湘西雪峰构造带金控矿因素与成矿机理

孙立吉 廖珊 郝立波 赵新运

摘要：雪峰构造带发育大量的金矿床，是中国重要的金产地之一。然而，该构造带内金控矿因素问题一直未能厘清。金控矿因素研究对金的成矿规律总结和矿产资源勘查等都具有重要意义。从地层、构造和岩浆岩等方面探讨了雪峰构造带金控矿因素，并结合金矿床的时空分布特征分析了金的成矿机理，结果表明：构造是金成矿的必要条件，而前寒武纪地层和区域岩浆活动仅是金成矿的有利条件，雪峰构造带金成矿期集中在加里东期和印支期—燕山期，支持成矿流体来源为大气降水的观点。雪峰构造带内金矿床类型为变质碎屑岩型。

关键词：控矿因素；成矿机理；变质碎屑岩型；金矿；雪峰构造带；湘西

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2023）06-0064-07doi：10.11792/hj20230614

引 言

金具有良好的抗腐蚀性、延展性和导电导热性，已被广泛应用于电子工业、航空航天工业和化工工业等高技术产业中，是这些产业发展不可或缺的贵金属材料之一。然而，统计资料表明，目前中国乃至全球金矿产资源储量的静态保证年限都处于明显不足的状态。因此，开展金控矿因素研究，总结成矿规律，对提高金矿产资源储量显得越来越重要。

雪峰构造带是中国重要的金产地之一，发育数个大—中型金矿床，如沃溪、漠滨、铲子坪、淘金冲等金矿床。前人对该构造带内的金矿床开展过大量研究工作，但在金主要控矿因素方面仍存在较大分歧，如对赋矿地层是否为金的矿源层［1-4］及岩浆活动对金的成矿是否有贡献［5-10］等问题至今没有形成统一认识。矿床成因方面同样存在诸多争议，学者们提出了多种成因模式，如沉积-改造成因［11-12］、变质热液成因［2，13-14］、海底热卤水沉积-变质成因［10］等。上述分歧直接影响着该地区金矿产资源的勘查和进一步的成矿作用研究工作。本文在地质、地球化学分析的基础上，探讨了地层、构造和岩浆岩等因素对雪峰构造带金成矿的控制作用，并结合金矿床的时空分布特征分析了金的成矿机理，以期進一步推进该地区的金矿产资源勘查和金成矿作用研究工作。

1  地质背景

雪峰构造带位于湖南省中西部，扬子地块和华夏地块的交会处（见图1-A），整体呈北东向弧形展布。该构造带内金成矿地质条件优越，具有良好的找矿远景，已发现大—中型金（锑钨）矿床数处、小型金矿床（点）数百处［15-17］。雪峰构造带地层发育，从中元古界至第三系均有出露，但以上元古界板溪群、震旦系和中生界地层为主，中元古界冷家溪群和古生界地层出露较少。其中，板溪群为金的主要赋矿地层，冷家溪群次之。冷家溪群主要为一套细砂—粉砂—黏土含火山碎屑复理石浊流沉积建造。板溪群不整合覆盖于冷家溪群之上，主要为一套陆源碎屑岩和火山碎屑浊积岩沉积，分为下部马底驿组和上部五强溪组。该构造带内发育有北东向、东西向、北西向和南北向构造。其中，北东向和东西向构造在沅陵、安化一带形成弧形构造，为主要构造格架，控制着金矿床（点）的展布。弧形构造派生的次级断裂多为容矿构造，控制着矿体的形态和产状。雪峰构造带经历了加里东期、印支期—燕山期的构造-岩浆活动，形成了白马山、中华山、崇阳坪、瓦屋塘等花岗岩体，岩石类型以二长花岗岩和花岗闪长岩为主。该构造带内岩浆岩发育极不均衡，上述岩体主要分布于安化—溆浦—黔阳一线以东地区，以西地区则少有分布，但这恰是众多金矿床（点）的集中分布区域（见图1-B）。

2 控矿因素分析

2.1 金矿化与层位/岩性的关系

雪峰构造带内金矿床（点）众多，统计结果表明，仅在该成矿带的中南段就发现了约40处金矿床（点），包括大、中型金矿床各1处，小型金矿床11处，金矿点27处。雪峰构造带内的金矿床（点）主要赋存于前寒武纪地层中，以该构造带中南段为例，约有75 %的金矿床（点）分布于上元古界地层中，而其余分布于震旦系中。学者们普遍认为金成矿与前寒武纪地层关系密切［2，14，18-22］。

考虑到武陵—雪峰运动在前寒武纪地层中形成了大规模的区域变质作用，一些学者认为，金的成矿流体主要来自于赋矿围岩的变质去挥发分作用［2，13-14］。多数矿床的成矿流体氢、氧同位素分析结果（见表1）也都表明有变质热液参与成矿。但是，实际上，雪峰构造带内前寒武纪地层的变质程度普遍偏低，多为次绿片岩相—绿片岩相，且岩石中许多含水矿物并未因变质作用而显示出脱水现象，因此成矿流体不可能由赋矿围岩变质脱水形成［7-8，15］。此外，根据氢、氧同位素组成推断成矿流体为变质热液也存在争议，因为很难排除水/岩反应对氢、氧同位素分析结果的影响。关于金的成矿热液来源，目前还存在大气降水、岩浆热液和封存建造水等观点，但也有一些学者认为成矿流体为多源的混合热液［5，9，16，20，23］。

至于成矿物质，学者们普遍认为其来自于前寒武纪浅变质岩，主要是基于赋矿地层具有较高的成矿物质丰度，且成矿物质在热液作用下易于活化这一认识［2，18，20，28-29］。笔者在雪峰构造带中南段采集了62件元古界地层样品，并进行了成分分析。然而，分析发现地层样品中成矿物质的丰度并非都很高，如金品位为1.0×10-9～5.8×10-9，平均品位为3.1×10-9［30］。这一结果与前人分析的湘西北元古界冷家溪群、板溪群金品位（2.4×10-9～3.6×10-9）相近［19］。此外，湘中地区地层样品分析结果表明，前寒武纪地层金、锑丰度与显生宙地层没有明显差异，甚至还略低于显生宙地层［31］。因此，通过地层成矿物质丰度判别金矿源层意义并不大。事实上，雪峰构造带内金矿化仅限于出现在元古代地层的某些局部地段，并非所有地段都成矿。纵观整个雪峰构造带内金矿床的分布特点可以发现，在震旦系、下寒武统及下奥陶统中也相继发现了一些金（锑）矿床。类似情况在湖南省还有很多，如湘中太平金矿床、廖家坪金矿床的赋矿围岩为奥陶系；高家坳、白云铺、坪上、罗家坪等金矿床的赋矿围岩为中泥盆统［32］。此外，在雪峰构造带西北侧的白垩系红层中也发现了微细浸染型金矿化。总的来说，雪峰构造带金成矿并非局限于某一层位，不具有明显的“层控”成矿特征［33］。因此，笔者认为雪峰构造带内前寒武纪地层应是金成矿的有利条件，而非必要条件。

虽然金的赋矿层位有所不同，但围岩均未脱离“碎屑岩类”。对比国内外同类金矿床发现，此类金矿床均具有相似（同）岩性的赋/控矿围岩，且岩性多为浅变质细碎屑岩或碎屑岩，如乌兹别克斯坦的Muruntau、吉尔吉斯斯坦的Kumtor、澳大利亚的Bendigo等超大型金矿床均产于浅变质碎屑岩中［34］。雪峰构造带金矿床主要产于前寒武纪地层中的主要原因可能是其经历了长期的变质变形作用，岩石普遍变形破碎，可为流体运移及成矿元素活化、迁移、沉淀提供良好的条件。

2.2 构造对金矿化的控制

武陵期—雪峰期、加里东期、印支期和燕山期等多期构造运动在雪峰构造带形成了一系列北东向的（凸向北西）韧性剪切带，如靖州—黔阳—溆浦、通道—江口、城步—新化等韧性剪切带，其控制着该区不同形式伴生和派生构造的形成［35-37］。北东向、东西向、北西向和南北向构造在雪峰构造带内均有发育。其中，北东向和东西向构造共同构成了雪峰构造带的主要构造格架。研究表明，雪峰构造带金矿床的分布严格受韧性变形作用控制［8，35，38］。在航磁数据分析的基础上，笔者推断了雪峰构造带中南段的断裂，结果见图2。分析发现，雪峰构造带中南段的金矿床（点）主要沿区域性北东向断裂分布。北东向脆-韧性断裂具有延伸远、产状陡、切割深且多期活动等特征，与东西向基底隐伏断裂控制着金矿床（化）集中区（带）的产出，形成了区域金矿床（化）集中区（带）按东西向构造定位、依北东向—北北东向构造成带的分布格局。在雪峰构造带中南段形成了会同西北部、白马山岩体西南部、溆浦南部和沅陵北部金（锑）矿化集中区。从整个雪峰构造带金矿床（点）的空间分布特征来看，构造对金矿床（点）的分布控制更加明显，当弧形构造带由北北东走向转折为近东西走向时，金矿床（点）的展布亦随着主构造线方向的改变而改变。

雪峰构造带的韧性变形作用形成了金的导矿通道和容矿空间。研究表明，北东向和东西向区域断裂具有规模大、切割深等特征，是成矿热液从深部导出的主要通道［15，35，39-40］。显然，区域性北东向、东西向深断裂作为导矿构造控制了金矿床的展布，而这些深断裂派生的北西向和北北东向次级断裂破碎带、剪切带往往是含矿热液的沉淀聚集成矿场所，即容矿构造。例如，雪峰构造带中部的铲子坪金矿床导矿构造为北东向剪切带，次级北西向断裂是容矿构造［41］，而北部的符竹溪金矿床的导矿构造为东西向剪切带，容矿构造为次级北北西向断裂［42］。需要指出的是，多期次构造叠加部位往往是富矿体形成的有利地段，如弧形构造带的转折部位是金、锑、钨的主要成矿区。

表层构造受控于深部构造，因此雪峰构造带内金矿床的分布与深部构造有直接关系。笔者在雪峰构造带中南段开展了深部构造与金矿床分布关系研究，结果表明，金矿床主要分布于上地幔隆起区的边缘，即幔隆与幔凹的过渡地带（见图3）。例如，沃溪、柳林汊、西冲等金矿床分布于麻阳幔隆的南侧，铲子坪、江溪垅、龙王江等金矿床分布于麻阳幔隆的东缘，漠滨、平茶、淘金冲等金矿床分布于麻阳幔隆的南缘。

雪峰构造带内矿体产出也严格受构造控制，主要有顺层和切层2种产出形式［44-45］。顺层矿体主要沿切层断裂、层间裂隙、层间滑动剪切带、背斜轴部虚脱部位产出，如沃溪、柳林汊和漠滨等金矿床。切层矿体主要沿断裂、节理密集带、挤压片理化或破碎带产出，如淘金冲、铲子坪和大坪等金矿床。

2.3 金矿化与岩浆活动的关系

雪峰构造带内安化—溆浦—黔阳一线以东地区岩浆活动强烈，形成了一系列岩浆岩体，如白马山、中华山、崇阳坪、瓦屋塘、桃江等花岗岩岩体。研究表明，白马山岩体和西南端苗儿山岩体的U-Pb年龄分别为411.0 Ma±4.5 Ma和428.5 Ma±3.8 Ma［46］，表明该岩体均形成于加里东期。白马山岩体是多期次侵入的复式杂岩体，除有加里东期侵入相外，还存在印支期和燕山期的侵入相，如黄茅园岩体的U-Pb年龄为222.3 Ma±1.7 Ma，龙藏湾超单元二云母花岗岩的U-Pb年龄为176.7 Ma±1.7 Ma［47-49］。结合瓦屋塘岩体（223.1 Ma±2.1 Ma）、崇阳坪岩体（214.2 Ma±1.7 Ma）的花岗岩侵位年龄及其他年代学数据［50］，充分说明雪峰构造带内存在加里东期、印支期—燕山期的构造-岩浆活动［7，15-16，48，51］。

然而，调查发现，雪峰构造带内多数金矿床及外围区域均没有任何岩浆岩体出露，而且也没有发现深部隐伏岩体的重力和航磁的确切证据。在雪峰构造带中南段，除白马山岩体西南部金矿化集中区外，其他金矿化集中区几乎没有形成一定规模的岩浆岩体。因此，多数研究者否定了区域岩浆活动对金成矿的贡献［6-8，10，14，23］。虽然成矿带内多数金矿床在空间分布上与岩浆岩体没有明显的关系，但在时间分布上却有着十分密切的关系。目前，已报道的雪峰构造带内金矿床的成矿年龄范围很广，包括新元古代武陵期—雪峰期、加里东期、印支期和燕山期等。其中，新元古代武陵期—雪峰期年龄主要是依据Pb同位素模式年龄得到的［6］。铅同位素模式年龄往往不具有明确的地质意义，因此武陵期—雪峰期成矿具有不确定性。此外，雪峰运动所产生的变质程度普遍偏低，其成岩温度低于300 °C［8］，也难以为成矿提供足够的热源使金发生大规模迁移富集。因此，武陵期—雪峰期成矿作用对成矿带并不重要，可能仅对金矿化起了预富集作用［52-53］。随着同位素年代学资料的不断积累，雪峰构造带金成矿期被证实集中在加里东期和印支期—燕山期（见表2），与该区构造-岩浆活动在时间上的耦合是不争的事实。

在雪峰构造带及邻区存在一些与岩浆活动有关的金矿床。在白马山、中华山、黄茅园、桃江和符竹溪等岩体内部或周边均发现了一些金矿床（点）。例如，分布于花岗斑岩上下盘中的安化符竹溪锑金矿床，分布于花岗斑岩体内的桃江王家村锑金矿床，分布于石英斑岩体内的半边山金矿化点等［58］。特别是一些岩脉的金、锑含量很高，使其本身即成为工业矿体的事实，表明了岩浆活动对金成矿的贡献很大。例如，安化廖家坪金矿床内发育的花岗斑岩脉与金、钨、锑的矿化有着密切的关系——早期次岩脉中常有星散状白钨矿的细颗粒分布，部分岩脉尚有白钨矿细脉穿插，个别岩脉金品位高达6.10×10-6，已構成工业矿体［59］；在安化江南镇发现了含金煌斑岩脉，金品位高达2.95×10-6［60］。

虽然目前发现了一些金成矿与岩浆活动有关的线索，但现有的资料尚无法证明雪峰构造带金成矿作用与岩浆活动的内在联系。根据热液成矿理论及已有资料，笔者推测岩浆活动应是金成矿的有利条件。

3 成矿机理

目前，对于雪峰构造带金矿床的成因问题仍存在很大的争论，学者们提出了多种不同的观点。代表性成因模式包括：沉积-改造成因［11-12］、变质热液成因［2，13-14］、海底热卤水沉积-变质成因［10］、构造热液成因［61］、岩浆热液成因［9］，以及介于上升变质热液与地下水渗滤热液作用之间的过渡类型［19］。不同成因模式的分歧焦点主要集中在金矿床的成矿物质来源、成矿时代和成矿热动力等问题上。

雪峰构造带内多数金矿床赋存于冷家溪群、板溪群等元古代地层中，但在震旦系和早古生界地层中也形成了一些金矿床，如震旦系中的铲子坪、大金厂、龙山和金牛山等金矿床，下古生界中的芙蓉和太平等金矿床。虽然赋矿层位不同，但赋矿围岩均属于浅变质细碎屑岩或碎屑岩。研究表明，雪峰构造带元古界地层的成矿物质丰度并非明显偏高，似乎无法为金成矿提供足够的物质。然而，与成矿元素含量相比，元素存在状态似乎更具有指示意义。元古界地层成矿元素赋存状态研究表明，有相当数量的Au、W、Sb以易活化转移的吸附形式赋存于岩石中［20，28-29］。金矿床主要赋矿围岩的淋滤试验表明，Au、W、Sb等成矿元素具有较高的淋滤率，特别是在碎屑岩类中［20，28-29］。因此，理论上元古界地层可为金成矿提供充足的物质来源。此外，沃溪Au-W-Sb矿床白钨矿的Sr、Nd、Pb同位素研究显示，该区下伏更老的陆壳基底也可能是成矿物质的重要来源［3，15，62-63］。目前，越来越多的地质、地球化学和地球物理资料证实，在雪峰构造带深部存在新太古代甚至更老的地层［7，64-65］。综上所述，雪峰构造带金的成矿物质可能主要来源于赋矿地层或下伏更古老的陆壳基底。

雪峰构造带金矿床成矿流体的氢、氧同位素组成主要落入大气降水和变质水之间并靠近变质水区域［13］。因此，多数研究者认为金的成矿流体以变质水为主，可能还有少量岩浆水或大气降水的混入［2，13-14］。还有一些学者坚持大气降水和封存建造水等观点［7，12，20，66］。由于赋矿围岩变质作用为低绿片岩相，岩石中许多含水矿物并未因变质作用而显示出脱水现象。因此，区域变质作用无法提供雪峰构造带金大规模成矿过程中所需要的大量水。雪峰构造带金成矿期集中在加里东期和印支期—燕山期，成矿作用与区域变质作用时期相差甚远。因此，成矿流体不可能为变质热液。成矿流体普遍富HCO-3而贫Cl-，说明成矿流体不可能为再循环的海水或封存的建造水［7，20］。结合地质背景，彭建堂等［66］开展了金矿床成矿过程中水/岩反应的定量计算，结果表明，雪峰构造带成矿流体主要为大气降水。金成矿期显著晚于区域变质时间，也支持成矿流体来源为大气降水的观点。

根据区域构造演化和金矿床的地质地球化学特征，雪峰构造带金矿床的形成机理为：①在新元古代，该区在大陆边缘构造环境下形成上元古界；②武陵—雪峰运动发生低于绿片岩相的区域变质作用，使地层中的金发生部分活化迁移；③在加里东期，该区迅速隆升，地热梯度明显增加，同时产生大量脆性断裂。大气降水下渗受热升温，并与上元古界或下伏更老的陆壳基底发生水岩反应，淋滤萃取其中的成矿物质，形成含矿热液流体。成矿流体在重力驱动和大陆盆地基底热流驱动系统耦和作用下沿断裂向上运移［67］，并在有利的构造部位成矿；④在印支期—燕山期，构造变形十分强烈，逆冲-推覆作用及其伴生的酸性岩浆侵位驱使成矿流体运动，并不断地淋滤萃取上元古界或下伏更老的陆壳基底中的成矿物质，成礦流体沿断裂向上运移，在层间破碎带、褶皱轴部及不同岩性的接触界面处形成层状、似层状等顺层式矿体，而在密集的节理带或次级断裂带处形成切层式矿体。

雪峰构造带金矿床具有如下特征：①主要发育于变质碎屑岩中，且变质程度普遍偏低，仅达到绿片岩相；②构造控矿作用明显，区域性北东向、东西向深断裂是导矿构造，而这些深断裂派生的次级断裂是容矿构造；③岩浆活动控矿作用不明显，少数矿区具有岩浆活动，多数矿区及外围未发现岩浆活动；④围岩蚀变较弱，多为中低温蚀变组合，如硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化等。根据上述特征，可以确定雪峰构造带金矿床类型为变质碎屑岩型。

4 结 语

从地层、构造、岩浆岩等方面探讨了雪峰构造带金的控矿因素，结果表明，构造是金成矿的必要条件，而前寒武纪地层和岩浆活动仅是金成矿的有利条件。雪峰构造带金成矿期集中在加里东期和印支期—燕山期，支持成矿流体来源为大气降水的观点。雪峰构造带金矿床的类型为变质碎屑岩型。

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Abstract：Gold deposits are widespread in the Xuefeng tectonic belt，which is one of the most important gold-producing areas in China.However，factors controlling gold ores in the tectonic belt have not yet been fully understood.The study of ore-controlling factors is of great significance to the summary of gold metallogenesis and the exploration of gold resources.The ore-controlling factors of gold deposits in the Xuefeng tectonic belt are discussed from the perspective of stratigraphy，tectonics，and magmatism.Based on the spatial and temporal distribution characteristics of the gold deposits，the ore-forming mechanism of these deposits is investigated.The results show that tectonics is a necessary condition for gold mineralization，while the Precambrian stratigraphy and regional magmatic activity are only favorable conditions.The gold mineralization of the Xuefeng tectonic belt is concentrated in the Caledonian and Indosinian-Yanshanian periods，which is consistent with the view that the ore-forming fluids originated  mainly from precipitation.Gold deposits in the Xuefeng tectonic belt belong to the metamorphic clastic rock type.

Keywords：ore-controlling factor;mineralization mechanism;metamorphic clastic rock type;gold deposit;Xuefeng tectonic belt;Western Hunan