湖南醴陵團(tuán)山背礦區(qū)金礦床特征及找礦前景

劉守林，呂星球，劉少強(qiáng)，談治林，王利敏，張正苗

(湖南省地質(zhì)院，湖南 株洲 412007)

0 引言

醴陵地區(qū)成礦帶是欽杭成礦帶的湘東北重要成礦帶，也是我國重要的中—低溫變質(zhì)巖區(qū)金銻成礦區(qū)[1-2]。區(qū)域成礦背景和成礦條件較好，幾十年來找礦工作在該區(qū)取得重大進(jìn)展，相繼發(fā)現(xiàn)了團(tuán)山背、洪源金宏、正沖、雁林寺、肖家山、胡家坳、王家灣等一批大中小型金礦[3-7]。本次研究在前人的地質(zhì)工作基礎(chǔ)之上，通過綜合研究，著重探討該區(qū)的團(tuán)山背金礦床的成礦地質(zhì)條件，礦床地質(zhì)特征，分析礦床成因，結(jié)合地球化學(xué)異常特征以及地球物理ΔT值異常分布特點(diǎn)，探討礦區(qū)深部存在隱伏礦體和巖體發(fā)育的可能性。并探討了該區(qū)金礦體的成因類型、礦物質(zhì)富集演化過程。

通過上階段地質(zhì)勘查工作，結(jié)合在本礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了的多條金礦化體，分析成礦條件和控礦規(guī)律?？偨Y(jié)勘查工作的礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征及找礦標(biāo)志，并結(jié)合地球化學(xué)異常和地球物理異常特征，研究分析礦區(qū)找礦前景區(qū)，提出團(tuán)山背礦區(qū)的東南部及深部具有較好找礦前景。

1 區(qū)域地質(zhì)簡述

區(qū)域地層主要為中元古界冷家溪群及部分雷神廟組，其巖性為千枚巖、絹云母板巖、淺變質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖，是主要的賦礦地層。地層的產(chǎn)狀走向?yàn)镹NE向，傾角為30°～70°。其次，晚古生界地層主要為中上泥盆統(tǒng)、石炭系、三疊系以及東南部少部分白堊系—第四系(圖1)。

區(qū)域構(gòu)造為NE向?yàn)g陽—衡東華夏系隆起帶，隆起由中元古界冷家系群構(gòu)成一套NE走向的復(fù)式背斜。區(qū)域處于燕山構(gòu)造期S型構(gòu)造的南弧段，箭桿山帚狀構(gòu)造中發(fā)育倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜。區(qū)域上發(fā)育的巖漿巖，西南部有宏夏橋和板杉鋪巖體，出露面積較大，10～20 km2，都為近圓形或橢圓形出露，為金成礦提供成礦動(dòng)力及成礦熱液。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為箭桿山帚狀構(gòu)造中倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜為主體的復(fù)式褶皺。構(gòu)造與成礦有比較密切的關(guān)系，復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜形成的次級裂隙構(gòu)造是成礦的容礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育EW向和NWW向次級斷裂構(gòu)造和剪切破碎帶為主要控礦構(gòu)造，區(qū)內(nèi)發(fā)育三組近EW向脆-韌性剪切構(gòu)造(圖2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。同時(shí)，NWW向構(gòu)造為深部隱伏次級構(gòu)造，均為礦區(qū)發(fā)育較好的控礦構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)局部出露花崗閃長巖或輝綠巖脈或巖株，輝綠巖脈呈透鏡狀，走向NW，傾向NE，未見蝕變礦化特征，與金礦化無明顯關(guān)系?；◢忛W長巖和小花崗斑巖體與礦化存在密切關(guān)系，花崗巖巖株由南向北呈現(xiàn)串珠狀排列發(fā)育(圖2)。

圖2 團(tuán)山背礦區(qū)金盆金礦段地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological map of Jinpen segment in Tuanshanbei gold mining area

2.2 礦體地質(zhì)特征

通過前期工作，礦區(qū)圈定了多條礦化脈[9-10]。礦體(脈)類型也不同，有石英大脈型、蝕變巖型、石英細(xì)脈帶型等(表1)。其中較好的有V2、V3，V2礦體走向延長24～220 m，平均厚度為3.0 m，金品位較高。

表1 團(tuán)山背礦區(qū)礦體(化)特征統(tǒng)計(jì)表[11]Table 1 List of gold ore belt characteristics in Tuanshanbei mining area[11]

團(tuán)山背礦區(qū)金礦體多呈層狀、似層狀、透鏡狀，局部膨大縮小或尖滅再現(xiàn)的特征，賦存于蝕變花崗閃長巖體內(nèi)或者外接觸帶中，發(fā)育蝕變巖型(V2-1)和石英細(xì)脈型(V2-2)(圖3)。其中，V2-1礦體產(chǎn)狀花崗閃長巖與板巖的外接觸帶中，其長產(chǎn)狀隨接觸帶變化而變化，傾角較緩，約為18°。V2-2產(chǎn)于V2-1礦體之下的巖體內(nèi)部，其產(chǎn)狀為10°～30°∠18°～25°，傾角約為20°，沿傾向控制延深約480 m。礦體由石英脈和絹英巖化的花崗閃長巖組成。其圍巖蝕變主要發(fā)育強(qiáng)烈的黃鐵礦化、黃銅礦化、毒砂礦化，石英脈中局部可見明金。V2-4、V2-5、V2-7位于蝕變花崗閃長巖中為隱伏礦體，均為低品位礦(圖3)。

圖3 團(tuán)山背礦區(qū)礦體特征(據(jù)文獻(xiàn)[10])

V19發(fā)育于盤石坑的韌性剪切帶中，為石英大脈型。受脆-韌性剪切構(gòu)造控制，表現(xiàn)為劈理化和糜棱巖化，其旁側(cè)巖石具有較明顯的褪色化，石英脈厚大，單脈厚1～3 m，脈帶寬10余米，延長大于60 m，其金品位較低(0.19×10-6～1.19×10-6)。圍巖蝕變及脈中可見星點(diǎn)狀黃鐵礦化和黃銅礦。

2.3 礦石礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦區(qū)金礦體主要為石英脈型和蝕變巖型。礦石的脈石礦物為石英、絹云母和綠泥石等(圖4a)。非金屬礦物石英，呈乳白色，油脂光澤，以條帶狀產(chǎn)出；絹云母呈淺灰—淺綠色，玻璃-絲絹光澤，以片狀、鱗片狀產(chǎn)出；綠泥石呈淺綠色，玻璃光澤，以薄片狀產(chǎn)出；方解石呈蛋白色—白色，玻璃光澤，半透明，以塊狀產(chǎn)出。礦石金屬礦物主要是黃鐵礦和黃銅礦，局部黃銅礦交代黃鐵礦，發(fā)育于黃鐵礦中，呈他形狀粒狀結(jié)構(gòu)(圖4b)。黃鐵礦呈黃白色，金屬光澤，以立方體及細(xì)粒狀、片狀產(chǎn)出為主；毒砂呈灰色，半金屬光澤，以長柱狀和針狀產(chǎn)出為主；黃銅礦呈深黃色，金屬光澤，以片狀、塊狀產(chǎn)出。

圖4 礦區(qū)礦石地質(zhì)特征Fig.4 Ore-petrographic characteristics of mining area Ser—絹云母 Chl—綠泥石 Qz—石英 Py—黃鐵礦 Cp—黃銅礦

礦石中金為自然金，自然金呈金黃色，強(qiáng)金屬光澤，以侵染狀賦存狀態(tài)為主，其次以細(xì)粒狀產(chǎn)出，局部可見細(xì)粒狀明金顆粒。礦石結(jié)構(gòu)為半自形—自形粒狀、他形結(jié)構(gòu)及交代結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造和層理狀。礦石礦物類型劃分為石英-自然金礦石、石英-硫化物-自然金礦石、石英-絹云母-硫化物-自然金礦石、石英-絹云母-自然金類型。

2.4 圍巖蝕變特征

礦區(qū)近礦圍巖蝕變表現(xiàn)為褪色化、硅化、絹英巖化、毒砂化、黃鐵礦化，其次黃銅礦化、綠泥石化、碳酸鹽化。一般褪色化、細(xì)粒黃鐵礦、毒砂強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)指示金礦化較好，成礦物質(zhì)聚集品位較高。特別是花崗閃長巖與板巖的外接觸帶內(nèi)，圍巖蝕變由強(qiáng)黃鐵礦化、毒砂礦化、硅化的蝕變板巖夾微細(xì)石英脈組成，礦體發(fā)育較好。

2.5 礦化類型

根據(jù)金礦化帶的特征，礦區(qū)分為蝕變巖型和石英脈型，部分產(chǎn)于花崗閃長巖體接觸帶中，其余產(chǎn)于劈理化帶中(圖2)。其礦化類型分析如下：

2.5.1 石英型金礦化

石英脈型金礦體受脆-韌性剪切構(gòu)造控制。區(qū)域斷裂構(gòu)造強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)或深部巖體活動(dòng)提供動(dòng)力來源，致使巖層外接觸帶發(fā)生強(qiáng)烈的劈理化和糜棱巖化。來源淺地幔或深地殼的成礦流體沿張性斷裂構(gòu)造空間上升，其中含金流體在有利封閉空間內(nèi)聚集沉積，發(fā)育成含金石英脈，礦區(qū)中部Ⅱ、Ⅲ號韌性剪切帶中發(fā)育張性NE向構(gòu)造裂隙，形成含金石英脈型礦體，經(jīng)過后期熱液疊加改造，含礦熱液與圍巖反應(yīng)混染蝕變圍巖，進(jìn)一步聚集成礦[12]。因此，含金石英脈在空間分布上多發(fā)育于狹長地殼薄弱帶或活動(dòng)張性斷裂帶中成帶狀分布。

2.5.2 蝕變巖型金礦化

1)破碎蝕變巖型金礦體和區(qū)域性構(gòu)造剪切作用有關(guān)，主要發(fā)育于與花崗巖接觸帶外。當(dāng)發(fā)生構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)活化來源于冷家溪群地層中的Au元素，在構(gòu)造擠壓破碎帶或地層破碎帶內(nèi)的運(yùn)礦通道上升。成礦流體在順剪切作用的微空間遷移，當(dāng)溫度和壓力體系發(fā)生變化時(shí)，成礦物質(zhì)即在構(gòu)造剪切帶的劈理化封閉空間沉淀成礦。表現(xiàn)為堿性氧化環(huán)境的剪切帶中，硅酸鹽和氫硫化物遷移的含金流體發(fā)生分解，在石英晶格位、黃鐵礦或毒砂等硫化物中沉淀出金，而圍巖發(fā)生硅化作用[13-14]。

2)花崗閃長巖蝕變巖型金礦體發(fā)育與醴陵地區(qū)加里東期—印支期—燕山期巖漿巖活動(dòng)有關(guān)，這些深源巖漿巖聚集了含金成礦物質(zhì)和有益組分。同時(shí)，深部巖漿上侵過程中，巖漿侵入帶來的熱源驅(qū)動(dòng)巖漿水、變質(zhì)水及地表水活躍，與圍巖接觸帶作用，萃取地殼或地層中初步富集的有用組分金而成為含礦熱液，在裂隙中或接觸帶內(nèi)等有利部位，金成礦物質(zhì)離析沉淀成礦或形成相應(yīng)的面型蝕變及分帶，因此形成花崗閃長巖有關(guān)的蝕變巖型金礦脈。

3 礦區(qū)地球化學(xué)特征

具有找礦指示意義的地球化學(xué)次生暈金異常具有重要作用，其分布與規(guī)模都得到了較好的驗(yàn)證。Au-3、Au-4、Au-6、Au-7分布于地層的劈理化帶上，Au-1和Au-5分布于巖體與地層接觸帶上，Au-2分布于花崗小巖體上，反映了金異常與地層劈理化帶和花崗小巖體有密切聯(lián)系。礦區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的多條金礦化脈，包括已揭露控制的金礦脈都發(fā)育于異常帶中(圖5)。

通過1∶1萬次生暈地球化學(xué)測量，Au元素以異常下限10×10-9圈定異常，則Au異常面積大于2 km2，具有多個(gè)濃集中心(圖5)。Au異常濃集部位主要有7個(gè)，形態(tài)主要為近EW、NWW向不規(guī)則的帶狀，單個(gè)面積約0.5 km2，強(qiáng)度大于20×10-9，峰值范圍為100×10-9～320×10-9(表2)。

表2 礦區(qū)土壤次生暈Au異常特征Table 2 List of Au anomaly characteristics of soil secondary halo in the mining area

圖5 礦區(qū)土壤次生暈Au異常分布圖(據(jù)文獻(xiàn)[10])Fig.5 Au anomaly distribution map of soil secondary halo in the mining area [10]

4 礦區(qū)地球物理特征

團(tuán)山背礦區(qū)的地球物理，ΔT等值線平面(圖6)分析顯示，其異常較多且分布廣泛。異常中心呈4個(gè)帶狀分布，第一異常帶包含C1-1、C1-2、C1-3，第二異常帶包含C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5，第三異常帶包含C3-1、C3-2、C3-3、C3-4、C3-5、C3-6、C3-7，第四異常帶包含C1-1、C1-2、C1-3。4個(gè)異常帶都呈NNW向展布，或者近EW向展布。其中團(tuán)山背—金盆礦區(qū)，處于C2～C4帶之間ΔT值異常分布顯著，特別是C2和C3帶異常值較高，顯示該區(qū)礦化特征值較顯著。

圖6 礦區(qū)ΔT等值線平面分布圖(據(jù)文獻(xiàn)[9]修改)Fig.6 Plan distribution map of ΔT isolines in the mining area [9]1—花崗閃長巖 2—輝綠巖 3—蝕變帶 4—推測斷裂及編號 5—ΔT正值異常 6—ΔT負(fù)值異常 7—零值線 8—異常編號

5 找礦標(biāo)志及前景分析

根據(jù)礦區(qū)金礦床特征及成礦規(guī)律分析，總結(jié)團(tuán)山背金礦區(qū)有以下部分找礦標(biāo)志，同時(shí)，對找礦前景進(jìn)行了討論分析。

5.1 找礦標(biāo)志

1)由地球化學(xué)土壤測量次生暈金異常和物探ΔT等值線平面分布的規(guī)模特征和強(qiáng)度預(yù)示了金礦體的存在和產(chǎn)出位置?；◢忛W長巖與地層的接觸帶內(nèi)外及巖體內(nèi)部為賦礦帶。

2)原生暈剖面地球化學(xué)調(diào)查金、砷、銻含量較高地段，往往是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)和礦體的隱伏部位。區(qū)內(nèi)異常特征，金-砷-銻相關(guān)性較好，成礦關(guān)系密切，揭示礦化有利部位。

3)圍巖蝕變有絹英巖化、硅化、褪色化、毒砂化、黃鐵礦化，局部有碳酸鹽化等，重要的金礦化標(biāo)志為褪色化。

4)構(gòu)造劈理化帶為區(qū)內(nèi)重要賦礦容礦構(gòu)造，從四向中間發(fā)育重要容礦構(gòu)造為構(gòu)造劈理化，劈理越發(fā)育找礦前景越理想。并且石英脈為重要的含金載體，與蝕變圍巖構(gòu)成含金礦體。

5.2 找礦前景分析

1)根據(jù)區(qū)內(nèi)土壤地球化學(xué)特征表明，Au-2異常中心集中且不規(guī)則帶狀，往東未封閉，與淺—中部成礦有直接聯(lián)系，是構(gòu)造作用較強(qiáng)和礦化體的產(chǎn)出部位，表明盤石坑?xùn)|南部位較好找礦前景。

2)依據(jù)區(qū)地球物理特征明顯，C3-4到C3-7上團(tuán)山背地區(qū)顯示ΔT正值異常，顯示礦化體和花崗巖體在深部富集的可能性，同時(shí)，在礦區(qū)東南部臨近瓦子坪和正沖都發(fā)育多條礦脈，其深部具有較好找礦前景。

3)爛泥坡花崗閃長巖的接觸帶及鄰近地段，圍巖蝕變具有分帶性，較強(qiáng)的毒砂化、黃鐵礦化、褪色化等，抓住圍巖褪色化為該區(qū)金礦化的最重要的找礦標(biāo)志，找礦前景理想。