湖南浏阳—醴陵官庄金矿区金成矿机制及成矿模式

杨蓼蓼，李 涵

（湖南省地质矿产勘查开发局四一六队，湖南 株洲 412000）

1 金的迁移沉淀机制

1.1 金的迁移形式

自然界中金主要呈Au+、Au3+两种价态形式出现，并在热液中进行迁移，从而使其受到氧化、温度条件，受到酸碱度及氯和硫的浓度影响，使其进行还原。通过实验表明，成矿的流体当中，金矿的主要元素是以HS-、Cl-、OH-为主，并将其与胶体金（Au0）简介和，结合的形式发展迁移。在一定的高温条件下，金的主要结构形式呈现为氯化物络合物（AuCl2-）、羟基络合物（Au(OH）2-）、氯-羟基络合物（Au（OH）Cl-）及胶体金（Au0）状态，这些形态会发生迁移；在中-低温或还原条件下，金主要呈硫氢络合物（Au(HS）2-（近中性、弱酸性）、AuHS（酸性）、Au2（HS）S-（碱性）、Au2S22-（碱性））形式发生迁移，在中-低温、高硫逸度、还原条件下，Au（HS）2-对金的迁移和成矿作用发生意义更为突出、作用更大[1]。

1.2 金的沉淀机制

1.2.1 流体沸腾

金矿的成矿流体会从深部上升至浅部，这一过程叫做降压过程。当静水压力下降至流体的饱和气压时，会产生进一步的降压，流体在随着静水压力不断下降时，其饱和蒸气压也会不但下降，从而导致流体上升的趋势产生裂缝，产生沸腾现象。

金属沸溢的主要原因是气相组分的溢出，这里分为两个方面，一方面是流体部分的气体溢出，增加了流体中金属元素的浓度，导致金属矿的过渡饱和；另一方面，所溢出的气体，其挥发成本当中主要是以酸性成分为主，例如CO2、H2S等，造成流体pH值的上升和还原硫浓度的增加，引起矿石的沉淀。

1.2.2 水-岩反应

围岩蚀变当中的金属矿区域主要是以黄铁矿、毒砂、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化为主，在水-岩反应是普遍与水-岩反应可以在围岩中提取成矿物质一方面。要改变成矿流体的主要物质条件是金属矿物的沉淀，韧化脆性断裂/剪切带提供了矿液通道的迁移，也是水-岩反应剧烈的场所。绿泥石中Fe/（Fe+Mg）比值的变化与围岩中Fe/（Fe+Mg）比值密切相关，这种现象是流体和围岩发生水岩反应引起的，即，绿泥石的Fe/（Fe+Mg）比值通常与流体-围岩相互作用强度呈正相关。如在金鸡金矿床，绿泥石的Fe/（Fe+Mg）比值和氧逸度均随温度降低而降低，说明随着成矿作用的进行（成矿是一个温度逐渐降低的过程），成矿流体与冷家溪组板岩的反应逐渐减弱，表明流体和围岩的水岩反应在本区普遍存在。高Fe/（Fe+Mg）比围岩的硫化作用将会破坏金的稳定性，金硫络合物被分解析出黄铁矿和其他金属硫化物。

2 成矿模式

综合各类成矿信息，对区内金矿床的成矿模式进行了总结。

2.1 关键控矿因素

2.1.1 地层控矿

湘东北地区大部分金矿床都赋存在新元古界冷家溪群的浅变质地层中，且各矿区内冷家溪群岩石中金的含量明显高出上部地壳金元素丰度值。Au的上地壳丰度值为1.8×10-9，整个湘东北冷家溪群Au的丰度值为2.97×10-9（柳德荣和吴延之，1993），黄金洞矿区冷家溪群Au的含量为1.7×10-9～4×10-9，雁林寺矿区Au的含量为1.83×10-9～5.46×10-9，而且远离矿体未矿化的冷家溪群Au含量高于靠近矿体未矿化的冷家溪群，表明冷家溪群中的Au元素在地质历史演化过程中发生了迁移。

2.1.2 构造控矿

此结构构造对成矿控制，具有一定的多样性，它主要是矿质的聚集、运营以及贮存等条件，并直接控制矿床矿体的分布空间，及分布位置。对区内金矿床而言，醴陵-衡东断裂为级别相对较高的断裂构造，控制着矿床的具体产出位置，区内，也控制着区内岩体（脉）的产出。金矿体往往赋存在低序次断裂构造中，一是由于在主构造与次级构造之间存在着较大的温度、压力和浓度梯度，二是由于主构造与次级构造之间具连通性，保证有丰富的成矿溶液由主构造向次级构造运移，在次级构造中因物理化学条件的变化，含金络合物易分解而沉淀成矿。在研究区，北东向和北西向两组次一级断裂构造控制矿体的具体产出。

2.1.3 岩浆岩与成矿的关系

在研究区一些金矿，如金鸡、梨树坡、横江冲金矿床，加里东期花岗质岩体（脉）与成矿在空间上显示出一定的关系，矿脉有时产于花岗质岩体（脉）与围岩的接触带中，有时在岩体（脉）中也有少许矿化。区域范围内，不具有矿床分带特征，在矿区范围内，没有发现与岩浆热液有关的钾长石化，区内的蚀变也不具分带性，矿石中的金属矿物也少见与岩浆热液有关的高温矿物（如白钨矿、辉钼矿等）。尽管与侵入体有关的金矿床与造山型金矿床在矿床地质特征方面具有一定的相似之处，但是与侵入体有关的金矿床的成矿作用与不同的构造环境有关。根据矿物组合，侵入相关矿床可分 为：Au-Fe-oxide-Cu，Au-Cu-Mo-Zn，Au-As-Pb-Zn-Cu，Au-Te-Pb-Zn-Cu和 Au-As-Bi-Sb矿床（或矿脉）。Au-Fe-oxide-Cu和Au-Cu-Mo-Zn矿脉，以及大多数Au-As-Pb-Zn-Cu矿脉的形成通常是与活动俯冲带有关的侵入体相关。和碱性侵入体有关的Au-Te-Pb-Zn-Cu矿脉通常形成于弧后盆地。Au-As-Bi-Sb矿脉形成的背景与典型造山型金矿床相似，通常形成于克拉通内部。相反，区内金矿床的成矿围岩、控矿构造、蚀变类型、矿物组合以及成矿流体的组成和性质与典型造山型金矿床更为接近。

2.2 成矿物质来源

研究区金矿床金属硫化物硫同位素与冷家溪群和区内的其他金矿床硫化物的硫同位素组成基本一致，而不同于区内与岩浆有关的铜多金属矿床的硫同位素组成，表明这些金矿床的硫主要来源于地层。硫化物铅同位素组成也与区内其他金矿床铅同位素组成一致，而不同于区内斑岩型铜多金属矿床的铅同位素组成。

2.3 成矿流体特征

研究区金矿床石英硫化物脉中石英的δ18O值位于世界上其他脉状金矿床的δ18O值（δ18O=10～18‰）的范围之内，石英的δD值同样位于世界上其他脉状金矿床的范围。值基本与其他造山型金矿床的特征一致，结合流体包裹体研究结果，显示成矿流体具有变质流体来源的特征，认为这些金矿床的成矿流体主要为变质水来源。

2.4 矿化特征

矿体主要赋存于冷家溪群浅变质岩中，严格受断裂构造控制，矿石类型以石英脉型和蚀变岩型为主，少见角砾岩型。矿化类型单一，主要为Au矿化，金属矿物主要为黄铁矿和毒砂，少见方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等，非金属矿物主要有石英、白云石、方解石、绢云母和绿泥石等。成矿环境应为还原、弱酸环境，氧逸度较低，金成矿元素应主要以Au(HS)2-络合物形式迁移，沸腾作用和水岩反应是金沉淀的主要影响因素。

2.5 围岩蚀变

围岩蚀变主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化（白云石化、方解石化）等，其中硅化、白云石化、黄铁矿化和、毒砂化与金矿化关系最为密切。

2.6 结构构造

金矿床的主要成矿结构包括以下几种，破碎结构、共结结构、颗粒结构、交代结构、固溶分离结构、包裹体结构以及间质结构等。金属矿结构主要是以脉状结构、浸染状结构、角状结构以及条状结构。

3 结语

金矿深部是一个有勘探潜力的地区。该区矿产分布特征和成矿地质条件表明，深部金矿床条件良好。燕山期形成的一系列大中型石英脉型金矿床是深部找矿的首选。因此，本文研究的成矿过程具有多期、多成因的一致性。