湘西南地區米貝金礦床成礦研究

楊恒山

（湖南省地質礦產勘查開發局四〇七隊，湖南 懷化 418000）

米貝金礦床中金呈可見金（粒間金和裂隙金）和不可見金兩種形式分布，不可見金又呈顯微不可見的獨立金礦物和晶格金的形式存在。第一階段中Au是和Cu+Co+Ni共同置換Fe而進入黃鐵礦的晶格，即Au++Cu++Co2++Ni2+3Fe2+。第二階段黃鐵礦中的金進入黃鐵礦的機制可能是Au和部分As共同置換Fe，即，As3++yAu++1-y(□)2Fe2+。獨立的金礦物分布于裂隙和顆粒邊緣，這表明金在混入黃鐵礦后，然后在礦物溶解重結晶的機制下又被重新釋放出來。此外，在石英顆粒間也可以發現少部分獨立的金礦物，這說明含金流體在適當空間沉淀也可以卸載部分可見金。

1 研究區位置及地理概況

研究區地處新晃侗族自治縣東南部，直線距離約32km，行政區劃隸屬米貝鄉，屬富家沖村管轄。工作區位于新晃侗族自治縣東南部，直線距離約32 km，行政區劃隸屬米貝鄉富家沖村管轄。X064縣級公路從礦區南部通過，距新晃縣城約60km，礦山至芷江縣城水泥公路從礦區中部通過。滬昆高速公路、高速鐵路、湘黔鐵路均從新晃侗族自治縣城經過，交通方便。礦區位于湘黔邊界中低山區，地勢陡峻復雜，相對高差大，地形坡度一般為20°～25°，地勢北西高、南東高，中間為河谷，最高為北西角的無名山，海拔標高552.0m，最低為礦區部的南部的米貝河谷，海拔標高260.0m，高差達238.0m，相對高差大。

2 礦區地質

礦區內出露地層主要為新元古界板溪群五強溪組（Ptbnw2）第二段淺變質巖，分布于整個礦區，呈北東-南西展布。新元古界板溪群五強溪組（Ptbnw2）第二段：巖性主要灰綠、青灰色薄至厚層狀粉砂質板巖、含凝灰質粉砂質板巖、條帶粉砂質板巖。其總的特征為：①以馬尾絲狀、微波狀條帶為特征，巖石具條帶狀構造（粉砂巖、砂質條帶和泥質條帶相間排列）；②巖石中粉砂質含量普遍較高；③巖石中普遍含凝灰質。第四系（Q）：主要為粘土、亞粘土和巖石風化碎塊，多以沖積物的形式分布于溪溝兩側，或形成殘坡積物零星分布于山間谷地和山坡平緩處。

3 成礦地質條件

3.1 地層與成礦的關系

金礦化體受層位控制，主要賦存在新元古界五強溪組第二段含凝灰質粉砂質板巖中，同時五強溪組（Ptbnw2）第二段是區域金礦化的賦礦層位，雪峰弧形構造帶中金礦床的礦體主要都賦存在此地層中。載金的成礦流體與圍巖（基性火成巖，BIF和中性火山巖）之間的水巖反應，是金成礦的重要機制。首先，五強溪組第二段的巖性為含凝灰質粉砂質板巖，相對于五強溪的其他巖性段來說，凝灰質的成分富含Fe，能夠在成礦流體和圍巖發生水巖反應的同時提供鐵質離子，有利于載金硫化物的形成。其次，該巖性段的巖性主體以板劈理發育的板巖為主，其層理之間是構造應力比較薄弱的地段，在地層受到應力作用時，容易產生層間滑脫面或斷裂，為礦質的運移及定位提供空間。最后，載金硫化物的S-Pb同位素示蹤結果顯示，板溪群地層為成礦提供了部分了成礦物質。

3.2 構造與成礦的關系

米貝金礦體嚴格受軸向為北東的米貝背斜控制，礦體賦存背斜的核部及兩翼層間破碎帶中，礦體產狀與背斜產狀一致。背斜控制了礦體的形狀、產狀和分布。地層受應力擠壓形成背斜，背斜的核部往往是應力最集中的地區，當應力的強度大于地層中巖石的能承受的強度時，背斜核部會形成垂直于應力方向的裂隙。當含礦流體受到壓力或者熱量等驅動力時，會沿放射狀裂隙向上運移，所以背斜核部的放射狀裂隙可能為成礦的配礦構造。此外，因為背斜中各地層的巖性不一致，所以其能干性也存在差異，在受到擠壓外力形成背斜時，其彎曲的尺度也會不一致，這就會導致層間滑脫面或者層間破碎帶的產生。當含礦熱液沿著裂隙運移值層間滑脫面或者層間破碎帶時，熱液會被“圈閉”在這些構造中，從而沉淀成礦。即，本區的層間滑脫面或者層間破碎帶是金成礦的容礦空間。

3.3 巖漿與成礦的關系

在米貝礦區，未發現有巖體的出露，巖漿活動與本區金成礦在空間上未發現顯著的聯系。但是，本區H-O同位素示蹤結果顯示，成礦流體可能起源于變質水，伴隨著在成礦作用的進行，有巖漿水的混入。S同位素示蹤結果也顯示，巖漿活動為本區金成礦提供了部分的硫。因此，本區可能存在隱伏巖體，對金成礦提供成礦物質和能量。但是目前的鉆孔工程控制的深度均較淺，隨著在礦區勘查工作的進一步發展，有望找到和成礦有密切關聯的巖體。

4 研究內容

本次研究是以湘西南地區米貝金礦為對象，開展典型礦床地質特征研究，借助穩定同位素和礦物微區研究等手段，旨在揭示該礦床的成礦物質來源、微量元素在黃鐵礦中分布、金的賦存狀態、金的沉淀及釋放機制等成因信息，對成礦規律進行研究，建立找礦標志：

（1）區域地質背景。通過對區域的地層、構造、巖漿巖以及礦產等方面對已有的研究資料進行收集、整理和集成。

（2）礦床地質特征研究。在對以有的成礦的二次開發的基礎上，針對性的開展野外實地調研工作，重點聚焦于對礦床地質的特征解剖。

（3）成礦物質來源。通過硫、鉛、氫、氧的穩定同位素測試結果，查明金成礦的物質來源。

（4）載金礦物標型研究。通過對載金硫化物的微量元素特征探討微量元素在黃鐵礦中的分布、金的賦存狀態和金的沉淀及釋放機制。

（5）關鍵控礦因素分析。基于對米貝金礦床地質的特征的解剖并結合地球化學手段對成礦物質來源的約束，厘定本區關鍵成礦控制因素。

（6）成礦作用分析。在總結上述系統工作的基礎上，探討金的成礦作用及礦床的成因。

5 研究方法和技術路線

以研究區巖體成巖機制及其與成礦的內在聯系為紐帶，綜合分析區域地質背景、礦床地質特征、礦床地球化學特征、關鍵控礦因素等，探討成礦作用及礦床成因類型。

（1）資料的收集與整理。①充分收集和整理米貝地區礦產勘查基礎地質資料，并對其進行二次開發，挖掘對區域成礦研究有用的地質信息，實現對區域成礦地質背景及演化特征的把握；②充分收集和整理國內外關于金成礦的研究現狀，結合本區地質事實及研究目標，優選相關的研究手段。

（2）野外調查。對典型礦床進行詳細的野外調查及宏觀特征剖析，調查與成礦有關聯的巖體的產出形態、規模、產狀及空間分布、蝕變等特征，查明巖體與不同蝕變和不同礦化類型之間的關系；對礦體的規模、形態、產狀、品位進行詳細的調查，了解礦化富集程度在空間上的變化規律；開展礦石類型、礦石礦物和脈石礦物、礦石結構和構造、蝕變類型及其分帶規律、成礦期次和階段劃分的研究，為下一步成礦作用及礦床成因及成礦機理的研究夯實基礎；總結成礦地質條件、關鍵控礦因素及礦化富集規律；系統地采集用于巖石學、礦物學、巖石（礦床）地球化學、成巖成礦年代學等測試的樣品。

（3）載金礦物標型研究。通過對載金硫化物的微量元素特征探討微量元素在黃鐵礦中的分布、金的賦存狀態和金的沉淀及釋放機制。

（4）同位素研究。通過H-O-S-Pb同位素，探討成礦流體及成礦金屬離子的來源，為后續成礦作用及礦床成因類型的研究提供理論支撐。

（5）成礦作用及礦床成因類型。基于上述礦床地質特征和地球化學的研究，分析成礦地質條件，厘定關鍵的控礦因素，確定礦床的成礦作用及成因類型。

6 完成的工作量

針對性的收集、整理、分析2014年以前研究區已有的研究成果。自2015年1月～6月，對米貝金礦床及其周邊區域進行了詳細的野外地質調研及樣品采集工作。2015年6月至2017年12月，工作重點為樣品制備和測試分析以及后續的成果集成等工作。具體實物工作量見表1。

表1 完成實物工作量一覽表

7 主要研究成果與認識

本區早期成礦流體起源于巖漿水，從成礦早階段向晚階段演化的過程中，成礦流體δ18O值逐漸減小，表明隨著成礦作用的進行，大氣水逐漸參與了本區的成礦。硫和鉛同位素示蹤結果顯示米貝礦床的成礦物質主要由巖漿活動和板溪群變質巖層提供。

巖漿活動為本區金成礦提供了部分成礦流體和硫。背斜核部的裂隙可能為成礦的配礦構造。本區的層間滑脫面和/或層間破碎帶是金成礦的容礦空間。五強溪組第二段的巖性為含凝灰質粉砂質板巖，能夠在成礦流體和圍巖發生水巖反應的同時提供鐵質離子，有利于載金硫化物的形成。板溪群地層為成礦提供了部分了成礦物質（硫和鉛）。

米貝金礦床中金呈可見金（粒間金和裂隙金）和不可見金兩種形式分布，不可見金又呈顯微不可見的獨立金礦物和晶格金的形式存在。第一階段中Au是和Cu+Co+Ni共同置換Fe而進入黃鐵礦的晶格，即Au++Cu++Co2++Ni2+3Fe2+。第二階段黃鐵礦中的金進入黃鐵礦的機制可能是Au和部分As共同置換Fe，即，As3++yAu++1-y(□)2Fe2+。載金礦物的溶解重結晶以及流體的疊加是本區金沉淀的兩種主要的方式。

米貝金礦床的成礦環境、成礦物質來源以及成礦作用特征表明該礦床是和巖漿活動有關的中低溫脈型金礦床。