淺談馬家坡金礦床圍巖蝕變與金礦化關系及礦床成因

羅大富，魏 翔

（湖南省地質礦產勘查開發局四一三隊，湖南 常德 415000）

1 區域地質背景

湘西雪峰山一帶金礦分布廣泛，是我省重要的金礦成礦帶。目前該區域已經發現金礦床（點）多處，已知有湘西金礦、冷家溪金礦、沈家埡金礦、滄山金礦、柳林汊金礦、黃土店金礦等（圖1）。金礦化集中區嚴格受元古界淺海相沉積的一套淺變質粘土（碎屑）巖及構造聯合控制，為典型的造山帶型金礦床。

圖1 馬家坡金礦區域地質略圖

1.1 區域地層

區域內出露地層主要為冷家溪群小木坪組、上元古界板溪群馬底驛組、五強溪組，震旦系椿木組、民樂組、洪江組、金家洞組、留茶坡組，寒武系下統小煙溪組，第三系剪家溪組及第四系。

1.2 區域構造

區域東西向構造帶：為區內主要控礦構造，該構造帶屬蔣家溪～興隆街區域北東向構造帶的組成部分。從前期普查工作及區域內的已知金礦床、重砂與化探異常的空間展布特點分析，上述三組構造帶的復合部位更有利于成礦。

1.3 區域巖漿巖

區域內巖漿巖不甚發育，以中酸性侵入巖為主，并有少量的酸性、基性和超基性巖脈。早期地槽發展階段的武陵、雪峰、加里東運動經歷時間長，構造活動強烈，有利于中酸性侵入巖的形成，其主要分布于該區東北部，巖性為花崗閃長巖、花崗巖。

2 礦區地質特征

馬家坡金礦地質特征與相鄰的合仁坪金礦非常相似，同屬于湘西著名的柳林汊金礦帶，本區位于該帶的南東側（圖1）。區內開采歷史悠久，最早可追索到清末民初時期，直至21世紀初期仍有一定規模的民采活動。

2.1 礦區地層

區內出露地層主要為上元古界板溪群馬底驛組、五強溪組，次為震旦系、寒武系及第四系。其中，馬底驛組第二段為本區金的最主要賦礦層位，巖性以紫紅色薄至中層狀含粉砂質板巖、鈣質板巖、絹云母粉砂質板巖和條帶狀板巖為主，夾青灰、灰綠色薄層狀絹云母板巖以及綠泥石石英粉砂巖。

2.2 礦區構造

在漫長的地質發展史中，區內歷經了多次構造運動，留下了大量構造形跡；使圖區構成了一幅錯綜復雜的構造圖像。

（1）褶皺。礦區總體為一背斜構造，軸向近東西，長約4.0km，次級褶皺發育。背斜核部出露板溪群馬底驛組第二段。南翼出露馬底驛組第二段、五強溪組及震旦系，巖層傾角為20°～59°，北翼由板溪群馬底驛組第二段、第三段及五強溪組組成，巖層傾角為25°～67°。該褶皺控制著區內金礦化帶的產出。

（2）斷裂。區內斷裂較發育，按其展布方向可分為近東西向、北東向、北東東向、北西向及北西西向五組。其中近東西向、北東東向斷裂與金成礦關系密切，為本區金的主要控礦構造，當兩組構造復合或交匯部位金礦化明顯增強。

2.3 礦床地質特征

（1）礦體特征。金礦（體）脈主要產于褶皺的一翼、兩翼或軸部，呈單脈或群脈產出，形態為脈狀、短板狀、似層狀或透鏡狀，主要受板溪群馬底驛組層間裂隙帶、剝離帶、片理化帶及次一級裂隙聯合控制。本區幾乎所有的礦體均賦存于板溪群馬底驛組第二巖性段，具一定層控特征。礦區目前已經發現金礦體29個，其中盲礦體7個。走向近東西及北東東向，長度40m～100m,傾向南或北，金品位為0.72g/t～31.40g/t，厚度0.39m～3.98m。規模相對較大者均產于近東西向及北東東向金礦化蝕變帶中，礦體主要由含金蝕變破碎板巖、含金構造角礫巖及含金鈉長石石英脈組成，其中肉紅色鈉長石是礦脈的重要組分，其含量一般為7%～30%左右，最高可達40%以上。

（2）礦石特征。礦石類型主要為自然金鈉長石石英型和自然金鈉長石石英硫化物型。礦石光薄片示金屬礦物主要有黃鐵礦、自然金、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等；非金屬礦物主要有石英、鈉長石和白云石，另外還有少量綠泥石、葉臘石和高嶺石等蝕變礦物。次生礦物有褐鐵礦、軟錳礦、高嶺土等。載金礦物主要為石英、鈉長石和硫化物（黃鐵礦為主）；礦石結構主要為半自形-他形晶粒狀結構，次為壓碎結構、斑狀結構；礦石構造多呈（細）脈狀、角礫狀、塊狀和網脈浸染狀等構造。

2.4 圍巖蝕變

（1）圍巖蝕變類型。本區圍巖蝕變發育，含礦地質體經歷了較強的熱液蝕變作用，導致圍巖蝕變作用強烈且較普遍。主要表現為褪色化、硅化、黃鐵礦化、鈉長石化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化、葉臘石化等，其中以褪色化、硅化、鈉長石化、高嶺土化、黃鐵礦化與金礦化關系較為密切（圖2），對金元素富集與金礦體的形成起著主導作用。

圖2 鈉長石-石英脈金礦石

（2）圍巖蝕變與金礦化的關系。本區礦化帶中，褪色化蝕變普遍發育，其中屬近礦圍巖的褪色蝕變最為強烈。褪色帶規模、強度與礦化規模、強度呈正相關。所以本區金礦脈（體）的空間展布均與褪色化蝕變規模、程度密切相關。

鈉長石（化）幾乎存在于所有的礦脈中。礦石光薄片鑒定及民采老窿礦脈內，在鈉長石脈中均發現了明金，足以證明鈉長石是礦區金的一種重要載金礦物。通過大量樣品的編錄及化學全分析、光片鑒定、基本分析結果可發現，含金量高的樣品中鈉長化強烈，但是否含金及含金量高低與樣品中鈉長石的含量高低無關。當礦石中所含鈉長石顏色越深，金品位則越高。該區鈉長石化與金礦化關系密切，礦石中鈉長石的含量與金品位高低存在著一定關聯，但二者并不存在正相關性。

當巖石中出現弱硅化、鈉長石化、褪色化，同時有較弱黃鐵礦化時，預示著有弱的金礦化；反之，當硅化、鈉長石化、褪色化強烈，浸染狀石英細脈密集分布，且有細粒不規則脈狀黃鐵礦等多種硫化物疊加在一起時，則意味著有很強的金礦化，并預示著金富集地段的出現；若有大量綠泥石化出現，則預示著金礦化即將消失；當出現較強的碳酸鹽化及葉臘石化時，金的品位迅速下降，金礦化強度則明顯減弱，碳酸鹽礦物載金能力很低，脈體本身不能構成礦體，其大量出現往往標志著礦化活動的結束。由此可見，褪色化、硅化、鈉長石化和黃鐵礦化共存的地方，是本區提示金礦化的最可靠標志。

3 礦床成因分析

關于湘西北一帶金礦床的成因目前仍存爭議，各學者持不同觀點。馬家坡金礦區與西部緊鄰的合仁坪金礦床同屬于一個成礦帶中，具備相同的地質背景與成礦條件，其礦體、圍巖蝕變及礦石等特征非常相似，類比性很強。

3.1 成礦物質來源

脈金礦床礦質來源一直以來都是爭議的焦點。目前應用最廣泛且最有效的手段主要是通過與金密切相關的硫化物的S、Pb同位素、含鈣礦物的Sm-Nd同位素及含K礦物的Rb-Sr同位素等多種方法來綜合分析解決礦質來源問題。

對于馬家坡金礦床中硫的來源特征，鄧穆昆等[3]對鄰區合仁坪金礦研究發現其硫同位素達到了分餾平衡；（張婷，2014）通過對合仁坪一帶金礦床圍巖蝕變的詳細研究發現，鈉長石石英脈中鈉長石的Na質和Al質并非來自圍巖，而是由成礦流體從外界帶入的，礦脈中的Si質可能部分來自賦礦圍巖。

賈三石等[4]通過研究鄰區合仁坪金礦石樣品δ34S分析結果認為可代表金礦成礦流體原始δ34S組成，其成礦熱液中原始硫同位素組成δ34S值為-4.8‰～2.0‰，分布范圍比較窄，具有巖漿硫來源特征。金礦石鉛同位素的μ(238U/204Pb)值 為9.31～9.47，平 均9.408，ω值 為37.53～39.42，平均38.78，μ值和ω值均表現為中等偏低的特點，認為金礦內鉛具殼幔混合來源，成礦物質具有深源特征。

3.2 熱液流體來源及性質

熱液流體來源是個復雜的問題，很多學者持不同觀點。目前，穩定同位素追溯成礦流體來源在脈金礦床中應用仍最為廣泛，與礦共生密切的載金礦物或伴生脈石礦物的流體包裹體C、H、O同位素組成測定來示蹤流體來源被廣泛應用到脈金礦床中。

對于變質成因的金礦床，Phillips等提出的變質脫流體成礦模式認為金和流體的釋放發生在綠片巖相向角閃巖相轉變的過程，金沉淀可發生在綠片巖相或者脆-韌性過渡的地殼深度[7，8]；賈三石等[4]基于上述理論認識，認為本區金礦不具備變質熱液成礦作用的基礎，不屬于傳統意義上的變質熱液礦床。成礦流體主要來源于巖漿熱液，但不能排除成礦過程中有變質流體的參與；此外，毛景文等[2]對雪峰山弧形構造隆起帶內的萬古、黃金洞、沃溪和鏟子坪等類似金礦床的H-O同位素研究成果顯示其成礦流體來源以巖漿熱液來源為主。胡詩倩，彭建堂等[10]通過對鄰區合仁坪金礦方解石的碳、氧同位素組成的系統研究，認為該礦床成礦流體中的碳主要來源于賦礦圍巖，成礦流體主要來源于變質水，屬于低溫變質熱液。

本區金礦的硫化物主要為黃鐵礦和方鉛礦等，同時賦礦圍巖蝕變礦物以絹云母、綠泥石和黃鐵礦等為主，顯示為酸性系列蝕變礦物組合特征。礦石中黃鐵礦爆裂溫度187℃～320℃，平均253℃，石英包裹體溫度在110℃～350℃之間變化，平均為230℃表明礦床形成于中—低溫。本區蝕變巖石中Fe2O3含量明顯降低，大量Fe3+被還原成Fe2+，形成黃鐵礦，說明成礦流體具有還原性。

3.3 金礦床成礦機制與作用

基于上述各位學者同位素研究成果，結合本區礦體地質特征，筆者推斷馬家坡金礦是一個與巖漿熱液和變質熱液作用均有關的金礦床，其成礦初步機制可能為還原性成礦流體與巖層的氧化還原反應及流體混合作用；其成礦作用演化過程可能為:

從新元古代晚期發生的雪峰運動直至加里東強烈的造山運動，區域板溪群發生低綠片巖相變質作用。板溪群地層受近南北向擠壓及近東西向伸展運動形成規模宏大的褶斷帶，地層在區域變質作用過程中釋放的熱水溶液與來源于深部的巖漿熱液共同形成成礦熱液。

巖漿混合汽水熱液在向上侵位運移過程中不斷降溫，同時不斷分異演化，先期主體部分形成了隱伏巖體，剩余混合汽水熱液繼續運移過程中進一步分異演化，并與中深部變質流體混合，理化條件發生了改變，形成了富Na和富Au的還原性成礦流體，并通過斷裂向上遷移。部分富鈉流體沿褶皺的虛脫空間或構造裂隙等弱化帶形成（脈狀，透鏡狀、網脈及浸染狀）鈉長石脈；在成礦熱液中金主要以Au(HS)-2、Au2(HS)2S2-絡合物形式存在。在容礦斷裂中，由于成礦熱液與圍巖發生水/巖反應，還原硫（HS-+H2S）被消耗形成各種硫化物，尤其是與圍巖中鐵質反應形成黃鐵礦，黃鐵礦等硫化物的生成消耗了大量還原硫，使含金絡合物Au(HS)-

2、Au2(HS)2S2-變得不穩定，而在構造中有利部位沉淀出自然金，流體的混合作用亦促使了礦物的沉淀。同時，因水/巖反應和耦合作用，流體與賦礦圍巖發生廣泛的交代作用，形成褪色蝕變帶，并伴有鈉長石化和硅化，形成鈉長石石英脈，部分含金熱液無法繼續遷移時沉淀就位于鈉長石英脈內。礦石中Si質部分源自深部混合流體，部分可能來自于硅鋁質圍巖。

4 討論

通過對馬家坡鈉長石石英脈型金礦的礦床地質特征、圍巖蝕變特征的總結和對該區圍巖蝕變與金成礦關系的初步評價，及對該礦區金的成礦物質、流體來源和礦床成因的簡要分析，主要取得如下認識：①馬家坡金礦床為典型的鈉長石石英脈型金礦床，與金成礦關系最為密切的圍巖蝕變主要有褪色化、黃鐵礦化、鈉長石化、硅化。其中，褪色化蝕變是該區最重要的找礦標志。②該礦區金的成礦物質及流體具多源性，主要來源于深部巖漿熱液和變質流體。③成礦機制上，本區金礦為還原性成礦流體與巖層的水/巖反應和流體混合作用的共同產物。④該礦床在成因上應屬與深部巖漿熱液及變質熱液作用有關的中-低溫脈型金礦床。本區金礦體大部分為隱伏狀，區內雖未見巖體出露，深部是否存在巖體值得關注，在地質勘查過程中，應加強對環形構造、航磁異常及重力梯度帶的綜合研究。