湘东北地区金矿成矿规律及找矿方向探讨

　　摘 要 湘东北地区位于江南造山带中段，是雪峰-九岭巨型弧形金成矿带的重要组成部分。本文在综合前人研究成果的基础上，结合本单位多年来在本地区的勘查工作，认为本地区蓟县系坪原组为金的矿源层;近东西向的韧性剪切带为成矿前构造，北东向长平深大断裂为导矿构造，北西(西)、近东西向断裂为容矿构造;北东向次级构造为成矿后构造;燕山期岩浆岩为湘东北金矿的成矿作用提供了部分成矿流体和成矿物质，并提供了能量;本区金矿体向深部延伸稳定，据此，本文认为万古金矿床和黄金洞金矿床的深部具有较好的找矿前景。

　　关键词 江南造山带;湘东北;金矿;成矿规律;找矿方向

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　　1 引言

　　湘东北地区位于江南造山带中段，东连江西九岭隆起，西接雪峰弧形构造带，是雪峰-九岭巨型弧形金锑钨多金属成矿带的重要组成部分(图1)。区内已探明的金资源储量已超过150吨，鉴于良好的成矿地质背景和金资源潜力，前人在本区进行了大量的研究。然而，本区金矿床的成因仍存在分歧，主要有两种观点：一种认为，中元古界地层为矿源层，中生代大规模的流体运移使地层中的金活化、迁移，并富集成矿，即沉积-(变质)改造型[17，14，18，15];另一种认为，成矿元素来源于因中生代以来大规模岩浆侵位而导致的岩浆热液，部分成矿物质来源于地壳深部或地幔[16]，进而结合中生代区域地质构造演化特点，认为江南造山带金矿为“陆内活化”型矿床[21]。本文在总结前人研究基础上，结合本单位在该区多年的勘查工作，对本区金成矿规律和找矿方向进行初步探讨。

　　2 区域地质背景及矿产特征

　　湘东北地区出露的地层有中元古界、中生界白垩系及新生界第四系(图2)。中元古界由具复理式建造特征的浅海变质火山-碎屑岩和变质粘土岩组成，分布于研究区的东西两段，形成区内的构造窿起带，是区域内金矿的主要赋矿围岩。区内总体构造走向为北东向，构造格架为“二隆三盆”，从北西至南东依次为：汩罗-洞庭凹陷盆地、幕阜山隆起、长沙-平江断陷盆地、连云山隆起及醴陵拗陷盆地;主要的北東向区域性深大断裂有：新宁—灰汤深大断裂、长沙—平江深大断裂和浏阳—醴陵—衡东深大断裂。本区域是湖南省内岩浆活动最强烈、且活动期次最多的地区，包括武陵期、雪峰期、加里东期、燕山期岩浆岩。其中又以燕山期岩体最为发育，主要岩体有望湘、幕阜山、金井、连云山、蕉溪岭等陆壳改造型花岗岩岩基。

　　区内矿产资源丰富，目前已发现主要矿产17种，金、铜、钴为区内的优势矿种。金矿主要集中在望湘-金井岩体外围及连云山岩体-黄金洞一带(图2)。

　　3 典型金矿床地质特征

　　本区典型的金矿床为万古金矿床(超大型)和黄金洞金矿床(大型)，两者分别位于长沙-平江深大断裂(以下简称长平断裂)的北西侧和南东侧，并具有以下相似地质特征：赋矿地层主要为蓟县系坪原组浅变质碎屑岩，岩性以砂质板岩和绢云母板岩为主;矿区断裂构造发育，主要为北东向及北西西向，金矿体主要赋存于北西西向断裂中，北东向断裂对矿体也有一定的改造作用;矿区内均无岩浆岩体出露，但在大万矿区西南10～12 km处有燕山期侵入的金井花岗岩岩基，黄金洞矿区西南10 km处出露有燕山期的连云山花岗岩。

　　3.1 万古金矿床

　　万古金矿床内共发现含金构造带40余条，主要矿脉为20、1、2、8、14号脉，共圈出大小金矿体80个。矿体形态、产状和规模基本上受北西(西)向断裂破碎带控制，倾向北东，整体顺层，局部切层。矿体多呈脉状、似层状或长透镜体状沿构造破碎带充填，其中的石英脉亦呈透镜状及细(网)脉状顺构造面分布，前者脉宽一般5-20 cm。石英脉较发育处，往往金品位相对较高，局部可见明金。矿石类型主要为石英脉型和破碎蚀变岩型，次为构造角砾岩型。矿石矿物主要为毒砂和黄铁矿，还有少量方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、自然金等。脉石矿物主要为石英和方解石，此外，还有少量的绿泥石、绢云母等。矿区主要蚀变有硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢云母化、退色化、白云石化。金矿化与硅化、黄铁矿化、毒砂化关系密切，当上述蚀变同时出现时，金也相对富集。

　　3.2 黄金洞金矿床

　　黄金洞已发现金矿脉带20余条，主要矿脉为1、3、202、501号脉，走向长200～3300米，矿脉平行成带展布，走向东西或北西西， 大多倾向北，少数倾向南(3号脉)，倾角25-75°。矿脉严格受断裂控制，主要由含金蚀变破碎板岩、含金构造角砾岩和含金石英脉组成。共发现大小金矿体54个，矿体形态、产状和规模基本上受断裂破碎带控制，多呈脉状、似层状或长透镜体状沿构造破碎带充填。主要矿体厚0.87～3.69米，金品位3.62～5.53克/吨，一般矿脉带规模越大，矿体规模也越大。矿石类型主要为石英脉型和破碎蚀变岩型，还有少量的构造角砾岩型，部分含矿石英脉受应力作用，形成揉皱。矿石矿物主要为毒砂和黄铁矿，还有少量辉锑矿、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、自然金等。脉石矿物主要为石英和方解石，其次为绿泥石、绢云母、白云石等。矿区的蚀变类型多样，主要蚀变类型为硅化，黄铁矿化，毒砂化。此外还可见少量的绢云母化和绿泥石化。

　　4 成矿物质和成矿流体来源

　　硫同位素分析结果表明，大万矿区矿石的硫同位素δ34S值分布于-11.6 ～-8.0‰之间，平均值为-9.6‰;黄金洞矿区矿石的硫同位素 δ34S 值分布于-12.9‰～ -3.4‰之间[21]。坪原组地层的S同位素δ34S值由亏损(-10～ -12‰)和富集(+13～+24‰)两个端元组成[21]。可见，大万金矿床和黄金洞金矿床矿石的硫同位素 δ34S 组成与蓟县系坪原组的亏损端元分布范围接近，但明显低于七宝山斑岩型铜多金属矿床和井冲岩浆热液交代角砾岩型铜多金属矿床(图3)。这说明，坪原组地层可能在湘东北金成矿作用中提供了成矿物质。

　　铅同位素分析结果[13，1，21]显示，万古金矿床的矿石铅主要落在上地壳的区域，黄金洞金矿床的矿石铅主要落在造山带的区域，部分落在上地壳的区域。万古和黄金洞矿床的矿石铅同位素组成与斑岩型铜矿(鳌鱼山铜矿和七宝山铜矿)和湘东北地区燕山期花岗岩的铅同位素组成有着明显的差异(图4)。这表明，湘东北地区金矿中的铅主要为地壳来源，可能来自于坪原组地层。

　　氢氧同位素分析结果[21]显示，大万矿区含矿石英脉的δD值分布于-54‰～ -95‰之间，δ18O值分布于2.4‰～12.9‰之间;贫矿石英脉的δD值分布于-92‰～-98‰之间，δ18O分布于1.3‰～2.0‰之间，明显低于含矿石英脉。黄金洞矿区含金石英脉的δ18O值位于12.46～18.67%之间，δD值位于-57～-61‰之间。在δD-δ18O图解(图5)中可看出，大万金矿床和黄金洞金矿床的成矿流体主要由变质水组成，有部分岩浆水混入。贫矿石英脉较低的氢氧同位素含量表明，成矿晚期可能有大气降水的混入。

　　氦-氩同位素分析结果[20]显示，大万金矿区含矿石英脉中黄铁矿的3He/4He值分布于4.9～13.7×10-6(即3.5～9.8 Ra)，远高于地壳的3He/4He值(0.01～0.05 R/Ra)，接近地幔惰性气体的3He/4He值(6～9 R/Ra);40Ar/36Ar值分布于389～822之间，高于大气的40Ar/36Ar值(295.5)。这表明，成矿流体中有地幔来源流体的加入。

　　综上所述，坪原组地层为湘东北地区金矿床的成矿作用提供了主要成矿物质;区内金矿床的成矿流体主要为变质水和部分岩浆水，兼有地幔来源流体的加入。

　　5 成矿流体特征

　　湘東北地区金矿床矿石矿物和脉石矿物中的流体包裹体主要为气液两相的包裹体，其次为纯液相包裹体和富CO2的以气相为主的包裹体[20]。以往流体包裹体研究表明，湘东北地区金矿床成矿流体的Eh分布于-0.47～-0.62V之间，pH值为5.13～7.4，盐度为3.55～12.61wt % NaClequiv，成矿流体主要由H2O+CO2 +Na++K++Ca2+ ± Cl- ± CO ± CH4 ± HCO3-± SO42- ±N2 ±H2组成，流体包裹体均一温度分布于200～300℃和150 ～180 ℃两个区间[11，8，14，15，20，6，1]。因此，湘东北金矿的成矿流体为还原型、弱酸性到中性，中低温、中低盐度的流体。

　　在氧化环境中，金可能以Au+或Au3+两种形式进入溶液中。Au+性质与Ag+类似，Au3+性质与As3+和Sb3+类似。大万金矿区绝大部分硫化物中的Ag/Au值小于0.5，黄金洞金矿绝大部分硫化物中的Ag/Au值小于1。且毒砂和辉锑矿均为大万金矿床和黄金洞金矿床的载金矿物。这表明，在湘东北金成矿作用中，金主要以AuCl4-络合物的形式进行运移，而不是Au(S2O3)23-或Au(HS)2-的形式。

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