(xué)組分特點(diǎn)基本一致［4］。其中，Pb、Zn、Au、Ag、Mn、Cr 等微量元素含量普遍偏高，明顯發(fā)生了聚集作用。該類(lèi)地球化學(xué)效應(yīng)是在元素的構(gòu)造動(dòng)力分異作用的基礎(chǔ)上疊加了熱液交代作用，反映了強(qiáng)烈的熱液疊加特征。區(qū)內(nèi)含金硅化角礫巖帶內(nèi)各元素的平均含量見(jiàn)表2。

表2 含金硅化角礫巖帶內(nèi)元素平均含量Table 2 Average contents of the elements in gold silicified breccia belt ×10－6

由于Au 具親鐵性的地球化學(xué)特征及當(dāng)沖組中Fe2+(上段含量2% ～26%，下段含量25%)、有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)、泥質(zhì)含量高，為Au 沉淀提供了一個(gè)相對(duì)還原環(huán)境，為區(qū)內(nèi)金礦床的富集提供了良好的物化條件。區(qū)內(nèi)巖體富含成礦元素較多，而區(qū)內(nèi)的蝕變會(huì)導(dǎo)致微量元素遷移富集，有利成礦，其中大理巖化、硅化、矽卡巖化均有利于Au 的富集;鐵金礦體富含Cu、Zn、Sn、Au、Hg;銅鉬礦化矽卡巖、銅鉬礦化花崗閃長(zhǎng)斑巖以及銅鉬礦化硅質(zhì)巖均富含Cu、W、Mo;磁鐵礦富含Cu、Zn、Sn、Au、Hg。通過(guò)對(duì)比分析仙人巖巖體與水口山巖體的巖石地球化學(xué)特征可知，仙人巖巖體分異演化程度相對(duì)較弱，可能是該類(lèi)巖體不利于形成同類(lèi)礦床的緣故。

3 仙人巖礦田硅化角礫巖與金成礦關(guān)系

仙人巖倒轉(zhuǎn)背斜屬水口山礦田中的Ⅲ級(jí)褶皺，該類(lèi)褶皺(尤其是倒轉(zhuǎn)背斜)不僅為成巖、成礦提供了良好的空間條件，而且還控制了巖漿或礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀。礦田內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈且類(lèi)型較多，總體由西往東侵入，深度由深到淺，西部為淺成侵入巖，東部為次火山巖及火山巖。區(qū)內(nèi)與金成礦關(guān)系密切的是中—酸性巖漿巖，如花崗閃長(zhǎng)巖中w(Au)為(44.6 ～76.4)×10－9。黑云母為Au 的載體礦物，w(Au)為(260～470)×10－9。在花崗閃長(zhǎng)巖體及斑巖人工重砂中均見(jiàn)有自然金的存在，說(shuō)明巖體與金礦體具有一定的依存關(guān)系。

在礦田淺部或深部，廣泛發(fā)育一類(lèi)w(SiO2)為85% ～90%的硅化角礫巖帶，在該類(lèi)硅化角礫巖中普遍存在熱水蝕變或古溫泉活動(dòng)遺跡，部分角礫由于硅化強(qiáng)烈，成分發(fā)生了改變，該類(lèi)硅化角礫巖的展布，一般多受褶皺、斷裂構(gòu)造的控制。根據(jù)對(duì)硅化角礫巖體(帶)所處的地質(zhì)環(huán)境、構(gòu)造特征、產(chǎn)狀、角礫及膠結(jié)物成分特征分析，認(rèn)為受倒轉(zhuǎn)背斜中推覆構(gòu)造控制的硅化角礫巖(體)帶主要產(chǎn)于礦田中部，由白泥沖經(jīng)大園嶺、中區(qū)至仙人巖，呈近SN 走向。單個(gè)硅化角礫巖體的寬度和長(zhǎng)度受斷層產(chǎn)狀或上、下盤(pán)巖性因素的控制。當(dāng)沖組與燕山期花崗閃長(zhǎng)巖侵入接觸部位形成的硅化角礫巖體，后期經(jīng)風(fēng)化淋濾作用，多形成含金黑土夾角礫，如白泥沖、大園嶺、仙人巖等金礦床。

4 找礦方向及成礦遠(yuǎn)景區(qū)

4.1 找礦方向

從仙人巖金礦區(qū)往北，在胡椒嶺—大園嶺，黃廠(chǎng)嶺—白泥沖一帶地表含金黑土夾角礫巖帶，長(zhǎng)5 ～6 km，厚30 ～120 m 不等，極少量工程控制的Au 品位1～5 g/t，其成礦地質(zhì)條件、巖性特征與巖體侵入關(guān)系與仙人巖金礦基本一致，又屬同一構(gòu)造系統(tǒng)(鴨公塘—仙人巖倒轉(zhuǎn)背斜)，是尋找黑土夾角礫氧化型金礦極為有利的地段。

沿仙人巖黑土夾角礫氧化型金礦的倒轉(zhuǎn)背斜軸部，在－300 m 標(biāo)高以下的花崗閃長(zhǎng)斑巖墻(體)逐漸變大，已有個(gè)別工程(0#線(xiàn)ZK003 孔)深部600 m 見(jiàn)巖體尚未打穿，當(dāng)該類(lèi)巖體與倒轉(zhuǎn)背斜二疊系碳酸鹽巖接觸交代時(shí)，即可產(chǎn)生強(qiáng)烈的硅化、矽卡巖化和大理巖化(已有個(gè)別工程于該部位見(jiàn)到銅、金、鉬礦化體)，是尋找礦田中類(lèi)似中區(qū)、鴨公塘式高—中溫接觸交代矽卡巖型鐵、銅、鉛、鋅、鉬、金多金屬礦的有利地段。

4.2 找礦遠(yuǎn)景區(qū)

(1)仙人巖—楊家?guī)X鉛鋅金銀成礦遠(yuǎn)景區(qū)。沿仙人巖倒轉(zhuǎn)背斜部位，存在花崗閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖巖墻狀侵入體，硅化及角礫巖化沿背斜軸部廣泛發(fā)育，低溫?zé)嵋何g變強(qiáng)烈。在鷹角嶺一帶經(jīng)鉆孔控制，金礦普查儲(chǔ)量較大，個(gè)別鉆孔揭露出鉛鋅礦體品位較高(7% ～8%)。物探高磁反演150 m 深部存在隱伏巖體，瞬變電磁異常及激電異常發(fā)育，化探異常元素組合為Au －Ag －Pb －Zn，分布于鷹角嶺—胡家沖一帶。該區(qū)是擴(kuò)大金礦儲(chǔ)量，尋找淺成熱液型鉛鋅金銀礦床的勘查基地。

(2)仙人巖金礦深部成礦遠(yuǎn)景區(qū)。1∶ 10 000 瞬變電磁測(cè)量［11-13］發(fā)現(xiàn)，仙人巖倒轉(zhuǎn)背斜的南北兩端存在良好的低阻異常(低阻凹陷)，南段ZK011 孔曾在金礦體下部(孔深145 ～149 m 處)見(jiàn)一厚4 m，Pb+Zn 平均品位達(dá)9.8%、Au 平均品位達(dá)4.18 ×10－6的鉛鋅金礦體;北段PD3301 孔在金礦化體下部見(jiàn)塊狀硫化物殘塊(黃鐵礦)。結(jié)合區(qū)內(nèi)礦床的產(chǎn)出特征，可預(yù)測(cè)，仙人巖金礦深部有望找到原生硫化物金屬礦床。

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