益陽南郊金礦床地質特征與成因分析

熊建勛 代仁鳳 謝武

摘要：本文闡述了益陽南郊金礦的地質特征，并對成礦成因進行了分析，初步認為該金礦成因屬火山——沉積變質——巖漿期后熱液（中低溫）型金礦。

關鍵詞：噴溢環境；變基火山巖；拉班玄武巖；中～酸性巖脈；金礦化；富集規律

益陽南郊金礦位于益陽市城區南部，東起梓山村水庫南端至七里橋，西至白若寺經觀音寨至槐樹灣一線，長約7km，面積20km2。筆者通過收集相關資料并進行整理，結合礦山開采時呈現的礦化富集特征進行研究分析，討論和介紹該金礦床的地質特征與成因，對未來尋找同類型金礦具有一定指導意義。

1礦區地質概況

1.1 地層

礦區出露地層主要有冷家溪群下組（pt2ln1）、中組（pt2ln2）和第四系更新統馬王堆組（Qpmw）。

（1）冷家溪群下組（pt2ln1）巖性由粉砂質板巖和板巖構成，分布于礦區西部。

（2）冷家溪群中組（pt2ln2）：按其巖性組合特征可分為三部分：下部為灰綠色泥質粉砂巖與粉砂質板巖互層為主；中部為灰綠色泥質不等粒石英砂巖、鐵泥質細中粒砂巖；上部為灰綠色厚板狀板巖、硅質板巖、砂質鐵質斑點板巖、粉砂質板巖等。分布于礦區東部及作為夾層分布于火山巖體內。

（3）第四系更新統馬王堆組（Qpmw）：下部礫石層，上部棕紅色含礫網紋狀粘土，含粉砂，分布于資江河岸附近和礦區低洼處。

1.2 巖漿巖

礦區巖漿巖發育，主要有武陵期變基火山巖和雪峰期中—酸巖脈。

1.2.1武陵期變基火山巖

由一套以變基玄武質科馬提巖—拉斑玄武巖夾少量砂質板巖、變質砂巖及板巖為主的火山巖系，組成幼年島弧型火山噴溢——沉積巖相。

（1）拉斑玄武巖：分布廣泛，構成本區火山巖的主體，其風化深度為10~110m之間，且風化裂隙節理發育。新鮮巖石呈灰綠色、深灰色、灰黑色，致密塊狀，具架狀結構、纖狀結構。金的背景值為5.54ppb。

（2）玄武質科馬提巖：為數不多，分布于下部旋回底部，新鮮巖石呈灰綠色、暗綠色、淺綠色，風化后呈黃褐色、桔黃色，部分為紫紅色，玻基斑狀結構。金的背景值為3.52ppb。

1.2.2雪峰期中—酸性巖脈

該礦區火山巖內發現中—酸性巖脈近百余條，侵入冷家溪群中組變基火山巖內及附近的沉積變質巖中，大多數呈脈狀產出，少數呈小巖株（出露面積0.04平方公里）產出，巖脈受構造斷裂控制，走向各異，以北東向為主。中—酸性巖脈內金的背景值為8.19ppb。

1.3 礦區構造

礦區構造位于柳溪—花果山褶皺帶與北東向石砠塘倒轉背斜的交接處。礦區構造主要表現石咀塘倒轉背斜、油麻沖向斜、王四村扭性斷裂、鄧石橋壓扭性斷裂。

（1）石咀塘倒轉背斜：位于益陽市南部的赫山廟至鄧石橋一帶，總體傾向3000，傾向50～600之間，軸線長大于7km，在其傾伏部位及火山巖與沉積巖接觸部位次級裂隙發育，并有含金石英脈、花崗巖巖脈充填，其中以500、700方向兩組裂隙充填為主要含金脈。

（2）油麻沖倒轉向斜：位于益陽市西南鄧石橋之北，巖層向北西傾斜，傾角40～600之間，北西翼倒轉，軸線長約5.0km，寬1.5km,被清溪沖壓扭性斷裂、鄧石橋壓扭性斷裂所切割錯開，向斜中次級裂隙發育，石英脈成群出現，并為金礦脈賦存場所。

（3）王四村壓扭性斷裂：位于益陽南部王四村礦段，斷裂切割了變基性火山巖，沿斷裂巖石較為破碎，寬達20m，長2.5km。斷裂走向40～450，向北西傾斜，傾角750左右，是主要的含金破碎帶。

（4）鄧石橋壓扭性斷裂：位于益陽市南部鄧石橋地區，該斷裂切割了冷家溪群板巖及變基火山巖，斷裂走向北東200～250方向，長約6.5km，斷面向北西傾，傾角720～780，斷裂中石英脈發育，并含金較富。

1.4 變質作用與蝕變

本區火山巖巖體為中元古代中期（武陵期構造）噴溢作用形成的產物，且經了漫長而復雜的地質變動，在多次熱液蝕變及區域變質作用下，已成為綠片巖相的變質巖。變質及蝕變作用種類繁雜，主要有透閃石化、簾石化、綠泥石化、絹云母化、硅化及泥化等?；鹕綆r內和內外接觸帶均有中～酸性巖脈和含金石英脈分布，說明后期巖漿熱液侵入其中，蝕變過程促使金礦化的遷移和富集。

2礦床地質特征

2.1 礦脈特征

礦區火山巖體內和巖體的內外接觸帶均有含金石英脈分布。但主要集中成礦構成工業礦體的地段還是巖體的內外接觸帶上。根據含金石英脈分布和金礦化富集程序，劃分良田水庫、王四村、金井坡礦段三個富集礦段。其中良田水庫礦段：位于礦區西側中段的良田水庫附近，為石咀塘倒轉背斜西北翼。發現金礦脈17條，礦化體57條，整體走向40～500方向，傾向各異，傾角700左右，礦脈長30～200m，礦脈厚度數厘米至1.2米，金脈含量均在4.0～10.0克/噸，局部可達200克/噸。王四村、金井坡礦段，位于礦區東南部，王四村礦段發現礦脈14條，礦化體43條，礦脈受王四村壓扭性新裂控制，走向50～550，傾向330～100，礦脈長50～140m，礦脈厚數厘米，金脈含量2.0～6.0克/噸。金井坡礦段，發現礦脈20條，礦化體33條，礦脈走向700左右，礦脈整體傾向于北向，傾角650左右，礦脈長約70～120m，礦脈厚數厘米，該礦段構造發育、節理、裂隙縱橫交錯，中—酸性巖脈和礦脈到處可見，常出現雞窩形金，是本礦區巖金礦脈最富集地段。

2.2 礦化富集規律

（1）含金石英脈除少量賦存于火山巖體內外，主要賦存于火山巖與正常沉積變質的接觸帶及附近，構成工業金礦床。

（2）含金石英脈主要受構造控制；表現為金礦脈集富于石咀塘倒轉背斜兩翼，并賦存在鄧石橋、王四村壓扭性斷裂附近次級節理、裂隙構造中。

（3）金礦化的富集與中～酸性巖脈的侵入和多次熱液蝕變有關，即巖脈頻繁出現和蝕變強烈處其金品位高。

（4）礦脈和金礦化的富集地往往集中在次級節理，裂隙構造的交叉處是雞窩金分布的有利部位。

（5）礦脈和金礦化的富集，與后期小型東西向斷裂有關。因小型東西斷裂切割了北東向和北北東向斷裂，說明后期構造和熱液作用促使金更進一步地遷移和富集。

2.3 礦石類型

該區金礦床的礦石類型有金復式石英脈型、金破碎帶型、金黃鐵礦型等。

2.4 微量元素特征

本礦區的微量元素特征如下：

（1）與維氏值相比，本礦區各巖類的微量元素含量普遍偏低，僅Cr、Ni、As、Au幾種元素高于維氏值，其中在火山巖中Cr、Ni、As三種微量元素高于維氏值，Au微量元素與維氏值相當。上述現象與強烈蝕變和風化作用有關。

（2）Au微量元素在變基火山巖和正常沉積巖中的含量與維氏值相當，而在強破碎帶蝕變巖、中～酸性巖脈、石英脈中的含量高出維氏值1.9～5.5倍，這說明后期的構造運動及熱液蝕變作用對Au的遷移和富集起促進作用。

3成因分析

3.1 火山活動與噴溢環境

北西益陽—寧鄉—麻田—醴陵深部斷裂是本區最早發育并長期活動的構造，武陵運動中前期，本區處于動蕩活動環境。本區變基火山巖是幔源巖漿在海底水下裂隙式寧靜噴溢環境下形式。

3.2 控礦因素

從礦脈空間分布特征及富集規律來看，控礦因素有如下特點：

（1）層位控礦：該區金礦床的空間分布特征明顯受一定層位控制，賦礦層層位是冷家溪群中組（pt2ln2）。

（2）建造控礦：一套以變基玄武質科馬堤巖—拉班玄武巖夾少量砂質板巖，變質砂巖及板巖為主的火山巖系對金礦的形成起到明顯的控制作用。

（3）構造控礦：石咀塘倒轉背斜與鄧石橋、王四村壓扭斷裂很明顯地控制了金礦帶的分布。

3.3 物質來源分析

（1）從微量元素分析：在變基火山巖及正常沉積變質巖中Au元素的含量在3.52～5.54ppb與維氏值4.3ppb相當；重礦物分析在變基火山巖內發現自然金，兩者可說明金的礦物質來源于變基火山巖和正常沉積變質巖。

（2）從破碎帶蝕變巖、巖脈、石英脈中的微量元素分析，Au的含量為維氏值的1.9～5.5倍，一方面說明后期構造和熱液活動有利于金的遷移和富集，另一方面說明金礦物質來源于后期深處巖漿溶液。

3.4 金礦床成因

綜上所述，早期武陵運動前的北西向益陽—寧鄉—麻田—醴陵深部斷裂為幔源巖漿噴溢及金源提供了通道，后期廣西運動形成的褶皺和斷裂、裂隙構造為金的富集提供了賦存空間和聚集場所，其后的區域變質作用和構造熱液蝕變作用促使金物質遷移和富集。因此，該金礦床大致經歷了海底火山噴溢—沉積成巖—區域變質—巖漿及后期熱液作用等過程。其中火山—沉積作用是形成礦源層的基礎，區域變質作用促使金物質遷移，是初步富集的先決條件，后期斷裂及裂隙為礦物質提供了富存空間，巖脈的侵入和熱液蝕變促進了金礦物的進一步遷移的富集。其成因初步認為應屬火山—沉積變質—巖漿期后熱液（中低溫）型金礦床。