湘西南地區(qū)米貝金礦床成礦研究

楊恒山

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇七隊，湖南 懷化 418000）

米貝金礦床中金呈可見金（粒間金和裂隙金）和不可見金兩種形式分布，不可見金又呈顯微不可見的獨立金礦物和晶格金的形式存在。第一階段中Au是和Cu+Co+Ni共同置換Fe而進入黃鐵礦的晶格，即Au++Cu++Co2++Ni2+3Fe2+。第二階段黃鐵礦中的金進入黃鐵礦的機制可能是Au和部分As共同置換Fe，即，As3++yAu++1-y(□)2Fe2+。獨立的金礦物分布于裂隙和顆粒邊緣，這表明金在混入黃鐵礦后，然后在礦物溶解重結(jié)晶的機制下又被重新釋放出來。此外，在石英顆粒間也可以發(fā)現(xiàn)少部分獨立的金礦物，這說明含金流體在適當(dāng)空間沉淀也可以卸載部分可見金。

1 研究區(qū)位置及地理概況

研究區(qū)地處新晃侗族自治縣東南部，直線距離約32km，行政區(qū)劃隸屬米貝鄉(xiāng)，屬富家沖村管轄。工作區(qū)位于新晃侗族自治縣東南部，直線距離約32 km，行政區(qū)劃隸屬米貝鄉(xiāng)富家沖村管轄。X064縣級公路從礦區(qū)南部通過，距新晃縣城約60km，礦山至芷江縣城水泥公路從礦區(qū)中部通過。滬昆高速公路、高速鐵路、湘黔鐵路均從新晃侗族自治縣城經(jīng)過，交通方便。礦區(qū)位于湘黔邊界中低山區(qū)，地勢陡峻復(fù)雜，相對高差大，地形坡度一般為20°～25°，地勢北西高、南東高，中間為河谷，最高為北西角的無名山，海拔標高552.0m，最低為礦區(qū)部的南部的米貝河谷，海拔標高260.0m，高差達238.0m，相對高差大。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為新元古界板溪群五強溪組（Ptbnw2）第二段淺變質(zhì)巖，分布于整個礦區(qū)，呈北東-南西展布。新元古界板溪群五強溪組（Ptbnw2）第二段：巖性主要灰綠、青灰色薄至厚層狀粉砂質(zhì)板巖、含凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、條帶粉砂質(zhì)板巖。其總的特征為：①以馬尾絲狀、微波狀條帶為特征，巖石具條帶狀構(gòu)造（粉砂巖、砂質(zhì)條帶和泥質(zhì)條帶相間排列）；②巖石中粉砂質(zhì)含量普遍較高；③巖石中普遍含凝灰質(zhì)。第四系（Q）：主要為粘土、亞粘土和巖石風(fēng)化碎塊，多以沖積物的形式分布于溪溝兩側(cè)，或形成殘坡積物零星分布于山間谷地和山坡平緩處。

3 成礦地質(zhì)條件

3.1 地層與成礦的關(guān)系

金礦化體受層位控制，主要賦存在新元古界五強溪組第二段含凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖中，同時五強溪組（Ptbnw2）第二段是區(qū)域金礦化的賦礦層位，雪峰弧形構(gòu)造帶中金礦床的礦體主要都賦存在此地層中。載金的成礦流體與圍巖（基性火成巖，BIF和中性火山巖）之間的水巖反應(yīng)，是金成礦的重要機制。首先，五強溪組第二段的巖性為含凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，相對于五強溪的其他巖性段來說，凝灰質(zhì)的成分富含F(xiàn)e，能夠在成礦流體和圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)的同時提供鐵質(zhì)離子，有利于載金硫化物的形成。其次，該巖性段的巖性主體以板劈理發(fā)育的板巖為主，其層理之間是構(gòu)造應(yīng)力比較薄弱的地段，在地層受到應(yīng)力作用時，容易產(chǎn)生層間滑脫面或斷裂，為礦質(zhì)的運移及定位提供空間。最后，載金硫化物的S-Pb同位素示蹤結(jié)果顯示，板溪群地層為成礦提供了部分了成礦物質(zhì)。

3.2 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

米貝金礦體嚴格受軸向為北東的米貝背斜控制，礦體賦存背斜的核部及兩翼層間破碎帶中，礦體產(chǎn)狀與背斜產(chǎn)狀一致。背斜控制了礦體的形狀、產(chǎn)狀和分布。地層受應(yīng)力擠壓形成背斜，背斜的核部往往是應(yīng)力最集中的地區(qū)，當(dāng)應(yīng)力的強度大于地層中巖石的能承受的強度時，背斜核部會形成垂直于應(yīng)力方向的裂隙。當(dāng)含礦流體受到壓力或者熱量等驅(qū)動力時，會沿放射狀裂隙向上運移，所以背斜核部的放射狀裂隙可能為成礦的配礦構(gòu)造。此外，因為背斜中各地層的巖性不一致，所以其能干性也存在差異，在受到擠壓外力形成背斜時，其彎曲的尺度也會不一致，這就會導(dǎo)致層間滑脫面或者層間破碎帶的產(chǎn)生。當(dāng)含礦熱液沿著裂隙運移值層間滑脫面或者層間破碎帶時，熱液會被“圈閉”在這些構(gòu)造中，從而沉淀成礦。即，本區(qū)的層間滑脫面或者層間破碎帶是金成礦的容礦空間。

3.3 巖漿與成礦的關(guān)系

在米貝礦區(qū)，未發(fā)現(xiàn)有巖體的出露，巖漿活動與本區(qū)金成礦在空間上未發(fā)現(xiàn)顯著的聯(lián)系。但是，本區(qū)H-O同位素示蹤結(jié)果顯示，成礦流體可能起源于變質(zhì)水，伴隨著在成礦作用的進行，有巖漿水的混入。S同位素示蹤結(jié)果也顯示，巖漿活動為本區(qū)金成礦提供了部分的硫。因此，本區(qū)可能存在隱伏巖體，對金成礦提供成礦物質(zhì)和能量。但是目前的鉆孔工程控制的深度均較淺，隨著在礦區(qū)勘查工作的進一步發(fā)展，有望找到和成礦有密切關(guān)聯(lián)的巖體。

4 研究內(nèi)容

本次研究是以湘西南地區(qū)米貝金礦為對象，開展典型礦床地質(zhì)特征研究，借助穩(wěn)定同位素和礦物微區(qū)研究等手段，旨在揭示該礦床的成礦物質(zhì)來源、微量元素在黃鐵礦中分布、金的賦存狀態(tài)、金的沉淀及釋放機制等成因信息，對成礦規(guī)律進行研究，建立找礦標志：

（1）區(qū)域地質(zhì)背景。通過對區(qū)域的地層、構(gòu)造、巖漿巖以及礦產(chǎn)等方面對已有的研究資料進行收集、整理和集成。

（2）礦床地質(zhì)特征研究。在對以有的成礦的二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，針對性的開展野外實地調(diào)研工作，重點聚焦于對礦床地質(zhì)的特征解剖。

（3）成礦物質(zhì)來源。通過硫、鉛、氫、氧的穩(wěn)定同位素測試結(jié)果，查明金成礦的物質(zhì)來源。

（4）載金礦物標型研究。通過對載金硫化物的微量元素特征探討微量元素在黃鐵礦中的分布、金的賦存狀態(tài)和金的沉淀及釋放機制。

（5）關(guān)鍵控礦因素分析?；趯γ棕惤鸬V床地質(zhì)的特征的解剖并結(jié)合地球化學(xué)手段對成礦物質(zhì)來源的約束，厘定本區(qū)關(guān)鍵成礦控制因素。

（6）成礦作用分析。在總結(jié)上述系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)上，探討金的成礦作用及礦床的成因。

5 研究方法和技術(shù)路線

以研究區(qū)巖體成巖機制及其與成礦的內(nèi)在聯(lián)系為紐帶，綜合分析區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、礦床地球化學(xué)特征、關(guān)鍵控礦因素等，探討成礦作用及礦床成因類型。

（1）資料的收集與整理。①充分收集和整理米貝地區(qū)礦產(chǎn)勘查基礎(chǔ)地質(zhì)資料，并對其進行二次開發(fā)，挖掘?qū)^(qū)域成礦研究有用的地質(zhì)信息，實現(xiàn)對區(qū)域成礦地質(zhì)背景及演化特征的把握；②充分收集和整理國內(nèi)外關(guān)于金成礦的研究現(xiàn)狀，結(jié)合本區(qū)地質(zhì)事實及研究目標，優(yōu)選相關(guān)的研究手段。

（2）野外調(diào)查。對典型礦床進行詳細的野外調(diào)查及宏觀特征剖析，調(diào)查與成礦有關(guān)聯(lián)的巖體的產(chǎn)出形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀及空間分布、蝕變等特征，查明巖體與不同蝕變和不同礦化類型之間的關(guān)系；對礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、品位進行詳細的調(diào)查，了解礦化富集程度在空間上的變化規(guī)律；開展礦石類型、礦石礦物和脈石礦物、礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、蝕變類型及其分帶規(guī)律、成礦期次和階段劃分的研究，為下一步成礦作用及礦床成因及成礦機理的研究夯實基礎(chǔ)；總結(jié)成礦地質(zhì)條件、關(guān)鍵控礦因素及礦化富集規(guī)律；系統(tǒng)地采集用于巖石學(xué)、礦物學(xué)、巖石（礦床）地球化學(xué)、成巖成礦年代學(xué)等測試的樣品。

（3）載金礦物標型研究。通過對載金硫化物的微量元素特征探討微量元素在黃鐵礦中的分布、金的賦存狀態(tài)和金的沉淀及釋放機制。

（4）同位素研究。通過H-O-S-Pb同位素，探討成礦流體及成礦金屬離子的來源，為后續(xù)成礦作用及礦床成因類型的研究提供理論支撐。

（5）成礦作用及礦床成因類型?；谏鲜龅V床地質(zhì)特征和地球化學(xué)的研究，分析成礦地質(zhì)條件，厘定關(guān)鍵的控礦因素，確定礦床的成礦作用及成因類型。

6 完成的工作量

針對性的收集、整理、分析2014年以前研究區(qū)已有的研究成果。自2015年1月～6月，對米貝金礦床及其周邊區(qū)域進行了詳細的野外地質(zhì)調(diào)研及樣品采集工作。2015年6月至2017年12月，工作重點為樣品制備和測試分析以及后續(xù)的成果集成等工作。具體實物工作量見表1。

表1 完成實物工作量一覽表

7 主要研究成果與認識

本區(qū)早期成礦流體起源于巖漿水，從成礦早階段向晚階段演化的過程中，成礦流體δ18O值逐漸減小，表明隨著成礦作用的進行，大氣水逐漸參與了本區(qū)的成礦。硫和鉛同位素示蹤結(jié)果顯示米貝礦床的成礦物質(zhì)主要由巖漿活動和板溪群變質(zhì)巖層提供。

巖漿活動為本區(qū)金成礦提供了部分成礦流體和硫。背斜核部的裂隙可能為成礦的配礦構(gòu)造。本區(qū)的層間滑脫面和/或?qū)娱g破碎帶是金成礦的容礦空間。五強溪組第二段的巖性為含凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，能夠在成礦流體和圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)的同時提供鐵質(zhì)離子，有利于載金硫化物的形成。板溪群地層為成礦提供了部分了成礦物質(zhì)（硫和鉛）。

米貝金礦床中金呈可見金（粒間金和裂隙金）和不可見金兩種形式分布，不可見金又呈顯微不可見的獨立金礦物和晶格金的形式存在。第一階段中Au是和Cu+Co+Ni共同置換Fe而進入黃鐵礦的晶格，即Au++Cu++Co2++Ni2+3Fe2+。第二階段黃鐵礦中的金進入黃鐵礦的機制可能是Au和部分As共同置換Fe，即，As3++yAu++1-y(□)2Fe2+。載金礦物的溶解重結(jié)晶以及流體的疊加是本區(qū)金沉淀的兩種主要的方式。

米貝金礦床的成礦環(huán)境、成礦物質(zhì)來源以及成礦作用特征表明該礦床是和巖漿活動有關(guān)的中低溫脈型金礦床。