湖南瀏陽—醴陵官莊金礦區金成礦機制及成礦模式

楊蓼蓼，李 涵

（湖南省地質礦產勘查開發局四一六隊，湖南 株洲 412000）

1 金的遷移沉淀機制

1.1 金的遷移形式

自然界中金主要呈Au+、Au3+兩種價態形式出現，并在熱液中進行遷移，從而使其受到氧化、溫度條件，受到酸堿度及氯和硫的濃度影響，使其進行還原。通過實驗表明，成礦的流體當中，金礦的主要元素是以HS-、Cl-、OH-為主，并將其與膠體金（Au0）簡介和，結合的形式發展遷移。在一定的高溫條件下，金的主要結構形式呈現為氯化物絡合物（AuCl2-）、羥基絡合物（Au(OH）2-）、氯-羥基絡合物（Au（OH）Cl-）及膠體金（Au0）狀態，這些形態會發生遷移；在中-低溫或還原條件下，金主要呈硫氫絡合物（Au(HS）2-（近中性、弱酸性）、AuHS（酸性）、Au2（HS）S-（堿性）、Au2S22-（堿性））形式發生遷移，在中-低溫、高硫逸度、還原條件下，Au（HS）2-對金的遷移和成礦作用發生意義更為突出、作用更大[1]。

1.2 金的沉淀機制

1.2.1 流體沸騰

金礦的成礦流體會從深部上升至淺部，這一過程叫做降壓過程。當靜水壓力下降至流體的飽和氣壓時，會產生進一步的降壓，流體在隨著靜水壓力不斷下降時，其飽和蒸氣壓也會不但下降，從而導致流體上升的趨勢產生裂縫，產生沸騰現象。

金屬沸溢的主要原因是氣相組分的溢出，這里分為兩個方面，一方面是流體部分的氣體溢出，增加了流體中金屬元素的濃度，導致金屬礦的過渡飽和；另一方面，所溢出的氣體，其揮發成本當中主要是以酸性成分為主，例如CO2、H2S等，造成流體pH值的上升和還原硫濃度的增加，引起礦石的沉淀。

1.2.2 水-巖反應

圍巖蝕變當中的金屬礦區域主要是以黃鐵礦、毒砂、硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化為主，在水-巖反應是普遍與水-巖反應可以在圍巖中提取成礦物質一方面。要改變成礦流體的主要物質條件是金屬礦物的沉淀，韌化脆性斷裂/剪切帶提供了礦液通道的遷移，也是水-巖反應劇烈的場所。綠泥石中Fe/（Fe+Mg）比值的變化與圍巖中Fe/（Fe+Mg）比值密切相關，這種現象是流體和圍巖發生水巖反應引起的，即，綠泥石的Fe/（Fe+Mg）比值通常與流體-圍巖相互作用強度呈正相關。如在金雞金礦床，綠泥石的Fe/（Fe+Mg）比值和氧逸度均隨溫度降低而降低，說明隨著成礦作用的進行（成礦是一個溫度逐漸降低的過程），成礦流體與冷家溪組板巖的反應逐漸減弱，表明流體和圍巖的水巖反應在本區普遍存在。高Fe/（Fe+Mg）比圍巖的硫化作用將會破壞金的穩定性，金硫絡合物被分解析出黃鐵礦和其他金屬硫化物。

2 成礦模式

綜合各類成礦信息，對區內金礦床的成礦模式進行了總結。

2.1 關鍵控礦因素

2.1.1 地層控礦

湘東北地區大部分金礦床都賦存在新元古界冷家溪群的淺變質地層中，且各礦區內冷家溪群巖石中金的含量明顯高出上部地殼金元素豐度值。Au的上地殼豐度值為1.8×10-9，整個湘東北冷家溪群Au的豐度值為2.97×10-9（柳德榮和吳延之，1993），黃金洞礦區冷家溪群Au的含量為1.7×10-9～4×10-9，雁林寺礦區Au的含量為1.83×10-9～5.46×10-9，而且遠離礦體未礦化的冷家溪群Au含量高于靠近礦體未礦化的冷家溪群，表明冷家溪群中的Au元素在地質歷史演化過程中發生了遷移。

2.1.2 構造控礦

此結構構造對成礦控制，具有一定的多樣性，它主要是礦質的聚集、運營以及貯存等條件，并直接控制礦床礦體的分布空間，及分布位置。對區內金礦床而言，醴陵-衡東斷裂為級別相對較高的斷裂構造，控制著礦床的具體產出位置，區內，也控制著區內巖體（脈）的產出。金礦體往往賦存在低序次斷裂構造中，一是由于在主構造與次級構造之間存在著較大的溫度、壓力和濃度梯度，二是由于主構造與次級構造之間具連通性，保證有豐富的成礦溶液由主構造向次級構造運移，在次級構造中因物理化學條件的變化，含金絡合物易分解而沉淀成礦。在研究區，北東向和北西向兩組次一級斷裂構造控制礦體的具體產出。

2.1.3 巖漿巖與成礦的關系

在研究區一些金礦，如金雞、梨樹坡、橫江沖金礦床，加里東期花崗質巖體（脈）與成礦在空間上顯示出一定的關系，礦脈有時產于花崗質巖體（脈）與圍巖的接觸帶中，有時在巖體（脈）中也有少許礦化。區域范圍內，不具有礦床分帶特征，在礦區范圍內，沒有發現與巖漿熱液有關的鉀長石化，區內的蝕變也不具分帶性，礦石中的金屬礦物也少見與巖漿熱液有關的高溫礦物（如白鎢礦、輝鉬礦等）。盡管與侵入體有關的金礦床與造山型金礦床在礦床地質特征方面具有一定的相似之處，但是與侵入體有關的金礦床的成礦作用與不同的構造環境有關。根據礦物組合，侵入相關礦床可分 為：Au-Fe-oxide-Cu，Au-Cu-Mo-Zn，Au-As-Pb-Zn-Cu，Au-Te-Pb-Zn-Cu和 Au-As-Bi-Sb礦床（或礦脈）。Au-Fe-oxide-Cu和Au-Cu-Mo-Zn礦脈，以及大多數Au-As-Pb-Zn-Cu礦脈的形成通常是與活動俯沖帶有關的侵入體相關。和堿性侵入體有關的Au-Te-Pb-Zn-Cu礦脈通常形成于弧后盆地。Au-As-Bi-Sb礦脈形成的背景與典型造山型金礦床相似，通常形成于克拉通內部。相反，區內金礦床的成礦圍巖、控礦構造、蝕變類型、礦物組合以及成礦流體的組成和性質與典型造山型金礦床更為接近。

2.2 成礦物質來源

研究區金礦床金屬硫化物硫同位素與冷家溪群和區內的其他金礦床硫化物的硫同位素組成基本一致，而不同于區內與巖漿有關的銅多金屬礦床的硫同位素組成，表明這些金礦床的硫主要來源于地層。硫化物鉛同位素組成也與區內其他金礦床鉛同位素組成一致，而不同于區內斑巖型銅多金屬礦床的鉛同位素組成。

2.3 成礦流體特征

研究區金礦床石英硫化物脈中石英的δ18O值位于世界上其他脈狀金礦床的δ18O值（δ18O=10～18‰）的范圍之內，石英的δD值同樣位于世界上其他脈狀金礦床的范圍。值基本與其他造山型金礦床的特征一致，結合流體包裹體研究結果，顯示成礦流體具有變質流體來源的特征，認為這些金礦床的成礦流體主要為變質水來源。

2.4 礦化特征

礦體主要賦存于冷家溪群淺變質巖中，嚴格受斷裂構造控制，礦石類型以石英脈型和蝕變巖型為主，少見角礫巖型。礦化類型單一，主要為Au礦化，金屬礦物主要為黃鐵礦和毒砂，少見方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等，非金屬礦物主要有石英、白云石、方解石、絹云母和綠泥石等。成礦環境應為還原、弱酸環境，氧逸度較低，金成礦元素應主要以Au(HS)2-絡合物形式遷移，沸騰作用和水巖反應是金沉淀的主要影響因素。

2.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化、毒砂化、硅化、綠泥石化、碳酸鹽化（白云石化、方解石化）等，其中硅化、白云石化、黃鐵礦化和、毒砂化與金礦化關系最為密切。

2.6 結構構造

金礦床的主要成礦結構包括以下幾種，破碎結構、共結結構、顆粒結構、交代結構、固溶分離結構、包裹體結構以及間質結構等。金屬礦結構主要是以脈狀結構、浸染狀結構、角狀結構以及條狀結構。

3 結語

金礦深部是一個有勘探潛力的地區。該區礦產分布特征和成礦地質條件表明，深部金礦床條件良好。燕山期形成的一系列大中型石英脈型金礦床是深部找礦的首選。因此，本文研究的成礦過程具有多期、多成因的一致性。