雪峰弧形构造带西南段金矿控矿构造及成矿模式新析

2023-10-31 06:32金小燕金妮黄始琪孙立吉刘湘勤
矿产综合利用 2023年5期
关键词:金矿韧性矿床

金小燕 ,金妮 ,黄始琪 ,孙立吉 ,刘湘勤

(1.湖南省自然资源事务中心,湖南 长沙 410000;2.中国地质科学院,北京 100037)

雪峰弧形构造带是华南最重要的金成矿区带之一,俗称湖南“金腰带”,该构造带西南段已发现金矿床(点)94处,累计探明金资源量120余t(据2021年国情调查),其中沃溪金矿达到大型规模,铲子坪、淘金冲、漠滨等达到中型以上规模。前人对该区金矿进行了大量的研究,包括:对矿床地质特征进行概括和总结[1-2];对成矿温度进行测试[3-6];对成矿时代进行年代学研究[6-9];对矿床物质和流体来源进行示踪和分析[10-12];对成矿规律进行分析和总结[13-15]等。尽管目前在成矿时代、矿床成因等方面获得了一些共性认识,但该区构造与成矿关系还缺乏系统研究,本文在总结前人研究成果基础上,结合最新课题资料,剖析了雪峰弧形控矿构造及成矿规律,在此基础上提出了综合找矿模型,为该区下一步金矿找矿勘查指明方向。

1 区域地质背景及金矿类型

本区新老地层发育,从新元古界到第四纪地层均有出露。其中以青白口系冷家溪群、板溪群/高涧群,南华系、震旦系最发育,分布最广,出露面积占比达82%。新元古界青白口系冷家溪群(Pt3l)为省内出露最老的地层,由沉积韵律特别发育的一套巨厚的碎屑岩、泥质岩和凝灰质岩为主的岩石组成,普遍浅变质。青白口系板溪群(Pt3b)/高涧群(Pt3g),以芷江—溆浦—双峰一线为界,以北为沅陵—安化地层小区,以南为黔阳—双峰地层小区。北区板溪群称为“红板溪”,从下至上划分为:宝林冲组、横路冲组、马底驿组、通塔湾组、五强溪组、多益塘组、百合垅组及牛牯坪组;南区称为高涧群(“黑板溪或绿板溪”),自下而上划分为:石桥铺组、黄狮洞组、砖墙湾组、架枧田组及岩门寨组。板溪群与高涧群地层对比见表1。区内南华系分布广泛,发育齐全,主要为一套含砾砂质板岩夹泥质碳酸盐建造,偶见基性火山岩。区域上赋矿层位具有“北老南新”规律。从北向南矿床产出的地层呈现由老变新规律。在北部沅陵以板溪群马底驿组为主,到中部辰溪、溆浦以五强溪组为主,再向南部洪江、靖州、通道以南华系长安组为多。区内喷出岩较少见,基性—超基性侵入岩不很发育,绝大多数呈岩脉、岩墙或岩床产出,中性—酸性侵入岩较发育,产状以岩基和岩株为主,分布于雪峰山东南侧广大地区内,如白马山岩体、中华山-瓦屋塘岩体等。

表1 研究区板溪群/高涧群地层对比Table 1 Stratigraphic correspondence of Banxi Group/Gaojian Group in the study area

研究区一级大地构造单元隶属于扬子板块与南华板块过渡地带之江南造山带南西段,位于二大板块拼接地带,主要由北部冷家溪隆起、中部的雪峰加里东褶皱带和南部的湘桂隆起构成。总体构造格局表现为由一系列褶皱和近于平行的逆冲断裂及压扭性断裂,总体构造线方向为NE—SW向,其西南端(靖州、通道)走向NNE(25~35°),东北端(沅陵、安化)走向NEE(50~60°),在雪峰山脉呈“S”形隆起,俗称“雪峰弧形构造隆起带”。地球物理资料研究表明,江南造山带为高温高速高阻刚性地幔块体,是长期隆升地区。当华南褶皱带向扬子陆块俯冲时,壳下岩石圈就会受到雪峰块体的阻挡,低密度的上壳薄片则沿壳内韧性滑脱面向刚性块体逆冲,形成一系列的逆冲推覆构造[16-18],成为区内重要的控矿构造。本区经历了武陵、雪峰、加里东、印支、燕山、喜山等六次大的地壳运动[12]。形成了各种规模的断裂、褶皱、韧性剪切带和深部构造等,其中主干断裂显著控制着本区的成岩及成矿作用。区内发育多条深大断裂,其中沅陵—怀化—新晃、溆浦—洪江—靖州、安化—溆浦—通道、新化—武阳—城步四条深大断裂,均显示出逆冲推覆断层的特征,并且对金矿具有明显的控矿作用。

据Groves 等[19]首先提出的“造山型”金矿床概念,是指以变质岩为围岩的矿床,在时间和空间上与增生构造有关,形成于地体与地体或地体与大陆之间垂直碰撞或转换挤压碰撞的会聚边缘;陈衍景等[16]认为“在时间和空间上与增生造山作用有关的,于变质地体中受构造控制的脉状后生金矿床,均可归为造山型金矿,包括常见的石英脉型、韧性剪切带型、构造蚀变岩型以及一些网脉状金矿床”,并认为造山型金矿在地壳中存在连续成矿模式。近年来,诸多学者们都认为造山型金矿是指产于挤压环境中的不同时代的脉型金矿床系列,包括脉型金矿、中温或中深金矿、前寒武纪金矿、浊积岩中的脉型金矿、板岩带中的脉型金矿、绿岩带中的金矿和剪切带中的金矿等,都被归属于“造山型”金矿。基于上述相关理论和认识,对比本区金矿几方面主要特征:包括所处扬子板块与南华板块拼接地带(地体挤压碰撞带)大地构造位置,赋存于前寒武纪地层及以板岩、凝灰质砂质板岩为主的围岩中、以石英脉型和破碎带蚀变岩为主的成矿类型等特征,与前述造山型金矿有极大的相似性,因而本文将本区金矿首次全部划为“雪峰造山型”金矿这一大类,依据导矿和容矿构造性质、矿体组构特征和矿石类型的显著差异,又划分出石英脉型和蚀变岩型二个亚类,再根据其容矿构造性质及其与围岩的产状关系、赋矿层位不同和主体矿石自然类型的不同,进一步划分出几个小类(表2)。经统计,全区94个矿床(点)中属石英脉型金矿床有78个,蚀变岩型16个。

表2 雪峰弧形构造带西南段金矿床分类Table 2 Classification of gold deposits in the southwest section of Xuefeng arcuate structural belt

2 控矿构造

研究认为,区域构造控矿总体特点是雪峰弧形构造带控制本区金成矿带的展布,NE向区域切层深大断裂(逆冲断层)和区域复式背斜联合控制着矿集区(金矿田)的分布;NNE向次级断裂、韧脆性剪切带、层间滑动破碎带或NW向次级断层控制金矿床的产出。统计显示,区内已有的94处金矿床(点),全部分布于雪峰弧形隆起构造带中,而隆起带以外区域尚未发现原生金矿点,证明雪峰弧形构造带主体控制本区金矿成矿带的展布。

2.1 导矿构造

(1)沅陵—怀化--新晃逆冲推覆深大断裂

该断裂带规模大、活动时间长,是区内的主干断裂,具逆冲兼左行走滑性质,属雪峰山推覆体前峰断裂,见冷家溪群逆冲于板溪群上,及板溪群逆冲于白垩系红层之上。部分地段切割地壳基底,芷江艾头坪、大洪山沿断裂带附近有成群的辉绿岩脉及煌斑岩脉产出。该断裂破碎带宽几十至上百米,部分地段发育韧性剪切带,糜棱岩化带自数米至十余米。强烈的糜棱岩化带内,岩石被研磨成灰黑色粉末状,片理化现象很普遍。常有形态不规则的石英脉沿破裂面充填。该断裂两侧分布有冷家溪、沃溪、官庄、柳林汊、大洪山、米贝等20余个金矿,形成了沅陵官庄—柳林汊矿集区(图1)。该断裂NE段处于沃溪—官庄一带,其中次级NEE走向的沃溪逆冲断裂控制着沃溪金锑钨矿产出(图2),该矿床7条顺层矿脉(V1--V7)赋存于沃溪逆冲大断裂的下盘的更次级NE向破碎带中,显现了从主干断裂到其派生的次级断层,形成逐级逐次地控制矿区、矿床、矿体定位的格局(图3)。孙玉珍等[20]研究认为,沃溪大断层的形成与成矿期处在同一时间阶段,并参与了容矿裂隙的形成以及对矿体的改造。探矿实践证明轴部矿体的富集、节理矿体的产生,特别是北部厚大网脉状矿体的存在、深部V7、V8盲矿体的发现,说明沃溪大断层参与了容矿裂隙的形成以及对矿体后期的改造。深部探边扫盲探矿工程揭示,矿体分布严格受区域构造的控制,矿床成因与区域构造密切相关。

图1 雪峰弧形构造带西南段深大断裂展布与金矿分布空间关系Fig.1 Figure of deep and large faults distribution in the southwest section of Xuefeng arcuate structural belt and spatial distribution relationship of gold deposits

图2 沃溪金锑钨矿床地质简图(据顾雪祥等[21]修改)Fig.2 Geological diagram of the Woxi Au-Sb-W deposit(modified from Gu et al., 2005)

图3 沃溪金锑钨矿4勘探线剖面(据刘升友等[2]修改)Fig.3 Profile of exploration line 4 of the Woxi Au-Sb-W deposit(modified from Liu et al., 2013)

(2)溆浦—洪江—靖州逆冲推覆深大断裂

该断裂长达340 km,宽5~10 km,由多条平行逆冲断层组成,单条宽10~50 m,为一切穿地壳并深达上地幔的大断裂,莫霍面落差1 km[22]。普遍发育角砾岩、糜棱岩、构造透镜体及挤压片理化带。加里东运动时期发生向西的韧性逆冲,形成向北西逆冲的断裂-褶皱构造组合,西侧的韧性逆冲方向与中生代逆冲推覆方向一致,形成一系列多级叠瓦式逆冲断层组合型式。在洪江等地,见板溪群和震旦系逆冲于石炭系或白垩系之上(图4)。深部地球物理资料表明其为岩石圈断裂,产于该断裂带两侧一定范围内的金矿有溆浦青山沱,辰溪黄溪口、清水塘,洪江深溪,会同淘金冲、大叶塘等30余处,形成了溆浦龙王江—辰溪黄溪口、会同淘金冲—漠滨二个矿集区。

图4 雪峰造山带中段怀化-洋溪构造剖面(据柏道远等[17]修改)Fig.4 Huaihua-Yangxi tectonic section in the middle segment of Xuefeng orogen(modified from Bai et al., 2014)

(3)安化—溆浦—通道逆冲推覆深大断裂

该断裂为数条平行呈多级叠瓦式逆冲断层组合而成的断裂带,宽度达数百米。总体走向NE 20~60°,切割地壳基底。在通道陇城一带有大量基性、超基性岩脉、岩墙产出。断裂多具韧性—脆韧性变形特征,断裂带内岩石强烈片理化和糜棱岩化或发育典型的糜棱岩及S-C组构及微型拉伸线理,石英、长石等矿物出现波状消光、变形纹、压力影等典型韧性变形特征。该断裂逆冲活动主要发生于加里东期和印支期[17],为长期活动深断裂。产于该断裂带两侧的金矿有溆浦中都、淘金坪、南江坪、江溪垅、龙王江,洪江铲子坪、大坪、青山洞,通道茶溪、金坑、黄垢、盗坪等金矿30余处,受该断裂控制,形成了溆浦龙王江—辰溪黄溪口、洪江雪峰山两个矿集区。

(4)新化—武阳—城步逆冲推覆深大断裂

区内长450 km。为高角度冲断层。该断裂带表现为岩石圈低阻低速带的壳幔韧性剪切带。沿断裂走向岩石圈底界西高东低,落差达97~140 km[23]。该剪切带在地幔层次向NWW陡倾,向上与壳幔边界滑脱层及中地壳韧性滑脱层相连,从而控制地壳层次的滑脱-冲断及相关的褶皱变形。因此,该断裂的汇聚俯冲很可能为雪峰构造带变形的动力来源。沿该断裂自北向南有白马山、黄茅园、中华山、瓦屋塘、崇阳坪等5个岩体分布。武陵运动后进入区域裂谷发展阶段,断裂西侧为扬子陆缘造山带—江南造山带,东侧为华南残留洋盆[17]。沿该断裂中段分布有隆回杏枫山、新化月光、溆浦中都、王排,洪江响溪、中山、断坑等金矿10余处,该断裂与安化—溆浦—通道逆冲推覆大断裂共同夹持控制着溆浦龙王江—辰溪黄溪口、洪江雪峰山两矿集区。

2.2 容矿构造

区内容矿构造复杂多样,包括NE向小规模断层(层间)破碎带,NW向张裂构造、区域复背斜与轴部断层迭加构造、脆-韧性剪切带等。

(1) NE向次级断裂及伴生褶皱-断裂系统

研究区内区域性断裂的派生断裂发育,这些派生的断裂控制着矿床或矿体的产出,成为重要的容矿构造之一。

经统计分析,全区已知94处金矿中有75处赋存于新元古界板溪群(高涧群)地层中,而这其中以NE走向破碎带为容矿构造的有62处(表3),占新元古界地层中矿床点总数的82.6%,说明NE走向断裂是本区,特别是板溪群(高涧群)地层中的金矿极为重要的容矿构造。区域主干大断裂附近的NE走向(含NEE向)次级断层破碎带在本区的容矿现象很普遍,常见矿脉、矿体产出于此类次级同向的断层破碎带、小背斜核部断层、尤其是层间破碎带及伴生的节理中。

表3 雪峰弧形构造带西南段金矿床(点)产出层位与容矿构造关系统计Table 3 Statistical of the relationship between the occurrence horizon of gold deposits (points) and the ore-hosting structure in the southwest section of Xuefeng arcuate structural belt

次级NE向-NNE褶皱及其层间剪切滑动断裂系统则控制着顺层石英脉型金矿体的产出。沅陵一带矿区勘查发现,冷家溪群与板溪群两大构造层不整合界面附近的层滑剪切带,是十分重要的容矿构造,是矿体有利的赋存场所。在成层岩石褶皱变形过程中派生的层间滑动及再次应力场作用下产生的层间剥离带、层间破碎带、层间断层、层内裂隙系统,走向、倾向挠曲、横跨褶皱、同轴褶皱、各种节理和劈理、裂隙等,都是控制矿床、矿体的重要构造。如沃溪钨锑金矿的板柱状矿体受横跨褶皱、层间剥离带控制。网脉状、带状、树根状、楔状等矿体受层间破碎带、层内张性、剪性、张扭性等节理控制。漠滨金矿的层间脉,似层状、透镜状矿体受层间剥离带、同轴褶皱、走向倾向挠曲控制,南倾脉带等矿体受层内裂隙系统控制。角砾状矿体受层间破碎带或层间断层控制。

(2)NW向断裂

统计结果显示,本区金矿以NW走向断裂为容矿构造的有20处,南华系长安组(原江口组)地层中有11处(占总数的55%),青白口系高涧群中有9处,这些矿床中的矿脉、矿体都是充填于NW走向的断层破碎带或韧-脆性剪切带中,表明NW走向构造既是南华系长安组(含原江口组)金矿的重要容矿构造,同时也是少数青白口系高涧群中金矿容矿构造。

NW(含NWW向)断裂,因分布不很广泛,早期未引起人们的注意,但近十几年来的地质找矿工作中发现不少矿床、矿体呈北西向分布,断裂与找矿关系密切,本文对此进行了一定的研究,其容矿特征在不同层位具不同特点。

南华系中NW向容矿张性断裂:研究表明,在构造体系的各种结构面中,以张性、张扭性结构面张开程度最大,最有利于热液充填型矿床形成。产于南华系长安组中金矿主要是NW或NWW走向张性断裂或破碎带容矿。典型矿床如:洪江铲子坪金矿,矿区容矿构造主要为三条NW向张扭性断裂带,矿脉带都是经蚀变而愈合的构造破碎带,每条矿脉带由一系列大小规模不等或平行排列或首尾相接的30余个矿化透镜体组成。靖州平茶金矿和通道茶溪金矿均属产于南华系长安组北西西走向张性断裂构造中典型性矿床。

高涧群中NW向容矿剪切带:会同朗江断层发育一系列走向NW 290~300°的压扭性断裂,这一NWW向断裂群形迹鲜明,断面倾向北东,倾角25~40°,断裂两侧岩层强烈挤压,见几米至三十米的硅化破碎带或糜棱岩带,并见有北西330°和北东60°两组扭裂。淘金冲石英脉带型金矿,就容矿于NWW朗江断层矿带附近的NW向横断裂及次一级张性断裂,含金石英脉沿NW向构造裂隙充填形成矿脉带。这些裂隙充填的矿脉有单脉、复脉、网状脉等多种,形成具有工业意义的矿床。

(3) 区域复背斜与轴部断层联合部位

在本区各种向上隆起的大中型构造,如古隆起、地背斜、复背斜等,都是向上发展的空间构造,其中低压扩容空间比较发育且圈闭条件较好,是成矿热液充填、交代的有利场所。沅陵、溆浦一带脉型金矿多产于与主构造平行的低序次的断裂中或背斜核部,如沅陵柳林汊合仁坪金矿;其他矿区也常见复式背斜的两翼次级褶皱核部、大型NE--NEE-近EW逆冲断裂旁侧次级或更低级别断裂,背斜轴部尤其是倾伏端多富集较好的金矿体。张俊岭总结其容矿构造为“背斜加一刀”,即合仁坪复背加轴部纵向断层部位容矿构造[24]。

(4)脆-韧性剪切带

已有研究表明[11,25],韧性剪切带形成于一定深度(10 km以下)和较高温压条件下,在此环境下地质体发生韧性变形,但相关成矿温度测试结果表明,本区大多数金矿床成矿深度属于近地表范围,基本不超过4 km深度。因此,后期构造活动将早期形成的韧性剪切带抬升,并叠加脆性变形,才可能产生浅成中低温矿床的有利成矿构造环境。如铲子坪金矿区位于NE向脆-韧性剪切带附近,但矿脉主要产于与剪切带近于正交的NW向断裂中,这些含矿断裂长达数公里,切割深度较大,有规律地斜列,具有与脆-韧性剪切带明显不同的力学性质,为晚于剪切带的后期构造活动的产物[5]。

(5) 剪切裂隙、劈(片)理化带

典型矿床铲子坪、柳林汊、大坪等金矿地质特征显示,矿化蚀变岩均分布在NE向片理化带中。

洪江大坪矿区,劈理化带发育,整个矿区在1600 m宽度范围内发育15条NW向构造劈理(片理)化带,单条带宽10~20 m。由含矿热液充填交代形成15条NW向矿化蚀变带。岩石构造变形极其强烈、面目全非,原始层理已被劈理置换,岩石中矿物定向、拉长,石英波状消光、扭折,局部出现亚颗粒结构,具糜棱岩化特征。黄铁矿压力影构造发育,具较强的绢云母化、硅化,硫化物呈稀疏浸染状分布,片理化蚀变带中金矿化普遍可达1×10-6,后期被脆性断裂变形叠加,岩石中沿裂隙充填大量石英脉。单脉体长250~850 m,厚0.5~4 m。

沅陵柳林汊金矿区,桃垭坡—桐树面压扭性断裂F8,位于柳林汊复式背斜北西缘,呈70°方向展布,断裂挤压破碎带具有两端宽、中间窄、膨大缩小的特点,一般为5~80 m,最宽可达300余m。带内碎裂岩、片理、节理、劈理密集带及角砾岩十分发育,此外,见有构造透镜体、小揉皱、含矿石英脉、断层泥,局部还见有初糜棱岩,劈理密集带控制着含硅质团块的蚀变岩金矿体,从微细石英脉充填和围岩蚀变特征看,劈理带可能形成于成矿期前,在成矿期也有改造,它为金成矿提供了良好通道和矿体定位场所。

3 构造控矿规律及成矿模式

3.1 构造控矿规律

(1)区域构造控制矿床成带成区分布

受特定的地层、构造等因素控制,本区金矿床在时间空间呈现一定的分布规律。现已发现的金矿床(点)都是分布在雪峰弧形隆起构造带内,形成省内一级金矿成矿带。经统计全区94处金矿床点,有73%分布在以下四个矿集区,其中:沅陵官庄—柳林汊金矿矿集区(18处),溆浦龙王江—辰溪黄溪口金矿矿集区(18处),洪江雪峰山金矿矿集区(17处)和会同淘金冲—漠滨金矿矿集区(16处)。

(2)构造运动多旋迴迭加形成“三期二向”构造迭加部位富集成矿

本区经历了六次大的构造运动,其中,加里东、印支、燕山三次大的构造运动对金矿的形成都产生了显著迭加富集效应。本区金矿基本都产于前寒武纪老地层中,且都是造山作用产物,大地构造多旋回递进发展,形成了多旋回造山,风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩、区域变质、岩浆活动及表生再造,使成矿物质在这些循环往复的地质作用中,先是形成原始矿源层或沉积矿床,在后期构造活动过程,Au多次活化、迁移、富集成矿和叠加与再造成矿,形成复成金矿床。三期构造旋回(加里东期、印支期及燕山期)和壳-幔相互作用引发的巨量金元素活化、迁移和富集,构建了研究区金矿的成矿动力学背景。

“三期二向”构造迭加部位富集:本区大量典型矿床成矿年龄如沃溪(423~144 Ma;孙玉珍等[20])、柳林汊

(412 Ma;张俊岭等[24])、漠滨(404 Ma;顾雪祥等[21])、淘金冲(400 Ma;彭建堂等[26])、铲子坪(244~205 Ma;李华芹等[27])、大坪(205 Ma;李华芹等[27])等均以加里东和印支期--燕山为主成矿期。从成矿年龄数据看,本区金矿主成矿期有三期,即加里东、印支-燕山期。加里东期NEE向与印支期NW向两组断裂构造交汇部位,为矿化富集十分有利部位,富矿体及厚大矿体往往产于这两组断裂的交汇处。雪峰金矿田的NE向构造和NW向构造交汇部位,往往形成规模较大的金矿床(图5),如:铲子坪金矿就是产于一组NE向(F2、F3、、F9)与NW向破碎带交汇部位,大坪金矿也是如此。

图5 洪江铲子坪金矿矿田构造Fig.5 Structural of the Chaziping gold mine field in Hongjiang

(3)脆-韧性构造系统控制矿体垂向分布

受脆韧性剪切变形控制,一方面矿化表现为垂向分段富集,地表贫化、浅中部富集。作者在上世纪90年代对区内近100个金矿民采点走访调查发现,一般在地表0~30 m,是金矿贫化带,30~150 m为矿化富集带。大部分矿区在200 m以下出现第二贫化带,相隔一定深度又会出现第二富集带。如大坪、桐溪、漠滨、肖家、大叶塘、炮团,官庄、杜家坪、金家村,黄溪口、清水塘、江溪垅、王排等矿区。另一方面,在纵剖面上,矿化类型在垂直深度上呈现接替变化,两种类型金矿互为伴生或呈过渡关系,上部以石英脉型为主,下部逐渐过渡到蚀变岩型。沃溪、柳林汊、大坪、淘金冲等矿区都呈现了这一规律,两种具有衔接连续成矿的规律,印证了脆-韧性构造系统连续成矿模式。

(4)特定构造部位富集成矿

韧性脆性过渡地带富集。强矿化常发生在韧性变形向脆性变形过渡的断裂带中,如铲子坪、大坪、桐溪等金矿。

容矿断裂产状剧变部位富集。容矿断层或裂隙产状由陡变缓处及破碎带膨大部位,是金矿化富集地段。背斜核部虚脱空间(“背斜加一刀”)富集。背斜或复背斜轴部岩层被断层所切割,为矿体产出部位。局部岩层被牵引而出现虚脱空间,层间裂隙或次级裂隙大量发育,为矿液充填和沉淀成矿提供了最有利场所,是金矿富集有利部位,如柳林汊、小桃源金矿等。

主脉旁侧垂向细脉更富集。构造旁侧的次级垂直节理密集带常充填富矿体。如漠滨金矿南倾节理脉(俗称“吊线脉”),矿化极富,常见明金。

3.2 成矿机理与成矿模式

根据典型金矿床(沃溪、漠滨、铲子坪、大坪、淘金冲、枊林汊、沈家垭等)主要控矿要素(包括控矿构造、产出层位、成矿物质来源、成矿温度及成矿年代等)研究成果[3-11],基于前文对区内成矿地质背景、构造控矿作用和成矿规律的分析总结,本区金矿的控矿地质条件可概括为“3+1”模式,即地层、构造、区域变质加岩浆岩,这四大因素中构造起到关键作用;据彭勃[28]等对大量前寒武系脉型金矿床的S、Pb同位素地球化学研究结果,表明前寒武系脉型金矿床成矿物质来源主要由其赋矿围岩提供。笔者认为,金矿空间定位本质上决定于构造定位,本区域性逆冲推覆深大断裂,是本区最主要的导矿构造。它的形成过程不仅能产生巨大构造动力热源,还能派生出成矿所需一系列通道和容矿定位空间。尤其是逆冲推覆构造的特殊作用,因为巨大地质体逆冲上推过程,产生的热能相比正断层或平移走滑断层要大得多,加至深度大,规模大,变形产生的应变能迭加地下深部(包括成矿期岩浆活动等)带出的热源,均为成矿作用增加了新的热动力来源,更有利于老地层中的成矿物质活化、迁移。当矿液运移到层间剪切带、韧脆性剪切带、背斜轴部虚脱部位等低压扩容空间,容易导致含矿热液的物化条件平衡遭到破坏,促使其中的成矿元素析出、沉淀和富集。从雪峰造山带代表性地质剖面看,板溪群逆冲在南华-震旦系之上,南华系逆冲在奥陶系-石炭系之上,说明本区在加里东期、印支期形成的断裂以逆冲性质为主。这也进一步证明成矿期构造性质是逆冲断裂为主的构造,表明二者关系密切。多旋迴造山运动伴随的区域变质作用,为成矿提供了“内在驱动力”,当有岩浆岩活动迭加时成矿条件更为有利,以铲子坪金矿和为例,岩浆活动可提供热源和矿源作用,其他矿床,主要是之前海底火山喷发,丰富了青白口系板溪群/高涧群、南华系地层中的金等成矿物质含量,起到间接提供矿源作用[29]。据此,笔者建立了本区“造山型”金矿成矿模式如下(图6)。

图6 雪峰弧形构造带“造山型”金矿成矿模式Fig.6 Metallogenic model of "orogenic type" gold deposit in Xuefeng arcuate structural belt

该模式反映的成矿机理为:新元古宇冷家溪群、青白口系(板溪群/高涧群)巨厚的海相含火山碎屑岩的复理石、类复理石建造(金元素及其他成矿物质丰富),在武陵、雪峰等构造运动中,受同时来自NW和SE挤压力作用,大规模造山而形成一系列背向斜褶皱[30-32]。在不同地块结合部位等特定地带产生深大断裂或逆冲推覆体,并伴随岩浆活动,局部发生海底火山喷发,携带大量金属元素和气成热液与凝灰质火山物质分散在断裂附近地层中,在后期加里东、印支、燕山等造山运动中,发生区域变质,在大型区域逆冲推覆构造带影响范围内,产生大量低温热液,受物理化学场温压差或构造应力驱使,热液沿着区域大断裂和次级断层经一定距离运移,萃取大面积围岩中硅质和金及其他成矿元素,在局部形成富含成矿物质的热液。当成矿热液迁移至低压扩容且屏蔽性良好、围岩物质成分有利的空间时,如板岩与砂质板岩为主的背斜核部虚脱空间或中深部脆-韧性剪切带、浅部逆冲断层下盘内低序级张扭性构造破碎带和层间破碎带等,成矿热液的温压平衡遭到破坏,热液与围岩中部分矿物发生交代反应,促使其中的成矿元素析出、沉淀、富集。在冷家溪群、青白口系(板溪群/高涧群)中,则形成上部石英细脉型和下部韧脆性蚀变岩型复合型金矿。在浅部存在南华系厚层状含砾砂质板岩条件下,当加里东期NE向导矿构造与印支期NW容矿构造同时发育时,则会形成上部破碎带蚀变岩型与下部韧脆性蚀变岩型复合型金矿。

3.3 找矿标志

3.3.1 地层岩性标志

1、层位标志:新元古界青白口系板溪群、高涧群和南华系是找金的主体层位,深部冷家溪群也应重视。

2、岩性标志:

(1)板溪群马底驿组紫红色板岩、粉砂质板岩、凝灰质砂质条带状板岩、钙质板岩、绢云母板岩组合;

(2)板溪群五强溪组(多益塘、百合垄组)条带状粉砂质板岩-变质砂岩、凝灰质砂质板岩、马尾丝状层理变余沉凝灰岩等岩石组合;

(3)高涧群(砖墙湾组、架枧田组)灰色粉砂质板岩、灰黑色条带状含炭质绢云母板岩,凝灰质条带状粉砂质板岩、粉砂岩、细砂岩、长石石英砂岩组合;

(4)南华系长安组(江口组)厚层状含砾砂质板岩,含砾砂岩、粉砂质板岩,长石石英砂岩、杂砂岩组合。

3.3.2 构造标志

1、导矿构造:区域大型逆掩推覆深大断裂带;北东向区域大断裂;近东西向区域断裂;区域韧性剪切带。

2、容矿构造:加里东期次级北东向层间破碎带;印支燕山期北西向张性断层;区域复背斜与轴部断层迭加构造;背斜核部虚脱空间,脆、韧性剪切带过渡部位,劈理、片理化带。

3.3.3 岩浆岩标志

1、印支—燕山期中酸性侵入岩(体)外围范围及其他隐伏岩体上部;

2、基性、超基性岩脉、煌斑岩脉两侧一定距离范围。

3.3.4 物化探异常标志

1、地球化学异常:Au、As、Sb及Bi、Hg等元素组合异常规模大,强度高,各元素异常重叠性好,并依附于控矿、控岩构造作有规律地套合分布时,是金矿存在或找金的重要标志。

2、重砂异常:Cu-Pb-Zn-Hg-As-Sb 重砂异常范围,与金矿关系较密切。

3、重力异常:重力异常值在 5 ~ 20 mGal 和30 ~ 55 mGal 对本区金矿找矿具有一定的指导意义。

4、航磁异常:区域1∶40万航磁ΔT等值线在-60.0 ~ 0.0 nT 之间的范围与区域断裂重合度较好时,指示成矿条件良好。

3.3.5 矿物及围岩蚀变标志

1、金属矿物和矿物组合标志:细粒黄铁矿集合体、细粒黝铜矿、车轮矿、星点状细粒毒砂、闪锌矿、方铅矿等及其组合与金矿化关系密切,金属硫化物粒度愈细,种类愈多指示愈强,矿脉中硫化物细脉或呈浸染状集合体大量出现时指示金富矿存在;

2、硅化、绢云母化、绿泥石化、退色化蚀变带即是热液活动改造带,当迭加金属硫化物时,预示金矿化带的存在。围岩中密布有头发丝状细小石英脉并伴有金属硫化物矿化蚀变时,则围岩很可能是金矿体。

4 结 论

(1)雪峰弧形构造带西南段金的成矿过程中构造起着关键性控矿作用,沅陵—怀化—新晃、溆浦—洪江—靖州、安化—溆浦—通道、新化-武阳-城步四条推覆型深大断裂为主要导矿构造,控制着矿集区分布。NE向次级断裂及伴生的褶皱-冲断系统、NW向断裂、区域复背斜与轴部断层联合部位、脆-韧性剪切带和剪切裂隙及劈(片)理化带是主要容矿构造,控制着矿体最终空间定位。

(2)研究区构造控矿规律明显,包括区域构造控制矿床成带成区分布、构造运动多旋迴迭加形成“三期二向”构造迭加部位富集成矿、脆-韧性构造系统控制矿体垂向分布以及特定构造部位富集成矿。在此基础上建立了复合型金矿成矿模式。

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