湘東北地區(qū)合水金礦地質(zhì)特征及找礦前景分析

周竹明，李 停，2，劉守林

（1.湖南省地質(zhì)勘查局二一四隊(duì)，湖南 株洲 412007；2.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083）

湘東北地區(qū)處于衡東－瀏陽新華夏系隆起帶中段與北西向長沙－萍鄉(xiāng)大斷裂帶的復(fù)合部位，板杉鋪巖體北東突起部雁林寺－洪源一帶，是我國重要的脈型金礦和蝕變型金礦成礦區(qū)，2017年～2019年，湖南省有色地質(zhì)勘查局二一四隊(duì)在該區(qū)域內(nèi)開展了“湖南省醴陵市合水礦區(qū)金礦普查項(xiàng)目”（省財(cái)政基金項(xiàng)目），找礦效果較好。在前期普查工作的基礎(chǔ)上，本文通過對(duì)其區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)地質(zhì)特征進(jìn)行綜合研究分析，對(duì)礦床成因及找礦標(biāo)志進(jìn)行了總結(jié)研究，并總分析了找礦前景。

1 成礦地質(zhì)背景

區(qū)域內(nèi)出露中元古界冷家溪群，晚古生界泥盆系、石炭系、二疊系和中生界地層白堊系地層。區(qū)域內(nèi)地層總體走向北東或北北東，傾向北西或北西西，傾角一般30°～50°。

區(qū)域位置處于揚(yáng)子地臺(tái)江南臺(tái)的東南緣，與南華活動(dòng)帶武功-諸廣山褶皺帶緊鄰。區(qū)域構(gòu)造以多期疊加的倒轉(zhuǎn)緊閉線狀褶皺、直立水平開闊褶皺及劈理發(fā)育為特色，總體具中下構(gòu)造層次的脆韌性變形特征[1]。

該區(qū)在新華夏系基底構(gòu)造格架的基礎(chǔ)上，強(qiáng)烈的燕山期構(gòu)造活動(dòng)造就了該區(qū)具有獨(dú)立單元性的構(gòu)造環(huán)境。構(gòu)造與成礦有比較密切的關(guān)系，復(fù)式褶皺及斷裂為本區(qū)聯(lián)合控礦構(gòu)造。

圖1 大地構(gòu)造位置圖

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

合水礦區(qū)出露的地層較簡(jiǎn)單，為中元古界冷家溪群雷神廟組和黃滸洞組，均為本區(qū)金礦賦礦層位，兩者為整合接觸關(guān)系。對(duì)劃分的各個(gè)地層由老到新敘述如下。

（1）中 元 古 界 冷 家 溪 群 雷 神 廟 組（Pt2l）。 主 要出露于礦區(qū)南東部區(qū)域，出露厚度618m，地層產(chǎn)狀130°～215°∠21°～75°，出露的巖性以板巖為主，主要為灰白-青灰色中厚層板巖，其次淺灰色中厚層粉砂質(zhì)板巖。

（2）中元古界冷家溪群黃滸洞組（Pt2h））。主要出露于礦區(qū)北西部大片區(qū)域，在礦區(qū)出露厚度475m，地層產(chǎn)狀140°～260°∠30°～62°，與上覆的黃滸洞組為整合接觸關(guān)系，出露的巖性主要為深灰色中厚層狀粉砂質(zhì)板巖（圖2）、青灰色薄層-中厚層狀板巖[2]。

圖1 礦區(qū)控礦構(gòu)造及礦脈（體）分布圖

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)褶皺發(fā)育，為箭桿山區(qū)域性倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜的次級(jí)構(gòu)造，由雷神廟組構(gòu)成核部，黃滸洞組構(gòu)成兩翼，核部與兩冀產(chǎn)狀近平行，走向北東，傾向南東，傾角40°－60°。褶皺的層間虛脫部位、次級(jí)節(jié)理及次級(jí)斷裂構(gòu)造為成礦提供良好的容礦空間，區(qū)內(nèi)主要見礦部位位于背斜北西翼（V23）及背斜核部。礦區(qū)巖層劈理較發(fā)育，與礦化關(guān)系較密切。

2.3 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)沉積巖普遍具低綠片巖相區(qū)域淺變質(zhì)作用。泥質(zhì)巖類已變質(zhì)為絹云母板巖，雜砂巖變?yōu)闇\變質(zhì)雜砂巖，其雜基已絹云母化。石英脈內(nèi)及脈兩側(cè)圍巖附近，普遍具硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、黝簾石化、絹云母化等。其中硅化、黃鐵礦化與金礦關(guān)系密切[3]。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦脈特征

礦區(qū)礦脈均發(fā)育于礦區(qū)倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜次級(jí)斷裂破碎帶及層間劈理化帶中，賦礦地層為中元古界冷家溪群雷神廟組和黃滸洞組，主要礦化類型為構(gòu)造蝕變巖型夾石英脈型，主礦脈為V23。

V23號(hào)脈為構(gòu)造蝕變巖型，控制長度210m，蝕變帶厚0.40m～1.80m，帶中石英脈厚0.1m～0.2m，產(chǎn)狀305°～342°∠10°～15°，局部扭曲變形強(qiáng)烈。蝕變帶主要由淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)石英砂巖和石英脈、石英團(tuán)塊組成，石英脈中見有溶蝕孔洞，局部見粗粒黃鐵礦，脈壁見鐵質(zhì)氧化物；圍巖普遍具有弱硅化、絹云母化。礦體厚0.3m～0.74m，厚度變化系數(shù)59%，厚度穩(wěn)定；單工程金品位為1.1g/t～15.45g/t，品位變化系數(shù)302%，金礦化分布極不均勻。

3.2 礦石質(zhì)量

（1）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、結(jié)狀結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、脈狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

（2）礦石物質(zhì)成份。礦石中見自然金發(fā)育，主要的金屬硫化物有黃鐵礦、黃銅礦等，少量或微量的毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦等。非金屬礦物主要為石英、長石、絹云母、高嶺石、方解石、綠泥石等。

（3）自然金。金的賦存狀態(tài)以裂隙、浸染為主，晶隙顆粒次之，自然金主要呈它形粒狀、不規(guī)則粒狀，表面常具擦痕，分布不均勻，粒度范圍0.006mm～0.28mm（圖3）。多見于黃鐵礦裂隙、粒間，或被黃鐵礦包裹。自然金與黃鐵礦和毒砂關(guān)系密切，與黃鐵礦的親密度高于毒砂。

圖3 礦脈自然金礦化特征（光片）

（4）黃鐵礦、磁黃鐵礦。黃鐵礦主要呈不規(guī)則它形粒狀，部分呈半自形～自形晶粒狀。浸染狀嵌于石英等脈石礦物粒間，或云母礦物片粒間，部分被石英等包裹。嵌布粒度不均勻，粒度最粗可達(dá)2mm，一般0.05mm～0.3mm；礦石曾受擠壓，部分黃鐵礦可見碎裂紋。磁黃鐵礦含量甚少，它形粒狀，嵌布粒度一般0.01mm～0.05mm。

（5）毒砂。多數(shù)呈半自形－它形晶粒狀。嵌布粒度比黃鐵礦略細(xì)。粗粒者可達(dá)1mm，一般0.02mm～0.15mm不等。毒砂與黃鐵礦同期形成或略早，可見毒砂被黃鐵礦包裹，偶見黃鐵礦被毒砂包裹的現(xiàn)象。

3.3 礦石類型

礦石有用礦物為單純的自然金，礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造單一，僅依據(jù)礦物共生組合及脈石礦物種類，礦石類型主要為石英—硫化物—自然金礦石。

按礦石的氧化程度不同，自然類型分為氧化礦石和原生礦石。本礦區(qū)目前發(fā)現(xiàn)以原生礦石為主。礦床工業(yè)類型分為石英脈型和構(gòu)造蝕變巖+石英脈型。

3.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖巖性為含硅泥質(zhì)絹云母板巖、綠泥絹云千枚狀板巖、含砂質(zhì)石英千枚巖、淺變質(zhì)石英砂巖，普遍具有強(qiáng)度不等的硅化、黃鐵礦化、絹云母化、褐鐵礦化、磁黃鐵礦化等。其中硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化與金富集有密切關(guān)系。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

礦區(qū)內(nèi)V23號(hào)礦脈產(chǎn)出于倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜次級(jí)斷裂破碎帶及層間劈理化帶中，由石英細(xì)脈及蝕變圍巖組成。礦床成因主要與構(gòu)造蝕變有關(guān)，礦床類型初步定為構(gòu)造蝕變巖型和石英脈型。

礦床成因：后期石英脈發(fā)育于剪切破碎帶中而礦物質(zhì)聚集沉淀形成的，并經(jīng)受了疊加熱液蝕變的含有工業(yè)金礦體的巖石組合，空間上多位于狹長且長期活動(dòng)的地殼薄弱帶，一般呈線性分布。含金剪切破碎帶型金礦受這類剪切帶構(gòu)造控制，成礦作用與韌性剪切帶的發(fā)生、發(fā)展有成因聯(lián)系。

4.2 礦化富集規(guī)律

（1）賦礦體局部地層巖石發(fā)生強(qiáng)劈理化，存在較強(qiáng)烈的劈理脈。石英脈出現(xiàn)多期破碎膠結(jié)，呈煙灰色、褐灰色并夾破碎巖石條帶和金屬硫化物細(xì)脈時(shí)，含金一般較富。劈理脈中圍巖呈片理化和糜棱巖化，同時(shí)被后期石英脈充填。

（2）金礦化與金屬硫化物特別是黃鐵礦化關(guān)系密切，當(dāng)黃鐵礦化較強(qiáng)并伴有較強(qiáng)硅化時(shí)，金礦化相對(duì)較好[4]。

4.3 找礦標(biāo)志

根據(jù)礦區(qū)、礦床特征及成礦規(guī)律的研究，總結(jié)出以下幾點(diǎn)找礦標(biāo)志：

（1）分散流金異常、次生暈金異常的規(guī)模和強(qiáng)度預(yù)測(cè)了金礦體的存在和產(chǎn)出部位。

（2）粉砂質(zhì)絹云母板巖及鄰近地段為賦礦帶。圍巖蝕變有絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、方鉛礦化等，其中細(xì)粒黃鐵礦化、褐鐵礦化為金礦化的特征標(biāo)志。

（3）規(guī)模較大的劈理化帶為區(qū)內(nèi)重要的賦礦構(gòu)造，從邊緣到中間，劈理越密集，對(duì)成礦越有利。

（4）石英脈為主要的含金載體，多與其旁側(cè)的蝕變圍巖構(gòu)成礦體。

4.4 找礦前景分析

合水礦區(qū)石英微細(xì)脈發(fā)育，礦石類型為構(gòu)造蝕變巖型和石英脈型金礦脈，存在多期次成礦階段，礦區(qū)北西部具有較好的找礦前景[5]。

合水礦區(qū)的金礦礦體成因類型為中低溫的巖漿熱液型金礦，圍巖主要為淺變質(zhì)粉砂質(zhì)板巖。由物化探資料推測(cè)，該研究區(qū)的深部存在巖漿巖的可能性極高，研究反映，我們目前揭露驗(yàn)證的主要為遠(yuǎn)成區(qū)金礦，為淺層的脆性構(gòu)造和層間構(gòu)造蝕變巖金礦。因此，由中低溫?zé)嵋航鸬V成礦模型預(yù)測(cè)研究，深部存在巖漿巖，那么本礦區(qū)由遠(yuǎn)成區(qū)向中遠(yuǎn)成區(qū)替進(jìn)，有韌性轉(zhuǎn)化的金礦體存在。如區(qū)域上淺源巖漿巖的肖家山金礦和正沖金礦，其發(fā)育多條北北西向的韌性剪切帶型金礦脈。

礦區(qū)的北西部和北東部的成礦條件較好，V23號(hào)礦脈為礦區(qū)主要礦體，為構(gòu)造蝕變巖金礦型，礦床成因?yàn)闇\層中低溫?zé)嵋旱V體。