湖南省沅陵县沈家垭金矿床

如题所述

推荐答案 2020-01-20

湖南省沅陵县沈家垭矿区位于著名的沃溪大型金锑钨矿（沅陵县官庄镇）以东约10km处（图1），与沃溪金锑钨矿同处于沃溪-冷家溪金成矿带上，矿区东西长10km，南北宽5km；地理坐标为：东经110°57′14″～111°03′45″，北纬28°31′40″～28°35′00″。

图1 雪峰地区及邻区金矿分布图

（据彭建堂，1999）

1—盖层；2—基底；3—金矿床；4—伴生金矿床

1 区域成矿地质背景

湘西沈家垭大型金矿是雪峰山地区颇具代表性的金矿床。雪峰山地区是湘西-鄂西汞-锑-金铅-锌-铁-锰成矿带的重要组成部分，也是华南重要金成矿带之一，构成了湖南最重要的黄金生产基地。区内金矿床层控特征十分明显，金矿床产于前寒武纪浅变质岩系（主要为中元古界冷家溪群和新元古界板溪群）中，矿体受一定层位和岩性控制（彭建堂等，1998）。区内逆冲-推覆构造十分发育，并具有多期活动的特点，控制了区内金矿床的空间分布，是金矿床形成的主控因素（骆学全，1993；赵建光，2001；孟宪刚等，1999）。

雪峰山地区金矿床的成因类型主要有2种，即构造热液型和岩浆热液型，强烈的构造-岩浆活动为本区Au、Sb等元素的活化、迁移、富集及成矿提供了有利的地质条件，形成众多的矿床和矿点（图1）。由于构造-岩浆活动的多期多阶段性，区内金矿床的形成时代也具有多期次特点（罗献林，1989，1991；黎盛斯，1991；张景荣等，1989；毛景文等，1997），但加里东期和印支期是该地区的金成矿的2个主要成矿期（孟宪刚等，1999；彭建堂等，1998；彭建堂，1999；刘继顺，1993）。

2 矿床地质特征

矿区出露地层为中元古界冷家溪群小木坪组、新元古界板溪群横路冲组、马底驿组、通塔湾组及白垩系与第四系（图2），矿化作用受唐浒坪复式背斜及沃溪大断裂、香草湾断裂等NEE向构造的联合控制，矿体赋存于马底驿组第四段组成的近EW向小背斜轴部及两翼走滑断层及层间破碎带中。

图2 沈家垭金矿地质简图

Q—第四系；K—白垩系；Pt₃t—板溪群通塔湾组；Pt₃m^1-5—板溪群马底驿组第一段至第五段；Pt₃h—板溪群横路冲组；Pt₂x—冷家溪群小木坪组。1—地质界线；2—断层（推测断层）；3—矿脉及编号；4—断层破碎带

2.1 矿化蚀变特征

矿化蚀变有黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化等，水平分带明显，由中心向两侧依次为黄铁矿化→绿泥石化→硅化→绢云母化→围岩。黄铁矿多呈浸染状、团块状或细脉状产出，并与硅化紧密伴生，主要分布于矿体中，近矿围岩中仅极少量分布，与金矿化关系最为密切，是金矿体存在的最直接标志；硅化主要分布于破碎带与绢云母化板岩中，尤以矿体产出的破碎带硅化更为强烈，与金矿化、黄铁矿化关系密切，呈正相关关系，即硅化强烈地段，黄铁矿含量明显增高，金矿化好；绢云母化发育较为普遍，其蚀变强度和厚度与破碎带厚度、矿体厚度及矿化强度呈正相关，但多数分布于矿体外侧，是矿区重要的找矿标志；绿泥石化与碳酸盐化常伴生在一起，分布于黄铁矿化、硅化外缘，与金矿化呈负相关关系，常预示着金矿化减弱或矿体尖灭。

2.2 矿化特征

金矿化集中分布于石英脉或硅化破碎带中，倾向上明显由地表往深部变厚、变富，且在地表存在贫化现象；矿体赋存于层间破碎带中，严格受层间破碎带的控制，呈板柱状向深部稳定延伸，顶底板围岩为不含或极少含黄铁矿的绢云母化、硅化蚀变板岩或未蚀变的绢云母粉砂质板岩，矿体与围岩界线较清楚。与西侧10km处沃溪金矿床相比，矿体侧伏角明显增大，且随矿体产状变化而有规律地变化：矿体倾向南，向南西侧伏；矿体倾向北，向北东侧伏。

地表已发现规模不等的含金构造破碎蚀变带8条，出露长度200～5 400m，彼此近于平行展布，间距6～200m不等，走向上局部出现分支复合现象。

现已初步查明，Ⅰ，Ⅱ，Ⅴ号矿脉规模较大，矿化较强。其中，Ⅱ号脉规模最大，水平延伸达5 400m，露头宽度数米至40m，地表厚度一般为3～10m，最厚24.04m，往深部有变厚趋势，最厚达54.42m，为矿区主矿脉，已圈定工业矿体9个；Ⅰ号脉规模次之，已圈定工业矿体2个，水平延伸1800m，厚度1.30～14.04m（一般为2～3m），矿化蚀变带产状为184°～206°∠57°～68°；Ⅴ号脉已圈定工业矿体1个，水平延伸900m，厚度4.48m，矿化蚀变带产状为西段18°∠77°，东段180°∠75°。

据统计，全矿区12个工业矿体厚度变化于0.76～3.34m之间，平均厚度1.57m，品位变化于3.81×10^-6～43.51×10^-6之间；全矿区3×10^-6以上矿体平均厚度为1.91m，平均品位为16.14×10^-6。矿体水平长度一般为200～400m，其中Ⅴ-①矿体最小为180m，Ⅱ-①矿体最大为644m，平均为342m。矿体出露标高210～320m，已控制矿体最大斜深182m（Ⅱ-⑧）。全矿区3×10^-6以上矿体金资源总量为333 83 kg，达大型规模。

2.3 矿石特征

2.3.1 矿石类型

矿石自然类型可分为氧化矿石和原生矿石。原生矿石又可细分为自然金-石英矿石、自然金-石英-硫化物矿石和自然金-石英-绢云母-硫化物矿石。工业类型有含金石英脉型和构造蚀变岩型2种。

2.3.2 矿石组构

矿石具自形—半自形粒状、他形粒状、骸晶、碎裂、网状和显微鳞片变晶等结构；矿石构造主要有条带状、脉状和块状等。

2.3.3 矿石矿物

矿石矿物以自然金、黄铁矿、毒砂为主，见少量方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿和褐铁矿等；脉石矿物以石英和绢云母为主，其次有绿泥石、方解石、长石、云母、电气石、白钛石和锆石等。黄铁矿和石英是主要的载金矿物。

据前人研究，黄铁矿单矿物金含量23.71×10^-6～43.64×10^-6，呈自形—半自形和他形粒状集合体产于石英脉及板岩中。石英脉中的黄铁矿多呈细脉状沿石英裂隙产出，板岩中的黄铁矿一般呈星散状产出。黄铁矿分为2期，早期黄铁矿颗粒粗、晶形好，但被溶蚀，多呈自形晶，主要有立方体、四角三八面体及五角十二面体；晚期黄铁矿呈不规则粒状集合体，呈星散状分布于板岩及石英裂隙中。

石英是矿石中的主要脉石矿物，单矿物金含量1.99×10^-6～8.61×10^-6，初步确定有3期石英。早期石英为红色，油脂光泽，性脆，含金性差；中期石英为烟灰色，裂隙发育，沿裂隙黄铁矿化、绿泥石化和碳酸盐化都十分强烈，为成矿期石英，含金性好；晚期石英为乳白色，油脂光泽，沿石英周边有绿泥石化等蚀变，含金性差。自然金呈金黄色，条痕为亮黄色，金属光泽。经电子探针多点分析，其成色为903.9，以细-微粒产出为主，局部见明金。

自然金主要呈不规则状产于黄铁矿的裂隙中或被黄铁矿包裹，少量产于石英及板岩中。金的化学物相分析结果表明，金的赋存状态有2种，裂隙金和包体金。裂隙金主要以中细粒—微粒自然金形式游离状态产出，呈星点状、浸染状分布于构造裂隙中，部分嵌布于石英颗粒间隙中。包体金常包裹于黄铁矿等硫化物及石英脉中。

2.4 围岩蚀变特征

该区普遍存在近矿围岩蚀变，主要有绢云母化、黄铁矿化和硅化，其次是绿泥石化、伊利石化和碳酸盐化等。

各类型蚀变常叠加出现，分带性不明显。当绢云母化、黄铁矿化与硅化叠加时，预示着金富集地段的出现；当黄铁矿化、硅化或伊利石化叠加时，预示着金的富集。然而一旦在含矿破碎带中出现碳酸盐化，预示着矿化的明显减弱；大量绿泥石化的出现，预示着矿化的消失。近矿围岩蚀变绢云母化、黄铁矿化和硅化是寻找金矿床的最可靠的标志。

3 同位素地球化学特征

3.1 样品采集

沈家垭金矿床Rb-Sr年龄测定样品采自矿区Ⅰ号矿脉不同空间位置的含金石英脉中。对野外采集的矿石样品，在矿物学研究的基础上，从中分选出纯净的石英（石英含量99%以上），作为RbSr等时线定年样品。

3.2 分析方法及实验流程

石英Rb-Sr等时线年龄测定方法采用李华芹等（1998）所报道的流程。Rb-Sr含量及同位素比值采用同位素稀释法和质谱直接测定。同位素分析在宜昌地质矿产研究所同位素实验室的MAT-261可调多接受固体质谱计上完成。用国际标准物质NBS987监控仪器工作状态，用NBS607和Rb-Sr年龄国家一级标准物质（G13 W0411）监控分析流程，全部化学操作均在净化实验室内进行，与样品同时测定的Rb-Sr全流程空白为0.3 ng和0.5 ng，上述标准物质多次测定的平均值分别为NBS987：⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.710 25±0.000 06（2σ），NBS607：Rb为523.22×10^-6，Sr为65.56×10^-6，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为1.200 35±0.000 10（2σ），G13 W0411：Rb 为249.08×10^-6，Sr 为158.39×10^-6，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 为0.760 06±0.000 15（2σ），等时线年龄计算的设定误差：⁸⁷Rb/⁸⁶Sr＝3%，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr＝0.01%。

3.3 测定结果

沈家垭金矿含金石英脉Rb-Sr测年结果如表1 和图3 所示。同一矿体的8个石英样品的⁸⁷Rb/⁸⁶Sr-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值均具有良好的线性关系（MSWD＝0.29），求得相应的等时线年龄为90.6±3.2 Ma（95%可信度），表明其形成时间为燕山晚期。

表1 沈家垭金矿床含金石英脉石英Rb-Sr年龄测定数据

图3 沈家垭金矿床含金石英脉石英Rb-Sr 等时线图

3.4 成矿时代

雪峰山地区强烈的构造-岩浆活动为Au，Sb等元素的活化、迁移和富集提供了有利的地质条件，形成众多的矿床（点）。由于构造-岩浆活动的多期、多阶段性，区内金矿床的形成时代也具有多期次特点。

但前人多认为区内金矿床的形成时代主要是加里东期和印支期（孟宪刚等，1999；彭建堂等，1998；彭建堂，1999；刘继顺，1993）。从本次获得的同位素年龄数据，结合史明魁等（1993）报道的成矿年龄来看（表2），区内燕山期成矿作用不容忽视，笔者认为，加里东期、印支期和燕山期应是该地区金成矿的3个主要成矿期。

表2 雪峰山地区金矿床形成时代

4 矿床成因与找矿标志

4.1 成因探讨

雪峰山地区金矿床的成因类型主要有2种，即构造热液型和岩浆热液型。如前所述，沈家垭金矿中矿脉的形态、产状受近EW向断裂控制，主要载金矿物黄铁矿多呈脉状、浸染状产于破碎带中或石英裂隙中，显示热液充填特征；矿体近矿围岩蚀变种类简单且不强烈，矿体与围岩接触界线清楚，呈突变关系，交代作用不发育；共生矿物简单，金属矿物和脉石矿物多为半自形—自形细粒状和致密块状结构，成矿温度低，冷却快，矿物分带不明显，矿化具多阶段性。因此，矿床成因类型属构造热液充填型。

4.2 找矿标志

1）本区构造控矿作用明显，近EW向的沃溪纵张走滑断层控制矿床的产出与分布，矿床分布于该断层的下盘，是有利的导矿构造和控矿标志。

2）本区金矿床具明显的层控特征，具高背景含量的板溪群马底驿组是矿区乃至区域上最重要的矿源层和主要赋矿层。区内众多的金铜矿床赋存在该组地层中，是重要的层位标志。

3）发育于马底驿组第四段（Ptm⁴）钙质绢云母粉砂质板岩中的层间断层、层间破碎带严格控制着矿体的形态、产状与产出，是矿体储存的主要构造标志。

4）矿体附近围岩有不同程度的蚀变，黄铁矿化、硅化和绢云母化等围岩蚀变是寻找矿体的最有效标志，尤其是黄铁矿化的存在是金矿体产出的最直接标志，而绿泥石化、碳酸盐化则预示着矿化即将变贫或矿体尖灭。

5）裂隙发育的烟灰色石英与中细粒粉末状黄铁矿是金矿体产出的矿物学标志。

6）区内分散流异常为Au-As-Sb-Hg-W综合异常，呈同心环状发育，金异常浓度级别、发育面积与沃溪金矿相似，叠合良好的水系沉积物综合异常是重要的地球化学找矿标志。

参考文献

陈富文，戴平云，梅玉萍等.2008.湖南雪峰山地区沈家垭金矿成矿学及年代学研究.地质学报，82（7）：906～912

黎盛斯.1991.湖南金矿地质概论.长沙：中南工业大学出版社，47～127

李华芹，王登红，梅玉萍等.2008.湖南雪峰山地区铲子坪和大坪金矿成矿作用年代学研究.地质学报，82（7）：900～905

李华芹，谢才富，常海亮等.1998.新疆北部地区有色类金属矿床成矿作用年代学.北京：地质出版社，10～24