湘東北九嶺-清水地區韌性剪切帶型金礦控礦特征及找礦方向

顧江年，寧鈞陶，吳 俊

（湖南省地勘局四0二隊,長沙 410014）

湘東北九嶺-清水地區韌性剪切帶型金礦控礦特征及找礦方向

顧江年，寧鈞陶，吳 俊

（湖南省地勘局四0二隊,長沙 410014）

九嶺-清水韌性剪切帶是湘東北三條區域規模的韌性剪切帶之一，黃金洞、萬古等金礦床就處于該剪切帶上，是典型的受韌性剪切帶控制的礦床。武陵-雪峰期的韌性剪切變形不僅形成了導礦通道和容礦空間，也促使冷家溪群含金建造成礦物質的活化遷移；加里東-燕山期形成的NE向深大斷裂和伴隨的大規模巖漿活動，導致成礦熱液再次活化轉移并沉淀成礦。韌性剪切構造為金成礦創造了空間條件，而且還通過力學-化學耦合機制參與活化轉移成礦各個環節。本文總結了該類礦床的控礦特征和找礦標志，指出了該地區的找礦方向。

韌性剪切帶型金礦；構造控礦特征；找礦標志；找礦方向；九嶺-清水韌性剪切帶；湘東北地區

湘東北金礦成礦區位于揚子準地臺南緣、江南古陸[1]造山帶中段，是湖南省的一個重要的脈型金礦成礦區[2-4]。金礦（床）賦存于中元古界冷家溪群的一套淺變質碎屑巖地層中，與近東西向韌性剪切帶基底構造密切相關。該區發育三條區域規模的近東西向韌性剪切帶，即北部的九嶺-清水韌性剪切帶；中部的連云山-長沙韌性剪切帶；南部的青草-株州韌性剪切帶[5]。黃金洞金礦、萬古金礦就分別處于九嶺-清水剪切帶的東西兩端，是典型的受韌性剪切帶控制的金礦床[2,5-6]。本文試圖通過研究九嶺-清水韌性剪切帶對黃金洞、萬古、大洞等金礦床的控礦作用，總結該類礦床的成礦模式及找礦標志，進而指導該帶的地質找礦。

1 研究區地質特征

1.1 區域地質概況

研究區橫跨幕阜山-韶山斷隆帶、長沙-平江拗斷帶、連云山-青草斷隆帶三個三級構造單元[3]。區內地層主要出露有中元古界冷家溪群，由區域性思村-塔洞斷裂將其分割為西北區和東南區。西北區的巖石以板巖、粉砂質板巖、變質砂巖、變質雜砂巖為主，少量千枚巖、片巖。東南區以片巖、千枚巖為主，也有粉砂質板巖、變質粉砂巖。在東南區與西北區冷家溪群之間的斷陷槽內發育有白堊系的一套陸相紅色碎屑巖系，巖石為砂巖、砂礫巖和石英砂巖、長石石英砂巖等。

冷家溪群經過武陵-加里東多期構造運動產生近東西向一系列近于平行的同向倒轉復式緊密型褶皺及韌性推覆剪切帶，為本區的基底構造[3]。燕山期受到NW-SE向的擠壓應力的作用，在本區域形成了一系列以長平大斷裂為代表的NE向深大斷裂帶，切割了早期的近E-W向韌性剪切帶（圖1）。本區構造特點是以近E-W向構造為基礎，NE向構造為主、NW向構造為次的相互交織的構造構架[2-3]。

本區東部有連云山、幕阜山巖體，西部有金井、望湘巖體，為燕山期S型花崗巖巖基，其巖性主要為二長花崗巖。

圖1 湘東北九嶺-清水地區剪切帶與金礦分布關系略圖Fig.1 Spatial relationship between gold Mineralization and Jiuling-Qingshuishear zone,northeastern Hunan

1.2 區域成礦特征

研究區主要有黃金洞、萬古、大洞、曲溪等大小金礦床（點）三十余個[6]，目前共發現礦脈帶 70余條，它們均產在近E-W向或NWW-SEE向韌性剪切破碎帶中。賦金地層均為中元古界冷家溪群，巖性為板巖、粉砂質板巖、變質凝灰質粉砂巖、絹云母板巖及變質細砂巖等。

礦區地層多表現為單斜構造，但實際上為一系列近東西向近于平行的同向倒轉復式緊密型褶皺[2]。斷裂構造主要有近E-W向和NE向兩組，均具多期次活動特征，其中近E-W向或NWW-SEE向斷裂最為發育且發育較早，與成礦關系密切[3,5-6]。

圖2 黃金洞礦區金塘礦段1號脈含金蝕變破碎巖礦體Fig.2 Gold-bearing altered fracture ore-body in No.1 vein of Huangjindong gold deposit

礦區內礦脈帶成群成帶出現，與地層產狀基本一致，傾向NNE或NE，傾角中等，一般35°～60°，局部變陡或變緩。礦體長 80～1200 m，厚 0.28～12.75 m，礦體主要呈透鏡狀、似層狀等，受地層和構造控制明顯①。

圖3 萬古礦區團家洞金礦2號脈黃鐵礦化、毒砂礦化金礦石Fig.3 Pyritic and arsenopyritic gold ore in No.2 vein of Tuanjiadong deposit inWangu gold ore district

礦床類型主要為破碎帶蝕變巖型（圖2）與碎裂石英脈型。金品位變化很大，一般3×10-6～17×10-6。礦石礦物為黃鐵礦、毒砂、自然金和少量輝銻礦等組成的中低溫礦物共生組合②。礦石構造有微細粒浸染狀、角礫狀、網脈狀構造等。毒砂、黃鐵礦是最主要的載金礦物（圖3），自然金主要分布于毒砂、黃鐵礦的微裂隙中，或被包裹于毒砂或黃鐵礦的晶體內。脈石礦物主要為石英、長石、云母、綠泥石及少量白云石、電氣石、粘土礦物。

圍巖蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等，在含礦脈帶及兩側，蝕變明顯加強，主要有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化、毒砂化，并可伴有輝銻礦化及微弱的閃鋅礦化、黃銅礦化、輝銅礦化及方鉛礦化等。蝕變沒有明顯的分帶現象，與正常圍巖呈漸變關系。

2 剪切帶基本特征

九嶺-清水韌性剪切帶地處揚子板塊與華夏地塊的會聚碰撞帶上[2,6]，在兩古陸塊的碰撞拼合過程中，冷家溪群受到S-N向應力強烈擠壓變形形成一系列近東西向倒轉復式緊密型褶皺及韌性推覆剪切帶[3]。該剪切帶始于武陵-雪峰期，定型于加里東期，在該剪切帶形成后又經歷了印支運動、燕山運動作用，使構造形跡復雜多樣，韌性剪切帶總體走向與冷家溪群地層走向及基底褶皺軸向基本一致，呈近E-W向或NWW向，具膨大縮小及分支復合現象。

本區韌性剪切帶標志明顯，其宏觀的表現特征及微觀的變形特征主要有：

（1）剪切帶控礦構造產出于中元古界冷家溪群地層中，屬于早期產生且經后期多次構造活動疊加的基底構造，順層或小角度切層，走向與地層走向總體一致；

（2）以斷裂破碎帶形式產出，斷裂破碎帶沿走向延伸較遠，一般延伸長度200～3000m。沿走向及傾向均呈舒緩波狀。

（3）剪切帶具水平剪切及垂向推覆兩種滑動作用,這就決定了剪切帶在走向和傾向上具有透鏡體的特點[5]，此外，糜棱化、片理化、拖拽褶皺和羽狀裂隙等擠壓剪切破碎形跡都清晰可見（圖4）。

（4）斷面清楚，其面上有斷層泥或糜棱巖，斷層破碎帶中角礫多呈棱角狀、次棱角狀，局部見圍巖團塊，基質較少，膠結一般較松散。

（5）斷裂破碎帶內往往發育有致密塊狀含金石英脈，含金石英脈呈脈狀、透鏡狀或扁豆狀產出，具強油脂光澤。

3 韌性剪切帶控礦特征

3.1 冷家溪群與金礦化的關系

湘東北目前發現的脈型金礦床均產在冷家溪群地層中。冷家溪群為一套含火山碎屑物質的粘土質-粉砂質-細砂質濁流沉積物，其元素組合具有富Au-As-Sb-W的特點，金元素高出上部地殼豐度2～18倍[7]，被稱之為江南古陸上的含金建造[3,8]。據人工重砂分析，冷家溪群巖石含有大量的硫化物，如黃鐵礦、毒砂等，野外觀察也發現巖層中含有同生黃鐵礦的大量存在。而研究表明，巖石中金的釋放主要受巖石中黃鐵礦等硫化物含量的影響[3,4,9]。本區冷家溪群巖石具有較高的硫含量，后期受構造-熱變質改造過程中金勢必會發生一定規模的活化遷移活動，為本區金礦成礦作用提供大量的物質來源。

據本區金、砷元素含量分布直方圖統計，冷家溪群金和砷呈明顯的雙峰分布，說明冷家溪群中存在金、砷的相對富集層位和非富集層位[3]。地層中金、砷分布的不均一性，有利于它們在后期地質作用中的活化遷移。

黃金洞、陽山莊等金礦床進行的Rb-Sr/K-Ar和鉛同位素測定表明，其三組年齡值大體相當，一般大于600 Ma，暗示了雪峰晚期可能為區內的一個重要成礦期[6]，分散在冷家溪群中的金元素在韌性剪切變形-熱流體改造作用下完成了本區金礦化的初始富集。

3.2 北東向深大斷裂與韌性剪切帶的控礦作用

本區區域構造主要有近東西向和北東向2組。形成于燕山期的北東向深大斷裂，切割了近E-W向或NWW向韌性剪切帶，成為溝通深部的橋梁，為巖漿、深部流體和成礦物質向上運移提供了通道[10]，并使剪切帶發生后期改造，成礦熱液隨斷裂裂隙重新活化運移，在剪切帶適當部位沉淀成礦[4]。二者對礦床的形成具有不同的作用，且相互制約，聯合控制礦床的形成與分布。NE向斷裂起后期改造作用及熱液重新運移的導礦構造作用，而近E-W向或NWW向韌性剪切帶是配礦和容礦構造。在斷裂交匯處易形成較大礦體。

圖4 大洞礦區20號脈120中段Fig.4 Shear zone in 120-meter level of No.20 vein Dadong gold deposit

黃金洞、萬古、大洞等金礦都是沿著NE向斷裂旁側的近E-W向韌性剪切帶分布的，且與NE向深大斷裂的交接處附近是金礦富集的有利部位，容易形成厚度較大、品位較高的礦床。如萬古團家洞金礦Ⅱ號脈119線60米標高靠近F2斷裂處礦體厚度達7.12米，金平均品位11.0×10-6，而40m外121線礦體厚度變小為1.8m，品位降低為6.8×10-6（圖 5）。

3.3 剪切帶成礦與巖體的關系

湘東北地區是湖南省巖漿活動最強烈的地區之一，武陵期、雪峰期、加里東期、燕山期巖漿活動不斷，尤以燕山期花崗質巖漿活動最為強烈、出露面積最廣[11,12]。這些燕山期花崗質巖通常被認為是由冷家溪群和/或更古老的巖石經部分熔融形成的S型花崗巖[11-14]。

董國軍等（2008年）通過對含金石英脈石英流體包裹體Rh-Sr同位素測定，得到黃金洞金礦床年齡值152±13 Ma[15]，而胡瑞英等（1995）利用裂變方法獲得萬古金礦床礦脈石英表觀年齡在110～160 Ma之間[16]，這都反映出燕山期為本區又一主要成礦期，燕山期強烈的構造巖漿活動對本區金礦床的形成具有重要的影響。

研究區內金井、望湘、連云山等燕山期巖體的侵位與NE向深大斷裂空間位置上密切相關[2]。萬古金礦床10千米之外有金井花崗巖體，黃金洞金礦床10千米外有連云山花崗巖體，毛景文（1997）[3]與李恒新（1995）[11]的工作證實，金井巖體與連云山巖體的平均金含量分別為1.09×10-9和1.4×10-9，說明本區的花崗巖體含金量低于同類巖石的克拉克值，不足以為萬古金礦和黃金洞金礦提供物質來源。但這并不意味本區成礦與巖體無關。巖體存在是熱源，是深部物質上升的一種形式，金在地球中的分布以地幔含量相對高[17]，深部熱流攜金，可能是本區金礦成礦的一種補充形式。深部流體沿斷裂上涌，與近E-W向韌性剪切帶中含金熱液匯合成循環系統，且在適宜環境中成礦。

圖5 萬古團家洞金礦Ⅱ號脈60中段素描圖Fig.5 Abbreviated drawing of 60-meter level of No.2 vein in Wangu gold deposit

萬古礦區含金石英脈的稀土元素球粒隕石分布型式與金井花崗巖體中巖石的REE分布型式比較接近，與冷家溪群巖石差別明顯[3]，這些特征表明，花崗巖體及與其有關的熱液，提供了一定的物質和熱動力來源[18]，在一定程度上，對金礦床的形成有著積極的貢獻。

3.4 韌性剪切帶型金礦構造特征

由于受到多期構造運動影響，韌性剪切帶上節理裂隙及次級斷裂發育，節理主要為剪節理，張節理次之，多呈共扼“X”型成群成組出現，切割巖層呈菱形破碎①。剪切帶附近及其兩側出現的部分次級斷裂，可能為同向節理發展演化而成，剪切帶早期的次級斷裂具備成礦條件，成礦后期的次級斷裂且對礦體起切割破壞作用。這表現在剪切帶金礦脈展布在走向和傾向上具有分支復合、尖滅再現的特點。遠離含礦主構造則可形成所謂“雞窩”狀、“藕節”狀小礦體。

韌性剪切帶與褶皺的形成演化相關，空間分布上相互疊加，即形成所謂的背斜加一刀，成為重要的控礦因素。成礦熱液沿斷裂裂隙運移到褶皺的轉折端沉淀成礦。礦層隨褶皺產狀變化可重復多層出現，褶皺軸部加厚，翼部拉薄。黃金洞金礦區大部分礦體產在倒轉褶皺的轉折端及附近虛脫部位。如黃金洞金塘礦段1號脈和3號脈均產于碉堡界倒轉向斜轉折端的有利成礦部位。

圖6 大萬金礦20號脈地質略圖Fig.6 Geologic drawing of No.20 vein Dawan gold deposit

由于構造應力往往具有等距離釋放的作用[19]，具導礦構造作用的北東向斷裂也大致等距產出切割了近E-W向韌性剪切帶，導致本區金礦具有大致等距產出的特征[5,6]。在大萬礦區規模較大的5號、8號、20號含礦蝕變剪切破碎帶上都具有較明顯的金礦體等距特征，如20號脈上每隔500～600 m左右便有一個金礦體產出，如桃樹洞金礦、魯源洞金礦、大洞金礦、小洞金礦等(圖6)，每個礦體走向延伸長度一般200～400m。預計在小洞以西羅家塘方向還可能找到類似的金礦體。

由于剪切帶的扭張剪切作用，使金礦體的產出往往表現出一定的側伏現象。礦體的側伏主要受斷裂構造兩盤相對運動過程中產生的引張空間的側伏制約，是構造與成礦流體運移綜合作用的產物[20]。在本區不同的礦體可能具有不同的側伏方向，有的礦體甚至并沒有明顯側伏現象，目前對該地區礦體的側伏規律還有待進一步的研究認識。如黃金洞礦區楊山莊礦段202號礦脈通過完工的工程顯示其深部具有向北西側伏的規律 （圖7），側伏角45°；大洞礦區20號礦脈深部通過工程揭露且具有向北東側伏的規律，側伏角50°。

3.5 剪切帶成礦模式

構造成礦理論從構造演化的角度指出地殼構造演化的規律和方向，直接決定了成礦作用的演化與特征，由此引起成礦的多階段作用、繼承作用、遞進和疊加作用，導致成礦的多樣性和綜合性[21]。

圖8 九嶺-清水地區金礦成礦模式圖Fig.8 Metallogenicmodel of gold mineralization in Jiuling-Qingshuiarea

本區金礦化是剪切帶長期活動的結果，剪切帶是金礦化的主要控礦因素。剪切構造不僅為成礦物質的運移和定位創造空間條件，而且還通過力學-化學耦合機制參與活化轉移成礦各個環節[1,3]。韌性剪切活動改變了巖石的組構特征，促使礦物、巖石細粒化和礦物晶格變形，增加元素的活性，加速流體的對流循環；韌性剪切活動可使機械能轉化為熱能，提供動力變質熱液和流-巖反應環境，為巖石中金的活化遷移提供動能；韌性剪切活動還可改變巖石中金的賦存狀態，產生捕金巖相--糜棱巖、超糜棱巖、片巖和微砂糖狀石英等[22]。在韌性剪切帶的形變發展過程中（韌性→脆-韌性→脆性），由于劈理、片理和裂隙的發育，導致巖石孔隙度的增大，有利于后期熱液的活動和礦質的析出[23]，導致金礦化的疊加富集。

武陵-加里東期，本區形成了近E-W向構造體系，剪切帶和基底褶皺呈近E-W向或NWW向展布，分散在冷家溪群地層中的金元素在構造和熱改造變質過程中發生長距離的活化轉移，剪切帶為礦液流動準備了良好的通道，并成為成礦物質沉淀的場所，形成金成礦的初始富集。燕山期劇烈的構造運動，形成一系列NE向深大斷裂，同時全區爆發大規模的巖漿活動，有些斷裂切穿基底及隱伏巖體，成礦熱液沿斷裂裂隙重新活化轉移，在剪切帶構造有利部位進一步富集成礦（圖8）。

4 找礦標志與找礦方向

4.1 找礦標志

（1）地層標志：冷家溪群地層為本區的礦源層，其金、砷的豐度值較高，區內的金礦脈主要分布于該地層中。

（2）構造標志：區域內NE向斷裂與NWW向的斷裂組合是本區成礦的構造標志，北東向旁側的近東西向韌性剪切帶是主要的容礦控礦構造，且兩組斷裂的交接處及旁側是金礦找礦的有利部位。

（3）巖漿巖標志：本區黃金洞、萬古等金礦區及附近外圍未見巖體出露，但稍遠（10 km外）范圍內有連云山、金井、望湘等燕山期二長花崗巖體出露。通過在快鳥衛星圖上解釋發現，在黃金洞礦區有清晰的環形構造存在，其間還有近E-W向線形構造發育。區內環形構造主要與巖體有關，此影像反映深部可能有隱伏巖體存在。本區金礦床與燕山期構造、巖漿活動密切相關。

（4）蝕變標志：硅化、黃鐵礦化、毒砂化是金礦化的蝕變標志。含金石英脈中常伴有方鉛礦化、鐵閃鋅礦化及輝銻礦化。地表礦脈帶中具較強的褐鐵礦化，部分圍巖具退色化現象。絹云母化、綠泥石化等與金成礦關系不大。

本區毒砂礦化、黃鐵礦化（特別是毒砂礦化）對于找金有極強的指示意義，其含量多少或有無，在野外可直接目估判斷蝕變破碎巖石含金品位高低或有無。

（5）地球化學標志：土壤Au、Sb、As元素綜合異常；水系沉積物Au、Sb、As、W元素綜合異常；及土壤中氣汞異常是找金礦的地球化學標志。

4.2 找礦方向

通過對本區韌性剪切帶控礦特征及主要找礦標志的分析，認為萬古-戴公嶺、新裕-安下、黃金洞-九嶺為本區金礦找礦遠景區。

（1）萬古-戴公嶺找礦遠景區

處于九嶺-清水韌性剪切帶西端，其西南數公里外有金井巖體和望湘巖體，分布在金井巖體附近的環形構造發育區。預測區受戴家洞斷褶束中之雷神廟背斜北東翼控制，次級NW向（NWW向）斷裂構造帶或層間破碎帶發育，在萬古外圍地表調查發現多個礦化蝕變現象較好的蝕變破碎帶含金礦脈。該區加強地表調查及深部找礦，有望實現金礦找礦的進一步突破。

（2）新裕-安下找礦遠景區

該區控礦構造、蝕變特征與萬古金礦相似，賦礦層位為冷家溪群，且NE、NW、近E-W向構造非常發育，成礦條件有利，燕山早期連云山二長花崗巖體周圍有一系列鈮、鉭、鈹、鎢、錫、鉛、鋅、金礦化，在其東北側沿思村-塔洞斷裂帶礦化呈現出有序帶狀分布，金的重砂異常分布面積大，水系沉積物Sb、Au、W、Hg元素異常濃集中心明顯。目前已發現多個金礦化點，該區以往工作程度較低，進一步加強綜合找礦力度，應具有較大的找礦前景。

（3）黃金洞-九嶺找礦遠景區

黃金洞金礦自2007～2010年進行了接替資源勘查工作，新增333金資源量11.52噸，取得較好成果。黃金洞金礦金塘礦段、金枚礦段、楊山莊礦段的中深部以及其外圍地區田心里等亦顯示有進一步擴大金礦床規模的潛力。九嶺-黃金洞-南橋一帶冷家溪群分布廣泛，巖石中金含量高，強度最高可達400×10-9。構造變形強烈，褶皺、韌性剪切帶、斷層、劈理、面理廣泛發育，成礦條件優越。金的水系沉積物異常和重砂異常發育，規模較大且強度高，且與已知礦點吻合性好，與金有關的地球化學異常12個，金礦物重砂異常6個，已知金礦點7處，顯示出良好的找金遠景。

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Ore-controlling Characteristics and Prospecting Direction for Shear Zonetype Gold Deposits in Jiuling-Qingshui Area,Northeastern Hunan Province

GU Jiang-Nian,NING Jun-Tao,Wu Jun
(Team 402,Hunan Geology and Mineral Resources Exploration and Development Bureau,Changsha 410014,China)

Jiuling-Qingshui ductile shear zone which is located at northeastern Hunan province is a famous goldm ineralization-controlling structure,and Huangjindong,Wangu etc.gold deposits are formedin this region.The ductile shear deformation inWuling-Xuefengmovementnot is only build the ore-transmitting channel and ore-bearing spatial,but also activization the goldin Lengjiaxi Group.The NE-trending discordogenic fault and large scale magmatic activities in Caledonian-Yanshanian are vital for the reactivization of ore-form ing hydrothermal fluid and sedimentary of orem inerals.Ductile shear structures are not only creating space for the gold m ineralization,but also involvedin all aspects of remobilization mineralization by mechanical-chem ical coupling mechanisms.The ore-controlling characteristics and prospecting criteria for ductile shear-type deposits are summarized here,and prospecting direction of Jiuling-Qingshuiareaarealso provided.

ductile shear zone-type gold deposits;ore-controlling structure characteristics;prospecting direction;prospecting criteria;Jiuling-Qingshuiductile shearzone;northeastHunan province

P618.51

A

1007-3701(2012)01-027-08

2011-06-01；

2011-08-30

顧江年（1962—），男，工程師，主要從事礦產地質調查工作；E-mail：1632004387@qq.com