浅谈马家坡金矿床围岩蚀变与金矿化关系及矿床成因

罗大富，魏 翔

（湖南省地质矿产勘查开发局四一三队，湖南 常德 415000）

1 区域地质背景

湘西雪峰山一带金矿分布广泛，是我省重要的金矿成矿带。目前该区域已经发现金矿床（点）多处，已知有湘西金矿、冷家溪金矿、沈家垭金矿、沧山金矿、柳林汊金矿、黄土店金矿等（图1）。金矿化集中区严格受元古界浅海相沉积的一套浅变质粘土（碎屑）岩及构造联合控制，为典型的造山带型金矿床。

图1 马家坡金矿区域地质略图

1.1 区域地层

区域内出露地层主要为冷家溪群小木坪组、上元古界板溪群马底驿组、五强溪组，震旦系椿木组、民乐组、洪江组、金家洞组、留茶坡组，寒武系下统小烟溪组，第三系剪家溪组及第四系。

1.2 区域构造

区域东西向构造带：为区内主要控矿构造，该构造带属蒋家溪～兴隆街区域北东向构造带的组成部分。从前期普查工作及区域内的已知金矿床、重砂与化探异常的空间展布特点分析，上述三组构造带的复合部位更有利于成矿。

1.3 区域岩浆岩

区域内岩浆岩不甚发育，以中酸性侵入岩为主，并有少量的酸性、基性和超基性岩脉。早期地槽发展阶段的武陵、雪峰、加里东运动经历时间长，构造活动强烈，有利于中酸性侵入岩的形成，其主要分布于该区东北部，岩性为花岗闪长岩、花岗岩。

2 矿区地质特征

马家坡金矿地质特征与相邻的合仁坪金矿非常相似，同属于湘西著名的柳林汊金矿带，本区位于该带的南东侧（图1）。区内开采历史悠久，最早可追索到清末民初时期，直至21世纪初期仍有一定规模的民采活动。

2.1 矿区地层

区内出露地层主要为上元古界板溪群马底驿组、五强溪组，次为震旦系、寒武系及第四系。其中，马底驿组第二段为本区金的最主要赋矿层位，岩性以紫红色薄至中层状含粉砂质板岩、钙质板岩、绢云母粉砂质板岩和条带状板岩为主，夹青灰、灰绿色薄层状绢云母板岩以及绿泥石石英粉砂岩。

2.2 矿区构造

在漫长的地质发展史中，区内历经了多次构造运动，留下了大量构造形迹；使图区构成了一幅错综复杂的构造图像。

（1）褶皱。矿区总体为一背斜构造，轴向近东西，长约4.0km，次级褶皱发育。背斜核部出露板溪群马底驿组第二段。南翼出露马底驿组第二段、五强溪组及震旦系，岩层倾角为20°～59°，北翼由板溪群马底驿组第二段、第三段及五强溪组组成，岩层倾角为25°～67°。该褶皱控制着区内金矿化带的产出。

（2）断裂。区内断裂较发育，按其展布方向可分为近东西向、北东向、北东东向、北西向及北西西向五组。其中近东西向、北东东向断裂与金成矿关系密切，为本区金的主要控矿构造，当两组构造复合或交汇部位金矿化明显增强。

2.3 矿床地质特征

（1）矿体特征。金矿（体）脉主要产于褶皱的一翼、两翼或轴部，呈单脉或群脉产出，形态为脉状、短板状、似层状或透镜状，主要受板溪群马底驿组层间裂隙带、剥离带、片理化带及次一级裂隙联合控制。本区几乎所有的矿体均赋存于板溪群马底驿组第二岩性段，具一定层控特征。矿区目前已经发现金矿体29个，其中盲矿体7个。走向近东西及北东东向，长度40m～100m,倾向南或北，金品位为0.72g/t～31.40g/t，厚度0.39m～3.98m。规模相对较大者均产于近东西向及北东东向金矿化蚀变带中，矿体主要由含金蚀变破碎板岩、含金构造角砾岩及含金钠长石石英脉组成，其中肉红色钠长石是矿脉的重要组分，其含量一般为7%～30%左右，最高可达40%以上。

（2）矿石特征。矿石类型主要为自然金钠长石石英型和自然金钠长石石英硫化物型。矿石光薄片示金属矿物主要有黄铁矿、自然金、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等；非金属矿物主要有石英、钠长石和白云石，另外还有少量绿泥石、叶腊石和高岭石等蚀变矿物。次生矿物有褐铁矿、软锰矿、高岭土等。载金矿物主要为石英、钠长石和硫化物（黄铁矿为主）；矿石结构主要为半自形-他形晶粒状结构，次为压碎结构、斑状结构；矿石构造多呈（细）脉状、角砾状、块状和网脉浸染状等构造。

2.4 围岩蚀变

（1）围岩蚀变类型。本区围岩蚀变发育，含矿地质体经历了较强的热液蚀变作用，导致围岩蚀变作用强烈且较普遍。主要表现为褪色化、硅化、黄铁矿化、钠长石化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化、叶腊石化等，其中以褪色化、硅化、钠长石化、高岭土化、黄铁矿化与金矿化关系较为密切（图2），对金元素富集与金矿体的形成起着主导作用。

图2 钠长石-石英脉金矿石

（2）围岩蚀变与金矿化的关系。本区矿化带中，褪色化蚀变普遍发育，其中属近矿围岩的褪色蚀变最为强烈。褪色带规模、强度与矿化规模、强度呈正相关。所以本区金矿脉（体）的空间展布均与褪色化蚀变规模、程度密切相关。

钠长石（化）几乎存在于所有的矿脉中。矿石光薄片鉴定及民采老窿矿脉内，在钠长石脉中均发现了明金，足以证明钠长石是矿区金的一种重要载金矿物。通过大量样品的编录及化学全分析、光片鉴定、基本分析结果可发现，含金量高的样品中钠长化强烈，但是否含金及含金量高低与样品中钠长石的含量高低无关。当矿石中所含钠长石颜色越深，金品位则越高。该区钠长石化与金矿化关系密切，矿石中钠长石的含量与金品位高低存在着一定关联，但二者并不存在正相关性。

当岩石中出现弱硅化、钠长石化、褪色化，同时有较弱黄铁矿化时，预示着有弱的金矿化；反之，当硅化、钠长石化、褪色化强烈，浸染状石英细脉密集分布，且有细粒不规则脉状黄铁矿等多种硫化物叠加在一起时，则意味着有很强的金矿化，并预示着金富集地段的出现；若有大量绿泥石化出现，则预示着金矿化即将消失；当出现较强的碳酸盐化及叶腊石化时，金的品位迅速下降，金矿化强度则明显减弱，碳酸盐矿物载金能力很低，脉体本身不能构成矿体，其大量出现往往标志着矿化活动的结束。由此可见，褪色化、硅化、钠长石化和黄铁矿化共存的地方，是本区提示金矿化的最可靠标志。

3 矿床成因分析

关于湘西北一带金矿床的成因目前仍存争议，各学者持不同观点。马家坡金矿区与西部紧邻的合仁坪金矿床同属于一个成矿带中，具备相同的地质背景与成矿条件，其矿体、围岩蚀变及矿石等特征非常相似，类比性很强。

3.1 成矿物质来源

脉金矿床矿质来源一直以来都是争议的焦点。目前应用最广泛且最有效的手段主要是通过与金密切相关的硫化物的S、Pb同位素、含钙矿物的Sm-Nd同位素及含K矿物的Rb-Sr同位素等多种方法来综合分析解决矿质来源问题。

对于马家坡金矿床中硫的来源特征，邓穆昆等[3]对邻区合仁坪金矿研究发现其硫同位素达到了分馏平衡；（张婷，2014）通过对合仁坪一带金矿床围岩蚀变的详细研究发现，钠长石石英脉中钠长石的Na质和Al质并非来自围岩，而是由成矿流体从外界带入的，矿脉中的Si质可能部分来自赋矿围岩。

贾三石等[4]通过研究邻区合仁坪金矿石样品δ34S分析结果认为可代表金矿成矿流体原始δ34S组成，其成矿热液中原始硫同位素组成δ34S值为-4.8‰～2.0‰，分布范围比较窄，具有岩浆硫来源特征。金矿石铅同位素的μ(238U/204Pb)值 为9.31～9.47，平 均9.408，ω值 为37.53～39.42，平均38.78，μ值和ω值均表现为中等偏低的特点，认为金矿内铅具壳幔混合来源，成矿物质具有深源特征。

3.2 热液流体来源及性质

热液流体来源是个复杂的问题，很多学者持不同观点。目前，稳定同位素追溯成矿流体来源在脉金矿床中应用仍最为广泛，与矿共生密切的载金矿物或伴生脉石矿物的流体包裹体C、H、O同位素组成测定来示踪流体来源被广泛应用到脉金矿床中。

对于变质成因的金矿床，Phillips等提出的变质脱流体成矿模式认为金和流体的释放发生在绿片岩相向角闪岩相转变的过程，金沉淀可发生在绿片岩相或者脆-韧性过渡的地壳深度[7，8]；贾三石等[4]基于上述理论认识，认为本区金矿不具备变质热液成矿作用的基础，不属于传统意义上的变质热液矿床。成矿流体主要来源于岩浆热液，但不能排除成矿过程中有变质流体的参与；此外，毛景文等[2]对雪峰山弧形构造隆起带内的万古、黄金洞、沃溪和铲子坪等类似金矿床的H-O同位素研究成果显示其成矿流体来源以岩浆热液来源为主。胡诗倩，彭建堂等[10]通过对邻区合仁坪金矿方解石的碳、氧同位素组成的系统研究，认为该矿床成矿流体中的碳主要来源于赋矿围岩，成矿流体主要来源于变质水，属于低温变质热液。

本区金矿的硫化物主要为黄铁矿和方铅矿等，同时赋矿围岩蚀变矿物以绢云母、绿泥石和黄铁矿等为主，显示为酸性系列蚀变矿物组合特征。矿石中黄铁矿爆裂温度187℃～320℃，平均253℃，石英包裹体温度在110℃～350℃之间变化，平均为230℃表明矿床形成于中—低温。本区蚀变岩石中Fe2O3含量明显降低，大量Fe3+被还原成Fe2+，形成黄铁矿，说明成矿流体具有还原性。

3.3 金矿床成矿机制与作用

基于上述各位学者同位素研究成果，结合本区矿体地质特征，笔者推断马家坡金矿是一个与岩浆热液和变质热液作用均有关的金矿床，其成矿初步机制可能为还原性成矿流体与岩层的氧化还原反应及流体混合作用；其成矿作用演化过程可能为:

从新元古代晚期发生的雪峰运动直至加里东强烈的造山运动，区域板溪群发生低绿片岩相变质作用。板溪群地层受近南北向挤压及近东西向伸展运动形成规模宏大的褶断带，地层在区域变质作用过程中释放的热水溶液与来源于深部的岩浆热液共同形成成矿热液。

岩浆混合汽水热液在向上侵位运移过程中不断降温，同时不断分异演化，先期主体部分形成了隐伏岩体，剩余混合汽水热液继续运移过程中进一步分异演化，并与中深部变质流体混合，理化条件发生了改变，形成了富Na和富Au的还原性成矿流体，并通过断裂向上迁移。部分富钠流体沿褶皱的虚脱空间或构造裂隙等弱化带形成（脉状，透镜状、网脉及浸染状）钠长石脉；在成矿热液中金主要以Au(HS)-2、Au2(HS)2S2-络合物形式存在。在容矿断裂中，由于成矿热液与围岩发生水/岩反应，还原硫（HS-+H2S）被消耗形成各种硫化物，尤其是与围岩中铁质反应形成黄铁矿，黄铁矿等硫化物的生成消耗了大量还原硫，使含金络合物Au(HS)-

2、Au2(HS)2S2-变得不稳定，而在构造中有利部位沉淀出自然金，流体的混合作用亦促使了矿物的沉淀。同时，因水/岩反应和耦合作用，流体与赋矿围岩发生广泛的交代作用，形成褪色蚀变带，并伴有钠长石化和硅化，形成钠长石石英脉，部分含金热液无法继续迁移时沉淀就位于钠长石英脉内。矿石中Si质部分源自深部混合流体，部分可能来自于硅铝质围岩。

4 讨论

通过对马家坡钠长石石英脉型金矿的矿床地质特征、围岩蚀变特征的总结和对该区围岩蚀变与金成矿关系的初步评价，及对该矿区金的成矿物质、流体来源和矿床成因的简要分析，主要取得如下认识：①马家坡金矿床为典型的钠长石石英脉型金矿床，与金成矿关系最为密切的围岩蚀变主要有褪色化、黄铁矿化、钠长石化、硅化。其中，褪色化蚀变是该区最重要的找矿标志。②该矿区金的成矿物质及流体具多源性，主要来源于深部岩浆热液和变质流体。③成矿机制上，本区金矿为还原性成矿流体与岩层的水/岩反应和流体混合作用的共同产物。④该矿床在成因上应属与深部岩浆热液及变质热液作用有关的中-低温脉型金矿床。本区金矿体大部分为隐伏状，区内虽未见岩体出露，深部是否存在岩体值得关注，在地质勘查过程中，应加强对环形构造、航磁异常及重力梯度带的综合研究。