贵州安龙戈塘地区含金隐爆角砾岩筒地质特征及意义

刘 文，张钟华，陆建宝，季国松 ，陈正山，冯运富，田永红，方开雄

(1.贵州省地矿局117地质大队，贵州 贵阳 550018；2.贵州省地矿局102地质大队，贵州 遵义 563000；3.贵州省地勘装备服务中心，贵州 贵阳 551400)

戈塘金矿区以往成矿规律研究主要是针对二叠系龙潭组与茅口组之间界面、构造蚀变体(杨科伍，1992；朱恺，1993；何丰胜 等，1997；董磊 等，2011；黄建国 等，2012，刘帅 等，2013；吴松洋 等，2014；金永杰 等，2015；范军，2015)。近年来，多人对万人洞角砾岩型金矿(化)体(曾昭光 等，2014；童远刚 等，2016；贵州地矿117队，2017；毛彬吉 等，2018)进行了的研究，总体叙述多归结于金矿体受断层破碎带控制，且微观研究数据较少，也无法解释露头中明显的分带性等现象，很有必要对其露头特征、形成的物理化学条件等进行再认识。通过本次研究认为，虽然万人洞含金隐爆角砾岩筒与传统的隐爆角砾岩筒型金矿体明显不同，但确有隐爆成矿作用之实，希望能为该区今后找矿及研究起到抛砖引玉的作用。

1 成矿条件

戈塘金矿矿集区位于黔西南州安龙县，地处南盘江-右江印支造山带的北缘，属于普安-贞丰北东及北西变形区的戈塘穹状背斜。区域上出露泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系及侏罗系、白垩系。构造形迹主要为褶皱、断层、角度不整合等，构造方向以北东向为主，次有北西向、东西向。构造样式以穹窿-构造盆地，短轴背向斜组合为特征，平面上以强应应变带与弱应变区相间排列呈菱形展布为特征。

1.1 地层

研究区出露地层主要有二叠系、三叠系(图1)。二叠系分布于研究区中部，海马谷断裂南东盘，分别是二叠系中统栖霞组(P2q)、茅口组(P2m)及二叠系上统龙潭组(P3l)，其中栖霞组仅在万人洞金矿，岩性为灰色、深灰色中厚层灰岩、泥质灰岩；茅口组分布在白石坡-万人洞一带，岩性为厚层-块状白云质斑块状灰岩、中-厚层藻砂屑灰岩、生物屑泥晶灰岩与中-厚层微晶燧石团块灰岩组成；龙潭组分布在大坝-戈塘、科花及断夹块中，岩性为砂岩、粘土岩、灰岩夹煤(层)线。三叠系下统飞仙关组(T1f)、嘉陵江组(T1-2j)主要分布于海马谷断裂北西盘，鲁沟断层南东盘与百鸡山断层北东盘，飞仙关组岩性为砂岩、粘土岩夹灰岩；嘉陵江组岩性为灰岩、白云岩夹少量粘土岩与砂岩。

图1 研究区地质、金异常及隐爆角砾岩型金矿床(点)分布简图

1.2 构造

研究区主体构造为戈塘穹状背斜构造，戈塘穹状背斜呈椭圆状展布，主要沿戈塘-科花-上河坝-海马谷-海子一带分布，穹隆中心位于大坝至戈塘一带，被后期海马谷断层破坏。穹状背斜核部出露最老地层为二叠系中统茅口组，往外依次为二叠系上统龙潭组，三叠系下统飞仙关组、嘉陵江组。戈塘穹状背斜上有北东、北西向和近南北向三组断裂，其中以北东向断裂构造为主，主要有海马谷断裂、万人洞断层、上河坝断层、鲁沟断层，北西向断层主要有田湾断层等。海马谷断裂特征如下。

1.3 地球物理特征

图2 岩体三维反演-二维视图

a—拟合与实测平面图(上：拟合图；下：实测图)；b—实测平面与岩体透视图(红线与蓝线为截取剖面)；c—红线剖面拟合二维显示(红线：拟合；绿线：实测；玫红：地形；蓝色：岩体)；d—红线剖面拟合二维显示(蓝线：拟合；绿线：实测；玫红：地形；蓝色：岩体)

1.4 地球化学特征

据贵州省安龙鲁沟-白石坡地区矿产地质调查报告(贵州省地矿局117队，2016)，区内二叠系茅口组分布区土壤中金背景值为13.86×10-9，二叠系龙潭组分布区土壤中金背景值为2.12×10-9，三叠系分布区土壤中金背景值为1.83×10-9；对其在二叠系茅口组、龙潭组和三叠系中土壤金分析值进行衬值处理(金分析值除以背景值)，得其区内金衬值背景值为2.5×10-9，按其金衬值背景值的1、2、4倍圈定衬值异常(图1)，由图可知，金衬值异常主要集中分布在戈塘穹状构造内，异常也主要沿北东向的海马谷断裂、万人洞断裂呈椭圆状分布，另则沿二叠系中统茅口组与上统龙潭组之间的构造蚀变体似圆状和椭圆状分布。

2 隐爆角砾岩筒特征

2.1 基本特征

已发现的含金“隐爆角砾岩筒”位于万人洞寨子北西约200 m，岩筒产于北东向的万人洞断裂带及附近，平面形态呈纺锤型，其长轴方向与断裂走向一致(图3a)，金矿体主要受隐爆角砾岩筒内带控制(图3b)。

图3a 万人洞金矿隐爆角砾岩型金矿体平面图

图3b 万人洞金矿隐爆角砾岩型金矿体剖面图

图4 微弱褐铁矿化弱方解石化强硅化断层角砾岩(据童远刚修编)

2.2 隐爆角砾岩流体包裹体特征

本次研究采集震碎带中具金矿化18件方解石脉(胶结物)样品进行流体包裹体研究。将样品磨制成双面抛光的薄片，在镜下进行岩相学观察， 流体包裹体的显微测温和氢氧同位素分析均在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成。

2.2.1 包裹体显微岩相学特征

2.2.2 包裹体物理性质

表1 流体包裹体特征参数表

BG03气液包裹体 BG06气液包裹体图5 万人洞金矿震碎带中流体包裹体显微特征Fig.5 Microscopic characters of fluid inclusion in scatter zone in Wanrendong gold mine

图6 万人洞金矿床方解石包裹体均一温度与盐度协变图Fig.6 Covariance of homogenization temperature and salty incalcite inclusion of Wanrendong gold mine

2.2.3 包裹体密度、压力与成矿深度

2.2.4 包裹体成分

对包裹体的成分进行了分析，分析结果详见表2。结果表明，万人洞金矿体内流体包裹体中，阳离子以Sr+、Cu2+、Ba2+、Ca2+为主，Sr+>Cu2+>Ba2+为主；含少量Na+、K+、Zn+，阴离子以SO42-、Cl-、NO3-为主，SO42->Cl->NO3-。本次检测的包裹体中含有NO3-，可能指示流体与深源物质有关(胡煌昭 等，2011)。

表2 万人洞金矿方解石中流体包裹体离子成分表

2.3 硫同位素地球化学特征

据本次研究，通过三件样品硫同位素初步测定，S-04样品δ34S 1.27 ‰，S-05样品δ34S 1.27 ‰， S-06样品δ34S 1.45‰，具有深源岩浆S(±2‰)的特点，成矿物质可能来自深源的幔源硫(魏菊英，1988；范军，2015)。

3 形成机制探讨

据前人研究成果，隐爆角砾岩的形成是岩浆顶部的流体或气体猛烈释放和爆炸的结果。当岩浆由深部运移至近地表时，由于环境温度、围岩压力的改变，岩浆发生减压排气作用，大量气体及挥发分析出并聚集就容易发生隐蔽爆破作用(章曾凤，1991)。岩浆中富含的气体和挥发分是导致岩浆隐蔽爆破能量的源泉，有利的构造条件则是隐蔽爆破作用得以发生的前提，同时也为隐蔽爆破结束隐爆角砾岩固结后，深部含矿热液上升并侵入周围的裂隙系统进行矿化提供通道(蒋禺恒 等，2019)。

隐爆角砾岩(筒)主要是指当深部岩浆侵入至地壳浅部时，是由于上覆岩体(层)的屏蔽作用，岩浆热液流体随岩浆侵位而不断运移并聚集在岩浆顶部，在某些作用力的诱发下，由于减压、降温从而导致隐蔽爆破作用，然后冷却形成的岩石(章增凤，1991；王照波，2001)，往往是由于岩浆的多次隐爆作用形成在空间上呈筒状产出的岩体(孙锐，2019)。含矿角砾岩筒的形成大多数显示与岩浆活动有关(Johnston et al.，1961；Sillitoe et al.，1975；1985；Hollister，1978；陈衍景 等，1992；邵世才，1995)，尤其与中-酸性岩浆岩有着密切的成因联系。

戈塘地区万人洞隐爆角砾岩型金矿体位于戈塘穹隆中部，北东向万人洞断裂附近。从硫同位素、流体包裹体研究均指示成矿流体来至深源，而重力推断该区深部存在隐伏的中酸性岩体。从构造运动特征分析，印支燕山期近南北向挤压形成的戈塘穹隆，在碰撞造山阶段，深部隐伏的中酸性岩体为隐爆成矿提供了热源及物源，含SO42-、NO3-、Cl-、Ba2+、Ca2+、Sr+、Zn2+、Cu2+离子液相为主的气液混合成矿液体，沿深大断裂快速向上运移，进入浅部构造沿穹窿中心部位的断裂、节理向上运移过程中，当运移至两(多)组断裂交汇、断裂分枝复合、断裂与岩性突变界面交汇等部位时，因压力突然变小发生隐爆，局部形成隐爆角砾岩型金矿体。而上覆的致密块体或低孔隙度低渗透性的岩石圈闭层在隐爆成矿过程中起到充分重要的作用。

4 地质意义

前人研究表明，戈塘金矿属于中低温热液矿床。典型的浅成低温热液型金矿常发育于隐爆角砾岩带，多在浅表硅质层(硅帽)及其下泥化岩中出现，隐爆角砾岩研究对于矿床成因的划分具有明显的标识性(高荣臻 等，2014)，戈塘地区隐爆角砾岩的发现从侧面支持了浅成低温热液型金矿成因的观点。根据隐爆角砾岩筒形成演化模式“自下而上-顺次推进-序次叠加”的多次隐爆作用塑造了角砾岩筒的形态(王照波，2001)，先隐爆形成角砾岩会受到后期爆破的叠加，早期隐爆角砾岩在上，晚期隐爆角砾岩在下。结合万人洞角砾岩筒的空间分布，初步认为在万人洞含金隐爆角砾岩深部可能存在与金矿化关系密切的硅化隐爆角砾岩，但是否严格受北东向断裂控制还需要下步研究解决。

综合戈塘地区Au元素异常分布特征，金矿矿体产出及空间分布，通常意义的“戈塘式”金矿主要受中上二叠统平行不整合界面控制，占区内已查明金矿资源量的93%，表现为成矿流体在侧向运移过程中，受戈塘穹窿构造和不整合界面共同作用定向移动，并与围岩发生热液变质和大量物质交换，形成似层状金矿体群(贵州省地矿局117队，2017)，北东向断裂构造则是为成矿流体提供通道，起到导矿作用。而万人洞含金隐爆角砾岩位于北东向有万人洞断裂带及附近，其长轴方向与断裂走向一致，初步分析认为含金隐爆角砾岩筒是具有中高密度超高压成矿流体沿断裂构造向上运移过程中，当运移至两组构造交汇部或断裂节理密集带，在上覆圈闭层的共同作用下，因物化条件的突变而产生“隐爆”成矿作用。其成矿时间、成矿物质来源等是否与界面控型“戈塘式”金矿体具有同时性、同源性等均有待进一步探索。

5 结论

(3)已发现的万人洞含金隐爆角砾岩位于北东向有万人洞断裂带及附近，其长轴方向与断裂走向一致，而研究区的Au元素地球化学异常也主要沿北东向的海马谷断裂、万人洞断裂呈椭圆状分布。隐爆角砾岩筒是否严格受北东向断裂控制，以及是否与受界面控制“戈塘式”金矿体在成因上存在内在联系等均有待进一步研究解决。

致谢：感谢曾昭光研究员为本文的指导，同时感谢审稿人及编辑部老师指导。