大瑤山金礦床的成因探討

阮思源

廣西壯族自治區(qū)第六地質(zhì)隊(duì) ，廣西貴港 537100

廣西大瑤山金礦床產(chǎn)于大瑤山金礦成礦帶中，該成礦帶位于南華準(zhǔn)地臺(tái)桂中—桂東臺(tái)陷區(qū)，其范圍大體上是大瑤山凸起范圍，東起兩廣邊境，西止于大明山，大致呈東西向展布，包括蒼梧、鐘山、貴港、上林等15 個(gè)縣市。大中小型金礦床和金礦點(diǎn)、金礦化點(diǎn)星羅棋布，金礦床有龍頭山、山花、張公嶺、古袍、桃花、福六嶺等，是廣西重要的金產(chǎn)地之一。礦床類(lèi)型有石英脈型、斷裂蝕變帶型、次火山巖型、矽卡巖型和砂金礦床等。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大瑤山地區(qū)在震旦紀(jì)－紀(jì)留紀(jì)是華南地槽區(qū)的組成部分，區(qū)內(nèi)沉積了一套巨厚的類(lèi)復(fù)理石砂頁(yè)巖，硅質(zhì)巖建造，紀(jì)留紀(jì)末發(fā)生強(qiáng)烈的加里東運(yùn)動(dòng)，地層褶皺隆起，從而結(jié)束了地槽沉積歷史。與此同時(shí)，發(fā)生了區(qū)域變質(zhì)作用，使砂頁(yè)巖輕微變質(zhì)；構(gòu)造上形成了一系列近東西向緊密線型褶皺和方向各異的大小斷裂。伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，有中酸性、酸性巖漿的侵入，形成許多巖體。這些為金礦的形成創(chuàng)造了條件。加里東期是金礦的重要成礦期。泥盆紀(jì)—中三疊世本區(qū)沉積了一套以淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖為主的地臺(tái)型建造，與下伏地層呈角度不整合接觸。中三疊世末，本區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的印支運(yùn)動(dòng)，結(jié)束了海相沉積的歷史。同時(shí)形成了一系列橫跨褶皺，疊加在加里東期褶皺之上。燕山期本區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為斷塊運(yùn)動(dòng)和中酸性、酸性巖漿的侵入，并伴隨著金礦的形成，是金礦的又一重要成礦期。

2 控礦地質(zhì)條件

2.1 賦礦層位和礦源層

大瑤山地區(qū)出露的地層有震旦系、寒武系、泥盆系、白堊系和第三系，賦存金礦的層位主要是震旦系培地組、寒武系小內(nèi)沖組及黃洞口組以及下泥盆統(tǒng)。

培地組、小內(nèi)沖組、黃洞口組合并組成大瑤山地區(qū)泛礦源層，金的豐度平均為5.08×10-9；下白堊統(tǒng)新隆組下段金豐度高達(dá)16.2×10-9，濃集系數(shù)4.77，是大瑤山地區(qū)時(shí)代最新的礦源層。

2.2 控礦構(gòu)造

控礦褶皺：主要表現(xiàn)為地層在剖面或平面上的轉(zhuǎn)折、彎曲處層間滑動(dòng)或虛脫發(fā)育部位，且應(yīng)力集中，斷層裂隙發(fā)育，為成礦提供了礦液運(yùn)移通道和儲(chǔ)礦的場(chǎng)所。

控礦斷裂：本區(qū)控巖控礦比較明顯的主要斷裂有憑祥深斷裂、南丹深斷裂、姑婆山深斷裂和大寧深斷裂，主要是其切割深度較大，將深熔的成礦物質(zhì)導(dǎo)向淺層部位而成礦。

2.3 成礦巖體

本區(qū)的成礦巖體與金礦體在空間上緊密共生，熱液蝕變強(qiáng)烈，局部礦化明顯。主要有加里東期和燕山期的古里腦、六岑、山花－六梅、云榮頂（桃花）、初洞、金山頂、龍頭山、長(zhǎng)帽嶺等斑巖類(lèi)小巖體。

3 金礦床地質(zhì)特征

3.1 斷裂蝕變帶金礦床

產(chǎn)于斷裂帶中，礦體呈脈狀，礦石是以富硫化物明金為主的礦石。礦物成分主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英、方解石、絹云母等。圍巖蝕變強(qiáng)烈，有黃鐵礦化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化。

3.2 石英脈金礦床

產(chǎn)于斷裂帶中，礦體呈脈狀，礦石是以石英為主，含少量硫化物明金為主的金礦石。礦物成分有自然金、黃鐵礦、黃銅礦、石英、絹云母、方解石等。圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化。

3.3 次火山巖金礦床

產(chǎn)于次火山巖及其圍巖的斷裂中，礦體呈陡傾斜脈狀，礦石為細(xì)脈狀、浸染狀硫化物金礦石。礦物成分主要是自然金、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、毒砂、石英、電氣石等。圍巖蝕變較強(qiáng)，有硅化、電氣石化、黃鐵礦化、絹云母化。

3.4 矽卡巖金礦床

產(chǎn)于中酸性侵入巖和碳酸鹽巖侵入接觸帶的矽卡巖中，礦體呈不規(guī)則狀，礦石為矽卡巖金礦石。礦石礦物成分主要是透輝石、石榴石及少量黃鐵礦、磁黃鐵礦等。金的顆粒很細(xì)，主要含在透輝石中。圍巖蝕變有矽卡巖化、硅化、黃鐵礦化。

4 金礦床成因探討

4.1 成礦物質(zhì)來(lái)源

大瑤山地區(qū)金礦中的金的來(lái)源主要有：一是由寒武—震旦系以至更古老地層直接提供；二是由深部地殼局部重熔形成的巖漿所提供。

1）由礦源層直接提供

礦源層直接提供是地層變質(zhì)所產(chǎn)生的變質(zhì)熱液，或無(wú)需變質(zhì)，一般的循環(huán)地下水，將地層中的金淬取出來(lái)，成為成礦溶液的組成部分，再經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉淀而成礦。

本區(qū)能直接見(jiàn)到的金的礦源層有震旦系培地組、寒武系小內(nèi)沖組、黃洞口組。培地組金豐度11.98×10-9，濃集系數(shù)3.52，是主要礦源層；小內(nèi)沖組金豐度4.03×10-9，濃集系數(shù)1.19，也是主要礦源層；黃洞口組金豐度2.47×10-9，濃集系數(shù)0.73，豐度雖然不高，但金的可釋放性較好，也能提供部分金的來(lái)源，也是主要礦源層。

2）同熔（重熔）巖漿轉(zhuǎn)化提供

大瑤山地區(qū)許多金礦都與成礦巖體有關(guān)。大多數(shù)成礦巖體是殼幔物質(zhì)混熔，并經(jīng)過(guò)一定的物質(zhì)演化后形成的中酸性、酸性巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物；少數(shù)成礦巖體是地殼重熔的產(chǎn)物。原來(lái)地層包括古老的深變質(zhì)地層中的金被熔入巖漿，在巖漿演化后期，進(jìn)入熱水溶液，成為成礦物質(zhì)來(lái)源。

4.2 礦床形成方式

本區(qū)金礦床的形成主要有充填和交代兩種方式，不同的成礦方式是由圍巖性質(zhì)所決定。

石英脈型金礦床包括單脈、細(xì)脈和網(wǎng)脈，其圍巖為碎屑巖。礦體受斷裂控制破碎帶不發(fā)育，脈體一般不超過(guò)破碎帶的范圍。脈體沿?cái)鄬用妗⒘严睹娉涮睿c圍巖的界限清楚，交代現(xiàn)象不明顯，圍巖蝕變也較弱。

斷裂蝕變帶型金礦床圍巖大多為碎屑巖，礦體受斷裂控制，斷層破碎帶發(fā)育，破碎物大多被硅化成石英巖或堅(jiān)硬的硅質(zhì)巖塊。在蝕變破碎帶中，也有少量不規(guī)則的細(xì)小脈體充填。少數(shù)斷裂蝕變帶型金礦床圍巖為巖漿巖，巖石遭受強(qiáng)烈擠壓，具糜棱巖化，熱液循破碎帶形成的黃鐵絹英巖，后又有石英—硫化物脈體充填。

次火山巖型金礦床在巖體內(nèi)部交代作用強(qiáng)烈，花崗斑巖體內(nèi)主要有鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、高嶺石化和電氣石化；在流紋斑巖、角礫熔巖和凝灰角礫巖內(nèi)主要有電氣石化、電英巖化、黃鐵礦化，形成以交代作用為主的早期成礦階段。以后有以充填作用為主的石英—硫化物等細(xì)小脈體的充填。外接觸帶碎屑巖中，交代現(xiàn)象減弱，成礦方式以充填為主。

矽卡巖型金礦床以交代作用為主，巖漿就位后，氣水溶液與其外接觸帶的斷層破碎帶中的高鈣質(zhì)破碎物進(jìn)行交代，形成透輝石矽卡巖。金礦體賦存在矽卡巖內(nèi)，很少有脈體的充填。

4.3 成礦作用

1）礦源層—成礦物質(zhì)的原始富集

大瑤山地區(qū)震旦系培地組、寒武系小內(nèi)沖組是金的主要礦源層，黃洞口組是次要礦源層。三者合為泛礦源層。它們是地槽褶皺基底淺變質(zhì)巖層，是上地殼上部物質(zhì)，厚度巨大，潛藏其中的金若以泛礦源層金的平均豐度5.08×10-9 計(jì)算，1km 的體積（體重2.5）內(nèi)，含金達(dá)12.7t。可為金礦的形成提供豐厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2）成礦流體的形成及礦質(zhì)的汲取作用

（1）巖漿熱液的形成及對(duì)礦質(zhì)的汲取作用

巖漿的源巖金的豐度較高，被熔入巖漿后使巖漿成為含金的巖漿。花崗巖漿中含有較多的水份和其它揮發(fā)組份、堿金屬以及其它金屬元素，為巖漿中元素的分異創(chuàng)造了條件。隨著巖漿結(jié)晶分異和對(duì)流分異等作用的進(jìn)行，礦化元素、堿性元素和揮發(fā)組份上侵到巖體上部，在殘余巖漿中富集，當(dāng)超過(guò)溶解極限后，即成獨(dú)立氣相從母體中分離出來(lái)，進(jìn)而形成各種各樣的可溶性化合物或絡(luò)合物，呈氣相—?dú)庖合唷合嘈问酱嬖冢纬闪顺傻V巖漿熱液。因此，巖漿流體是成礦流體的主要成份。

（2）變質(zhì)熱液的形成及對(duì)礦質(zhì)的汲取作用

本區(qū)在加里東期地槽回返階段，地層強(qiáng)烈褶皺，伴隨著輕微的區(qū)域變質(zhì)作用，形成了高溫流體—變質(zhì)熱液，在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，散布（或集中）于圍巖中的成礦元素脫離原位匯集（或被汲取）到熱水溶液中，形成變質(zhì)含礦溶液。變質(zhì)熱液是成礦流體的重要成份。

（3）地下熱水溶液及對(duì)礦質(zhì)的汲取作用

地表水沿巖石裂隙、間隙和各種孔洞進(jìn)入地下巖層，在地溫梯度、巖漿源或火山活動(dòng)等的高熱流值影響下，可被加熱到300℃以上。這些被加熱了的地下水溶液，在其滲流和環(huán)流過(guò)程中，不斷從圍巖、礦源層或早期形成的礦床中溶解淋濾出大量的鹽類(lèi)和金屬元素。這種作用隨著溫度的不斷升高而愈加強(qiáng)烈，最終形成含礦溶液。

3）成礦流體中金的遷移

金礦的成礦流體中富含堿金屬、氯及硫酸根，在地下滲流和循環(huán)過(guò)程中，這些成份與金形成絡(luò)合物而使金在溶液中得以遷移。高溫階段，Au 和溶液中和Cl 形成絡(luò)合物而遷移，這時(shí)Au 可以是一價(jià)的，也可以是三價(jià)的。該絡(luò)合物在酸性條件下較穩(wěn)定。到中低溫階段，當(dāng)溶液由酸性變?yōu)閴A性，特別是有大量Fe 離子存在時(shí)，這個(gè)絡(luò)合物被破壞，溶液中的一部分金就沉淀出來(lái)。此時(shí)，當(dāng)溶液中有大量[SH]-時(shí)，Au 就與其形成[Au(SH)2]1-絡(luò)合物，其在堿性條件下（有大量K+、Na+存在），能穩(wěn)定遷移；但在酸性條件下，絡(luò)合物就遭受破壞，金從溶液中沉淀出來(lái)。當(dāng)溶液中有大量SiO2存在時(shí)，金的搬運(yùn)主要是呈膠體，呈膠狀的SiO2溶液（硅膠）成為金的保護(hù)層。所以金和SiO2有緊密的依存關(guān)系，這就是金為什么往往和石英脈、硅化共生的原因。

4）礦體的就位

金礦體最終就位，除了上述成礦溶液酸堿度條件外，還決定于溫度、壓力、Eh 值等物理化學(xué)條件。當(dāng)這些條件適宜時(shí)，礦液中的成礦物質(zhì)就沉淀出來(lái)，形成礦體。大瑤山地區(qū)石英脈型及斷裂蝕變帶型金礦主要成礦階段溫度為160℃～311℃，壓力為22.0MPa～38.8MPa，深度0.7km～1km，pH4.45～4.49，Eh-0.422～-0.333。

4.4 礦床成因

根據(jù)礦液的性質(zhì)、來(lái)源，大瑤山地區(qū)金礦床劃分為以下三種成因類(lèi)型：

1）巖漿熱液型金礦床：石英脈型金礦床，如黃華山、天馬等；斷裂蝕變帶型金礦床，如張公嶺、福六嶺等；矽卡巖型金礦床，如新圩、望高等；

2）巖漿和變質(zhì)復(fù)合熱液型金礦床：石英脈型金礦床，如古袍、六岑等；斷裂蝕變帶型金礦床，如桃花云榮頂；

3）次火山熱液型金礦床：龍頭山。