湘东北黄金洞金矿田矿床地质特征成矿规律及找矿新进展_黄小强.pdf
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1、第 卷 第期 ,年 月 ,:湘东北黄金洞金矿田矿床地质特征成矿规律及找矿新进展黄小强,柳清琦,曾乐,黄志飚,张立平,万海辉,向东,苏俊男,林跃,温海亮,汪宣民,乐少强,桂云(湖南省地质灾害调查监测所,湖南 长沙 )摘要:位于扬子陆块东南缘江南新元古代造山带之湘东北断隆带的黄金洞金矿田为湖南省重要的金矿产地。结合近年勘查研究新进展,文章旨在分析研究矿田地质特征,总结成矿规律,丰富区域金成矿规律认识。研究表明:区内金矿床受地层和构造控制,金矿体主要赋存于新元古界冷家溪群坪原组变质岩地层中,次一级的近向、向断裂为含矿构造,局部 向构造也见有较好金矿化;经大量工程验证,区内主矿体规模大、延伸稳定,且具
2、有一定的侧伏规律;矿床成因类型为中低温热液变质型金矿床,建立了找矿模型;结合最新勘查成果及成矿规律,预测泥湾断裂与窑湾里断裂夹持区、泥湾断裂与长平大断裂的夹持区、老矿山深边部仍有较大找矿潜力。关键词:矿床地质特征;成矿规律;成矿模式;找矿预测;黄金洞金矿田中图分类号:文献标识码:文章编号:()引言湘东北地区位于江南造山带湖南段北东端,已发现有黄金洞、万古等金矿田,金资源量极为丰富,累计探明金资源量超 ,为湖南重要的金矿集中区。黄金洞金矿田采金历史悠久,世纪 年代开始开展较为系统的地质勘查工作,截至目前已探明(发现)大小金矿床 处。近年来,通过在矿田内开展普、详查工作取得了重大的找矿突破,如黄金
3、洞金矿床深边部勘查探获新增金资源量达到大型规模,桥上金矿床探获金资源量达中型规模,新庆和黄土嘴金矿床达小型规模。此外,还发现一批具有较好找矿前景的金矿(化)点,在黄土嘴矿区发现 向含矿构造,构造规模较大、矿石品位较富,进一步拓宽了区域找矿方向。区域内金矿体均产于新元古界冷家溪群中,受不同性质构造控制,矿床成因为变质热液型金矿床,亦有构造聚源渗流地下水热液矿床之说,毛景文等研究显示金矿化有地幔来源物质参与,董国军等认为岩浆来源的流体可能对这些矿床形成具有重要的影响。区内开展过不同目的、不同性质、不同程度的地质工作及相关科研工作。本文结合近年来在该区的勘查新发现,旨在分析研究矿田地质特征,总结矿床
4、成矿规律,以期丰富该区金成矿规律认识,为找矿勘查工作提供借鉴。区域地质背景黄金洞金矿田位于扬子陆块东南缘江南新元古代造山带之湘东北断隆带(图),区域构造演化主要经历了弧盆与岩浆作用阶段、裂谷盆地阶段、陆内构造岩浆阶段和断陷盆地阶段,从区域成矿学上分析研究区位于扬子成矿区域著名的江南地块金锑钨铅锌锡成矿带,为江南隆起金矿成矿带中部的湘东北赣西金矿成矿区。区域内出露地层有新元收稿日期:;修回日期:基金项目:湖南省自然资源厅重大科技研究项目(湘自资科 号)、湖南省核工业地质局科研项目()资助。第一作者:黄小强(),男,高级工程师,主要从事矿产勘查与研究工作。:引文格式:黄小强,柳清琦,曾乐,等湘东北
5、黄金洞金矿田矿床地质特征成矿规律及找矿新进展矿产与地质,():古界冷家溪群、中生界白垩系及新生界第四系。冷家溪群分布最广,约占全区地层总面积的,为一套具复理石建造特征的深海半深海浅变质碎屑岩系。区域构造隆起带、断陷盆地总体走向为 向,其中构成隆起带的冷家溪群总体呈一近或向的复式背斜构造,局部产状倒转。区域内强烈的构造运动,使得湘东北地区内岩浆活动强烈,活动期次较多。主要有雪峰期酸性侵入岩、加里东期中酸性侵入岩、印支期中酸性侵入岩和燕山早期中酸性侵入岩(图)。图黄金洞金矿田区域地质图(据文献 修改)三叠系泥盆系志留系震旦系新元古界板溪群新元古界冷家溪群古元古界太古宇(?)燕山期花岗岩印支期花岗岩
6、加里东期花岗岩元古宙花岗岩 断裂 韧性剪切带 金矿床(点)铜多金属矿床(点)钴矿点汨罗断陷盆地幕阜山望湘断隆长沙平江断陷盆地浏阳衡东断隆醴陵攸县断陷盆地九岭清水韧性剪切带连云山长沙韧性剪切带青草株洲韧性剪切带矿田地质特征矿田内出露地层有新元古界青白口系冷家溪群、中生界白垩系及新生界古近系、第四系(图)。冷家溪群可进一步划分为黄浒洞组、小木坪组和坪原组,又以坪原组含金最好,区内金矿体大多产于该地层中。坪原组在研究区广泛出露,下段岩性由薄中厚层状粉砂质板岩、条带状板岩夹厚层变质长石石英杂砂岩、绢云母板岩、变质细砂岩组成,岩层总厚度大于 ;上段岩性为板岩、粉砂质板岩、变质粉砂岩、绢云母板岩、条带状板
7、岩、斑点状板岩、千枚状板岩、变质长石、石英(杂)砂岩及变质石英细砂岩等,岩层厚度大于 。冷家溪群中的 含量属于高背景元素,其富集系数是区域的 倍,为金的富集成矿提供了良好的条件,。矿田内主要有 向构造、向构造、向构造和归属不明的区域构造经过。向构造早期以褶皱为主、晚期断裂发育。褶皱以线状紧密复式褶皱产出,轴向近,部分因华夏系断裂干扰而发生偏转,轴面往往向北歪转,甚至倒转因而形成同向构造。区内金矿点几乎全部分布在胆坑复向斜的北翼,说明该类皱褶具有控矿作用。断裂表现为两种形式,一为层间断裂,二为切层断裂,前者倾角稍缓,后者倾角较陡,皆具多期活动性质,多为逆冲断层,具压扭特征,此类断裂为本区的主要控
8、矿构造。向构造形成时间较早,应为雪峰期加里东期,至燕山期仍有活动。此外,在研究区的北部存在有区域性近 向的九岭清水韧性剪切带、南部有连云山长沙韧性剪切带。向构造主要为 走向的压性断裂,矿 产 与 地 质 年图黄金洞金矿田地质略图 第四系古近系古新统枣市组上白垩统戴家坪组冷家溪群坪原组冷家溪群小木坪组冷家溪群黄浒洞组辉绿岩石英脉实测地质界线 沉积不整合地质界线 扭性断裂 压扭性断裂及产状 正断层及产状 性质不明断层 金矿床(点)规模长达 ,具多期活动性质,如樟坑、香炉尖黄沙、大禾坪等压扭性断裂,此类构造形成时间可追溯至加里东期,以印支燕山期较常见。向构造是在华夏系体系的基础上发生、发展的,属于此
9、类断裂的都残留有华夏系的踪迹,走向 ,倾向,倾角 以上,常形成硅化破碎带,部分充填石英脉,具压扭性质,此类断裂以平(江)浏(阳)大断裂最为典型,其东侧的低次序断裂如泥湾断裂及坑上、窑湾里断裂即是本区的控矿构造。归属不明的构造主要为 向构造和 向构造,规模较小,具扭性和张扭性的特点。区域内构造变形强烈,褶皱、韧性剪切带、断层、劈理、面理广泛发育,构成了本区复杂的构造格架,总体上以 向构造为基础、构造为主、其余为次(如 向构造)的构造格架。研究区内未发现岩浆岩出露,但在研究区西南方向约 处出露有燕山期连云山花岗岩体,岩性主要为中细粒(斑状)二云母二长花岗岩和中细粒黑云母二长花岗岩,其次为中细粒黑云
10、母花岗闪长岩。连云山岩体的锆石 年龄值为 ,此时,华南总体上处于伸展的构造环境之中。湘东北地区的金和金多金属矿产围绕着连云山岩体呈分带性分布,且部分矿体的成矿时代和连云山岩体同期或者稍晚。具有埃达克质的连云山岩体可能为连云山地区金多金属矿提供成矿物质和成矿流体来源,并为成矿物质的迁移提供能量,。矿床地质特征 矿体特征矿田内以黄金洞金矿床为典型代表。黄金洞金矿床含金矿脉带产于冷家溪群坪原组(粉)砂质板岩、绢云母板岩中,沿断裂破碎带成群成带分布,分布密集,近似平行展布(图)。近 向断裂破碎带控制着矿体的形态和规模,矿体规模大小不一,长 ,沿倾向延伸 ,矿体形态呈似层状、脉状、透镜状,具分支复合,尖
11、灭再现特点。以号脉规模最大,单脉探获金资源量达到大型规模,号脉主矿体 走 向 最 大长达 ,矿体最大斜深为 ,矿体呈脉状、似层状、透镜状沿构造充填,整体切层(图)。由含金蚀变破碎板岩及含金石英脉组第 卷第期黄小强等:湘东北黄金洞金矿田矿床地质特征成矿规律及找矿新进展图黄金洞金矿区地质简图 第四系冷家溪群坪原组第二段冷家溪群坪原组第一段冷家溪群小木坪组倒转背斜轴线倒转向斜轴线实测及推测压扭性断层实测及推测张性断层主要矿脉及编号 黄金洞矿区范围图黄金洞金矿床 线地质剖面图 矿 产 与 地 质 年成,以含金蚀变破碎板岩为主,石英脉呈网脉状、细脉状或透镜状穿插于破碎板岩中,脉宽一般为 。矿体往深部延伸
12、稳定。黄金洞矿区揭露矿体深度已至 高程(地表 ),深部仍见有较好工业矿体,说明矿体往深部仍有延伸。与黄金洞矿区 处 于 同 一 金 成 矿 带 的 大 万 金 矿 集 区 深 部 钻 孔 (孔深 )在 见矿平均品位为 ,真厚度为 ,预测大万金矿区 以浅的金资源潜力可达 (已探明 ,据文献 )。区域内已发现的金矿床,多数矿床勘查深度不足 ,显示该区深部找矿潜力仍然很大。矿石特征矿床金矿石类型主要有含金蚀变破碎板岩、含金石英脉、含金构造角砾岩和含金蚀变板岩,以含金蚀变破碎板岩及含金石英脉较常见,矿化较好。矿石结构主要是粒状(或鳞片)变晶结构、交代残余结构、碎裂结构、角砾结构四种,次要结构有自形半自
13、形粒状结构、他形粒状结构、中粗粒粒状结构、变余细砂状结构、变余粉砂状结构、显微鳞片变晶结构。矿石构造主要为块状构造、星点浸染状构造、角砾状构造和板状、条带状构造,部分具网脉状构造、蜂窝状构造及晶洞构造。矿石矿物成分主要由脉石矿物和少量贵金属矿物及硫化物组成,脉石矿物以石英为主(约占),次为绢云母、白云石、方解石、绿泥石、斜长石、白云母等,金属矿物主要为硫化矿物如毒砂、黄铁矿,其次为白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉锑矿、菱铁矿,偶见辉铜矿、斑铜矿、蓝辉铜矿等铜矿物,贵金属矿物主要是自然金,副矿物有褐铁矿、孔雀石、臭葱石、高岭土等。金的赋存状态:分布于板岩碎块与石英脉接触处的裂隙中;充填于毒砂、
14、黄铁矿、黄铜矿的颗粒中;生于毒砂、黄铁矿组成的条带中;分布于黄铁矿、毒砂、黄铜矿的连生体中;包裹在车轮矿()中。大颗粒金与黄铜矿、闪锌矿、方铅矿共生,小颗粒金与黄铁矿、毒砂共生且交代毒砂。毒砂具有金含量分布均匀、不随粒度有明显变化、较共生黄铁矿富含金的特点,显示了毒砂中的金是通过 类质同向而进入的。围岩蚀变特征矿床蚀变主要有硅化、白云石化、绢云母化、毒砂、黄铁矿化等,并往往伴有钨矿化、辉锑矿化及微弱的闪锌矿化、黄铜矿化、辉铜矿化及方铅矿化等,与金矿化关系密切的蚀变有硅化、毒砂矿化、黄铁矿化等。成矿规律 成矿时代对于湘东北地区,富含金的新元古界冷家溪群矿源层沉积以后,主要经历了加里东期和印支燕山
15、期两期强烈的构造热改造事件。加里东期主要以逆冲褶皱运动为主,形成了近 向紧闭型褶皱、逆冲剪切带,金部分活化转移出来,在构造有利位置沉淀形成同构造含金石英脉。印支期燕山期即中生代,中国东部发生了多幕次的强烈的构造活动,伴随有广泛的岩浆活动和大规模成矿作用 ,大规模的花岗岩浆作用往往与俯冲的 挤 压 背 景 或 碰 撞 造 山 带 的 后 造 山 伸 展 背 景 有关 ,导致华南地区中生带大规模成矿作用。多期造山与燕山期陆内活化是湘东北地区成矿的有利背景,区域上多阶段大规模的伸展作用导致了与花岗质岩浆活动有关的多期大规模成矿作用,特别是燕山期稀有金属大规模成矿作用,表现有湘东北连云山地区的金矿、幕
16、阜山地区稀有金属矿、铀矿、铅锌矿等。前人运用不同的方法对湘东北地区开展了测年工作,获得结果(表)表明湘东北地区金成矿可能存在多期成矿作用。对于湘东北地区金成矿时代,较早的研究主要是依据铅同位素模式年龄结合成矿地质特征 及 地 球 化 学 特 征 推 断 其 为 雪 峰加 里 东期,韩凤彬等 研究认为湘东北地区存在加里东期和印支期成矿(团山背金矿年龄 ),胡瑞英等、毛景文等研究结果显示区内存在燕山期成矿,这与燕山期湘东北地区发生的以伸展为主的构造岩浆事件、与花岗岩质岩浆活动有关的大规模多金属成矿作用 是相互吻合的。因此,文章认为黄金洞金矿成矿富集阶段为加里东期,期间以 向、向断裂成矿,在燕山期有
17、叠加作用,表现为 向构造与 向构造交汇处成矿。矿体空间分布规律 地层岩性与金矿化的关系通过研究发现,区内金矿体对层位具有一定的选择性,主要分布于冷家溪群基底地层中,该地层中金、砷的丰度值较高,为初始矿源层。冷家溪群坪原组泥质、粉砂(砂)质岩石和不同岩性的交界处,是最有利于成矿的地层或部位,这些岩石和不同岩性的交接部位往往是构造薄弱地带,在构造作用下容易成为赋矿空间,有利成矿,对金的活化、迁移、沉淀有控制作用。第 卷第期黄小强等:湘东北黄金洞金矿田矿床地质特征成矿规律及找矿新进展表湘东北地区金矿成矿年龄 矿床名称测定对象年龄 测定方法数据来源黄金洞矿石 铅同位素模式年龄文献,含矿石英脉 测年文献
18、含矿石英脉 测年文献 大万含矿石英脉 裂变径迹法文献 含矿石英脉 测年文献含矿石英脉 测年文献 构造与金矿化的关系)从区域上看,黄金洞地区位于长平大断裂的附近,含矿构造以近向和()向断裂为主,局部有 向含矿断裂,如黄金洞号脉、黄土嘴号脉、丰 富、号 脉、金 坑号 脉 等 赋 存 于 近()向切层断裂(倾向切层)中,黄金洞、号脉及九岭、永田、桥上等矿脉赋存于近向层间破碎带中,黄土嘴号脉、曲溪等矿脉赋存于 向断裂中。近向和()断裂在区内广泛发育,大部分为顺层矿脉,少量为切层矿脉(倾向切层、走向切层均有),该组断裂可能形成于雪峰期加里东期,至燕山期仍有活动。因此,区内 向构造旁侧的近()向断裂破碎带
19、是金矿体主要容矿、控矿构造,两组断裂交界处及旁侧是金矿找矿的有利部位。)金矿体存在一定的侧伏规律。根据大量的深部钻探 工 程 控 制,区 内 金 矿 体 存 在 一 定 的 侧 伏 规律。如黄金洞号脉主矿体具有向南东侧伏的规律(图),侧伏角约 ,号脉主矿体具有向北西侧伏的规律(图),侧伏角约 。本区矿体的侧伏特征,主要是构造运动作用的结果,侧伏矿体一般走向长度小,沿倾向延深长度是矿体走向长的数倍至十余倍。矿体的侧伏方向与控矿构造的方向有关,一般都向区域或矿区主要控矿断裂倾向一侧作侧向延伸(侧伏),号脉往区域性控矿断裂泥湾断裂一侧侧伏,号脉则往远离泥湾断裂一侧侧伏,至于其详细的形成机理有待进一步
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