劉升友,鮑振襄,鮑玨敏
(1.湖南辰州礦業(yè)股份有限公司地質(zhì)探礦中心,湖南 沅陵 419607;2.湘西礦產(chǎn)資源綜合研究發(fā)展中心,湖南 乾州 416007)
縱觀世界金礦床在時(shí)間和空間上的分布,約70%的金儲(chǔ)量集中在前寒武系,我國也有56.4%的金儲(chǔ)量分布在前寒武系①,可見產(chǎn)于前寒武系中的金礦占有重要地位。
華南地區(qū)自20世紀(jì)80年代以來,在江南隆起元古宙火山-陸源碎屑巖沉積含金建造組成的變質(zhì)基底的金礦找礦獲得了重大突破,相繼在江西、廣東、湖南、浙江等省找到一批大型-特大型金礦床,顯示華南前寒武系變質(zhì)基底找金的潛力和良好前景。就湖南而言,全省已知金礦產(chǎn)地303處產(chǎn)于前寒武系地層中,其中產(chǎn)于中-新元古界冷家溪群和板溪群及震旦系長安組的金礦床、礦點(diǎn)分別為56處、148處和25處,分別占全省金礦床 (點(diǎn))的18.5%、48.8%和8.3%,合計(jì)75.6%;探明金儲(chǔ)量分別占全省金儲(chǔ)量的14.1%、40.7%和4.7%,合計(jì)59.5%;表明全省金礦的三分之二產(chǎn)地和一半以上的金儲(chǔ)量產(chǎn)自前寒武系。因此研究和探討前寒武系金礦特征與成礦規(guī)律,具有重要的理論和實(shí)踐意義。前人對湖南前寒武系金礦雖然作過較多的研究,但側(cè)重于成礦作用、成礦物質(zhì)來源、礦床形成時(shí)代、成因等[1-4]。本文基于礦床地質(zhì)特征、成礦規(guī)律,主要從找礦勘查角度結(jié)合湖南前寒武系金礦類型及成礦規(guī)律進(jìn)行探討,并提出了找礦方向。
湖南前寒武系,是指位于寒武系之下的一套巨厚的淺變質(zhì)及未變質(zhì)的巖系,通常認(rèn)為它的時(shí)限為600~1400 Ma。
區(qū)域出露最老地層為中元古界冷家溪群,與薊縣系相當(dāng),巖石組合為細(xì)粉砂、粘土質(zhì)含火山碎屑物質(zhì)的濁積巖沉積,厚8000~13000 m。其上的板溪群與青白口系相當(dāng),由馬底驛組和五強(qiáng)溪組構(gòu)成的一套區(qū)域淺變質(zhì)的陸緣碎屑-火山巖、火山碎屑巖系,厚3000~4000 m,最厚可達(dá)7000~8000 m,與下伏地層冷家溪群為不整合接觸。震旦系為假整合于板溪群之上的一套陸海交互相(含冰水沉積)碎屑巖和淺海臺(tái)地相碳酸鹽巖[5]。
湖南的前寒武系存在2次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),即武陵運(yùn)動(dòng)和雪峰運(yùn)動(dòng)。武陵運(yùn)動(dòng)形成冷家溪群與板溪群之間的不整合接觸;雪峰運(yùn)動(dòng)在湖南不同地區(qū)反映的強(qiáng)弱和性質(zhì)不同,雪峰山以北廣大地區(qū)隆起為陸,雪峰山以南接受了厚度巨大的融凍泥石流沉積,盆地進(jìn)入震旦紀(jì)演化階段。
湖南前寒武系金礦主要集中分布于雪峰弧形構(gòu)造帶北段及東段的沅陵-益陽一帶[6],和中段芷江、洪江、溆浦洞口等地區(qū)[7],以及西南段會(huì)同-靖州一帶[8];湘東北幕阜山-九嶺隆起帶[9],湘中白馬山-龍山-醴陵E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶[10](圖1),后者展布空間與區(qū)域重力負(fù)異常的延伸方向一致。區(qū)域主要容礦層位為新元古界板溪群,次為中元古界冷家溪群和震旦系長安組。
區(qū)域礦化集中區(qū)的金礦,總體呈NE向帶狀延伸,礦床則呈NWW向分布,形成NE成行,NW成列的行列式分布格局,這是受E-W向基底隱伏構(gòu)造帶和NNE-NE向深斷裂帶雙重控制的結(jié)果。
位于雪峰隆起帶和幕阜山-九嶺隆起帶的金礦,常成群成帶集中產(chǎn)出,大多數(shù)礦床遠(yuǎn)離巖漿巖體,與巖漿巖關(guān)系不甚明顯,但部分礦(區(qū))內(nèi)成群成帶出現(xiàn)的,與控礦構(gòu)造方向一致的中酸性長英質(zhì)脈巖與成礦有一定的時(shí)空關(guān)系。而產(chǎn)于湘中E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶內(nèi)的金礦,則多見于花崗巖、花崗閃長巖體外接觸帶或隱伏巖體上方,與巖漿巖關(guān)系比較密切??偟膩砜矗S著巖漿成礦作用由SE向NW方向逐漸減弱,湖南中西部地區(qū)的構(gòu)造,特別是深大斷裂及地層層位控巖(巖性)與控礦作用愈益明顯和重要。
湖南前寒武系金礦是具有多種金屬組分構(gòu)成的礦床。綜合其成礦作用從早到晚依次為:(Ⅰ)早期石英-碳酸鹽階段;(Ⅱ)石英-白鎢礦(黑鎢礦)階段;(Ⅲ)石英-硫化物-自然金階段,即銻金礦化階段,該階段包括2個(gè)亞階段:(Ⅲ1)石英-黃鐵礦(毒砂)-自然金階段,為金的主要成礦階段;(Ⅲ2)石英-輝銻礦(或硫化物)-自然金階段,系銻的主要成礦階段;(Ⅳ)晚期石英-碳酸鹽階段[11]。從早期到晚期,礦化在空間分布上依次為鎢礦化、金礦化和銻金礦化、銻礦化②。依據(jù)成礦物質(zhì)來源,熱液來源與性質(zhì)以及與構(gòu)造巖漿巖關(guān)系,總體可將湖南前寒武系金礦成因歸于變質(zhì)熱液礦床類型。
湖南前寒武系金礦類型,按其構(gòu)造控礦特點(diǎn)及載礦巖石類型,可劃分為石英脈型、破碎帶蝕變巖型2個(gè)主要類型,其中石英脈型可細(xì)分為層間型(順層型)和切層型2個(gè)亞類。
2.1.1 順層型(層間脈型)
圖1 湖南前寒武系鎢銻金礦床分布略圖Fig.1 The distribution of gold deposits of Precambrian in Hunan Province
該類型以最負(fù)盛名的沃溪大型鎢銻金礦床最為典型[12-13]。該礦床位于雪峰弧形構(gòu)造帶由NE向E-W向轉(zhuǎn)折并向NW凸出部位,古佛山倒轉(zhuǎn)背斜北翼,賦存于板溪群馬底驛組紫紅色鈣質(zhì)-泥質(zhì)板巖中,產(chǎn)于近E-W向沃溪低角度拆離斷層(F1)下盤沿層發(fā)育的層間剪切滑動(dòng)斷裂帶內(nèi)[14]。石英脈順層產(chǎn)出,脈厚一般0.2~0.5 m,最厚可達(dá)1 m。成礦主要受低序次橫向波狀起伏的褶皺軸部之剝離構(gòu)造或虛脫空間控制。已發(fā)現(xiàn)7條順層礦脈,空間上平行分布疊置產(chǎn)出(圖2)。
礦體一般長80~250 m,延深360~1500 m,最大延深達(dá)2500 m,其傾向延深是其走向延長的3~7倍,最大12倍(十六棚公),系國內(nèi)外罕見的走向長僅200 m,而延深超過2500 m的板柱狀礦體。礦體平均厚度0.47~0.52 m,品位WO30.22%~0.75%,Sb 2.58% ~5.55%,Au 5.45×10-6~10.33×10-6,鎢銻金3種金屬元素均可單獨(dú)作為礦床開采,共同組成國內(nèi)外絕無僅有的鎢銻金共生的大型金礦典型礦例。礦石種類以鎢銻金共生礦石為主,其次是銻金礦石、鎢礦石,未見單一的銻礦石。金以次顯微金和顯微金為主,經(jīng)光片觀察和高倍電鏡鑒定,有86.78%的金賦存于輝銻礦、黃鐵礦為主的硫化礦物中[15]。
2.1.2 切層型
以杏楓山礦床為例③。位于湘中E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶中段,區(qū)域NE向金山背斜北西翼近軸部地段,賦存于板溪群馬底驛組上段黑色炭質(zhì)巖系中。容礦巖性主要為絹英千板巖,次為變質(zhì)砂巖。礦區(qū)3面被白馬山花崗巖體所圍。礦區(qū)內(nèi)所見石英脈有NW向、NE向交錯(cuò)型及NE向順層脈3組,其中產(chǎn)于與背斜軸向近于正交的一組密集的NW向高角度的剪切斷裂隙帶中的石英脈帶是其主要含Au破碎帶,石英細(xì)脈單脈脈幅一般0.5~1.5 cm,含脈率一般為5條/m~10條/m,厚度含脈率10%左右。地表出露長380~500 m,寬50~75 m。1個(gè)礦體往往就是1個(gè)含脈率較高或礦化較強(qiáng)的石英脈組,其形態(tài)、產(chǎn)狀、空間位置與脈帶一致。礦體一般長50~100 m,最長300~400 m,平均水平厚1.14~5.33 m,已控制垂深180~250 m。礦石由絹英千枚巖及石英細(xì)脈組成,其含Au性有隨含脈率的增高而增強(qiáng)的趨勢。礦石自然類型為石英-毒砂-自然金-千枚巖型礦石。自然金主要為賦存于毒砂中的“不可見金”[16]。單礦物分析,毒砂含Au 121.15×10-6,據(jù)選礦試驗(yàn)資料④,毒砂中所含“不可見金”占93.10%。
圖2 沃溪鎢銻金礦4勘探線剖面圖Fig.2 No.4 prospecting line profile map of Wuqiangxi W-Sb-Au deposit
以龍山銻金礦床為例[17-19]⑤。該礦床位于湘中E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶與祁陽弧北翼截接復(fù)合部位的龍山穹隆構(gòu)造中部。出露地層主要為下震旦統(tǒng)長安組一套含礫砂質(zhì)板巖夾粉砂質(zhì)板巖,含大量陸源碎屑,具重力流沉積特征。銻金礦脈主要產(chǎn)于穹隆構(gòu)造核部的1組NWW向張剪性斷裂構(gòu)造中,呈高角度交錯(cuò)脈狀產(chǎn)出(圖3)。脈帶長1396 m,礦脈長80~300 m,最長880 m,控制延深(垂深)480~670 m,礦體長40~190 m,最長302 m,較普遍地具有向NWW側(cè)伏延伸的特點(diǎn),其延伸深度是其走向長度的2~4倍,最大13.6倍。礦體厚0.30~3.61 m,平均0.86~1.22 m,含Sb 0.04%~61.07%,平均4.90%~22.79%,銻品位變化系數(shù)102%~732%,Au 品位 0.25×10-6~21.06×10-6,平均 3.89×10-6~6.42×10-6,金品位變化系數(shù)43%~99%。此外,尚含As 0.33%~0.57%。礦體具有膨大、縮小、尖滅、側(cè)現(xiàn)等現(xiàn)象,主要受扭張性斷裂控制。礦體中Sb、As、Au三者之間的空間關(guān)系是:有Sb必有Au,有Au不一定有Sb,但有Au處As含量一定增高。Sb、As、Au三者之間的相關(guān)性及Sb與Au之間若即若離的成礦關(guān)系,反映了礦化峰期的特征以及Sb、As、Au三者之間地球化學(xué)的相似性與差異性。礦石自然類型以石英-輝銻礦-黃鐵礦(毒砂)-自然金型為主。自然金主要以次顯微金形式賦存于以輝銻礦為主,次為黃鐵礦、毒砂的載金礦物之中,其Au的配分率分別為38.1%、15.1%、5.7%⑥。
湖南前寒武系金礦床除上述兩類主要礦床類型外,近年來隨著找礦研究和勘查工作的不斷深入,發(fā)現(xiàn)了“斑巖型金礦”[20-22]。該類金礦主要分布在雪峰弧形構(gòu)造帶的東段的桃江、安化、益陽等縣境,如桃江半邊山、水滿沖、修山,安化符竹溪、益陽楊泗廟等,以半邊山金礦為例簡介如下。
圖3 龍山銻金礦床地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological profile of Longshan Sb-Au deposit
半邊山斑巖型金礦,賦存于桃江花崗閃長巖體外接觸帶的冷家溪群長英質(zhì)脈巖中,已發(fā)現(xiàn)12條,其中9條為含金石英斑巖,3條為花崗斑巖(弱金礦化),呈NNE向延伸,成組成帶分布,平行產(chǎn)出,主要充填于NNE向陡傾斜斷裂帶內(nèi),總體傾向圍巖或圍巖的劈理方向,傾角60°~75°。一般長1800~3500 m,最長(V5)5400 m,寬 7~11 m。斑巖體與圍巖接觸界面清晰、平直,少部分呈“弧形”或波狀面犬牙交錯(cuò)狀產(chǎn)出,局部探硐還見有隱伏相連的小巖枝及呈不規(guī)則脈狀、枝狀穿插于圍巖中的石英斑巖脈。
據(jù)鏡下觀察,石英斑巖具斑狀結(jié)構(gòu),由斑晶(石英、長石)和基質(zhì)(主要為微晶斜長石)組成。巖石的化學(xué)成分屬于酸過飽和或鋁過飽和的鈣堿性巖石,這與湘西鎢銻砷金礦床出露的石英(花崗)斑巖的巖石化學(xué)成分一致。
根據(jù)野外調(diào)查和民采礦硐觀察,結(jié)合數(shù)百件樣品的化學(xué)分析,半邊山斑巖型金礦化,可劃分為3種類型,即斑巖金礦化,斑巖中的石英脈型金礦化和接觸破碎帶金礦化。60件人工重砂鑒定資料表明金主要為自然金,晶體多為不規(guī)則粒狀,少數(shù)樹枝狀。粒度<0.1 mm占86.3%~100%。圍巖蝕變主要有硅化、鉀化、黃鐵礦化、粘土化及鐵(錳)礦化等。
經(jīng)近年來對半邊山斑巖型金礦V1、V2脈勘查表明,深部見礦較好,礦石品位較高,Au品位在5×10-6以上,厚2 m左右。初步估算的金資源量2000 ~3000 kg,預(yù)測資源量在 5000 kg以上[23],礦山規(guī)模達(dá)中型。
湖南前寒武系金礦主要產(chǎn)于上地幔隆起區(qū)的邊緣,即幔隆與幔凹的過渡部位[24],諸如常德幔隆南側(cè)的沃溪、西沖、冷家溪、符竹溪、鄧石橋等礦床;麻陽幔隆東緣的泥潭沖、古臺(tái)山、鏟子坪等礦床;南側(cè)的漠濱、平茶、淘金沖等礦床;湘潭幔隆北東側(cè)的黃金洞、萬古等礦床;東側(cè)的洪源,雁林寺等礦床。這些地帶之所以對金礦成礦有利,主要是因該地區(qū)常常有深斷裂通過之故。如雪峰弧形構(gòu)造帶,它是華南2大板塊的對接帶,長達(dá)1000余km,深切上地幔,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因而其成礦條件也最好?;旧峡刂屏耸?nèi)大多數(shù)前寒武系金礦的成生與展布。所以說這條規(guī)模巨大的雪峰弧形構(gòu)造帶,也是一條規(guī)模巨大的金礦成礦帶。
從湖南前寒武系分布區(qū)的區(qū)域構(gòu)造格局看,宏觀上NNE-NE向構(gòu)造格局最為顯著,但近E-W向構(gòu)造同樣占有重要位置,它是貫穿湘西、湘東北及湘中地區(qū)的基底隱伏斷裂帶。正是這2組深斷裂的存在,才造就了區(qū)域金礦床(化)集中區(qū)(帶)按E-W向構(gòu)造定位、又依NNE-NE向構(gòu)造成帶的分布格局。其整體成礦作用過程與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)及其它地質(zhì)作用密切相關(guān),特別是深斷裂控制了成礦區(qū)(帶)的定位和展布,不同方向深斷裂的交匯地帶控制了礦床(化)集中區(qū)(帶)的產(chǎn)出;更次級的區(qū)域及礦區(qū)斷裂構(gòu)造則逐級、逐次地控制了礦區(qū)、礦床的定位,以致于礦體的貧富變化也無不受到局部構(gòu)造因素的制約;并具有明顯的方向性、側(cè)伏性和近似的等距性[10]。這種逐級逐次控制成礦作用,實(shí)際上也就是逐級逐次的構(gòu)造成礦作用,實(shí)質(zhì)上就是構(gòu)造成礦。
湖南前寒武系金礦空間分布的一個(gè)明顯特點(diǎn)是受一定的地層層位和巖石建造控制,具有顯著的層控效應(yīng)。容礦層位主要是板溪群,其次為冷家溪群和震旦系長安組。層位控礦的原因可能與這些層位的巖石物質(zhì)組分(包括化學(xué)成分、微量元素和Au豐度等)和建造類型等因素有關(guān)[6]。據(jù)研究有4類沉積建造對金起著明顯的控制作用:(1)含基性火山碎屑物質(zhì)的變質(zhì)火山沉積巖系,具濁流沉積的復(fù)理石建造,主要發(fā)育于冷家溪群第二巖性段,鄧石橋金礦等即主要受該建造控制;(2)鈣質(zhì)-泥砂質(zhì)類復(fù)理石建造發(fā)育于板溪群馬底驛組第二巖性段,沅陵-常德-益陽一帶金礦床(化)集中區(qū)的沃溪、冷家溪、西沖、符竹溪等金礦即主要受該沉積建造控制;(3)火山-沉積砂泥質(zhì)復(fù)理石和類復(fù)理石建造,發(fā)育于板溪群五強(qiáng)溪組上段,湘西泥潭沖、江東灣,湘西南的漠濱、淘金沖等金礦床主要受該沉積建造控制;(4)含礫砂質(zhì)板巖或富含陸源火山碎屑物質(zhì)的含礫砂質(zhì)板巖,具重力流沉積特征的下震旦統(tǒng)長安組中下部,湘中鏟子坪、龍山、古臺(tái)山等礦床即受該沉積建造控制。
上述4類巖石共同特點(diǎn)是,富含粘土質(zhì)礦物,高價(jià)鐵氧化物及鈣質(zhì)等,粘土礦物和Fe(OH)3膠體對Au有著明顯的吸附作用,其初始沉積建造中可能有較高的Au豐度。而火山-沉積砂泥質(zhì)復(fù)理石建造富含火山凝灰質(zhì),形成于弧間盆地,推測其初始沉積建造中,Au豐度可能較高,如長安組Au豐度1.93×10-9。此外,含礫砂質(zhì)板巖建造,具有厚層塊狀特點(diǎn),在構(gòu)造應(yīng)力作用下,發(fā)育斷裂破碎帶或密集的節(jié)理裂隙帶,易于形成破碎帶蝕變巖型金礦床。所以說含Au建造決定了區(qū)域潛在的含Au性,是形成金礦床(化)集中區(qū)的必要前提。
原發(fā)性高血壓和糖尿病都會(huì)對患者身體的正常激素分泌、代謝以及其他正常功能產(chǎn)生較大的影響,并且這兩種疾病在治療上都有著較高的難度,再加上老年群體體質(zhì)較弱,抵抗力差,身體恢復(fù)機(jī)能也較低,當(dāng)這兩種疾病在老年群體身上合并,治療難度就大大增加了[8-9]。隨著我國醫(yī)學(xué)水平的不斷進(jìn)步及提高,如何有效提高社區(qū)老年原發(fā)高血壓合并糖尿病的治療效果,并有效降低患者的血糖水平,成為了醫(yī)學(xué)界關(guān)注的問題。醫(yī)學(xué)上常常用氨氯地平來治療該疾病,但經(jīng)過臨床研究發(fā)現(xiàn),氨氯地平聯(lián)合纈沙坦對該疾病有著更佳的治療效果。
依據(jù)湘東北地區(qū)黃金洞、萬古、團(tuán)山背金礦床和湘西沃溪鎢銻金礦床含Au石英流體包裹體的87Sr/86Sr的研究[25-27],顯示成礦流體富集放射性成因鍶,且明顯高于現(xiàn)代海水熱液和古代海水的鍶同位素組成,放射成因87Sr的潛在來源為火成硫酸鹽礦物或Rb/Sr值較高的碎屑巖[28]。結(jié)合湖南前寒武系金礦主要產(chǎn)于中-新元古界冷家溪群和板溪群兩套淺變質(zhì)巖系組成的區(qū)內(nèi)變質(zhì)褶皺基底的地質(zhì)事實(shí),推測該地區(qū)金礦的物質(zhì)來源最有可能來自古老碎屑巖基底或深部地殼。
雪峰弧形構(gòu)造帶內(nèi)的前寒武系金礦,大多遠(yuǎn)離巖漿巖體,巖體侵入作用與成礦的關(guān)系不明顯。但部分礦床(區(qū))內(nèi)成群成帶出現(xiàn)的長英質(zhì)脈巖等,在空間上與金礦化關(guān)系密切,在時(shí)間上與金礦化期接近[29]。這類脈巖常侵入于礦床(區(qū))的成礦構(gòu)造中,甚至成為直接的容礦圍巖,金礦化與之相伴產(chǎn)出(圖4)。礦床往往在長英質(zhì)脈巖上、下盤緊靠脈巖產(chǎn)出,或賦存在脈巖中間或穿插脈巖,有的礦床中富Sb的金礦體直接產(chǎn)在長英質(zhì)脈巖兩側(cè)或其中,且愈貼近脈巖金礦化愈強(qiáng)烈;有的脈巖地表未出露,但向礦床深部見到隱伏脈巖與礦脈緊密相連等。種種跡象表明,金礦化與長英質(zhì)脈巖形影相隨,且愈向礦床深部二者的成礦關(guān)系亦愈密切,并預(yù)示其深部可能有隱伏巖體存在。所以,成群成帶出現(xiàn)、與控礦構(gòu)造方向一致的長英質(zhì)脈巖帶,可以作為湖南前寒武系金礦床(區(qū))成礦的重要標(biāo)志之一。
圖4 符竹溪銻金礦床地質(zhì)剖面圖Fig.4 Geological profile of Fuzhuxi Sb-Au deposit
受湘中E-W向構(gòu)造帶控制的金礦床,常產(chǎn)于花崗巖、花崗閃長巖的接觸帶或隱伏巖體上方。是前寒武系沉積巖中Au等在花崗巖化過程中進(jìn)入巖漿熱液或變質(zhì)熱液,進(jìn)而在巖漿上侵時(shí)的熱力力驅(qū)動(dòng)下,由巖漿中心高能部位向巖體外圍低能封閉空間遷移富集的結(jié)果[30],其所形成的金礦床都出現(xiàn)在巖體的外接觸帶或隱伏巖體的上方。
湖南產(chǎn)于前寒武系地層中的金礦類型基本上屬于變質(zhì)熱液型,這類礦床是在富金的前寒武系火山-沉積建造,于變質(zhì)作用過程中因礦物和巖石的去揮發(fā)份作用所形成的變質(zhì)液體(熱液),通過水-巖反應(yīng),使Au活化、遷移、沉淀富集而形成的金礦。礦區(qū)(床)附近常有顯生宙巖漿巖,可有不同程度的巖漿熱液蝕變及礦化[31],但礦床主要產(chǎn)于變質(zhì)巖區(qū)且以變質(zhì)熱液成礦作用為主,故礦床成因類型歸于變質(zhì)熱液礦床,包括含金石英脈型和破碎帶蝕變巖型金礦。
本區(qū)變質(zhì)熱液型金礦,主要產(chǎn)于加里東期區(qū)域動(dòng)-壓力變質(zhì)作用形成的次綠片巖相變質(zhì)帶內(nèi)。在區(qū)域變質(zhì)過程中,Au有明顯的活化、遷移和再聚集趨勢。發(fā)生于動(dòng)力變形帶的動(dòng)力變質(zhì)作用。由于升溫升壓、礦物破碎和水化學(xué)等而析出SiO2和Au等,并定向遷移至擴(kuò)容空間或破碎空間,而SiO2組分的析出預(yù)示著Au元素等遷移的定位先導(dǎo)。
由變質(zhì)熱液所形成的含金石英脈型金礦,主要為含金的變質(zhì)熱液充填的產(chǎn)物,圍巖常為板巖、鈣質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖等,多數(shù)賦存于區(qū)域緩傾斜拆離斷層下盤之剝離構(gòu)造帶內(nèi),礦體與圍巖多呈整合接觸,并有同步褶皺等塑性變形。
受韌-脆性斷裂構(gòu)造控制的破碎帶蝕變巖型金礦,主要是在區(qū)域性構(gòu)造變形過程中,大規(guī)模深層次的韌性剪切變形,促使前寒武系含金建造中的Au活化、遷移,連同SiO2、K、Na等活性組分和巖石中H2O一起,形成含Au動(dòng)力變質(zhì)熱液參與成礦[32]。
該類礦床主要產(chǎn)在區(qū)域陡傾斜的韌性剪切帶下盤之大角度相交的張性-張扭性脆性斷裂中。成礦作用以交代和充填作用為主。成礦期斷裂普遍發(fā)生了熱液蝕變,其中與金密切相關(guān)的硅化主要發(fā)生在構(gòu)造角礫巖和碎裂巖分布的彌散空間,其產(chǎn)物是交代石英巖和硅化圍巖。這類交代變質(zhì)巖是在變質(zhì)過程中由于脫水反應(yīng)、構(gòu)造熱液等富集的變質(zhì)熱液形成的。
研究表明,區(qū)內(nèi)熱液蝕變是在同一空間多次構(gòu)造活動(dòng),造成含礦熱液多次充填交代連續(xù)演化的結(jié)果,蝕變帶通常沿控礦斷裂帶展布。其中,NNE-NE向斷裂系統(tǒng)主要是Al3+、K+等大半徑離子的相對集中,表現(xiàn)為絹云母化,局部硅化,金礦化普遍較弱。NW-NWW向斷裂破碎帶具有多種蝕變作用,與Au的富集成礦密切相關(guān)。硅化主要發(fā)生在構(gòu)造角礫巖和碎裂巖分布的彌散空間,其典型產(chǎn)物是交代石英巖和硅化圍巖。絹云母化是礦脈圍巖的綠泥石被絹云母交代,宏觀上表現(xiàn)為灰綠色圍巖褪色為灰黃色、灰白色,它是一種去鐵作用的結(jié)果,進(jìn)而形成絹英巖化。黃鐵礦化、毒砂化疊加在硅化和絹云母化區(qū),特別是絹英巖化部位,二者共生,構(gòu)成破碎帶蝕變巖型金礦典型的熱液蝕變序列。
大量探采資料表明,金礦化與硅化密切相關(guān),自然金與硫化物共生,蝕變強(qiáng)硅化和硫化物集中發(fā)育部位,強(qiáng)烈的熱液蝕變引起了強(qiáng)烈的金礦化。可以認(rèn)為,湖南前寒武系金礦“無金不硅,無硅不堿交代,沒有堿交代和石英充填就沒有熱液金礦床”[32],其原因是Au元素通過堿交代從巖石中浸出進(jìn)入溶液后,立即被熱液中酸性陰離子CO32-(配位體)絡(luò)合為絡(luò)陰離子進(jìn)行遷移之故。礦液主要成分為K2[Au+(AsS3)]+H2CO3及 K2[Au(SbS3)]+H2CO3+H2O。這2種礦液由于SiO2在富K、Na熱液中溶解度最大,同時(shí)伴隨硅遷移??梢奡iO2在金的熱液礦床中的遍在性。
研究表明,硅化與金礦密切相關(guān)的原因,在于SiO2在熱液中常呈硅膠出現(xiàn),而硅膠是Au的天然吸附劑和載體。據(jù)高溫、高壓下熱液中硅化與金礦化實(shí)驗(yàn)[33],SiO2在熱液中呈圓球狀的硅溶膠出現(xiàn),這些硅溶液吸附Au,二者沉淀?xiàng)l件相似,這就是金的成礦作用與硅化作用密切相關(guān)的緣由。
湖南前寒武系金礦床具有一組相同的元素地球化學(xué)組合,即 W、Sb、As、Au,說明其有共同的含金建造。據(jù)湘西地區(qū)冷家溪群和板溪群(主要是馬底驛組)元素背景含量(89件)統(tǒng)計(jì),平均含W 4.8×10-6、Sb 2.4×10-6、As 5.12 ×10-6、Au 3.5×10-9,分別為上部大陸地殼平均值的 2.4、12、4.4、1.9倍;湘東地區(qū) W 5.2×10-6、Sb 0.89×10-6、As 22.2×10-6、Au 4.7×10-9,也都高于上部陸殼許多倍。另據(jù)沃溪、符竹溪、鄧石橋、龍山等礦床元素相關(guān)性分析,Au-Sb、Au-As、Sb-As均有不同程度的相關(guān)性,尤其是Au-As為線性相關(guān),表明這些礦床承襲了區(qū)域前寒武系地層中成礦元素的組合特點(diǎn)[6]。
探采資料表明,湖南前寒武系金礦床中,W常見,但與Au并不經(jīng)常共生,Sb、As(尤其是As)與Au成礦關(guān)系密切。礦區(qū)(床)Au礦化的特點(diǎn)是,As元素的異常大于Au、Sb元素的異常,三者重合性好。Au的礦化大于Sb的礦化,礦區(qū)(床)內(nèi)有Sb必有Au,有Au不一定有Sb,但其As含量一定增高。這表明Sb與Au既可“影隨其形”,又“若即若離”,是Au與Sb“共生分離”成礦效應(yīng)的反映[34];而Au與As的成礦關(guān)系是,Au的富集是隨As而富集的。從成礦的物理化學(xué)條件分析,可以看出,金礦床中含Au礦物主要是毒砂,在毒砂(FeAsS)的分子式里,As是在S少的情況下作為陰離子參加礦物晶格,只起對硫(S2)2-的作用,如使硫發(fā)生S--S2-的變化,只有S-接納了Au才能活化轉(zhuǎn)移,而硫化物的存在,對Au的活化運(yùn)移和沉淀更易進(jìn)行。
從元素的地球化學(xué)性質(zhì)看,黃鐵礦(FeS2)中的八面體共價(jià)半徑為1.23 A。,毒砂(FeAsS)中 As的共價(jià)半徑為1.29A。,均與Au的八面體共價(jià)半徑1.40A。相近;FeS2與Au2Sb同構(gòu),Au與S也可結(jié)合,因此,Au可以替代FeS2中Fe和FeAsS中的As。據(jù)龍王江砷金礦床礦石化學(xué)分析統(tǒng)計(jì)資料,Au/As值較穩(wěn)定,一般為3.6~4.5,并有同步增長趨勢。當(dāng)樣品中As量達(dá)到0.27×10-2時(shí),Au一般可達(dá)1.5×10-6左右。由于Au與As有一定的數(shù)量關(guān)系,表明As和Au以保持不變的相對含量,通過沉積成巖作用即可進(jìn)入含鐵礦物和巖石中,形成Au的初始富集。可以認(rèn)為,在湖南前寒武系金礦中,沒有硫化物作還原障,Au是不可能富集成礦的[35]。以親S作媒介,As和Au常共生,由于As、Au有共同的親硫性和多價(jià)性,以及As起助Au還原作用等特征,這是Au常與砷礦物或含砷礦物的地質(zhì)體密切相關(guān)的地球化學(xué)因素。
湖南前寒武系金礦,主要沿著與其展布一致的雪峰弧形構(gòu)造帶分布,包括大部分石英脈型金礦和破碎帶蝕變巖型金礦。其中石英脈型主要產(chǎn)于區(qū)域開闊平緩背(向)斜翼部和主干斷裂旁側(cè)的次級層間滑動(dòng)剪切斷裂系統(tǒng),具多層性,呈層帶狀,平行或斜列產(chǎn)出,與圍巖產(chǎn)狀近于一致。破碎帶蝕變型金礦,主要分布于NE向高角度大斷裂一側(cè)的配套或派生的NW向橫向扭張性斷裂中,礦脈往往是相互平行的多條,呈雁行狀排列。其構(gòu)造空間為負(fù)壓狀態(tài),是含礦熱液集中和沉淀的良好的容礦構(gòu)造,發(fā)生了強(qiáng)烈的熱液蝕變和金礦化,富集形成金礦床。
湘東北地區(qū)的金礦主要分布于幕阜山-九嶺隆起帶傾伏端之倒轉(zhuǎn)背斜翼部和NWW~E-W向斷裂構(gòu)造中,礦床成群成組出現(xiàn),集中分布。容礦地層主要為冷家溪群第四巖組第一段及第二段淺變質(zhì)碎屑巖,巖性為板巖、砂質(zhì)板巖間或有凝灰質(zhì)砂巖等。主要礦脈賦存于近E-W向斷裂中,個(gè)別礦床的礦脈還見于NE向劈理化帶中。礦體大多有石英細(xì)脈、網(wǎng)脈和含金蝕變板巖組成。礦體形態(tài)多為不規(guī)則脈狀、透鏡狀,產(chǎn)狀和斷裂產(chǎn)狀一致。區(qū)域巖漿巖較發(fā)育,對成礦有一定影響。
橫亙于湖南中部地區(qū)的湘中E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶的破碎帶蝕變巖型金礦,主要產(chǎn)于呈“一”字形分布的白馬山-龍山-醴陵E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶內(nèi)[36],礦床分布于E-W向串珠狀出現(xiàn)的穹隆構(gòu)造核部之NE向傾伏背斜或巖體的外接觸帶及隱伏巖體上方,成礦受地層層位(巖性)、構(gòu)造和巖漿作用控制。這類礦床多呈陡傾斜交錯(cuò)脈狀產(chǎn)出,位于區(qū)域變質(zhì)(變形)作用強(qiáng)烈地段的倒轉(zhuǎn)背斜、傾狀背斜、主干斷裂旁側(cè)的張剪性復(fù)合斷裂帶,強(qiáng)片(劈)理化帶,強(qiáng)硅化巖帶等構(gòu)造、蝕變巖地段,礦脈成群成組出現(xiàn),具有近似的等距性、側(cè)伏成礦和強(qiáng)烈的方向性等構(gòu)造特點(diǎn)。主要礦床多呈近E-W向延展。
(1)湖南前寒武系金礦按其成礦地質(zhì)特點(diǎn)和控礦因素可劃分為石英脈型和破碎帶蝕變型兩個(gè)主要類型,礦床均產(chǎn)于深大斷裂和區(qū)域性大斷裂的附近及其中新元古界冷家溪群、板溪群和震旦系下統(tǒng)淺變質(zhì)巖系組成的變質(zhì)基底。石英脈型金礦點(diǎn)多面廣,幾乎遍布于中新元古界板溪群(尤其是馬底驛組)和冷家溪群地層分布區(qū)。除少數(shù)礦床達(dá)到大中型規(guī)模外,多數(shù)礦床為小型規(guī)?;虻V點(diǎn),且礦化很不均勻。破碎帶蝕變巖型金礦,主要分布于雪峰弧形構(gòu)造帶中段與湘中EW向構(gòu)造-巖漿巖帶交匯部位,以及湘中E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶東延部位。
(2)按大地構(gòu)造單元和金礦床的空間分布,湖南前寒武系金礦歸于“一弧兩帶”。深大斷裂控制了成礦帶的展布,不同方位的深大斷裂的交匯部位控制了礦化集中區(qū)的產(chǎn)出。其中雪峰弧形構(gòu)造帶,既是大型韌性剪切帶,又是大型金礦成礦帶,它集中了湖南前寒武系大多數(shù)石英脈型、破碎帶蝕變巖型金礦。幕阜山-九嶺隆起帶,隨著找礦研究工作的不斷深入,近年來相繼發(fā)現(xiàn)了多處石英脈型和蝕變巖型金礦;湘中E-W向構(gòu)造-巖漿巖帶,在其與雪峰弧形構(gòu)造帶復(fù)合部位,發(fā)現(xiàn)了一大批大型破碎帶蝕變巖型銻金礦。上述礦床的不斷被發(fā)現(xiàn)充分顯示了湖南前寒武系金礦巨大的找礦潛力。
審稿專家認(rèn)真細(xì)致地審閱了本文,并提出了諸多寶貴的修改意見,謹(jǐn)表謝忱。
注釋:
①吳美德.世界金礦床.1986
②鮑肖,陳放.湘西鎢銻金礦床成礦特征及其找礦意義.湖南黃金,1995:1-8.
③基建工程兵00535部隊(duì).湖南省隆回縣杏楓山金礦普查地質(zhì)報(bào)告[R].1983.
④冶金部長長沙礦冶研究所.隆回金礦杏楓山礦區(qū)礦石選礦試驗(yàn)報(bào)告[R].1987.
⑤基建工程兵00535部隊(duì).湖南省新邵縣龍山金銻礦區(qū)1、2號脈勘探地質(zhì)報(bào)告[R].1983.
⑥湖南冶金研究所.新邵縣龍山金銻礦區(qū)礦石選礦試驗(yàn)報(bào)告(R).1983.
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