湖南龍山金銻礦床成礦構(gòu)造分析及深部成礦預(yù)測(cè)

蘇 特 錢建平 彭橋梁 王鉑云 關(guān)顯東

（1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004；2.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì)，湖南婁底417000）

龍山金銻礦位于新邵縣與漣源市交界處，地處湘中凹陷區(qū)以金銻為主的白馬山—龍山—紫云山EW向穹隆狀隆起區(qū)東部［1］，近年來(lái)，在該帶上及其鄰區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有古臺(tái)山金礦、高家坳金礦、謝家山金銻礦、錫礦山銻礦等大中型礦床［2-4］。關(guān)于龍山金銻礦床的成因，學(xué)術(shù)界爭(zhēng)議頗大，主要集中于沉積—變質(zhì)熱液成礦、巖漿水和大氣降水混合熱液成因等［5-7］。諸多學(xué)者對(duì)湘中成礦帶的研究認(rèn)為，白馬山—龍山EW向構(gòu)造帶控制了前寒武系淺變質(zhì)巖系中大部分銻金礦床的生成與展布，從而形成了由諸多大中型金銻礦床組成的成礦帶［8-9］。本研究通過(guò)進(jìn)行礦區(qū)地表與井下系統(tǒng)地質(zhì)測(cè)量和礦區(qū)勘查資料整理編圖分析，系統(tǒng)總結(jié)礦區(qū)構(gòu)造控礦規(guī)律及礦區(qū)構(gòu)造演化序列，并綜合成礦構(gòu)造、礦化蝕變分帶、礦體分布特征的分析結(jié)果，進(jìn)行深部成礦預(yù)測(cè)，供礦區(qū)后續(xù)找礦勘探工作借鑒。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

龍山金銻礦床在大地構(gòu)造分區(qū)上屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)向華南加里東褶皺帶過(guò)渡的部位（圖1）［10］。

1.1 地層

區(qū)域出露地層為震旦系（Z）、寒武系（）、奧陶系（O）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二疊系（P）、第四系（Q）（圖1）。震旦系—寒武系可作為基底構(gòu)造層，為一套淺變質(zhì)冰川及火山碎屑建造、黑色碳硅建造、泥質(zhì)碳酸鹽建造。奧陶系—二疊系作為蓋層構(gòu)造層，為一套復(fù)理石建造、陸源碎屑及碳酸鹽建造［11-12］。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域褶皺可分為基底褶皺和蓋層褶皺。基底褶皺為近EW向白馬山—龍山串珠狀構(gòu)造隆起帶，由西向東依次有白馬山、大乘山、園木山、龍山、豬婆大山構(gòu)造隆起帶。蓋層褶皺疊加于早期近EW向褶皺之上，為一系列NNE向穹窿狀短軸背斜。該類背斜的特征在龍山地區(qū)表現(xiàn)得最為典型，軸向30°～40°，長(zhǎng)15 km，寬10 km，呈橢圓形，向兩端傾伏，傾伏角為6°～25°。背斜核部地層為震旦系，兩翼依次為寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系（圖2）。區(qū)域斷裂可分為NE向與NW向2組，前者包括寧鄉(xiāng)—新寧斷裂帶、漣源—黃亭市斷裂帶、桃江—城步斷裂帶，后者包括邵陽(yáng)—郴州斷裂帶、錫礦山—漣源斷裂帶。研究區(qū)位于兩者交匯部位，區(qū)域成礦條件優(yōu)越（圖1）。

1.3 巖漿巖

區(qū)域巖漿巖主要為白馬山花崗巖體與中酸性巖脈。白馬山巖體位于區(qū)域西部，形態(tài)不規(guī)則，為加里東期、印支期、燕山期多期次侵入的復(fù)式花崗巖穹窿，由中—粗粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖和中—細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖組成（圖1）。區(qū)域東部龍山地區(qū)出露一系列NW向酸性巖脈，鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示為220～217 Ma，為印支晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物［13］。根據(jù)1∶20萬(wàn)重力資料，在龍山岳坪峰有呈NNE向圈閉的重力負(fù)異常，并伴隨有航磁異常，物探推斷為深部隱伏花崗巖體向北東突起部位的反映［11］。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

龍山礦區(qū)處于龍山穹隆狀短軸背斜核部中心（圖2），出露地層巖性為震旦系下統(tǒng)江口組含礫砂質(zhì)板巖，由核部向兩翼依次為震旦系下統(tǒng)江口組第二段第一至第四亞段。礦區(qū)地層走向NE，傾向NW或SE，南東陡、北西緩，北西翼傾角為25°～40°，南東翼傾角為45°～60°，局部具有直立倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象（圖3）。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造類型主要表現(xiàn)為斷裂，具有多期次活動(dòng)特征，按展布方向可將礦區(qū)斷裂分為4組，即NWW組橫向斷裂、NNE組縱向斷裂、NNW組斜向斷裂以及NEE組斜向斷裂（圖3）。

（1）NWW組橫向斷裂。斷裂面粗糙不平，走向上與背斜軸近于直交，為龍山金銻礦床最重要的含礦斷裂。斷層走向280°～295°，傾向10°～25°，傾角70°～80°。斷裂破碎帶長(zhǎng) 70～2 120 m，寬 0.30～23.59 m。斷裂帶膨脹收縮現(xiàn)象明顯，主要由糜棱巖、碎裂板巖、斷層角礫巖組成。斷裂帶中可見多階段含金銻石英脈、碳酸鹽脈沿?cái)嗔殉涮钅z結(jié)和穿插，并形成脈中脈現(xiàn)象。此外，斷裂帶中還有后期構(gòu)造疊加形成的石英輝銻礦脈角礫和粉末。

（2）NNE組縱向斷裂。斷裂面呈舒緩波狀，由多個(gè)主裂面組成，見有水平擦痕。斷層走向平均為20°～40°，傾向290°～310°，傾角61°～87°。斷裂破碎帶長(zhǎng)200～1 200 m，寬0.30～2.00 m。斷裂帶內(nèi)發(fā)育劈理及構(gòu)造透鏡體，主要由糜棱巖、碎裂巖組成。斷裂帶中可見含金銻石英脈沿?cái)嗔殉涮睿笃跇?gòu)造疊加形成的斜列石英透鏡體、石英角礫、硫化物粉末以及滑移鏡面切割硫化物脈等現(xiàn)象。

（3）NNW組斜向斷裂。斷裂面平直密集，裂隙較緊密。斷層走向330°～340°，傾向60°～70°，傾角大于50°。斷裂破碎帶長(zhǎng)120～650 m，寬度變化較大，為0.09～1.06 m。斷裂帶內(nèi)巖石主要由碎裂巖組成，帶中可見金銻石英脈發(fā)育，后期構(gòu)造疊加表現(xiàn)為石英脈破碎和脈壁可見多組擦痕。

（4）NEE組斜向斷裂。斷裂面平直，裂隙較為緊密。斷層走向40°～60°，傾向310°～330°，傾角51°～78°。斷裂破碎帶長(zhǎng)160～3 700 m，寬0.20～8.00 m。斷裂帶中可見石英團(tuán)塊和含金銻礦化石英脈發(fā)育，晚期構(gòu)造疊加表現(xiàn)為破碎成角礫的石英脈和可見多組擦痕的石英脈壁［14］。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖局部發(fā)育，在礦區(qū)北部7#礦脈東側(cè)的探槽中揭露了2條微晶鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖脈，厚度為1.5～5.2 m，傾向133°～194°，傾角51°～65°。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

目前，礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了具有一定規(guī)模的礦體25條，礦體呈薄脈狀、透鏡狀產(chǎn)于斷裂破碎帶中。主要礦體有1#、2#、4#、5#、6#、7#、8#、18#、20#脈，其中1#脈以脈組形式產(chǎn)出，分為1-1#脈、1-2#脈、1-4#脈以及1-4#支脈；小礦體有16條，即3#、19#、22#、22支#、24#、25#脈等。按礦體走向，可分為4組：

（1）NWW組（1#、2#、18#脈）。礦脈傾向NNE，傾角76°～78°。礦體厚度為0.88～1.34 m，礦帶長(zhǎng)度達(dá)3 300 m，單條脈走向長(zhǎng)870～1 396 m，傾斜延深853～1445 m，品位Au一般為（2.70～5.21）×10-6，Sb為1.76%～6.63%。

（2）NNW 組（9#、10#、11#、12#、15#、19#、22支#脈）。礦脈傾向NEE或SWW，傾角一般大于50°。礦脈具明顯的膨漲窄縮現(xiàn)象，礦化極不均勻，僅局部見有工業(yè)礦體。

（3）NNE組（4#、6#、7#、8#、13#脈）。礦脈總體傾向NWW、傾角74°～77°。礦體厚度為0.55～1.03 m，單條脈走向長(zhǎng)330～1 650 m，傾斜延深386～1 007 m，品位Au一般為（3.51～5.91）×10-6，Sb為1.93%～3.64%。

（4）NEE向組（5#、20#脈）。礦脈傾向NWW、傾角68°～75°。礦脈走向長(zhǎng)970～1 200 m，傾斜延深約480 m，礦體厚0.47～0.68 m，品位Au一般為（0.71～5.67）×10-6，Sb為2.51%～2.93%。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)和充填交代結(jié)構(gòu)，其次為揉皺狀結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu)和碎粒化結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、放射狀構(gòu)造等。

3.2.2 礦石物質(zhì)組分

礦石礦物成分中金屬礦物以輝銻礦、自然金為主，其次為毒砂、黃鐵礦，少量銻華，微量黝銅礦、脆硫銻銅礦、硫銻鉛礦、銻赭石、自然銻，偶見硫銻鐵礦、閃鋅礦；非金屬礦物以石英為主，其次為絹云母、長(zhǎng)石、黏土、菱鐵礦、方解石（白云石）、綠泥石、電氣石、磷灰石、白鈦礦等［15］。

礦區(qū)礦化類型為破碎帶蝕變巖型。按主要金屬礦物組合特點(diǎn)，礦石可分為3類：①輝銻礦-毒砂（黃鐵礦）-自然金礦石；②毒砂-自然金礦石；③黃鐵礦-自然金礦石［15］。

礦石有用化學(xué)組分為Au、Sb，其他伴生元素有As、Hg、W、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag。礦區(qū)Au、Sb相關(guān)性較好，利用礦區(qū)內(nèi)743個(gè)Au、Sb品位數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，得出相關(guān)系數(shù)為0.363，大于臨界值0.094（信度為0.01）。另外，利用礦石微量元素分析數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析，也顯示Au、Sb為同一因子。因此，Au、Sb關(guān)系較為密切，具有相同的富集特點(diǎn)。

3.3 圍巖蝕變

金銻礦脈圍巖蝕變較強(qiáng)烈，主要分布于含礦斷裂破碎帶及其兩側(cè)，蝕變帶寬窄不一，最薄處為2 m，最厚處可達(dá)90 m；按蝕變礦物組合，自含礦破碎帶中心向外可大致分為3個(gè)帶：內(nèi)帶蝕變組合由硅化、毒砂化、黃鐵礦化組成，中帶為碳酸鹽化、絹云母化蝕變組合，外帶主要為絹云母化。內(nèi)帶、中帶、外帶發(fā)育完備時(shí)，礦化最強(qiáng)。

3.4 成礦階段

根據(jù)礦床的宏觀分布特征、礦石組構(gòu)、礦物共生組合、礦化圍巖蝕變及其相互關(guān)系，可將礦床的成礦作用確定為一個(gè)成礦期——熱液充填（交代）成礦期，即金銻礦化期，其又可分為早、中、晚3個(gè)成礦階段［14］。石英、黃鐵礦貫穿成礦階段始末；銻礦化雖然持續(xù)整個(gè)熱液成礦期，但以中、晚熱液階段為主要形成階段；金礦化不僅持續(xù)整個(gè)熱液成礦期，而且早、中、晚熱液階段都占據(jù)金礦化的重要地位。

4 成礦構(gòu)造分析

成礦構(gòu)造是指與礦床形成及改造有關(guān)的構(gòu)造，礦區(qū)控制成礦的地質(zhì)因素主要有巖漿、構(gòu)造、巖性等，在許多情形中，構(gòu)造因素對(duì)成礦都起著至關(guān)重要的作用，對(duì)熱液型礦床尤其如此［16-17］。

4.1 成礦構(gòu)造型式

通過(guò)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)量并對(duì)區(qū)內(nèi)各勘查階段的勘查資料進(jìn)行整理與分析，詳細(xì)討論了礦區(qū)成礦構(gòu)造型式，認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)NWW向（橫向）、NNE向（縱向）、NNW向（斜向）、NEE向（斜向）斷裂發(fā)育，且均具有不同程度的礦化現(xiàn)象，并形成了不同規(guī)模的礦體，構(gòu)成了“米”字型的成礦構(gòu)造型式（圖3）。

4.2 構(gòu)造控礦規(guī)律

礦區(qū)構(gòu)造對(duì)礦體具有明顯的控制作用，基本控礦規(guī)律總結(jié)如下：

棚寬8～10m、棚長(zhǎng)40～60m、棚高2.3～2.5m。棚架主體寬6～8 cm，可選用竹片或塑鋼材料，根據(jù)氣候條件可做兩三層內(nèi)膜支架，內(nèi)膜支架間距為15～18 cm。

（1）正向構(gòu)造控礦。區(qū)域上，EW向基底隆起帶與NNE向褶皺復(fù)合疊加形成的一系列NNE向穹窿狀短軸背斜控制著一系列礦床的分布，如白馬山隆起控制古臺(tái)山金礦床，大乘山隆起控制高家坳礦床，龍山隆起控制龍山金銻礦床等（圖1）。

（2）構(gòu)造控礦具有明顯的優(yōu)勢(shì)方位。礦脈具有明顯的NWW、NNE 2組優(yōu)勢(shì)方位。本研究對(duì)礦區(qū)地表礦脈產(chǎn)狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見圖4。由圖4可知：礦脈2個(gè)極密部位的產(chǎn)狀分別為 18°∠79°，296°∠76°。即一組走向288°，為NWW向礦脈的產(chǎn)狀，條數(shù)較少，但規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)；另一組走向26°，為NNE向礦脈的產(chǎn)狀，條數(shù)較多，但規(guī)模小，多短小，2類礦脈產(chǎn)狀多較陡。

（3）斷裂交匯處富集成礦。NNE向斷裂與NWW向斷裂交匯處蝕變帶厚度明顯變大，礦化變強(qiáng)，礦體厚度變大（圖3）。

（4）NWW向礦脈具有NW向側(cè)伏規(guī)律。礦區(qū)聯(lián)合勘探線剖面圖（圖5）顯示，1#礦脈帶明顯向NW側(cè)伏，側(cè)伏角為67°。

（5）分段富集規(guī)律。根據(jù)各中段和鉆孔的金、銻品位及厚度資料，本研究編制了NWW向脈組縱剖面圖（圖6）。分析圖6可知：總體上，礦體具有上部呈樹枝狀撒開、往深部合攏成大脈狀的特點(diǎn)，并在傾向延深和走向延長(zhǎng)方向上呈尖滅再現(xiàn)、富集帶與貧礦帶相間出現(xiàn)等現(xiàn)象。1-4#礦脈第一貧化段位于450～500 m標(biāo)高，上下分別為第一、第二富集帶，第二貧化段位于280～330 m標(biāo)高，上下分別為第二、第三富集帶；2#礦脈第一貧化段位于900～950 m標(biāo)高，上下分別為第一、第二富集帶，第二貧化段位于550～600 m標(biāo)高，上下分別為第二、第三富集帶。大體上，礦化集中區(qū)間的垂直距離為170～220 m，礦化分散區(qū)間的垂直距離為50～80 m。礦體在走向上也具有分段富集特點(diǎn)，且貧化段間距較垂向上大。1-4#礦脈在104#～106#勘探線、110#～112#勘探線、116#～118#勘探線范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)為貧化間隔段，2#礦脈在205#～207#勘探線范圍對(duì)應(yīng)為貧化間隔段。大體上，礦化富集區(qū)間的垂直距離為80～200 m，貧化區(qū)間的垂直距離為60～120 m。由于礦體具有NW側(cè)伏特征，因此礦體在走向及垂向上的富集區(qū)段也向NW偏移。

（6）礦脈走向變化處富集成礦。NWW向礦脈往 NW向偏轉(zhuǎn)時(shí)，礦化變強(qiáng)，礦體變厚（圖7）。

5 礦區(qū)構(gòu)造演化分析

6 深部成礦預(yù)測(cè)

科學(xué)的成礦預(yù)測(cè)是在正確的成礦分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的合理推斷［18］。根據(jù)井下現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和礦體立體地質(zhì)編圖等方面的研究成果，本研究提出2處金銻礦體找礦靶區(qū)。其中，1#靶區(qū)位于NWW向脈組北西側(cè)，沿脈組向NW向側(cè)伏，側(cè)伏角為67°，脈組在傾向及走向上富礦段與貧礦段相間出現(xiàn)，走向上，該靶區(qū)沿脈組101#～105#勘探線分布，傾向上，垂向標(biāo)高為-440～-610 m；2#靶區(qū)沿脈組210#～214#勘探線分布，垂向標(biāo)高為200～50 m，區(qū)內(nèi)富礦段尚未被完全控制。

由于區(qū)域大地構(gòu)造背景的獨(dú)特性，湘中地區(qū)是我國(guó)深部找礦較有前景的地區(qū)之一。近年來(lái)，在龍山金銻礦鄰近的EW向白馬山—龍山串珠狀構(gòu)造隆起帶之上的謝家山金銻礦、高家坳金礦、古臺(tái)山金礦深部均找到了富礦體。它們同為正向構(gòu)造控制，該類礦床在控礦構(gòu)造等方面具有相似之處，270 m中段施工的坑內(nèi)鉆孔也證實(shí)了-300 m水平以下有金礦化存在，按照相似類比原則，龍山金銻礦深部找礦仍具有較好前景。

7 結(jié)語(yǔ)

詳細(xì)分析了龍山金銻礦區(qū)域成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征，并進(jìn)行了深部成礦預(yù)測(cè)，圈定了找礦靶區(qū)，對(duì)于該區(qū)后續(xù)找礦勘探工作有一定的參考價(jià)值。