湖南醴陵團山背礦區金礦床特征及找礦前景

劉守林，呂星球，劉少強，談治林，王利敏，張正苗

(湖南省地質院，湖南 株洲 412007)

0 引言

醴陵地區成礦帶是欽杭成礦帶的湘東北重要成礦帶，也是我國重要的中—低溫變質巖區金銻成礦區[1-2]。區域成礦背景和成礦條件較好，幾十年來找礦工作在該區取得重大進展，相繼發現了團山背、洪源金宏、正沖、雁林寺、肖家山、胡家坳、王家灣等一批大中小型金礦[3-7]。本次研究在前人的地質工作基礎之上，通過綜合研究，著重探討該區的團山背金礦床的成礦地質條件，礦床地質特征，分析礦床成因，結合地球化學異常特征以及地球物理ΔT值異常分布特點，探討礦區深部存在隱伏礦體和巖體發育的可能性。并探討了該區金礦體的成因類型、礦物質富集演化過程。

通過上階段地質勘查工作，結合在本礦區發現了的多條金礦化體，分析成礦條件和控礦規律。總結勘查工作的礦區地質特征、礦體特征及找礦標志，并結合地球化學異常和地球物理異常特征，研究分析礦區找礦前景區，提出團山背礦區的東南部及深部具有較好找礦前景。

1 區域地質簡述

區域地層主要為中元古界冷家溪群及部分雷神廟組，其巖性為千枚巖、絹云母板巖、淺變質粉砂巖、砂質板巖，是主要的賦礦地層。地層的產狀走向為NNE向，傾角為30°～70°。其次，晚古生界地層主要為中上泥盆統、石炭系、三疊系以及東南部少部分白堊系—第四系(圖1)。

區域構造為NE向瀏陽—衡東華夏系隆起帶，隆起由中元古界冷家系群構成一套NE走向的復式背斜。區域處于燕山構造期S型構造的南弧段，箭桿山帚狀構造中發育倒轉復式背斜。區域上發育的巖漿巖，西南部有宏夏橋和板杉鋪巖體，出露面積較大，10～20 km2，都為近圓形或橢圓形出露，為金成礦提供成礦動力及成礦熱液。

2 礦體地質特征

2.1 礦區地質特征

區內主要表現為箭桿山帚狀構造中倒轉復式背斜為主體的復式褶皺。構造與成礦有比較密切的關系，復式倒轉背斜形成的次級裂隙構造是成礦的容礦構造。礦區內發育EW向和NWW向次級斷裂構造和剪切破碎帶為主要控礦構造，區內發育三組近EW向脆-韌性剪切構造(圖2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。同時，NWW向構造為深部隱伏次級構造，均為礦區發育較好的控礦構造。

區內局部出露花崗閃長巖或輝綠巖脈或巖株，輝綠巖脈呈透鏡狀，走向NW，傾向NE，未見蝕變礦化特征，與金礦化無明顯關系。花崗閃長巖和小花崗斑巖體與礦化存在密切關系，花崗巖巖株由南向北呈現串珠狀排列發育(圖2)。

圖2 團山背礦區金盆金礦段地質簡圖Fig.2 Geological map of Jinpen segment in Tuanshanbei gold mining area

2.2 礦體地質特征

通過前期工作，礦區圈定了多條礦化脈[9-10]。礦體(脈)類型也不同，有石英大脈型、蝕變巖型、石英細脈帶型等(表1)。其中較好的有V2、V3，V2礦體走向延長24～220 m，平均厚度為3.0 m，金品位較高。

表1 團山背礦區礦體(化)特征統計表[11]Table 1 List of gold ore belt characteristics in Tuanshanbei mining area[11]

團山背礦區金礦體多呈層狀、似層狀、透鏡狀，局部膨大縮小或尖滅再現的特征，賦存于蝕變花崗閃長巖體內或者外接觸帶中，發育蝕變巖型(V2-1)和石英細脈型(V2-2)(圖3)。其中，V2-1礦體產狀花崗閃長巖與板巖的外接觸帶中，其長產狀隨接觸帶變化而變化，傾角較緩，約為18°。V2-2產于V2-1礦體之下的巖體內部，其產狀為10°～30°∠18°～25°，傾角約為20°，沿傾向控制延深約480 m。礦體由石英脈和絹英巖化的花崗閃長巖組成。其圍巖蝕變主要發育強烈的黃鐵礦化、黃銅礦化、毒砂礦化，石英脈中局部可見明金。V2-4、V2-5、V2-7位于蝕變花崗閃長巖中為隱伏礦體，均為低品位礦(圖3)。

圖3 團山背礦區礦體特征(據文獻[10])

V19發育于盤石坑的韌性剪切帶中，為石英大脈型。受脆-韌性剪切構造控制，表現為劈理化和糜棱巖化，其旁側巖石具有較明顯的褪色化，石英脈厚大，單脈厚1～3 m，脈帶寬10余米，延長大于60 m，其金品位較低(0.19×10-6～1.19×10-6)。圍巖蝕變及脈中可見星點狀黃鐵礦化和黃銅礦。

2.3 礦石礦物組成及結構構造

礦區金礦體主要為石英脈型和蝕變巖型。礦石的脈石礦物為石英、絹云母和綠泥石等(圖4a)。非金屬礦物石英，呈乳白色，油脂光澤，以條帶狀產出；絹云母呈淺灰—淺綠色，玻璃-絲絹光澤，以片狀、鱗片狀產出；綠泥石呈淺綠色，玻璃光澤，以薄片狀產出；方解石呈蛋白色—白色，玻璃光澤，半透明，以塊狀產出。礦石金屬礦物主要是黃鐵礦和黃銅礦，局部黃銅礦交代黃鐵礦，發育于黃鐵礦中，呈他形狀粒狀結構(圖4b)。黃鐵礦呈黃白色，金屬光澤，以立方體及細粒狀、片狀產出為主；毒砂呈灰色，半金屬光澤，以長柱狀和針狀產出為主；黃銅礦呈深黃色，金屬光澤，以片狀、塊狀產出。

圖4 礦區礦石地質特征Fig.4 Ore-petrographic characteristics of mining area Ser—絹云母 Chl—綠泥石 Qz—石英 Py—黃鐵礦 Cp—黃銅礦

礦石中金為自然金，自然金呈金黃色，強金屬光澤，以侵染狀賦存狀態為主，其次以細粒狀產出，局部可見細粒狀明金顆粒。礦石結構為半自形—自形粒狀、他形結構及交代結構，礦石構造為浸染狀構造、塊狀構造和層理狀。礦石礦物類型劃分為石英-自然金礦石、石英-硫化物-自然金礦石、石英-絹云母-硫化物-自然金礦石、石英-絹云母-自然金類型。

2.4 圍巖蝕變特征

礦區近礦圍巖蝕變表現為褪色化、硅化、絹英巖化、毒砂化、黃鐵礦化，其次黃銅礦化、綠泥石化、碳酸鹽化。一般褪色化、細粒黃鐵礦、毒砂強烈發育地區指示金礦化較好，成礦物質聚集品位較高。特別是花崗閃長巖與板巖的外接觸帶內，圍巖蝕變由強黃鐵礦化、毒砂礦化、硅化的蝕變板巖夾微細石英脈組成，礦體發育較好。

2.5 礦化類型

根據金礦化帶的特征，礦區分為蝕變巖型和石英脈型，部分產于花崗閃長巖體接觸帶中，其余產于劈理化帶中(圖2)。其礦化類型分析如下：

2.5.1 石英型金礦化

石英脈型金礦體受脆-韌性剪切構造控制。區域斷裂構造強烈運動或深部巖體活動提供動力來源，致使巖層外接觸帶發生強烈的劈理化和糜棱巖化。來源淺地幔或深地殼的成礦流體沿張性斷裂構造空間上升，其中含金流體在有利封閉空間內聚集沉積，發育成含金石英脈，礦區中部Ⅱ、Ⅲ號韌性剪切帶中發育張性NE向構造裂隙，形成含金石英脈型礦體，經過后期熱液疊加改造，含礦熱液與圍巖反應混染蝕變圍巖，進一步聚集成礦[12]。因此，含金石英脈在空間分布上多發育于狹長地殼薄弱帶或活動張性斷裂帶中成帶狀分布。

2.5.2 蝕變巖型金礦化

1)破碎蝕變巖型金礦體和區域性構造剪切作用有關，主要發育于與花崗巖接觸帶外。當發生構造運動時活化來源于冷家溪群地層中的Au元素，在構造擠壓破碎帶或地層破碎帶內的運礦通道上升。成礦流體在順剪切作用的微空間遷移，當溫度和壓力體系發生變化時，成礦物質即在構造剪切帶的劈理化封閉空間沉淀成礦。表現為堿性氧化環境的剪切帶中，硅酸鹽和氫硫化物遷移的含金流體發生分解，在石英晶格位、黃鐵礦或毒砂等硫化物中沉淀出金，而圍巖發生硅化作用[13-14]。

2)花崗閃長巖蝕變巖型金礦體發育與醴陵地區加里東期—印支期—燕山期巖漿巖活動有關，這些深源巖漿巖聚集了含金成礦物質和有益組分。同時，深部巖漿上侵過程中，巖漿侵入帶來的熱源驅動巖漿水、變質水及地表水活躍，與圍巖接觸帶作用，萃取地殼或地層中初步富集的有用組分金而成為含礦熱液，在裂隙中或接觸帶內等有利部位，金成礦物質離析沉淀成礦或形成相應的面型蝕變及分帶，因此形成花崗閃長巖有關的蝕變巖型金礦脈。

3 礦區地球化學特征

具有找礦指示意義的地球化學次生暈金異常具有重要作用，其分布與規模都得到了較好的驗證。Au-3、Au-4、Au-6、Au-7分布于地層的劈理化帶上，Au-1和Au-5分布于巖體與地層接觸帶上，Au-2分布于花崗小巖體上，反映了金異常與地層劈理化帶和花崗小巖體有密切聯系。礦區已經發現的多條金礦化脈，包括已揭露控制的金礦脈都發育于異常帶中(圖5)。

通過1∶1萬次生暈地球化學測量，Au元素以異常下限10×10-9圈定異常，則Au異常面積大于2 km2，具有多個濃集中心(圖5)。Au異常濃集部位主要有7個，形態主要為近EW、NWW向不規則的帶狀，單個面積約0.5 km2，強度大于20×10-9，峰值范圍為100×10-9～320×10-9(表2)。

表2 礦區土壤次生暈Au異常特征Table 2 List of Au anomaly characteristics of soil secondary halo in the mining area

圖5 礦區土壤次生暈Au異常分布圖(據文獻[10])Fig.5 Au anomaly distribution map of soil secondary halo in the mining area [10]

4 礦區地球物理特征

團山背礦區的地球物理，ΔT等值線平面(圖6)分析顯示，其異常較多且分布廣泛。異常中心呈4個帶狀分布，第一異常帶包含C1-1、C1-2、C1-3，第二異常帶包含C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5，第三異常帶包含C3-1、C3-2、C3-3、C3-4、C3-5、C3-6、C3-7，第四異常帶包含C1-1、C1-2、C1-3。4個異常帶都呈NNW向展布，或者近EW向展布。其中團山背—金盆礦區，處于C2～C4帶之間ΔT值異常分布顯著，特別是C2和C3帶異常值較高，顯示該區礦化特征值較顯著。

圖6 礦區ΔT等值線平面分布圖(據文獻[9]修改)Fig.6 Plan distribution map of ΔT isolines in the mining area [9]1—花崗閃長巖 2—輝綠巖 3—蝕變帶 4—推測斷裂及編號 5—ΔT正值異常 6—ΔT負值異常 7—零值線 8—異常編號

5 找礦標志及前景分析

根據礦區金礦床特征及成礦規律分析，總結團山背金礦區有以下部分找礦標志，同時，對找礦前景進行了討論分析。

5.1 找礦標志

1)由地球化學土壤測量次生暈金異常和物探ΔT等值線平面分布的規模特征和強度預示了金礦體的存在和產出位置。花崗閃長巖與地層的接觸帶內外及巖體內部為賦礦帶。

2)原生暈剖面地球化學調查金、砷、銻含量較高地段，往往是構造運動較強和礦體的隱伏部位。區內異常特征，金-砷-銻相關性較好，成礦關系密切，揭示礦化有利部位。

3)圍巖蝕變有絹英巖化、硅化、褪色化、毒砂化、黃鐵礦化，局部有碳酸鹽化等，重要的金礦化標志為褪色化。

4)構造劈理化帶為區內重要賦礦容礦構造，從四向中間發育重要容礦構造為構造劈理化，劈理越發育找礦前景越理想。并且石英脈為重要的含金載體，與蝕變圍巖構成含金礦體。

5.2 找礦前景分析

1)根據區內土壤地球化學特征表明，Au-2異常中心集中且不規則帶狀，往東未封閉，與淺—中部成礦有直接聯系，是構造作用較強和礦化體的產出部位，表明盤石坑東南部位較好找礦前景。

2)依據區地球物理特征明顯，C3-4到C3-7上團山背地區顯示ΔT正值異常，顯示礦化體和花崗巖體在深部富集的可能性，同時，在礦區東南部臨近瓦子坪和正沖都發育多條礦脈，其深部具有較好找礦前景。

3)爛泥坡花崗閃長巖的接觸帶及鄰近地段，圍巖蝕變具有分帶性，較強的毒砂化、黃鐵礦化、褪色化等，抓住圍巖褪色化為該區金礦化的最重要的找礦標志，找礦前景理想。