湘中龍山金銻礦斷裂構(gòu)造與成礦關(guān)系研究

賈朋遠(yuǎn)，宋江濤

（湖南省地質(zhì)調(diào)查院，湖南 長沙 410016）

龍山金銻礦區(qū)域構(gòu)造位于雪峰造山帶與湘中凹陷的過渡地帶，早古生代至中生代均有強(qiáng)烈構(gòu)造活動。構(gòu)造行跡以北東向短軸背斜及深大斷裂為主，三個(gè)北東向的白馬山、大乘山、龍山短軸背斜在平面上構(gòu)成白馬山－龍山EW向構(gòu)造帶。該構(gòu)造帶是湖南重要的金銻成礦帶，白馬山巖體周緣有古臺山金礦、金山金礦；大乘山背斜北部有大新金礦、南部有高家坳金礦；龍山背斜核部為龍山金銻礦。

一些學(xué)者對白馬山－龍山EW向構(gòu)造帶上的金礦控礦構(gòu)造進(jìn)行了研究，戴長華（2000）認(rèn)為北西向基底斷裂控制了金礦帶的分布，北西向表層斷裂與次級背斜的交匯部位控制了金礦點(diǎn)的分布。賀文華等（2015）認(rèn)為龍山地區(qū)印支運(yùn)動主要表現(xiàn)為NNE向劈理，燕山運(yùn)動主要形成NNE向斷裂，龍山背斜控制了龍山金銻礦床的就位及礦脈(體)的展布。

雖然前人對龍山金銻礦控礦構(gòu)造、成礦時(shí)代已經(jīng)取得一些認(rèn)識，但是隨著往深部的勘探開采，目前認(rèn)識仍顯局限，主要體現(xiàn)在：①對不同方向控礦構(gòu)造的先后期次關(guān)系缺乏研究。②沒有把礦區(qū)構(gòu)造形跡同雪峰造山帶及鄰區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造演化結(jié)合，對加里東、印支、早燕山運(yùn)動形成的構(gòu)造序次沒有厘清。③片面強(qiáng)調(diào)金礦化與區(qū)域變質(zhì)、含礦地層關(guān)系密切，忽視了中生代陸內(nèi)造山作用對金礦的重要作用。本文通過對龍山金銻礦多個(gè)中段的斷裂構(gòu)造研究分析，取得了一些新的認(rèn)識，期望對該地區(qū)找金以及龍山金銻礦的深部找潛提供更多線索。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層為南華紀(jì)長安組，未見頂?shù)?，為一套淺變質(zhì)灰綠色碎屑巖系，總厚大于1800m。根據(jù)巖性組合由老至新分為四個(gè)巖性段，其中第一段巖性為區(qū)內(nèi)的主要賦金、銻礦源層。巖性組合為灰綠色含礫砂質(zhì)板巖夾淺灰綠色絹云母板巖、紫紅色—灰紫色火山角礫巖、凝灰?guī)r。板巖中礫石成分有石英、長石、砂巖、花崗巖等，以長石、石英礫為主，呈次圓狀－次棱角狀?；鹕浇堑[巖、凝灰?guī)r出露不連續(xù)，呈透鏡狀產(chǎn)出，單層厚度3cm～40cm，最厚達(dá)2m以上?；椎男略沤绺邼救汉湍先A系含豐富的火山物質(zhì)，Au、Sb、W、As等成礦物質(zhì)含量高，Au、Sb豐度值分別為21×10-9、26.67×10-6，是克拉克值的5倍及44倍，是重要礦源層（賀文華等，2015）。

公田一灰湯一新寧基底斷裂帶從礦區(qū)東部穿過，在地表形成一系列NNE—NE走向的斷裂帶，該深大斷裂是重要的導(dǎo)礦容礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)斷裂按其展布方向可分為NWW向、NW向、NNE向和NE向四組，其中NNE向斷裂最為發(fā)育，多達(dá)20幾條。

在礦區(qū)尺度內(nèi)并沒有大規(guī)模巖體出露，但據(jù)區(qū)域物探重力資料表明，龍山礦床所在區(qū)域存在明顯的負(fù)重力異常。在龍山隆起北部柿鄉(xiāng)沖，北東部梳莊、磚灣村等地發(fā)育花崗斑巖脈，南東部楓城里、梧桐村等地發(fā)育花崗閃長斑巖脈群。

2 礦區(qū)斷裂構(gòu)造特征

礦區(qū)斷裂發(fā)育，具多期多次活動特征，按其展布方向可分為NWW向、NW向、NNE向和NE向四組，其中NWW向、NNE向斷裂為區(qū)內(nèi)主干斷裂，控制了區(qū)內(nèi)大部分礦脈的展布，為主要控礦斷裂。

2.1 NNE向斷裂

NNE向斷裂是礦區(qū)內(nèi)最為發(fā)育的斷裂，除了5、7、8等三條斷裂延伸較長，其他斷裂均比較短，這些斷裂宏觀構(gòu)成傾向290°～310°，傾角61°～87°的斷裂系。斷裂系長200m～1200m，破碎帶寬0.30m～2.50m。主要由片理化、碎裂化巖石組成，帶內(nèi)石英透鏡體、構(gòu)造透鏡體具斜列現(xiàn)象。斷層面平直陡峭，普遍見水平擦痕及磨擦鏡面，主斷面兩側(cè)發(fā)育小角度斜交的次級斷裂，往兩側(cè)巖石過渡為碎裂化板巖。

以550中段4號穿脈為例，整個(gè)斷裂帶寬2.5m，由3條剪裂隙和其間的片理化帶組成，圍巖有退色化蝕變。斷裂下盤裂面上可見黑硬綠泥石形成的摩擦鏡面，鏡面上發(fā)育水平擦痕和階步。根據(jù)擦痕、階段、次級裂面以及錯(cuò)移的石英脈判斷為左行平移斷裂。靠近剪裂隙邊緣的構(gòu)造透鏡體定向排列，斷裂帶內(nèi)的硅化脈可能受派生的反向R′斷裂作用，與剪裂隙高角度相交，與片理化方向相反且具右行平移特征。

值得一提的是，在龍山背斜北部梳莊、沙河村發(fā)育花崗斑巖脈，根據(jù)遙感影像清晰可見巖脈被NNE向斷裂左行平移，平移距離估算在40m～60m之間。

2.2 NWW向斷裂

該組斷裂是龍山金銻礦床最主要的控礦斷裂，與礦床成礦關(guān)系最為密切，主要是1、2、18等3條斷裂。斷裂走向280°～295°，傾向10°～25°，傾角70°～80°，走向長700m～2120m，破碎帶寬0.30m～23.59m，近于平行斷續(xù)分布。主要由斷層角礫巖、雜亂石英脈和塊狀金銻礦組成，金銻礦體與圍巖界線清晰。

以190中段1號穿脈為例，斷層破碎帶內(nèi)主要為塊狀、角礫狀、網(wǎng)脈狀金銻礦體充填，還發(fā)育雜亂石英脈、斷層角礫巖等。斷裂面沿走向參差不齊，膨脹窄縮現(xiàn)象常見，局部破碎帶有分枝復(fù)合現(xiàn)象。摩擦鏡面上擦痕、階步發(fā)育，擦痕側(cè)伏向與斷層傾向一致顯示上盤為下降盤?？傊摂嗔褟埿蕴卣髅黠@。

2.3 NE向斷裂

主要為5號斷裂等。斷裂傾向北西，傾角51°～78°。走向長160m～3700m，破碎帶寬0.2m～8m，由糜棱狀碎裂巖石、石英團(tuán)塊、板巖構(gòu)造透鏡體組成。斷層面舒緩波狀，但光滑平整，普遍見水平及傾斜兩組擦痕，破碎帶下盤有入字形分支斷裂。5號含礦斷裂具一定的金銻礦化，但無礦間隔較多。

2.4 NW向斷裂

主要分布于礦區(qū)北部，有9、10、11、12、19等。傾向北東或南西，傾角一般大于50°。斷裂走向長120m～650m，破碎帶寬0.09m～1.06m，具明顯膨漲窄縮現(xiàn)象，主要由碎裂化板巖組成，具金銻礦化，變化較大，局部見工業(yè)礦體。

其它性質(zhì)不明斷裂分布、產(chǎn)狀各異，破碎帶現(xiàn)象不明顯，為低序次斷裂，不作介紹。

3 礦區(qū)礦脈特征

礦區(qū)內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)具一定規(guī)模的礦脈25條，在平面上，以1、2、18等3條北西西向含礦脈帶最為發(fā)育。經(jīng)歷次勘查，具有工業(yè)價(jià)值的礦脈有8條（1、2、4、6、7、8、18、20號），按其走向可分為NNE、NWW兩組。

3.1 NNE向礦脈

NNE向礦脈主要有4、6、7、8、20號等5條礦脈，單條脈走向長330m～1650m、傾斜延深386m～1007m，礦脈（體）厚0.55m～1.03m。礦脈（體）總體傾向北西西、傾角74° ～77°。

3.2 NWW向礦脈

NWW向礦脈主要有1、2、18號等3條礦脈，單條脈走向長870m～1396m，傾斜延深853m～1445m，礦脈（體）厚0.88m～1.34m。礦脈總體傾向北北東，傾角76°～78°。根據(jù)已知工程對礦區(qū)金銻礦脈的控制情況研究，北西西向礦脈傾向延伸向西端側(cè)伏，側(cè)伏角67°，且在走向上呈左行雁列式尖滅側(cè)現(xiàn)，向深部延伸有逐漸收斂趨勢。

1號脈為礦區(qū)王牌礦脈，地表長1396m，總體走向290°，傾向北北東，平均傾角76°，最低控制標(biāo)高-359.61m，傾向延伸1400m以上，礦脈平均厚度1.25m，平均品位Au2.96×10-6，Sb4.15×10-2。1號礦脈保有資源儲量礦石量為全礦區(qū)保有礦石總量的33.8%，金金屬量為總量的40.0%，銻金屬量為總量的62.0%。礦體具有NWW側(cè)伏的特點(diǎn)，側(cè)伏角75°左右，受北西西向斷裂帶控制，破碎帶由構(gòu)造角礫巖（碎裂化板巖）、石英細(xì)脈或團(tuán)塊和金、銻礦石等組成，具脹縮及尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象。

1、2號礦脈為礦區(qū)最主要的兩條礦脈，其中1號礦脈由具左行側(cè)幕式（含分支）的5條支礦脈（1-1、1-2、1-4、1-5、1-4支）組成。兩條礦脈由多條斷層呈左滅右現(xiàn)側(cè)幕式排列而成。這種礦脈呈左行雁列的構(gòu)造樣式成因見后文。

4 討論

龍山金銻礦構(gòu)造控礦作用十分明顯，斷裂構(gòu)造的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模和分布對礦體的空間展布、礦化富集等均有明顯的控制作用。礦體形態(tài)嚴(yán)格受張性、剪性斷裂控制，礦體產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀一致，礦體一般聚集在斷裂破碎帶內(nèi)。通過對NNE向、NWW向兩組控礦斷裂分析研究，并結(jié)合華南早中生代構(gòu)造演化，筆者對龍山金銻礦成礦作用形成幾點(diǎn)認(rèn)識。

4.1 NNE向斷裂形成于印支晚期，起到導(dǎo)礦容礦作用

早中生代是華南地區(qū)大地構(gòu)造背景發(fā)生重要轉(zhuǎn)折、構(gòu)造動力體制發(fā)生劇烈變動的時(shí)期，近年來逐漸形成主流的觀點(diǎn)認(rèn)為印支運(yùn)動強(qiáng)度不大或僅在南北向擠壓下形成近EW向褶皺，上古生界NNE向主體褶皺形成于燕山運(yùn)動甚至更晚（舒良樹等，2002，2004，2006，2012；張?jiān)罉虻?009；徐先兵等，2009）。

蘇金寶等(2013)對雪峰山及其鄰區(qū)古應(yīng)力場研究認(rèn)為，印支期華南塊體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)與華北塊體拼貼，形成以東西向構(gòu)造為主的特提斯構(gòu)造域，擠壓應(yīng)力先為NE向后變?yōu)榻黃N向。華南地區(qū)印支期近東西褶皺構(gòu)造帶的形成與華南大陸南、北邊緣地塊碰撞作用有關(guān)。南北向擠壓事件使華南地塊疊覆增厚，并導(dǎo)致華南印支期過鋁質(zhì)花崗巖的發(fā)育(Wang et al，2005)。

基于上述認(rèn)識，筆者認(rèn)為雪峰山及其鄰區(qū)金銻成礦作用在印支期構(gòu)造運(yùn)動具有以下演化階段：

（1）SN向擠壓階段：晚三疊世因華南與華北板塊碰撞及華南板塊南緣古特提斯洋的俯沖增生作用而產(chǎn)生區(qū)域SN向擠壓，雪峰山及其鄰區(qū)的靖州—溆浦大斷裂、通道—安化大斷裂、城步—新化大斷裂及公田—灰湯—新寧大斷裂在區(qū)域南北向擠壓下產(chǎn)生強(qiáng)烈左行走滑。公田—灰湯—新寧大斷裂延伸至地表的同向脆性斷裂帶同樣產(chǎn)生左行走滑，并在規(guī)模斷裂周緣產(chǎn)生NNE向次級斷裂（即礦區(qū)內(nèi)NNE向左行平移斷裂）。深部的韌性、韌-脆性變形構(gòu)造具有較好的可滲透性，成為熱水溶液的良好通道。

（2）后碰撞階段：繼中三疊世晚期印支運(yùn)動擠壓褶皺、逆沖疊覆與地殼增厚之后，晚三疊世進(jìn)入擠壓減弱、應(yīng)力松弛的后碰撞環(huán)境階段，中下地殼減壓熔融而產(chǎn)生大規(guī)模的花崗質(zhì)巖漿活動，形成印支期的強(qiáng)過鋁花崗巖（白馬山巖體，望云山巖體，天龍山巖體）。

付山嶺等(2016)對龍山金銻礦床成礦時(shí)代進(jìn)行了研究，熱液成因的黃鐵礦Re-Os等時(shí)線年齡為195士36Ma，對應(yīng)于印支晚期。陳佑緯等（2017）對龍山金銻礦床外圍出露的5條酸性巖脈(花崗斑巖脈、花崗閃長斑巖脈)開展鋯石U-Pb年代學(xué)研究，龍山地區(qū)出露的酸性巖脈具有一致的結(jié)晶年齡，為220Ma～217Ma，是印支晚期巖漿活動的產(chǎn)物。表明龍山地區(qū)出露的酸性巖脈主要由深部的元古代淺變質(zhì)碎屑巖在碰撞后仲展背景下減壓部分熔融形成。

酸性巖脈的成巖年齡與龍山金銻礦印支晚期成礦年齡大體一致，說明龍山地區(qū)隱伏的花崗巖體在上升侵位過程中，提供熱源和流體，流體與周圍含Au、Sb地層交代形成含礦熱液。

（3）造山后伸展階段：晚三疊世末至侏羅紀(jì)構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變?yōu)橥焐缴下∩煺?，含礦熱液往上遷移，在NNE向斷裂中沉淀成礦。

4.2 NWW向斷裂形成于早燕山期，起改造富集作用

早燕山運(yùn)動發(fā)生于中侏羅紀(jì)末-早白堊世早期（205-135Ma），伊澤奈崎（Izanagi）板塊NWW向俯沖擠壓，形成一系列NNE或NE向縱彎褶皺、逆斷層或逆掩斷層，以及NW-NWW向的橫張斷層或走滑斷層（萬天豐等，2002，2004）。

在來自SEE的水平擠壓應(yīng)力作用下，礦區(qū)巖層先破裂形成共軛剪節(jié)理，持續(xù)擠壓作用下，在最大主壓應(yīng)力方向產(chǎn)生追蹤張裂隙。付山嶺等(2016)對龍山金銻礦床鋯石U—Th/He年齡研究表明在160Ma還有一次熱事件。NNE向含礦斷裂在這次熱事件影響下，先期金屬硫化物改造活化。此時(shí)NNE向斷裂處于擠壓應(yīng)力場下，熱液遷移至NWW向張裂隙，沉淀富集呈塊狀礦體。持續(xù)的擠壓作用派生左行剪應(yīng)力，改造了張裂隙中的礦脈，空間上形成左行雁列的構(gòu)造樣式。

對控礦構(gòu)造的研究，我們認(rèn)為尋找深部或者背斜核部其他方位的NWW向斷裂、左行雁列的張性斷裂是增儲增潛的主要方向。

5 結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，按走向主要有NWW向、NW向、NNE向和NE向四組等4組，其中北西西向正斷裂明顯改造先期北北東向左行平移斷裂，為晚期斷裂。

（2）礦脈主要受NWW向、NNE向兩組斷裂構(gòu)造控制。NWW向正斷裂礦化現(xiàn)象良好。NNE向左行平移斷裂礦化稍弱。破碎帶下盤斷面附近礦化比上盤斷面附近礦化強(qiáng)，塊狀輝銻礦常見于下斷面附近，而在破碎帶上斷面附近以浸染狀輝銻礦為主。

（3）晚三疊世南北向擠壓事件導(dǎo)致公田—灰湯—新寧深大斷裂活化，同時(shí)派生的北北東向剪應(yīng)力形成北北東向左行平移斷裂，在地層、構(gòu)造、巖漿的共同作用下，形成北北東向礦脈，是龍山金銻礦的主礦化期。

（4）早燕山運(yùn)動來自SEE方向的強(qiáng)烈擠壓，龍山背斜核部形成NWW向的正斷裂，其容礦空間相對較大，礦化更為富集，是龍山金銻礦的富集期。