湖南醴陵团山背矿区金矿床特征及找矿前景

刘守林，吕星球，刘少强，谈治林，王利敏，张正苗

(湖南省地质院，湖南 株洲 412007)

0 引言

醴陵地区成矿带是钦杭成矿带的湘东北重要成矿带，也是我国重要的中—低温变质岩区金锑成矿区[1-2]。区域成矿背景和成矿条件较好，几十年来找矿工作在该区取得重大进展，相继发现了团山背、洪源金宏、正冲、雁林寺、肖家山、胡家坳、王家湾等一批大中小型金矿[3-7]。本次研究在前人的地质工作基础之上，通过综合研究，着重探讨该区的团山背金矿床的成矿地质条件，矿床地质特征，分析矿床成因，结合地球化学异常特征以及地球物理ΔT值异常分布特点，探讨矿区深部存在隐伏矿体和岩体发育的可能性。并探讨了该区金矿体的成因类型、矿物质富集演化过程。

通过上阶段地质勘查工作，结合在本矿区发现了的多条金矿化体，分析成矿条件和控矿规律。总结勘查工作的矿区地质特征、矿体特征及找矿标志，并结合地球化学异常和地球物理异常特征，研究分析矿区找矿前景区，提出团山背矿区的东南部及深部具有较好找矿前景。

1 区域地质简述

区域地层主要为中元古界冷家溪群及部分雷神庙组，其岩性为千枚岩、绢云母板岩、浅变质粉砂岩、砂质板岩，是主要的赋矿地层。地层的产状走向为NNE向，倾角为30°～70°。其次，晚古生界地层主要为中上泥盆统、石炭系、三叠系以及东南部少部分白垩系—第四系(图1)。

区域构造为NE向浏阳—衡东华夏系隆起带，隆起由中元古界冷家系群构成一套NE走向的复式背斜。区域处于燕山构造期S型构造的南弧段，箭杆山帚状构造中发育倒转复式背斜。区域上发育的岩浆岩，西南部有宏夏桥和板杉铺岩体，出露面积较大，10～20 km2，都为近圆形或椭圆形出露，为金成矿提供成矿动力及成矿热液。

2 矿体地质特征

2.1 矿区地质特征

区内主要表现为箭杆山帚状构造中倒转复式背斜为主体的复式褶皱。构造与成矿有比较密切的关系，复式倒转背斜形成的次级裂隙构造是成矿的容矿构造。矿区内发育EW向和NWW向次级断裂构造和剪切破碎带为主要控矿构造，区内发育三组近EW向脆-韧性剪切构造(图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。同时，NWW向构造为深部隐伏次级构造，均为矿区发育较好的控矿构造。

区内局部出露花岗闪长岩或辉绿岩脉或岩株，辉绿岩脉呈透镜状，走向NW，倾向NE，未见蚀变矿化特征，与金矿化无明显关系。花岗闪长岩和小花岗斑岩体与矿化存在密切关系，花岗岩岩株由南向北呈现串珠状排列发育(图2)。

图2 团山背矿区金盆金矿段地质简图Fig.2 Geological map of Jinpen segment in Tuanshanbei gold mining area

2.2 矿体地质特征

通过前期工作，矿区圈定了多条矿化脉[9-10]。矿体(脉)类型也不同，有石英大脉型、蚀变岩型、石英细脉带型等(表1)。其中较好的有V2、V3，V2矿体走向延长24～220 m，平均厚度为3.0 m，金品位较高。

表1 团山背矿区矿体(化)特征统计表[11]Table 1 List of gold ore belt characteristics in Tuanshanbei mining area[11]

团山背矿区金矿体多呈层状、似层状、透镜状，局部膨大缩小或尖灭再现的特征，赋存于蚀变花岗闪长岩体内或者外接触带中，发育蚀变岩型(V2-1)和石英细脉型(V2-2)(图3)。其中，V2-1矿体产状花岗闪长岩与板岩的外接触带中，其长产状随接触带变化而变化，倾角较缓，约为18°。V2-2产于V2-1矿体之下的岩体内部，其产状为10°～30°∠18°～25°，倾角约为20°，沿倾向控制延深约480 m。矿体由石英脉和绢英岩化的花岗闪长岩组成。其围岩蚀变主要发育强烈的黄铁矿化、黄铜矿化、毒砂矿化，石英脉中局部可见明金。V2-4、V2-5、V2-7位于蚀变花岗闪长岩中为隐伏矿体，均为低品位矿(图3)。

图3 团山背矿区矿体特征(据文献[10])

V19发育于盘石坑的韧性剪切带中，为石英大脉型。受脆-韧性剪切构造控制，表现为劈理化和糜棱岩化，其旁侧岩石具有较明显的褪色化，石英脉厚大，单脉厚1～3 m，脉带宽10余米，延长大于60 m，其金品位较低(0.19×10-6～1.19×10-6)。围岩蚀变及脉中可见星点状黄铁矿化和黄铜矿。

2.3 矿石矿物组成及结构构造

矿区金矿体主要为石英脉型和蚀变岩型。矿石的脉石矿物为石英、绢云母和绿泥石等(图4a)。非金属矿物石英，呈乳白色，油脂光泽，以条带状产出；绢云母呈浅灰—浅绿色，玻璃-丝绢光泽，以片状、鳞片状产出；绿泥石呈浅绿色，玻璃光泽，以薄片状产出；方解石呈蛋白色—白色，玻璃光泽，半透明，以块状产出。矿石金属矿物主要是黄铁矿和黄铜矿，局部黄铜矿交代黄铁矿，发育于黄铁矿中，呈他形状粒状结构(图4b)。黄铁矿呈黄白色，金属光泽，以立方体及细粒状、片状产出为主；毒砂呈灰色，半金属光泽，以长柱状和针状产出为主；黄铜矿呈深黄色，金属光泽，以片状、块状产出。

图4 矿区矿石地质特征Fig.4 Ore-petrographic characteristics of mining area Ser—绢云母 Chl—绿泥石 Qz—石英 Py—黄铁矿 Cp—黄铜矿

矿石中金为自然金，自然金呈金黄色，强金属光泽，以侵染状赋存状态为主，其次以细粒状产出，局部可见细粒状明金颗粒。矿石结构为半自形—自形粒状、他形结构及交代结构，矿石构造为浸染状构造、块状构造和层理状。矿石矿物类型划分为石英-自然金矿石、石英-硫化物-自然金矿石、石英-绢云母-硫化物-自然金矿石、石英-绢云母-自然金类型。

2.4 围岩蚀变特征

矿区近矿围岩蚀变表现为褪色化、硅化、绢英岩化、毒砂化、黄铁矿化，其次黄铜矿化、绿泥石化、碳酸盐化。一般褪色化、细粒黄铁矿、毒砂强烈发育地区指示金矿化较好，成矿物质聚集品位较高。特别是花岗闪长岩与板岩的外接触带内，围岩蚀变由强黄铁矿化、毒砂矿化、硅化的蚀变板岩夹微细石英脉组成，矿体发育较好。

2.5 矿化类型

根据金矿化带的特征，矿区分为蚀变岩型和石英脉型，部分产于花岗闪长岩体接触带中，其余产于劈理化带中(图2)。其矿化类型分析如下：

2.5.1 石英型金矿化

石英脉型金矿体受脆-韧性剪切构造控制。区域断裂构造强烈运动或深部岩体活动提供动力来源，致使岩层外接触带发生强烈的劈理化和糜棱岩化。来源浅地幔或深地壳的成矿流体沿张性断裂构造空间上升，其中含金流体在有利封闭空间内聚集沉积，发育成含金石英脉，矿区中部Ⅱ、Ⅲ号韧性剪切带中发育张性NE向构造裂隙，形成含金石英脉型矿体，经过后期热液叠加改造，含矿热液与围岩反应混染蚀变围岩，进一步聚集成矿[12]。因此，含金石英脉在空间分布上多发育于狭长地壳薄弱带或活动张性断裂带中成带状分布。

2.5.2 蚀变岩型金矿化

1)破碎蚀变岩型金矿体和区域性构造剪切作用有关，主要发育于与花岗岩接触带外。当发生构造运动时活化来源于冷家溪群地层中的Au元素，在构造挤压破碎带或地层破碎带内的运矿通道上升。成矿流体在顺剪切作用的微空间迁移，当温度和压力体系发生变化时，成矿物质即在构造剪切带的劈理化封闭空间沉淀成矿。表现为碱性氧化环境的剪切带中，硅酸盐和氢硫化物迁移的含金流体发生分解，在石英晶格位、黄铁矿或毒砂等硫化物中沉淀出金，而围岩发生硅化作用[13-14]。

2)花岗闪长岩蚀变岩型金矿体发育与醴陵地区加里东期—印支期—燕山期岩浆岩活动有关，这些深源岩浆岩聚集了含金成矿物质和有益组分。同时，深部岩浆上侵过程中，岩浆侵入带来的热源驱动岩浆水、变质水及地表水活跃，与围岩接触带作用，萃取地壳或地层中初步富集的有用组分金而成为含矿热液，在裂隙中或接触带内等有利部位，金成矿物质离析沉淀成矿或形成相应的面型蚀变及分带，因此形成花岗闪长岩有关的蚀变岩型金矿脉。

3 矿区地球化学特征

具有找矿指示意义的地球化学次生晕金异常具有重要作用，其分布与规模都得到了较好的验证。Au-3、Au-4、Au-6、Au-7分布于地层的劈理化带上，Au-1和Au-5分布于岩体与地层接触带上，Au-2分布于花岗小岩体上，反映了金异常与地层劈理化带和花岗小岩体有密切联系。矿区已经发现的多条金矿化脉，包括已揭露控制的金矿脉都发育于异常带中(图5)。

通过1∶1万次生晕地球化学测量，Au元素以异常下限10×10-9圈定异常，则Au异常面积大于2 km2，具有多个浓集中心(图5)。Au异常浓集部位主要有7个，形态主要为近EW、NWW向不规则的带状，单个面积约0.5 km2，强度大于20×10-9，峰值范围为100×10-9～320×10-9(表2)。

表2 矿区土壤次生晕Au异常特征Table 2 List of Au anomaly characteristics of soil secondary halo in the mining area

图5 矿区土壤次生晕Au异常分布图(据文献[10])Fig.5 Au anomaly distribution map of soil secondary halo in the mining area [10]

4 矿区地球物理特征

团山背矿区的地球物理，ΔT等值线平面(图6)分析显示，其异常较多且分布广泛。异常中心呈4个带状分布，第一异常带包含C1-1、C1-2、C1-3，第二异常带包含C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5，第三异常带包含C3-1、C3-2、C3-3、C3-4、C3-5、C3-6、C3-7，第四异常带包含C1-1、C1-2、C1-3。4个异常带都呈NNW向展布，或者近EW向展布。其中团山背—金盆矿区，处于C2～C4带之间ΔT值异常分布显著，特别是C2和C3带异常值较高，显示该区矿化特征值较显著。

图6 矿区ΔT等值线平面分布图(据文献[9]修改)Fig.6 Plan distribution map of ΔT isolines in the mining area [9]1—花岗闪长岩 2—辉绿岩 3—蚀变带 4—推测断裂及编号 5—ΔT正值异常 6—ΔT负值异常 7—零值线 8—异常编号

5 找矿标志及前景分析

根据矿区金矿床特征及成矿规律分析，总结团山背金矿区有以下部分找矿标志，同时，对找矿前景进行了讨论分析。

5.1 找矿标志

1)由地球化学土壤测量次生晕金异常和物探ΔT等值线平面分布的规模特征和强度预示了金矿体的存在和产出位置。花岗闪长岩与地层的接触带内外及岩体内部为赋矿带。

2)原生晕剖面地球化学调查金、砷、锑含量较高地段，往往是构造运动较强和矿体的隐伏部位。区内异常特征，金-砷-锑相关性较好，成矿关系密切，揭示矿化有利部位。

3)围岩蚀变有绢英岩化、硅化、褪色化、毒砂化、黄铁矿化，局部有碳酸盐化等，重要的金矿化标志为褪色化。

4)构造劈理化带为区内重要赋矿容矿构造，从四向中间发育重要容矿构造为构造劈理化，劈理越发育找矿前景越理想。并且石英脉为重要的含金载体，与蚀变围岩构成含金矿体。

5.2 找矿前景分析

1)根据区内土壤地球化学特征表明，Au-2异常中心集中且不规则带状，往东未封闭，与浅—中部成矿有直接联系，是构造作用较强和矿化体的产出部位，表明盘石坑东南部位较好找矿前景。

2)依据区地球物理特征明显，C3-4到C3-7上团山背地区显示ΔT正值异常，显示矿化体和花岗岩体在深部富集的可能性，同时，在矿区东南部临近瓦子坪和正冲都发育多条矿脉，其深部具有较好找矿前景。

3)烂泥坡花岗闪长岩的接触带及邻近地段，围岩蚀变具有分带性，较强的毒砂化、黄铁矿化、褪色化等，抓住围岩褪色化为该区金矿化的最重要的找矿标志，找矿前景理想。