湖南省醴陵市泮川礦區金銻礦地質特征及成因分析

郭 宗，張正苗，王詩龍，呂星球

（湖南省有色地質勘查局二一四隊，湖南 株洲 412007）

1 礦區概況

泮川礦區金礦所處大地構造位置屬揚子地臺江南臺背斜東南緣，衡東～瀏陽新華夏系隆起帶北段（圖1-1）。行政區劃屬醴陵市市浦口鎮管轄，直線距醴陵市區北東方向23km。湖南省有色地質勘查局二一四隊在泮川礦區開展了勘查區詳查工作，取得了較好的找礦成果。礦區主礦體為金、銻礦體[1]。

圖1 泮川礦區區域地質圖

2 區域地質背景

2.1 區域地層

區域內出露的地層為中元古界冷家溪群、晚古生界和中生界地層，其中中元古界冷家溪群是區域內的主要金礦賦礦地層和礦源層，少量礦床賦存于泥盆系地層中。

2.2 區域構造

本區處于瀏陽—衡東新華夏系隆起帶中段與北西西向的萍鄉—長沙大斷裂帶的復合部位,以褶皺和斷裂為主。本區主要成礦階段在燕山—喜山構造運動期間，在此期間礦源層冷家溪群普遍發生構造變形和區域變質作用，形成近北東向斷裂。

2.3 巖漿巖

區內巖漿活動強烈，活動期次多。巖性上以中酸性侵入巖為主,并發育基性、超基性巖。

2.4 區域礦產

區內金屬礦產豐富，主要為金礦床，近十多年來在地質找礦上有較大的突破，是湘東乃至整個湖南金礦最集中的地區之一。賦存于中生界泥盆系的泮川金銻共生礦床為區內首次發現。

3 礦區地質特征

3.1 礦區地層

礦區內出露的地層有中元古界冷家溪群，古生界泥盆系、二疊系，中生界三疊系，新生界第四系等各組巖系。

冷家溪群小木坪組（Pt2x）：分布于礦區中部。中下部為青灰色淺變質砂巖，夾粉砂質絹云母板巖、絹云母板巖；上部巖性為青灰色淺變質砂巖、變質雜砂巖、砂質板巖及絹云母板巖。

泥盆系上統佘田橋組（Ds）：分布于礦區中部及東南部，中下部為灰巖、鈣質頁巖、細砂巖、薄層粉砂巖夾頁巖；上部巖性為灰巖、白云巖、白云質灰巖、生物碎屑灰巖。

泥盆系上統岳麓山組（Dyl）：分布于礦區中-西北部。下部厚層含礫石英砂巖、石英礫巖；上部粉砂質頁巖、砂質頁巖。

二疊系下統小江邊組（Px）：分布于礦區西北部。深灰色鈣質頁巖。

三疊系上統紫家沖組（Tzj）：分布礦區東南部。下部頁巖夾煤線、炭質頁巖、砂質頁巖、砂巖、灰色石英燧石礫巖；上部粉砂巖、粉砂質頁巖夾煤線。

第四系（Q）主要是殘坡積物，以砂、粘土為主。厚度一般大于4.00m。

3.2 礦區構造

礦區褶皺不發育，主要為斷裂構造F1、F3及產于佘田橋組灰巖、白云巖中的裂隙構造，為區內主要的控礦、容礦構造。

F1為區域性斷裂，即老山沖—麻紅坳斷裂，屬壓扭性斷裂，其上盤為小木坪組（Pt2x）和三疊系地層（Tzj），下盤為泥盆系地層。該斷層總體走向50°～70°，傾向南東（局部反向），傾角70°～85°。斷裂帶寬3m～15m，帶內充填物為斷層泥、石英細脈、石英團塊、斷層角礫巖等，帶中見絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化、細粒黃鐵礦化。F1斷裂為本區的導礦構造也屬容礦構造，其次級小斷裂為礦區的主要容礦構造。

圖2 礦區地層、構造、礦體簡要分布圖

F3斷層：產于礦區西北角，礦區內出露長度480m，總體走向28°，傾向南東，傾角43°～62°，斷層出露寬2.5m±。巖石破碎，呈灰白色～淺肉紅色，見弱褐鐵礦化、高嶺土化。斷層上盤為泥盆系岳麓山組，下盤為二疊系龍潭組[2-4]。

北東向層間裂隙帶：走向52°～73°，傾向北西，傾角50°～74°，控制長度30m～220m。裂隙帶寬0.2m～15m，帶內充填物為斷層泥、灰巖角礫、白云巖角礫、方解石細脈、方解石團塊，帶內往往形成金或金銻礦（化）體。裂隙中主要礦化有金礦、輝銻礦、黃鐵礦、少量黃銅礦及鉛鋅礦。該組裂隙帶是礦區內主要的容礦構造。

北北西向次級裂隙帶:分布于北東向裂隙帶北側，帶中見輝銻礦、黃鐵礦、鉛鋅礦、局部見少量明金。該組裂隙帶是礦區內次級容礦構造。

3.3 礦區巖漿巖

礦區內未見巖漿巖出露。但礦區外圍見巖脈出露。

3.4 圍巖蝕變及特征

圍巖蝕變以白云石化、方解石化為主，其次有褪色化、硅化，主要發育于裂隙帶兩側，在裂隙面扭曲部位褪色化、硅化要強，裂隙面呈平直狀時硅化較弱，褪色化不強烈，甚至沒有。當白云石化較強硅化同時也會強烈，根據整個礦床礦化特征來看白云石化、硅化是尋找金礦床的標志，當白云石化、方解石化、硅化都強烈時是尋找金銻礦床良好標志。

3.5 化探異常特征

普查階段開展了1/10000土壤剖面測量,在測區內圈定了次生Au、As、Sb異常，其異常特征如下：

Au異常，以局部小異常和單點異常為主。局部小異常分布在橫嶺上附近的山坡上，異常呈不規則狀，展布范圍約300m×60m，長軸方向呈NE向。峰值41.63（10-9），襯度2.19，變化系數（CV）0.53，平均強度21.89（10-9），面金屬量0.0264（m2·%），具Au、As、Sb元素異常組合特征。

As異常，呈不規則面狀或不規則帶狀廣泛的分布在白云祠、橫嶺上及十字坳一帶，異常整體規模較大，異常強度較高，濃度分帶發育，濃集中心明顯，峰值883.12（10-9）。

圖3 泮川礦區金礦土壤測量（Au、As、Sb）綜合異常圖

Sb異常，呈不規則帶狀分布在白云祠、橫嶺上及十字坳附近，可構成了一條異常走向呈NE向的異常帶。異常帶整體規模較小，強度相對較高，具有較明顯的濃集中心，濃度分帶較發育，峰值502.97（10-9）。

3.6 礦體特征

礦體主要產于泥盆系佘田橋組灰巖及白云巖內的斷裂構造中。其產狀、形態、規模嚴格受斷裂構造帶控制；礦體總體呈似層狀、透鏡狀，沿走向傾向形態變化較大，具有膨脹收縮、尖滅再現等現象。

礦區內圈定4個主要礦體，編號依次為Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅲ-1號礦體，如圖2-1所示。

Ⅰ-1號金銻礦體:控制長度大于Xm，產狀260°～343°∠37°～80°，平均厚度大于Xm，厚度穩定；金平均品位大于3×10-6，品位變化穩定；銻平均品位大于6×10-2，品位變化穩定。礦體呈似層狀產出，受北東向層間裂隙控制，上下盤圍巖局部碎裂巖化，在礦體西段僅為平整光滑的斷裂面，呈舒緩波狀產出，局部呈“S”型扭曲。礦物主要有黃鐵礦、輝銻礦、微細粒金礦及少量黃銅礦。圍巖蝕變主要為硅化、白云石化、方解石化、褪色化。

Ⅰ-2金 礦 體：控 制 長 度 大 于Xm，產 狀290°～332°∠72°～85°，平均厚度大于Xm，金平均品位大于3×10-6，礦體呈透鏡狀產出，受F1斷裂構造控制，上盤為圍巖為泥盆系灰巖、白云巖，下盤為圍巖為冷家群小木坪組板巖。礦物主要為黃鐵礦、微細粒金礦，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。

Ⅰ-3金礦體：厚度約Xm，金平均品位大于4×10-6，該礦體呈透鏡狀產出，受F1斷裂構造控制，上盤為圍巖為泥盆系灰巖、白云巖，下盤為圍巖為冷家群小木坪組板巖。礦物主要為黃鐵礦、微細粒金礦，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。

圖4 泮川礦區金礦成礦演化模式圖

Ⅲ-1號金銻礦體:控制長度大于Xm，產狀50°～68°∠68°～85°，平均厚度大于Xm，金平均品位大于3×10-6；銻平均品位大于6×10-2。礦體呈透鏡狀產出，受北北西向裂隙帶控制。礦物主要為黃鐵礦、輝銻礦、微細粒金。圍巖蝕變為白云石化方解石化、硅化、褪色化。

3.4 礦石質量

礦石中主要的金屬礦物有黃鐵礦、自然金、輝銻礦、閃鋅礦、黝銅礦、方鉛礦、赤鐵礦等。銻礦物主要是輝銻礦，少量銻華、銻赭石及微量輝銻鉛礦、黃銻華等；金礦物為自然金。非金屬礦物主要是方解石，其次為白云石、石英，綠泥石等。礦石有價元素為Au、Sb等，可綜合利用，其他元素均無利用價值。

輝銻礦主要呈自形-半自形粒狀、長柱狀、維狀，針狀、放射集合體狀，星散分布或沿巖石微裂隙中分布?；虿痪鶆蚍稚⒎植蓟蜓貛r石微裂隙分布，粒徑0.005mm～1.5mm。少量呈互相緊密鑲嵌，聚集呈條帶、脈狀分布，集合體狀中輝銻礦呈花崗變晶結構。采用掃描電鏡對其進行能譜微區成分分析，輝銻礦的化學成分較為穩定，平均含Sb71.63%，S28.37%，與它的理論化學成分較為接近。

金礦物：礦石中的金主要是自然金，經掃描電鏡檢測發現自然金成分較純，含Au 100%，發現自然金與黃鐵礦關系緊密，主要呈粒狀包裹于黃鐵礦中，嵌布粒度主要在1~10微米之間。

4 成礦特征及成礦規律分析

4.1 礦床成因

根據礦床和礦體地質特征，可確定礦床成因類型為中溫～低溫熱液脈狀礦床,其特點為：成礦裂隙有明顯的剪切裂隙性質；礦石結構復雜，交替結構較發育，伴生中低溫礦物多，圍巖蝕變類型有白云石化、方解石化、絹云母化、硅化等。

4.2 成礦控制因素分析

礦床的形成受構造，巖漿活動和地層巖性三個因素的控制。

經過對巖石的測定，可以認為礦床近圍中元古界冷家溪群小木坪組是成礦的礦源層。其含金量高于地殼豐度的 14～22倍，其含銻量高于地殼豐度的 8～17 倍。礦區內未見巖體出露，但礦區外圍見巖脈出露，且礦區西南8km外范圍內有板杉鋪巖體出露，表明礦區深部可能有隱伏巖體存在。

燕山至喜山構造運動期間由于構造應力作用區內深部隱伏巖體上涌，使上覆地層窿起，淺海沉積地層因下覆地層的窿起傾角由近水平而變得陡峭，沿積地層中膠結薄弱部位因傾角陡峭而產生滑落形成層間裂隙帶。此時由巖漿作用及構造應力的雙重作用下，活化萃取了近圍地層中的成礦物質，形成礦液，礦液通過F1斷層運移至層間裂隙帶中，在層間裂隙帶中及周邊次級構造中富集成礦（圖4）。

4.3 礦化富集規律

通過工程的系統揭露，從采樣化驗取得了較詳細的資料，經過初步研究，有如下規律：

（1）礦體厚度與金銻品位呈有規律的變化，一般在裂隙扭曲或隆起部位厚度大、品位高[5]。

（2）裂隙構造中或其兩側強硅化蝕變巖中，金屬硫化物密集地段為金的富集區。

4.4 找礦標志

（1）斷層破碎帶是最直接的找礦標志。

（2）裂隙帶中出現星點狀或細粒狀黃鐵礦是找金的好標志。

（3）圍巖出現褪色化，破碎帶中角礫呈深黑色硅化較強時是較好的找礦標志。

（4）當白云石化、方解石化、硅化都強烈時是尋找金銻礦床良好標志。

（5）物、化探異常區內凡是有Au、Ag、Cu、Pn、Zn、As、Sb、Hg等元素的組合異常，均是較好的找礦標志。