黃金洞金礦深部找礦方向研究

劉智振，谷新建，黃友金，羅　健

(1.湖南科技大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院，　湖南 湘潭市　411201；2.湖南黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司，　湖南 岳陽市　414507)

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黃金洞金礦深部找礦方向研究

劉智振1，谷新建1，黃友金1，羅健2

(1.湖南科技大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院，湖南 湘潭市411201；2.湖南黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 岳陽市414507)

黃金洞金礦因長(zhǎng)期采掘，面臨資源接替問題。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)概況、成礦機(jī)制、成礦規(guī)律、成礦模式等內(nèi)容，對(duì)黃金洞金礦深部成礦規(guī)律進(jìn)行了分析研究，得出本礦區(qū)金礦的成礦規(guī)律屬于區(qū)域變質(zhì)熱液型，并對(duì)黃金洞金礦的找礦進(jìn)行了預(yù)測(cè)，在礦區(qū)內(nèi)確定了3個(gè)級(jí)別共11個(gè)找礦靶區(qū)，為黃金洞金礦的找礦問題指明了方向，為解決礦山資源接替帶來了新的希望。

區(qū)域地質(zhì)；成礦規(guī)律；預(yù)測(cè)找礦

0　引　言

黃金洞金礦具有悠久的開采歷史[1]。礦區(qū)包括金塘、楊山莊、田心里、深坳里、金枚5個(gè)礦段。先后有冶金235隊(duì)、省地質(zhì)局407隊(duì)、403隊(duì)、404隊(duì)、武警黃金16支隊(duì)等單位對(duì)該礦區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行過不同程度的勘探。但因長(zhǎng)期的采掘，如今該礦山資源保有儲(chǔ)量較少，礦山面臨資源接替危機(jī)。研究表明，開采歷史較長(zhǎng)的礦山在其深部以及外圍存在巨大的找礦潛力，這對(duì)于解決礦山資源危機(jī)問題具有重要意義，并對(duì)于礦山實(shí)際生產(chǎn)與找礦工作具有指導(dǎo)性意義[2￣4]。

1　礦區(qū)地質(zhì)概況

從大地構(gòu)造上來說，黃金洞金礦在區(qū)域上位于江南古島弧帶中段，九嶺次級(jí)隆起西南端[5￣6]。區(qū)域內(nèi)出露地層從老到新依次為中元古界冷家溪群板巖、雜砂巖，震旦系硅質(zhì)巖、炭質(zhì)板巖，古生界灰?guī)r、泥灰?guī)r、粉砂巖以及中生界砂礫巖[5￣9]。而黃金洞金礦床地層主要是中元古界冷家溪群第四巖組(ptln4)，按巖性分為第一巖性段(ptln4-1)和第二巖性段(ptln4-2)[5￣9]。由于受南北向擠壓應(yīng)力作用，礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較發(fā)育，屬于楓門嶺-膽坑的近EW向或NWW向的復(fù)式向斜構(gòu)造北翼，由一系列近似平行的次級(jí)同向倒轉(zhuǎn)背、向斜構(gòu)成緊密型褶皺群。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造可分為EW-NWW向斷裂組、NE-NNE向斷裂組、NW向斷裂組、SN向斷裂組[7]。區(qū)內(nèi)節(jié)理構(gòu)造主要以剪節(jié)理為主，張節(jié)理次之。礦區(qū)內(nèi)的褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、節(jié)理構(gòu)造構(gòu)成了本區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造[9]。

2　礦床成因

礦區(qū)內(nèi)礦脈主要分布于中元古界冷家溪群第四巖組區(qū)域淺變質(zhì)巖系中。冷家溪群巖組巖層厚，又經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和變質(zhì)作用，使得其中豐富度高的Au、Sb等元素活化、遷移、富集。礦石蝕變主要是硅化、絹云母化、白云石化、綠泥石化、黃鐵礦化以及毒砂化，該蝕變與賦礦巖石蝕變非常相似，說明成礦期金主要來源于冷家溪群巖組。通過對(duì)礦物組合、礦化特征及礦物穿插關(guān)系等資料進(jìn)行分析，可將黃金洞金礦床分為4個(gè)成礦(礦化)階段，即石英-白云石期、石英-黃鐵礦期、石英-多金屬硫化物期、厚層狀-塊狀石英期，與金礦富集關(guān)系密切的是第二和第三階段。

3　成礦機(jī)制、規(guī)律及其模式

3.1成礦機(jī)制

黃金洞金礦床賦存于中元古界冷家溪群第四巖組地層中，巖性為淺變質(zhì)泥巖、砂質(zhì)碎屑巖[5￣9]。通過研究發(fā)現(xiàn)，第四巖組巖石中含金度高，為本區(qū)金礦床的形成提供了較豐富的物質(zhì)來源。同時(shí)，根據(jù)金礦同位素資料可以證明金元素來源與第四組巖石關(guān)系密切。因此可以認(rèn)為本區(qū)金礦床的成礦物質(zhì)主要來自冷家溪群組第四巖組泥、砂質(zhì)碎屑巖層。對(duì)楊山莊和金塘兩礦段礦體中的黃鐵礦、毒砂及蝕變板巖中的黃鐵礦分別做了硫同位素測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1　黃金洞金礦區(qū)硫同位素測(cè)定結(jié)果

表1數(shù)據(jù)表明，礦床中的硫同位素屬輕型硫，毒砂中的硫同位素區(qū)間離差為8.8×10-3，既具有分散性又具有集中性；硫來自地層，受到熱液蝕變改造而具有聚集性和統(tǒng)一性。

通過對(duì)礦床中的石英、黃鐵礦和毒砂礦物用爆裂法進(jìn)行測(cè)溫，證實(shí)礦石中與金礦物共生的石英溫度為240℃，石英、黃鐵礦、毒砂的爆裂溫度在155℃～265℃之間。溫度測(cè)試結(jié)果見表2。

表2　黃金洞金礦礦物爆裂溫度測(cè)試結(jié)果

成礦理論認(rèn)為，一個(gè)礦床的形成，從構(gòu)造的角度而言，必定有它特定的構(gòu)造環(huán)境[5]。就本礦區(qū)而言，武陵-雪峰運(yùn)動(dòng)控制了湘東北地區(qū)成礦帶的分布。湘東北地區(qū)因受從武陵-雪峰運(yùn)動(dòng)到加里東末期地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的影響，使褶皺基底的中元古界冷家溪群強(qiáng)烈變形，造成湘東北地區(qū)三個(gè)近東西向的擠壓剪切帶，并控制了各具特色的三個(gè)成礦區(qū)[5￣8]。黃金洞金礦產(chǎn)于冷家溪群第四巖組淺變質(zhì)巖系的地層中，工業(yè)礦體受NWW或EW向的一組韌-脆性剪切斷裂帶控制明顯，且具有多期構(gòu)造活動(dòng)的特點(diǎn)，在多期構(gòu)造活動(dòng)和多期成礦(礦化)階段中，形成了含金的破碎板巖以及多期次的含金石英脈。

3.2成礦規(guī)律

通過研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)金礦體直接受韌-脆性剪切斷裂構(gòu)造破碎帶控制，為金礦成礦時(shí)的導(dǎo)礦和儲(chǔ)礦提供了良好通道和空間，對(duì)本區(qū)金礦床的定位起著主導(dǎo)地位和作用[7,10]。因此本礦區(qū)礦脈及礦體均分布于近東西走向的一組韌性擠壓剪切斷裂破碎帶內(nèi)，其形成于加里東期，之后由于受到印支-燕山期的影響，使得礦體規(guī)模和品味均增高[7]。礦區(qū)圍巖蝕變主要受區(qū)域淺變質(zhì)作用和熱液熱動(dòng)力變質(zhì)作用形成。蝕變巖石分布廣泛，與礦床關(guān)系密切，是礦床成礦作用中的產(chǎn)物，與礦床作用同時(shí)發(fā)生和演化。由于區(qū)域變質(zhì)作用使得包括Au在內(nèi)的各種成礦元素從流體中沉淀、聚集而形成金礦床。

3.3成礦模式

構(gòu)成本區(qū)褶皺構(gòu)造基底的冷家溪群第四巖組地層，是本區(qū)金礦床的賦礦地層。該地層分布面積廣，厚度大，含Au、As、S等微量元素值高，為本區(qū)金礦的形成提供了較豐富的物質(zhì)來源。同時(shí)本地區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和變質(zhì)作用，使其分散的Au、S、As等元素產(chǎn)生活化、遷移、聚集。礦區(qū)的金礦化和金礦體均儲(chǔ)存在NWW-EW向韌-脆性擠壓剪切斷裂破碎帶內(nèi)，礦床的蝕變主要為硅化、絹云母化、金礦化、黃鐵礦化和毒砂礦化及少量黃銅礦化、輝銻礦化、白鎢礦化等[5]。這些現(xiàn)象反映了本區(qū)金礦成礦條件和成礦過程。

綜上所述，黃金洞金礦的成礦過程大致經(jīng)歷了沉積成巖-區(qū)域變質(zhì)構(gòu)造-熱液作用三大階段。其中沉積成巖是礦源層形成的重要前提，區(qū)域變質(zhì)是促使礦質(zhì)活化、遷移、聚集形成的初始富集，而構(gòu)造熱液作用(蝕變)則是使成礦物質(zhì)進(jìn)一步接受改造、疊加、富集最終形成工業(yè)礦床。

4　找礦方向

構(gòu)造和成礦屬于同一應(yīng)力作用的結(jié)果，它們之間有密切的內(nèi)在聯(lián)系[11]。根據(jù)礦區(qū)地層構(gòu)造和礦化富集關(guān)系、礦山開采實(shí)際資料、礦區(qū)地質(zhì)勘探和礦山地質(zhì)資料、礦脈的分布和成礦富集規(guī)律，在礦區(qū)內(nèi)確定了11個(gè)找礦靶區(qū)，分為I、II、III級(jí)。其中主要礦脈中深部I級(jí)定位預(yù)測(cè)區(qū)5個(gè)，礦床邊部II級(jí)遠(yuǎn)景找礦區(qū)3個(gè)，礦區(qū)近外圍具有找礦遠(yuǎn)景的構(gòu)造區(qū)III級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)3個(gè)。

4.1I級(jí)定位預(yù)測(cè)區(qū)

1號(hào)礦脈深部預(yù)測(cè)區(qū)分布于金塘礦段南部，礦體連續(xù)性好，從-110 m向下，有較大的礦化延伸，具有非常好的找礦前景，是理想的預(yù)測(cè)段；3號(hào)礦脈深部預(yù)測(cè)區(qū)分布于金塘礦段北部，根據(jù)穿脈資料研究分析，礦脈東段所見礦體厚度較大且具典型的礦體膨大特征，深部鉆孔控制段見礦較好，開采資料和鉆孔資料證明該礦脈深部仍有較大礦體延伸，具較好的找礦前景，是理想的預(yù)測(cè)地段；202號(hào)脈深部預(yù)測(cè)區(qū)分布于楊山莊礦段北部，經(jīng)開采和鉆孔資料證實(shí)，在160～56 m標(biāo)高地段，礦體厚度、品位有增厚變富的趨勢(shì)，據(jù)此預(yù)測(cè)，在此地段有較好的工業(yè)礦體存在，是理想的預(yù)測(cè)地段；301號(hào)礦脈深部預(yù)測(cè)區(qū)位于田心里礦段內(nèi)，具探采資料證明該礦體從地表至+80 m中段厚度有增大趨勢(shì)，礦化增強(qiáng)，據(jù)此預(yù)測(cè)該礦體找礦前景較好，是理想的預(yù)測(cè)段；501號(hào)礦脈深部預(yù)測(cè)區(qū)分布于南部的小橋洞至橋洞口，該脈未做系統(tǒng)地質(zhì)評(píng)價(jià)工作，但開采資料預(yù)示該礦體具一定規(guī)模，礦化穩(wěn)定，金品位較高，黃鐵礦和毒砂等礦化較強(qiáng)，礦石中常見明金，沿走向及深部發(fā)展空間大，具較好的找礦前景，列為找礦預(yù)測(cè)區(qū)。

4.2II級(jí)遠(yuǎn)景找礦區(qū)

II-1找礦預(yù)測(cè)區(qū)位于鳳形窩至獅形灣一帶，該地段地表構(gòu)造蝕變破碎帶明顯，據(jù)巖石地球化學(xué)勘查及實(shí)地勘查證實(shí)，該地段有一定的礦化蝕變且蝕變寬度大，說明本區(qū)是一個(gè)較好的找礦遠(yuǎn)景區(qū)。II-2找礦預(yù)測(cè)區(qū)位于廟背洞至張家溝，是3號(hào)脈東段延伸部分，地表沿礦脈帶有多處斷續(xù)可見金痕跡，其地表巖性、構(gòu)造及圍巖蝕變現(xiàn)象與具工業(yè)礦體段基本相同，地表有構(gòu)造蝕變破碎帶存在，具較好找礦遠(yuǎn)景區(qū)。II-3找礦預(yù)測(cè)區(qū)位于田心里至廟背洞一帶，地表有斷裂構(gòu)造帶，是202號(hào)脈工業(yè)礦體的延伸部分，地表淺部有少量鉆孔揭露控制并見工業(yè)礦體，沿?cái)嗔哑扑閹в形g變存在，局部地段蝕變礦化較強(qiáng)，具較好找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

4.3III級(jí)構(gòu)造找礦預(yù)測(cè)區(qū)

III-1找礦預(yù)測(cè)區(qū)為金溪南預(yù)測(cè)區(qū)，從泥灣斷裂至水庫之西，此處以倒轉(zhuǎn)背斜為主，東西向斷裂較密，擠壓剪切破碎帶發(fā)育密度較大，脈金在圍巖條件相同情況下的成礦條件由于倒轉(zhuǎn)向斜，故此區(qū)找礦資源潛力較大。III-2找礦預(yù)測(cè)區(qū)為金盆架區(qū)，位于礦區(qū)田心里和大屋村一帶，此區(qū)斷裂現(xiàn)象明顯，且具有含金斷裂多種標(biāo)志，是一個(gè)有望找到礦的區(qū)域。III-3找礦預(yù)測(cè)區(qū)位于礦區(qū)東南部，坑上斷裂以東，麻灣里以南，此區(qū)未進(jìn)行過金礦找礦工作，但根據(jù)相關(guān)影像資料中得知此區(qū)有兩個(gè)近東西向的線性影像斷裂帶，其特征與礦區(qū)內(nèi)含礦斷裂帶的影像特征相似，該區(qū)應(yīng)有較好找礦前景。

5　結(jié)　語

本文通過對(duì)礦山以往的地質(zhì)資料和資源開采狀況進(jìn)行綜合分析與研究，總結(jié)得出礦區(qū)內(nèi)金礦的成礦機(jī)制和賦存規(guī)律，并據(jù)此預(yù)測(cè)了新的找礦靶區(qū)。在礦區(qū)內(nèi)確定了三個(gè)級(jí)別的找礦靶區(qū)，其中主要礦脈中深部I級(jí)定位預(yù)測(cè)區(qū)5個(gè)，礦床邊部II級(jí)遠(yuǎn)景找礦區(qū)3個(gè)，礦區(qū)近外圍具有找礦遠(yuǎn)景的構(gòu)造區(qū)III級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)3個(gè)。這說明該礦區(qū)深部找礦前景良好，可以為黃金洞金礦尋找豐富的接替資源、緩減礦山資源緊缺問題、延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限帶來新的希望。

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2016￣06￣28)

劉智振(1991-)，男，陜西延安人，碩士研究生，現(xiàn)從事礦山開采與災(zāi)害控制方面的研究，Email：yaxtlzz@163.com。