湖南水口山老鴉巢金礦區(qū)隱爆角礫巖地質(zhì)特征及控礦作用

郭闖

摘要：老鴉巢金礦床位于水口山鉛鋅金銀礦田的中部，是一個(gè)隱爆角礫巖型金礦床。結(jié)合以往研究成果，采用野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，在詳細(xì)總結(jié)礦區(qū)和礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)隱爆角礫巖的形態(tài)、分布、巖石學(xué)特征、分帶性及控礦作用進(jìn)行了分析研究。研究表明：礦區(qū)金礦體主要產(chǎn)于隱爆角礫巖中，形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及定位嚴(yán)格受其控制;隱爆角礫巖帶受斷裂F 1控制，為一向西傾斜的脈體，成分比較復(fù)雜，蝕變強(qiáng)烈，具有明顯的水平和垂向分帶特征;隱爆角礫巖及蝕變發(fā)育地段是礦區(qū)今后尋找同類型金礦體的主要方向。

關(guān)鍵詞：隱爆角礫巖;分帶特征;控礦作用;老鴉巢金礦區(qū);水口山鉛鋅金銀礦田

中圖分類號(hào)：TD11 P618.51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）10-0024-06doi：10.11792/hj20211005

引 言

隱爆角礫巖是一種非常獨(dú)特的構(gòu)造地質(zhì)體，其形成過(guò)程往往伴隨著金、銅、鉛鋅、鉬等熱液礦床的成礦作用[1]，在礦產(chǎn)勘查中具有十分重要的意義。世界上相繼發(fā)現(xiàn)了一批與隱爆角礫巖有關(guān)的代表性金礦床，如美國(guó)克里普爾克里克金礦床、澳大利亞基茲頓金礦床、俄羅斯達(dá)拉遜金礦床，以及中國(guó)的黑龍江東寧金廠金礦床、山東歸來(lái)莊金礦床、河北孔各莊金礦床等[2]，引起了廣大地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注。隱爆角礫巖型金礦床具有規(guī)模大、有益組分多、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)，是一種非常重要的金礦床類型[2-4]。

水口山鉛鋅金銀礦田位于衡陽(yáng)斷陷盆地南緣，該礦田內(nèi)分布著著名的水口山鉛鋅礦床及眾多大中型金礦床，如康家灣熱液交代充填型金礦床、仙人巖淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床，以及龍王山、新塘、老虎巖、大園嶺等含礫黑色黏土型金礦床[5]。前人對(duì)該礦田進(jìn)行了大量研究工作，研究?jī)?nèi)容包括礦床成因、礦床地球化學(xué)特征、控礦因素、成礦物質(zhì)來(lái)源及找礦標(biāo)志等方面[6-9]。但是，研究對(duì)象主要集中于鉛鋅礦床及上述金礦床，對(duì)該礦田中的老鴉巢金礦床特別是隱爆角礫巖的研究非常少且不夠系統(tǒng)，許多專家和學(xué)者往往把老鴉巢金礦床歸結(jié)為簡(jiǎn)單的熱液充填交代型金礦床，沒有將老鴉巢鉛鋅礦床和金礦床區(qū)分研究[10-14]。老鴉巢金礦床作為衡陽(yáng)斷陷盆地少見的隱爆角礫巖型金礦床，沒有引起足夠的重視;鑒于隱爆角礫巖型金礦床在中國(guó)乃至世界金礦床中的重要地位，加強(qiáng)對(duì)老鴉巢金礦區(qū)隱爆角礫巖的研究，對(duì)于探討老鴉巢金礦床的控礦作用，以及豐富區(qū)域內(nèi)金礦成礦理論具有十分重要的意義。

1 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

老鴉巢金礦床位于衡陽(yáng)斷陷盆地南緣，株洲—衡陽(yáng)北東向斷裂、郴州—邵陽(yáng)北西向轉(zhuǎn)換斷裂和羊角塘—五峰仙東西向斷裂的交匯部位[15-16]。

礦區(qū)地層主要為二疊系當(dāng)沖組（P 1d）、棲霞組（P 1q）和斗嶺組（P 2dl）（見圖1）。其中，當(dāng)沖組分為上、下段，上段（P 1d2）為中厚層狀含錳硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖夾頁(yè)巖;下段（P 1d1）為泥灰?guī)r、硅質(zhì)泥灰?guī)r夾碳質(zhì)頁(yè)巖，是礦區(qū)內(nèi)金礦體的主要賦存層位。棲霞組巖性主要為淺灰色、灰白色厚層灰?guī)r，以及深灰色含燧石灰?guī)r和碳質(zhì)灰?guī)r，是礦區(qū)內(nèi)金礦體的次要賦存層位。斗嶺組主要為碳質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖夾長(zhǎng)石石英砂巖及石英砂巖。

礦區(qū)褶皺和斷裂非常發(fā)育，主要為老鴉巢倒轉(zhuǎn)背斜和F 1、F 2斷裂。老鴉巢倒轉(zhuǎn)背斜兩翼分別被F 1和F 2斷裂切割，花崗閃長(zhǎng)巖和隱爆角礫巖沿背斜軸部和F 1斷裂侵入，在巖體接觸帶的北側(cè)形成了老鴉巢金礦床。礦區(qū)巖漿巖屬于貧硅、鋁過(guò)飽和、富鐵和鉀、偏堿性的花崗閃長(zhǎng)巖，鋯石U-Pb定年為156～163 Ma[16-17]，屬于燕山中期產(chǎn)物，出露面積1.8 km2，形態(tài)及產(chǎn)狀受老鴉巢倒轉(zhuǎn)背斜和F 1、F 2斷裂控制。

礦區(qū)金礦體主要賦存在隱爆角礫巖中。目前，已控制金礦體15個(gè)，且以Ⅳ號(hào)礦體為主，占總儲(chǔ)量的75.6 %，次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ號(hào)礦體，占總儲(chǔ)量的19.4 %。已控制金礦化帶長(zhǎng)200～690 m，寬100～470 m，延深大于500 m。礦體形態(tài)極為復(fù)雜，呈似層狀、透鏡狀、扁豆?fàn)?、不?guī)則狀、蛇形彎曲狀、長(zhǎng)條彎曲狀、月牙狀等;礦體具有分支復(fù)合、收縮膨脹、尖滅再現(xiàn)特征。

Ⅳ號(hào)礦體主要賦存于花崗閃長(zhǎng)巖體與當(dāng)沖組硅質(zhì)泥灰?guī)r和棲霞組灰?guī)r之間的隱爆角礫巖中，沿F 1斷裂分布，已控制Ⅶ中段—Ⅻ中段，控制礦體長(zhǎng)為135（Ⅸ中段）～565 m（Ⅻ中段），控制延伸已達(dá)407 m;厚為1.00～37.60 m，平均為7.50 m，厚度變化系數(shù)為94.70 %;單工程金品位為2.28～15.35 g/t，平均品位為5.61 g/t，品位變化系數(shù)為101.93 %。

礦石類型主要為構(gòu)造角礫巖型金礦石和破碎蝕變巖型金礦石。金屬礦物主要為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、自然金，次為斑銅礦、白鐵礦、黝銅礦、輝鉍礦、針鐵礦、水針鐵礦、輝銅礦等。礦石結(jié)構(gòu)主要為交代結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)等;構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造及浸染狀構(gòu)造。

2 隱爆角礫巖特征

卿敏等[18]認(rèn)為，隱爆角礫巖系指巖漿隱蔽爆破作用形成的成因上相互聯(lián)系而各具特色的一套碎屑巖組合，由此所形成的隱爆角礫巖型金礦床，在空間上位于隱爆角礫巖中或其附近，成因上與淺成—超淺成侵入巖及其隱蔽爆破作用形成的角礫巖相關(guān)。隱爆角礫巖主要以巖筒形式產(chǎn)出，少量呈脈狀產(chǎn)出;其產(chǎn)出多受構(gòu)造控制，筒狀體多產(chǎn)在2條或多條斷裂的交叉部位，而脈狀體多受控于單一斷裂[19]。與金礦有關(guān)的含礦隱爆角礫巖構(gòu)造可形成于不同的深度，從大的次火山侵入體發(fā)育深度到小的次火山侵入體發(fā)育深度均可形成[20]。隱爆角礫巖體的成巖-成礦一般包括早期氣爆、較晚期漿爆和晚期含礦熱液注入3個(gè)階段[3，21]。

2.1 形態(tài)及分布

礦區(qū)內(nèi)隱爆角礫巖主要分布于花崗閃長(zhǎng)巖體凸出部位及F 1斷裂中，少量分布于當(dāng)沖組硅質(zhì)泥灰?guī)r與棲霞組灰?guī)r接觸面附近，或單獨(dú)呈脈狀、不規(guī)則狀和透鏡狀插入其他角礫巖中和圍巖裂隙發(fā)育處（見圖1），形態(tài)極為復(fù)雜，一般呈透鏡狀、巖墻狀、囊狀、脈狀、不規(guī)則狀等，沿走向和傾向具有分支復(fù)合、收縮膨脹現(xiàn)象，產(chǎn)狀上陡下緩，走向330°左右，傾向240°左右，傾角Ⅺ中段以上50°～70°，Ⅺ中段以下25°左右。Ⅶ中段—Ⅻ中段控制長(zhǎng)300～690 m，厚度不穩(wěn)定，最厚可達(dá)80 m，最薄只有幾米，延伸大于500 m。

2.2 巖石學(xué)

隱爆角礫巖成分比較復(fù)雜，角礫成分主要為花崗閃長(zhǎng)巖、硅質(zhì)泥灰?guī)r、泥灰?guī)r、大理巖、矽卡巖、角巖、方解石、石英及方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，常見大角礫包裹小角礫（見圖2-a、b、e）。角礫大小不等，粒徑以小于5 cm為主。其中，小于1 cm者占51.9 %，1～5 cm者占39.1 %，5～10 cm者占5.7 %，大于10 cm者占3.3 %。膠結(jié)物為肉色花崗閃長(zhǎng)巖、黃鐵礦、石英、碳酸鹽及巖屑。角礫形態(tài)極為復(fù)雜，呈次圓狀、橢圓狀、棱角狀、方形狀、不規(guī)則狀及糜棱狀;巖石具有角礫狀和眼球狀構(gòu)造。巖體邊緣受自變質(zhì)作用影響，具有鉀化，可見長(zhǎng)石與石英共結(jié)而形成的文象結(jié)構(gòu)（見圖2-c）。

巖礦鑒定結(jié)果顯示，隱爆角礫巖中角礫具有烘烤的褪色圈或反應(yīng)邊（見圖2-d），以及不規(guī)則的收縮紋（龜裂），可見磷灰石、螢石（見圖2-f、g）等氣成礦物分布，這符合隱爆角礫巖的一般特征。同時(shí)，角礫又具有糜棱化結(jié)構(gòu)特征，說(shuō)明隱爆角礫巖形成于主要構(gòu)造形成之后。

2.3 礦化蝕變特征

隱爆角礫巖中黃鐵礦化、赤鐵礦化、磁鐵礦化、鉛鋅礦化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、螢石化、鉀化、絹云母化等發(fā)育。其中，鉛鋅黃鐵礦化較強(qiáng)且僅局部富集，細(xì)（微）脈狀、浸染狀閃鋅礦化及黃鐵礦化較普遍。隱爆角礫巖中金礦化較強(qiáng)，連續(xù)性好，往往其本身就是金礦體，但厚度變化較大，形態(tài)復(fù)雜。

3 隱爆角礫巖的分帶特征

隱爆角礫巖是巖漿在靠近地表密閉環(huán)境下迅速爆炸釋放，又迅速減壓、快速冷凝的產(chǎn)物。這種特殊的形成機(jī)制，使得爆發(fā)中心巖石破碎強(qiáng)烈，孔隙和裂隙非常發(fā)育;兩側(cè)巖石隨著距離的增加，破碎程度越來(lái)越弱，孔隙和裂隙發(fā)育程度也逐漸減弱，直至最終變?yōu)檎r石。由于隱爆程度和地層巖性的不同，導(dǎo)致隱爆角礫巖的結(jié)構(gòu)、成分及礦化蝕變特征具有明顯差異，隱爆角礫巖沿傾向和垂向具有明顯的分帶性。

1）垂向分帶主要體現(xiàn)在礦化蝕變特征上。①0中段附近，以褐鐵礦化為主，次生富集作用形成大量鐵帽，以黑土夾角礫為主要特征;②Ⅵ中段以上以鉛鋅礦化、黃鐵礦化為主，圍巖蝕變主要為角巖化、矽卡巖化、綠泥石化和絹云母化，形成鉛鋅礦體、黃鐵鉛鋅礦體;③Ⅶ中段—ⅩⅢ中段以金礦化為主，圍巖蝕變以硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化及絹云母化為主，形成包括Ⅳ號(hào)礦體在內(nèi)的眾多金礦體;④ⅩⅢ中段以下礦化蝕變減弱，礦體數(shù)量減少，品位降低，厚度變薄，出現(xiàn)無(wú)礦地段（見圖3）。

2）水平分帶主要體現(xiàn)在巖石結(jié)構(gòu)和成分上，可分為3個(gè)帶，從西到東依次為角礫狀大理巖帶、隱爆角礫巖帶和震碎角礫巖帶。①角礫狀大理巖帶：成分非常單一，主要由大理巖、灰?guī)r組成，裂隙比較發(fā)育但無(wú)明顯位移;角礫呈棱角狀、次棱角狀。②隱爆角礫巖帶：主要為棱角狀角礫巖，成分和形態(tài)都比較復(fù)雜，成分主要為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥灰?guī)r、角巖、大理巖、矽卡巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英、方解石、黃鐵礦及鉛鋅黃鐵礦等，形態(tài)呈棱角狀、方形狀、不規(guī)則狀、糜棱狀、次圓狀及橢圓狀。③震碎角礫巖帶：主要為破碎狀角礫巖，成分簡(jiǎn)單，與圍巖基本一致，主要為硅質(zhì)泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖，極少量為大理巖、花崗閃長(zhǎng)巖，裂隙非常發(fā)育;角礫表面光滑、平整，形態(tài)不規(guī)則，常呈棱形、多邊形、不規(guī)則狀。隱爆角礫巖帶和角礫狀大理巖帶呈斷裂接觸，巖性突變;而和震碎角礫巖帶呈漸變關(guān)系，成分具有相似性。

角礫狀大理巖帶與震碎角礫巖帶分別位于斷裂F 1的上下盤，呈現(xiàn)不對(duì)稱分布，巖石結(jié)構(gòu)差異較大，與通常隱爆角礫巖帶呈對(duì)稱分布的一般特征明顯不同，其原因推測(cè)如下：①隱爆角礫巖通常以巖筒形式產(chǎn)出，但該礦區(qū)比較特殊，是以脈狀形式產(chǎn)出，巖漿隱爆作用的通道不是巖筒，而是斷裂。②花崗閃長(zhǎng)巖體為超覆巖體，斷裂F 1沿其邊部分布，巖漿隱爆作用是以斷裂F 1為通道進(jìn)行的，而斷裂F 1傾角較緩，傾向巖體，所以巖漿隱爆作用主要作用于斷裂下盤，下盤巖石的破碎程度和巖石成分都較上盤更為劇烈、復(fù)雜。③斷裂F 1下盤為當(dāng)沖組地層，巖性主要為泥灰?guī)r和硅質(zhì)巖;上盤主要為棲霞組地層，巖性主要為灰?guī)r;與后者相比，前者巖性脆，在動(dòng)力作用下更容易發(fā)生破碎，裂隙也更發(fā)育。

4 隱爆角礫巖的控礦作用

4.1 對(duì)礦床形態(tài)、規(guī)模的控制

老鴉巢金礦區(qū)已控制金礦體15個(gè)，主要賦存于隱爆角礫巖帶中，礦體的形態(tài)、規(guī)模與隱爆角礫巖的形態(tài)、規(guī)模密切相關(guān)。礦區(qū)主礦體Ⅳ號(hào)礦體賦存于隱爆角礫巖帶的中南部，形態(tài)、產(chǎn)狀與規(guī)模嚴(yán)格受隱爆角礫巖帶控制，隱爆角礫巖帶在570 m標(biāo)高處尖滅，Ⅳ號(hào)礦體隨之尖滅;隱爆角礫巖帶內(nèi)出現(xiàn)透鏡狀震碎角礫巖，Ⅳ號(hào)礦體在該處礦化減弱，出現(xiàn)透鏡狀無(wú)礦段（見圖4），顯示了金礦體與隱爆角礫巖帶緊密的關(guān)系。礦區(qū)其他金礦體主要分布于隱爆角礫巖帶兩側(cè)，空間展布、形態(tài)與脈狀隱爆角礫巖帶基本保持一致;少量礦體雖沒有產(chǎn)于脈狀隱爆角礫巖帶內(nèi)，但賦存層位也是與隱爆角礫巖關(guān)系極為密切的震碎角礫巖或接觸破碎角礫巖;遠(yuǎn)離隱爆角礫巖帶，基本無(wú)金礦體形成，表明金礦體的形成與隱爆角礫巖關(guān)系十分密切。

根據(jù)Ⅶ中段—ⅩⅢ中段各類巖石金品位統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見表1），隱爆角礫巖中金平均品位最高，為3.50 g/t，顯示隱爆角礫巖本身就是金礦體;說(shuō)明隱爆角礫巖的控礦作用在于其本身就是賦礦地質(zhì)體。

4.2 對(duì)礦化蝕變的控制

隱爆角礫巖是靠近地表環(huán)境下的巖漿劇烈爆炸、迅速減壓、快速冷凝的產(chǎn)物，是一種特殊的次火山巖相[22]。后期巖漿熱液沿通道從深部向上運(yùn)移過(guò)程中，在孔隙和裂隙非常發(fā)育的隱爆角礫巖和周圍巖石中產(chǎn)生了廣泛的熱液蝕變，蝕變強(qiáng)度隨著遠(yuǎn)離爆發(fā)中心而逐漸減弱。隱爆的程度和隱爆角礫巖體的規(guī)模直接決定了蝕變的強(qiáng)度、形態(tài)及規(guī)模，進(jìn)而決定了金礦體的品位、形態(tài)及規(guī)模，所以隱爆角礫巖體為巖漿熱液的活動(dòng)和成礦作用的發(fā)生提供了良好的空間和通道。

野外調(diào)查結(jié)果顯示，老鴉巢金礦區(qū)金礦化與隱爆角礫巖的巖性、構(gòu)造裂隙發(fā)育程度及蝕變特征等密切相關(guān)。隱爆角礫巖中碳質(zhì)、泥質(zhì)含量越高，金礦化越強(qiáng);構(gòu)造裂隙越發(fā)育，金含量越高。金礦化與隱爆角礫巖中螢石化、赤鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、閃鋅礦化、黃鐵礦化、綠泥石化等蝕變關(guān)系密切，特別是螢石化、閃鋅礦化、硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化等更為明顯。例如：坑道中螢石脈發(fā)育處，金品位高達(dá)11.66×10-6～18.06×10-6;金礦化富集地段，閃鋅礦化、黃鐵礦化較強(qiáng)，反之則急劇下降。

含金角礫巖成分分析結(jié)果（見表2）顯示，金品位一般為0.50×10-6～3.40×10-6，鉛、鋅品位均較低，隱爆角礫巖及其膠結(jié)物金品位最高。含金角礫巖中角礫及膠結(jié)物金化學(xué)分析結(jié)果（見表3）顯示，膠結(jié)物金品位均較高，且較均勻，這與金往往易被碳質(zhì)、泥質(zhì)、黏土礦物吸附有著密切的關(guān)系[23]，也表明金礦化與碳質(zhì)、泥質(zhì)含量的確密切相關(guān)。各種角礫的金品位以灰?guī)r最高，高達(dá)9.16×10-6，其次是矽卡巖，然后是硅質(zhì)巖;各種角礫巖含金量相差11～36倍，金礦化極不均勻，顯示金礦自身的特點(diǎn)，同時(shí)也表明金礦化晚于角礫巖形成。

5 結(jié) 論

1）老鴉巢金礦區(qū)已控制15個(gè)金礦體，金礦體主要呈似層狀、透鏡狀、扁豆?fàn)罴安灰?guī)則狀。其中，Ⅳ號(hào)礦體為主要金礦體。金礦體主要賦存于花崗閃長(zhǎng)巖與斷裂F 1形成的隱爆角礫巖中，產(chǎn)狀、形態(tài)及規(guī)模嚴(yán)格受隱爆角礫巖帶控制。

2）隱爆角礫巖呈透鏡狀、巖墻狀、囊狀及脈狀，成分非常復(fù)雜，以花崗閃長(zhǎng)巖、硅質(zhì)泥灰?guī)r、泥灰?guī)r等為主;隱爆角礫巖形成于主構(gòu)造之后，金礦化較強(qiáng)，往往其本身就是金礦體。

3）隱爆角礫巖具有明顯的垂向分帶和水平分帶特征，垂向分帶主要體現(xiàn)在礦化蝕變特征上，而水平分帶主要體現(xiàn)在巖石結(jié)構(gòu)和成分上。

4）隱爆角礫巖對(duì)成礦的控制主要體現(xiàn)在對(duì)礦體形態(tài)、規(guī)模及礦化蝕變的控制。隱爆角礫巖脈內(nèi)礦化程度及規(guī)模要遠(yuǎn)高于脈外;碳質(zhì)、泥質(zhì)含量越高，構(gòu)造裂隙越發(fā)育，金礦化越強(qiáng);螢石化、閃鋅礦化、硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化發(fā)育地段金礦化也往往較強(qiáng)。

5）隱爆角礫巖及蝕變發(fā)育地段是今后老鴉巢金礦區(qū)尋找同類型金礦體的主要方向。

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Geological characteristics and ore control of cryptoexplosive breccia

in Laoyachao Gold District，Shuikoushan，Hunan

Guo Chuang

（Geological Team No.217 of Hunan Provincial Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau）

Abstract：Laoyachao Gold Deposit is located in the middle of Shuikoushan lead-zinc-gold-silver ore field and is a cryptoexplosive breccia type gold deposit.Based on the previous research results，the method where field geological survey and laboratory analysis and testing are combined is used to study and analyze the morphology and distribution，petrological characteristics，zoning and ore control of cryptoexplosive breccia，on the basis of summarizing the geologi-cal characteristics of the mining area and the deposit in detail.The results show that the gold ore bodies are mainly produced in the cryptoexplosive breccia，and the morphology，occurrence，scale and location are strictly controlled by it.The cryptoexplosive breccia belt is controlled by fault F 1，which is a west-dipping vein body with complex composition and strong alteration，and has obvious horizontal and vertical zoning characteristics.Cryptoexplosive breccia and alteration development areas are the main direction to search for the same type of gold ore body in the future.

Keywords：cryptoexplosive breccia;zoning characteristics;ore control;Laoyachao Gold District;Shuikoushan lead-zinc-gold-silver ore field