長(zhǎng)江中下游拋刀嶺大型中硫型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床的厘定及其找礦啟示*

黃 柯，謝桂青,2**，段留安，安文武

（1中國(guó)地質(zhì)大學(xué)自然資源部戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)找礦理論與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；3中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局煙臺(tái)海岸帶地質(zhì)調(diào)查中心，山東煙臺(tái) 264004；4中國(guó)地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，湖北武漢 430074）

淺成低溫?zé)嵋旱V床是全球金、銀貴金屬以及鉛、鋅、銅等賤金屬的重要來(lái)源（Simmons et al.,2005；Frimmel,2008），形成深度通常小于1.5 km、成礦溫度低于300°C（Lindgren,1922；Hedenquist et al.,2000），并多與深部高溫的斑巖-矽卡巖型銅-金-鉬礦床構(gòu)成斑巖成礦系統(tǒng)，具有極為重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值（Sillitoe,2010）。根據(jù)硫化物組合所指示的硫化狀態(tài)的差異，淺成低溫?zé)嵋旱V床多被分為高硫（HS）、中硫（IS）和低硫（LS）型3個(gè)亞類（Einaudi et al.,2003；Sillitoe et al.,2003）。其中IS型金礦床早期被劃為L(zhǎng)S型礦床的亞類（John et al.,1999），后來(lái)研究發(fā)現(xiàn)該類型發(fā)育高硫化態(tài)和低硫化態(tài)之間過(guò)渡的硫化物組合，如黝銅礦、砷黝銅礦等，以出現(xiàn)低鐵閃鋅礦（FeS摩爾比通常為1%～20%）和富錳碳酸鹽為特色（Wang et al.,2019），具有高含量的賤金屬、高Ag/Au比值、相對(duì)較高的成礦流體溫度和鹽度，不同于HS和LS型金礦床（Hedenquist et al.,2000；Sillitoe et al.,2003）。由于IS型淺成低溫?zé)嵋旱V床提出時(shí)間相對(duì)較晚，研究程度相對(duì)薄弱，但相比于LS型礦床，IS型礦床顯示出與區(qū)域HS型和深部斑巖型礦床更為密切的時(shí)空和成因聯(lián)系，具有重要的勘查指示意義（Cooke et al.,2011；Wang et al.,2019；Sillitoe,2020）。

長(zhǎng)江中下游是中國(guó)東部重要的Cu-Fe-Au多金屬成礦帶，礦床類型多樣，且數(shù)量眾多，金屬礦床合計(jì)超過(guò)200余處（圖1a、b，常印佛等,1991；翟裕生等,1992），其中Cu-Au礦床多以斑巖-矽卡巖型為主（Pan et al.,1999；Mao et al.,2011），但淺成低溫?zé)嵋旱V化蝕變系統(tǒng)常常不發(fā)育（Zhou et al.,2015），主要以廬樅火山盆地內(nèi)的HS型蝕變系統(tǒng)，如礬山大型明礬石礦床（范裕等,2010）和黃竹園小型銀多金屬礦床（劉杰添等,2021），以及少量LS型礦床為主，如天頭山中型金礦（White et al.,2019），該帶卻鮮有IS型礦床的報(bào)道（圖1a、b）。

拋刀嶺金礦位于長(zhǎng)江中下游成礦帶安慶-貴池礦集區(qū)（圖1b），距離安徽省池州市南部約20 km，目前探明金儲(chǔ)量超過(guò)35 t，平均品位達(dá)1.7 g/t，是該帶規(guī)模最大的獨(dú)立金礦床（Duan et al.,2018；楊曉勇等,2020）。礦區(qū)出露的地層主要為志留系，以高家邊組粉砂質(zhì)頁(yè)巖為主，西北部出露有墳頭組和茅山組砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖以及泥盆系五通組石英砂巖。礦區(qū)出露的巖漿巖主要為早白堊世英安斑巖（出露面積約0.6 km2），呈巖枝或巖脈狀。金礦體主要賦存于英安斑巖脈內(nèi)部，僅少量產(chǎn)于圍巖地層中，成礦被認(rèn)為與英安斑巖有成因聯(lián)系（Duan et al.,2018）。礦體呈北東向展布，受兩側(cè)北東向斷裂控制（圖2）。拋刀嶺金礦目前研究程度較低，前人主要對(duì)該礦床的地質(zhì)特征和含礦巖體地球化學(xué)進(jìn)行了一定程度的研究，認(rèn)為該礦床類似于斑巖型金礦（張輝煌等,2002；趙德奎等,2009；段留安等,2012；2014）。在前人工作基礎(chǔ)上，筆者對(duì)拋刀嶺金礦開展了詳細(xì)的野外鉆孔巖芯編錄，選擇礦區(qū)22個(gè)鉆孔進(jìn)行觀察，并系統(tǒng)采集了相關(guān)樣品，通過(guò)短波紅外光譜、室內(nèi)鑒定和礦物成分研究，厘定了巖體蝕變、脈體種類、礦物組合和礦化之間的關(guān)系，為拋刀嶺金礦的成因類型提供了新的證據(jù)。

圖1 中國(guó)構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)圖（a，改自Wang et al.,1995）和長(zhǎng)江中下游成礦帶礦集區(qū)及代表性斑巖±矽卡巖±淺成低溫?zé)嵋旱V床分布圖（b，改自Mao et al.,2011）Fig.1 Simplified tectonic framework of China(a,modified after Wang et al.,1995)and the distribution of ore districts and representative porphyry±skarn±epithermal deposits in the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt(b,modified after Mao et al.,2011)

圖2 拋刀嶺礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（改自段留安等，2014）Fig.2 Simple geological map in the Paodaoling orefield（modified after Duan et al.,2014）

拋刀嶺金礦英安斑巖脈侵入到志留系砂質(zhì)、粉砂質(zhì)頁(yè)巖中，多于95%的金礦化集中于蝕變巖體內(nèi)部（圖3），目前已經(jīng)勘探的最深金礦化位于礦區(qū)西南部，約地表以下700 m。含礦巖體蝕變強(qiáng)烈，長(zhǎng)石及暗色礦物基本已完全蝕變，僅保留交代假象結(jié)構(gòu)。短波紅外光譜分析和鏡下觀察顯示主要的蝕變礦物為伊利石、白云母、綠泥石以及碳酸鹽（白云石、含鐵白云石、方解石、菱鐵礦和菱鎂礦），和少量其他黏土礦物，如高嶺石、地開石和蒙脫石（圖4a）。金礦體主要分布在與伊利石-白云母±碳酸鹽±其他黏土礦物有關(guān)的蝕變帶，且多發(fā)育浸染狀細(xì)粒自形晶黃鐵礦，含量＜5%，晚階段微細(xì)粒自形毒砂常沿黃鐵礦邊部或者交代黃鐵礦產(chǎn)出。以綠泥石-碳酸鹽±伊利石±蒙脫石為主的蝕變多位于相對(duì)深部和外圍，貧金礦化（圖3、圖4b）。

圖3 拋刀嶺金礦17號(hào)勘探線剖面圖黃色采樣點(diǎn)代表伊利石-白云母化為主的樣品；綠色采樣點(diǎn)代表綠泥石-碳酸鹽化為主的樣品（圖中標(biāo)出了部分樣品中碳酸鹽礦物的w(MnO)）Fig.3 Section map of No.17 exploration line in the Paodaoling gold deposit Theyellow starsrepresent thesample location with illite-muscovite-dominated alteration;thegreen stars represent thesamplelocation with chloritecarbonate-dominated alteration(the MnOcontentsof carbonatemineralsin somesamples are marked in Fig.3)

拋刀嶺金礦化主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀和角礫狀形式產(chǎn)出，多具有填充型的脈體結(jié)構(gòu)，局部呈膠狀、皮殼狀或晶簇狀（圖4c、d）。從早到晚發(fā)育多階段脈體，根據(jù)穿切關(guān)系和礦物組合，主要可劃分為4個(gè)階段（圖5）：①以灰色細(xì)粒-隱晶質(zhì)石英-重晶石-伊利石為主，硫化物含量很低（＜1%），可見(jiàn)少量微米級(jí)黃鐵礦、閃鋅礦呈浸染狀分布在脈體內(nèi)部（圖4c）；②以結(jié)晶質(zhì)石英-黃鐵礦-伊利石±毒砂±閃鋅礦為主，脈體中硫化物含量變化較大，主要以黃鐵礦為主，多具有微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，呈自形粒狀、球粒狀或粉末狀，最高可達(dá)10%，其他硫化物少見(jiàn)；③以石英-多金屬硫化物-富錳碳酸鹽為主，硫化物主要包括閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦、白鐵礦、方鉛礦、車輪礦（CuPbSbS3）、車輪礦-硫砷鉛銅礦固溶體（CuPb(As,Sb)S3）和微量黃銅礦。富錳碳酸鹽主要由含鐵白云石和方解石組成，常發(fā)育毛發(fā)狀方鉛礦（圖4e、f）。多金屬硫化物通常分布在脈體中心或邊部，礦物呈帶狀或浸染狀貫穿脈體，含量較高，可達(dá)20%以上；④以石英-富錳碳酸鹽±重晶石±雄/雌黃±輝銻礦為主，其中雌黃、雄黃、輝銻礦僅少量出現(xiàn)，常沿脈體裂隙分布或穿切早期石英脈。金礦化品位與脈體中的硫化物含量呈正相關(guān)關(guān)系，金主要呈固溶體或者晶格金的形式分布在富砷黃鐵礦和毒砂中，自然金相對(duì)罕見(jiàn)。

圖5 拋刀嶺金礦礦物生成順序圖（圖中線的粗細(xì)代表礦物在不同階段的相對(duì)豐度）Fig.5 Mineral paragenetic sequence of the Paodaoling gold deposit(Line thickness in figure indicates the relative min‐eral abundance in different stages)

綜上所述，筆者初步認(rèn)為拋刀嶺金礦具有與IS型淺成低溫?zé)嵋航鸬V類似的特征，而與典型斑巖型金礦和其他金礦類型存在一定差異（表1），主要理由如下：①斑巖型金礦床以與侵位淺的偏基性閃長(zhǎng)質(zhì)侵入體有關(guān)、發(fā)育特征性的條帶狀富磁鐵礦石英脈為典型特征（Vila et al.,1991a；1991b）。本次研究中，拋刀嶺未見(jiàn)到類似條帶狀和斑巖型礦床典型網(wǎng)脈（Gustafson et al.,1975）。此外，拋刀嶺金礦脈體多為填充型，其中石英多呈顯微晶、環(huán)帶狀自形晶以及定向的長(zhǎng)條狀，局部可與碳酸鹽、硫化物組成膠狀、皮殼狀、晶簇狀結(jié)構(gòu)（圖4c～e），不具有斑巖銅金礦床高溫石英脈體中典型的糖粒狀、鑲嵌粒狀等結(jié)構(gòu)，暗示脈體形成溫度較低。張輝煌等（2002）曾報(bào)道拋刀嶺金礦脈體石英中的流體包裹體均一溫度集中在130～180℃和235～285℃兩個(gè)區(qū)間，該溫度范圍與礦物組合一致。②拋刀嶺金礦的蝕變特征與IS型礦床類似。蝕變礦物組合以伊利石-白云母為主，指示了相對(duì)中性的流體條件。明顯不同于HS型礦床中明礬石-高嶺石等相對(duì)酸性的蝕變組合，并且缺少LS型礦床中特征性的冰長(zhǎng)石蝕變礦物（Sillitoe et al.,2003）。拋刀嶺金礦化主要產(chǎn)于面狀型蝕變的巖脈內(nèi)部，局部出現(xiàn)浸染狀或細(xì)脈狀雌/雄黃的低溫?zé)嵋航M合，但不發(fā)育卡林型金礦常見(jiàn)的去碳酸鹽化蝕變（Hofstra et al.,2000）；③拋刀嶺金礦脈體中硫化物組合以中等硫化態(tài)為主，具有與IS型淺成低溫金礦床類似的銅-鉛硫鹽，即車輪礦-硫砷鉛銅礦（Wu et al.,1977），現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)黝銅礦、砷黝銅礦等礦物，但這也在其他IS型金礦床中有報(bào)道，如羅馬尼亞的Milin Kamak（Sabeva et al.,2017）和Sacaramb（Alderton et al.,2000）礦床。局部出現(xiàn)的低硫化態(tài)礦物，如毒砂和輝銻礦，可能受控于流體與還原性地層的反應(yīng)或者硫化態(tài)的瞬時(shí)波動(dòng)（Einaudi et al.,2003）；④拋刀嶺金礦脈體中碳酸鹽礦物較高的錳含量（w(MnO)＜7%）、閃鋅礦中低的鐵含量（FeS摩爾比為0.1%～18%），以及脈體中相對(duì)較高的閃鋅礦和方鉛礦含量（局部大于20%）和礦石相對(duì)高的Ag/Au比值（Ag/Au＜166，張輝煌等,2002），均與典型IS型礦床一致（Wang et al.,2019）。由此，通過(guò)綜合對(duì)比和典型地質(zhì)特征分析，我們認(rèn)為拋刀嶺為IS型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床，若此結(jié)論成立的話，拋刀嶺是長(zhǎng)江中下游首例IS型淺成低溫?zé)嵋航鸬V床。

表1 拋刀嶺金礦與典型斑巖型和中硫型淺成低溫?zé)嵋航鸬V成礦特征對(duì)比Table 1 Comparison of mineralization characteristics of Paodaoling gold deposit with typical porphyry-type and intermediate-sulfidation epithermal gold deposit

圖4 拋刀嶺金礦巖體典型蝕變和脈體特征a.英安斑巖強(qiáng)烈的伊利石-白云母化，以及自形浸染狀黃鐵礦（正交偏光，ZK2805 121.3 m）；b.英安斑巖中暗色礦物斑晶發(fā)生綠泥石-碳酸鹽化，長(zhǎng)石斑晶發(fā)生碳酸鹽-伊利石-蒙脫石化（單偏光，ZK1705 278.9 m）；c.皮殼狀石英-碳酸鹽-黃鐵礦脈穿切灰黑色石英-黃鐵礦脈（ZK1703 126.5 m）；d.石英圍繞微-細(xì)黃鐵礦生長(zhǎng)。注意石英局部呈同心圓弧狀，具有纖維狀、羽毛狀的膠狀結(jié)構(gòu)（如圖中紅色箭頭所示；正交偏光，ZK2805 126.2 m）；e.石英-多金屬硫化物脈。注意針狀的方鉛礦產(chǎn)于脈體邊部和圍巖中（ZK1703 177.7 m）；f.石英-多金屬硫化物脈體的典型礦物組合，包括石英、富錳-含鐵白云石（w(MnO)為1.0%～2.2%，如圖中綠色標(biāo)注點(diǎn)）、低鐵閃鋅礦x（FeS）為2.9%～17.2%，如圖中黃色標(biāo)注點(diǎn)）、黃鐵礦、方鉛礦、毒砂、車輪礦-硫砷鉛銅礦固溶體（反射光，ZK3004 476 m）Qz—石英；Mus—白云母；Ilt—伊利石；Py—黃鐵礦；Chl—綠泥石；Cb—碳酸鹽；Sme—蒙脫石；Sph—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Apy—毒砂；Cpy—黃銅礦；Dol—白云石；Buor—車輪礦；Seli—硫砷鉛銅礦Fig.4 Characteristics of typical alteration and vein types in the Paodaoling gold deposit a.Intenseillite-muscovitealteration and euhedral disseminated pyriteoccurred in daciteporphyry(cross-polarized light,ZK2805 121.3 m);b.Dark mineral phenocrystsreplaced by chloriteand carbonate mineral,contrast with feldspar by carbonate,illite,and smectite(plane-polarized light,ZK1705 278.9 m);c.Carbonate-quartz-pyritevein with crustiform texture cut gray-black quartz-pyritevein(ZK1703 126.5 m);d.Quartz over‐grown around micro-fine pyrite.Notethat thequartz hasconcentric arc shapewith fiber or plumosetexturelikecolloform textureasshown by the red arrowsin figure(cross-polarized light,ZK2805 126.2 m);e.Quartz-polymetallic sulfidevein.Notethat the galenahas acicular textureoccurring in themargin of thevein and wallrock(ZK1703 177.7 m);f.Typical mineral assemblagesin quartz-polymetallic sulfideveins,including quartz,Mnrich ferroan dolomite(w(MnO)=1.0%～2.2%,asshown by thegreen dot and number),low-Fe sphalerite(x(FeS)at 2.9%～17.2%,asshown by the yel‐low dots and numbers),pyrite,galena,arsenopyrite,and bournonite-seligmannitesolid solution(reflected light,ZK3004 476 m)Qz—Quartz;Mus—Muscovite;Ilt—Illite;Py—Pyrite;Chl—Chlorite;Cb—Carbonate;Sme—Smectite;Sph—Sphalerite;Gn—Galena;Apy—Arsenopyrite;Cpy—chalcopyrite;Dol—Dolomite;Buor—Bournonite;Seli—Seligmannite

拋刀嶺大型IS型淺成低溫?zé)嵋航鸬V在長(zhǎng)江中下游成礦帶的首次識(shí)別在區(qū)域上具有重要的科學(xué)和找礦意義。段留安等（2012）獲得了拋刀嶺與成礦密切相關(guān)的英安斑巖脈年齡，顯示為早白堊世（141～146 Ma），這與長(zhǎng)江中下游成礦帶斑巖-矽卡巖Cu-Au礦化的時(shí)代基本一致（Xie et al.,2007；Mao et al.,2011；周濤發(fā)等,2017），暗示拋刀嶺金礦深部或外圍可能存在斑巖-矽卡巖銅金礦床，可從拋刀嶺外圍石門庵、銅山牌等金、銅礦體得到佐證（楊曉勇等,2020）。而最近礦區(qū)北東側(cè)～12 km的李灣矽卡巖銅金礦床找礦也取得重要突破（段留安等,2015），顯示該區(qū)巨大的找礦潛力。需要指出的是，此文是初步結(jié)論，需要進(jìn)一步研究深化，如拋刀嶺金礦床的成礦時(shí)代、流體演化及物質(zhì)來(lái)源等成礦機(jī)制。

致謝感謝池州市鑫誠(chéng)礦業(yè)有限公司在野外工作期間提供的幫助，感謝審稿人給予的寶貴意見(jiàn)和建議。本文在成文過(guò)程中得到楊曉勇教授多次指導(dǎo)，并與李偉副教授、朱喬喬副研究員進(jìn)行過(guò)多次探討，在此一并表示感謝。