雪峰弧形成矿带西南段金矿成矿规律及成矿模式研究

金 妮，金小燕，刘湘勤，李 雄

(湖南省自然资源事务中心，湖南 长沙 410004)

0 引言

雪峰弧形成矿带是华南重要的金成矿区带之一，湖南80%的金矿床(点)分布于该区带，是重要的黄金生产基地[1]。本文选取近20年以来地质科研程度相对薄弱、深部找金尚未取得重大突破的雪峰弧形成矿带西南段作为研究区，开展金矿成矿规律和成矿模式面上集成总结研究，以为下一步金矿找矿突破提供理论依据。研究区行政区划隶属怀化市沅陵、辰溪、溆浦、中方、芷江、新晃、洪江、会同、靖州及通道等地，面积约3.2万平方千米。

该区内已发现并开展地质工作的金矿床(点)共计94个，主要集中在沅陵(20个)、溆浦(18个)、洪江(16个)和会同(15个)等地，其他地方零星分布。区内沃溪金矿达到大型矿床规模，铲子坪、淘金冲和漠滨金矿等达到中型矿床以上规模。

1 区域地质背景

雪峰弧形成矿带西南段大地构造位置处于上扬子地块与华南裂陷槽之间的过渡地带—江南地块的东南部[2]，北西接上扬子地块中的武陵复背斜，东临华南裂陷槽中的湘中印支褶皱带，北东端临洞庭坳陷[3]。区域性构造形迹总体是由一系列褶皱和近于平行的压性兼扭性断裂组成，即“雪峰弧形构造带”。主干断裂依次发育慈利—保靖、怀化—沅陵、溆浦—靖州、通道—安化和城步—新化等五条逆冲断层[4]；此外，发育韧、脆性层间断裂和深大断裂。研究区北东起于冷家溪隆起、经中部的雪峰弧形构造带、止于南部的湘黔桂隆起，其大地构造略图见图1。

地层从青白口系到第四系均有出露，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，沉积厚度在千米以上[5]。区内喷出岩少见，仅在洪江山石洞、颜容等地见喷发于南华系中的玄武岩。基性—超基性侵入岩不发育，多呈岩脉、岩墙或似层状产出，单个岩体面积小；中性—酸性侵入岩最发育，产状以岩基、岩株等为主，分布于雪峰山东南侧。变质岩广泛分布于冷家溪群、板溪群及南华系—志留系中。

2 成矿规律

经收集研究区内前人的勘查、开发与研究成果，对区内94个已知金矿床(点)的时空分布、不同矿床类型的共生特征进行了归纳分析，具体内容如下。

2.1 矿床空间分布特征

2.1.1 赋矿地层岩性

研究区赋金层位主要为新元古界青白口系和南华系。区内94处金矿床(点)中，产于青白口系75处，约占80%；南华系18处，约占19%；白垩系1处，约占1%。本次在沃溪矿区外围调查时，采集地层样品94件，吉林大学对其中76个样品进行了光谱分析测试青白口系板溪群中Au元素含量，结果显示，沃溪矿区外围板溪群中金含量平均为5.9×10-9，比地壳克拉克值3.5×10-9高68%。

赋金层位由北向南呈现由老变新规律。在北部沅陵，以板溪群马底驿组为主，到中部辰溪、溆浦，以青白口系五强溪组为主，再向南部洪江、靖州、通道，以南华系长安组为主。推测与雪峰弧形隆起构造带北部上扬南部下沉所引起的地表风化剥蚀深度不同有关。

从区内金矿产出层位岩系特征看，主要是深海—半深海沉积的一套由复理石、类复理石建造形成的浊积岩类之碎屑岩、细碎屑岩，经区域变质作用而形成的低绿片岩相的板岩、砂质板岩、变质砂岩、变余凝灰质岩石。区内80处主要矿床(点)产金层位和赋矿围岩岩性统计结果表明，马底驿组19处矿床(点)中，有16处产于紫红色薄层状粉砂质板岩、含钙质粉砂质微层或条带状砂质板岩、紫红色粉砂质绢云母板岩夹岩屑石英砂岩，灰色富含钙质砂质条带等岩性组合的围岩中，这套紫红色为主体的砂板岩组合是怀化以北区域金矿的主要赋矿层位，典型金矿床有沃溪、柳林汊、金牛山、沈家垭等。板溪群五强溪组46处矿床(点)中，有22处产于条带状粉砂质板岩、变质砂岩、凝灰质砂质板岩、变余沉凝灰岩等岩石组合中，这套围岩显著特征是普遍含海底沉积的火山碎屑物质；另有21处产于灰色粉砂质板岩、粉砂岩、细砂岩、长石石英砂岩组合灰绿色砂质板岩、细砂岩中。

2.1.2 控矿构造特征

区内金矿床(点)受雪峰弧形隆起构造带，区域逆掩推覆大断裂及派生的NE向次级断裂、NW向次级断裂或韧脆性剪切带，复式背斜构造等控制明显。

1)区域性构造控制金矿床的空间位置

区域上金矿床(点)呈现成带成区分布规律。金矿床(点)虽点多面广、星罗棋布，但总体都是集中分布于雪峰弧形金矿成矿带西南段；根据分布密度，可划分出4个金矿矿集区，分别是沅陵官庄—柳林汊金矿矿集区，溆浦龙王江—辰溪黄溪口金矿矿集区，洪江雪峰山金矿矿集区和会同淘金冲—漠滨金矿矿集区。矿集区划分见图2。

雪峰弧形构造带和逆掩推覆大断裂总体上限定了矿床的空间位置。区内94处金矿床(点)全部分布于雪峰弧形隆起构造带，而隆起带以外区域尚未发现原生金矿床(点)；岭家溪、官庄、沃溪、柳林汊、大洪山和米贝金矿等受官庄—怀化—新晃逆掩推覆大断裂控制明显；青山沱、黄溪口、清水塘、深溪、淘金冲和大叶塘金矿等产于溆浦—洪江—靖州逆掩推覆大断裂带两侧；淘金坪、江溪垅、龙王江、铲子坪、大坪、青山洞和强盗坪金矿等产于安化—溆浦—通道逆掩推覆大断裂带两侧；杏枫山、中都、王排、响溪、中山和断坑金矿等沿溆浦—武阳—城步逆掩推覆大断裂产出[4]。逆掩推覆大断裂分布见图2。

2)次级断裂构造为容矿构造

75处赋存于板溪群(高涧群)中的金矿床(点)中，以NE向次级断裂为容矿构造的有62处，说明NE向构造是本区特别是板溪群(高涧群)中金矿极为重要的容矿构造；区内金矿床(点)以NW向次级断裂为容矿构造的有20处，其中，南华系长安组11处，青白口系高涧群9处，说明NW向断裂既是南华系长安组中金矿的重要容矿构造，同时也是少数高涧群中金矿的容矿构造。NE向和NW向次级断裂分布见图2。

3)韧性剪切带与脆性断裂构造叠加部位为矿化富集区

NE向与NNE向韧性剪切带与其旁侧的NW向脆性断裂复合部位，形成由碎裂岩—角砾岩、初糜棱岩和糜棱岩化带及密集节理裂隙带，是矿液积聚、充填、交代和冷凝的十分有利场所。如铲子坪矿区[6-7]位于NE向韧性剪切带附近，但矿脉主要产于与剪切带近于正交的NW向脆性断裂中，这些含矿断裂长达数千米，切割深度较大。此外，大坪和洪江垄等金矿受韧脆性剪切带控制明显，剪切带内流劈理发育，数十个硅化蚀变透镜体雁列式分布，主金矿体产于蚀变岩透镜体旁侧。铲子坪金矿区地质略图见图3。大坪金矿区韧脆性剪切带及矿体分布图见图4。

4)褶皱构造常是富大金矿体的容矿空间

复式背斜的两翼次级横褶皱核部及背斜轴部、尤其是倾末端，常发育富大金矿体。脉型金矿多产于与主构造平行的低序次断裂中部或背斜核部，如柳林汊、合仁坪金矿，总结其容矿构造，就是“背斜加一刀”，即合仁坪复背斜加轴部纵向断层[8]。柳林汊金矿区3号勘探线剖面详见图5。

2.1.3 矿化深度

经分析统计区内已有金矿床(点)矿体露头或浅部控制点高程、矿体深部现有工程控制最低高程系列数据，区内大部分小矿(占90%)金矿矿化深度在第一空间深度，小于500m，一般为100～300m；少数矿床(点)地表或浅部规模大，矿化深度已达500m至1000m，如铲子坪金矿勘查最低见矿深度已达790m；沃溪金锑钨矿探矿巷道已掘进至46中段，已探明矿体就位深度达1200m，深部仍未完全控制封边。矿化深度与地表矿化带规模正相关，地表矿脉(带)规模大则矿化深度大，反之亦然。

2.2 成矿时代特征

区内金矿床(点)大致可分为加里东期与印支期两期。据李华芹等(2008)[9]对铲子坪金矿床石英脉Rb-Sr同位素等时线年龄结果，矿床形成于(205.6±9.4)Ma；据马小双等[10]对铲子坪金矿床石英脉Rb-Sr同位素等时线年龄结果，矿床形成于(244±7)Ma，表明铲子坪金矿床形成于印支期。据彭建堂等(2003)[11]利用白钨矿对沃溪金矿床进行了Sm-Nd同位素和石英40Ar-39Ar法定年，认为沃溪金矿床形成于加里东晚期。此外，区内印支期金矿床有大坪、茶溪等，加里东期金矿床有柳林汊、淘金冲、漠滨、平茶、阳湾团等(表1)。

表1 雪峰弧形成矿带西南段金矿床成矿年龄

2.3 不同矿床成因类型分布及共生特征

结合区内矿体产出层位、载矿岩石类型及容矿构造走向方位所反映的成矿作用特征，94个金矿床(点)共划分为石英脉型与蚀变岩型两个大类，石英脉型又分为顺层脉、切层脉和剪切裂隙脉三个亚类，蚀变岩型又分为破碎带蚀变岩型、韧性剪切带蚀变岩型和基性岩蚀变型三个亚类。以每个金矿床(点)主要矿床类型统计，石英脉型金矿床(点)86个、蚀变岩型8个。

根据前人关于区内8个典型金矿床的成矿年代研究成果统计[9-15]，6个石英脉型金矿床(沃溪、平茶、漠滨、柳林汊、阳湾团和淘金冲)形成于加里东期；2个蚀变岩型金矿床(铲子坪、大坪)形成于印支期。区内不同类型金矿床，在平面上分布规律不甚明显；在垂向上，石英脉型金矿化与蚀变岩型金矿化分带明显，在矿床内部往往表现为上部以石英脉型矿化为主(中山高程1200m处)，中部为石英脉型和蚀变岩型矿化共生(铲子坪高程700m处)，下部以蚀变岩型金矿化为主(大坪高程300m处)。

3 成矿模式探讨

3.1 不同成因类型矿床的成矿特点

通过对不同成因类型的典型金矿床(点)地层层位、容矿围岩、导矿和容矿构造、成矿物质来源、围岩蚀变、成矿温度等特征进行剖析，有共性又有差异性。赋矿地层均为老地层。容矿围岩，除基性岩蚀变型为闪长岩岩墙外，其余均为板岩。导矿构造总体以NE向断裂为主；容矿构造，石英顺层脉型为NE向断层裂隙或层间破碎带，切层脉和剪切裂隙脉型为NW向断裂，破碎带蚀变岩型为NW向张扭剪切带，韧性剪切带蚀变岩型为NE向韧脆性剪切带和NW向剪切裂隙，基性岩蚀变型为NE向断层破碎带。成矿物质来源，石英脉型为地层围岩，蚀变岩型为地层围岩、岩浆岩或基性岩。围岩蚀变，主要有硅化、褪色化、绢云母化、绢英岩化、毒砂化、黄铁矿化、绿泥石化等，不同矿床围岩蚀变类型及蚀变程度有所不同，一般蚀变强则矿化强；蚀变岩型硅化、绢英岩化、黄铁矿化明显。根据区内前人对典型矿床流体包裹体测温结果及本次对铲子坪矿区Ⅲ矿带石榴寨矿段流体包裹体测试分析统计，石英脉型成矿流体温度主要分布在中低温130℃～230℃之间[16-20]；蚀变岩型成矿流体温度主要集中在170℃～330℃之间，其中铲子坪金矿成矿流体温度范围较宽泛，包裹体测温结果为100℃～402℃之间[6,21-22]。具体内容见表2。

表2 雪峰弧形成矿带西南带金矿床成因类型分类

3.2 变质作用与岩浆作用

3.2.1 岩浆作用

区内岩浆岩较发育，超基性岩—基性岩—碱性岩—酸性岩都有出现，而以酸性岩为主，占90%以上，产出形式为岩基、岩墙(脉)、岩株、岩筒，形状各异，时代有加里东期、印支期、燕山期。各种物源和分异程度的岩浆，均能为内生成矿作用直接提供一定丰度的成矿物质。这些矿质或来源于地幔，或来源于被部分熔融的沉积—变质岩、花岗岩类。铲子坪金矿在花岗岩碎裂化处存在品位较好的金矿化，未发生碎裂化的花岗岩内仅存在黄铁矿化和毒砂矿化，说明铲子坪金矿的形成和空间定位与中酸性侵入岩关系密切[7，23]。字溪金矿在辉绿岩与围岩接触带上发育一条断层破碎带，金矿化强烈[22]。区内火山喷溢岩不发育，目前仅见于洪江山石洞有一处火山岩；但火山沉积岩较多，广泛分布于冷家溪群、板溪群和震旦系等海相地层中。前人在板溪群的原岩恢复中见到长石砂岩、长石石英砂岩、含凝灰质板岩、板岩由英安质凝灰质岩石正变质而成，推测火山岩建造可能为板溪群富金的主要原因[3]。

3.2.2 变质作用

研究区内已完成的1∶5万区域地质调查成果表明[22，24-25]，新元古代界冷家溪群、板溪群、高涧群，南华系、震旦系及早古生代沉积岩层，均遭受了区域低级或极低级变质作用，岩石的原始成分和结构构造发生了不同程度的改造。区内各种断裂破碎带均具不同程度的动力变质作用和蚀变作用，其中，与金矿化有关的韧脆性剪切带不仅是一条变形带，而且是一条变质带，剪切带内岩石变质作用的总趋势是产生易变形的矿物以抵消构造应力的影响，随着变形作用的加强，动力变质作用也加强[26-27]；区内韧脆性剪切带具不同程度的硅化、绢云母化等。碎裂岩和构造角砾岩分布广泛，糜棱岩系列仅在少数构造中发育；接触变质作用在本区十分有限，除中华山岩体边缘发现微弱金矿化外，未见其他案例。

3.3 成矿模式

成矿模式是一定区域内矿产地质工作成果的总结和概况，是区域成矿规律的展示[28]。经综合分析研究区内地层、岩性、构造及岩浆活动等控矿地质条件，结合区内大部分金矿床(点)分布规律，借鉴前人对国内外诸多典型矿床的研究认识，提出本区金矿主要有两大成矿模式，分别是石英脉型金矿成矿模式和破碎带蚀变岩型金矿成矿模式。

3.3.1 石英脉型金矿成矿模式

地槽发育阶段，因地壳运动使上地幔向上隆起，在海底深大断裂或板块缝合线部位等特定地带，发生火山喷发，携带大量金属元素和气相热液的火山物质在新元古界地层中沉积，形成了冷家溪群、青白口系板溪群(高涧群)巨厚的海相碎屑岩含金建造，其中金元素及其他成矿物质，在加里东期区域变质或动力变质作用下，产生大量低温热液，受物理化学场内温压差或构造应力驱使，热液沿着区域大断裂或其他裂隙空间经一定距离运移，萃取大面积围岩中硅质、金及其他成矿元素，在局部形成高矿化度的含矿热液，当热液迁移到某一低压扩容且屏蔽性良好，同时围岩物质成分适宜的空间，在特定的构造部位如逆掩推覆断裂下盘次级断裂带、层间破碎带、背斜轴部、韧脆性剪切带等，因原来温压平衡遭到破坏，热液与当前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，最终在板溪群(高涧群)等层位中，形成石英脉型金矿。具体成矿模式详见图6。

3.3.2 破碎带蚀变岩型金矿成矿模式

在溆浦—怀化—新晃一线以南的广大区域内，南华系长安组断裂构造发育，主干断裂经历了多期次活动，形成了不同时期、方位及形式的构造组合，其中，NE向断裂最为发育，形成时间最早，往往具多期活动特征，部分NE向断裂发展成逆掩推覆和韧脆性剪切构造，在其上下盘发育一系列NWW向和NNE向断裂带次级断层。在印支期区域变质或动力变质作用下，产生大量低温热液，少数矿区还增加岩浆热能驱动，沿逆掩推覆和韧性剪切构造，运移至NWW向张裂隙或NNE向断裂带次级断层中形成硅化-黄铁绢英岩构造透镜体或边缘沉淀成矿，经后期多次构造运动，硅化-黄铁绢英岩发生破碎和再充填胶结，形成破碎带蚀变岩。以铲子坪矿区为例，在区域韧脆性剪切带变形过程中，含矿热液沿着NE向韧性断裂带运移，在NE向韧性断裂带发育早期，中心部位压应力强而两侧相对较小，含矿热液向两侧运移，最终在NWW向张剪性破碎带蚀变岩中以充填方式富集成矿[29-30]。具体成矿模式详见图7。

4 结论及建议

1)研究区金矿床是在复杂的地质作用过程中形成的，受特定的地质条件和物理化学条件控制，定位于特定时间、空间中。区内金矿床(点)时空分布和矿化富集规律明显；据已有年代学研究成果统计，石英脉型金矿床主要形成于加里东期，蚀变岩型金矿床主要形成于印支期；石英脉型与蚀变岩型金矿化垂向上分带明显。

2)区域成矿模式主要有两种类型，石英脉型金矿成矿模式和破碎带蚀变岩型金矿成矿模式。前者反映青白口系板溪群(高涧群)中金矿成矿过程，后者反映南华系长安组中金矿成矿过程。

3)建议未来找矿在地层方面，重点关注新元古界青白口系和南华系底部长安组；在控矿构造方面，重点瞄准区域逆掩推覆大断裂及派生的NNE向次级断裂、韧脆性剪切带、层间滑动破碎带或NW向次级断裂；在地层、构造有利地段，如果附近3～10km内有中酸性岩体或基性岩脉产出，再结合物化遥异常分布，进一步寻找矿化蚀变带。