安徽障公山地区大丘田金矿地质特征及成矿作用分析

杜玉雕， 郑光文， 魏国辉

(安徽省地质调查院，合肥 230001)

0 引言

大丘田金矿位于江南造山带北缘障公山地区，主要为一套火山-陆缘细碎屑岩为主夹少量火山熔岩的新元古代浅变质构造-地层体, 障公山地区金矿矿床规模主要为矿(化)点，呈现“只见星星、不见月亮”的矿产分布模式。金矿为我国关键矿产之一，安徽省金矿资源形势严峻，寻找金矿矿产迫在眉睫[1-2]。近年来，前人对区内构造、基性岩和成矿条件等进行了大量研究，在构造作用、岩浆岩年代学、成岩构造环境、成矿作用等方面取得了重要成果[3-9]，但有关金矿矿床成因并未进行深入的研究。大丘田地区出露溪口岩群木坑岩组地层，2003年在区内发现了两条金矿化带，不过仅个别学者对金矿化特征和找矿潜力进行过讨论[10]，有关大丘田金矿床控矿因素及成矿作用的研究比较匮乏，对障公山地区金矿成因的认识不足，成为区内金矿找矿突破的瓶颈。因此，本文在野外地质调查成果的基础上，结合区域地质特征和矿床地质特征，总结了控矿因素和成矿机制，为障公山地区下一步金矿找矿工作提供了必要信息。

1 区域地质概况

研究区位于NE向的景德镇—祁门断裂带和NWW—近EW向的障公山韧性剪切构造变形带的复合部位，在大地构造上位于扬子地块东南部和江南造山带北缘(图1(a))。

障公山一带发育区内变质变形最强的浅变质基底岩系，原生沉积组构全被置换而消失，难以恢复原始地层层序。区内地层为中元古代溪口岩群，由漳前岩组、板桥岩组和木坑岩组组成(图1(b))，基本以浅变质、强变形(片理化)的复理石碎屑沉积岩为主，间夹分布火山岩，占全区总面积的95%以上。区内中生代陆相沉积盖层为早侏罗世月潭组(图1(b))，主要分布于汪村—小连口和右龙一带，沿近NE走向受断裂带控制的南断北超型沉积断陷盆地零星分布。

尖岭庙—芳村复背斜为一轴向近EW的斜歪倒转褶皱，其北翼上发育有多个次级的倒转背向斜，次级褶皱发育，主要表现为露头尺度上的小褶皱，由数十条较均匀排列的彼此平行的NE、NEE向韧性剪切带和脆性断裂组成，具多期活动特征。NEE向断裂控制着侏罗纪盆地的沉积，控制着绝大多数岩浆岩岩珠及岩脉的分布，区内断裂主要有里东坑—高岭脚断裂、用功城—障源断裂、右龙—杨村断裂、汪村断裂和漳前断裂等。

1.早侏罗世月潭组; 2.中元古代木坑岩组; 3.中元古代板桥岩组; 4.中元古代漳前岩组; 5.燕山早期花岗岩; 6.燕山晚期花岗闪长岩; 7.细碧岩; 8.辉绿玢岩; 9.断层; 10.钨矿点; 11.金矿点; 12.铜矿点； 13.地质界线; 14.地名

区内主要发育燕山期的岩浆活动，可划分为冯村—漳前岩浆岩带和里东坑—郭坑岩浆岩带，多为黑云母花岗闪长斑岩和黑云母二长花岗岩，多沿断裂带呈小岩珠及串珠状出现，与溪口岩群板桥岩组千枚岩等呈侵入接触，围岩具有较强的斑点角岩化。局部岩脉发育，岩性为花岗斑岩和辉绿玢岩脉等。

区域矿产资源丰富，已探明矿种数十种，主要矿种有金、银、铜、钼、铅、锌等多金属矿产，矿床规模主要为矿点，个别矿床规模为小型[11]。绝大多数矿床分布于障公山隆起带内，赋矿地层主要为溪口岩群地层，按成矿作用类型可分为： 与热液作用有关的热液充填交代型矿床，如大丘田金矿、小连口金矿、朱家坑锑金矿、查山锑金矿和障源铜矿等； 与潜火山热液活动有关的斑岩型矿床，如里东坑钨矿和右龙钨矿等[11]。

2 矿区地质特征

大丘田矿区内出露岩石为中元古代溪口岩群木坑岩组，由南向北分第一、第二和第三岩性段(图2)。第一岩性段在矿区内出露面积小，分布于矿区的南东角，主要以绢云粉砂质千枚岩和粉砂质千枚岩为主，千枚理总体倾向SE，倾角较陡； 第二岩性段呈NE向分布，岩性主要以灰黄色、灰色细碧岩为主，具块状及大小不等的枕状构造，中间段夹灰黑色含碳板岩、灰白色硅泥质板岩及少量凝灰质千枚岩； 第三岩性段岩性主要以青灰绿色砂质千枚岩、灰绿色及黄绿色粉砂质千枚岩和绢云粉砂质千枚岩为主，少量砂质、泥质板岩，常夹石英脉，千枚理总体向SE陡倾，该岩性段是矿区主要赋矿地层。

1.中元古代木坑岩组第三岩性段千枚岩类; 2.中元古代木坑岩组第二岩性段细碧岩; 3.中元古代木坑岩组第二岩性段千枚岩类; 4.中元古代木坑岩组第一岩性段千枚岩类; 5.辉绿玢岩脉; 6.石英脉; 7.闪长岩脉; 8.花岗斑岩脉; 9.Ⅰ号金矿化带; 10.断层及其编号; 11.地质界线; 12.地名

矿区岩石普遍受区域应力作用，原始层理已经被新生透入性面理所掩盖，这个面理就是千枚理。千枚理总体倾向SE，倾角为50°～80°，可见局部倒转现象，往往是岩石受到风化和自然重力作用在特定地形环境下所形成。偶然可见原始粒序层理，千枚理与原始层理差别甚大。与千枚理相伴的还有皱纹线理以及膝折： 皱纹线理普遍分布，在千枚理面上皱纹线理多平缓，皱纹线理面主要倾向NE或E，倾角为29°～68°，中等偏陡； 膝折面主要倾向NW或W或N，倾角近水平至43°，总体较缓。

矿区断裂有NEE向和NW向(图2)。其中F1构造带(NEE向断裂)是矿区最重要的控矿容矿断裂构造，断续延长超过2 200 m，带宽20～50 m不等，向北东、向南西均仍有延伸，构造带总体倾向SE，倾角≥70°至近直立，沿构造带发育大量断续相连、宽窄不一、密集不均的硅化(石英岩)脉(带)，主要受压扭性应力作用，岩石兼具韧性剪切变形和脆性破碎2种构造现象，局部地段近地表处受岩石风化和山体重力作用致使岩石片理产状呈反向倾斜。构造带边界并非全部以明显的断面与围岩接触，更多的是岩石发生渐变，以硅化强度、石英脉发育程度作为分割尺度，故构造带产状与围岩千枚理产状大体一致。

矿区未见岩体，有岩脉发育，规模最大的是花岗斑岩脉，辉绿玢岩脉次之，闪长岩脉规模最小。花岗斑岩脉呈NE走向，分布于矿区北西部，延长2 500 m，中间被NW向的F2构造带切断，宽度一般约10 m，产状(153°～165°)∠(67°～87°)，边部为花岗斑岩，肉眼不见斑晶，内部为似斑状花岗岩，肉眼可见粗大斑晶，二者渐变过渡，往北东和往南西方向均有较大的延伸，总长度约8 km以上，在朱家坑西南还有膨大现象。此外，常见规模较小的辉绿玢岩脉和闪长岩脉： 辉绿玢岩脉分布较广泛，产状不一，顺千枚理或切割千枚理均有，F1构造带也有较多的岩脉分布，为沿断裂带充填而成，岩石内见微细粒黄铁矿稀疏分布； 闪长岩脉仅见分布于部分探槽和钻孔中，岩石呈灰白色带深灰色，地表褐灰色，与辉绿岩不易区别，还发育片理化，局部发育方解石微细脉，可见它形细粒状黄铁矿零星分布，局部聚集成团粒状黄铁矿。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

大丘田矿区唯一一条矿化带(Ⅰ号金矿化带)严格受F1构造带控制(图2)，绝大部分金矿(化)体沿Ⅰ号金矿化带或其旁侧分布，地表探矿工程均显示有强弱不等的金矿化，长度达1 550 m，宽度为20～50 m，金矿化与F1构造带内硅化脉(带)的分布密切相关，硅化脉(带)兼具韧性剪切挤压和脆性破碎特征。

该金矿化带产状稳定，但矿体厚度、品位变化较大。参照《岩金矿地质勘查规范》(DZ/T 0205—2002)附录E[12]，本区采用1×10-6作为边界品位，0.8 m作为最低可采厚度圈定矿体，另将0.5×10-6作为圈定矿化体的边界品位，区内共圈出矿(化)体19个，其中工业矿体3个，编号分别为Au2-5-1、Au4-1、Au6-2，求得工业矿体金金属量为109 kg，矿床金平均品位为6.79×10-6(表1)。

表1 大丘田金矿床工业矿体特征简表

3.2 矿石特征

大丘田矿区矿石类型主要为石英脉型金矿石。金矿体主要赋存于碎裂石英岩(脉)中，少量金矿体赋存于糜棱岩化含石英脉绢云千枚岩中。矿石成分简单，主要为石英、绢-白云母、绿泥石、以黄铁矿和毒砂为主的硫化物和自然金，但含金硫化物的含量不均匀，金的品位随载金硫化物的数量而发生变化，变异性大。

矿石结构主要有自形-半自形粒状变晶结构、它形粒状变晶结构、蠕虫状变晶结构、碎裂结构(图3(a))、交代残余结构(图3(b))、乳滴状结构(图3(c))和交代浸蚀结构(图3(d))等。矿石构造主要有细脉状构造(图3(e))、稀疏浸染状构造(图3(f))、斑点浸染状构造和条带状构造等。

Apy.毒砂; Ccp.黄铜矿; Py.黄铁矿; Sp.闪锌矿; Gn.方铅矿

Apy.毒砂; Ccp.黄铜矿; Py.黄铁矿; Sp.闪锌矿; Gn.方铅矿

3.3 围岩蚀变

与矿化有关的围岩蚀变主要是硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。

(1)硅化。岩石受动力变质作用，其硅质成分分异析出，在有利构造部位和温压条件下聚集结晶，或充填成网脉、脉带，形成厚大块状石英质地质体。单脉常有分支复合，与石英脉相伴的常有绿泥石化现象。Ⅰ号金矿化带中密集分布的石英脉带，大部分是后期硅化形成的，有3～4期，有与千枚理(构造面理)一致的(较多)，也有同期共轭与构造面理不一致的(较少)，如TC01-H7含毒砂石英脉，其产状为35°∠55°，与构造带产状不一致。如果是在脉状分布的石英脉带基础上，叠加或改造成团块状分布的石英质地质体，其矿化作用更强。

(2)绢云母化。岩石受动力变质作用，绢云母增多，一部分绢云母结晶增大，变为白云母，甚至白云母远多于绢云母。这种状态下，石英矿物往往一部分变成碎斑，另一部分变成碎粒、糜棱状细小颗粒，部分重结晶成粒状，且组合成线状、条纹状，与绢云母-白云母相间平行排列，岩石变成绢云石英千糜岩。

(3)绿泥石化。产物有叶绿泥石和蠕绿泥石2种： 叶绿泥石呈鳞片状、斑块状、透镜状分布，围绕石英碎斑皱纹状排列； 蠕绿泥石呈鳞片状，集合体呈蠕虫状，分布于石英表面。斑点状千枚岩中，其斑点多为蠕绿泥石构成，多定向展布。

(4)碳酸盐化。碳酸盐呈细粒状，与绿泥石伴生，沿石英裂隙分布； 也有碳酸盐(方解石)呈块状、条带状(脉状)分布，方解石双晶纹弯曲变形。前者与矿化关系密切一些。

3.4 成矿期次

根据该矿床地质特征、脉体穿插关系、矿石组构和矿物组合，可将大丘田金矿床的成矿作用分为2期： 热液成矿期和表生氧化期。

热液成矿期可分为3个成矿阶段： 石英-黄铁矿阶段、含多金属硫化物-石英主阶段、石英-碳酸盐阶段。石英-黄铁矿阶段以石英-黄铁矿组合为特征，石英呈乳白-灰白色脉状，多顺地层和细碧岩的片理面发育，与围岩界线较清楚，但普遍遭受韧脆性构造剪切作用，石英具细粒化、波状消光等特征，部分破碎呈角砾状； 含多金属硫化物-石英主阶段是金矿化最重要的阶段，以黄铁矿-自然金-黄铜矿-闪锌矿-方铅矿组合为特征，石英多呈烟灰色细脉-网脉状，主要金属矿物为半自形—它形黄铁矿； 石英-碳酸盐阶段以发育石英-碳酸盐脉为特征，仅含少量的黄铁矿，细脉多沿张性裂隙充填，局部形成石英团块，石英呈乳白色，表面干净，硫化物极少。

表生氧化期，岩石和矿石发生氧化，新形成一些表生环境下稳定的矿物，如褐铁矿、高岭石等。

4 矿床成因

4.1 控矿因素

大丘田金矿成矿与溪口岩群有关，据统计[12]，木坑岩组金背景含量为1.49×10-9，板桥岩组金背景含量为1.47×10-9，漳前岩组金背景含量为1.15 ×10-9，均比华南壳体金背景含量(1.73×10-9)略低。大丘田矿区矿石氢氧同位素特征显示其成矿流体主要为岩浆水与大气降水的混合物[12]。可见，Au元素在变质变形和热液活动过程中易迁移、活化和萃取。

障公山地区晋宁—加里东—印支俯冲-碰撞造山阶段，成矿元素和矿化剂发生不同程度和规模的活化迁移，使原有矿化体富化[3]。燕山期障公山地区岩浆-构造作用强烈，形成一系列NE向为主的逆冲-走滑断裂，并伴有大规模中酸性岩浆热事件，这使成矿元素重新活化、迁移并在构造有利部位沉淀富集[3]。大丘田矿区内矿(化)体均呈NEE走向，矿体形态和产状受F1或其旁侧构造控制，F1或其旁侧构造是用功城—障源断裂带的一部分或其派生构造。可见构造作用能为热液提供一部分热能，这些构造又为金矿成矿物质的迁移提供了空间和通道，也为金的富集、沉淀、成矿提供了成矿空间。

大丘田矿区除发育较多小型闪长玢岩脉、辉绿玢岩脉及一较大规模宽十余米的花岗斑岩脉外，地表未出露较大岩体。但花岗斑岩脉向南西延伸至朱家坑西侧出现局部膨大，类似岩株，其深部可能存在隐伏花岗岩体。矿石中含有黄铜矿、闪锌矿和方铅矿，表明矿物元素多与岩浆有关。大丘田矿区矿石氢氧同位素特征显示其成矿流体主要为岩浆水与大气降水的混合物[13]，说明岩浆活动不仅提供了部分成矿物质，还为成矿提供了热动力，促使成矿元素的活化迁移与富集。

金矿化与硅化有关，与伴随硅化的黄铁矿化和毒砂矿化直接相关。而硅化与构造作用有关，尤其与挤压破碎和韧性剪切有关。区内挤压破碎、韧性剪切作用造就了F1及其旁侧构造内岩石的硅化和变形变质，如硅质带入形成新生石英脉，石英颗粒细粒化、拉长变形和重结晶，千枚岩进一步变质分异重结晶形成石英、绢云母条纹条带以及绿泥石和碳酸盐矿物等。与硅化伴随的黄铁矿、毒砂是金的主要载体矿物，其含量决定矿石的含金量，同时硅化、黄铁矿化、毒砂矿化时期是主要成矿期，主要成矿期石英因杂质(黄铁矿、毒砂)的附生在颜色上偏暗。

4.2 成矿机制

大丘田矿区位于障公山近EW向构造带与NE向构造带的交汇处，NE向区域性构造(用功城—障源断裂)多期活动叠加脆-韧性断裂及其派生裂隙，为区内金的活化迁移、富集和沉淀提供了良好的成矿地质条件。

韧性剪切带是由地表脆性断裂及其向地壳深部延伸部分塑性变形组成的双层结构模式，具有多层次、多级次、多期次、多阶段的活动特征[14]。浅部的岩石一般发生脆性变形而产生大量张裂隙； 深部的岩石在剪切应力作用下，韧性剪切带中的构造地质体、岩石或矿物遭受破坏，发生塑性变形，产生不同程度的糜棱岩化和片理化，常使岩石细粒化、压溶、分异、变质或蚀变等，对围岩中金元素的活化产生十分重要的影响，如细粒化会增强岩石的活性与渗透性，为含矿流体的迁移提供通道，压溶作用可为成矿物质Au元素活化析出提供重要动力[14]。

区域燕山期岩浆活动及其伴生的断裂活动强烈，深源岩浆沿深大断裂上升侵位，在大量热能和挥发分作用下，使地层中的金和其他成矿物质活化迁移并驱动流体活化迁移，使金在热液中不断富集。同时，被烤热的地下水沿岩石裂隙向内渗入，一方面淬取围岩中的成矿物质，使得Au元素发生迁移，另一方面通过对流循环与围岩发生渗滤交换作用，形成绿泥石化和绢云母化等蚀变。随着含矿热液继续演化上升，运移到构造及其裂隙发育部位，岩浆水与加热的大气降水混合，成矿流体产生稀释效应，使含矿热液系统不稳定，引起流体体系中含金络合物的不稳定而解体，金析出沉淀成矿。

综上，大丘田金矿矿床类型为热液充填交代型，成矿流体主要为岩浆水与大气降水的混合物，成矿与构造作用密切相关，金矿化有岩浆活动参与。

5 结论

(1)大丘田金矿产于中元古代溪口岩群木坑岩组地层中，矿石类型为石英脉型，矿石成分简单； 成矿作用可分为热液成矿期和表生氧化期，其中热液成矿期可分为3个成矿阶段，即石英-黄铁矿阶段、含多金属硫化物-石英主阶段和石英-碳酸盐阶段。

(2)成矿与溪口岩群地层有关； 矿(化)体均呈NEE走向，矿体受F1或其旁侧构造控制； 矿区深部可能存在隐伏花岗斑岩体，成矿作用有岩浆活动参与； 金矿化与硅化、黄铁矿化和毒砂矿化密切相关。

(3)大丘田金矿矿床类型为热液充填交代型，成矿流体主要为岩浆水与大气降水的混合物，成矿与构造作用密切相关，金矿化有岩浆活动参与。