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湖南平江金塘坳矿区地质、地球物理和地球化学特征与成矿条件分析

2022-02-22

世界有色金属 2022年22期
关键词:含金板岩金矿

许 欣

(安徽省地质矿产勘查局313地质队,安徽 六安 237000)

湖南平江金塘坳矿区位于湖南省平江县安定镇境内,属于湘东北金铜多金属成矿带,处在岳阳市平江县矿产资源规划中划定的平江-万古金矿重点勘查区内,北边为仁庆金矿区﹑西北边为九龙庙金矿区﹑对坪金矿区﹑张家洞金矿区﹑大洞金矿区等[1]。该区域地质环境复杂,成矿条件良好,历史上曾多次在此地开展地质相关工作,获得了宝贵的地质资料。通过对矿区进行不同比例尺的地质简测及物化探测量,结合地表槽探﹑钻探工程及取样工作﹑大量化学取样分析测试﹑岩矿鉴定,对该区地质资料的综合整理分析研究及其它工作,圈定矿区金异常晕圈4个,大致查明了区内主要矿脉的数量﹑产状﹑规模﹑形态﹑矿化及蚀变特征﹑空间分布规律等,对矿区的成矿地质条件有了进一步的了解。从宏观上查明了区域内地质构造特征和地球物理﹑地球化学特征,发现了一批矿床﹑矿点,为后续的地质工作提供了基础资料。

1 地质特征

金塘坳矿区地处湘东北,处于扬子板块与华南板块的会聚碰撞带上,属于江南造山带(湖南段),俗称湖南金腰带的北端,湖南平江万古矿区的南东面[2]。中元古界冷家溪组﹑中生界白垩纪和新生界的第四系是该地区的主要出露地层。其中,以冷家溪为最大,约占了该区80%的地层,为一套具复理石建造特征的浅海一半深海浅变质碎屑岩系,岩性为浅灰色﹑浅灰绿色﹑青灰色(含)粉砂质板岩﹑绿泥石绢云母板岩﹑长石石英砂岩﹑凝灰质粉砂岩﹑细砂岩﹑绢云母板岩等。其次白垩系地层占据范围较大,大概占了该区15%的地层,为一套陆相磨拉石碎屑岩建造,岩性为紫红色巨厚层状砾岩﹑砂砾岩夹含砾砂岩等,第四系分布在河流旁和山麓地带[3]。该地区为构造隆起带和盆地,总体上呈北东向。其中构成隆起带的冷家溪群总体呈一近东西或北西向的复式背斜构造,局部产状陡。长平断陷盆地是一种以北东向单斜型为主的白垩纪地层,具有较低的倾角。该区的NE向断层构造十分发育,主要是近东西﹑北西向和南北向断层。

其中以江家咀-西江压扭性断裂为主,金井压扭性断裂,戴公岭压扭性断裂和万古双口斋断裂为主要断裂。

金井压扭性断裂在20°~35°的范围内,从西堂冲开始,向北经路口﹑高桥﹑金井﹑蒲塘到石牛山以北,全长75公里。燕山早期金井岩体的侵入受构造断裂的控制,而燕山晚期金井岩体的再一次作用则是对其进行了切割,并控制了金井和高桥两个小型白垩纪“红盆”的形成,说明该断裂早期为压(扭)性﹑晚期为张性的构造特征[4]。区域内主要的主要构造带为控岩﹑控矿构造,而次北西和近东西向断裂构造为含矿构造。与金矿的成矿有很大的联系,万古金矿床和新发现的大洞﹑小洞﹑金塘坳等金矿床(点),已探明的金矿体都分布在这些类型的断层上,由此,本区的北西﹑近东西向断层是金成矿床的重要特征(图1)。

图1 金塘坳矿区区域地质构造简图

本区位于湘东北部,是湖南全省岩浆活动强度最大﹑活跃期最多的区域。武陵期﹑雪峰期﹑加里东期和燕山期都有持续的岩浆活动,岩体数量多,分布范围广[5]。

2 地球物理特征

以往在矿区开展了面积性激电中梯测量,圈定了两处激电异常,编号Ⅰ﹑Ⅱ号。Ⅰ号异常位于测区的中部,异常呈长条状,异常的浓集中心有8个,浓度分带非常明显,异常值最高值达4.5%,异常规模很大,推测异常可能受两条构造控制,由金属硫化物大量富集所致。异常Ⅱ位于测区的南边,呈长条状,异常最高值为4.6%,异常面积和规模较小,异常的浓集中心为4个,浓度分带较明显,推测Ⅱ号异常受构造控制,异常可能是金属硫化物富集的极化体。

两处激电异常都受构造控制,Ⅰ号异常受两条构造控制,构造为高阻石英脉,走向为近东西向,Ⅱ号异常受一条构造控制,构造为中低阻体,走向为近东西向。

3 地球化学特征

通过1∶20万及1∶5万金属量测量,区域单(多)元素异常较多(188个),其中Cu﹑Pb﹑Zn﹑Au﹑Ag﹑W﹑Co为本区主要成矿成分,其异常对找矿有直接指示作用,Au﹑Sb﹑As等元素的富集场与金矿化联系紧密。1:200,000水系沉积物化探数据的统计分析,该地区冷家溪组的地层含金量普遍偏高,比地壳克拉克值高出1~8倍。岩石中金的分布很不均匀,含金量范围从0.5ppb到44.2ppb,平均为11.6ppb,黄金洞-九岭地区的金矿含量最高,最大值为400ppb,在平原组,从下往上,金的含量呈递增趋势,但在上层,硫化物的含量则明显高于平原组。坪原组第二﹑第三岩性段中金含量分别比第一岩性段高8倍和10倍,第二岩性段中且含大量的毒砂,其数量远超第一﹑第三岩性段,结果表明,该地区的含金量与含硫量之间存在显著的正相关关系。各岩性对金矿体的富集程度存在着一定的差别,该地区的粉砂板岩金的平均质量为15.3 ppb,比其他类型的板岩要高得多。结合2007年该区的1∶1万汞气测量结果,圈定了9个汞气异常晕,重要异常晕有5个。1号异常晕呈东西展布,长约750m,宽约20m~50m,与Ⅷ号含金破碎带及邻近的石英脉有关。2号异常晕呈东西展布,长约760m,宽约20m~200m,与Ⅱ号含金破碎带有关。3号异常晕西端呈条带状南端呈近似椭圆状分布,长约750m,宽20m~200m,与Ⅰ号含金破碎带有关。该异常带向东断续发现4个小异常晕6﹑7﹑8﹑9号延续长约1000余米,预示Ⅰ号含金破碎带向东有延续的可能。4号异常晕呈东西向展布,异常宽约20m~100m,该异常可能与Ⅳ号含金破碎带往西延续有关。5号异常晕呈东西向展布,宽约20m,长200m,该异常晕与Ⅳ号含金破碎带有一定的关系。以上异常晕的圈定对该区的成矿原因分析及找矿工作具有积极意义。

区内金异常呈北西向,异常面积达16平方千米,强度为4.6~106×10-9,元素组合为Au﹑As﹑Pb﹑Zn。经水系沉积物加密取样,金塘坳-白羊坪异常带面积达7km2,金含量为10~1000×10-9,浓集中心较明显,浓度分级较清楚,即内带(>20×10-9)﹑中带(20~10×10-9)﹑外带(<10×10-9)且叠合一个土壤测量锑异常,锑含量为10~28×10-6,平均为20×10-6,面积为0.24km2。

本区岩浆岩以印支期﹑燕山早期岩体金含量最高,分别为2.12ppb和2.43ppb;两种不同类型花岗岩中又以壳幔质混熔型含金量最高,为3.78ppb,而陆壳改造型花岗岩含金仅为0.96ppb,前者为后者的4倍,这可能是后者在成岩过程中金被改造迁移出的结果。

4 矿床(石)特征

该区金矿主要分布于元古界冷家溪群小木坪组(Pt2x)的浅变质岩系砂质板岩﹑粉砂板岩﹑细砂岩,并受到近东西向断裂断裂的影响,属沉积变质再造中低温热液型金矿,可划分为两大工业类型:含金石英脉型金矿和蚀变破碎带金矿。矿区共发现了8条含金矿(化)脉,矿脉总体上没有超过断裂带的控制,矿脉的形态﹑产状﹑规模均与断裂构造带产状﹑规模密切相关。8条矿脉特征各有不同,但均由含金石英脉和含金破碎板岩组成。矿体中金矿化稳定性较差,品位﹑厚度沿矿体的走向和倾向变化较大。矿体中金矿化稳定性差,沿矿体的方向及趋势有很大的变动。赋矿围岩以粉砂质板岩为主,其中粉砂板岩﹑板岩﹑变质粉砂岩﹑细砂岩等为主,节理发育程度不一,具硅化﹑黄铁矿化﹑毒砂化﹑绿泥石化﹑绢云母化。矿体与围岩界线不清楚,依靠样品化学分析结果确定,矿体中未包含需剔除的夹石体。

矿石的化学成分包括金﹑砷﹑硫﹑铅﹑三氧化钨﹑银﹑氧化亚铁﹑三氧化二铁﹑二氧化钛﹑三氧化二铝﹑氧化钾﹑氧化镁﹑氧化钙﹑五氧化二磷等。矿石的矿物成分中,金属矿物主要为自然金﹑毒砂﹑黄铁矿﹑次有方铅矿﹑闪锌矿﹑黄铜矿﹑斑铜矿﹑辉铜矿﹑车轮矿及黝铜矿﹑铜蓝等;脉石矿物主要为石英﹑绢云母﹑次为白云石﹑方解石﹑绿泥石﹑长石﹑白云母等。金的主要赋存形式有两种:一种为可见自然金;另一种为赋存于其他矿物中的或蚀变破碎岩石裂隙中的微细粒金,而矿区金分布以后一种为主。自然金为金黄色,一般0.01mm~0.7mm,最大达3mm,形态不规则,为粒状﹑片状﹑树枝状﹑长条状﹑棒状,具延展性,金属光泽。

5 成矿条件分析

按矿体组合特征和同类矿床比较,矿体主要为区内冷家溪群坪原组(Pt2p1)和小木坪组(Pt2x)地层中的矿床,矿石中的硫同位素和某些微量元素具有沉积和热液两种性质,但以含硫同位素和某些微量元素为主。因此,金矿的形成可能是在一个漫长的地质时期内,经过多个复杂的成矿地质作用,逐渐积累起来的,而最终的热液蚀变则是成矿的重要因素,该金矿的成因类型初步确定为沉积变质再造中低温热液型金矿。

成矿地质方面,扬子准地台南缘为成矿带,它与滇东北﹑川南﹑赣西北三大成矿带相连,形成了一条横跨全省的大型多金属成矿带。扬子成矿区域以低温﹑中低温矿床为主,而华南地区以高温﹑多金属热夜成矿为主。该地区的冷家溪组地层厚度较大,在该地区的构造基础上,经过了多次的构造活动和变形,活化﹑迁移和富集了Au﹑Sb等元素。

区内初步查明含金矿(化)脉及破碎带8条,区域性断裂2条,次级构造及石英脉体50条,矿体受控矿构造的产状﹑形态的制约,与破碎带中石英脉的多少﹑硫化物含量的多少有关,同时硅化﹑绢云母化等蚀变的强弱也是矿体富集的重要因素。

6 找矿标志

矿体总体上集中于控制结构呈舒缓的波浪形曲线和起伏的区段,在断层构造的拐点经常会出现矿体或矿体的厚度增加。在矿脉中,在断裂破碎带膨胀处,石英脉间穿插,一般都是矿体富集。断层泥(糜棱岩)具有较大的厚度,形状规则,具有一定的砂性,通常有矿体。在石英-多金属硫化物的中期成矿阶段,存在多期的矿化叠加,石英脉蚀变板岩中出现了大量的细粒化和粉沫化黄铁矿化和毒砂,往往形成富矿,尤其是在富集交代作用下,形成细条状﹑网状石英脉时,其金品位尤其高。在黄铁矿和毒砂矿化的共同作用下,蚀变带常形成富矿体。

7 结论

金塘坳矿区地处江南造山带,该区域地质环境有利于金属矿床发育,区域内出露地层主要有中元古界冷家溪群,构成隆起带的冷家溪群总体呈一近东西或北西向的复式背斜构造,局部产状陡,内次一级的北西﹑近东西向断裂构造,是金成矿主要的容矿构造。区内围岩蚀变主要为硅化﹑(砷)黄铁矿化﹑毒砂化﹑绢云母化﹑绿泥石化及碳酸盐化。区内金矿赋存元古界冷家溪群小木坪组(Pt2x)浅变质岩系砂质板岩﹑粉砂质板岩﹑细砂岩之中。金矿床的形成可能是长期通过多次复杂的成矿地质作用逐步富集而成,热液蚀变作用可能是形成矿床的关键,矿床成因为沉积变质再造中低温热液型金矿床。通过地球化学测量分析,区域单(多)元素异常较多,其中Cu﹑Pb﹑Zn﹑Au等为本区主要成矿元素,其异常具有寻找相应矿产的直接指示意义,Au﹑Sb﹑As等元素的富集场与金矿化关系密切。实际找矿过程中,可以优先考虑控矿构造在空间上作舒缓波状弯曲且起伏地段。

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