黔西南戈塘—海子地區(qū)金礦控礦因素分析與成礦模式探討

劉 文，季國(guó)松，張鐘華，陸建寶，馮運(yùn)富，劉 浩，熊 偉，周克林，張 玲，方開(kāi)雄

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局117地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550018；2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局102地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000； 3.貴州省地勘裝備服務(wù)中心，貴州貴陽(yáng) 551400))

0 引言

區(qū)內(nèi)以往的勘查及研究工作主要針對(duì)海馬谷斷裂南東盤(pán)二疊系龍?zhí)督M與茅口組之間含金構(gòu)造蝕變體開(kāi)展[1-11]。在新近的研究中[12-16]，在NE向海馬谷斷裂、萬(wàn)人洞斷裂、大樹(shù)林?jǐn)鄬?，以及海馬谷斷裂帶北西盤(pán)喬地坡等均發(fā)現(xiàn)有金礦(化)體存在，打破以往對(duì)該地區(qū)金礦受中二疊統(tǒng)茅口組與上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M界面控制的認(rèn)識(shí)。急待厘定該區(qū)關(guān)鍵控礦條件、提煉成礦要素，建立該區(qū)金礦成礦模式，更好地服務(wù)該地區(qū)下步金礦找礦工作。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

安龍縣戈塘—海子地區(qū)位于安龍縣城西直距30 km，屬安龍縣普坪鎮(zhèn)所轄。研究區(qū)處于上揚(yáng)子陸塊之南盤(pán)江—右江前陸盆地的北部[17]。屬南盤(pán)江-右江成礦區(qū)內(nèi)華南成礦省的桂西-黔西南-滇東南北部(右江海槽)Au-Sb-Hg-Ag-水晶-石膏成礦帶之晴(隆)興(仁)羅(平)Au-Hg-Sb-Ti-U-螢石成礦亞帶(圖1)，戈塘金礦田與灰家堡金礦田、泥堡金礦田、蓮花山金礦田、賴子山金礦田、丫板金礦田共同構(gòu)成了黔西南金礦集區(qū)。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖(據(jù)文獻(xiàn)[17]修改)

1.1 地層

由老至新出露有中二疊統(tǒng)茅口組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M和長(zhǎng)興組、下三疊統(tǒng)夜郎組、飛仙關(guān)組和嘉陵江組。茅口組為灰色厚層至塊狀灰?guī)r夾少量燧石灰?guī)r；龍?zhí)督M底部為淺灰至黑灰色黏土巖和灰色、深灰色薄至塊狀硅化灰?guī)r角礫巖或黏土巖角礫巖，之上為黑色炭質(zhì)黏土巖、粉砂巖夾煤線、泥質(zhì)灰?guī)r及生物灰?guī)r；長(zhǎng)興組為灰色中厚層灰?guī)r；夜郎組為褐灰色薄至中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖、黏土質(zhì)粉砂巖、粉砂巖與淺灰色中厚層狀灰?guī)r；飛仙關(guān)組為紫紅色薄層至中厚層巖屑粉砂巖、粉砂質(zhì)黏土巖夾薄層至中厚層灰?guī)r，下部為灰綠色薄層至中厚層鈣質(zhì)粉砂巖、巖屑粉砂巖夾粉砂質(zhì)黏土巖，頂部為灰色鮞?；?guī)r；嘉陵江組巖性主要以碳酸鹽巖為主，夾少量碎屑巖。該區(qū)賦金層序?yàn)榍髂衔⒓?xì)浸染型金礦床代表性的賦金層序之一的龍頭山層序[17]。

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)構(gòu)造主要有褶皺構(gòu)造、高角度斷裂構(gòu)造和低緩傾角滑脫界面。褶皺構(gòu)造主要為戈塘背斜；斷裂構(gòu)造主要有NE向、NW向、SN向的三組，目前發(fā)現(xiàn)三組斷裂構(gòu)造中只有NE向斷層具金礦化顯示，由南東向北西分別為上河壩斷層、科花斷層、大壩斷層、萬(wàn)人洞斷層、大樹(shù)林?jǐn)鄬樱ｑR谷斷層、干寨斷層，其中以海馬谷斷層規(guī)模最大，與化探異常套合好、蝕變組合全等特征；界面構(gòu)造主要指二疊系茅口組與龍?zhí)督M不整合面。對(duì)戈塘背斜及海馬谷斷層特征分述如下：

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要為戈塘背斜。為一寬緩背斜，由西向東走向由NWW轉(zhuǎn)為NW向，研究區(qū)長(zhǎng)約16 km，被NE向斷層錯(cuò)切，背斜北西段軸跡較清楚，背斜南東段因NE向斷層的改造，軸跡不明顯，總體上沿丫頭寨、下免浪一線展布，背斜核部出露棲霞組、茅口組碳酸鹽巖，翼部在南東段出露龍?zhí)督M含煤碎屑巖，北西西段出露飛仙關(guān)碎屑巖、嘉陵江組碳酸鹽巖。

海馬谷斷層斜穿整個(gè)研究區(qū)，走向NE(40°～60°)，淺部?jī)A向NW，傾角60°～70°，局部近于直立或傾向SE，走向長(zhǎng)約40 km。斷裂破碎帶寬10～150 m，在海馬谷—干溝一帶具有明顯的分枝復(fù)合。破碎帶中見(jiàn)構(gòu)造透鏡體，構(gòu)造角礫巖，具硅化、輝銻礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等蝕變。斷裂帶內(nèi)卷入的地層有中、上二疊統(tǒng)至上三疊統(tǒng)，斷裂中段天蓋海子段接受了白堊系茅臺(tái)組洪盆沉積的礫巖層。據(jù)新近研究成果，該斷裂在研究區(qū)中部戈塘穹窿地區(qū)主體表現(xiàn)為傾向南東逆斷層性質(zhì)。斷裂南東盤(pán)最老地層為棲霞組，北西盤(pán)最老地層為飛仙關(guān)組，兩盤(pán)最新地層均為楊柳井組。地層斷距為100 m至一千余米，具有明顯多期活動(dòng)疊加改造特征。

2 礦床分布特征

2.1 礦床(點(diǎn))空間展布特征

研究區(qū)的金礦床(點(diǎn))有戈塘金礦、科花金礦、白石坡金礦、萬(wàn)人洞金礦、豹子洞金礦、海馬谷金礦點(diǎn)、大樹(shù)林金礦點(diǎn)和喬地坡金礦化點(diǎn)(圖2)。根據(jù)礦床(點(diǎn))主要控制因素、就位空間及賦礦地質(zhì)體產(chǎn)出特征，可將區(qū)內(nèi)金礦劃分為3個(gè)亞類(lèi)：分別是界面型、斷控型、土型。其中以界面型為主，已查明資源量約36 t，占該地區(qū)已查明資源總量的93%[14]。研究區(qū)各礦床(點(diǎn))分布及產(chǎn)出特征詳見(jiàn)表1。

表1 戈塘—海子地區(qū)礦床(點(diǎn))分布及產(chǎn)出特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖2 研究區(qū)地質(zhì)、金異常及金礦床點(diǎn)分布簡(jiǎn)圖

2.2 賦礦地質(zhì)體產(chǎn)出特征及分布規(guī)律

根據(jù)區(qū)內(nèi)賦(含)礦地質(zhì)體空間產(chǎn)出特征，可將其分為界面型賦礦地質(zhì)體、斷裂型賦礦地質(zhì)體和不規(guī)則土狀賦礦地質(zhì)體三類(lèi)，分別控制界面型、斷裂型和土型三類(lèi)金礦體的分布及就位空間?，F(xiàn)對(duì)其特征分述如下：

2.2.1 界面型賦礦地質(zhì)體

主要產(chǎn)于上部巖性為碎屑巖，下部為碳酸鹽巖的巖性突變界面(Si/Ca面)，后期成礦流體沿巖性界面?zhèn)认蜻\(yùn)移，經(jīng)熱液蝕變及交代作用形成，蝕變帶通常包含上下兩部分巖層，若界面本身為區(qū)域性沉積間斷面，則更有利于流體的側(cè)向運(yùn)移，蝕變帶的規(guī)模也越大，含礦性越好，蝕變帶及金礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致(圖3)，而分布區(qū)域受控于距流體通道的遠(yuǎn)近及界面本身聯(lián)通性。以中上二疊統(tǒng)(P2m，P3l)之間構(gòu)造蝕變體(Sbt)控制戈塘金礦為其代表。

圖3 戈塘金礦3號(hào)勘查線剖面圖(據(jù)文獻(xiàn)[14])

新近發(fā)現(xiàn)的喬地坡金礦化蝕變帶位于海馬谷斷裂北西盤(pán)附近，下三疊統(tǒng)嘉陵江組一段(灰?guī)r)與二段(碎屑巖)巖性突變界面(圖4)，含金蝕變帶呈似層狀產(chǎn)出，走向北東，走向延伸1.2 km，傾向SE，傾角18°～22°，蝕變帶厚0.8～2.0 m，一般厚約1.2 m，賦礦巖石為硅化、弱硅化、黃鐵礦化細(xì)-粉砂巖、黏土巖，金品位為(0.50～0.80)×10-6。蝕變帶上覆地層巖性為嘉陵江二段中厚層細(xì)-粉砂巖、薄層黏土巖夾少量中厚層灰?guī)r，泥灰?guī)r；下覆地層為嘉陵江一段中厚層灰?guī)r。

圖4 喬地坡金礦化蝕變帶產(chǎn)出形態(tài)示意剖面圖

2.2.2 斷裂型賦礦地質(zhì)體

主要分布于NE向海馬谷斷裂及分枝復(fù)合萬(wàn)人洞斷裂、大樹(shù)林?jǐn)嗔褞Ъ吧舷卤P(pán)附近，地表呈線(條帶)狀分布，深部延深受斷裂帶控制，其本身往往既是成礦流體通道，又產(chǎn)生熱液蝕變及交代作用形成陡傾角脈狀蝕變帶，金礦體規(guī)模受斷裂帶的規(guī)模、巖性組合及封閉條件聯(lián)合控制。如萬(wàn)人洞含金斷裂蝕變帶，受萬(wàn)人洞斷裂控制，出露于研究區(qū)中部，走向北東，地表及淺部?jī)A向NW，傾角70°～85°，蝕變帶寬5～30 m，帶中由灰?guī)r角礫巖與同質(zhì)碎基、砂泥質(zhì)膠結(jié)物等組成。蝕變類(lèi)型主要有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、黏土化。在萬(wàn)人洞寨子附近露頭點(diǎn)上，斷裂破碎帶上盤(pán)出露地層中二疊統(tǒng)茅口組第三段(P2m3)，上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M第一段(P3l1)，下盤(pán)出露地層為中二疊統(tǒng)棲霞組(P2q)，斷距大于400 m(圖5)。斷裂沿走向兩端延伸均交于海馬谷斷裂上，走向長(zhǎng)約6 km。在萬(wàn)人洞采坑，經(jīng)工程揭露系統(tǒng)采樣，斷裂帶含金單件樣品最高品位達(dá)8.21×10-6，一般金品位為(1.0～4.0)×10-6。分析認(rèn)為該地段金礦品位相對(duì)較高，可能與上部龍?zhí)督M第一段碎屑巖起到屏蔽作用有一定關(guān)系。大樹(shù)林含金斷裂蝕變帶，位于NE向海馬谷斷裂與萬(wàn)人洞斷裂圍陷的斷夾塊內(nèi)，受控于NE向大樹(shù)林?jǐn)嗔褞?，走?5°～60°，傾向SE，一般傾角為55°～85°，局部近于直立或倒轉(zhuǎn)(由南西向北東逐漸變陡，直到反傾)，走向長(zhǎng)度大于4 km，往西延伸至茅口組灰?guī)r地層后，斷層帶主要表現(xiàn)方解石脈與角礫狀灰?guī)r，北東段產(chǎn)于龍譚組中，下盤(pán)明顯的縮短變形，為典型的逆斷層的特征(圖6)。斷裂蝕變帶寬1.8～2.3 m，一般寬2.0 m；斷層帶內(nèi)主要為硅化角礫巖，局部見(jiàn)斷層泥，含Au為(1.02～1.50)×10-6。蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、泥化。在該斷裂蝕變帶上下盤(pán)附近采集Hh02(硅化灰?guī)r，Au：0.27×10-6)、Hh03(粉砂巖，Au：0.17×10-6)均具金礦化顯示，在下盤(pán)15 m之外與樣品Hh03為同一巖層中采集的Hh04沒(méi)有金礦化顯示，也指示上下盤(pán)地層中的金礦應(yīng)主要來(lái)致該斷裂(成礦流體通道)。

圖5 斷裂型萬(wàn)人洞金礦采場(chǎng)及1-1′剖面地質(zhì)圖

圖6 大樹(shù)林金礦中段露頭點(diǎn)素描圖

2.2.3 不規(guī)則土狀賦礦地質(zhì)體

主要分布于海馬谷南東盤(pán)、茅口組侵蝕面之上、第四系殘坡積物中下部，是后期次生風(fēng)氧化作用的產(chǎn)物。受控于原始礦源層，一是其上部本身存在礦源層分布，后期礦源層經(jīng)風(fēng)化淋濾原地殘留，另一種則是附近存在礦源層，經(jīng)風(fēng)化剝蝕近距離搬運(yùn)，在有利地形、地貌條件下就位形成。金礦體形態(tài)、規(guī)模受控于原始礦源層規(guī)模、茅口組之上的溶溝、溶槽形態(tài)(圖7)。

圖7 豹子洞金礦2號(hào)采場(chǎng)斷面示意圖

3 控礦因素分析

3.1 地層的控礦作用

1)金礦化受一定層位控制，表現(xiàn)為該區(qū)賦金層位為黔西南微細(xì)浸染型金礦床代表性的賦金層序之一的龍頭山層序[18]。

2)“界面型”金礦體主要分布于茅口組與龍?zhí)督M之間構(gòu)造蝕變體(Sbt)中，受控于P3l/P2m界面，界面構(gòu)造主要為成礦流體提供了側(cè)向運(yùn)移通道和金礦體就位場(chǎng)所。

3)土型金礦分布于茅口組浸蝕面之上，呈面狀、帶狀及不規(guī)則狀分布，而土型金礦體附近往往存在“界面型”含金構(gòu)造蝕變體，并為其形成提供礦源層作用。土型金礦受礦源層及茅口組浸蝕面之上巖溶洼地、漏斗聯(lián)合控制。

3.2 構(gòu)造的控礦作用

3.2.1 斷裂的控礦作用

1)Au異常受NE向斷裂構(gòu)造帶斷裂控制

收集1∶5萬(wàn)普坪幅、1∶5萬(wàn)萬(wàn)屯幅土壤地球化學(xué)調(diào)查成果[14，19]，在區(qū)內(nèi)圈定多個(gè)Au單元素異常，Au異常面積大，強(qiáng)度高，均具三級(jí)濃度分帶。就分布特征來(lái)看，Au異常主要沿NE向的海馬谷斷層、萬(wàn)人洞斷層以及次一級(jí)NE向斷層呈帶狀、串珠狀分布，明顯受控于NE向斷裂構(gòu)造帶。

2)NE向斷裂構(gòu)造帶對(duì)金礦體有明顯的控制作用

一是海馬谷斷裂帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處金礦點(diǎn)、金礦化點(diǎn)。在該斷裂帶中段海馬谷寨子附近，在斷裂帶底界面附近經(jīng)探槽揭露，發(fā)現(xiàn)陡傾角的金礦體，連續(xù)4件樣品Au在(0.5～2.60)×10-6之間，局部還發(fā)現(xiàn)有銻礦化；又在海子鎮(zhèn)北東施工的ZK40-1鉆孔揭露發(fā)現(xiàn)該斷裂帶內(nèi)具有金礦化顯示(金品位為0.30×10-6)[14]。

二是萬(wàn)人洞斷層控制陡傾角大脈狀金礦體產(chǎn)出。在萬(wàn)人洞村寨附近，該斷層蝕變帶控制了陡傾角萬(wàn)人洞金礦體產(chǎn)出[12-13]，礦體長(zhǎng)大于200 m，寬5～20 m，延深大于40 m，礦石為褐色強(qiáng)硅化灰?guī)r角礫，角礫原巖為茅口灰?guī)r。在萬(wàn)人洞采面南西側(cè)觀察發(fā)現(xiàn)，從礦石到近礦圍巖特征來(lái)看，具有類(lèi)似“隱爆角礫巖型”金礦的特征，可分為內(nèi)、中、外三帶，內(nèi)帶為褐色強(qiáng)硅化灰?guī)r角礫，具可拼接性，被同質(zhì)碎基膠結(jié)，金品位為(1.22～8.21)×10-6，中帶為碎裂灰?guī)r，多為方解石脈膠結(jié)，厚0.8～1.5 m，含Au為(0.2～0.8)×10-6，外帶為碎裂灰?guī)r、局部碎裂灰?guī)r，見(jiàn)原巖巖層結(jié)構(gòu)，基本不含金。

三是大樹(shù)林逆沖斷層直接控制了金礦體的產(chǎn)出，含Au為(1.02～1.50)×10-6，礦體規(guī)模嚴(yán)格受斷層破碎帶控制，寬1.8～2.3 m，長(zhǎng)度大于150 m。

3.2.2 褶皺的控礦作用

“界面型”金礦體主要分布于二龍口、上免浪一線，礦體主要分布在戈塘背斜軸部及兩翼1000 m范圍內(nèi)(圖8)的茅口組與龍?zhí)督M之間構(gòu)造蝕變體(Sbt)中。分析認(rèn)為戈塘背斜軸部及附近的虛脫空間對(duì)成礦液體起到定向運(yùn)移、匯聚成礦的作用。

圖8 戈塘金礦區(qū)地質(zhì)及金礦體分布簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[14])

4 成礦模式探討

結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景、礦床特征、空間展布規(guī)律、控礦因素分析，整理提取成礦要素(表2)。

表2 戈塘—海子地區(qū)金礦成礦要素

對(duì)成礦作用分析如下：來(lái)自深源的成礦流體沿NE向的海馬谷斷裂帶上升，因海馬谷斷裂帶規(guī)模較大，條件過(guò)于開(kāi)放，沒(méi)有好的屏蔽層，成礦流體快速通過(guò)進(jìn)入次級(jí)斷層及界面構(gòu)造中，主要起到流體通道的作用，本身往往只能在局部形成規(guī)模小、品位較低、礦化連續(xù)性較差礦體；當(dāng)大量成礦流體進(jìn)入規(guī)模適中的斷裂帶(如萬(wàn)人洞斷裂帶)中時(shí)，在上部碎屑巖有利屏蔽作用下，減緩流體運(yùn)移速度，成礦流體大量在斷裂帶中局部聚集而發(fā)生隱爆成礦，萬(wàn)人洞“隱爆角礫巖型”金礦的發(fā)現(xiàn)佐證了NE向斷裂作為成礦流體通道作用，同時(shí)說(shuō)明金礦成礦對(duì)巖性的選擇是相對(duì)的，當(dāng)條件成熟時(shí)，茅口灰?guī)r也能成為金礦賦礦巖石，形成金礦體；當(dāng)成礦流體進(jìn)入規(guī)模較小斷層破碎帶后，其封閉性好，巖性組合有利時(shí)(如大樹(shù)林?jǐn)鄬?，往往能成型規(guī)模較小、相對(duì)連續(xù)的金礦體。當(dāng)成礦流體進(jìn)入界面構(gòu)造后，由向上運(yùn)移轉(zhuǎn)為側(cè)向運(yùn)移，其運(yùn)動(dòng)速會(huì)明顯變慢，與上部、下部巖層發(fā)生大量熱液蝕變作用，金以交代方式進(jìn)入硫化礦物或以充填方式進(jìn)入黏土礦物中，形成跨地層的后期含金硅化蝕變體(圖9)；在界面與背斜構(gòu)造共同作用使成礦流體定向運(yùn)移，從而與界面上下圍巖發(fā)生充分的物質(zhì)交換，形成金礦體或含金地質(zhì)體。而三疊統(tǒng)嘉陵江組一段(灰?guī)r)與二段(碎屑巖)巖性界面控制的喬地坡金礦化體，則展示了區(qū)內(nèi)多層界面控礦的特征，總體具有上硅下鈣，后期熱液交代的特征。

圖9 構(gòu)造蝕變體(SBT)特征

綜上，認(rèn)為NE向的海馬谷斷層及配套的次級(jí)斷裂是區(qū)內(nèi)金礦主要導(dǎo)礦和次要容礦構(gòu)造，戈塘背斜為成礦前構(gòu)造，對(duì)后期成礦流體運(yùn)移起到匯聚作用，控制了主要金礦體空間分布，中上二疊統(tǒng)之間的巖溶不整合面為主要容礦構(gòu)造，也是區(qū)內(nèi)主要的金礦成礦結(jié)構(gòu)面。萬(wàn)人洞“隱爆角礫巖型”金礦體應(yīng)為這一成礦體系下的特殊產(chǎn)物，而海馬谷斷裂北西盤(pán)金礦化體的發(fā)現(xiàn)則證明在戈塘地區(qū)具有多層界面控制礦體就位的特征，為區(qū)內(nèi)找礦提供新的思路及找礦方向。

為此建立戈塘—海子地區(qū)金礦成礦模式：與深源巖漿活動(dòng)有關(guān)的、受NE向大型逆沖斷層及其配套構(gòu)造聯(lián)合控制的具“斷裂+多層界面”礦體就位特征的中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床(圖10)。

圖10 戈塘—海子地區(qū)金礦成礦模式圖

6 結(jié)論

1)總結(jié)歸納了研究區(qū)各類(lèi)型賦(含)礦地質(zhì)體空間產(chǎn)出特征及分布規(guī)律，認(rèn)為研究區(qū)賦(含)礦地質(zhì)體可分為界面型賦金蝕變帶、斷裂型賦金蝕變帶及不規(guī)則土狀含金地質(zhì)體三種類(lèi)型。

2)較系統(tǒng)分析地層、斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造與區(qū)內(nèi)金礦成礦關(guān)系及其控制作用，較全面的提取了戈塘—海子地區(qū)金礦成礦要素。

3)系統(tǒng)研究區(qū)內(nèi)金礦的成礦規(guī)律，厘定區(qū)內(nèi)關(guān)鍵成礦條件，提出戈塘背斜為成礦前構(gòu)造，對(duì)成礦流體運(yùn)移起到匯聚作用，NE向的海馬谷斷層及配套的次級(jí)斷裂是區(qū)金礦主要導(dǎo)礦和次要容礦構(gòu)造，中上二疊統(tǒng)之間的巖溶不整合面為主要容礦構(gòu)造，控制了區(qū)內(nèi)主要金礦體的就位，三者聯(lián)合控制戈塘—海子地區(qū)主要金礦床(體)的產(chǎn)出及分布。

4)構(gòu)建了與深源巖漿活動(dòng)有關(guān)的、受NE向大型逆沖斷層及其配套構(gòu)造聯(lián)合控制、具“斷裂+多層界面”礦體空間就位特征的中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床成礦模式。