万古金矿成矿作用特征及成矿模式浅析

段阳杰

摘要：采用研究成矿地质作用确定成矿地质体、研究成矿构造分析矿体空间分布特征、研究成矿流体确定找矿方向的“三位一体”研究方法，确定平江县万古金矿的成矿模式，认为矿区成矿地质体为隐伏花岗岩体；成矿构造为北西西向断裂构造；成矿结构面主要为北西西向的次级断裂面；成矿作用特征标志为蓟县系地层+北西西向断裂构造+硅化、毒砂矿化、黄铁矿化蚀变。

关键词：金矿；三位一体找矿模型；万古

引言：万古金矿位于扬子地块东南缘，江南古陆湖南段东北部，矿区位于江南造山带中段幕阜山一望湘断隆带，出露地层简单，主要为中元古界蓟县系坪原组，次为白垩系戴家坪组及第四系。该地区成矿地质条件优越，构造发育，分布较为广泛的中元古界蓟县系地层，经历多次构造运动变质，蕴藏着较为丰富的金矿产资源，万古金矿是湘东北地区重要的大型金矿之一。

1.矿区地质特征

1.1矿脉地质特征

矿区经过近20年的勘探与开采，已发现规模不一的含金矿脉带40条。矿脉带受北西向断裂破碎带控制，大多数走向北西或近东西，倾向北东，倾角一般在32°～65°。矿脉带长200m～3280m不等，厚1.00m～3.00m。各矿脉呈平行带状分布在蓟县系坪原组地层中，围岩多为蚀变（含）粉砂质板岩。含金矿脉带组成及蚀变特征大同小异，构造岩为角砾岩、破碎（含）粉砂质板岩、石英透镜体及细脉，部分矿脉带中能见断层泥（糜棱岩），普遍具有硅化。

1.2成矿期次划分

第一个成矿期次为石英期，该阶段没有明显的矿化现象，石英颗粒较大，颜色纯白。第二个成矿期次为黄铁矿+毒砂+石英期，本阶段含大量黄铁矿和毒砂，二者互相包含，为典型的共生关系，石英呈烟灰色，矿物颗粒较小。第三个成矿期次为石英+多硫化物期，本阶段的含金硫化物种类较多，包括黄铁矿，毒砂，辉锑矿，锑铜矿，黄铜矿和自然金等。第四个成矿期次为石英+方解石期，有较多方解石，金属矿物较少，有的石英呈肉红色。第五个成矿期次为方解石期，大量方解石出现，成脉状或团簇状。

1.3矿床成因

矿脉的类型主要为石英脉型金矿和蚀变岩型金矿。金属矿物主要为毒砂和黄铁矿，还有少量的自然金，非金属矿物主要为石英和方解石。矿石的硫化物含量较低，硫、铅同位素和sr同位素特征表明成矿物质来源于壳源蓟县系地层，H-O同位素特征暗示成矿流体性质为变质流体+岩浆流体，晚期有大气降水加入，He-Ar同位素表明地幔物质可能也参与了金矿化。综上所述，笔者认为万古金矿为岩浆期后远成中低温热液型金矿。

2.成矿地质作用分析

2.1成矿地质体

万古金矿产于中元古界蓟县系地层中，矿体呈脉状、似层状或长透镜体状沿构造破碎带充填，形态、产状和规模受北西（西）断裂破碎带控制。由此万古金矿定义为与侵入岩浆地质作用有关的岩浆期后远成中低温热液型金矿。

万古金礦区—金井岩体一带的深部可能存在一较大的隐伏岩体，该岩体可以为成矿流体的迁移提供能量。因此，推测万古金矿的成矿地质体为隐伏的岩体。

2.2成矿构造及成矿结构面

万古金矿为岩浆期后远成热液脉状金矿，其成矿构造系统为断裂构造系统。该区的金矿主要赋存于北西西向的次级断裂之中，矿体沿着控矿断裂侧伏，在浅部和较深的部位都有分布。因此，万古金矿的成矿结构面为构造界面，而不是地质体界面和物理化学界面。

成矿结构面为北西西向的次级断裂面，这些断裂规模较小，大致呈平行排列，与地层产状基本一致或局部斜交，倾向NNE，倾角30°～65°不等。控矿的北西西向次级断裂和紧闭褶皱为应力释放区，上升的成矿流体在此处聚集，是成矿的有利部位。

2.3成矿作用特征标志

据万古金矿硫同位素分析结果，万古金矿的黄铁矿和毒砂样品显示相对均一的、较低的S比值。坪原组地层的S同位素组成有两个端元组分：一个具有较低的S值（～-10到一12%），而另一个具有高的s值（～+13到+24%）。万古金矿硫化物的硫同位素值组成与较低的一个端元的S同位素值相近，且明显低于湘东北地区的斑岩型七宝山矿床的硫同位素比值，说明金矿的成矿流体可能来源于坪原组地层。

通过与湘东北地区的七宝山及鳌鱼山斑岩型矿床和燕山期花岗岩的Ph同位素组成对比可知，万古金矿的含金毒砂和黄铁矿的Ph同位素值变化较大，总体上反映了上地壳的物质来源，也就是其来源主要为变质沉积来源。同时，斑岩型矿床的Ph同位素与燕山期岩体十分相似，但二者与金矿的Ph同位素组成显著不同，因此，该成矿物质来源于坪原组地层（图2）。

通过镜下观察得知，方解石在成矿期和成矿晚期都有出现，其中成矿期的方解石与石英，毒砂和黄铁矿生长在一起，而成矿晚期的方解石只与石英共生，少见矿化。两期方解石sr同位素值均较高，指示地壳来源。

通过对万古金矿的含矿石英脉进行了氢氧同位素测试，结果显示，成矿期的流体的H-O同位素主要为变质来源，并可能有岩浆来源流体的参与，但成矿后期较低的H-O同位素组成则指示晚期有大气降水混入。

综合S-Pb-H-O-Sr-He-Ar同位素分析结果，万古金矿的成矿流体和成矿物质主要来源于蓟县系地层，但可能有地幔和岩浆物质的加入。

3.成矿模式分析

3.1成矿要素特征

根据矿床的成矿地质作用、矿床成因与矿化特征等，归纳总结本矿床的主要成矿要素，并根据重要性程度将成矿要素划分为必要、重要、次要三类。

3.2成矿模式

雪峰期以来的多次构造岩浆活动和变质作用使得Au等成矿元素趋向于富集于中元古代地层中的有利层位。燕山期为金的主成矿期，燕山期的构造岩浆形成湘东北地区占主导地位的北东向深大断裂和本区最广泛的S型花岗岩。花岗质岩浆的上涌，不仅提供了部分金成矿流体，而且还促使了深部的含矿流体沿深大断裂向上运移，流体在运移过程中萃取围岩中的Au、As、s和H₂0等物质。浅部NWW向次级断裂是应力释放区，为成矿的有利构造部位。向上运移深部的流体在此处聚集，沉淀成矿。成矿到后期，大气水混入增加，并发生贫矿化的碳酸盐化。

4.结论

（1）万古金矿的成矿地质体为隐伏岩体，成矿构造为断裂构造，成矿结构面为北西西向断裂构造面；其成矿作用特征标志为蓟县系地层、北西西向断裂及硅化、毒砂矿化、黄铁矿化蚀变。

（2）万古金矿的主要成矿要素为蓟县系坪原组地层、金井岩体及隐伏岩体、北西西向断裂构造；其成矿模式为燕山期花岗质岩浆上涌，使深部含矿流体沿北东向深大断裂向上运移，同时萃取富含Au等成矿元素的蓟县系围岩中的Au、As、s和H₂0等物质，最后聚集于浅部的北西西向次级断裂中，沉淀成矿。endprint