湖南仙人巖金礦床地質特征及找礦方向

宋煥霞 景 明 趙桂軍 宛克勇

(1. 國土資源實物地質資料中心，河北 燕郊065201;2. 湖南省有色地質勘查局217 隊，湖南 衡陽421001)

湖南仙人巖金礦床含金層位原巖主要為下二疊系當沖組含錳硅質巖與泥巖類，因受構造擠壓使原巖破碎成角礫，該類原巖角礫即為金的賦礦、容礦巖石，其與金成礦關系密切的燕山期淺成巖類(巖脈、巖枝)侵入產生強烈蝕變和含金熱液疊加，形成了蝕變角礫巖型原生金礦體［1-3］，后經淺部風化、淋濾，金從硫化物中活化、轉移、疊加富集而成為含金黑土夾角礫(氧化)型外生金礦床。仙人巖金礦成礦地質條件優越，具有較大的找礦潛力，本研究在對區內大量地質勘探資料詳細分析的基礎上，著重對區內金礦床地質特征及找礦方向進行探討。

1 成礦地質構造背景

仙人巖金礦區內地層主要為石炭系中、上統壺天群白云質灰巖、白云巖，二疊系下統棲霞組灰巖、當沖組含鐵錳硅質巖、泥灰巖、斗嶺組碎屑巖等［4-6］。其中，與金成礦關系密切的為當沖組上段含鐵錳硅質巖段。區內構造主要為仙人巖西傾倒轉背斜，核部為二疊系棲霞組和石炭系壺天群，兩翼地層為斗嶺組及當沖組。區內斷裂構造有近SN，近EW，NW 向3 組，以近SN 向的F3、F4斷層與成礦關系密切。金礦體賦存于S 型波狀倒轉背斜上部或頂部的蝕變破碎角礫巖帶中。區內巖漿活動主要有淺成侵入花崗閃長斑巖，淺部以巖枝群產出，深部為巖脈或巖墻，具多期次活動特征。圍巖蝕變與金礦化關系密切，主要為硅化、綠泥石化、黏土巖化、褐鐵礦化、黃鉀鐵釩化等。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

礦區金礦體嚴格受黑土夾角礫巖與F3、F4斷層的聯合控制，礦體賦存標高一般在－200 m 以上，礦體形態多呈透鏡體、似層狀產出，產出形態空間與礦區構造應力基本吻合。初步查明，區內工業金礦體8個，低品位金礦體6 個，磁鐵礦體6 個，鉬礦體2 個。區內工業金礦體特征見表1。

表1 工業金礦體地質特征Table 1 Geological characteristics of the industrial gold orebodies

(1)Ⅰ#金礦體。產于地表淺部，呈近SN 走向，長1 000 m，剖面呈U 形產出，西翼E 傾，東翼W 傾，傾角變化較大，總體為西陡東緩，厚1 ～8 m，最大厚28.87 m。Au 品位1.5 ～5.5 g/t，最大約40 g/t。礦體出露標高大于100 m。該礦體控制程度高，占全區資源量的40%以上。

(2)Ⅱ#金礦體。產于Ⅰ#金礦體下部，出露標高約100 m，沿傾向呈U 形產出，長約700 m，厚1 ～4 m，Au 品位1 ～4 g/t，最高品位18.98 g/t。

(3)Ⅲ#金礦體。產于Ⅱ#金礦體下部，產出標高50 ～0 m，近SN 走向，長約600 m。東西方向嚴格受F3、F4斷層夾持，呈透鏡狀，寬80 ～100 m，礦體最大厚66 m，但整體品位較貧，多為1 ～2 g/t。

2.2 仙人巖黑土夾角礫型金礦床地質特征

仙人巖金礦區地表出露地層主要由二疊系當沖組(P1d)含錳硅質巖、泥巖、泥灰巖及斗嶺組(P2dl)碎屑巖組成。當沖組上段含鐵錳硅質巖因受F3、F4斷層的破壞與控制，除局部地段原巖保留完整外，大部分地段破碎成角礫巖，沿倒轉背斜軸部出露于地表。下段泥巖、泥灰巖、泥質頁巖小部分成為角礫，大部分成為膠結物并具基底式膠結特征。經巖漿熱液上侵帶來的含金硫礦液形成的原生金礦，受后期風化、淋濾、轉移、疊加形成氧化型金礦體。礦體的形成由于受地下水的氧化電位控制，一般呈水平產出，與此同時，原硅質角礫巖中的Fe、Mn 因風化淋濾轉移將膠結物染成黑色，即定名為含金黑土夾角礫巖。斗嶺組(P2dl)分布于含金角礫巖帶東西兩側。

2.3 含金黑土夾角礫巖帶地球化學特征

對區內含金黑土夾角礫巖帶進行次生暈掃面，發現平面上次生暈元素組合為Au、As、Zn、Bi 等，外中帶為Au，內帶為As、Zn、Bi。其中Au 為主成礦元素，見三級濃度帶，含量峰值大于200 ×10－9，呈NNE 向長條狀分布，在剖面上Zn、Cu、Pb、Ag、As、Hg 異常面積為礦體的10 倍以上［7-10］。通過鉆孔采樣分析，垂直方向自上而下出現As、Sb、Pb、Cl、Co、Ag、Au、Zn、Cu、F、Cr、Hg，其中，As、Pb、Cl 發育于礦體上盤，Au、Ag、Zn、Cu 形成中暈，F、Hg 為下盤暈。軸向分帶從礦頭至礦尾為Pb、Hg、Sb、Au、Zn、Cu、Cr、F、Ag、Co、Cl、As。垂直分帶中、下盤暈出現F、Hg 等前暈元素;軸向分帶中，尾暈出現F、As 等前暈元素，均預示區內深部和水平方向都存在第2 個化學暈的疊加。

在整個含金黑土夾角礫的化學組分中，w(SiO2)為62.05%、w(Fe2O3)為5.69%、w(CaO)為0.16%、w(MgO)為0.86%、w(MnO)為10.5%，表現了貧鈣鎂、富鐵錳硅的特點，與當沖組地層化學組分特點基本一致［4］。其中，Pb、Zn、Au、Ag、Mn、Cr 等微量元素含量普遍偏高，明顯發生了聚集作用。該類地球化學效應是在元素的構造動力分異作用的基礎上疊加了熱液交代作用，反映了強烈的熱液疊加特征。區內含金硅化角礫巖帶內各元素的平均含量見表2。

表2 含金硅化角礫巖帶內元素平均含量Table 2 Average contents of the elements in gold silicified breccia belt ×10－6

由于Au 具親鐵性的地球化學特征及當沖組中Fe2+(上段含量2% ～26%，下段含量25%)、有機質、炭質、泥質含量高，為Au 沉淀提供了一個相對還原環境，為區內金礦床的富集提供了良好的物化條件。區內巖體富含成礦元素較多，而區內的蝕變會導致微量元素遷移富集，有利成礦，其中大理巖化、硅化、矽卡巖化均有利于Au 的富集;鐵金礦體富含Cu、Zn、Sn、Au、Hg;銅鉬礦化矽卡巖、銅鉬礦化花崗閃長斑巖以及銅鉬礦化硅質巖均富含Cu、W、Mo;磁鐵礦富含Cu、Zn、Sn、Au、Hg。通過對比分析仙人巖巖體與水口山巖體的巖石地球化學特征可知，仙人巖巖體分異演化程度相對較弱，可能是該類巖體不利于形成同類礦床的緣故。

3 仙人巖礦田硅化角礫巖與金成礦關系

仙人巖倒轉背斜屬水口山礦田中的Ⅲ級褶皺，該類褶皺(尤其是倒轉背斜)不僅為成巖、成礦提供了良好的空間條件，而且還控制了巖漿或礦體的形態和產狀。礦田內巖漿活動強烈且類型較多，總體由西往東侵入，深度由深到淺，西部為淺成侵入巖，東部為次火山巖及火山巖。區內與金成礦關系密切的是中—酸性巖漿巖，如花崗閃長巖中w(Au)為(44.6 ～76.4)×10－9。黑云母為Au 的載體礦物，w(Au)為(260～470)×10－9。在花崗閃長巖體及斑巖人工重砂中均見有自然金的存在，說明巖體與金礦體具有一定的依存關系。

在礦田淺部或深部，廣泛發育一類w(SiO2)為85% ～90%的硅化角礫巖帶，在該類硅化角礫巖中普遍存在熱水蝕變或古溫泉活動遺跡，部分角礫由于硅化強烈，成分發生了改變，該類硅化角礫巖的展布，一般多受褶皺、斷裂構造的控制。根據對硅化角礫巖體(帶)所處的地質環境、構造特征、產狀、角礫及膠結物成分特征分析，認為受倒轉背斜中推覆構造控制的硅化角礫巖(體)帶主要產于礦田中部，由白泥沖經大園嶺、中區至仙人巖，呈近SN 走向。單個硅化角礫巖體的寬度和長度受斷層產狀或上、下盤巖性因素的控制。當沖組與燕山期花崗閃長巖侵入接觸部位形成的硅化角礫巖體，后期經風化淋濾作用，多形成含金黑土夾角礫，如白泥沖、大園嶺、仙人巖等金礦床。

4 找礦方向及成礦遠景區

4.1 找礦方向

從仙人巖金礦區往北，在胡椒嶺—大園嶺，黃廠嶺—白泥沖一帶地表含金黑土夾角礫巖帶，長5 ～6 km，厚30 ～120 m 不等，極少量工程控制的Au 品位1～5 g/t，其成礦地質條件、巖性特征與巖體侵入關系與仙人巖金礦基本一致，又屬同一構造系統(鴨公塘—仙人巖倒轉背斜)，是尋找黑土夾角礫氧化型金礦極為有利的地段。

沿仙人巖黑土夾角礫氧化型金礦的倒轉背斜軸部，在－300 m 標高以下的花崗閃長斑巖墻(體)逐漸變大，已有個別工程(0#線ZK003 孔)深部600 m 見巖體尚未打穿，當該類巖體與倒轉背斜二疊系碳酸鹽巖接觸交代時，即可產生強烈的硅化、矽卡巖化和大理巖化(已有個別工程于該部位見到銅、金、鉬礦化體)，是尋找礦田中類似中區、鴨公塘式高—中溫接觸交代矽卡巖型鐵、銅、鉛、鋅、鉬、金多金屬礦的有利地段。

4.2 找礦遠景區

(1)仙人巖—楊家嶺鉛鋅金銀成礦遠景區。沿仙人巖倒轉背斜部位，存在花崗閃長斑巖、花崗斑巖巖墻狀侵入體，硅化及角礫巖化沿背斜軸部廣泛發育，低溫熱液蝕變強烈。在鷹角嶺一帶經鉆孔控制，金礦普查儲量較大，個別鉆孔揭露出鉛鋅礦體品位較高(7% ～8%)。物探高磁反演150 m 深部存在隱伏巖體，瞬變電磁異常及激電異常發育，化探異常元素組合為Au －Ag －Pb －Zn，分布于鷹角嶺—胡家沖一帶。該區是擴大金礦儲量，尋找淺成熱液型鉛鋅金銀礦床的勘查基地。

(2)仙人巖金礦深部成礦遠景區。1∶ 10 000 瞬變電磁測量［11-13］發現，仙人巖倒轉背斜的南北兩端存在良好的低阻異常(低阻凹陷)，南段ZK011 孔曾在金礦體下部(孔深145 ～149 m 處)見一厚4 m，Pb+Zn 平均品位達9.8%、Au 平均品位達4.18 ×10－6的鉛鋅金礦體;北段PD3301 孔在金礦化體下部見塊狀硫化物殘塊(黃鐵礦)。結合區內礦床的產出特征，可預測，仙人巖金礦深部有望找到原生硫化物金屬礦床。

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