溆浦地區(qū)脈型金礦床熱液蝕變地球化學(xué)特征

何友宇 覃金寧

摘? 要? 溆浦地區(qū)位于揚子地臺南緣，江南古陸塊西段的雪峰山弧形韌性剪切帶中段，屬湖南最重要的“金腰帶”。區(qū)內(nèi)脈型金礦主要熱液蝕變有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、毒砂硫化物化、綠泥石化和碳酸鹽化等;劃分4個成礦階段：變質(zhì)-塊狀石英階段→低硫化物塊狀石英階段→硫化物細(xì)（微）晶石英階段→石英-碳酸鹽階段，其中硫化物細(xì)（微）晶石英階段是主要的金成礦階段。礦化帶化學(xué)成分表明石英脈中K、Al大量遷出而Si遷入，絹云母化帶中Cu、Pb、Zn、Au、Co均大量遷入;蝕變帶元素地球化學(xué)由核部往兩側(cè)呈現(xiàn)減少-富集-再減少的規(guī)律，其特征表明金成礦物質(zhì)主要是沿斷裂構(gòu)造來自深部。

關(guān)鍵詞? 熱液蝕變;成礦階段;變質(zhì)分異作用;金礦床;溆浦地區(qū)

中圖分類號：P614? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-5603（2020）03-01-7

Abstract： Xupu area is located in the middle section of the arc ductile shear zone of Xuefeng mountain in Ghiangnania western， it is the most important "golden belt" in Hunan.The mainly hydrothermal alterations of? vein-type gold deposits include quartzfication， pyritization， sericitization，arsenopyrite sulphuretion， chloritization， carbonatization and so on in this area.It is divided into four mineralization stage such as metamorphic-block quartz stage to low sulfide-block quartz stage to fine（micro） crystalline quartz within sulfide stage to quartz-carbonate stage， and the fine（micro） crystalline quartz within sulfide stage is the mainly mineralization stage.The chemical composition of the mineralized zone is show that K and Al elements move out and Si element moves into quartz vein，and Cu，Pb， Zn，Au， Co elements massive immigration into sericitization zone， element geochemistry content presents decrease-enrichment-decrease again from core part to both sides in alteration zone，Its characteristics show that the gold ore-forming materials mainly come from the deep along the fault structure.

Keywords： hydrothermal alteration; stages of mineralization; metamorphic differentiation; gold deposit; Xupu area

雪峰山地區(qū)隸屬湖南最重要的“金腰帶”，區(qū)內(nèi)金（銻）成礦物質(zhì)來源目前主要存在兩種觀點：一種以鮑振襄為代表認(rèn)為金成礦物質(zhì)來源于金礦賦礦地層;另一種認(rèn)為金成礦物質(zhì)主要來源于下伏更老基底地層[1]。研究區(qū)位于湖南“金腰帶”的中段，區(qū)內(nèi)熱液蝕變作用與脈型金礦的成礦作用關(guān)系密切，研究其熱液蝕變作用是該地區(qū)金礦找礦中不可或缺的一個重要內(nèi)容。文章在搜集前人對溆浦境內(nèi)金礦床研究資料的基礎(chǔ)上，對其較典型的金礦床點進(jìn)行取樣分析，從元素活化遷移富集規(guī)律的角度對溆浦地區(qū)脈型金礦物質(zhì)來源及近礦蝕變巖與金礦化之間的關(guān)系進(jìn)行探討。

1? 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位于江南古陸塊西段的雪峰山弧形韌性剪切帶中段。王秀璋認(rèn)為本區(qū)以韌性剪切帶、層理化帶、節(jié)理裂隙帶和褶皺構(gòu)造帶對金銻礦的控制最為明顯[2];與金礦的形成關(guān)系最為密切的是NE向韌性剪切帶對EW向韌性剪切帶的牽引和疊加改造[3-6]。區(qū)內(nèi)金礦床主要分層控型和斷控型兩大類，層控型金礦床主要產(chǎn)于前寒武系淺變質(zhì)巖系中，礦體受一定的層位和巖性控制[7]，斷控型金礦床分為剪切交代（包括糜棱巖化金礦）和剪切充填兩個亞類。加里東期發(fā)育的韌性剪切構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)主要金礦床的空間分布[8-10]。金礦床成因類型主要有構(gòu)造熱液型和巖漿熱液型兩種，多期次多階段的構(gòu)造-巖漿熱液活動為區(qū)內(nèi)金、銻等成礦元素的活化、遷移、富集及沉淀成礦提供了有利的地質(zhì)條件，形成了一系列如沃溪、漠濱、鏟子坪、大坪、黃金洞等大中型金礦床（點）[11-13]（圖1）。

2? 熱液蝕變地球化學(xué)特征

2.1 熱液脈體

研究區(qū)熱液石英脈發(fā)育，據(jù)石英脈的產(chǎn)狀及相互穿插、充填關(guān)系和成分特征等，可劃分為分早、中、晚三期及“變質(zhì)-塊狀石英”、“低硫化物塊狀石英”、“硫化物細(xì)（微）晶石英”和“石英-碳酸鹽”四個階段（表1）：

（1）早期變質(zhì)-塊狀石英脈主要發(fā)育于區(qū)域變質(zhì)及早期褶皺階段，呈似層狀、透鏡狀充填于層間和層間剝離構(gòu)造及（張性）斷裂部位，少數(shù)呈囊狀直接產(chǎn)于地層之中。石英脈中Al2O3、K2O、Na2O、Fe2O3及Co、Ni等微量元素略高于后期石英（圖2）;部分石英脈中顯微雜質(zhì)包體較多，少量絹云母、白云母微片分布于石英粒間或沿裂隙充填。

（2）中期（硫化物）石英脈可分為低硫化物塊狀石英階段和硫化物細(xì)（微）晶石英階段。第一階段石英脈一般呈大脈狀充填于斷裂帶中，一級及其次級斷裂帶中均可見，共生礦物種類、數(shù)量較第二階段略少（部分銻-金礦區(qū)除外），脈體一般具碎裂狀并有晚階段石英脈呈網(wǎng)脈狀充填，可見金礦化。第二階段石英脈產(chǎn)于強烈擠壓片理化及韌性剪切帶中，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀沿第一階段（或早期）石英脈的破碎裂隙、脈體兩側(cè)及其圍巖的擠壓片理充填，石英多成細(xì)晶-微晶結(jié)構(gòu)。共生礦物較多，尤以黃鐵礦、毒砂最為突出（銻-金礦區(qū)以輝銻礦為主），圍巖蝕變以黃鐵礦化、毒砂化為主，是金礦化的重要階段。

（3）晚期石英-碳酸鹽主要見于金-銻-石英建造型礦中，呈網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀充填于含硫化物石英脈及其蝕變破碎圍巖中，且交代早期石英脈及圍巖，主要蝕變有碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化和黃鐵礦化，偶見金礦化。

（4）Au、As、Ba等元素由早期到中期逐漸增高，而Co、Ni、Co/Ni比值逐漸降低（圖2），表明石英脈在成礦化學(xué)分異作用具有相同的演化規(guī)律。

2.2 熱液蝕變

研究區(qū)脈型金礦熱液蝕變較發(fā)育，主要有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、毒砂硫化物化、綠泥石化和碳酸鹽化。蝕變特征：①蝕變巖中K2O含量普遍增加，高于區(qū)域和區(qū)內(nèi)相同地層蝕變原巖，這一特征與蝕變巖具有普遍的絹云母化有關(guān);②蝕變類型整體上呈現(xiàn)“先酸后堿”特征;③蝕變具有規(guī)模不大、強度不高、分帶性不明顯特征;④近礦圍巖蝕變一般呈現(xiàn)硅化、毒砂化、褪色化（綠泥石化、絹云母化、泥化），黃鐵礦化是較普遍而典型的近礦圍巖蝕變。

2.3 熱液蝕變分帶

區(qū)內(nèi)蝕變帶分帶特征因不同類型的礦床（點）而異，金-石英脈（少硫化物）型一般由石英脈向兩側(cè)依次分帶為“硅化-毒砂化（硫化物）-絹云母化-綠泥石化”，巖石化學(xué)成分增高依次為SiO2-K2O、Al2O3、Cu、Pb、Zn-（TFe+MgO）/K2O，且Au與K2O和Al2O3具有一致的變化規(guī)律，Au與Cu、Pb、Zn、Co均具有一致性，表明本區(qū)金-石英脈（少硫化物）型礦床（點）Cu、Pb、Zn、Co可能為Au的主要伴生元素，其含量高指示為富金礦地段（圖3a、c）。

金-銻-石英脈型一般由石英脈向兩側(cè)分帶為“輝銻礦、硅化-毒砂化（硫化物）-絹云母（退色）化”，巖石化學(xué)增高依次為SiO2（Sb）-Sb、As、Cu、Pb、Zn-Al2O3、K2O，礦化與近礦蝕變規(guī)模呈正消長關(guān)系，Au則與SiO2和（TFe+MgO）/K2O呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律，Au與Sb、As具有一致性，表明本區(qū)金-銻-石英脈型礦床（點）Sb、As可能為Au的主要伴生元素，其含量高指示為富金礦地段（圖3b、d）。

蛤蟆塘和江東灣金礦床（點）礦化帶元素分析結(jié)果表明綠泥石化帶、硅化帶含金量低;蛤蟆塘地段TC-0礦化帶絹云母化中金含量最高可達(dá)5.6×10-6，金含量曲線表現(xiàn)以石英脈為中心的為“雙峰狀”（圖3），金含量與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)性，表明其金礦物質(zhì)主要來源于圍巖;江東灣地段PD-2礦化段石英脈中金含量最高可達(dá)3×10-6，金的含量曲線表現(xiàn)為簡單的單峰狀，與石英脈吻合，且石英脈兩側(cè)金含量沒有出現(xiàn)明顯的負(fù)異常，表明金成礦物質(zhì)主要是沿斷裂構(gòu)造來自深部流體而不是來源于近礦圍巖，其交代構(gòu)造破碎帶而形成含礦絹英巖和蝕變破碎帶。

3? 熱液蝕變分異作用

圍巖蝕變微觀上表現(xiàn)為化學(xué)元素的帶入、帶出特征，宏觀上表現(xiàn)為圍巖的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、密度、礦物成分等的變化。對金-石英（脈）型礦區(qū)的蛤蟆塘和金-銻-石英型礦區(qū)的江東灣礦區(qū)巖礦石化學(xué)成分采用巴爾特法計算蝕變帶在形成過程中陽離子的帶入-帶出平衡（表2），提出蝕變交代和變質(zhì)分異作用中化學(xué)組分的遷移與金礦化之間的關(guān)系。表2可知金-石英（脈）型礦區(qū)地層相對于區(qū)域地層的陽離子交換弱于蝕變巖相對于礦區(qū)地層，表明其化學(xué)分異作用較變質(zhì)分異作用強，而金-銻-石英型礦區(qū)完全相反。

表3可知由區(qū)域巖石到礦區(qū)巖石以及蝕變帶巖石，在金-石英（脈）型礦區(qū)Fe2O3、Al2O3、K2O、TFe及Fe2O3/FeO、Al2O3/SiO2比值由區(qū)域巖石到礦區(qū)巖石再到蝕變巖石呈現(xiàn)由高到低再到高，SiO2、Na2O及Na2O/K2O比值則呈現(xiàn)由低到高再到低。而CaO呈現(xiàn)遞增（圖4），說明區(qū)域變質(zhì)作用是區(qū)域巖石帶出較多的Na2O、CaO、FeO和SiO2，礦區(qū)巖石帶入較多Na2O、CaO、FeO和SiO2，與區(qū)域巖石的綠泥石化、絹云母化、白云母化、電氣石化，礦區(qū)巖石的鈉長石化、綠泥石化、弱硅化及蝕變巖石的綠泥石化、碳酸鹽化、弱硅化、絹云母化現(xiàn)象一致。金-銻-石英型礦區(qū)FeO、Al2O3、MgO、Al2O3/SiO2由區(qū)域巖石到礦區(qū)巖石再到蝕變巖石由低到高再到低，SiO2由高到低再到高，CaO則從區(qū)域巖石到礦區(qū)巖石均較高，與區(qū)域巖石的絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化，礦區(qū)巖石的綠泥石化、碳酸鹽化及蝕變巖石的硅化、綠泥石化、毒砂化現(xiàn)象一致。

研究區(qū)稀土元素配分曲線總體呈現(xiàn)“右傾”模式（圖5），石英脈中ΣREE明顯低于正常地層巖石和蝕變巖石。δEu在各種巖石中均呈現(xiàn)負(fù)異常，而δCe除在石英脈中呈現(xiàn)正異常外均呈現(xiàn)負(fù)異常，且δEu變化較大，而δCe較穩(wěn)定，而與富含硫化物的石英脈中δEu和δCe均大于其他巖石。稀土元素配分曲線表明各類巖性的巖石均呈現(xiàn)Eu負(fù)異常。

4? 結(jié)論

（1）研究區(qū)脈型石英脈發(fā)育，分早、中、晚三期及“變質(zhì)-塊狀石英”、“低硫化物塊狀石英”、“硫化物細(xì)（微）晶石英”和“石英-碳酸鹽”四個階段;硫化物細(xì)（微）晶石英階段石英脈產(chǎn)于強烈擠壓片理化及韌性剪切帶中，雜質(zhì)包體及共生硫化物較多，圍巖蝕變以黃鐵礦化、毒砂化為主，是區(qū)內(nèi)主要金礦化期。

（2）熱液蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、毒砂硫化物化、綠泥石化和碳酸鹽化，熱液蝕變具整體上呈現(xiàn)“先酸后堿”，規(guī)模不大、強度不高、分帶性局部不明顯特征。

（3）金-石英脈（少硫化物）型蝕變分帶呈現(xiàn)由石英脈向兩側(cè)依次為“硅化-毒砂化（硫化物）-絹云母化-綠泥石化”，而金-銻-石英脈型蝕變分帶呈現(xiàn)由石英脈向兩側(cè)為“灰銻礦、硅化-毒砂化（硫化物）-絹云母（退色）化”。

（4）主元素含量由蝕變帶中部往蝕變減弱的兩側(cè)呈現(xiàn)減少-富集-再減少的規(guī)律。元素地球化學(xué)特征表明金成礦物質(zhì)主要是沿斷裂構(gòu)造來自深部，其交代構(gòu)造破碎帶而形成含礦絹英巖和蝕變破碎帶。稀土元素配分曲線總體呈“右傾”模式，石英脈中ΣREE明顯低于正常地層巖石和蝕變巖石。

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