萬古金礦成礦作用特征及成礦模式淺析

段陽杰

摘要：采用研究成礦地質作用確定成礦地質體、研究成礦構造分析礦體空間分布特征、研究成礦流體確定找礦方向的“三位一體”研究方法，確定平江縣萬古金礦的成礦模式，認為礦區成礦地質體為隱伏花崗巖體；成礦構造為北西西向斷裂構造；成礦結構面主要為北西西向的次級斷裂面；成礦作用特征標志為薊縣系地層+北西西向斷裂構造+硅化、毒砂礦化、黃鐵礦化蝕變。

關鍵詞：金礦；三位一體找礦模型；萬古

引言：萬古金礦位于揚子地塊東南緣，江南古陸湖南段東北部，礦區位于江南造山帶中段幕阜山一望湘斷隆帶，出露地層簡單，主要為中元古界薊縣系坪原組，次為白堊系戴家坪組及第四系。該地區成礦地質條件優越，構造發育，分布較為廣泛的中元古界薊縣系地層，經歷多次構造運動變質，蘊藏著較為豐富的金礦產資源，萬古金礦是湘東北地區重要的大型金礦之一。

1.礦區地質特征

1.1礦脈地質特征

礦區經過近20年的勘探與開采，已發現規模不一的含金礦脈帶40條。礦脈帶受北西向斷裂破碎帶控制，大多數走向北西或近東西，傾向北東，傾角一般在32°～65°。礦脈帶長200m～3280m不等，厚1.00m～3.00m。各礦脈呈平行帶狀分布在薊縣系坪原組地層中，圍巖多為蝕變（含）粉砂質板巖。含金礦脈帶組成及蝕變特征大同小異，構造巖為角礫巖、破碎（含）粉砂質板巖、石英透鏡體及細脈，部分礦脈帶中能見斷層泥（糜棱巖），普遍具有硅化。

1.2成礦期次劃分

第一個成礦期次為石英期，該階段沒有明顯的礦化現象，石英顆粒較大，顏色純白。第二個成礦期次為黃鐵礦+毒砂+石英期，本階段含大量黃鐵礦和毒砂，二者互相包含，為典型的共生關系，石英呈煙灰色，礦物顆粒較小。第三個成礦期次為石英+多硫化物期，本階段的含金硫化物種類較多，包括黃鐵礦，毒砂，輝銻礦，銻銅礦，黃銅礦和自然金等。第四個成礦期次為石英+方解石期，有較多方解石，金屬礦物較少，有的石英呈肉紅色。第五個成礦期次為方解石期，大量方解石出現，成脈狀或團簇狀。

1.3礦床成因

礦脈的類型主要為石英脈型金礦和蝕變巖型金礦。金屬礦物主要為毒砂和黃鐵礦，還有少量的自然金，非金屬礦物主要為石英和方解石。礦石的硫化物含量較低，硫、鉛同位素和sr同位素特征表明成礦物質來源于殼源薊縣系地層，H-O同位素特征暗示成礦流體性質為變質流體+巖漿流體，晚期有大氣降水加入，He-Ar同位素表明地幔物質可能也參與了金礦化。綜上所述，筆者認為萬古金礦為巖漿期后遠成中低溫熱液型金礦。

2.成礦地質作用分析

2.1成礦地質體

萬古金礦產于中元古界薊縣系地層中，礦體呈脈狀、似層狀或長透鏡體狀沿構造破碎帶充填，形態、產狀和規模受北西（西）斷裂破碎帶控制。由此萬古金礦定義為與侵入巖漿地質作用有關的巖漿期后遠成中低溫熱液型金礦。

萬古金礦區—金井巖體一帶的深部可能存在一較大的隱伏巖體，該巖體可以為成礦流體的遷移提供能量。因此，推測萬古金礦的成礦地質體為隱伏的巖體。

2.2成礦構造及成礦結構面

萬古金礦為巖漿期后遠成熱液脈狀金礦，其成礦構造系統為斷裂構造系統。該區的金礦主要賦存于北西西向的次級斷裂之中，礦體沿著控礦斷裂側伏，在淺部和較深的部位都有分布。因此，萬古金礦的成礦結構面為構造界面，而不是地質體界面和物理化學界面。

成礦結構面為北西西向的次級斷裂面，這些斷裂規模較小，大致呈平行排列，與地層產狀基本一致或局部斜交，傾向NNE，傾角30°～65°不等。控礦的北西西向次級斷裂和緊閉褶皺為應力釋放區，上升的成礦流體在此處聚集，是成礦的有利部位。

2.3成礦作用特征標志

據萬古金礦硫同位素分析結果，萬古金礦的黃鐵礦和毒砂樣品顯示相對均一的、較低的S比值。坪原組地層的S同位素組成有兩個端元組分：一個具有較低的S值（～-10到一12%），而另一個具有高的s值（～+13到+24%）。萬古金礦硫化物的硫同位素值組成與較低的一個端元的S同位素值相近，且明顯低于湘東北地區的斑巖型七寶山礦床的硫同位素比值，說明金礦的成礦流體可能來源于坪原組地層。

通過與湘東北地區的七寶山及鰲魚山斑巖型礦床和燕山期花崗巖的Ph同位素組成對比可知，萬古金礦的含金毒砂和黃鐵礦的Ph同位素值變化較大，總體上反映了上地殼的物質來源，也就是其來源主要為變質沉積來源。同時，斑巖型礦床的Ph同位素與燕山期巖體十分相似，但二者與金礦的Ph同位素組成顯著不同，因此，該成礦物質來源于坪原組地層（圖2）。

通過鏡下觀察得知，方解石在成礦期和成礦晚期都有出現，其中成礦期的方解石與石英，毒砂和黃鐵礦生長在一起，而成礦晚期的方解石只與石英共生，少見礦化。兩期方解石sr同位素值均較高，指示地殼來源。

通過對萬古金礦的含礦石英脈進行了氫氧同位素測試，結果顯示，成礦期的流體的H-O同位素主要為變質來源，并可能有巖漿來源流體的參與，但成礦后期較低的H-O同位素組成則指示晚期有大氣降水混入。

綜合S-Pb-H-O-Sr-He-Ar同位素分析結果，萬古金礦的成礦流體和成礦物質主要來源于薊縣系地層，但可能有地幔和巖漿物質的加入。

3.成礦模式分析

3.1成礦要素特征

根據礦床的成礦地質作用、礦床成因與礦化特征等，歸納總結本礦床的主要成礦要素，并根據重要性程度將成礦要素劃分為必要、重要、次要三類。

3.2成礦模式

雪峰期以來的多次構造巖漿活動和變質作用使得Au等成礦元素趨向于富集于中元古代地層中的有利層位。燕山期為金的主成礦期，燕山期的構造巖漿形成湘東北地區占主導地位的北東向深大斷裂和本區最廣泛的S型花崗巖。花崗質巖漿的上涌，不僅提供了部分金成礦流體，而且還促使了深部的含礦流體沿深大斷裂向上運移，流體在運移過程中萃取圍巖中的Au、As、s和H₂0等物質。淺部NWW向次級斷裂是應力釋放區，為成礦的有利構造部位。向上運移深部的流體在此處聚集，沉淀成礦。成礦到后期，大氣水混入增加，并發生貧礦化的碳酸鹽化。

4.結論

（1）萬古金礦的成礦地質體為隱伏巖體，成礦構造為斷裂構造，成礦結構面為北西西向斷裂構造面；其成礦作用特征標志為薊縣系地層、北西西向斷裂及硅化、毒砂礦化、黃鐵礦化蝕變。

（2）萬古金礦的主要成礦要素為薊縣系坪原組地層、金井巖體及隱伏巖體、北西西向斷裂構造；其成礦模式為燕山期花崗質巖漿上涌，使深部含礦流體沿北東向深大斷裂向上運移，同時萃取富含Au等成礦元素的薊縣系圍巖中的Au、As、s和H₂0等物質，最后聚集于淺部的北西西向次級斷裂中，沉淀成礦。endprint